火力发电厂煤粉锅炉运行优化策略分析索辉

索辉 阴持廷

摘 要：火力发电厂锅炉是火力电厂产生电能的主机之一，对火力发电厂锅炉运行进行优化，降低能源消耗，提升运行效率，将大大有利于供电需求。本文则针对火力发电厂的锅炉进行介绍，同时对其锅炉的使用原理进行分析，找到其中存在的问题，以此提出合理的解决对策，对火力发电厂煤粉锅炉运行进行优化，探讨有利于火力发电厂锅炉优化的一些具体措施。

关键词：火力发电厂；锅炉运行；优化；管理

1 火力发电厂锅炉简介

火力发电厂的锅炉有两个部分构成，分别是锅炉本体和辅助设备。其本体部分当中，由省煤器、下降管、过热器、联箱等设备构成，而辅助设备，则由点火装置、烟风道等部分构成。火力发电厂锅炉产生动能的关键是对燃料进行燃烧，吸收其产生的热量，进而对炉内的水进行加热产生蒸汽，转化为蒸汽动能。在这一过程当中，煤炭的充分燃烧，将会促进热能的生成，进一步增加动能。

2 火力发电厂锅炉运行发电的基本原理

火力发电厂锅炉产生动能的基本原理分为三个方面，这三个方面关系到火力发电厂锅炉的运行效率。

（1）火力发电厂工作人员使用相关设备将煤炭材料输送进入火力发电厂锅炉的炉膛之中，煤炭材料在锅炉的炉膛之中发生剧烈的燃烧反应，将煤炭材料之中的化学能通过燃烧反应转化成为可以为火力发电厂其他组成部分提供能量的热能（该部分的化學能转化成为热能的效率也是火力发电厂锅炉运行优化的重要组成部分之一）。

（2）煤炭材料发生燃烧反应之后，煤炭原材料之中的碳物质和杂质组分和氧气反应生成的物质组成了高温烟气，高温烟气组分携带有大量的热量（其原理是热能的传递，是由高温物质传导向低温物质），这些高温烟气沿着火力发电站锅炉内部运行，逐步经过锅炉内水冷壁部分、锅炉屏式过热器部分、锅炉高温过热器部分、锅炉再热器部分，并与这些部分的受热面进行接触，根据热量传递原理，高温烟气和这些锅炉部分内部的工作物质产生热量传递，将高温烟气之中的大量热能传递给锅炉部分内部的工作物质，锅炉部分内部的工作物质经过高温烟气的持续高温加热和热量传递，发生相变生成具有着一定压力和温度的水蒸气组分。

（3）经过高温烟气加热发生相变反应的水蒸气成分进入火力发电厂锅炉的汽轮机部分，在汽轮机部分之中，水蒸气组分将吸收自高温烟气的热能传递给汽轮机部分，将水蒸气组分之中含有的热能转化成为汽轮机的机械能，完成为整个火力发电厂进行发电提供所需要的能源以及为发电机和汽轮机提供动力资源的工作

3 影响火力发电厂锅炉运行存在的问题

3.1燃烧问题

一般情况下，粉末状煤炭材料仅仅在粉煤锅炉炉膛部分停留一秒钟左右，为了充分保证粉末状煤炭材料在这一段时间之内燃烧完毕，要求在进行一次供风和二次供风的时候，供给足够的风量，以便于强化粉煤锅炉炉膛部分的燃烧效果，保证粉末状煤炭材料在这一秒钟的时间之内燃烧完毕，完成整个供能反应。但是，一旦煤质突然变化，一二次风不能及时调整，就会出现燃烧不完全等现象。

3.2火力发电厂锅炉的蒸汽参数

火力发电厂在发电过程中，火力发电厂锅炉是重要组成部分之一，它为发电机组提供动能，它的运行平稳对发电具有重要意义。蒸汽参数的高低对火力发电厂锅炉有着极为重要的影响，必须要保证蒸汽参数平稳，这样才能根据煤炭质量以及负荷等因素确定耗煤量高低，保证火力发电厂锅炉平稳运行。

3.3 火力发电厂锅炉的热损问题

火力发电厂锅炉做功的主要动力就是蒸汽动能，而蒸汽动能的产生是以燃料燃烧的热量为主。在火力发电厂锅炉运行过程中，热损问题是影响能效消耗的关键问题之一。其中，排烟是主要热损原因。除此之外，就是煤炭没有完全燃烧，造成了资源浪费。

4 火力发电厂锅炉运行优化策略

4.1 燃烧优化

首先，做好煤炭原料质量下降时的准备。在锅炉燃烧过程之中，一旦出现煤炭原料质量下滑，使得煤炭原料的质量和设计好的煤炭原料的质量存在偏差，就很容易对火力发电厂粉煤锅炉的运行效率产生很大影响。针对这样的情况，当煤炭原料的质量和设计好的煤炭原料的质量的偏差已经开始影响生产效率的时候，可以采用原煤掺烧的解决方案，通过改变使用的煤炭材料各种类型的煤炭之间比例的调和，尽可能地减少煤炭原料的质量和设计好的煤炭原料的质量偏差，并辅之以改变锅炉供风设备所提供的一次风和二次风的风量大小，以便于保证煤炭原料在炉膛部分充分燃烧。

其次，为了了解锅炉燃烧过程之中的具体步骤，要对锅炉的运行过程进行定期的质量调平、浓度标定、高温烟气成分分析等操作，确定出火力发电厂粉煤锅炉的最优化运行参数，为火力发电厂粉煤锅炉的高效运行提供数据支持和理论帮助。

最后，当火力发电厂粉煤锅炉在较高的负荷下工作时，高温高压的环境很容易导致在火力发电厂粉煤锅炉炉膛之中产生结焦问题。为了避免火力发电厂粉煤锅炉在运行过程之中出现炉膛结焦问题，影响火力发电厂粉煤锅炉的运行效率，就要求在火力发电厂粉煤锅炉内部采用配风试验的试验方式，不断调节火力发电厂粉煤锅炉供风设备所提供的一次风和二次风的风量大小和配比数值，并在火力发电厂粉煤锅炉的不同区域采用不同的分量配比数值，有效地阻止发电厂粉煤锅炉炉膛之中产生结焦问题。与此同时，还要不断调节火力发电厂粉煤锅炉内部的风量频率和吹风的范围，时刻保证火力发电厂粉煤锅炉内部的各个受热面不存在粉末状煤炭原料的污染。

4.2 蒸汽参数优化

蒸汽参数的数值要保持一个平稳状态，这需要工作人员拥有较强的责任心，时刻关注蒸汽参数变化。一般来说，火力发电厂锅炉都会有保热自动装置，这是平衡蒸汽参数的一个重要工具。例如发电厂使用自然循环煤粉炉，它的蒸汽参数变化会随着主蒸汽温度变化而变化，具体表现为主蒸汽温度被提高11-15度时，发电厂的煤耗会降低1.45g，而当热气温在提升13度后，煤耗会降低0.83g。

4.3 针对热损问题进行优化

热损问题是火力发电厂锅炉运行优化的关键，解决热损问题对于优化运行方面来说，有着举足轻重的意义。固体燃烧不能充分燃烧，这是造成热损问题的一个关键，同时也是资源浪费的关键。燃料的燃烧方式，以及燃料的质量，是造成不能充分燃烧的一个原因。除此之外，火力发电厂锅炉本身也是一个重要影响因素。

针对这种问题，火力发电厂可以对煤炭进行合理配置，对不同的煤炭进行混合搭配，保证运行参数稳定。第二，煤炭燃烧时，煤粉的细度也要适宜，以热力实验结果为前提。因此，火力发电厂在发电过程中，要注意到燃料变化规律，对燃料的燃烧情况运用科学的方式进行调整，确保资源的合理利用。

5 结束语

通过对火力发电厂锅炉运行情况研究，掌握如何优化火力发电厂锅炉的方法，将会降低资源消耗，以此提高经济效益的产出，这对于未来火力发电厂的发展具有重要意义。优化火力发电厂锅炉运行，要注意对这些影响因素的把握，将其控制在一定的有利范围内，这样一来，可以确保火力发电厂锅炉的高效率运行，保证火力发电厂的效率性和经济性。同时，在研究过程中我们也可以发现，优化火力发电厂锅炉运行，需要科技和人力的投入，只有两者结合，才能完成火力发电厂锅炉的最终优化工作。

参考文献：

[1] 李祺亮.1000MW超超临界直流锅炉变煤种运行特性研究[D].上海交通大学，2013.

[2] 吴味隆.锅炉及锅炉房设备[M].北京：中国建筑工业出版社，2013.

作者简介：

索辉（1988.05-），男，籍贯：吉林省长春市，学历：本科学历，工程师，研究方向：电力工程。