循环流化床锅炉调试及运行控制重点研究

梁政

摘 要：电力是关乎国民经济发展和社会稳定的关键能源，我国电厂主要利用能源是煤炭，因此锅炉在电厂中的地位尤为突出。锅炉的安全、高效、经济运行直接影响电厂的安全运行和市场竞争力，因此对于锅炉运行进行调试和优化具有重要的现实意义。

关键词：电厂锅炉；运行调试；优化

1 引言

随着国民经济的不断发展，社会对于能源的需求量与日俱增，尤其是对电力能源的需求。我国是一个多煤少油的国家，目前我国的电力主要通过燃煤电厂来提供和输送。燃煤电厂的三大主机为锅炉、汽轮机、发电机。近年来，国家对于电力行业的改革力度比较大，燃煤电厂之间的市场竞争力也日益增强。企业如何保证自身发电装置高效、经济、稳定的连续进行是保障竞争力的重要措施，在整个电厂设备中，对于稳定运行影响比较大的主机为锅炉。虽然锅炉运行技术的研究比较多，但我国的锅炉运行的相关技术还处于相对落后的阶段。因此，对于锅炉运行进行调试和优化是改善锅炉运行的重要途径。本文主要對锅炉调试和优化的必要性进行简述，并对锅炉运行的调试和优化措施进行了探讨。

2 对电厂锅炉运行调试与优化进行研究的必要性

随着经济的发展，人们对于能源的需求量不断增加。但是国家对于能源需求和消耗却面临着重要的矛盾，其中最主要的矛盾为环境保护与经济增长之间的矛盾，化石燃料的产生必然会对环境造成一定的影响。目前，国家之间的竞争不仅仅是人才与科技的竞争，同时也是能源储存量与利用率的竞争。现阶段，我国不仅面临着严重的环境污染问题，还面临着日益缩减的化石能源的储备量问题。国家经济发展水平越快，能源的需求量和消耗量也就越大。据统计，我国能源消耗量正以每年7%-8%的速率提升，不断加重我国的能源负担。因此，如何高效、绿色地利用能源成为我国能源消耗的主要课题。

此外，电力对于社会的发展具有重要的地位，为缓解我国的用电压力，各地纷纷兴建燃煤电厂。随着我国关于燃煤电厂的改革，各电厂之间的市场竞争压力逐渐加大。如何保证装置安全、高效、经济、稳定地运行是电厂提升自身竞争力的重要方式。锅炉的运行情况对于电厂的操作具有关键作用，锅炉是高耗能设备，也是最容易出现问题的设备，因此保证锅炉的环保、高效运行能够促使整个电厂的安全、经济运行。这样一来就要求燃煤电厂的锅炉运行一定要实现节能，优化管理方式，缩减与其他国家在锅炉运行技术上的差距，真正提升燃煤电厂锅炉运行空间。

3 燃煤电厂锅炉的运行调试

本单位的锅炉型号为DG1242/25.4-Ⅱ1型超临界循环流化床锅炉。DG1242/25.4-Ⅱ1型CFB锅炉为超临界直流炉，单炉膛、M型布置、平衡通风、一次中间再热、露天布置、循环流化床燃烧方式，采用高温冷却式旋风分离器进行气固分离；锅炉整体支吊在锅炉钢架上。

炉膛水冷壁分上下两部分，下部水冷壁采用全焊接的螺旋上升膜式管屏，螺旋水冷壁管采用了内螺纹管，上部水冷壁采用全焊接的垂直上升膜式管屏，螺旋水冷壁与上部垂直水冷壁过渡方式采用中间混合集箱形式。过热器受热面采用辐射-对流型布置。再热器受热面采用纯对流型布置，再热器由低于尾部竖井前烟道的水平对流低温再热器和位于水平烟道高温过热器后的高温再热器组成。前墙布置12个下煤口。在炉膛前后墙各分二层二次风用于进行分级配风降低NOX生成。省煤器布置在尾部竖井后烟道水平低温过热器的下方。在整个锅炉的运行过程中，发现影响锅炉运行的因素有很多，主要可以归纳为以下几点：

（1）风机失速导致锅炉运行不稳定。在每次锅炉开始运行时，风机的流量相对较小，一旦一次风压过高时，就会使得锅炉失速，威胁到锅炉运行的稳定性，甚至影响整个电厂的运行。一般情况下，调试该问题的方式为提升一次风道流量。如果在跳台中制动叶片转动异常也会造成锅炉失速，调试方法可以对风机出口压力进行有效控制，加大风机失速余量。

（2） 烟道振动导致锅炉运行不稳定。锅炉运行中发现，如果机械负荷值达到150MW或者200MW时，容易造成锅炉尾部出现振动，甚至集控室也伴有振感。经过长时期的实践分析，由于锅炉尾部出现卡门涡流，振动频率极为接近烟气流同时与烟道尾部发生共振引起的。可以将适当的平行班板加入到驻波外部的地点以缓解该共振影响。各个板子的距离与驻波的振动频率和波长有关，随着运行时间的延长，玷污系数增加，也会产生振动。因此，需要定期进行维护。

（3）吹管过程中储水罐水位的控制。直流炉吹管过程储水罐水位极难控制，储水罐水位控制不好可能会使给水进入过热器，使中温过热器入口温度瞬间下降100℃，极大地影响设备的安全运行。锅炉启动系统中有两个361阀。在吹管过程中可以采用将一个361阀投自动，一个361阀投手动的方式进行调节储水罐水位，效果非常好，吹管过程储水罐水位控制得非常平稳。

4 优化电厂锅炉运行的主要措施

4.1 锅炉运行参数的优化

锅炉的运行参数是确保锅炉安全运行的关键。因此，需要采用有效的措施把控参数变化。锅炉的运行参数主要包括水煤比、过热蒸汽的温度与压力等。在实际运行管理中，变化情况比较复杂，加之工况不稳定，因此需要全面的把控。

（1）确保水煤比正常和蒸汽品质。确保运行时蒸汽的正常温度和压力的基础之上，掌握锅炉参数的变化规律和实际操作。采用优化实验方法，对锅炉运行的参数进行详细的调查、记录，利用专业的优化软件，如ASPEN等对参数进行整体优化，已达到最佳的参数组合。例如，对锅炉启动时，通过试验，找到风机的最佳流量值，保证锅炉运行的稳定性，防止锅炉失速发生。

（2）进行冷态空气动力场试验，在确定优化设备和优化目标的基础之上，需求最佳的锅炉调整范围和运行方式。比如，制动过程中，控制好叶片的转速，对锅炉的状态进行考察，以选择最佳的运行方式。

4.2 锅炉燃烧性能的优化

通常情况下，锅炉的燃烧性能与锅炉的内部结构和外界负荷能力有关，另外，也与运行的参数如温度、风量有关。如果符合量变化时（增加），应该首先加大风量和输送燃煤量，以加大燃烧量应对负荷的变化。如果锅炉运行处于低负荷运行时，应该适当的增加负压，提升炉膛温度，能够有效实现稳定燃烧和减少热量损失。对于燃烧量的调节。对于负荷量较小的锅炉燃烧，只要改变给料频率即可，对于负荷变化较大的，只通过改变给料频率难以实现调节。

在整个运行过程中，容易造成燃烧不完全或者中温过热器管壁出现超温现象，因此锅炉初期干态运行稳定性对锅炉的安全稳定运行至关重要，在燃烧调整上主要进行下述步骤：

（1）降低一次风量，一般设置在25m/s左右，另外增加对应层和上层二次风速，从而使得进风能够快速着火，另外，也能在炉膛内充分燃烧。

（2）提高一次风的温度，采用暖风器对一次风进行加热，提升风煤混合物温度，使其维持在85℃左右，使得着火点提前，提高煤粉的燃烧稳定性和充分性。

（3）保证煤粉细度<10mm，在锅炉升温升压期间，保证煤粉细度<10mm，确保其稳定燃烧，并保以防止受热面磨损。

（4） 提高床温，锅炉投煤初期，降低下二次风的开度，降低炉膛火焰中心高度提高床温，使煤正常着火，防止着火滞后。调整12台给煤机的给煤量，保证炉膛温度场均匀防止炉膛左右两侧温度偏差大，中温过热器管壁出现超温现象。

5 结语

电厂锅炉的安全运行是为了保证电厂整个装置的稳定运行，对于锅炉运行状态的调节和优化可以明显的改善电厂的运行状态和稳定性，提升电厂的经济效益。在进行锅炉运行调试和优化时，首先要保证选用合适的锅炉设备，注重参数的变化对于运行状态的影响。时刻关注其动态变化，保证稳定运行。

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