浅析电厂锅炉运行控制与故障预防

吕海洋

（国能生物发电集团有限公司，北京 100052）

1 火电厂锅炉运行存在问题分析

1.1 排烟温度高

锅炉中燃料燃烧效率与排放烟气温度有着反比关系，当排放烟气温度高会使得锅炉尾部无法均匀受热。同时，如果锅炉受热面存在着焦碳，燃料没有完全燃烧，则会使炉膛燃烧产生的烟气过多。随着锅炉节能设计理念的进步，技术人员对排施烟气温度进行了深入研究，对导致排放烟气温度的原因进行分析，将火力发电锅炉内部结构进行了优化与改进，提高炉膛内燃料的充分率，避免过多的残渣依附在锅炉表面，保证燃烧过程中的稳定性，可以进一步降低排施烟气温度，将更多的热能转变为电能，可以提高锅炉的整体燃烧效率。

1.2 热能损耗大、飞灰碳含量高

很多火力发电所采用的锅炉存在着热能损耗大的问题，这主要由于锅炉结构设计不合理，没有对燃烧状态进行合理控制，燃料转变热量的效率不高而导致的，存在较为严重的能源浪费现象。煤炭研磨成灰粉后进行燃烧会存在着不同程度飞灰，如果灰分情况比较严重，会使得煤粉无法完全燃烧，会使得锅炉运行效率变低，热能转化率降低。如果没有对飞灰现象进行重视，而继续加入煤粉来补充，会使得锅炉燃料形成的飞灰量不断变多。

1.3 炉膛温度过高

随着消耗煤炭数量的不断变多，炉膛内部热负荷会相应的增加，炉膛内部温度与出口部位烟气温度也会相应提升，过热器、蒸汽盘管和管壁等部位的温度也会变大，如果没有进行合理控制会损坏锅炉内部器件。需要对炉膛内的温度进行实时监控，根据生产需要对温度进行调整，不可以长时期存在过热现象，防止由于炉膛热容积变大，导致炉膛中产生较多的结渣。

1.4 锅炉蒸发系统流速过高

当火力发电锅炉蒸发系统工质流速变大，会使得流动阻力也相应增加，水在锅炉蒸汽系统的循环就会受到阻碍。过热器内的工作介质流动速度变大，会使得流动阻力变大，汽包与热热器出口相互间的压力差也会变大，会使汽包与集管承受更大的压力。

1.5 炉膛结渣量大

受到炉膛空间限制，膛内空气流动性较差，如果煤炭灰分含量比较高，不具备较高的熔点，过剩空气系数变小，燃烧形成的火焰无法有效向上移动，会使得炉膛内存在结渣问题。而燃烧器风速改变量比较大，炉膛内的火焰会出现偏雷劈，会在偏转方向的炉壁侧存在结渣。旋流燃遴选器如果向一侧产生旋转，多是由于漏风量大、火焰上移等原因引起的，会使锅炉出口部位存在着较多的结渣，而锅炉长时期负荷过大，也会使炉膛结渣风险变大。

2 火电厂锅炉运行的控制措施

2.1 减少排放烟气中的热量损失

当前，很多火力发电厂锅炉都存在着较为严重的热能损失现象，煤碳燃料没有完全燃烧，会存在着极大的能源浪费。为了提高火力发电锅炉运行过程中的热能利用率，降低热能损失，需要优选煤炭类型，并将风量与煤炭比例进行合理设置，火力发电厂应该建立能源研究科室，研究出更为高效的燃烧方式。还可以将高温蒸汽进行再次应用，将排出烟气温度进行回收利用，合理设置空气系数，安装排风表对通风量进行监控，准确计量输入风量、漏风量，保证炉膛内气压的稳定。要尽量减少锅炉内部、底部漏风、排烟道漏风，保证炉膛内部空气系数的科学合理，定期对锅炉内部进行清洁处理，对受热面、空预器等进行着重处理。

2.2 优化锅炉运行系统

火力发电厂需要结合实际的发电需要，保证锅炉装置的稳定运行，定期开展维护保养工作，建立起科学完善的运行控制体系。根据锅炉类型与结构，加强对锅炉的技术改造，进一步优化锅炉运行控制体系，建立起运行控制管理制度，制定出详细的锅炉运行控制计划，明确工作人员的岗位职责，避免由于工作人员的误操作对锅炉造成影响。

2.3 对锅炉进行定期的除焦

定期对火力发电锅炉进行除焦可以提高热能转化效率，在开展除焦工作以前，需要与值班管理人员进行沟通，确定锅炉运行情况，制定好详尽的除焦方案。使锅炉处于稳定燃烧的状态，再合理提高燃烧室的负压。在实际的除焦作业过程中，应该在明显部位悬挂“正在除焦作业”等标识，保证除焦作业人员的生命安全，如果运行值班人员观察到炉膛内燃烧不稳定、烟气向外喷出时，需要及时制止除焦作业，将作业人员撤离到安全区域。如果锅结焦情况比较严重，或者有数量较多的焦块下落时，需要停止除焦作业。

2.4 提高工作人员业务能力

锅炉能否安全稳定运行与工作人员的业务能力有着直接联系，为了保证电厂正常生产与发电质量，需要不断提高工作人员的业务能力，定期开展技能培训工作，加强理论知识学习与实践应用方面的学习，对培训后的工作人员进行考核，成绩不合格则不可以上岗操作。还需组织技术人员与工作人员进行技术创新，针对锅炉运行过程中存在的问题进行分析，制定出锅炉改造方案，不断积累运行管理经验，通过持续地学习来提高业务能力。可以更为准确地识别与判断锅炉运行故障，快速准确地排除运行过程中存在的问题，保证锅炉设备的安全稳定运行。

2.5 提高锅炉内汽轮机的工作效率

汽轮机也是火力发电的重要设备，会对锅炉的稳定运行带来一定的影响。对汽轮机加热系统加装蒸汽冷却、疏水冷却装置，可以更好地改善汽轮机运行状态。蒸汽冷却装置可以通过冷凝系统来吸收热量，疏水冷却装置可以进一步提高给水水温度。并对汽轮机凝汽器真空状态进行合理调整，可以进一步提高汽轮机工作效率。如果电厂采用高负荷汽轮机，可应用双循环泵运行模式，如果进水温度及发电机组负荷不稳，采用低速、高速循环泵进行交替应用。还可以对给水泵进行改进，根据水泵特性曲线来对工作点进行合理移动，并对水泵运行速度进行合理调节，可以更好将汽轮机保持在稳定运行状态。

2.6 提高燃烧煤的质量

燃煤质量会对锅炉运行带来很大的影响，需要选择燃烧效率高、灰分小的燃煤，经过研磨机粉碎后形成的煤粉，被吹入炉膛内可以更为充分地燃烧，可以更为充分地转变成热能，进一步减少燃料的消耗，更好地节约发电成本，因此，燃质质量对火力发电厂经济效益会产生大的影响。火力发电采用燃料作为生产材料，燃料会占到火力发电成本的七成左右，如果煤质达不到要求，会就形成数量众多的燃煤杂质，工作人员需要投入更多的精力用于控制炉膛的正常燃烧，控制难度就会增加，因此应该选用优质的燃煤，可以在保证热能转化效率的同时，还可以避免对环境产生污染。

3 火电厂锅炉故障应对措施

3.1 过热器应对措施

过热器锅炉设备中重要的装置，在锅炉本体安装时应该严格控制焊接质量，并对过热器、再热器开展定期的维修保养，及时更换备件，对存在的问题提出整改措施，这样可以预防过热器出现运行故障。

3.2 安全阀应对措施

安全阀可以起到超压保护作用，对保证锅炉设备的安全运行发挥着重要作用，工作人员应该认真学习安全阀的内部构造与原理，根据安全阀特性制定切实有效的预防措施，掌握锅炉操作要领，防止由于误操作导致的安全事故，也可以避免安全阀故障，在对安全阀状态进行检查时，需要对阀盖等部位进行检查，并详细做好记录。

3.3 建立先进的故障诊断系统

随着信息技术的进步，给火力发电锅炉故障诊断带来很大的便利。为锅炉系统安装高精度的传感器，并配置视频监控系统，要以及时发现锅炉元件的运行故障，还可以对炉膛内的燃烧情况进行监测。如果检测到运行故障则会及时报警，并提示工作人员故障的具体位置，并将运行温度与压力调整到安全区间，可以更好地保证锅炉安全运行。对炉膛火焰进行检测，可以检查燃烧器是否正常工作，火焰的分布是否均匀，并根据锅炉实际负荷来调整燃烧状态。需要不断完善锅炉在线诊断系统，提供诊断的准确性与实时性，采用先进的人机界面来对锅炉运行状态进行监视，使诊断系统具备自主识别与判断功能，根据锅炉元件运行时间与特性制定预防性的设备维护方案，避免由于设备故障对电厂正常生产带来不利影响。

4 结语

综上所述，加强火电厂锅炉运行控制与故障预防，可以更好地利用燃料，并燃料具备的化石能转变为电能，还可以更好地保证锅炉安全、稳定运行。需要根据发电厂实际情况，制定出科学完善的锅炉运行管理体系，规范工作人员的行为，做好日常故障监测工作，引进先进的故障检测系统，可以更好地保证电厂正常生产。