火力发电厂锅炉运行优化策略

国网能源哈密煤电有限公司大南湖电厂 杨伟建

引言

火力发电厂主机影响着整体质量。锅炉作为火力发电厂最重要的部件，是火力发电厂发电的基本环节，是各种能源的入口，能够形成动力资源。火力发电厂在发电时，锅炉设备发挥着重要作用。锅炉由锅炉本体（下降管、省煤器、过热器、再热器等）与主要辅助设备（烟风道、点火装置等）组成。

火力发电厂锅炉燃料在燃烧过程中产生热量，吸收锅炉内的大量水分。蒸气功能工作原理包含以下几点：燃烧煤炭。首先，将煤原料供给锅炉，通过高温燃烧将化学能转变为热能；高温烟气热传热。在煤炭充分燃烧后，物料中的杂质与含碳物质进行氧化反应，从而形成高温延期，高温烟气在设备运行过程中产生许多热量，通过与各部分的接触达到传热的目的；热能转化为汽轮机的机械能。水蒸气成分及时完成传递，完成蒸汽轮机内部热传递，降低作为动力源传递给蒸气轮机，为蒸气轮机的运行提供能源。

1 火力发电厂锅炉运行特点

1.1 运行参数不稳定

锅炉设备不是单一的设备，需要与其它设备与系统相互衔接，在日常运行中出现许多问题，受内外因素影响较大，这在一定程度上影响锅炉运行参数，设备发生故障几率增大，设备出现后，锅炉运行参数也会受到影响。另外，许多火力发电厂缺少检测设备与系统，只能手动监测和维护，无法维护操作参数不正确的设备。火力发电厂中包含一些荷载较大的部位，但这些大荷载出现概率低，虽然其荷载大，但其出现率低，这种俗称短期效应。

相关文献中指出，短期效应是火力发电厂在正常运行下验算荷载水平以及逻辑概念存在欠缺。由于火力发电厂有不同的设计要求，需要根据不同荷载标准来达到准确要求。需要根据火力发电厂荷载特点，在短期效应影响下进行极限状态计算，保证计算精准性。由于我国相关规定中没有荷载频遇系数有一个明确规定，这使得设计人员在计算时根据概率较低的荷载标准来计算，出现资源浪费现象。

1.2 热损耗较大、运作效率低

火力发电厂所产生的电力能源主要是借助煤炭燃烧所产生的，通过煤炭的燃烧，从而产生热量与杂质，将热能通过化学反应为汽轮机提供动力，高温燃烧杂质在一定程度上提高了锅炉内的问题，出现大量蒸气，推动汽轮机运行。汽轮机与蒸气汽轮在运行时，产生大量电力能源，但由于电力能源量不满足日常需求，没有达到预期目标，怎样将煤炭热的损失量降到最低，控制好生产成本，是火力发电厂需要思考的问题，也是火力发电厂重点改造的部分。

低运行效率主要涉及火力发电厂锅炉设备，尤其是汽轮机设备。锅炉主要运行设备的功率和运行效率较低的部件的转换服务，直接关系到锅炉设备的运行效率，但锅炉内煤粉燃烧不足从而增加粉煤灰与烧杯形成的高温烟气量，降低了汽缸效率，增加了高温烟气密度，增加了粉尘量，使汽轮机运行瘫痪。

1.3 火力电厂锅炉运行优化的重要性分析

调整锅炉发电与运行的方式，改善发电设备结构，注重“一体化”管理，减少安全事故发生几率，通过调整锅炉运行方式，保证锅炉运行效率，减少工作人员工作量，减少设备使用流程，保证火力发电安全性[1]。但从当前锅炉运行的状况来看，仍存在一些问题，存在的主要问题就是蒸气参数以及热损失这两个问题。火力发电厂需要保证锅炉运行质量与效率，保证其符合生产需要。现阶段工厂工业用电居首位，工业用电约占社会总用电的75%，用电负荷大、约15万千瓦，注重生产燃料、蒸气资源的使用，减少工业生产总消耗量。

随着能源消耗量的日益增加，我国提出了绿色环保、节能减排这一理念，积极推行各项节能措施，保证能源循环利用，避免环境污染。随着时代的进步发展，建设项目层出不穷，要想缓解当前能源紧张这一现象，火力发电厂开始重视节能措施。火力发电厂锅炉的主要部件是检修孔、煤箱、过热器等，这些设备都要经过完善与优化才能够安装，只有不断进行优化，才能够减少煤炭资源的浪费情况，才能够保证锅炉正常运行，减少运行成本，保证火力发电厂的效益，保证生产安全，促进火力发电厂的发展。

2 火电厂锅炉运行措施研究

火力发电厂锅炉有着许多运行设备，需要全方位优化，合理设计锅炉参数，选择优质材料，保证火力发电厂锅炉质量，完善锅炉结构。通过上述措施，可保证火力发电厂安全、有序运行。由于锅炉设计参数与火力发电厂实际运行参数不同，两者无法做到相同，燃煤锅炉原材料存在若干质量问题。火力发电厂在运行过程中还出现了水质问题，这些问题对运行有着严重的影响。在火电厂锅炉优化运行中应积极配合火电厂锅炉在各种实际工作环境中采取优化措施，根据火电厂锅炉内的循环方式和工作物料的输送方式，火力发电厂锅炉分为混合型、强制型和自然循环型，应优化循环流化床锅炉和粉煤锅炉运行方式[2]。

2.1 循环流化床的锅炉运行优化措施

循环流化锅炉作为现阶段火力发电厂最重要的锅炉设备。首先，为了优化循环流化床的煤炭资源，选择优质煤炭原料，选择合适的煤种，解决循环锅炉内空气过剩现象。煤炭资源作为火力发电厂重要资源，注重质量管理是保证锅炉正常运行的重要手段与措施，循环流化床锅炉在运行中需要许多煤炭，为了提高燃煤过程的燃烧效率，积极保护煤炭资源质量，将煤炭资源放置到锅炉上，可设置适当的粒度，使其尽可能小地达到设计值。

2.1.1 调节风量

调节锅炉内的风量是保证锅炉运行效率的一大措施，一般锅炉燃烧过程是炉内氧气与原料燃烧的一个过程，在这一过程中需适当调整与优化。具体措施是实时观察锅炉一、二次风量值，合理调节煤、炉内风量，锅炉启动时应合理调整风量比，将其作为保证锅炉地压的基本措施之一。另外，合理设置风量比也是由于炉内原料煤的粒度，需及时采取措施来保证原料煤正常流动。在循环流化床锅炉运行时，要加强对炉内空气指标的监控，控制好进入循环流化床锅炉内的空气将，保证二次风风量，必须保证二次风的供应，可提供充足的氧气，保证炉内燃料充分燃烧，保证燃烧足够彻底。

2.1.2 适当调节排烟温度

排烟温度影响着锅炉的效率，两者呈正相关，因此需有效地控制烟气温度，防止烟气温度过高，需及时清理加热部位的灰渣，并对锅炉结构进行连续改造，提高锅炉的使用性能，降低锅炉排烟温度，保证锅炉正常运行；调整煤灰中的碳含量。锅炉在日常运行中需要燃烧大量的煤炭，因此在燃煤过程中不可避免地会产生碳，如果碳过量，很难用炉子直接燃烧，在出现问题后，由于难以满足炉内实际情况，工作人员误认为煤炭正在燃烧、就大量投入煤炭，在很大程度上增加了锅炉发电成本。因此，要想保证煤炭得到充分燃烧、保证锅炉的稳定运行，需及时调整与改进锅炉燃烧器。

2.2 粉煤锅炉的运行优化措施

粉煤锅炉在燃烧原材料时，在高温下产生烟气，最后形成其他的能源。粉煤锅炉主要包含锅炉燃烧器、炉膛、供风设备以及制粉设备这几部分。其工作原理是通过锅炉供风以及磨煤设备来燃烧原煤，保证原煤可变成粉煤[3]。粉煤锅炉中产生一次空气，并借助锅炉燃烧中二次空气搭建管道，此时锅炉燃烧器将空气与粉煤物料混合，在粉煤炉内吹入空气和煤粉，合理使用二次风，在锅炉炉膛内构建出一个环形风道。通常情况下，粉煤在炉内停留约1s，为了确保粉煤在1s 内燃烧须设置足够的风量，以确保电源的完全响应，为了实现上述目标，粉煤锅炉运行参数的计算和设计是十分必要的。

制粉系统的相关特性（△αzf）如下：以热空气及炉烟作为干燥剂0.12、直吹式系统0.04、以热空气作干燥剂0.1、负压运行0.0 4、正压运行0、带有干燥管的风扇式磨煤机0.2～0.25、中速度煤磨机负压运行0.04。另外，从锅炉总燃烧量公式Bj=B(100-q4)/100可看出，如果Bj 值增加，根据各参数的取值情况，从以下几点提出改善措施：

2.2.1 降低原料使用质量

采用活性原煤混合燃烧的方法，用锅炉燃烧时，原料煤质量逐渐开始下降，设计的煤质原料与使用的煤质往往不一致，影响到锅炉正常运行，在数值出现偏差后，可采用原煤混合燃烧的方式，可调整各种煤质原料的配比尽量减小偏差值，调整风量，保证煤炭能够充分燃烧。在设计风量时，主要包括一次与二次灯箱风量；检查人员要定期检查锅炉浓度、质量以及高温烟气成分，通过分析这些数据获得重要信息，确定好锅炉运行参数，保证锅炉正常运行。

2.2.2 调整粉煤锅炉炉膛负荷

严格按照规范的操作模式进行调整，调速时不能乱操作，提高运行速度，保证各调控环节顺利开展：首先，要明确操作措施，在保证锅炉内原料粉燃烧的同时，将燃烧后的原料粉去除，降低炉内负荷量。之后将粉煤放入炉内，火力发电厂粉煤锅炉在运行过程中，需要通过相应措施来保证粉煤锅炉运行质量，解决运行中出现的问题，保证其运行效率与质量，火力发电厂粉煤锅炉在锅炉运行过程中必然会出现结焦问题，针对火力发电厂煤粉锅炉一次风和二次风送风设备的风量比例，由于火力发电厂粉煤锅炉在不同地区有不同的热结焦配比问题，所以要避免粉煤锅炉风量受到污染，保证粉煤锅炉的各个受热面质量，减少污染[4]。

2.3 优化运行环境条件

炉作为火力发电厂日常发电中重要的设备，其运行效率与质量影响着总供电量，影响着人们的日常生活与工作。随着社会经济的快速发展，科学技术的创新，锅炉设备运行与生产管理成为火力发电厂需要重点思考的问题，是时代发展的必然要求，可保证锅炉设备安全性、稳定性和效率至关重要。此外，在火力发电厂通过引进现代设备和自动化系统，加强对锅炉设备运行环境的监管，完善设备监控系统，实时监测重要设备，了解参数值变化情况，在借助总控制系统分析设备运行情况解决存在的问题。一旦发现问题，能够立即引起工作人员的注意，在短时间内解决问题，缩小破坏范围，保证火力发电厂设备正常运行。

2.4 合理设计电气管控系统

要想保证管理工作中管控质量，需要安装变频器管控室，由于火力发电厂受到约束，这就需要全方位考虑，完善整体管控方案。注重变频室通风非常重要，需要安装散热装置与管道，保证热风通过风道排出去，减少对风量的影响。变压器以及功率单元装置也要安装风道，在安装风道时需要合理配置，单独配置风道、不要整合风道。要保证风道与风机外围管道间距，间距不要小于3厘米，将电源从柜顶端插入，这就需要安装人员在安装风机罩时，留出一些空间。要保证通风口向下倾斜，达到防水的目的。将钢丝网安装到相同位置上，可起到防鼠的作用。

尽量将管控室风口设置成滤网，密封处理室内门窗，通过空调保证室来加强室内空气流通。变频器要采用下进线方法，将其从电缆隧道中牵引出，充分运用辅助电源，并在此基础上安装变频器，将其设置在中间部位。变频器与电机之间需要使用电缆连接，在进行连接时要使用原有电缆线。在连接时，如果要移动电机，就需要考虑电缆线余量，保证变频柜与火电厂整体接地系统完美连接。

3 结语

总体来说，优化锅炉设备时火力发电厂持续健康发展的重要条件，需要管理人员结合实际情况，从锅炉运行状况出发，将各项措施落实到实处，运用现代化手段与技术，改善生产条件，减少热损失和煤量，优化锅炉设备结构和工艺，保证锅炉安全、稳定、高效运行。