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火电厂锅炉运行优化设计分析

卜海棠
摘 要：火电厂的锅炉要持续性地运行良好，就要在锅炉控制中运用自动化控制技术，以将锅炉的优势充分地发挥出来。本文主要阐述了火电厂锅炉运行的基本原理，以此为基础，对火电厂中常规煤粉锅炉的优化策略和循环流化床锅炉的优化策略进行了分析探讨。
关键词：火电厂；锅炉运行；优化策略
可持续发展已成为我国重要的发展战略，在这种情况下，电厂运行的经济性受到越来越多的关注。锅炉作电厂的核心设备，其运行的效率直接关系到电厂整体运行的经济性，所以需要努力提高电厂锅炉的运行效率，确保电厂运行经济性能够得到有效的保障。
一、火电厂锅炉运行的基本原理
锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅的原义指在火上加热的盛水容器，炉指燃烧燃料的场所，锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发電机将机械能转换为电能。炉锅锅炉几个重要概念几个重要概念锅的组成部分汽包锅筒、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空汽预热器炉的组成部分炉膛、燃烧器。锅炉本体炉膛、燃烧器、锅筒、水冷壁、对流受热面、钢架和炉墙等组成锅炉的主要部件称为锅炉本体。
众所周知，作为火电厂中的核心构成，火电厂的锅炉是为火电厂中最为重要的设备，是能量转换的主要场所，其运行的基本原理有以下步骤：①火电厂当中，我们操作人员采用设备把燃料送进锅炉的炉膛当中，使空气与锅炉的炉膛中的燃料充分接触之后，产生一系列猛烈的燃烧反应，把燃料燃烧过程当中发生化学反应，所产生的化学能转化成为能够提供给火电厂中一些设备所需的能量。②当燃料充分发生燃烧反应之后，使得燃料当中的一些碳物质以及其他杂质成分与空气当中的氧气发生一系列的化学反应，产成的大量高温烟气，这些高温的烟气组分包含着的大量的热能。这些高温烟气在经过火力发电站锅炉内部运行之下，渐渐的经过火电厂中锅炉的内水冷壁到锅炉屏式过热器，再到锅炉高温过热器，最后再到锅炉再热器，在这些与受热面接触的过程当中，经过热能传递的基本原理，使得这些高温烟气以及在锅炉部分的内部物质进行着热能的传递，把高温烟气当中的许多的热能传递到火电厂中锅炉部分的物质，再经过高温烟气中的高温加热以及热量传递过程，最后阐述相变生成一定压力和温度的水蒸气。③上述步骤所产生的水蒸气成分经过锅炉的汽轮机当中，在汽轮机的作用之下，使得水蒸气中所包含的热能就直接传递到了汽轮机设备上，再进过汽轮机的转化成为机械能。
二、火电厂锅炉运行优化的重要性和影响因素
1.锅炉运行优化的重要性
我们都知道锅炉运行优化系统，它是一个对锅炉系统性能全面进行优化的系统，它能给火电厂解决的问题主要有：①热效率、减温水量、煤耗、排烟温度的改进；②氮氧化物、飞灰含碳量等的减低；③控制过热器与再热器超温和受热面结焦结渣。其中最为重要的就是是在进过优化系统后可以实现协调控制并挖掘了锅炉系统冗余的空间。
2.锅炉运行优化的影响因素
对于运行过程中的锅炉，对其效率带来影响的因素较多，所以为了能够有效提高电厂机组的运行效率，则需要对锅炉的运行方式进行有效调整，确保各种损失的减少，同时还要进一步提高蒸汽参数，确保减温水量和排污量的降低。在运行过程中的锅炉，其主要热损失也排烟热损失及未完全燃烧热损失为主，为了能够有效地提高锅炉运行的效率，则需要尽量减少这些热损失的发生。运行过程中的锅炉排烟热损失的影响因素主要来自于以下几个方面。①漏风。锅炉运行时漏风主要以炉膛、制粉系统和烟道等处漏风为主，当有漏风现象发生时，会直接导致排烟热损失增加，当炉膛漏风系数增加时，则排烟温度也会随之增加，从而导致排烟热损失增加。②受热面积积灰和结渣。运行中的锅炉空气预热器、炉膛和烟道等处的受热面极易出现积灰现象。③外界因素。空气预热器入口的温度和入炉煤的成分会对影响排烟温度造成较大的影响。同时当煤成分变化较大时，炉膛内的燃烧工况也会发生变化，一旦煤质较差时，则其发热量则会比预期设计的值较低，从而导致烟气量增加，使排烟热损失增大。
三、锅炉运行优化设计措施分析
1.火电厂中粉煤锅炉的优化对策
在火电厂中，粉煤锅炉主要是由：锅炉燃烧器、粉煤锅炉炉膛、锅炉制粉设备、锅炉供风设备等构成的。它的工作原理：①把进入煤粉锅炉内的燃料在进过锅炉制粉设备和锅炉供风设备后，加工成粉末状的煤炭燃料。②把粉末状的燃料经过锅炉供风设备的作用后，从粉煤锅炉的锅炉燃烧器送入到粉煤锅炉炉膛，之后进过供风在锅炉燃烧器当中形成了循环的风，从而充分的吧粉末状的煤炭燃料送入粉煤锅炉炉膛发生燃烧反应。③锅炉燃烧器中的空气能够使粉末状的煤炭燃料充分的接触，在经过两次吹风的作用下，把粉末状煤炭燃料送入反应场，保证了粉末状煤炭燃料能够充分反应，进而保证粉末状煤炭的燃烧状态。
具体优化对策：①重视锅炉燃烧过程中的主要步骤，加强对锅炉运行过程进行定期的质量调平、高温烟气成份分析等的认识，并催火电厂中的粉煤锅炉最好的运行参数进行确认，从而对粉煤锅炉的稳定运行提供强有力的支持、帮助。②一般来说，如果在锅炉燃烧时，要是喷到煤炭燃料的质量问题，就会导致与意想设计好的煤炭原料的质量产生差距，从而影响运行效率。在这种的情况中，我们需要采用原煤掺烧的处理措施，通过影响使用煤炭燃料的之间比例，降低运行效率的影响，并控制供风设备提供一次风和二次风的大小，来确保煤炭原料的充分燃烧。③当粉煤锅炉处在较高的负荷下运行时，容易在粉煤锅炉炉膛之中出现结焦的现象。因此，运行中为了避免出现炉膛结焦问题，从而影响粉煤锅炉的运行效率，就需要我们在粉煤锅炉的内部运用配风试验的方法，不断调节风量的大小和配比数值，进而避免的结焦问题产生。
2.火电厂循环流化床锅炉的运行优化策略
除了火电厂粉煤锅炉之外，还有另外一种应用较为广泛的设备，在进行火电厂循环流化床锅炉的运行优化对策设计时，我们要充分的考虑到影响因素。①调整风量的措施。我们加强对火电厂循环流化床锅炉的一次风和二次风的风量大小数值的重视。在火电厂循环流化床锅炉的使用初期，要保证风量所占据的比例，这是因为在使用初期锅炉内部的床层压力数值可以得到充分保证，内部所使用的煤炭原料的粒径也相对较大，为了保证煤炭原料的流动性，就要求进入火电厂循环流化床内部的风量保证一定的数值。②燃煤调整的运行优化策略。无论是火电厂粉煤锅炉还是火电厂循环流化床锅炉，煤炭原料的质量问题都将极大影响火电厂锅炉的运行效率。因此，为了保证在实际的燃烧过程之中的燃烧效率，要保证实际进入火电厂循环流化床锅炉内部的煤炭原料粒径略小于设计的数值，以便于保证火电厂循环流化床锅炉的供热效率。
总之，火电厂作为一项重要的项目，在我国经济建设中发挥非常重要作用。而火电厂锅炉作为火电厂中最核心部分，其重要性不言而喻，所以必须把握好锅炉的发展趋势和要求，不断研究出具有满足新时期要求的先进锅炉和燃烧控制系统，来保证国家能源战略的顺利实施。
参考文献：
[1]杨志良.浅析火电厂锅炉经济运行[J].科技视界，2013，8.
[2]赵鹏.火电厂锅炉燃烧优化研究[J].能源与节能，2015，（12）.
[3]郭茂丰.火电厂锅炉运行控制与故障预防[J].民营科技，2015，（10）.

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