火电厂锅炉运行中的节能措施

火电厂锅炉运行中的节能措施

白亮

四川广安发电有限责任公司 四川 广安   638000

摘要：锅炉是火力发电厂中的三大主机之一，锅炉运行效率直接影响到机组运行的经济性，对锅炉的运行采取科学有效的节能措施，可以直接提高火电机组的发电效率，并且还可以减少安全隐患，因此，对锅炉运行采取何种节能措施成为众多火电厂重点研究的对象。火电厂锅炉运行的节能措施主要是通过对锅炉以及相关的辅助设备设施进行改造，并对锅炉的燃烧调整采取一系列的优化措施，从而提高火电厂锅炉运行的效率和质量，减少能源的浪费问题，提高火电厂经营的整个经济效益。

关键词：火电厂；锅炉运行；节能

1 火电厂锅炉运行发电介绍

1.1 火电厂锅炉介绍

锅炉、汽轮机、发电机构成了火电厂的三大主机，在这三大主机的协调运行下，辅助脱硫脱销、输煤、化学等设备实现火力发电。其中，锅炉由“锅”和“炉”两大部分组成，锅包括汽包、水冷壁、省煤器、下降管、过热器和再热器等；炉包括炉膛、烟道、燃烧器及空气预热器等，其作用是使燃料燃烧放热，并将水加热成具作用是使有一定温度和压力的蒸汽。而在这个过程中锅炉的运行状态会直接影响到火力发电的整体运行效率和发电厂的综合发电效率，并且还直接影响着火电厂发电的安全性。另外，锅炉运行又是其极为重要的基础环节，同时也是发电能源的重要入口，煤炭等能源进入到锅炉设备中充分燃烧，之后形成热能，为电力转化提供重要的动力资源保障，最终影响到发电厂的能源输出。所以，从火电厂整体出发，锅炉的高效运行有着非常重要的作用和价值。

1.2 火力发电厂锅炉运行原理

在火电机组发电的过程中，主要是依靠锅炉燃烧燃料来提供原动力的。炉燃烧燃料将锅中的水加热成为符合参数要求的过热蒸汽，形成蒸汽动能。其原理主要是按照以下几个流程；第一，燃烧煤炭能源；由制粉系统加工后的煤粉经一次风吹入炉膛内部，使其充分燃烧，之后在燃烧反应下把化学能转化成热能。第二，高温烟气热传递；锅炉燃烧把煤炭燃料中的一些杂质成分和碳物质经过氧气反应形成高温烟气，这些高温烟气之后再经过锅炉水冷壁、屏式过热器、高温过热器和再热器，逐渐将热量通过受热面的金属壁面传导至锅炉内部工质中，并在相变的作用下形成水蒸气组分。第三，热能转变成汽轮机的机械动能；具有一定压力和温度的蒸汽驱动汽轮机，把热能转变为机械能。

1.3 影响锅炉热效率的因素

在锅炉运行的过程中，热效率的提升主要是指增加有效利用的热量，减少锅炉运行中各个环节流程中的热损失，最为主要的是减少锅炉排烟的热损失和不完全燃烧的热损失。

第一，锅炉排烟热损失：首先，锅炉本体及其辅助设备的漏风率过高，尤其是回转式空气预热器中的漏风率过高等都会增加锅炉排烟热损失，而这些会影响到锅炉运行的效率。其次，锅炉内的炉水水质的指标，如果水冷壁管内如果含有大量的水垢，也会增加热损失。一般炉管向火侧允许结垢量达200mg/m3～300mg/m3之后，需要及时的进行酸洗，否则就会增加锅炉排烟的热损失。再次，炉膛、燃烧器区域及屏式过热器部分结焦严重的锅炉，会导致排烟温度高、过热器及再热器减温水量大、频繁吹灰等问题，对运行经济性和安全性都有较大影响。最后，如果锅炉内部的燃烧燃料使用的是含硫量比较高的劣质煤炭，硫份燃烧后除了部分硫酸盐留在灰中外，SO3与烟气中的水蒸汽形成硫酸蒸气，SCR装置中的逃逸氨气与硫酸蒸气反应生成的硫酸氢氨，易粘附于空预器换热原件上，造成积灰堵塞，使得空预器压差变大，排烟温度升高，降低锅炉效率。另外，高硫煤的燃烧还会造成水冷壁的高温腐蚀和空预器的低温腐蚀，减少锅炉寿命。

第二，不完全燃烧出现的热损失：首先，锅炉的负荷、燃烧时间和燃烧的工况不相符，配风不够合理，锅炉炉膛火焰中心的位置过高，锅炉内部的煤炭没有得到充分燃烧等形成的机械、化学不燃烧的热损失。其次，没有重视原煤特性，也没有及时的对煤量进行有效的调整，煤量过多或大幅波动，燃料无法真正的燃烬，造成能源浪费。

第三，锅炉的散热损失影响，这种影响因素主要指的是锅炉管道和锅炉本体保温层保养和检修工作不到位，锅炉的散热比较快，造成一些不必要的热损失。

2 火电厂锅炉运行中的节能措施

第一，对燃煤运行进行优化：

首先，原煤是火力发电厂运行过程中的最初处理对象，原煤热值、水份和可磨度系数直接影响到磨煤机的出力与运行方式；原煤灰份的大小将影响碾磨部件的使用寿命和日常维修；原煤挥发分则影响到着火稳定性和炉内的燃烧工况，从而影响到主再热汽温、配风方式和燃烧对煤粉细度的要求。锅炉运行优化需要对其使用的煤炭资源进行科学的选择，适当的煤粉细度和高热值煤能够促进燃料的充分燃烧，提高能源的使用效率。低灰分煤则可以减少锅炉受热面的磨损，降低飞灰可燃物含量，提高锅炉运行安全性，延长使用寿命。其次，若无良好的能源品质保障，则要积极的采取原煤掺烧方式，加强原煤品质监督，科学合理的进行燃料配比，不同的煤种配比下应进行燃烧试验，寻求最优的燃烧调整方式，提高锅炉运行的经济性。再次，应进行煤粉细度和均匀性定期化验分析，通常通过飞灰可燃物、制粉系统阻力、锅炉的氧量、制粉单耗等指标，可判断出煤粉细度及均匀性是否合理，对提高燃烧效率有重要意义。

第二，对风压、风量进行合理控制：

在提高火电厂锅炉运行效率的过程中，对锅炉内的风量进行合理的控制也是非常重要的。锅炉的运行，主要是锅炉内部的燃烧过程，是空气中的氧气组分和煤炭燃料在锅炉的炉膛内部进行融合燃烧的过程，所以，对一二次风的调整将直接对燃烧的热能效率产生影响。一、按照相关的规范标准有序进行调整，应尽可能降低一次风压，通常高负荷在9.5kPa～10kPa，低负荷在9.5kPa以下，磨煤机一次风调门开度保持60-70%为宜，降低一次风量占比，注意了解一次调门的流量特性，调节过程中需要注意调节速度应适当，保障炉膛内燃烧稳定。二、进行锅炉二次风标定和空气动力场试验，保持各燃烧器风门开关灵活，通过金属壁温、左右两侧各段烟温、蒸汽温度等判断并保持锅炉配风均匀；定期进行氧量计标定，为合理配风提供依据；必须对飞灰可燃物进行每班取样分析，飞灰在线测量装置要进行维护和标定；三、在锅炉省煤器出口水平烟道加装CO测量装置并把测量数据引入DCS，采用CO浓度配合氧量对风量进行校正。当燃料充分燃烧时，烟气中CO含量一般低于100mg/Nm3，当产生燃烧不完全现象时，CO含量会急剧升高至数千甚至上万mg/Nm3，利用这一特性能有效消除氧量测量误差对风量调节的不利影响。运行中烟气CO浓度目标值控制在30mg/Nm3～200mg/Nm3，能保持锅炉配风在最佳状态。为避免CO测量值大幅度变化引起的锅炉风量波动，CO校正回路要合理设置延迟时间和校正速率。最后，还需要对二次风量的供给进行控制，保障锅炉内部的煤粉有足够的氧气和燃烧时间，这样才可以让煤炭燃烧更加彻底，减少燃料热损失。

3 结语

在火电厂中，锅炉作为机组运行的动力供应设备，是主要的耗能设备，探索有效的节能措施对于实现火力发电厂的能源消耗目标有着至关重要的作用。本文分析了火力发电厂锅炉耗能存在的主要问题，探讨了火力发电厂锅炉节能对策，还有很多新措施、新技术等待我们去研究和革新。只要真正合理利用和节约能源，就可以不断提高企业生产效率，为国民经济发展再添力。

参考文献

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