电厂锅炉燃烧运行优化策略分析张捷尚

电厂锅炉燃烧运行优化策略分析张捷尚

张捷尚

张捷尚

（宁夏枣泉发电有限责任公司宁夏银川市751400）

摘要：随着我国社会经济的不断发展，电厂热能行业也得到了一定的发展空间。近些年来，中国GDP增长迅速，经济社会不断发展，这在某种程度上也造成了社会资源消耗增大，比如电厂的消耗资源就在不断增大。这就产生了增加电力行业能源的需求，为了适应时代的发展，出现了电厂锅炉燃烧技术。这种技术内部构造科学合理，能够大大增强燃料燃烧的效率，有其独特的燃烧方式。使锅炉的效率得到提升，更加科学合理的运用资源。

关键词：电厂锅炉；燃烧；运行优化

1电厂锅炉燃料燃烧过程

就电厂锅炉内部燃料燃烧过程来看，其燃烧作用的形成主要是由碳、氢、硫三种元素所实现的。在电厂锅炉燃料燃烧过程中，煤粉未充分燃烧，除了生成有害气体，比如一氧化硫等外，同时造成不完全燃烧热损失，导致电厂锅炉内部资源出现不同程度的浪费。而当电厂锅炉内燃料达到充分燃烧后，能够有效提高燃料利用率，促进电厂锅炉使用价值的充分发挥。为确保电厂锅炉内部燃料达到完全燃烧，可从三个阶段加以控制。

1.1着火前准备阶段

从燃料入炉至达到着火温度这一阶段称准备阶段。在这一阶段内，要完成水分蒸发，挥发分析出、燃料与空气混合物达到着火温度。显然，这一阶段是吸热过程，热量来源是火焰辐射及高温烟气回流。影响准备阶段时间长短的因素除燃烧器本身外，主要是炉内热烟气为煤粉气流提供热量的强弱，煤粉气流的数量、温度、浓度、挥发分含量及煤粉细度等。

1.2燃烧阶段

当达到着火温度后，挥发分首先着火燃烧，放出热量，使温度升高，焦炭被加热到较高温度而开始燃烧。燃烧阶段是强烈的放热过程，温度升高较快，化学反应强烈，这时碳粒表面往往会出现缺氧状态。强化燃烧阶段的关键是加强混合，使气流强烈扰动，以便向碳粒表面提供氧气，而将碳粒表面的二氧化碳扩散出去。

1.3燃尽阶段

主要是将燃烧阶段未燃尽的碳烧完。燃尽阶段剩余的碳虽然不多，但要完全燃尽却很困难，主要是存在着诸多不利于完全燃烧的因素，如少量的固定碳被灰包围着；氧气浓度已较低；气流的扰动渐趋衰减；炉内温度在逐步降低。如果燃料的挥发分低、灰分高、煤粉粗、炉膛容积小，完全燃尽将更困难。据试验，对细度R90=5%的煤粉，其中97%的可燃物可在25%的时间内燃尽，而其余3%的可燃物却要75%的时间才能燃尽。这也是实际锅炉中不可能使可燃物彻底燃尽的基本原因。

2电厂锅炉燃烧优化运行调整策略

电厂锅炉燃烧优化调整策略就是通过热态调整了解锅炉的排烟特性、NOx及CO排放特性、飞灰特性、汽温特性，了解不同参数变化对锅炉运行经济性和安全性的影响，掌握不同负荷时锅炉的燃烧特性，通过燃烧调整使锅炉安全、稳定、经济运行，最终达到节能减排的目的。

2.1降低排烟损失的相关策略

在电厂锅炉的运行与维护过程中，为了降低排烟损失，可以采取以下措施：

1）工作人员要处理好漏风控制的相关工作。在这项工作中，工作人员应先进行排烟氧量表、炉膛出口氧量表、风量表变化的读数分析。锅炉运行时，还要进行炉底水封槽水位的检测工作，注意在排渣过程中不能把内部的水放干。吹灰工作结束后，要对人孔门与看火孔进行全方位的检测工作，结束工作后，要检测管壁，以降低漏风的概率。

2）工作人员要注意空预器的积灰情况。在对空预器内部进行处理的过程中，要保证化学物品无残留。使用烘干设备时，要防止受热面出现灰垢的沉积。对空预器的吹灰过程中，特别是燃烧状况不良以及土灰成分较高时，要增加吹灰工作的时间与次数。针对锅炉內膛的吹灰工作，工作人员要定期进行，并做好相关记录，从而保证锅炉的稳定运转。

3）锅炉的烟风道必须保证严密，风门挡板特性良好。

4）锅炉氧量计测点位置要合适，并定期校验。校验周期最长不得超过半年，并应根据入炉煤质情况随时调整。

5）要通过试验确定合理的氧量控制曲线，运行中应严格按照控制曲线进行燃烧调整。遇到煤质、设备状态有明显变化时，必须通过燃烧调整试验对氧量曲线进行修正。

6）磨煤机调温风、备用磨的通风及燃烧器的冷却风、磨煤机密封风都是一次风的旁路风，每增加总风量的1%，排烟温度会升高约1℃。

2.2减少锅炉燃料未完全燃烧造成的热损失影响

（1）由于粗煤粉颗粒的燃尽性较差，还会将导致炉膛出口烟温上升，适当降低煤粉细度，减少粗颗粒煤粉冲刷受热面形成结渣及不完全燃烧。

（2）运行时针对结渣位置结合入炉煤质，合理调整一次风量和一次风速。增大煤粉空气混合物中的一次风量，便相应增大着火热，将使着火延迟；减少一次风量，会使着火热显著降低，但是一次风量又不能过低，否则会由于煤粉着火燃烧初期得不到足够的氧气，而使化学反应速度减慢，阻碍着火燃烧的继续扩展。另外，一次风量还必须满足输粉的要求，否则会造成煤粉堵塞。因此，对应于一种煤种，有一个一次风率的最佳值。一次风速对着火过程也有一定影响。若一次风速过高，则通过单位截面积的流量增大，势必降低煤粉气流加热速度，使着火距离加长。但一次风速过低时，会引起燃烧器喷口被烧坏，以及煤粉管道堵塞等故障，所以有一个最合适的一次风速。

（3）合理布置磨投运方式。低负荷运行时，尽量投运中、下层燃烧器，并形成两两对冲，增强火焰抗干扰能力，应避免错层对冲燃烧方式。

（4）合理配煤。底层磨燃用挥发分较高、易着火煤种；上层磨严禁燃用高硫煤、低灰熔点煤；挥发分高、易着火的高硫煤、低灰熔点煤可适量掺烧在底层磨。

2.3对二次风量和燃尽风量的优化

二次风来自送风机并经过空气预热器进行加热。除了一次风外，也要对二次风进行调整以满足理论空气和过量空气的要求，使在整个调节范围内达到好的燃烧效果。另外，不论锅炉负荷如何，锅炉总通风量都要≥满负荷时的30%，以保证对锅炉的连续吹扫。燃烧器最上一层为燃烬风喷口，燃烬风的作用是实现分级燃烧，减少热力型NOx生成，补充燃烧后期所需氧。燃烬风风量的大小影响NOx的排放量和碳粒子的燃烬程度。

2.4优化飞灰含碳量浓度

在锅炉的运行过程中，飞灰的含碳量浓度会影响锅炉燃烧运行效率。若制粉系统的工作效率不高，风量配给不合适、煤粉细度都会增加飞灰的含碳量的浓度，因此，使锅炉燃烧的工作效率降低。为了提高锅炉燃烧效率，应采用检测飞灰的含碳质量浓度的方式协调锅炉燃烧时的工作状况，具体可以通过在网上监视的方法调节煤粉制造系统以及通风量的供给。从煤粉细度摸底的结果来看，目前电厂所燃用的煤质，其挥发分Vdaf多在32%~36.0%左右，其煤粉细度R90宜控制在17.6%~19.8%左右。

2.5组织进行热力试验，并对试验结果进行分析和研究，提高锅炉效率。

通过热力试验，评价锅炉能耗指标，对锅炉能耗指标的实际值与设计值或目标值的对比，分析能耗指标偏差，发现运行中存在的问题，从而为燃烧运行优化调整造提供依据和方向。锅炉能耗指标分析是指通过排烟温度变化分析；排烟氧量分析；空预器漏风及烟风系统严密性的分析；化学不完全燃烧损失的分析；飞灰可燃物分析等。电厂锅炉应定期进行锅炉尾部烟道及空预器漏风率试验；送引风机、制粉系统（磨煤机、一次风机）额定负荷下辅机单耗试验、制粉系统漏风率试验；送引风机效率试验和机炉及热力系统管道保温测试。

3结语

我们应当立足于热能动力的基本运用原理，研究改进锅炉燃烧的措施，来促进燃料的充分燃烧，确保电厂锅炉运行顺利。同时，要科学控制和管理电厂锅炉的燃烧，控制好燃烧方式、风机运作、氧气进量等，以提高燃烧效率。今后要针对电厂锅炉工作效率低、能源转化率不高等问题，要进一步创新思路。

参考文献：

[1]张超.电厂热能动力锅炉燃料及燃烧探讨[J].科技与创新，2016（23）：152.

[2]王占东，高衍建.电厂锅炉燃料与燃烧研究[J].中国新通信，2016，18（20）：151.

[3]张超.浅谈电厂锅炉热效率提升与运行维护标准[J].中国标准化，2016（11）：26-27.

[4]杨宁.浅析电厂锅炉热效率提升与运行维护[J].山东工业技术，2016（13）：203.

[5]刘强.电厂锅炉的燃烧优化和运行调整探微[J].山东工业技术，2016（05）：150.