电厂锅炉燃烧调整技术的发展与应用王志远

电厂锅炉燃烧调整技术的发展与应用王志远

王志远

（山西省忻州市河曲县山西鲁能河曲发电有限公司山西省忻州市036500）

摘要：电厂锅炉燃烧调整有利于提高火电厂锅炉燃烧效率，对减少锅炉燃烧造成的污染影响具有积极的作用和意义。本文重点针对电厂锅炉燃烧调整技术的相关问题进行研究，主要分析调整的目的以及具体内容，有针对性地分析几种主要的调整技术，希望可以促进电厂锅炉燃烧优化技术的不断发展。

关键词：电厂；锅炉燃烧；调整技术；发展

电厂的锅炉燃烧调整越来越重要，为了保证电厂的更好发展，一定要使用合理的调整方式，遵循正确的规则，进行科学的调整。只有这样才能够保证燃烧更加具有效率。同时，燃烧运行合理也能够在很大程度上减少污染，具有保护环境的作用。在本文中主要研究了燃烧调整的一些注意事项以及相关内容，希望可以对电厂锅炉燃烧调整技术做出一些参考。

一、燃烧调整的主要目的

1、保证锅炉运行安全可靠，及时的点燃火种、正常的燃烧，在燃烧的过程中过量空气系数具有科学性，使N0x、S0x及锅炉各项排放指标控制在允许范围内，使得锅炉内部的压力保持在一个合理的状态。

2、保证锅炉参数稳定在规定范围，并产生足够数量的合格蒸汽，以满足外界负荷的需要。

3、在投放燃料的时候要特别注意，一定要让火焰集中，不可以冲刷锅炉的内壁，保证合理均匀的热负荷，防止出现温度过高烧毁设备的情况，防止各种水温不合理导致的腐蚀情况，必须要保证液态排渣炉不会出现堵塞的状况。

4、保证受热均匀，防止由于燃烧工况突然变化导致的水位不正常或者是不能够循环使用，还有避免出现水动力不稳定的情况。

二、燃烧调整的基本内容

1、如果锅炉的负荷有较大的改变，就要适当的调整燃料的数量，保证与空气的量合理。

2、对燃烧器进行调整，调整其配风工况，保证燃烧器风量的合理等。

3、调整燃料的大小，比如给煤量控制在合理的范围之内，尤其是在具体运行的过程中必须适时调整。

4、各种不同的燃烧器之间，要合理的分配燃料，必要的时候进行调整。

5、不同的燃烧器在进行组合的时候方法都不一样。所以，在进行组合的时候，要及时调整方法。

6、适时的调整送、引风机出力，确保炉膛压力、氧量正常。

三、烟气CO浓度作为燃烧控制的可行性和必要性

1、控制烟气CO浓度的必要性

1）CO是有毒气体，直接排入大气后，能在空气中保留2-3a，而且对人体有极大危害，是一种对血液和神经系统毒性很强的污染物。国家对环保越来越重视，因此一定要控制CO的排放量。

2)由于CO是不完全燃烧的产物，对锅炉的经济性，有很大影响；C生成CO放出的热量大约为12000kJ/kg，而生成CO2所放出的热量大约为40000kJ/kg，如果将烟气中CO控制在合理的范围内，就能保证锅炉的充分燃烧，从而提高锅炉的经济性。能源越来越稀缺，节能减排是电厂效益的主要途径，可燃物的排放会越来越被重视。

3)提高锅炉的安全。避免锅炉缺氧燃烧，导致锅炉结焦，严重时可能掉焦灭火。增加了机组的非计划停运次数，对机组的寿命有很大影响。锅炉在还原气氛下燃烧，结焦的可能性大3～5倍，控制CO的排放。就是避免锅炉在还原气氛下运行，避免锅炉的过度结焦，从而保证锅炉的安全运行。

2、烟气中CO浓度控制燃烧的可行性

1）控制简单。烟气中CO浓度的控制和烟气含氧量的控制一样。都是通过调整锅炉送风量控制，简单易行；而且CO浓度变化快，增减很小的风量，就能看到CO的变化趋势；也能判断锅炉的供电煤耗是否变化，为燃烧下一步的调整提供了参考依据。

2）烟气CO不受大气成分的影响。烟气中CO是燃料燃烧不完全的产物，更能真实地反映锅炉燃烧的好坏，而且受漏风影响很小。因为大气中CO含量可以忽略不计；而烟气含氧量与锅炉的漏风系数、炉膛温度有很大关系，有时看到氧量很大，但锅炉实际有可能缺氧燃烧，导致锅炉的安全和经济性大大降低。

3）调整直观及标准简单准确。烟气中CO浓度的单位是mg/m3，是客观存在的物理量，直接调整其数值可减少运行人员的主观因素，因此直接规定标准就行，执行起来简单易行。而烟气含氧量是一个百分数，只能在一个范围内调整，这样效果可想而知，最终导致锅炉效率大大降低。

四、影响锅炉内燃烧的因素煤质

在进行实际的锅炉燃烧时，影响最大的一个因素就是煤质，煤质会随时发生变化，这种不断的变化会直接影响到锅炉燃烧，导致燃烧的不稳定性，甚至会影响锅炉安全运行，在所有煤的成分里面，能够直接影响到燃烧的一种成分就是挥发分，煤里面含有的挥发分越高，其着火的温度就越低，着火距离就越近，燃烧起来比较迅速、完全。但是，通常情况下，这样的煤会造成锅炉内部结渣以及燃烧器堵塞。不同的是，如果煤种的挥发分相对比较低，这个时候就很难保证燃烧具有稳定性，进而提高锅炉的燃烧负荷，会很大程度上降低经济性。

五、影响燃烧调整的主要变化因素以及基本规律

在具体运行的过程中，锅炉一般承受的负荷都不同，燃烧时的燃料特性、具体的给水温度以及过剩空气系数，这些也很容易会出现偏差。因为这些条件的不断变化，就会导致锅炉整体运行程序的改变。

1、锅炉负荷变动。锅炉的负荷发生变化，也会使锅炉内部的热量以及对流换热量等随之变化。

1)燃烧时的燃料使用要和承受的负荷保持一致，如果负荷没有发生较大的变化，这时候的燃料消耗量基本上和符合保持平衡。

2)锅炉内部的辐射受热面与负荷一起变化，受热面大的时候，负荷就大，受热面小的时候，负荷也就会降低。但是，对应的如果单位质量热量增加，负荷就会随之减少，这个时候锅炉内部的温度会逐渐升高，随之提高了出烟口的烟气温度，进而降低了出口处辐射过热器的温度。

3)如果对流受热面的换热量升高，负荷升高，相反的情况下，负荷降低。

4)如果锅炉的负荷增加了，那么相应的就会增加燃料的使用量，同时会产生更多的烟气，锅炉膛排放出来的烟的温度也会升高，很大程度上会增加排烟的损失。然而，炉膛温度高的话，燃烧的程度就会增强并节约燃料，降低了一些热值损失。

2、燃料性质变化

1）灰分的变动。如果灰分有所增加，就会影响燃烧，在燃烧的时候会出现燃烧不完全的情况，这将带来较大的损失。因为燃料里面能够燃烧的含量是固定的，如果减少了，就会影响温度，所以为了让蒸发量保持正常，就要相应的增加燃料的使用量，这在很大程度上给制粉系统带来了压力，直接导致严重的受热面磨损。此外，灰成分以及灰熔融性一点发生了改变，就会造成各种流渣问题。

2）水分的变动。如果水分有所增多，有可能会出现点不着或者是燃烧的过程中突然熄灭的情况，也在很大程度上增加了不完全燃烧的损失程度，降低正常的燃烧温度，同时也会减少辐射传热量，增大对流产生的热量;锅炉会大量排放烟气，造成不必要的损失，直接影响了锅炉燃烧的效率，甚至会出现各种腐蚀或者是堵塞的情况，给整个系统造成严重影响。

3）挥发成分的变动。其变化主要影响的是开始的着火以及燃烧的效果，挥发成分不断降低，煤粉的着火难度越大，如果煤粉是规定的细度，如果火焰比较集中，并且中心位置较高，那么，锅炉膛出口处的烟气温度也会随之提高。如果挥发分太高的情况下，很可能会造成结渣情况甚至是破坏燃烧器。如果燃烧使用的燃料在性质上发生了很明显的变化，要进行调整，主要调整一次风的速率以及温度。此外，还可以针对性的调整磨煤机的出口温度。

3、给水温度变动。如果高温加热器出现了问题，就会直接导致水的温度下降。这个时候要想将锅炉的蒸发量保持在正常的状态，一定要及时增加燃料的使用量。所以，相应的就会增加单位质量的对流吸热量，使得辐射的吸热量降低，如果对流过热器出口位置的气体温度发生了变化，温度升高是直接导致过热器温度太高的关键原因。给水的温度和省煤器的温度是负相关关系，如果省煤器增加了吸取的热量，那么随之也会带动空气量的升高，进而增加了空气预热器吸取的热量，进而直接影响了整体运行。

4、过量空气系数变动。如果锅炉内部的过量空气系数发生了变化，就会直接影响烟气的量，这两者之间是一种正相关关系。同时，还会带动排烟温度的变化，很大程度上增加了排烟热的损失，就范围的热量来看，会降低辐射传热量，增加对流传热量。相反，如果过量空气系数出现了下降的情况，这时候燃料燃烧的不完全程度就会增加，大多数情况下会减少排烟热的损失。如果输送的风量没有发生变化，制粉系统如果出现了严重的漏风情况，这时候也会增加过量空气的系数。而且，漏风会使大量的冷空气进去，这会造成更加严重的危害。

六、燃烧调整

1、调整燃料的用量以及风量。燃料的用量以及风量在锅炉燃烧的过程中很重要，所以必须及时的做出调整，在进行调整的时候，需要遵守基本的原则，必须要和过量负荷的变化结合起来，根据具体的变化进行调整。而且，还要对送风机器和引风的机器做出调整，这主要是为了让燃料和风量保持合适的比例。如果锅炉的负荷有所上升，这时候一定要先相应的增加风量，然后还要适度的增加燃料用量。相反的情况下，如果负荷减少，就要先将燃料的用量减少，然后在逐渐的减少风量，在进行调整的过程中，不可以急躁，要保证稳定的运行。

2、燃烧器配风工况的调整。不一样的燃烧器，具有不一样的配风方式，所以在进行调整的时候，一定要具体情况具体分析。要根据不同的燃烧器结构来选择调整的方式。通常情况下，如果煤里面的挥发分过于低，或者是没有比较好的燃烧性能，这个时候就要最大程度的降低一次风的风率，还要保证速度降低。但是在性能好的情况下，就要适度调整速度以及风率。

七、烟气中CO浓度控制燃烧的范围

由于烟气中CO浓度在200mg/m3以下时，降低烟气中CO浓度，锅炉效率提高的幅度很小。燃烧控制参数应切换为烟气含氧量控制：CO浓度在200mg/m3以上时，锅炉燃烧控制应由烟气含氧量控制切换为烟气CO浓度控制。运行人员手动修正也应以此为依据。升降负荷时，送风量的修正应该通过烟气含氧量控制，变工况运行。以烟气含氧量为主，稳定运行，需要精确调整，切换为烟气CO浓度控制燃烧。

八、应用新的控制理念存在的主要问题

改变运行人员习惯运行思路需要时间，长期以来的运行习惯是以烟气含氧量为准，在不准确的测量仪表情况下，有的运行人员退而求其次，以风机挡板、负荷对应的风量等为参考依据，这种习惯是很难改变的，必须要从改变运行规程，加入CO参与燃烧调节的策略，逐渐改变燃烧控制习惯。

1、CO浓度测量装置的稳定性。要想使锅炉效率最大化，必须保证测量值的稳定和准确。其他发达国家的激光分析气体浓度的测量仪器方面已经很成熟，但我国还处在实验室阶段，由于技术的保密，引进有一定困难。不利于该技术的大范围应用，备品备件有一定的制约。

2、及时修改热工逻辑，对运行人员调整起到指导作用。DCS控制、自动、保护等都需要调整。

九、结语

电厂的锅炉没有合适的燃料特性，给水的温度严重不符合标准，此时就一定要做出相应的燃烧调整，只有这样才能够保证锅炉正常运行。主要是对锅炉的燃料做出相应的调整，改变供给的数量以及各种相关的数据参数，让燃料燃烧正常。同时，还要保证满足机组负荷，在此基础之上最大程度的降低污染，具有环保和实用的作用。

参考文献：

[1]岑可法等.锅炉燃烧试验研究方法及测量技术[M].北京：水利电力出版社，2017.

[2]范从振等.锅炉原理[M].北京:水利电力出版社，2016.

[3]闰顺林等.电站锅炉排烟温度升高原因的归类分析[J].中国电力，2016,33(6)：20-22.

[4]孙学信等.燃煤锅炉燃烧试验技术与方法[M].北京:中国电力出版社，2016.

[5]李才耿.煤质偏离锅炉设计煤种时的燃烧调整分析[J].华南理工大学，2015(8)：166.

[6]王学栋，栾涛，程林等.锅炉燃烧调整对NOx排放和锅炉效率影响的试验研究[J].动力工程，2017(1):95.