火力发电厂锅炉经济运行探究

火力发电厂锅炉经济运行探究

伊喜来

（神华国华印尼（南苏）发电有限公司）

摘要：火力发电是我国重要电力能源供给设施，但随着可持续发展的提出，火力发电在市场中的规模逐渐缩小，并加大了对燃烧原料的整改，使得市场燃料的价格有所上升，而电价受国家调控，随着售电市场政策的放开每年的电价均处于下调状态，这让火力发电厂的经营受到市场困境，如果无法解决此类问题，易造成亏损的状态。而火力发电的主要原理是，通过燃烧大量的煤炭来产生巨大的热量，促使水沸腾产生蒸汽，推动蒸汽轮运转，从而产生电能。而传统火力发电厂锅炉的燃烧效率低，所产一度电的成本高。因此，改变火力发电厂经济困境的重要举措就是提高锅炉经济运行效率，加强燃烧效益，减少各项损失，提高燃烧的效率。

关键词：火力发电厂；锅炉；经济运行

火力发电厂锅炉经济运行的稳定性对经济整体效益产生直接影响，因此，加强锅炉经济运行稳定性的操作有利于降低电厂的成本投入，增加发电效益。而改造内容主要围绕热损耗、燃烧煤质特点、锅炉设备等方面开展，而具体的改造内容为增大可燃烧物质的接触面，对空气参数、设备运行数据进行有效的防控，并加大对锅炉的维修力度，以此来改善锅炉的运行状况，有利于提升效益，降低煤耗，保障发电厂的相关机组设备的稳定性。此外，对锅炉经济运行状况进行控制可有效实现电厂成本控制，施行优质运行条件，为电厂高效益、高效率、高标准发展奠定数据基础。

1火力发电厂锅炉概述

火力发电设备有三个部分，分别是火力发电厂锅炉、火电厂汽轮机和发电机。在这三部分中，最重要的部分是火力发电厂的锅炉。火力发电厂锅炉是发电的基础，通过燃烧煤产生热能，进而提供动力资源。火电厂锅炉分为锅炉本体和辅助设备两部分。本体的主要部分由省煤器、水冷壁、过热器、再热器等设备及辅助设备、点火装置等几部分组成。火电厂锅炉动能的关键是燃烧燃料并吸收其产生的热量，然后加热炉内的水，产生蒸汽，蒸汽在汽轮机内将热能转化为动能。在此过程中，煤的充分燃烧将促进热能的形成，进一步提高动能。

2火电厂锅炉运行发电的基本原理

①火力发电厂中煤炭是锅炉燃烧的主要燃料。在煤炭燃烧的过程中会产生相应的热能，加热炉内的水为过热、再热蒸汽为汽轮机提供能量，使汽轮机开展运转而产生电能。②除蒸汽动能正以外，在高温燃烧的情况下，煤炭会产生大量杂质与碳物质，进行形成大量的高温烟气。火力发电厂燃煤锅炉大多以煤为主。煤在锅炉燃烧时产生的热量传递给水冷壁、过热器、再热器，从而产生过热、再热蒸汽，推动汽轮机转动进行发电；煤在高温燃烧下产生碳和杂质，形成高温烟气。高温烟气，以及大量的热量，热量将运行在火电厂锅炉内壁，逐渐提高锅炉的温度，因此，在高温度的传递作用下，会产生大量的水蒸汽，推动汽轮机运行；锅炉将煤炭的燃烧的化学能转化为热能，汽轮机将热能转化为动能。

3火力发电厂锅炉经济运行的简述

3.1锅炉的简介

要提高锅炉经济运行效率，就要了解锅炉的内部结构。锅炉是由两个系统构成，锅是聚集热能，从而让水蒸汽来释放热能；炉是煤料燃烧室的功能，并连同排烟体系和点火设施，是将燃料转化成热能的区域。换而言之，两组不同体系相互配合，才能实现高效的火力发电。最直接的说，利用已被研磨的煤粉来提高锅炉的热能效益，从而将热能促使水加热产生热蒸汽，然后经管道来促使汽轮机运转，至此产生电能。而做完工的乏汽排至凝汽器，在循环水的冷却作用下凝结成水，并经过加热器、除氧器、给水系统继续向锅炉连续供水。在汽轮机的作用下，发电机切割磁感线产生电能，输送电网，供相关客户进行使用。

3.2锅炉经济运行的利益探索

热电资源的转化率以及成本投入是火力发电厂的重要运行成本，如果提高转化率，改善煤质的燃烧状况，则会改善现有的电厂运行现状。即产生同等能效所耗资源降低。而生产资本的降低、运行效率的提升、设备检修力度的加大则将对火力发电厂的锅炉经济运行效益产生最直接的影响。

4火力发电厂锅炉经济运行的因素

4.1 蒸汽指标

火力发电厂对蒸汽的要求极高，如果蒸汽的效率达不到要求，必然导致水热循环的效率有所下降，这将会影响到电厂的整个效益。因此，发电厂要装备多个自动化设施以保障运行效率，确保相关指标参数具备稳定的条件。同时，煤质的选择也极为重要。近些年，环保力度的不断加大，对火力发电厂的要求也逐渐严格，为了确保国家制定的环保年度指标，选择最佳煤质作为燃烧原料，改变原有的发电结构，淘汰老旧发电设备，以高效率、高效益、高标准实现发电厂的转型。

4.2 发电厂热损耗的应对措施

火力发电厂看中热聚效应，超高的热量预示着发电效益和电厂锅炉运行效率高，但在现实发电中，因排烟和煤质自然燃烧不完全等原因导致电厂出现热损耗，严重影响发电的效率。为了避免热损耗对电厂的发电效率具有较大的影响，应加大对电厂内部设备数据的监测，并对必要设备进行改造，优化生产结构，以此来降低热损耗造成的巨大亏损。

4.2.1提高煤质燃烧完全度

在火力发电过程中，由于煤质资源燃烧的不完备造成的热损耗，不仅影响发电效益，还增加了运行成本。而造成燃烧不完备的主要原因在于锅炉内部结构设计不完善，导致供给燃烧的氧气不足。再者，某些电厂为降低运行成本，选择煤质较低的燃烧原材料，故而影响燃烧效果。热损耗会降低发电厂的热效率，影响发电效益，同时增大发电厂经济运行的负荷。①增大煤质燃烧面。煤质资源存在燃烧不完全的原因在于煤质与空气的接触面小。由于固体资源的内部密度影响，在燃烧的过程中，会随着固体外部凝结成煤渣影响内部资源与空气的接触面，因而出现煤渣中有燃烧未完全的小煤块。为了解决这个问题，调整磨煤机的煤粉细度，保证固体锅炉机械不完全热损失在合理范围内，定期对炉底渣及灰的含碳量进行化验，根据化验结果对锅炉燃烧进行适当调整。同时要合理进行一次、二次风配比，调整煤粉燃烧时间及刚度，使得燃烧充分，这样才能降低热损耗，提高热效益。②对燃烧参数进行科学调控。一方面，火力发电厂施行煤炭混合搭配的燃烧原则，避免煤炭在燃烧过程中发生较大的改变，影响锅炉的经济运行参数。另一方面，煤质研磨的细度要适当。如果煤质研磨过细，会增大磨煤机电耗，同时增大磨煤机磨辊与磨盘的磨损。燃烧需要充足的氧气，如果空气量过大，辅机电耗势必增大，烟气量增大，排烟温度也会升高。如果控制锅炉氧量太低，不完全燃烧损失会增加。最后一方面，对燃烧效果进行科学化调整。为了能够确保资源燃烧的彻底度，火力发电厂在进行生产的过程中，要掌握不同煤质所需空气参数、灰渣中所含可燃颗粒与现行燃烧方案的可行性、不同煤质资源的燃烧特性，以此来确保锅炉内产生完全热量，使得火力发电实现最佳效益，也相应的做到节约资源，节省成本。

锅炉效率，蒸汽温度和排烟温度是节约煤耗的重点。不同的煤种，不同的燃烧方式其锅炉效率就会有很大差别。影响锅炉的主要因素来说，主要是锅炉尾部排烟的烟气温度和飞灰含碳量损失。

4.2.2排烟热损耗的对策分析

锅炉排烟热损失是锅炉各项损失中最大的，一般在5－12%。排烟温度越高，热损失越大，据试验研究结果表明，排烟温度每升高15－20%，排烟热损耗升高1%。原因主要包含两个方面，一方面，燃烧源出现问题，导致焰心温度较高；另一方面，锅炉的初始设计存在问题或锅炉出现故障，例如炉内漏风、火焰偏移、各层燃烧器煤粉投入不合理、锅炉结焦等。如何解决排烟热损耗问题，需从以下两点来改善。①增加低温省煤器，将回收来的热量送入低加系统，减少了汽轮机抽汽，这部分抽汽在汽轮机中做功，提高了发电机的输出功率。②合理安排磨煤机运行方式及磨煤机出力，在保证主、再热蒸汽达到额定工况下，保持下层磨煤机运行，磨煤机出力由下向上逐渐减小，减少火焰中心上移。在保证磨煤机安全运行的基础上，提高磨煤机出口温度，降低锅炉排烟温度③合理的一二次风配比，既要保证煤粉充分燃烧，又要有合理的一次风速，一次风速过高导致着火点推迟，火焰上移。④合理吹灰，保证受热面干净不结焦。⑤锅炉存在漏风现象要及时进行有效治理，减少漏风对排烟温度的影响。

5火力发电厂锅炉经济运行优化研究

5.1整体性优化

为了有效改善火力发电厂锅炉经济运行效益，利用现代科技手段以及引进国外先进技术设备，对国内火力发电的运行状况进行模拟，通过它调整相关参数，来选择最佳的解决措施。然后对锅炉进行一体化升级改造。经改造后还要利用计算机设备对锅炉运行数据进行实时监测，确保各项指标稳定、正常，故而提升火力发电厂运行的质量。

5.2建立锅炉燃料档案

从上述内容中认识到，燃料是解决火力热源问题以及热损耗问题的关键。因此，在进行燃料采购的时候，要对燃料的价格以及质量进行相关的记录，并综合不同燃料的投入成本和产出的热效比来选择最优方案。确定好之后，要研究燃料的搭配方案和与空气的接触面积，保障燃烧的完整性和产生热量的完备性，优化资源选择，减少原材料的成本投入。此外，还要对炉内热能源进行有效控制，确保各项指标稳定运行，这样才能延长锅炉的使用时间，降低电厂的运行成本，为火力发电厂推进发展提供可靠数据资料。

5.3改进发电厂内煤质燃烧条件

燃烧条件是确保火力发电厂稳定运行的重要举措，因此，改进发电厂煤质的燃烧条件有利于改善煤质燃烧状况，优化煤质燃烧率。主要举措包含两方面：①重视锅炉检修，保障锅炉稳定运行。锅炉是火力发电厂的核心，确保燃烧稳定性的重要前提是降低四管泄露的产生、漏风等问题的出现。因此加大锅炉检修力度，有利于提高锅炉的稳定性。②对机组人员的操作进行规范化管理。制定规范化操作手册，对容易出现的操作问题进行归纳整理，同时，细化操作人员的工作范围，严格控制锅炉超温，不断提升和推进运行人员小指标管理意识，并建立小指标管理奖惩机制，提高锅炉经济性的同时控制操作风险。

5.4减少锅炉运行过程中的热损耗

在前文的分析中得知，现阶段火力发电厂锅炉运行过程中，热损耗过大，而且煤炭浪费的现象较为严重。因此，要提高锅炉运行过程中热量的利用效率，而提高利用利用效率的关键因素在于优化煤炭的质量，二次利用蒸汽热能。在优化煤炭质量方面，要优化煤炭的配比，有条件的发电厂应该设立自己的科研实验室，在实验室中设计出比较高效的煤炭配比方式。开展燃烧调整试验，使得一二次风配比合理，降低锅炉机械不完全燃烧热损失、化学不完全燃烧热损失，同时做好锅炉本体保温工作，减少散热损失。不断优化调整降低排烟热损失，在保证不发生低温腐蚀的情况下，追求排烟温度尽量低。

5.5提高汽轮机效率

在提高汽轮机效率方面，可以在加热系统中增加蒸汽冷却装置，疏水冷却装置。增加蒸汽冷却装置的作用是为了利用蒸汽凝结来加热，而疏水冷却装置能够对给水的温度进行升温，提升抽汽能量工作效率。与此同时，在提高汽轮机工作效率方面可以优化凝汽器真空，可以实现低负荷循环水两机三泵的运行优化，调整加热器端差在合理的范围内，电动给水泵、凝结水泵可以进行变频改造，利用检修机会调整汽轮机汽封间隙，提升汽轮机工作效率。

5.6新技术改造

针对目前电网的实际情况，机组利用小时仅为4000小时，机组低负荷运行已经成为常态化，在六大风机、给水泵、凝结水泵进行变频改造显得尤为重要，可以大幅度的降低能耗水平。进行低温省煤器改造有利于提高锅炉效率，降低排烟热损失。

结论

在国家经济社会发展的过程中，电力资源是其中不可或缺的重要能源之一。随着科技的进步，社会的发展，人们对于不可再生能源的重视程度也逐渐的增强。火力发电的耗能高是众所周知的，消耗煤炭量是在逐年的增加，依靠煤炭产生的动能的同时，还产生了温室气体。因此对火力发电厂的管理与控制迫在眉睫，火力发电厂的高能耗、低产量、低效率是优先要解决的难题。根据火力发电厂锅炉运行情况，掌握如何优化火电厂锅炉的方法，对火电厂的未来发展具有重要意义。充分利用变频器进行节能技术改造，不仅能提高经济效益，而且能产生巨大的社会效益，促进企业的技术进步。电厂锅炉的优化运行，应注意掌握这些因素，在一定范围内进行有效的控制，从而保证火电厂锅炉的高效运行，保证火电厂的效率和经济性。同时，优化火电厂锅炉运行需要科学技术和人力的投入，只有二者的结合才能完成火电厂锅炉的最终优化。

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