火电厂锅炉运行氧量对锅炉效率影响的定量分析

火电厂锅炉运行氧量对锅炉效率影响的定量分析

武文杰

内蒙古霍煤鸿骏铝电有限责任公司电力分公司

内蒙古自治区通辽市霍林郭勒市 029200

摘要：在锅炉参数耗差分析中，主要分析排烟温度、运行氧量、飞灰含碳量等偏离基准值时引起的煤耗率的变化。在分析氧量引起的耗差时，一般从热损失计算公式中求得氧量引起的煤耗偏差，然而，当运行氧量发生变化时，对经济性的影响除了烟气量引起的排烟热损失的变化外，同时还将引起其他运行参数的改变。

关键词：火电厂锅炉运行氧量；锅炉效率定量；

锅炉是火电厂中的重要热力设备，对其进行燃烧热效率的精准运算与分析，可以更好地指导各个机组稳定、高效、经济地运行。在对锅炉参数的耗差进行分析时，应当有效运用热损失的计算模型，从而得到由于运行氧量未达到基准值而导致的煤耗偏差。据调查，运行氧量既会直接影响到锅炉的效率，又会通过影响锅炉内部的各个参数。

一、火电厂锅炉运行氧量对锅炉效率影响的定量分析

1.运行氧量对锅炉效率影响的定量分析。要想确定最佳氧量，可以开展实验，对实验中的各个参数进行计算后即可确定最佳氧量。在试验阶段，对炉膛出口的氧量变化进行管控，在每种情况下稳定燃烧一定时间，对煤质、飞灰和炉渣进行取样，也要确定排烟温度。通过对结果的计算得到锅炉效率。确定几个不同的工况，确定在各种工况下的制氧量。对实验结果进行分析可知，在氧量持续增加的情况下，锅炉的效率最初增加，达到一定程度后开始降低。在氧量从3.2%增加到4.0%时，排烟热损失从6.8%上升到6.92%，燃料燃烧不充分产生的热损失由0.44%上升到0.4%，固体燃烧不彻底产生的损失的降低幅度比排烟损失增加的幅度大。在氧量升高的范围内，锅炉效率增加0.08%。在氧量从4.0%上升到4.8%时，排烟的热损失从6.98%上升到7.09%，燃烧不充分的损失则从0.3%降低到0.15%，排烟导致损失的上升的幅度比燃烧不充分导致的损失的降低幅度大。在此期间，锅炉的热效率降低0.20%。因此，在锅炉各项运行情况稳定时，此时的氧量能让锅炉效率达到最佳水平。此次实验所划分的工况以氧量为参考依据，氧量分别是3.6%、4.3%和4.7%。对实验结果进行分析可知，在氧量导致排烟损失变化时，对锅炉效率产生的影响较其余因素更大。因此，在氧量从3.6%朝着4.3%和4.7%上升时，锅炉热效率逐渐处于较低水平。对以上各种情况的氧量变化进行分析，能为锅炉效率的调整提供依据。氧量在锅炉运行中发挥重要作用，如果处于过高水平就会导致排烟造成的热量损失增加。氧量不足就会造成燃烧不够充分。因此，展开此方面的定量分析十分必要。此次研究将会对两项损失之和进行判定。利用单因素耗差分析方法，要保证其他参数处于固定状态，让氧量数产生变化，就能计算出其对锅炉效率的影响。

2.分析燃烧不充分造成的能耗。排烟会带走部分热量，燃烧不充分也会引起能量损失，锅炉效率就会受到负面影响。可以创建锅炉平衡效率模型，以上情况造成的损失均与运行氧量有关。对排烟损失的计算式可以发现，运行氧量对排烟造成的损失产生直接影响和间接影响。在分析燃烧不充分产生的损失时，仅依靠飞灰含碳量计算难以达到目的。因此，只凭借模型不能完成分析，还要另建模型。此方面模型如果建立在煤质特点和运行特点的模型，能从各方面对燃烧不充分造成的能耗进行反映。

3.增强锅炉效率需要注意的问题。要对燃料和空气的混合情况进行判定，为锅炉燃烧创造最佳的条件。在实际操作中，使得提升炉膛内部压力，阻止外部空气进入炉内。在一般情况下，热传面与烟气之间产生的热交换是锅炉实现热回收的主要方式。因此，可对燃烧后高温气体停留的时长进行判定，进而增加燃烧后的高温气体的停滞时间，提升水气热交换水平，让锅炉的效率达到较高水平[5]。也要让燃烧机在稳定的负载下运行。对工况、垃圾等变化情况进行分析，对锅炉的燃烧情况进行干预，如此才能在当前的情况下实现风量的合理调整，对垃圾的进料量实施控制，让炉排速率、给料机速率等达到合理水平，如此才能让锅炉效率在实际操作中达到较高水平。在一般情况下，锅炉中的过剩空气量处于较高水平时，烟气中的含氧量处于5%到10%，如果过低就会导致燃烧不够充分，过高会导致热损失。锅炉生产厂家通常会将排烟温度设定在最为合理的水平，通常为150℃左右。排烟温度的提升通常与热面结垢对传热形成阻碍。有关燃料质量较差，也会造成排烟温度过高。仅从锅炉效率出发，排烟温度处于越低水平则越有利，不过也要对温度过低时导致的结垢、腐蚀等问题进行分析。在锅炉运行时间不短延长的情况下，排烟温度自然就会提升，锅炉效率也就会下降。一旦发生此种情况，要对燃烧中心实施调整，让火焰中心的温度处于较低水平，防止水冷壁等部位发生结焦的状况，参考排烟温度的变化实施吹灰处理。在锅炉运行时，也要对水质进行控制，对燃料实施管控，让设备处于最佳的工作状态。

二、建议

1.严格控制氨逃逸。我厂脱销系统采用尿素作为还原剂，投入的尿素过多时，逃逸的尿素将与烟气中的SO3 生成硫酸氢铵。液态的硫酸氢铵是一种粘性很强的物质，在烟气中会黏附飞灰。严格控制氨逃逸，将大大减少硫酸氢铵的产生，防止空预器管道积灰堵塞。

2.加强炉膛吹灰，冲灰。机组运行过程中，严格遵守定期吹灰制度，定期对炉膛、烟道进行蒸汽吹灰，防止积灰过多，影响引风机出力。同时要维护好吹灰系统，发现缺陷及时处理，保证其随时能正常投入。另外，每次停炉都应对炉膛、烟道、空预器等进行冲灰。

3.设备检修或改造。利用机组停运期间，对引风机进行检修，消除振动大缺陷。同时，建议对引、送风机进行改造或更换，增加其容量，彻底消除风机出力不足隐患，保证机组出力正常。也要处理炉体、给料系统漏风的问题，加强对检查孔、水冷套等位置的检查，一旦发现漏风情况，即可采取措施进行封堵。在调节给料系统时，要让缓冲料箱处于合理料位，保证水冷套有料塞，避免漏风。

4.运行调整措施：a. 适当提高下层给粉机转速。将下层给粉机转速提高，降低中、上层给粉机转速，这样可延长煤粉在炉膛内的停留时间，使煤粉燃烧得更充分些。b. 适当提高一次风粉混合温度，使煤粉在炉内更易着火，燃烧更充分。c. 适当开大磨煤机再循环门。我厂制粉系统运行时，磨煤机再循环门均未全开，尤其#2 制粉系统，正常运行时再循环门开度仅为30% 左右，将该门开大，可明显提高炉膛负压，从而可适当提高送风机转速，提高炉内风量。d. 停运一侧制粉。当负荷较高时，在满足安全粉位的前提下，可考虑停运一侧制粉。制粉停运后，漏风明显减少，炉膛负压也得到提高，此时可适当增加送风量。由于三次风带粉少了，炉膛风量提高了，使煤粉在炉内燃烧更充分，锅炉效率明显提高。

e. 为保证锅炉安全运行，防止尾部烟道二次燃烧，禁止出现无氧燃烧现象，当炉膛氧量到零时，应及时减低机组负荷运行。

综上所述，本文通过一般方法分析了运行氧量对锅炉效率带来的影响，了解到氧量会直接、间接地影响火电厂锅炉的运行效率。在此基础上，引入技术，构建了排烟热损失与设备未充分燃烧损失之和的模型，通过此模型定量地分析了氧量对锅炉效率带来的影响。经研究发现，运行氧量对锅炉效率带来的影响生成的曲线动态与物理规律相符，有利于工作人员合理调整机组运行方式，让机组接近最优的运行状态，确保锅炉稳定、高效、经济地运行。

参考文献：

[1]范君, 刘恩生, 尹民权, 杜丰. 锅炉引风机出力不足原因分析[J].发电设备,2017(03).

[2]广东省粤泷发电有限责任公司锅炉运行技术标准[S]. 内部资料,2017(09):28.

[3]郭枫.FW 型W 火焰锅炉高效低NO_x 燃烧技术研究[D].哈尔滨工业大学,2018.