亚临界300MW机组锅炉运行燃烧风量优化控制措施

亚临界300MW机组锅炉运行燃烧风量优化控制措施

于龙哉,，李长武

华能酒泉发电有限公司   甘肃酒泉市 735000

摘要：我国各行业正处于革新式发展的重要时期，许多更多电力资源维持正常生产，这对电力行业锅炉设备提出更高要求，即通过提升燃料的利用率，获得更高电能转化率，助力各行业发展。本文将亚临界300MW机组锅炉作为研究对象，详细分析当前节能问题，并提供控制燃烧风量，促进燃料转化的电能的有效措施。旨在为我国电力行业提供技术支持，推动电力行业健康发展。

关键词：亚临界300MW机组锅炉；燃烧风量；优化控制

前言：在我国经济快速发展的影响下，所有行业都进入一个创新发展的新阶段，这就需要通过大量电力资源，帮助行业实现产业革新。而我国当前发电主要模式为火力发电，对于燃料消耗较大，需要通过合适方法，对发电执行节能降耗，提高燃料发电效率。通过合适方法，对于锅炉燃烧的风量有效控制，是各类发电企业主要研究方向。

1控制亚临界机组锅炉燃烧目的

在电力资源生产环节中，锅炉过热器产生的蒸汽，其压力测试值处于某一区间内，该锅炉即为亚临界机组。我国人口众多，各类企业也有庞大的数量，民用与商用电力需求大，电力行业需要维持我国经济正常运转，就需要提供庞大的电力能源。而近些年电气化设备的普及率逐渐提升，电力需求进入一个爆发的时期，不得不让电力行业重新审视电力生产。而我国电力生产主力是火电发力，即利用锅炉对煤炭进行燃烧，让煤炭资源中的化学能转化成可进一步利用的热能[1]。所以，提升煤炭燃烧转化为热能的效率，对于火力发电生产效率会产生重要影响。同时，科学控制燃烧效率，也能避免煤炭燃烧产生过多的有害污染物，降低对自然环境的影响，提升电力生产环保效果。对于锅炉燃烧的风量进行调节，现在是电力行业重点研究方向，可以实现煤炭资源的高效应用，从而大幅度降低电力生产的过多成本效果，推动电力行业进入节能环保的新时代。

2亚临界机组锅炉燃烧运行常见问题

在亚临界300MW机组锅炉运行中，从一次风输粉管道进入锅炉的煤粉，会直接抵达会燃烧器中心区域，并通过一次风喷口，转入炉膛位置。为确保喷乳位置和燃烧器的中心回流区域产生有效对应，锅炉生产企业会于中心回流区进行调整[2]。煤粉在通过该区域时，会有让煤粉有聚拢倾向。虽然可以满足位置对应条件，可以等待穿越的煤粉量提升，导致穿越中心回流区所需时间提升，让煤粉预先在拥有更强还原性的锅炉内环境中进行以此燃烧，产生了一定的氮氧化物。为解决氮氧化物，会在一次、二次风口处增设扩口设备，避免两次风量过早在锅炉内进行混合，以此控制氮氧化物过量排放于空气中的问题。可是，空气由二次风道吹入燃烧器，则会因内外区域划分，造成煤粉发生分级燃烧，含氧空气和煤粉结合倾向增加，生成额外的氮氧化物。

在对火电发电亚临界机组锅炉改造中，一般会选择通过配置低氮燃烧器，控制锅炉燃烧燃料时，产生的氮氧化合物，则会利用催化还原原理，对于燃烧产物通过脱硝方式降低污染。这两种处理方式都可以减少废气中氮氧化合物量，即控制排放量的有效方式[3]。

可是，大多数的锅炉运行时存在以下几种问题:第一、许多锅炉不具备更强的燃烧燃料效率，想要提升燃烧效率，就要额外提高锅炉内部温度，造成超温现象时有发生;第二、因为燃烧燃料产生的废气没有进一步处理，造成氮氧化物量大，不符合环保需求;第三、在电力资源生产环节中，存在较多的飞灰可燃物，如果条件合适，生成飞灰可燃物量可以达到10%，降低燃料应用效率。

3亚临界机组锅炉节能效果差的原因

一般锅炉节能效果差，无法充分发挥燃料燃烧质量原因有锅炉燃烧器故障、煤粉细度不满足锅炉燃烧需求。最常见的问题当属锅炉燃烧没有获得充足风量，导致二次无论是风量还是风速都没有处于一个良好的平衡状态，造成在锅炉燃烧时会产生的中心回流区，其形成过程不正常，降低锅炉燃料燃烧效果，从而让锅炉燃烧优化方案效果一般，无法达到最佳节能效果。

面对这种情况，需要利用调试试验，研究锅炉处于不同运行阶段的实际耗氧量。并将锅炉调整到消耗化石能源量最低，记录当前需要消耗的风量。一些型号老旧的锅炉，在生产的所有阶段，锅炉提供的风量都无法满足化石燃料燃烧需求，造成燃烧不充分，无法发挥优化锅炉的最大使用效率。对于该问题进一步研究，可以发现，这种情况最有可能是技术人员设置锅炉设置参数时，仅考虑理论最优运行环境，以此设置各项参数，并没有考虑实际应用的环境因素，导致参数无法满足锅炉运行需求，降低使用效率。在理论最优运行环境下，空气含氧量高，所以所需风量也较低[4]。但是在大多数的锅炉使用环境中，空气含氧量仅有21%，需要更多的送风量才能达到理论上的最优燃料燃烧效果，这造成送风量满足设计需求，但是各项参数不符合实际使用要求，影响燃料燃烧效果。而且，在对锅炉燃烧器改造后，燃烧器实际运行状态同样会产生一定的变化，需要燃烧的风量同样会被影响。如果对亚临界300MW机组锅炉的风量应用数据做深入分析，还可以发现，如果锅炉负荷没有达到300MW，机组锅炉生产负荷越高，则要更多的风量维持电力生产。

在锅炉燃烧燃料过程中，在风量无法满足燃料充分燃烧需求，会导致锅炉内部氧气含量偏低，无法让所有燃料充分进行氧化反应。在燃料燃烧效率降低的影响下，锅炉热能转化率也会受到影响，电能制备产量也会呈现下降趋势。在实际电能生产中，一些操作人员对于锅炉的运行模式理论研究不到位，无法充分分析锅炉内部燃烧情况，仅看到燃烧不充分，所以会选择继续向锅炉中添加煤量，希望可以提高燃料燃烧效果。可是，锅炉内部是因为不具备更多的氧气，导致现在锅炉的燃料燃烧不充分[5]。额外添加燃煤，会让现有氧气额外处理更多的燃料，锅炉内部氧气含量会进一步降低，让原本有恶化趋势的燃烧环境获得更为严重的负面影响，继续降低燃料燃烧效率。在这种情况下，如果仍无法才能合适方式对其进行控制，则造成锅炉炉壁现有温度超过正常范围，燃料燃烧不充分的影响会进一步提升，产生更多的有毒污染物，而燃料燃烧废气也会有更多的氮氧化物。在多种因素反复叠加影响下，锅炉燃烧燃料效率会发生严重下降，电能资源生产能力也会产生严重下滑，限制火力发电效率。

4亚临界300MW机组锅炉运行燃烧风量优化控制有效措施

4.1基本优化理念

为提升锅炉燃烧燃煤效率，避免产生过多的有毒物质，对自然环境造成污染，加需要在提升锅炉机组运行负荷时，针对当前的燃烧风量完成合理调整。可以理解为，操作人员需要在锅炉燃烧燃料、生产电能资源时，利用调节二次给风量，让锅炉中燃料燃烧获得更好的生产条件[6]。同时，还需要对锅炉操作系统在生产电能资源期间，飞灰含碳量与一氧化碳产量情况纳入考虑范围中，对于给风量展开综合分析，以具体分析结果，科学完成燃烧风量的调整工作。

以本人长期工作在生产一线经验，认为若要提升锅炉中燃料的燃烧效率，需要对一次、二次风量真实供给情况做好控制工作，配合其他因素进行给风量调节。尽管大多数的情况下，一次给风就即可达到磨煤机运行需求，可是在电能资源生产期间，也需要落实二次风的补充工作，这点是必要的内容。因为二次风对于锅炉运行不仅仅是维持锅炉内部环境的稳定，也是让燃料燃烧获得足量的氧气，让燃料在一次风燃烧阶段不充分的部分，在二次风的影响下再次进入燃烧状态，提升燃料优化质量。尤其是部分亚临界300MW机组锅炉在一次风的燃烧条件下，会在一部分区域产生高温火焰，在这个区域内的燃料可以得到有效燃烧。但是其他区域却无法保证燃料燃烧充分。通过二次风调节，则能让二次风携带的氧气，可以和非高温火焰产生更高质量的混合，提升氧化效果，进而让整个锅炉内部温度得到有效提升，进一步提高燃料燃烧效率，消除燃烧充分问题，也能避免需要过量燃料维持锅炉内部温度，造成能源消耗严重的问题。所以，亚临界300MW机组锅炉对于燃烧控制时，既要落实总风量应用控制，还需要合理划分一次、二次风量，让锅炉内部的燃料可以获得稳定燃烧状态，保证锅炉内部负荷可以满足所有生产阶段热量需求，提升燃料转化成热能效率。

4.2优化具体方法

通常情况下，用于亚临界300MW机组锅炉燃烧使用的都是塔状煤炭，而在实际燃烧是，常会因为煤炭的纯度、外形形状不符合标准，造成锅炉燃烧效果受到负面影响。所以，需要以燃料的实际情况，合理完成风量调节工作，确保锅炉燃烧的所有阶段，氧气供应可以保持充足，让下层燃烧器获得足量的煤粉和空气，进而提高锅炉上、下层运行效率，保证锅炉进入最佳燃料燃烧状态。而煤粉也可以在锅炉中获得充足的燃烧时间，提升燃料燃烧力度，降低在燃烧期间产生的煤灰量。也可以避免锅炉出现大面积的结焦，提升锅炉生产环保效果，减少并且燃料消耗量，以此大幅度降低电力资源制备所需成本。可是，在具体电能资源生产时，也会因为其他因素影响，造成锅炉燃烧无法获得高效率。这就需要由电力企业的操作人员，对于各种因素影响、解决方法进行技术总结，并积极探索二次风调节技术优化模式，以锅炉负荷提升速度，合理调节燃烧风量，控制燃料转化热能效率提升[7]。

结论：通过控制锅炉的燃烧风量，可以稳定提升燃料的发电效率。也可以将其与智能控制相互结合，由传感器检测锅炉内部燃料燃烧情况，达到精准控制风量，充分发挥燃料潜在燃烧能力，进一步提高燃料使用效率，让电力行业步入新的电力生产时代。

参考文献

[1]韩鹏程.电厂锅炉燃烧运行优化策略分析[J].中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术,2021(4):175-175.

[2]陈小龙,王建宁,李宇翔,等.风量配比影响循环流化床锅炉燃烧特性研究[J].建模与仿真,2021,10(4):10.

[3]谭定健.300MW亚临界锅炉综合升级改造措施分析[J].技术与市场,2019,26(5):1.

[4]邢莉华.基于锅炉温度场分布的风量优化控制[J].冶金动力,2021(4):4.

[5]刘法志,李沙,吴桂福,等.660MW超临界机组对冲燃烧锅炉节能优化调整研究[J].节能,2021,40(7):5.

[6]许瑞杰.火电厂锅炉低氮燃烧改造与运行优化调整分析[J].化工管理,2020(24):2.

[7]杜乾,王志新,马越超,等.电厂锅炉燃烧运行优化策略分析[J].科学与信息化,2020(6):1.