大型燃煤电厂锅炉运行现状分析

摘 要：我国大型燃煤电厂锅炉经过快速发展的时期，锅炉无论从设计制造还是安装运行等方面水平都得到了很大的提升，锅炉运行的可靠性和经济性、环保性等都取得了一定成绩。但是在锅炉运行中仍存在一些问题，例如炉内结渣、低挥发分煤燃烧、氮氧化物排放、混煤燃烧等都是影响锅炉运行的因素，需要我们从燃煤特性和锅炉设计相适应等方面来加以研究解决。

关键词：大型燃煤电厂锅炉；运行现状；分析

1 大型燃煤电厂锅炉运行现状分析

电厂锅炉的正常运行是整个电厂的经济安全以及运营产能的重要保障，在锅炉运行中，要时刻对运行情况进行监视，确保锅炉水位正常，锅炉气温和气压正常，锅炉的蒸发量要与机组负荷保持一致。在大型燃煤电厂锅炉运行过程中，锅炉的水冷壁、省煤器管以及过热器、再热器管等爆破问题，锅炉缺水、溢水、尾部燃烧等问题都较为普遍，另外锅炉运行中的炉膛结渣问题、氮氧化物的排放问题以及混煤的燃烧问题等，都是当前电厂燃煤锅炉运行中遇到的情况，需要引起足够重视，下面对这几种情况进行重点分析。

1.1 炉膛结渣分析

大型燃煤电厂锅炉在设计时就要充分考虑到所用的燃煤种类，需要业主提供具有代表性的煤种，以此来作为锅炉炉膛及燃烧器设计选型的重要参数依据。设计人员在细致掌握设计燃煤煤种的着火燃烬以及结渣特性后，在锅炉炉膛设计中，如炉膛的容积热负荷以及燃烧器区域壁面热负荷、炉膛断面热负荷、炉膛火焰高度等参数进行选择，确保锅炉运行的可靠性。如果炉膛容积过小，燃煤在炉内的停留时间较短，就不能完全燃烧，炉膛内火焰温度较高，同时水冷壁面积过小，非常容易造成结渣。炉膛的横截面积较小，燃烧区域温度较高，虽然对燃煤的着火燃烧有利，但是也容易引起结渣。在燃煤电厂锅炉运行中，燃煤种类和特性是影响炉膛结渣的主要因素，通常电厂使用的燃煤都达不到锅炉设计燃煤的要求，当煤燃烧时，灰的熔融性是判断燃煤是否容易结渣的重要参数，灰熔点的高低是由锅炉运行时还原性气氛的强弱以及灰的成分决定的，当灰的熔点降低时，会引起严重的结渣现象。煤粉细度也是影响炉膛结渣的一个原因，粗颗粒的煤粉燃烬时间较长，在过高的烟气温度下，熔灰碰到水冷壁上会导致结渣。另外，吹灰器投的入及其合理性也对炉膛结渣的影响较大。

1.2 氮氧化物的排放分析

人们对于环境保护的重视程度越来越强烈，加大空气治理力度，必然使得各项排放指标更加严格，因此对大型燃煤电厂锅炉运行现状来说，氮氧化物的排放监控是绩效考核的基本要求。燃煤在燃烧过程中产生的氮氧化物包括一氧化氮和二氧化氮，其中一氧化氮占百分之九十以上，二氧化氮则是由一氧化氮在低温情况下被空气中的氧气氧化而生成的。燃煤燃烧气体中的氮在高温下与氧气反应产生氮氧化物，在这个过程中，温度的影响非常大，所以降低烟气的温度以及缩短烟气在锅炉高温区域的停留时间是降低氮氧化物产生需考虑的问题，研究低氮燃烧技术，包括低氮燃烧器、空气分级技术、炉内还原及再燃技术等，都是解决氮氧化物排放问题的重要途径，从而使氮氧化物的排放浓度和质量指标达到国家环保要求。

1.3 混煤燃烧分析

由于大型燃煤电厂锅炉对于煤炭的消耗非常大，为了节约成本，提高燃煤的燃烧利用率，将不同煤种按照其燃烧性能和分子结构等特性，按照一定比例混合配制，加工生产成能够提高电厂锅炉运行效率的混合煤，不仅有效缓解资源紧缺的现状，并满足电厂对于居民的供电需求。但是电厂锅炉在混合煤掺烧时也存在一些弊端，因为混合煤在燃烧性能上没有设计时的单种煤性能好，所以需要在掺烧技术上克服燃煤不易着火、燃烧稳定性差等问题，这就需要混合煤尽量与锅炉的设计要求相匹配，并有效解决风机工作点偏离以及炉膛负压波动的情况。另外，混合煤如果发热量不足，同时又产生很多煤灰时，就会带给一次风压很大的阻力，当下风管正压高于正常范围时，一次风管就会严重堵塞，导致发电效率降低，所以需要重新设计混合器以解决风管堵塞的问题。

2 提高大型燃煤电厂锅炉运行效率的几点建议

2.1 做好燃煤的选择

燃煤电厂锅炉在设计时是根据特定煤种进行设计的，选择燃煤的种类不同，设计时锅炉的炉型、结构也会有所区别，同时选择燃烧器和制粉系统以及锅炉投产后的运行方式等都会不同。因此，在燃煤的选择上，如果与锅炉设计时的煤种不一样，就会对锅炉运行的经济性和安全性造成一定程度的影响，可以说燃煤的选择是影响锅炉运行效率的主要因素。研究人员通过对实际电厂常用的几种燃煤进行燃烧试验，通过对不同煤种的燃烧技术指标、结渣特性、相对磨损特性和经济性进行分析，结果显示，伊泰神木煤和神混2号煤燃烬性能最好；神华神木煤中掺烧百分之二十比例的山西优混煤，飞灰可燃物含量最低；伊泰神木煤对锅炉管壁的相对磨损量最小；各煤种单烧或掺烧，对锅炉水冷壁和屏式过热器的结渣程度都比较轻微。综合考虑大型燃煤电厂锅炉的负荷能力、脱硫系统运行成本和维护成本、飞灰利用情况以及供电成本等因素，建议电厂在燃煤的选择上，优先考虑伊泰神木煤、神华神木煤、山西优混煤、神华配煤等作为电厂锅炉使用的主力煤种。

2.2 优化燃烧方式，减少排烟损失

提高锅炉的运行效率，首先要提升锅炉的综合燃烧率，需要适当控制炉膛内的氧气含量，并且通过一次送风帮助燃煤实现预热，通过二次送风减少炉膛中的热度偏差，需要掌握两次送风的恰当输送时机，以保证燃煤的燃烧率处于合理状态。减少排烟损失也是提高锅炉运行效率的途径之一，在确保安全生产的前提下，尽可能少使用冷风而多使用热风，提高烟道保温层的使用效率以及人孔门的密闭效果。严格执行空预器吹灰任务，在锅炉机组启动和停止时，以及灰含量较高时，要适当增加吹灰频率。

2.3 控制给水品质，注意维护保养

大型燃煤电厂锅炉的给水设备应严格按照水处理操作规程进行，减少水中杂质，保证除盐水符合要求。对锅炉受热面结垢情况进行监测，定期进行锅炉的酸洗，以清除锅炉管道内壁的结垢现象。在锅炉运行过程中，注意防止蒸汽品质下降的问题，防止因负荷的突然降低造成的虚假水位，这有可能导致汽轮机系统出现安全故障。做好锅炉汽水系统的防腐处理工作，由于锅炉在水氧结合的环境下容易出现腐蚀现象，所以要通过除氧器来控制氧量。

3 结束语

文章只是对大型燃煤电厂锅炉的运行现状进行了一些简单的分析，实际上，电厂锅炉在运行过程中还会遇到相当多的实际问题。锅炉作为电厂的核心设备，必须做到安全运行和经济运行，这不仅需要从业人员掌握一定的锅炉运行原理和知识，并对锅炉的日常维护和优化加以重视，确保锅炉的炉温、水位和气压等技术数据控制在合理范围，保证电厂锅炉的安全运行。

参考文献

[1]段学农，朱照明，焦庆丰，等.电厂锅炉混煤掺烧技术研究与实践[J].中国电力，2008.

[2]裴智山，郑伟.浅谈锅炉炉膛结渣原因及处理[J].内蒙古石油化工，2010.

作者簡介：常家宾（1983，3-），男，本科学历，助理工程师，华电内蒙古能源有限公司土默特发电分公司锅炉专工。