大型电站锅炉运行热经济性分析

苗勇

摘 要： 最近几年随着我国社会不断发展和进步，和我国经济持续发展，电力企业发展迎来了全新的机遇和挑战。现阶段我国大型电厂的发电依然采用燃煤发电，煤炭的消耗量巨大，怎样提高燃料的利用率就成为现阶段我们需要重点攻克的难题。电厂锅炉热力系统作为火力发电的一个重要组成部分，其运行的经济性在很大程度上影响到整个电厂运行的科学性，当锅炉系统负荷发生变化后，电站锅炉运行的热经济性将会发生显著的变化，因此，做好大型电站锅炉运行热经济性分析就显得十分重要了。本文主要結合实际情况，就影响大型大电站锅炉运行热经济性的影响因素进行了分析，然后提出了相应的优化对策，希望通过本次研究对更好的促进电厂能源高效利用有一定助益。

关键词：大型电站 锅炉运行 热经济效益

中图分类号：TK227 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）05-0328-01

随着我国可持续发展战略不断发展，大型电站在电力市场中所占据的份额和竞争力越来越大，其对煤炭资源的需求量也在不断提升，但是最近几年，随着国家对能源领域不断进行改革，对煤炭的需求量不断增长，国家高度重视煤炭资源的开采和后续的利用，但是由于电厂发电设备能源利用效率不高，往往需要投入大量的资源才能生产出既定电能，电站发电成本显著提升，这种情况的出现对火力发电企业造成了巨大的生产压力，面对这些问题需要电力企业及时作出改变，通过提高锅炉运行的热经济性，高效利用煤炭资源。

一、影响大型电站锅炉运行热经济性的因素分析

1.蒸汽因素

在电站发电过程中，锅炉蒸汽参数的高低直接影响到煤炭资源的利用情况，蒸汽参数的合适与否将会对发电厂的热力循环系统的运行效率产生极大的影响，因此，就要求锅炉运行过程中让锅炉内的蒸汽参数维持在一个比较稳定的标准下，要想达到这个要求，一方面需要运行人员具备较高的责任心，确保热工自动装置的投入率，另一方面发电站也可以使用相应的技术保证锅炉内自然循环的煤粉保持稳定的投入，从而提高了设备的自动化运转水平，并确保其可以根据不同的煤炭资源类型，运行负荷做出及时的调整。根据相应的实验结果显示，当主蒸汽温度被提高到11～15度后，电站的煤耗量会显著降低。煤耗量在一定程度上随着主蒸汽温度的提升而呈现下降的趋势。

2.煤炭资源利用效率不高

首先，煤炭资源中水分过大，在燃烧过程中大量水分蒸发降低了锅炉有效的吸热量，增加了锅炉排烟口的热力损失，煤炭资源中水分含量越大，其粘度越大，其在燃烧过程中会在锅炉的各个管道内产生堆积和堵塞现象，在增加煤炭不完全燃烧的基础上，更增加了锅炉的运行负荷；其次，煤炭资源中灰分较高，使得煤炭在燃烧过程中，锅炉内烟气温度降低，大量粉尘堆积在锅炉壁上，大大增加了锅炉的热损失情况，此外，由于灰分具有一定的隔离作用，使得锅炉中的煤炭不能充分燃烧，严重影响到对煤炭资源的利用率；再次，煤炭的挥发分较低。煤炭的挥发分较低会显著提升煤炭的着火点，煤炭在燃烧过程中所达到的着火点的时间就会更长，煤炭颗粒在锅炉内停留的时间也就越长，完全燃烧的可能性也就会越低，这就大大增加了煤炭在锅炉中不完全燃烧的热损失；最后，煤炭颗粒过大或者过细，这些都会影响到锅炉的工作效率和运行质量。

3.锅炉排烟温度过高

排烟温度较高是影响锅炉运行热经济性的另一个主要原因，排烟温度每上升10度，锅炉的运行效率会下降0.5%左右，而锅炉所需要的各种煤耗会大大提升。出现排烟温度过高的原因是多种多样的其中包括以下几个方面：首先，炉膛内中心火焰较高。在相同负荷下，中心火焰温度越高，排烟温度越高；其次，风管风压过高。在相同的负荷下，一次风管的风压越高，会导致风煤混合不均匀，影响煤炭正常充分燃烧，导致燃烧火焰上移，温度升高；最后，通风量过大。不管在任何条件下，通风量增加，含氧量过高，会显著提升排烟温度，烟气量增加大大降低锅炉的运行经济效益。

二、提高锅炉运行热经济性对策分析

在影响锅炉运行热经济性的各种因素中，排烟温度过高是造成热损失的主要因素之一，紧随其后的是煤炭的固体燃烧物未得到全面燃烧，要想提高电站锅炉运行的热经济性，首先应该从降低排烟温度和提高煤炭资源完全燃烧率方面入手。

1.保证蒸汽参数

有些电厂锅炉的炉膛太大，如果计算不准确或者煤炭种类发生改变之后，过热器或者再热器出口蒸汽温度会出现偏低的情况，有时过热器温度会低于保证值，这就会显著提升机组的供电耗煤，机组运行经济效率大大降低。针对这种情况应该通过热力计算分析，决定增加哪一个部分的受热面。而对于有些锅炉气温过高，需要喷入较多温水才能达到参数要求同样会影响机组的运行经济效益，这时可以通过人力计算减少部分受热面，从而使过热器达到既定的蒸汽标准。

2.提高煤炭资源的燃烧效率

在锅炉运行过程中，煤炭资源未完全燃烧所带来的热损失是指在锅炉内煤炭没有被完全燃烧就被排出来，这个过程中会产生大量热损失。其是影响锅炉运行热经济性的一个主要原因。在锅炉运行过程中，造成煤炭不能被完全燃烧的因素是多种多样的，一种是燃烧颗粒被混在灰渣中被排出，另一种燃料以飞灰的形式随着烟囱排出。在锅炉中混在灰渣中的固体燃烧颗粒所带来的热损失所占比例仅为5%左右，以飞灰形式散溢出去的热损失才是造成固体燃烧物出现较大热损失的主要原因。一般情况下，煤炭资源的燃烧点高低、燃烧形式以及锅炉内部的燃烧结构以及锅炉的运行情况都会给固体燃烧物的充分燃烧产生不小的影响。在锅炉实际运行过程中，电站要减轻固体物不完全燃烧所带来的热损失，可以采取以几方面措施：首先，合理配置燃烧的煤炭资源，在进行燃烧之前，对不同性质的煤炭进行混合搭配，降低煤炭在燃烧过程中出现较大的变化，从而确保锅炉运行热经济性稳定；其次，要保证煤炭颗粒大小合适，既不要太大，也不要太小，煤炭颗粒的直径大小对飞灰中的可燃物含量的多少有着密切的关系；再次，要控制好过量空气系数。煤炭的充分燃烧需要充足的氧气作为支撑，但是锅炉内如果鼓入了过量的冷空气会显著降低锅炉内温度，从而增加了排烟量，因此，在确定过量空气系数时，应该根据锅炉的燃烧特性以及煤炭的性质和种类综合确定；最后，要切实做好煤炭燃烧调整工作。锅炉内炉渣的含量直接影响到煤炭颗粒的完全燃烧情况，因此，电站锅炉在运行过程中，应该根据煤炭的种类和性质为依据，充分掌握好煤炭的燃烧性质、煤粉的浓度以及进风量的规律，并采用科学的进料方式，从而保证锅炉内煤炭燃烧完全和充分，切实保证锅炉的最佳热经济效益。

3.解决排烟问题造成的热经济性不高的对策

对锅炉运行的热经济性造成严重影响排烟问题主要有温度和容积等几方面。当排烟温度较高时，在烟气中就会夹带大量的热量，从而造成热损失，造成排烟温度较高的原因也是多种多样的，例如受热面积减小，受热面存在污染或者锅炉运行不当，导致了火焰中心升高，而造成排烟容积较大的原因主要是锅炉炉膛密封性不佳，煤粉温度较高，导致了煤炭燃烧后产生了大量的水蒸气，从而导致锅炉运行热效率损失。要想提高锅炉运行的热经济性，除了要做好设备方面的工作之外，还要做好锅炉运行方面的多项工作。首先，控制好过量空气系数，工作人员应该定时、不间断的对锅炉炉膛的氧气表和风量表进行监督和控制，发现存在问题及时修正，切实保证煤炭能够完全燃烧；其次，煤粉燃烧器的使用一定要适宜，在正常运行情况下，应该投入的是下层燃烧器，这是为了控制好火焰中心的高度，避免排烟口温度升高；最后，切实做好设备维护工作，避免炉膛出现泄露现象，当热损失率下降之后，应该及时停止设备进行检查，并及时采取措施解决问题，切实保证锅炉运行的热经济性。

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