火力发电厂锅炉热控安装及技术措施研究

戴世金

【摘  要】锅炉是火力发电厂的重要设施，是将能源有效转化的重要基础装置。当前我国发电的主要形式依旧是火力发电，因此，对火力发电中锅炉安装的要求也越来越高。但是，锅炉安装的工艺程序比较复杂，对于施工人员的技术和工艺的要求都比较高。就目前的具体分析来看，在火力发电厂锅炉热控安装中，工艺的标准性和规范性利用会影响到锅炉的综合利用水平，所以出于锅炉经济利用和质量利用的考虑，需要对具体的安装工艺做分析，并就工艺中采取的措施做探讨，这样，火电厂锅炉热控安装指导和参考才会更加的科学和合理。为了提升我国火力发电的效率，推动我国电能的有效供应，本文将重点分析火力发电厂锅炉热控安装的主要工艺与技术，并提出相关的措施以供大家参考与借鉴。

【关键词】火力发电厂;锅炉;热控安装;主要工艺;技术措施

中图分类号：TM621     文献标识码：A

1火力发电厂锅炉系统的组成

在火力发电厂中，锅炉能把化学燃料能量转换成热量，用热量加热锅中的水，形成的过热蒸汽要有足够多的质量和数量，才能供应给汽轮机，使其驱动发动机发电。目前，火电厂锅炉不但容量很大，而且其技术更是复杂多样。煤是锅炉的主要燃料，在燃烧前首先会将煤转化为煤粉，然后送到锅炉进行燃烧和放热。也就是说，燃料燃烧，传热和蒸汽蒸发是锅炉的主要工作过程。锅炉的运行原理和运行过程如下：在煤仓中，通过装煤机输送原煤到磨煤机，再将其转化为煤粉。在锅炉内粉煤会快速燃烧，然后释放出大量的热量，使锅炉内火焰的中心温度可达到 1500℃。有很多水冷壁管布置在炉内的周围，顶棚过热器布置在锅炉内顶部，屏式过热器布置在锅炉内上方。锅炉内的辐射受热面是水冷壁和顶棚过热器，它们对锅炉内的辐射热有吸引作用，还能使火焰的温度降低，以保证不会烧坏炉壁。在锅炉内，煤粉形成的灰粒非常多，这些灰粒会在炉内底部的冷灰箱中沉积，冷却并固化，然后落入装炉渣的设备中形成固定炉渣。高压加热从给水泵供应到锅炉的水，然后送到省煤器中，锅炉尾端的烟气热量被汽包吸收，并通过底管到达水冷壁的底箱，然后再给各个水冷壁管进行分配。所有这些都是锅炉工作流程的一部，可以看出，在火力发电厂中锅炉设备非常重要，可以使火力发电厂的正常运行能够有保证。因此，在安装锅炉时，必须对安装过程和技术进行标准化，最大限度的使锅炉系统的质量有保证，并确保其正常稳定运行。

2火力发电厂锅炉热控安装主要工艺及技术措施

2.1火电厂的热控技术

火电厂的热控技术主要体现在自动化方面，热工自动化控制技术是整个火电机组安全稳定运行的核心，是火电厂的命脉所在。做好合理的热控自动化技术，

是现阶段电气企业管理的关键。火电厂的热控技术能够对锅炉和其他的一些蒸汽设备以及辅助设备进行有效控制，使得自动化机组能够根据火电运行的情况自动调整，保证设备的安全运行。电力自动化控制系统通常由 3 个部分组成，分别是检测装置、控制装置以及执行装置。此外，还包括一些辅助型的装置，如报警系统和保护系统等[1]。

2.2自动控制

自动控制是实现生产过程的自动启停、运行控制以及生产经营人员行为标准化的关键。智能化的控制技术可以提升电厂机组协调控制响应能力和精度，覆盖全过程各工况设备和工艺系统的自动投退，实现机组级全程自动控制、自启停和负荷切换，达到闭环优化、少人高效运行的目的。以其中几个智能控制算法为例。（1）基于锅炉效率最优的风燃比优化。锅炉燃烧过程中保持最佳风燃比是提高锅炉效率和经济性的关键措施。优化氧量定值，以锅炉效率最高为优化目标，结合锅炉运行工况中热效率与空气系数的特定关系曲线，利用最优控制理论，寻求不同负荷状态下的最佳风燃比，实现锅炉经济稳定燃烧。（2）制粉系统预测控制。正压直吹式制粉系统是一个典型的多变量非线性时变系统。各控制量和被控量之间存在着严重的耦合关系，控制量扰动大，被控量滞后严重，基于经典  PID  设计的控制方案难以实现制粉系统的解耦控制。（3）主蒸汽温度预测控制。應用主汽温预测控制功能，提高锅炉汽温控制的鲁棒性，提升汽温控制精度，实现锅炉变负荷情况下，减少汽温波动幅度，延长过热器设备寿命，降低锅炉爆管风险，节约机组运行维护费用。同时减少减温水喷量，提升锅炉运行效率，进一步降低机组供电煤耗。

2.3重要参数测量

智能仪表、智能设备的出现，三维可视化技术的发展和大数据分析技术的应用为电厂生产过程的智能化监视、故障在线诊断和实时数据的智慧化分析提供了技术支持。（1）先进在线测量技术应用。烟气成分在线测量系统。将  SCR  入口和出口  CEMS  系统中的  CO、NOx  浓度、O2 含量等参数的实时测量数据送到优化控制器系统，为智能控制提供可靠测量参数。（2）重要参数软测量。测量计算结果应用到相关控制回路中[3]，可降低机组煤耗，提高运行效率。（3）锅炉 CT。锅炉 CT 技术根据声学测温原理，对炉膛温度进行非接触式测量，实现炉膛温度场的可视化和在线检测，声波测点布置对锅炉本体不造成任何破坏，充分利用锅炉现有的观火孔和短吹预留孔。

2.4电厂热控仪表

电厂热控仪表是指专用于电厂自动化系统中为保障电厂正常且安全运行的一项重要的基础组成部分。其组建设备包括闪光报警仪、压力仪表、管路仪表、地表计、流量计算仪等多项设备组建构成的，主要对温度、压力、流量、液位等参数进行监控与测量，从而实现将各机组间的工作进行完美的协调，确保设备的正常且安全的运行。特点表现：传统的电厂热控仪表其主要工作是通过对温度、压力、流量、液位等数据进行监控及测量，来对电厂系统进行实时的监控，并通过对阀门的流量调节及功率的调节来实施流量及温度的调控，而对于液位的调控则需依靠监控和检修来进行控制及调整。科技发展至当下，电厂热控仪表因受到科技时代进化而进行着升级与改善逐步走向了自动化，电厂热控仪表的这一自动化升级将从根本上提升了电厂安全的监控效率。

3火电厂热控调试技术改革创新

3.1 尽量采用技术成熟、可靠的热控元件

随着热控自动化程度的提高，对热控元件的可靠性要求也越来越高，所以采用技术成熟、可靠的热控元件对提高 DCS 系统整体的可靠性有着十分重要的作用。根据热控自动化的要求，热控设备的投资也在不断地增加，切不可为了节省投资而“因小失大”。在合理投资的情况下，一定要选用品质、运行业绩较好的就地热控设备，以提高 DCS 系统的整体可靠性和保护系统的可靠性、安全性[3]。3.2减少非计划启停和设备消缺用油

加强设备维护，减少机组非停和低负荷投油消缺。若要低负荷投油消缺时，可统计所有需要低负荷消除的缺陷，尽量放在一次低负荷投油消缺中完成。减少由于煤质差投油助燃次数。机组正常运行中，根据燃烧和煤质情况做好配煤掺烧工作，杜绝由于燃烧恶化而投油助燃。

3.3 对热损失进行控制

通过提高入炉的空气温度、控制过量空气系数、充分混合空气与煤炭（煤粉）、合理降低煤粉细度、调整锅炉的燃烧程度及保障锅炉内一二次风的混合时间等，减少可燃气体和固体中因未完全燃烧所造成的热损失;通过严密水冷壁和锅炉炉墙结构、采用先进的保温材料保障炉墙与管道的保温性能以及增加锅炉周围空气的温度，实现对锅炉自身散热导致热损失的控制。

结束语

火电厂的核心就是热控系统，热控调试技术就是火电厂的基础。因此，在调试的过程中，一定要有严谨的态度，注重协调性和统一性，灵活的运用理论知识和实践能力，进行电厂热控调试技术的创新，保证调试的质量，进而保证电厂安全稳定地运行。

（作者单位：中国能源建设集团天津电力建设有限公司）