锅炉燃烧调整及经济运行

李彦宇

摘 要：我国经济发展速度加快，能源消耗量增加，不可再生资源逐渐减少。如果不采取有效措施解决这一问题，必然会对中国的可持续稳定发展造成负面影响。在工业企业中，锅炉是重要的设备，煤炭资源是主要的原料。为了减少煤炭消耗，国家提倡节能降耗，使国家长期稳定发展。近年来，很多企业更加重视锅炉燃烧调整工作，保证其处于经济运行状态，避免造成环境污染。从目前锅炉运行情况看，由于其性能没有得到充分发挥，仍存在燃烧效率低的问题，导致大量原料浪费，不利于设备安全稳定运行，更不能体现经济性。本论文着重于研究锅炉燃烧调整以及经济运行。

关键词：锅炉;燃烧;调整;经济运行

引言：

当锅炉系统运行的过程中，燃料在锅炉的燃烧系统中进行燃烧，在这个过程中，有烟气释放出来，化学能就会转变为热能，将工质加热。锅炉的汽水系统所发挥的功能是发挥受热面的作用将烟气的热量吸收，将工质从水向饱和蒸汽转变，之后形成过热蒸汽。

1.锅炉资源利用现状

目前，中国的多数工业企业所使用的锅炉主要是大功率设备，当锅炉运行的过程中，负荷比较低，导致其利用率低[1] 。所以，锅炉对于资源的利用率也非常低，这就意味着锅炉在运行的过程中需要大量消耗资源，还会由于不完全燃烧造成工业锅炉运行中产生大量的废弃物。在锅炉运行的过程中资源消耗量大，而产出率低，就说明资源没有得到充分利用，造成严重浪费，企业的运营成本提高。特别是锅炉运行的过程中释放废弃物对环境造成污染，也会因此付出代价。要保证锅炉的经济运行，就要对节能减排高要求，对锅炉燃烧做出调整，以做到低成本、高效益[2] 。

2.锅炉燃烧调整措施

2.1锅炉燃料量的调整

锅炉在运行的过程中会产生飞灰和烟气，其中的含碳量往往会受到负荷的影响，煤质也是一项重要的因素，同时与制粉系统的出力具有直接相关性，所以可以将其作为锅炉燃烧经济性判断的一项参数，不能用于衡量燃烧控制情况。1050MW超超临界压力燃煤直流锅炉的燃烧系统中，制粉系统是中速磨（ZGM123G）正压直吹式的，所安装的磨煤机有多台，这就意味着锅炉制粉系统本身是独立运行的。由于制粉系统为直吹式的，没有中间的煤粉仓，分系统出力情况会对锅炉燃烧的热负荷产生直接的影响。由于燃烧器的二次风配风具有不均性，燃料燃烧所释放的烟气中所分布的氧量不够均匀，使燃烧室中出现不充分燃烧的问题，就会有大量的一氧化碳产生。在燃烧的过程中，负荷变化的幅度非常大，为了满足燃料量发生改变的需要，就要对制粉系统频繁低启动或者停用，确保磨煤机燃烧在比较合适的负荷下进行，使锅炉的燃烧器能够燃烧工况稳定，火焰能够均匀分布，实现充分燃烧，防止出现热负荷过于集中的现象而导致水冷壁处于不良运行状态。

2.2锅炉燃烧器的调节

要保证锅炉燃烧器的稳定，一次风和二次风的比例合適，出口的速度合理，才能使锅炉内部运行处于良好的状态风粉均匀混合，燃料的着火和燃烧都保持正常状态[3] 。锅炉的二次风进风所使用的使分层大风箱，从两侧进行，当同层锅炉燃烧器旋流二次风的挡板为相同开度的时候，同层中的各燃烧器风量是两边小、中间大。当锅炉处于燃烧状态的时候，要防止由于风箱的结构问题导致沿炉宽的方向出现不均匀进风量，或者锅炉燃烧器产生不均匀出力，并由此造成燃料对氧气有不同需求的问题，在设置旋流器开度的是时候，要保证各不相同。在调整锅炉燃烧的时候，为确保不同煤种以及工况能够满足需要，就需要控制好不同的旋流强度，还要控制好一次风和二次风的配比[4] 。

2.3锅炉汽压的调整

1050mw超超临界压力燃煤直流锅炉在运行过程中，当汽压产生变化的时候，主要的影响因素为两个，即外部扰动和内部扰动。所谓的外部扰动，就是外部负荷正常增减或者发生事故的时候甩负荷，会导致汽轮机所需要的蒸汽量发生变化，要保持汽压处于稳定状态，就需要锅炉产汽量与汽轮机所需要的汽量之间保持平衡。所谓的内部扰动，是由于锅炉机组自身的情况导致汽压发生变化。当外界负荷保持恒定的时候，炉内燃烧工况是否稳定对汽压的变化有一定的影响。要对汽压有效调节，就需要对汽包炉的汽压做好调节工作并合理控制。随着负荷的增加，汽压会有所下降，此时燃烧工况就要进一步强化，使燃料的供给量增加，同时风量也要增加，给水量以及改变减温水量也要适当地增加。随着负荷的减少，汽压升高的过程中燃烧必须减弱，此时燃料供给量就要相应地减少，送风量减少。

此外，还可以采用调节直流炉压力的方法，要保证锅炉出力于汽轮机所需要的蒸汽量相等。在直流锅炉中，炉膛中的放热量会产生变化，锅炉出力并不会因此而产生变化。直流锅炉的出力需要给水量保证，调整燃料量，其他参数都要保持。直流锅炉要能够自动调整，通常是对汽轮机的调速汽门开度进行调整，以保证汽压稳定。

2.4锅炉汽温的调整

1050mw超超临界压力燃煤直流锅炉在运行过程中，需要对汽温进行调整，主要的方法是调整给水量和燃料量，对水煤比和中间点过热度严格控制。在运行操作时的过程中，对于中间点过热度的变化情况要注意观察，明确其对主汽温产生的影响，以便在超前调节的过程中掌握“度”。如果机组在运行的过程中产生异常，比如，给煤机和磨煤机产生跳闸的故障，此时就需要减少给水量，使水煤比保持恒定。如果水煤比严重失调，就会产生主蒸汽温度快速下降的状况[5]。当机组负荷在400MW～1000MW范围内，分离器出口蒸汽过热度保持在20～50℃，确保沿程受热面温度不会超标[6]。

在对过热器细调的时候，需要采用一、二级喷水减温。当处于正常运行状态的时候，一级减温水控制屏式过热器出口汽温，二级减温水控制主蒸汽温度在额定值。当喷水温度降低之后，蒸汽过热度要超过20℃，避免出现蒸汽带水的现象。过热器出口的汽温要能够达到150℃;减温水调门开度为30%～60%，如果开度过大或者过小，需要将过热度适当地降低，同时调整减温水的范围，避免由于扰动因素导致主蒸汽温度不稳定。在汽温调整的过程中，需要做好受热面金属温度的监视工作。如果受热面金属温度已经超过规定的范围，需要明确造成这种现象的原因，将蒸汽温度适当地降低，也可以将机组负荷降低，直到金属壁的温度正常。

2.5炉内高热符合调整

1050MW超超临界压力燃煤直流锅炉处于运行状态的时候，由于蒸发和过热受热面不存在明显的界限，所以会在蒸发受热面中会存在一些问题，主要体现为流动不稳定，或者出现脉动的现象，这就需要将节流孔板加装在管组的入口和出口的联箱之间，或者采用加装呼吸联箱的方式等改善这种局面。如果在蒸发受热面中有膜态沸腾现场产生，即受热面上会有汽泡因生成而来不及脱离而连成汽膜，对热传导非常不利，就会出现管壁超温的问题，锅炉的运行安全受到威胁。对于这种现象，需要将扰流子假装在高热负荷区的水冷壁中，也可以使用内螺纹管，使膜态沸腾现象他推迟。对于这种新鲜高度处理，还可以应用烟气再循环以及调整燃烧器布置的方式，使炉内的最高热负荷降低。

3.锅炉的经济运行策略

3.1实施合同能源管理

合同能源管理是节能投资的一种方式。合同期内，专业节能服务公司与客户企业共享节能效益，得到投资回收，同时获得合理利润。合同到期后，客户企业可以拥有全部高效的设备和获得的节能效益[7] 。采用合同能源管理模式，通过这种新型节能机制的运行，企业可以在节能服务公司的带动下实施节能改造。工业企业可以接受专业的节能服务，从而高效利用能源，提高生产效率，有效控制企业的运营成本。

3.2应用节能减排技术

节能减排技术的应用，可以有效地控制锅炉的污染物排放。为保证工业锅炉节能减排，必须创新配气结构，避免锅炉内灰、粉煤灰二次燃烧、燃料燃烧不完全造成的浪费现象。通过优化锅炉结构，应用烟气冷却技术，可快速降低烟气温度，达到除尘器要求的温度范围。这样，可以提高工业锅炉的运行效率，对促进工业锅炉的节能减排起到一定的作用[8] 。

3.3提高工作人员的技术水平

在工业企业的生产过程中，锅炉是必不可少的。为保证锅炉处于良性运行状态，达到节能减排效果，必须发挥企业主体作用，加大锅炉运行人员管理力度，定期开展专业技术培训，提高技术水平，增强他们的节能意识。企业管理者应发挥现场工作监督指导作用，及时指出不正确的操作，并从实践的角度解释相关理论知识。让操作人员掌握更多的理论知识，认识到锅炉的使用需要严格按照工艺进行，操作应符合规范，否则会造成不良后果。同时，他们也对人为因素造成的污染排放问题有了更深刻的认识，从而减少了操作中的不当行为。

结束语：

通过上面的研究可以明确，1050mw超超临界压力燃煤直流锅炉应用于工业生产中，其所发挥的作用是非常重要的，是不可替代的设备。但是，锅炉在运行的过程中不可避免地受到各种因素的影响，导致其性能不能充分发挥，甚至存在燃烧效率不高的现象。在应用该设备的时候，要做好燃烧优化工作，确保其节能优势充分发挥出来。要保证锅炉在运行的过程中不仅效率高，而且具有节约能源的效果，且不会造成污染，就需要对各项参数做出调整，使其运行中发挥良好的经济性。

参考文献：

[1] 初泰青， 王钰森， 蒲建业，等. 600 MW机组锅炉燃烧调整试验研究[J]. 沈阳工程学院学报（自然科学版）， 2019， 015（1）：48-53.

[2] 赵晓东， 孙全超. 锅炉燃烧调整与运行优化分析[J]. 科技创新导报， 2019， 016（21）：101-102.

[3] 丁健. 低氮燃烧改造对锅炉热效率及经济性的影响解析[J]. 科技经济导刊， 2020， 730（32）：66-67.

[4] 田超. 350MW超临界直流炉的燃烧优化调整[J]. 世界有色金属， 2020， 000（2）：168-169.

[5] 史修立. 145MW循环流化床锅炉降低飞灰可燃物含量的燃烧调整试驗分析[J]. 山东电力技术， 2020， 047（3）：77-80.

[6] 王维家. 燃烧调整对NOx排放和锅炉效率影响的试验研究[J]. 电力系统装备， 2019， 000（15）：159-160.

[7] 伍思权， 林松品. 350MW超临界机组直流锅炉的燃烧优化调整[J]. 科技创新与应用， 2020，000（4）：87-88.

[8] 史义明、姚友工、蔡正春、常寿兵、江紫薇、吴运凯、任强强、苏胜、向军. 基于CO/O_2在线监测的锅炉燃烧优化系统开发与试验研究[J]. 广东电力， 2020，274（11）：141-148.

（国家能源集团神华神东电力重庆万州港电有限责任公司，重庆 404000）