燃煤电厂锅炉运行调试与优化措施研究

燃煤电厂锅炉运行调试与优化措施研究

赵磊

（中国电建集团河南工程有限公司450006）

摘要：锅炉是燃煤火力发电厂进行发电的基础设备，锅炉的正常工作对燃煤电厂的安全运行具有重要的意义，近年来，人们对高质量生活环境的要求，更是促使燃煤电厂需要调试与优化锅炉运行，以便减少由此带来的环境污染。燃煤电厂必须多角度优化锅炉运行调试，降低能耗的基础上，提高锅炉运行经济效益。因此，本文从不同角度入手客观阐述了燃煤电厂锅炉运行与优化措施。

关键词：燃煤；电厂；锅炉；调试；措施

1导言

当前我国的电力供应仍然以燃煤发电为主，燃煤电厂的高效经济运行是我国实现节约能源、减少污染物排放的主要途径。锅炉是燃煤电厂中的非常重要的能量转换设备，锅炉的运行效率直接关系到燃煤电厂运行的经济性，因此，必须采取一定措施对燃煤电厂锅炉的运行进行调试和优化，提高锅炉的运行效率，降低对能源的浪费，促进燃煤电厂的可持续发展。

2燃煤电厂锅炉概述

在日常运行过程中，锅炉是燃煤电厂转换能量的关键性场所。燃料会在炉膛作用下，和锅炉中的空气发生反应，化学能会转换为热能。在发生反应过程中，锅炉会产生较多的高温烟气，在一系列受热面作用下，高温烟气流会不断将热量传递到受热面内部，使其成为温度、压力同时具备的水蒸汽，进入到汽轮机中，促进叶轮旋转，水蒸汽作用的热能会转换为机械能，不断驱动汽轮发电机组，燃煤电厂发电顺利实现。燃煤电厂锅炉并不是由单一元素组成，下降管、单锅管等，锅炉运行调试受到多方面因素影响，风机、烟道振动、水位等。以“风机失速”为例，启动锅炉之后，风机作用下的流量并不大，如果在某种因素作用下，风压远远超过规定范围，风机极易出现失速现象，燃煤电厂锅炉无法正常进行运行调试，影响其稳定运行中。针对这种情况，燃煤电厂需要根据锅炉实际运行情况，采用针对性措施将风机出口压力控制在规定范围内，避免母管压力过大，科学解决风机失速问题，优化锅炉运行调试，促使锅炉处于高效运行中。

锅炉是燃煤电厂的主要设备之一，是实现能量转换的主要场所。燃料进入炉膛后与炉内的空气发生剧烈的燃烧反应，实现将燃料的化学能转变为热能，同时生成大量的高温烟气，高温烟气流经水冷壁、屏式过热器、高温过热器、再热器等受热面，将热量传递给受热面内的工质，将受热面内的工质加热成一定温度和压力的水蒸汽，高温高压的水蒸汽进入汽轮机后推动叶轮旋转，将蒸汽的热能转变成机械能，驱动汽轮发电机组发电。根据循环工质驱动方式的不同，锅炉可以分为自然循环锅炉、强制循环锅炉、混合循环锅炉等。如图1所示为强制循环锅炉系统，主要采用循环泵驱动循环工质流动。

图1强制循环锅炉系统

3对燃煤电厂锅炉运行调试与优化进行研究的必要性

随着经济的发展，人们对于能源的需求与日俱增。但国家却面临着来自能源需求的压力，尤其是社会经济增长与环境保护之间的矛盾越多越突出。现代世界各国的竞争，不仅在于科技与人才的竞争，还在于以煤、天然气等为代表能源的储备量的竞争。能源是国家发展的重要动力，国家经济发展的越快，能源的消耗就越多。现阶段，我国正在面临的主要问题则不仅是不断严重的环境污染，还包括日益缩减的化石燃料。我国地大物博，能源相比较多，但在经济不断发展的情况下，能源消耗日益增加，使得我国每年的能源消耗量都在不断上涨，并以每年7%至8%的速度上升，进而加重了我国能源消耗负担。

此外，为满足我国人们的用电需求，缓解用电压力，各地城市纷纷兴建燃煤电厂，这样一来促进了煤炭价格上涨。随着电力企业体制发生重大改革，燃煤电厂想在激烈的市场竞争中占有一席之地，就应在确保机组运行实现安全环保的状态下，不断缩减管理与发电成本，但这样一来就要求燃煤电厂的锅炉运行一定要实现节能，优化管理方式，缩减与其他国家在锅炉运行技术上的差距，真正提升燃煤电厂锅炉运行空间。

4影响燃煤电厂锅炉运行的主要因素

4.1风机失速

当锅炉启动时，风机运行产生的流量比较小，若发生一次风压过高情况，就会导致锅炉出现失速状况，进而影响锅炉的正常稳定运行，严重时还会影响整个电厂系统的运行状况。通常情况下，为避免一次风压过高，常采取提升一次风道流量的方式。若发生在跳台阶段，会导致制动转叶运转速度过快，进而造成风机失速情况。为此，在锅炉实际运行过程中，应采取措施合理控制风机出口压力的大小以降低风母管压力，防止发生失速情况，如加大风机失速余量。

4.2烟道振动

在锅炉调试期间，随着锅炉负荷的变化，锅炉尾部烟道会出现振动现象，集控室也伴有振感，根据电厂运行实践研究分析，一般导致尾部烟道振动的原因主要是尾部烟道形成了卡门涡流，使得烟道尾部烟气流的振动频率与烟道尾部的固有频率较为接近，发生共振现象而导致烟道振幅增大，伴随着出现较为强烈的震感。为此，常采用在驻波外部地点加装适当的平行班板，将驻波振动频率与波长作为基准，计算出各平行班板之间的距离，将出现共振的烟道隔断成诸多小烟道，以此增加烟道横向振动频率，避免出现烟道振动。此外，在锅炉实际运行过程中，沾污系数会不断增大，为避免发生不同程度的振动，应采取合理的控制方式。

4.3控制水位

在锅炉运行调整过程中，以往常采用前馈汽包水位来实现水位的控制，但在调整过程中存在严重的扰动现象，为此，在锅炉运行调整过程中可采用串级控制方式，并采用降低水温的方式实现降低蒸汽流量，实践证明，在锅炉运行调整过程中采用此控制方式可提高锅炉的实际运行效果。

5燃煤电厂锅炉运行调试与优化措施

5.1运行参数与逻辑优化

在燃煤电厂运行中，锅炉结构复杂化，锅炉各方面运行具有较高的要求，优化运行调试尤为重要。由于锅炉运行调试和各方面运行参数紧密相连，燃煤电厂要客观分析各方面影响因素，准确把握锅炉运行中产生的一系列参数，比如，温度、水位、压力，全方位了解锅炉各结构部分运行情况，科学解决存在的隐患问题，优化运行参数，将其控制在规定范围内，比如，蒸汽温度参数，要根据主蒸汽温度参数动态变化，控制好发电过程中煤炭消耗量，有效提高煤炭资源利用率，彻底燃烧的基础上，避免出现严重浪费现象。燃煤电厂要在优化运行参数的基础上，合理优化锅炉运行调试，科学解决各方面存在的隐患问题，提高锅炉运行安全性、稳定性，从根本上降低发电过程煤炭资源消耗率与运行成本，提高锅炉运行经济性。此外，在运行调试方面，燃煤电厂还要注重锅炉逻辑优化，根据风箱、送风机等运行情况，进行合理化的逻辑优化，降低锅炉运行中设备故障发生率，确保一系列发电环节顺利进行。

5.2烟道振动

在调试锅炉运行时，如果发现机械负荷值达到150MW或200MW时，锅炉尾部随之出现振动，集控室也伴有强烈振感，这时就需要专业技术人员研究产生这种现象的原因所在。经过长期实践得知，一般产生烟道振动的主要原因在于锅炉尾部烟道出现卡门涡流，使得与其振动频率极为接近烟气流同时与烟道尾部发生振动才出现这种情况。现阶段，最常用的解决办法就是将适当的平行班板加入到驻波外部的地点，将驻波振动频率与波长作为基准，并计算出各个板子之间的距离，以便将较大共振烟道分隔开，隔断成众多小烟道，进而增加烟道横向声振动频率。但需要注意的是在锅炉运行时，随着使用时间的推移，沾污系数会不断增加，也会随之出现不同程度的振动。因此，在实际工作中应根据情况确定控制方式。

5.3调频压力

在进行锅炉调频时，出现了锅炉机组转速对应阀位的修正量在指令回路叠加和汽机高压调门速度动作，该现象可以提高锅炉调频的及时性。但是在进行锅炉调频时，由于锅炉的蓄热面积较小，会出现滞后现象，突然发生的动作会影响机前压力的波动，对锅炉运行的稳定性产生不利影响。因此应该采取相应措施对该种现象进行优化，保证锅炉运行的稳定性。通过合理的设计回路中的压力补偿回路和增加逻辑中补偿回路的作用死区的方式进行解决，保证锅炉运行的稳定性。

5.4动态控制送风量与燃烧器配风

5.4.1动态控制送风量

在锅炉运行过程中，燃料燃烧的同时，会发生一系列复杂化的化学反应，锅炉内部燃烧率受到内部风量、煤粉配比不同程度影响。在锅炉运行调试方面，燃煤电厂必须随时观察锅炉运行中送风量动态变化，即一二次送风量，送风量必须适中。如果锅炉送风量太小，锅炉内部燃料将无法彻底燃烧，导致煤炭资源严重浪费，如果锅炉送风量太大，锅炉内部空气系数会超过规定范围，排烟温度也会大幅度降低，影响燃料能量转换。燃煤电厂要根据煤粉具有的流动性能，优化调整锅炉内部的风量、煤粉配比，有效提高炉膛热效率，要根据锅炉内部一二次送风量具体情况，合理调整二者配比，促使内部煤炭循环得以优化，最大化提高煤炭资源利用率，将锅炉运行调试优化工作落到实处。

5.4.2合理控制燃烧器配风

在优化锅炉运行调试中，燃煤电厂要根据炉膛燃烧情况，以锅炉机组具体符合要求为切入点，从不同角度入手进行合理调试，比如，一次送风量、风箱炉膛具体差压，也把控风煤配比，促使炉膛内燃料燃烧处于最佳状态。在此基础上，燃煤电厂要根据燃烧器配风具体情况，优化炉膛火焰结构，合理调整火点位置，确保炉膛中的燃料处于“安全、稳定”燃烧中，有效防止燃料燃烧过程中火焰出现“偏斜、飞边”等现象。燃煤电厂要客观分析锅炉运行中出现的氧量偏差等问题，动态控制燃烧器配风，提高燃料燃烧率，具有较好的节能效果。

5.5调节锅炉燃烧

锅炉燃烧状况与锅炉机组有直接关系，更会对电厂运行是否安全产生影响。通常情况下，调节锅炉燃烧需要借助外界负荷能力，只有这样才能使机组实现高效经济。主要可以通过下列方法进行研究：首先，如果锅炉负荷出现变化，应立即调整炉内风量与燃烧量，并对燃烧工况进行改变，同时，为将损失降到最低，提升工作效率，应结合燃料性质，完成空气系数的降低。如果锅炉处于低负荷运行状态，应适当降低炉膛负压，以便提升炉膛温度，避免出现漏风情况，不仅能够实现稳定燃烧，还能减少热损失。其次，调节燃烧量。对于负荷量较小的锅炉燃烧，只要改变给料频率即可，对于负荷变化较大的，只通过改变给料频率难以实现调节。因此，应充分考虑料机的细节调节，如通过改变振动频率等方式完成调节燃料量工作。

5.6降低锅炉的排烟损失

降低锅炉的排烟损失可以得到良好的排烟效果，促进锅炉的平稳运行。①应该对漏风进行控制，合理的分析炉膛小口氧量表、排烟氧量表和风量表，在保证煤炭充分燃烧的情况下，尽量减少锅炉的送风量。保证排渣时水封槽的合理水位，在吹灰完成后对火孔进行检查。在锅炉运行的过程中，多运用热风，提高入孔门的密闭性与烟道保温层的使用率。②要保证受热位置没有堆积的残垢，合理的操作空预器进行吹灰，提高吹灰的频率和效率，对锅炉的炉膛和烟道进行定期吹灰，不断的降低排烟温度，减少锅炉的排烟损失。

结束语

综上所述，在发电过程中，燃煤电厂要高度重视锅炉安全、稳定运行，要将锅炉运行调试放在关键性位置。在调试与优化电厂锅炉运行时，应选用合适的锅炉设备，注重相关参数的优化，时刻了解其动态变化，保证锅炉机组正常安全运行。

参考文献：

[1]潘强.燃煤电厂锅炉运行调试与优化措施探讨[J].科技风，2015（19）：50.

[2]黄昕旸.燃煤电厂锅炉运行调试与优化措施研究[J].电子技术与软件工程，2017（19）：96.

[3]李朝阳.燃煤电厂锅炉运行调整研究[J].科技创新与应用，2016（28）：152.

[4]张骞.燃煤锅炉低氮燃烧器的应用研究[D].沈阳工程学院，2015.