提高燃煤锅炉燃烧效率的优化措施

提高燃煤锅炉燃烧效率的优化措施

王静 张孟 王永兵

新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院  新疆 乌鲁木齐   830011

摘要：火电机组锅炉是火力发电厂工业生产中最为普遍常见的动力设备，它也是工业生产中能源转换的关键。在其生产过程中，对锅炉燃烧热效率的控制非常必要，这不但能降低锅炉设备的不完全燃烧热损失，也能为生产过程降低成本。为进一步提高火力发电的能力，对锅炉燃烧运行方式进行优化，充分提高能源的利用率，减少污染物排放的同时还能获得更好的社会效益。

关键词：火电机组锅炉；燃烧效率；提高；优化措施

引言

为了大力推进先进锅炉运行技术，实现混煤燃烧优化，近年来国内火力发电厂一直在提升火电机组锅炉运行水平，使用煤炭掺烧方法来对锅炉运行实施有机调整。如此操作不但能够稳定火电机组锅炉运行效率，也能降低运行成本，实现节能降耗目的。

1.燃煤锅炉燃烧运行中的问题

1.1环境条件影响存在煤粉分配不均

锅炉燃烧时极易受到环境条件的影响，其中风速对锅炉燃烧产生的影响较为明显，如风速与锅炉燃烧存在速度偏差，锅炉的运行效率将发生不同的变化。如产生的风速偏差超过每秒20米时锅炉内煤粉浓度会不断提高，通常会提高20%。如果风量较低会使锅炉内的煤粉无法充分融合，致使锅炉内煤粉无法充分的燃烧。此外许多热电电厂在生产过程中均会采用节煤降耗方式，但会使锅炉内煤粉出现较为严重的分配不均情况，在受到节煤降耗条件限制的同时，还由于锅炉风控系统运行能力有限，导致锅炉内煤粉出现分配不均的情况。

1.2测量手段欠缺，风、粉、灰测量不到位

为使锅炉运行更加稳定，需将风速、煤粉量及飞灰可燃物控制在合理范围内，采用测量方法对其进行测量。但热电厂在测量时，由于测量手段有限未能精准测量煤粉量，风速以及飞灰可燃物测量可能与实际偏差值较大，致使锅炉无法稳定的运行。以测量锅炉内的飞灰可燃物为例，主要测量灰中的碳含量，如碳含量超标证明锅炉内的煤炭未能充分燃烧。此外在实际测量工作中，受到锅炉运行状态、自然条件等因素的影响，会导致测量数据存在较大的误差，并且测量设备受到损害，长期使用测量精度不断下降。

1.3运行稳定性不足，影响锅炉运行效率

锅炉内投放的燃烧物质以及运行时产生的负荷均会影响锅炉运行效率，且在运行效率发生变化的同时锅炉运行无法处于稳定的状态，如果使用的煤炭质量存在问题、同时未能保证输送的风量控制在稳定状态，均会影响到锅炉运行的稳定性，致使锅炉燃烧效率不断降低。

1.4排烟影响电厂锅炉运行

锅炉燃烧过程中会产生大量烟气，排烟过程是稳定锅炉燃烧状态有效方式之一，但在排烟过程中会出现较多热损失，热量通过排烟的方式快速消失，锅炉内的热量不断较少、温度不断降低，为使锅炉保持在稳定状态需要投入更多的燃料，一旦投入的燃料超过锅炉的承受能力，锅炉运行将出现不稳定情况。排烟过程中出现热损失，一方面与使用的燃料种类有关，另一方面与燃烧条件有关，包括燃料的燃烧面积、燃烧温度以及送风量等，如果燃料含有较高的水分在燃烧过程中会增加排烟量，从而出现更多的热损失。

1.5固体燃料的燃烧影响电厂锅炉的使用效率

许多热电厂使用固体燃料进行发电，固体燃料具有较多优点，包括热能高、运输方便等，但固体燃料在锅炉内未能充分燃烧，不仅固体燃料无法产生足够的热能，还会在燃烧过程中产生较多的炉渣和烟尘，致使燃烧效率不断降低，此外产生的炉渣和烟尘会进入到锅炉的运行系统，最终影响锅炉的运行状态。

2.提高燃煤锅炉燃烧效率的优化措施

2.1调整锅炉燃料量控制

对投入到锅炉内的燃料量进行控制，需按照以下要求进行：操作人员应掌握锅炉机组在运行时负荷状态，根据负荷状态向锅炉内投放燃料；根据投放燃料量控制送风量；调整粉煤的投入量可提高燃料的燃烧效率；设立监控系统，实时监控锅炉的燃烧状态，将监测数据传输至中控设备，由中控设备发出指令使锅炉可保持在稳定的运行状态。

2.2调整锅炉燃烧送风量

对锅炉燃烧时的送风量进行调整，可使锅炉内的燃料燃烧更加充分。如送风量过大锅炉内的燃料燃烧时会出现结焦情况。此外许多锅炉在燃烧过程中无法保证二次送风量是否满足锅炉燃烧需求，二次送风量对锅炉燃烧产生较大的影响。现阶段锅炉运行通过控制二次送风量可使锅炉内的氧气量保持在3~6%范围内，在精准调控氧气量的同时，还能获得良好的调整效果。

2.3优化引风控制系统

对锅炉运行时风控制系统运行状态进行优化，主要优化引风控制系统，有助于锅炉保持在良好的运行状态。在建立引风系统过程中，应对锅炉燃烧时产生的负压进行测量，通过测量可以获得的数值充分发挥引风系统的优势，提高对锅炉内风量的控制，从而提高锅炉的燃烧效率。引风系统运行过程中，由炉膛内的负压监测装置对锅炉炉膛内的负压进行监测，将产生的监测信号传输至自动系统，系统会根据炉内负压进行调节引风量。当锅炉负荷增加时送风量增加，可自动调整引风机频率保证合适的炉膛负压，进一步保证锅炉运行稳定。

2.4降低排烟损失的相关策略

首先，全面掌握锅炉的运行状态，防止锅炉出现漏风情况。在掌握锅炉是否出现漏风情况时，应详细记录锅炉内配置的各种监测设备，包括排烟温度、炉膛出口氧量表等。此外应测量水封槽水位，如水位波动较为明显证明锅炉存在漏气情况。操作人员应检查孔门和火孔的密封性，如上述构件存在泄漏情况应及时封堵；其次，应时刻清理炉膛内的渣灰，根据渣灰量掌握排烟热损失情况。

2.5减少锅炉燃料未完全燃烧造成的热损失影响

如果锅炉内的燃料未能充分燃烧会出现较为严重的热损失情况，为此需对影响燃料燃烧的因素进行分析，包括燃料量、送风量、引风量及外界条件等。首先应控制输送至锅炉内的送风量，锅炉保持在稳定运行状态后调整引风量，并且调整锅炉内的空气系数，可以提高燃料的燃烧效率，避免锅炉内出现严重的热损失情况；其次应根据锅炉燃烧状态精准调控锅炉内的二次风量，在控制的同时还应保持锅炉内充足的氧气，使产生的高温烟气可以充分利用。

2.6对二次风量和燃尽风量的优化

在锅炉燃烧过程中需优化锅炉内的二次风量和燃尽风量。在优化二次风量过程中，一般在锅炉内安装二次风箱设备，该设备可实时调节锅炉内的二次风量。在优化燃尽风量时，在锅炉内安装燃烧器，利用燃烧器内的中次级波纹管，在向锅炉内提供氧气的同时还能提高燃烧化学计量比，根据计量比掌握锅炉的运行状态。

2.7优化飞灰中可燃物浓度

锅炉在燃烧期间，燃料燃烧会产生较多未能充分燃烧的可燃物质，使锅炉内飞灰中含有较多的可燃物，其会影响锅炉的燃烧效率。锅炉飞灰中可燃物含量较高，一方面是制粉系统运行效率较低、未能对燃料进行充分的粉碎，另一方面锅炉内的风量控制存在问题，锅炉内未能处于充分燃烧状态，可燃物含量不断提高。优化飞灰中可燃物浓度需对锅炉内的飞灰可燃物进行测量，在测量的同时，协调锅炉燃烧过程与送风量间的关系，使二者保持在合适的状态。

结语

在热电电厂锅炉燃烧过程中，为提高能源的利用率，使发电过程安全稳定的进行，对锅炉燃烧运行进行合理的优化，通过优化使锅炉内的送风量、引风量控制在合理的范围内，同时提高燃料的燃烧面，使锅炉内保持充分的燃烧状态，进一步减少烟气产生的热损失，从而提高锅炉的燃烧效率。

参考文献

[1]王少飞.张朝晖.电站锅炉燃烧优化技术的发展趋势[J].科技创新与应用,2014,3.

[2]丛树涛.电厂锅炉运行效率的优化[J].装备制造,2018,3.