大型燃煤電廠鍋爐運(yùn)行現(xiàn)狀分析

摘 要：我國(guó)大型燃煤電廠鍋爐經(jīng)過(guò)快速發(fā)展的時(shí)期，鍋爐無(wú)論從設(shè)計(jì)制造還是安裝運(yùn)行等方面水平都得到了很大的提升，鍋爐運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性等都取得了一定成績(jī)。但是在鍋爐運(yùn)行中仍存在一些問題，例如爐內(nèi)結(jié)渣、低揮發(fā)分煤燃燒、氮氧化物排放、混煤燃燒等都是影響鍋爐運(yùn)行的因素，需要我們從燃煤特性和鍋爐設(shè)計(jì)相適應(yīng)等方面來(lái)加以研究解決。

關(guān)鍵詞：大型燃煤電廠鍋爐；運(yùn)行現(xiàn)狀；分析

1 大型燃煤電廠鍋爐運(yùn)行現(xiàn)狀分析

電廠鍋爐的正常運(yùn)行是整個(gè)電廠的經(jīng)濟(jì)安全以及運(yùn)營(yíng)產(chǎn)能的重要保障，在鍋爐運(yùn)行中，要時(shí)刻對(duì)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視，確保鍋爐水位正常，鍋爐氣溫和氣壓正常，鍋爐的蒸發(fā)量要與機(jī)組負(fù)荷保持一致。在大型燃煤電廠鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，鍋爐的水冷壁、省煤器管以及過(guò)熱器、再熱器管等爆破問題，鍋爐缺水、溢水、尾部燃燒等問題都較為普遍，另外鍋爐運(yùn)行中的爐膛結(jié)渣問題、氮氧化物的排放問題以及混煤的燃燒問題等，都是當(dāng)前電廠燃煤鍋爐運(yùn)行中遇到的情況，需要引起足夠重視，下面對(duì)這幾種情況進(jìn)行重點(diǎn)分析。

1.1 爐膛結(jié)渣分析

大型燃煤電廠鍋爐在設(shè)計(jì)時(shí)就要充分考慮到所用的燃煤種類，需要業(yè)主提供具有代表性的煤種，以此來(lái)作為鍋爐爐膛及燃燒器設(shè)計(jì)選型的重要參數(shù)依據(jù)。設(shè)計(jì)人員在細(xì)致掌握設(shè)計(jì)燃煤煤種的著火燃燼以及結(jié)渣特性后，在鍋爐爐膛設(shè)計(jì)中，如爐膛的容積熱負(fù)荷以及燃燒器區(qū)域壁面熱負(fù)荷、爐膛斷面熱負(fù)荷、爐膛火焰高度等參數(shù)進(jìn)行選擇，確保鍋爐運(yùn)行的可靠性。如果爐膛容積過(guò)小，燃煤在爐內(nèi)的停留時(shí)間較短，就不能完全燃燒，爐膛內(nèi)火焰溫度較高，同時(shí)水冷壁面積過(guò)小，非常容易造成結(jié)渣。爐膛的橫截面積較小，燃燒區(qū)域溫度較高，雖然對(duì)燃煤的著火燃燒有利，但是也容易引起結(jié)渣。在燃煤電廠鍋爐運(yùn)行中，燃煤種類和特性是影響爐膛結(jié)渣的主要因素，通常電廠使用的燃煤都達(dá)不到鍋爐設(shè)計(jì)燃煤的要求，當(dāng)煤燃燒時(shí)，灰的熔融性是判斷燃煤是否容易結(jié)渣的重要參數(shù)，灰熔點(diǎn)的高低是由鍋爐運(yùn)行時(shí)還原性氣氛的強(qiáng)弱以及灰的成分決定的，當(dāng)灰的熔點(diǎn)降低時(shí)，會(huì)引起嚴(yán)重的結(jié)渣現(xiàn)象。煤粉細(xì)度也是影響爐膛結(jié)渣的一個(gè)原因，粗顆粒的煤粉燃燼時(shí)間較長(zhǎng)，在過(guò)高的煙氣溫度下，熔灰碰到水冷壁上會(huì)導(dǎo)致結(jié)渣。另外，吹灰器投的入及其合理性也對(duì)爐膛結(jié)渣的影響較大。

1.2 氮氧化物的排放分析

人們對(duì)于環(huán)境保護(hù)的重視程度越來(lái)越強(qiáng)烈，加大空氣治理力度，必然使得各項(xiàng)排放指標(biāo)更加嚴(yán)格，因此對(duì)大型燃煤電廠鍋爐運(yùn)行現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)，氮氧化物的排放監(jiān)控是績(jī)效考核的基本要求。燃煤在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的氮氧化物包括一氧化氮和二氧化氮，其中一氧化氮占百分之九十以上，二氧化氮?jiǎng)t是由一氧化氮在低溫情況下被空氣中的氧氣氧化而生成的。燃煤燃燒氣體中的氮在高溫下與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生氮氧化物，在這個(gè)過(guò)程中，溫度的影響非常大，所以降低煙氣的溫度以及縮短煙氣在鍋爐高溫區(qū)域的停留時(shí)間是降低氮氧化物產(chǎn)生需考慮的問題，研究低氮燃燒技術(shù)，包括低氮燃燒器、空氣分級(jí)技術(shù)、爐內(nèi)還原及再燃技術(shù)等，都是解決氮氧化物排放問題的重要途徑，從而使氮氧化物的排放濃度和質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到國(guó)家環(huán)保要求。

1.3 混煤燃燒分析

由于大型燃煤電廠鍋爐對(duì)于煤炭的消耗非常大，為了節(jié)約成本，提高燃煤的燃燒利用率，將不同煤種按照其燃燒性能和分子結(jié)構(gòu)等特性，按照一定比例混合配制，加工生產(chǎn)成能夠提高電廠鍋爐運(yùn)行效率的混合煤，不僅有效緩解資源緊缺的現(xiàn)狀，并滿足電廠對(duì)于居民的供電需求。但是電廠鍋爐在混合煤摻燒時(shí)也存在一些弊端，因?yàn)榛旌厦涸谌紵阅苌蠜]有設(shè)計(jì)時(shí)的單種煤性能好，所以需要在摻燒技術(shù)上克服燃煤不易著火、燃燒穩(wěn)定性差等問題，這就需要混合煤盡量與鍋爐的設(shè)計(jì)要求相匹配，并有效解決風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)偏離以及爐膛負(fù)壓波動(dòng)的情況。另外，混合煤如果發(fā)熱量不足，同時(shí)又產(chǎn)生很多煤灰時(shí)，就會(huì)帶給一次風(fēng)壓很大的阻力，當(dāng)下風(fēng)管正壓高于正常范圍時(shí)，一次風(fēng)管就會(huì)嚴(yán)重堵塞，導(dǎo)致發(fā)電效率降低，所以需要重新設(shè)計(jì)混合器以解決風(fēng)管堵塞的問題。

2 提高大型燃煤電廠鍋爐運(yùn)行效率的幾點(diǎn)建議

2.1 做好燃煤的選擇

燃煤電廠鍋爐在設(shè)計(jì)時(shí)是根據(jù)特定煤種進(jìn)行設(shè)計(jì)的，選擇燃煤的種類不同，設(shè)計(jì)時(shí)鍋爐的爐型、結(jié)構(gòu)也會(huì)有所區(qū)別，同時(shí)選擇燃燒器和制粉系統(tǒng)以及鍋爐投產(chǎn)后的運(yùn)行方式等都會(huì)不同。因此，在燃煤的選擇上，如果與鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)的煤種不一樣，就會(huì)對(duì)鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性造成一定程度的影響，可以說(shuō)燃煤的選擇是影響鍋爐運(yùn)行效率的主要因素。研究人員通過(guò)對(duì)實(shí)際電廠常用的幾種燃煤進(jìn)行燃燒試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)不同煤種的燃燒技術(shù)指標(biāo)、結(jié)渣特性、相對(duì)磨損特性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，伊泰神木煤和神混2號(hào)煤燃燼性能最好；神華神木煤中摻燒百分之二十比例的山西優(yōu)混煤，飛灰可燃物含量最低；伊泰神木煤對(duì)鍋爐管壁的相對(duì)磨損量最??；各煤種單燒或摻燒，對(duì)鍋爐水冷壁和屏式過(guò)熱器的結(jié)渣程度都比較輕微。綜合考慮大型燃煤電廠鍋爐的負(fù)荷能力、脫硫系統(tǒng)運(yùn)行成本和維護(hù)成本、飛灰利用情況以及供電成本等因素，建議電廠在燃煤的選擇上，優(yōu)先考慮伊泰神木煤、神華神木煤、山西優(yōu)混煤、神華配煤等作為電廠鍋爐使用的主力煤種。

2.2 優(yōu)化燃燒方式，減少排煙損失

提高鍋爐的運(yùn)行效率，首先要提升鍋爐的綜合燃燒率，需要適當(dāng)控制爐膛內(nèi)的氧氣含量，并且通過(guò)一次送風(fēng)幫助燃煤實(shí)現(xiàn)預(yù)熱，通過(guò)二次送風(fēng)減少爐膛中的熱度偏差，需要掌握兩次送風(fēng)的恰當(dāng)輸送時(shí)機(jī)，以保證燃煤的燃燒率處于合理狀態(tài)。減少排煙損失也是提高鍋爐運(yùn)行效率的途徑之一，在確保安全生產(chǎn)的前提下，盡可能少使用冷風(fēng)而多使用熱風(fēng)，提高煙道保溫層的使用效率以及人孔門的密閉效果。嚴(yán)格執(zhí)行空預(yù)器吹灰任務(wù)，在鍋爐機(jī)組啟動(dòng)和停止時(shí)，以及灰含量較高時(shí)，要適當(dāng)增加吹灰頻率。

2.3 控制給水品質(zhì)，注意維護(hù)保養(yǎng)

大型燃煤電廠鍋爐的給水設(shè)備應(yīng)嚴(yán)格按照水處理操作規(guī)程進(jìn)行，減少水中雜質(zhì)，保證除鹽水符合要求。對(duì)鍋爐受熱面結(jié)垢情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，定期進(jìn)行鍋爐的酸洗，以清除鍋爐管道內(nèi)壁的結(jié)垢現(xiàn)象。在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，注意防止蒸汽品質(zhì)下降的問題，防止因負(fù)荷的突然降低造成的虛假水位，這有可能導(dǎo)致汽輪機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)安全故障。做好鍋爐汽水系統(tǒng)的防腐處理工作，由于鍋爐在水氧結(jié)合的環(huán)境下容易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，所以要通過(guò)除氧器來(lái)控制氧量。

3 結(jié)束語(yǔ)

文章只是對(duì)大型燃煤電廠鍋爐的運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行了一些簡(jiǎn)單的分析，實(shí)際上，電廠鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中還會(huì)遇到相當(dāng)多的實(shí)際問題。鍋爐作為電廠的核心設(shè)備，必須做到安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，這不僅需要從業(yè)人員掌握一定的鍋爐運(yùn)行原理和知識(shí)，并對(duì)鍋爐的日常維護(hù)和優(yōu)化加以重視，確保鍋爐的爐溫、水位和氣壓等技術(shù)數(shù)據(jù)控制在合理范圍，保證電廠鍋爐的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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[2]裴智山，鄭偉.淺談鍋爐爐膛結(jié)渣原因及處理[J].內(nèi)蒙古石油化工，2010.

作者簡(jiǎn)介：常家賓（1983，3-），男，本科學(xué)歷，助理工程師，華電內(nèi)蒙古能源有限公司土默特發(fā)電分公司鍋爐專工。