火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行優(yōu)化策略

王東橋

[摘 要]隨著科技的不斷發(fā)展，我國(guó)也逐漸走向科技化、智能化社會(huì)，因此，電能成為一項(xiàng)十分重要的資源。雖然出現(xiàn)了很多的發(fā)電方式，但是從我國(guó)的基本國(guó)情的角度考慮，最適合我國(guó)的發(fā)電方式為火力發(fā)電。本文對(duì)火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行的優(yōu)化策略進(jìn)行了分析探討。

[關(guān)鍵詞]火力發(fā)電廠；鍋爐運(yùn)行；優(yōu)化策略

中圖分類號(hào)：R517 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）26-0033-01

1 火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行的基本原理

火力發(fā)電廠鍋爐是火力發(fā)電廠的核心組成部分，擔(dān)負(fù)著為整個(gè)火力發(fā)電廠進(jìn)行發(fā)電提供所需要的能源以及為發(fā)電機(jī)和汽輪機(jī)提供動(dòng)力資源的重要作用，其發(fā)揮能量轉(zhuǎn)換和能量供給的作用的基本步驟如：（1）火力發(fā)電廠工作人員使用相關(guān)設(shè)備將煤炭材料輸送進(jìn)入火力發(fā)電廠鍋爐的爐膛之中，煤炭材料在鍋爐的爐膛之中發(fā)生劇烈的燃燒反應(yīng)，將煤炭材料之中的化學(xué)能通過燃燒反應(yīng)轉(zhuǎn)化成為可以為火力發(fā)電廠其他組成部分提供能量的熱能（該部分的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成為熱能的效率也是火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行優(yōu)化的重要組成部分之一）。（2）煤炭材料發(fā)生燃燒反應(yīng)之后，煤炭原材料之中的碳物質(zhì)和雜質(zhì)組分和氧氣反應(yīng)生成的物質(zhì)組成了高溫?zé)煔猓邷責(zé)煔饨M分?jǐn)y帶有大量的熱量（其原理是熱能的傳遞，是由高溫物質(zhì)傳導(dǎo)向低溫物質(zhì)），這些高溫?zé)煔庋刂鹆Πl(fā)電站鍋爐內(nèi)部運(yùn)行，逐步經(jīng)過鍋爐內(nèi)水冷壁部分、鍋爐屏式過熱器部分、鍋爐高溫過熱器部分、鍋爐再熱器部分，并與這些部分的受熱面進(jìn)行接觸，根據(jù)熱量傳遞原理，高溫?zé)煔夂瓦@些鍋爐部分內(nèi)部的工作物質(zhì)產(chǎn)生熱量傳遞，將高溫?zé)煔庵械拇罅繜崮軅鬟f給鍋爐部分內(nèi)部的工作物質(zhì)，鍋爐部分內(nèi)部的工作物質(zhì)經(jīng)過高溫?zé)煔獾某掷m(xù)高溫加熱和熱量傳遞，發(fā)生相變生成具有著一定壓力和溫度的水蒸氣組分。（3）經(jīng)過高溫?zé)煔饧訜岚l(fā)生相變反應(yīng)的水蒸氣成分進(jìn)入火力發(fā)電廠鍋爐的汽輪機(jī)部分，在汽輪機(jī)部分之中，水蒸氣組分將吸收自高溫?zé)煔獾臒崮軅鬟f給汽輪機(jī)部分，將水蒸氣組分之中含有的熱能轉(zhuǎn)化成為汽輪機(jī)的機(jī)械能，完成為整個(gè)火力發(fā)電廠進(jìn)行發(fā)電提供所需要的能源以及為發(fā)電機(jī)和汽輪機(jī)提供動(dòng)力資源的工作

2 火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行優(yōu)化策略

進(jìn)行火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行的優(yōu)化，主要考慮的是對(duì)火力發(fā)電廠鍋爐的各種設(shè)計(jì)參數(shù)、火力發(fā)電廠鍋爐所使用的煤炭原料的類型和質(zhì)量、火力發(fā)電廠鍋爐的基本組成構(gòu)造、火力發(fā)電廠鍋爐的各種輔助設(shè)備的類型選擇，這四個(gè)方面將直接影響到火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。在火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行的過程之中，由于火力發(fā)電廠鍋爐的運(yùn)行參數(shù)和設(shè)計(jì)參數(shù)難以做到完全一致，火力發(fā)電廠鍋爐所使用的煤炭原料的類型和質(zhì)量也可能存在一定的偏差，這就導(dǎo)致火力發(fā)電廠鍋爐難以滿足設(shè)計(jì)時(shí)所規(guī)劃的效率值。與此同時(shí)，火力發(fā)電廠鍋爐還有可能面臨所使用的工作水質(zhì)不能夠滿足實(shí)際的工作需要。針對(duì)這樣的情況，火力發(fā)電廠鍋爐在運(yùn)行的過程之中，要綜合火力發(fā)電廠鍋爐工作的實(shí)際環(huán)境，不斷地采取優(yōu)化措施，切實(shí)保證火力發(fā)電廠鍋爐在安全運(yùn)行的基礎(chǔ)之上，獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。

2.1 火力發(fā)電廠粉煤鍋爐的運(yùn)行優(yōu)化策略

火力發(fā)電廠粉煤鍋爐主要使用的是粉末狀的煤炭原料當(dāng)作燃燒物質(zhì)來產(chǎn)生高溫?zé)煔?，最終為整個(gè)火力發(fā)電廠提供所需要的能源以及為發(fā)電機(jī)和汽輪機(jī)提供動(dòng)力資源?；鹆Πl(fā)電廠粉煤鍋爐的主要組成部分包括有粉煤鍋爐爐膛部分、鍋爐燃燒器部分、鍋爐制粉設(shè)備部分以及鍋爐供風(fēng)設(shè)備組成。其具體的工作原理是使用鍋爐制粉設(shè)備部分以及鍋爐供風(fēng)設(shè)備將進(jìn)入火力發(fā)電廠粉煤鍋爐內(nèi)部的煤炭原料加工成為粉末狀的煤炭原料。然后，鍋爐供風(fēng)設(shè)備將生成的粉末狀的煤炭原料通過一次風(fēng)從粉煤鍋爐的鍋爐燃燒器部分卷入粉煤鍋爐爐膛部分，再通過二次風(fēng)在鍋爐燃燒器部分形成環(huán)形風(fēng)道，再一次將剩余的粉末狀的煤炭原料帶入粉煤鍋爐爐膛部分?；鹆Πl(fā)電廠粉煤鍋爐的鍋爐燃燒器部分可以將粉末狀的煤炭材料和空氣充分地混合在一起，并通過兩次吹風(fēng)將粉末狀煤炭材料和空氣輸送進(jìn)入粉煤鍋爐爐膛部分，進(jìn)而在粉煤鍋爐爐膛部分形成一個(gè)高效的空氣動(dòng)力場(chǎng)，進(jìn)而保證粉末狀煤炭可以在粉煤鍋爐爐膛部分進(jìn)行煤炭著火、煤炭燃燒、煤炭燃盡等各部分流程，保證粉末狀煤炭的燃燒狀態(tài)。一般情況下，粉末狀煤炭材料僅僅在粉煤鍋爐爐膛部分停留一秒鐘左右，為了充分保證粉末狀煤炭材料在這一段時(shí)間之內(nèi)燃燒完畢，要求在進(jìn)行一次供風(fēng)和二次供風(fēng)的時(shí)候，供給足夠的風(fēng)量，以便于強(qiáng)化粉煤鍋爐爐膛部分的燃燒效果，保證粉末狀煤炭材料在這一秒鐘的時(shí)間之內(nèi)燃燒完畢，完成整個(gè)供能反應(yīng)。

2.2 火力發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行優(yōu)化策略

除了火力發(fā)電廠粉煤鍋爐之外，火力發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐是另一種具有廣泛應(yīng)用的火力發(fā)電廠鍋爐設(shè)備，在進(jìn)行火力發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行優(yōu)化策略設(shè)計(jì)的時(shí)候，要考慮到的影響因素主要包括火力發(fā)電廠循環(huán)流化床所使用的煤炭原料的類型和質(zhì)量、火力發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)部空氣過剩系數(shù)等問題。

2.2.1 燃煤調(diào)整的運(yùn)行優(yōu)化策略。無論是火力發(fā)電廠粉煤鍋爐還是火力發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐，煤炭原料的質(zhì)量問題都將極大影響火力發(fā)電廠鍋爐的運(yùn)行效率。因此，為了保證在實(shí)際的燃燒過程之中的燃燒效率，要保證實(shí)際進(jìn)入火力發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)部的煤炭原料粒徑略小于設(shè)計(jì)的數(shù)值，以便于保證火力發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐的供熱效率。

2.2.2 風(fēng)量調(diào)整的運(yùn)行優(yōu)化策略。要時(shí)刻注意火力發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐的一次風(fēng)和二次風(fēng)的風(fēng)量大小數(shù)值。具體來說，鍋爐內(nèi)部的燃燒過程就是煤炭原料和空氣之中的氧氣組分在鍋爐的爐膛部分充分融合燃燒的過程。因此，鍋爐內(nèi)部的風(fēng)量和煤炭原料的配比將是影響火力發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐供熱效率的重要因素之一。在火力發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐的使用初期，要保證風(fēng)量所占據(jù)的比例，這是因?yàn)樵谑褂贸跗阱仩t內(nèi)部的床層壓力數(shù)值可以得到充分保證，內(nèi)部所使用的煤炭原料的粒徑也相對(duì)較大，為了保證煤炭原料的流動(dòng)性，就要求進(jìn)入火力發(fā)電廠循環(huán)流化床內(nèi)部的風(fēng)量保證一定的數(shù)值。與此同時(shí)，為了保證風(fēng)量不至于過高地提升火力發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)部的空氣系數(shù)，就要求在確保煤炭原料的流動(dòng)性的前提之下，限制進(jìn)入火力發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)部的風(fēng)量數(shù)值，合理地確定風(fēng)量數(shù)值和配比。與此同時(shí)，要注意二次風(fēng)風(fēng)量的供給，以便于為煤炭原料燃燒提供足夠的氧氣，保證煤炭原料燃燒的徹底性。除此之外，如果能夠保持一個(gè)良好的一次風(fēng)，二次風(fēng)風(fēng)量配比，也有利于維持火力發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)部的煤炭原料循環(huán)。

3 結(jié)語

在火電廠鍋爐運(yùn)行的過程之中，能夠影響到火電廠鍋爐運(yùn)行的因素有很多，在進(jìn)行對(duì)火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行優(yōu)化策略探索的過程之中，一定要注意對(duì)這些影響因素的分析與把握。具體來說，就是要對(duì)火電廠鍋爐運(yùn)行過程中使用的煤炭材料的種類變化、火電廠鍋爐運(yùn)行過程中的各種工作狀態(tài)、火電廠鍋爐運(yùn)行過程中的煤炭燃燒溫度壓力條件等方面的參數(shù)進(jìn)行實(shí)際的分析，根據(jù)實(shí)際的情況找出可行的解決方案，確?；痣姀S鍋爐可以保持在高效率的狀態(tài)運(yùn)行，保證火電廠鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)

[1] 韓志強(qiáng).DGG75/3.82-2循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行調(diào)整[J].科技專論，2014，（3）.

[2] 李祺亮.1000MW超超臨界直流鍋爐變煤種運(yùn)行特性研究[D].上海交通大學(xué)，2013.

[3] 楊新榮.鍋爐運(yùn)行的優(yōu)化調(diào)整[J].電力設(shè)備，2014，（4）.

[4] 黃善仿.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的火電廠煤質(zhì)變化對(duì)經(jīng)濟(jì)性影響的研究[D].西安交通大學(xué)，2013.

[5] 吳味隆.鍋爐及鍋爐房設(shè)備[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013.

[6] 李振全，尹艷山.我國(guó)電站鍋爐熱力計(jì)算方法應(yīng)用的現(xiàn)狀[J].鍋爐技術(shù)，2014，（3）.endprint