电厂锅炉燃烧控制的优化分析

电厂锅炉燃烧控制的优化分析

发表时间：2019-10-24T11:43:11.870Z 来源：《电力设备》2019年第12期作者：李民刘卫强李治强

[导读] 摘要：目前我国经济发展迅速，火力发电厂也在快速发展。

(京泰发电有限责任公司内蒙古鄂尔多斯市薛家湾 010300 )

摘要：目前我国经济发展迅速，火力发电厂也在快速发展。在火力发电厂的运行中，锅炉燃烧运行优化对电厂的发展非常重要，因此，在实际应用中需要采取有效的措施优化锅炉的燃烧运行效率，从而提高整体水平。基于此，论文总结了电厂锅炉燃烧运行中存在的问题，并针对这些问题提出一些优化策略，以供参考。

关键词：电厂锅炉；燃烧控制；优化分析

引言

电厂要想正常经营和生产，就要确保锅炉的安全工作，所以电厂电能的供应要想平稳，就要使用各种各样的先进技术来保证锅炉的正常运行。在锅炉运行的时候，一定要将维修保养工作落实好，保证锅炉设备发生故障的几率为零，使设备检修次数和停机次数得到不断降低，从而使锅炉设备可以实现正常运行，使电厂的经济效益得到保证。在目前的情况下，伴随着科学技术的不断发展进步，电厂锅炉设备的技术改进和优化已经与热能动力工程技术实现了有效的连接，这就给锅炉工作效率的提升带来了质的飞跃。

1热能动力锅炉燃料

锅炉也可以被认为是换热器，依据锅炉的能量来源情况，可以将其分为以下几种类型:水煤浆锅炉、生物质锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉、燃煤锅炉、余热锅炉、太阳能锅炉和电锅炉。燃煤锅炉主要是指燃料在炉内不断地燃烧，从而释放出大量的热，将导热油等有机热载体加热到一定的压力或者是温度的热能动力装置。燃煤锅炉燃烧的燃料包括煤矸石、褐煤、无烟煤、烟煤和贫煤等。燃油锅炉主要有燃油洗浴锅炉、燃油采暖锅炉、燃油热水锅炉和燃油开水锅炉等，燃烧的燃料包括重油和柴油等。燃气锅炉主要是指以燃气为燃料的锅炉，包括有燃气蒸汽锅炉、燃气热水锅炉和燃气开水锅炉等，燃烧的燃料有沼气、页岩气、煤层气、城市煤气、天然气和液化石油气等。通常情况下，火力发电厂的热能动力锅炉一般会使用天然气、重油和煤来当燃料。从资源使用、技术和经济效益的角度进行分析，煤炭是我国大多数的火力发电厂热能动力锅炉使用的主要燃料，煤燃料燃烧产生的热量绝大多数都是碳释放出来的。

2火电厂燃煤锅炉的运行原理

燃煤锅炉作为火电厂运行的核心设备之一，主要为发电设备提供必需的能源，其工作原理主要是：电厂工作人员将煤炭输送到锅炉中，煤炭在燃烧前通过锅炉的制粉设备以及供风设备加工成粉末状的原料，供风设备将粉末状的煤炭原料通过一次风将其吹入锅炉的炉膛部分，通过二次风在锅炉燃烧器部分形成环形风道，将剩余的煤炭原料带入到锅炉的炉膛部分。燃烧器将粉末状的煤炭与空气混合，通过两次吹风将混合后的燃料送入到锅炉的炉膛部分，在炉膛部分空气动力场的作用下，将煤炭原料充分燃烧。通常情况下，粉末状的煤炭原料只在炉膛部分停留2s左右，在这短暂的时间内为了将煤炭燃料充分燃烧，需要在进行一次通风和二次通风的时候，供给足够的风量，提高燃烧的效率，有效的完成供能反应。煤炭在锅炉中剧烈燃烧后生产高温烟气，高温烟气在锅炉内部经过锅炉内水壁部分、高温过热器部分、再热器等部分，与这些部分的受热面接触后将高温烟气中的热量传递给锅炉内部的工作物质，工作物质接收到热量后发生相变，生成具有一定压力和湿度的水蒸气。之后，水蒸气进入汽轮机，将自身带有的热量转化为汽轮机的机械能，为发电过程中的其它设备提供能量，保障电厂发电过程的顺利进行。根据锅炉内部循环方式以及驱动锅炉内部转化为水蒸气的工作物质的内部循环的驱动力不同，可以将锅炉分为自然循环型、强制循环型以及混合循环型锅炉，其中，自然循环型锅炉的驱动力是工作物质之间相变之后产生的水蒸气间的密度差，而强制循环型锅炉的驱动力是通过外设的循环泵来提供的。

3锅炉燃烧运行存在的问题

3.1排烟影响电厂锅炉运行

排烟过程中产生的热损失会影响锅炉的正常工作，排烟散发的热量会加剧热损失产生的速度，导致出现更多的热损失。影响排烟温度的因素较多，包括选择的燃烧煤炭的种类、受热面积、锅炉内的温度以及漏风状况等，漏风和煤粉含水量大时，也会导致排烟量的增加。另外，制粉系统、炉膛以及烟道漏风都会导致排烟过程中的容积增加，从而造成温度的进一步升高并增加排烟损失。

3.2固体燃料的燃烧影响电厂锅炉的使用效率

固体燃料是一种便于运输、含热能价值较高的燃料，在燃烧过程中，可以产生较高的热能，但是如果不能完全燃烧，会产生大量的炉渣和烟尘，导致锅炉和排烟系统结垢，影响锅炉的性能和正常使用。固体的不完全燃烧，往往与燃烧方式、锅炉的结构、通风系统有直接关系。一般情况下，固体燃料的颗粒越细、燃烧过程就越短，燃烧也就越充分，产生的粉尘就越少，进入炉膛的氧气含量就越高，燃料燃烧的过程就越充分，锅炉的运行效能就越好，热能损失越少，电厂的效益就越高。

4电厂燃煤锅炉燃烧控制方案的优化策略

4.1提高燃煤质量

燃煤的质量对锅炉的运行效率有很大的影响，因此，要保证燃煤的质量符合工作要求。在实际的运行过程中，一旦出现燃煤质量下滑，就会使得煤炭质量和设计好的煤炭质量存在偏差，就会影响燃煤锅炉的实际运行效率。当出现这种情况时，就要及时采用原煤掺烧的方法，改变煤炭材料之间的比例，最大程度地减少煤炭原料与设计好的煤炭原料之间的质量偏差，根据实际工作状况，将通风设备的一次风和二次风的风量及时调整，保证炉膛内的煤炭原料能够充分地进行燃烧。要及时对锅炉运行过程中的高温烟气成分、浓度进行分析，确定锅炉运行时的最优参数，为锅炉的运行提供数据支持。

4.2对二次风量和燃尽风量的优化

在锅炉的运行过程中，要确保燃烧效率，需要确保风量的供给，对此，需要对风量进行控制。风量的合理控制主要通过利用二次风箱实现。为了提高燃烧效率，需要控制每个燃烧器中次级波纹管提供的空气量，在二次风箱中，为了合理地控制风量，需要提供一定量的空气，以便最大化地实现每个燃烧器的化学计量比。

4.3调整燃煤锅炉的排烟温度

在燃煤锅炉的实际运行过程中，排烟温度也影响锅炉的实际热效率。适当降低排烟温度可以降低锅炉的排烟热损失，在一定程度上提高了锅炉的运行效率。一般在大型的锅炉运行中，由于燃料的消耗量很大，为了提高电厂的经济效益，降低锅炉的热损失，通常选择较低