火力发电厂锅炉经济运行

浅析火力发电厂锅炉经济运行

【摘要】电力工业是国民经济发展的重要基础，也是国家经济发展战略中的重点产业和支柱产业。我国的资源国情也决定了我国得电力能源结构必须是以火电为主、水电为辅、核电和风电作为补充的这一格局。其中火力发电主要是燃煤发电，因而供电煤耗是衡量发电厂经济性的主要指标，而影响发电煤耗的主要因素是锅炉效率。本文主要介绍了火力电厂锅炉经济指标与供电煤耗之间的关系，并分析了如何提高锅炉运行经济性的措施和方法。

【关键词】火力发电厂；锅炉；经济运行；燃煤

1 火力发电厂锅炉的概述

1.1 锅炉的结构

整个锅炉由锅炉本体和辅助设备两部分组成。

锅炉本体：锅炉设备的主要部分，是由“锅”和“炉”两部分组成的。“锅”是汽水系统，它主要任务是吸引收燃料放出的热量，使水加热、蒸发并最后变成具有一定参数的过热蒸汽。它由省煤器、汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器和再热器等设备及其连接管道和阀门组成。“炉”是燃烧系统，它的任务是使燃料在炉内良好的燃烧，放出热量。它由炉膛、燃烧器、点火装置、空气预热器、烟风道及炉墙、构架等组成。

辅助设备：包括通风设备（送、引风机）、燃料运输设备、制粉系统、除灰渣及除尘设备、脱硫设备等。

1.2 锅炉的工作过程

先将燃料——燃煤，用输煤皮带从煤场运至煤斗中。大型火电厂为提高燃煤效率都是燃烧煤粉。因此，煤斗中的原煤要先送至磨煤机内磨成煤粉。磨碎的煤粉由热空气携带经排粉风机送入锅炉的炉膛内燃烧。使燃料中的化学能转变为热能并传递给锅炉中的水，使水变成高温高压的蒸汽，通过管道将压力和温度都较高的过热蒸汽送入汽轮机，推动汽轮机旋转作功，蒸汽温度则迅速降低，最后排入凝汽器。在这一过程中，蒸汽的热能转变为汽轮机转子旋转的机械能。发电机与汽轮机是用联轴器相连一同旋转的，汽轮机转子的机械能，通过发电机转变成电能。发电机产生的电能，经升压变压器后送人输电线路提供给用户。

2 锅炉效率与煤耗的关系

锅炉效率，蒸汽温度和排烟温度是节约煤耗的重点。不同的煤种，不同的燃烧方式，其锅炉效率就会有很大的差别。就影响锅炉效率的主要因素来说，主要是锅炉尾部排烟的烟气温度和飞灰含碳量损失。如何降低锅炉尾部排烟温度和如何减少飞灰含碳量就能显著地提高锅炉的效率。

3 煤耗过高的主要原因

3.1 煤质不好，热值不高

1）燃煤的水分过大，一方面水吸热汽化变成水蒸汽要吸收一定的热量，同时就相对减少了受热面的吸热量，降低了锅炉的有效吸热量；另一方面，水汽化变成水蒸汽后，体积增大，增加了排烟容积，也就是增加了排烟热损失；还有，燃煤的水分越大，它的粘度

越大，使煤在落煤管中容易堆积，从而堵塞落煤管。

2）燃煤灰分高，由于燃料本身放热量低，燃料消耗量大，加之灰分不但不放出热量，而且还要吸收热量，使炉膛内烟气温度降低。同时由于灰分的隔绝作用，煤的燃尽性能较差，增加了煤的不完全燃烧。

3）煤中挥发分低，煤的着火温度显著提高，着火热也随之增大。也就是说，必须把煤流加热到更高的温度才能着火。因此，挥发分低的煤着火要困难些，达到着火所需的时间也更长些，煤颗粒在炉膛的停留时间内燃尽的可能性也就小点，这就增加了锅炉的不完全燃烧热损失。燃料中挥发分含量较高时，煤粉着火容易，同时燃烧过程稳定，未完全燃烧热损失也较小。

4）燃煤的颗粒度过大，在炉膛内燃烧不充分，增加了灰渣含碳量，加大了灰渣物理热损失。同时，燃煤的颗粒度越大，布风板阻力也就越大，增加了风机的出力，无形中增加了厂用电率。燃煤的颗粒度过细，在炉膛内停留在时间过短，要达到负荷要求，就要增加给煤量，而且返料量过多，降低床温。燃煤的颗粒度过细，还会导致燃烧后移，容易使旋风分离器及尾部受热面壁温超限，减少机组运行时间。

3.2 锅炉给水温度不合格

锅炉给水温度是计算煤耗时的一个重要参数；锅炉的设计给水温度是170度，但是在实际运行当中温度都是要低很多的，造成温度低的原因主要有三个，第一是设备运行参数不达标，这就造成了高

压加热器的进气压力不稳，无法正常运行；第二就是疏水器样式老化，故障率太高，维修频率高，投入率将大大增加；第三是高压加热器是一个u型管状的设计，换热率很低。据统计，给水温度对锅炉煤耗的影响是7.2kg/t，是影响锅炉煤耗的最重要因素。

3.3 换热面积不够

3.4 烟气氧含量低

3.5 飞灰含碳量高

经过计算，对于发热量为21000kj/kg的普通烟煤，飞灰含碳量每上升1%，锅炉效率下降0.37%，供电煤耗上升1g/kwh。

3.6 大渣含碳量高

3.7 排烟温度高

对于普通的烟煤锅炉，排烟温度每上升10，锅炉效率通常下降0.55%，供电煤耗就会相应地上升1.6g/kwh。

4 降低煤耗的建议

提高锅炉热效率就是增加有效利用热量，减少锅炉各项热损失，其中重点是降低锅炉排烟热损失和机械未完全燃烧损失。

4.1 降低锅炉排烟热损失

1）降低空气预热器的漏风率，特别是回转式空气预热器的漏风率。

2）严格控制锅炉锅水水质指标，当水冷壁管内含垢量达到

400mg/m时，应及时酸洗。

3）尽量燃用含硫量低的优质煤，降低空气预热器入口空气温度，

现代大容量发电锅炉均装有空气预热器，防止空气预热器冷前端受热面上结露，导致空气预热器低温腐蚀。采用提高空气预热器入口空气温度，增大锅炉排烟温度（排烟热损失增加）的方法，延长空气预热器使用寿命。

4.2 降低机械未完全燃烧热损失

1）根据锅炉负荷及时间调整燃烧工况，合理配风，尽可能降低炉膛火焰中心位置，让煤在炉膛内充分燃烧。

2）根据原煤挥发分及时间调整给煤量，使煤量维持最佳值。4.3 降低锅炉的散热损失，主要加强锅炉管道及本体保温层的维护和检修

4.4 加强煤质，加强煤场管理，减少不必要的自燃损失

煤场管理的主要任务就是搞好煤炭的验收，储存以及分配使用。尤其在储存保管方面我们应该大力加强，首先要建立完善的规章制度，要严格的照章办事，更要采用一些有效的保护措施，比如采用防风，防火，防雨，防尘，防自然等等一系列的防范措施；而且煤炭不宜堆放过高给，更不适合储存量过于高。

5 总结

综上所述，我们看一看出，火力发电厂的锅炉运行水平与煤耗之间存在着极其密切的关系，只要保持良好的运行水平就能够有效地降低发电煤耗，并且与此同时我们要加强煤炭质量的管理，多选优质煤，加强煤场的管理以减少不必要的自燃损失，从而提高电厂的总体经济效益。