房建軍

摘 要：鍋爐它通過燃燒和傳熱將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為蒸汽的熱能。

關(guān)鍵詞：電廠鍋爐；熱能動(dòng)力；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.168

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人民生活水平的提高，我國面臨的能源問題以及由此引發(fā)的環(huán)境問題越來越多。中國正處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展階段，在能源和環(huán)境的雙重壓力下，都要求火力發(fā)電機(jī)組提高能源利用率，降低供電煤耗，減少污染物排放。鍋爐是火力發(fā)電機(jī)組的三大核心設(shè)備之一，它通過燃燒和傳熱將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為蒸汽的熱能。因此，如何讓電廠鍋爐的燃燒效率達(dá)到市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的要求，對(duì)于電廠來講，運(yùn)用熱能動(dòng)力技術(shù)推動(dòng)電廠鍋爐的技術(shù)進(jìn)步就顯得尤為關(guān)鍵。

1 熱能與動(dòng)力工程概述

所謂的熱能與動(dòng)力工程是研究熱能轉(zhuǎn)化和利用的方法?；鹆Πl(fā)電廠以煤、石油、天然氣等礦物燃料作為能源，以水蒸氣作為工質(zhì)完成蒸汽動(dòng)力循環(huán)?；痣姀S生產(chǎn)的電能需要經(jīng)過多次能量轉(zhuǎn)換過程：首先由鍋爐將燃料燃燒釋放出的化學(xué)能通過受熱面使給水加熱、蒸發(fā)、過熱，轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝臒崮?，再由汽輪機(jī)將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚傩D(zhuǎn)的機(jī)械能，然后由汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)樵丛床粩嗟叵蛲饨巛斔偷碾娔堋?/p>

鍋爐它通過燃燒和傳熱將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為蒸汽的熱能，鍋爐效率是其能量轉(zhuǎn)換的重要經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，一般來說，對(duì)于大型火力發(fā)電機(jī)組，鍋爐效率每提高1%，整套機(jī)組的效率可以提高0.3-0.4%，供電煤耗可以降低0.7-1%。而鍋爐效率又與爐內(nèi)的燃燒工況密切相關(guān)，組織好爐內(nèi)的燃燒，可以有效地提高鍋爐效率，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的高效運(yùn)行。鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)通過控制燃燒系統(tǒng)各調(diào)節(jié)參數(shù)，優(yōu)化爐內(nèi)燃燒工況，實(shí)現(xiàn)提高鍋爐效率、降低污染物排放的目標(biāo)，是火電廠節(jié)能減排的重要措施，將有利于火力發(fā)電廠整體效益的提高，是增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要措施。

2 影響鍋爐熱能效率的因素分析

2.1 鍋爐熱能效率分析

火電廠的蒸汽動(dòng)力循環(huán)是將水由水泵送入鍋爐被加熱汽化，直至成為過熱蒸汽后，進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹做功，做功后的低壓蒸汽進(jìn)入冷凝器被冷卻凝結(jié)成水，然后回到水泵中，完成一個(gè)循環(huán)。從整個(gè)動(dòng)力裝置的角度來說，評(píng)價(jià)整個(gè)動(dòng)力裝置的指標(biāo)是動(dòng)力裝置效率，即裝置輸出的凈功與燃料放出的熱量的比值。顯然，煤價(jià)越高，電廠的生產(chǎn)成本越高；發(fā)電機(jī)組效率越高，生產(chǎn)成本越低。生產(chǎn)成本和煤價(jià)成正比，和發(fā)電機(jī)組效率成反比。提高發(fā)電機(jī)組效率，減小單位發(fā)電耗煤量的很大一部分節(jié)能潛力是提高鍋爐熱效率。鍋爐是吸收燃料經(jīng)燃燒發(fā)出的熱量而生產(chǎn)蒸汽的設(shè)備，它的熱平衡主要是燃料的熱量收支平衡。

2.2 影響鍋爐熱能效率的因素

首先，影響鍋爐有效吸收熱量最主要的因素是排煙熱損失，約占燃料有效放熱量的5-7%，主要因素還有以飛灰和灰渣中未燃碳為主計(jì)算得到的固體未完全燃燒損失。相對(duì)于排煙熱損失和固體未完全燃燒損失，其余熱損失量均為小量。其次，固體未完全燃燒損失是影響鍋爐運(yùn)行熱效率的第二大熱損失，飛灰中的未燃碳和灰渣中的未燃碳是固體的主要組成部分。飛灰含碳量的增大顯示了燃料燃燒的不完全，不僅會(huì)導(dǎo)致固體未完全燃燒損失的增大，鍋爐運(yùn)行熱效率的降低，還會(huì)導(dǎo)致鍋爐尾部煙氣的靜電除塵效率降低，排入大氣的污染物增多。

3 熱能動(dòng)力工程中鍋爐再熱汽溫調(diào)整技術(shù)的應(yīng)用

電廠鍋爐應(yīng)用在熱能動(dòng)力工程中的方法很多，比如對(duì)受熱面的改造、配煤方式的改造以及與燃燒相關(guān)設(shè)備的改造，都有益于燃燒優(yōu)化。但是為了提升再熱汽溫，還可以從運(yùn)行上進(jìn)行調(diào)整，具體方法如調(diào)整吹灰與調(diào)整燃燒。

3.1 調(diào)整吹灰技術(shù)

對(duì)受熱面進(jìn)行靈活的吹灰可一定程度上緩解再熱蒸汽欠溫情況，同時(shí)可減輕煙氣偏差，從而改善再熱器出口管道的溫度偏差。

首先，改善汽溫。在確保受熱面無嚴(yán)重結(jié)渣、運(yùn)行安全的情況下，可適當(dāng)減少一級(jí)過熱器、三級(jí)過熱器和二級(jí)過熱器的吹灰頻率，降低其換熱系數(shù)，效果相當(dāng)于減少過熱器受熱面，從而提高了再熱器受熱面的入口煙溫，增加了換熱溫差，改善其汽溫狀況。同時(shí)，可以增加再熱器的吹灰頻率，使其受熱面保持較為干凈的狀態(tài)，從而換熱系數(shù)得以提升，其效果相當(dāng)于增加了再熱器受熱面。

其次，改善偏差。從有些電廠的運(yùn)行情況看，再熱器出口汽溫偏差較大，導(dǎo)致在再熱器出口蒸汽總體欠溫的情況下還需要進(jìn)行噴水解決部分受熱面的超溫問題。因此如果改善煙氣側(cè)偏差，其欠溫情況將有所緩解，燃燒調(diào)整是一種方式，另外還可以通過修改吹灰策略進(jìn)行優(yōu)化。

具體操作是，不對(duì)二級(jí)再熱器靠左右爐墻附近的受熱面吹灰以減少其吸熱，而對(duì)二級(jí)再熱器處于爐膛中間的受熱面進(jìn)行吹灰，增加其吸熱能力，使其受熱面吸熱偏差適應(yīng)煙氣偏差，緩解由于煙氣殘余動(dòng)量造成的溫度中間低，四周高的情況。

另外對(duì)一級(jí)再熱器增加左右墻附近的受熱面的吹灰，減少爐膛中間的受熱面吹灰。在確保受熱面安全性的前提下加大一級(jí)再熱器靠爐墻四周的受熱面與爐膛中間的受熱面的煙氣側(cè)偏差。由于其高溫部分（外側(cè)）交叉進(jìn)入二級(jí)再熱器的低煙溫區(qū)域（內(nèi)側(cè)），從而可改善二級(jí)再熱器出口汽溫偏差。

3.2 調(diào)整燃燒技術(shù)

針對(duì)目前一些電廠鍋爐再熱器靠近左右爐墻區(qū)域吸熱多、中間吸熱少、右墻區(qū)域吸熱最多的情況，燃燒調(diào)整的目的是減少受熱面吸熱偏差，控制沿爐膛寬度方向每個(gè)區(qū)域的吸熱量。燃燒調(diào)整要求四個(gè)角燃燒器擺動(dòng)角度保持一致、SOFA水平擺動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)正常、制粉系統(tǒng)四角調(diào)平以及四角二次風(fēng)量特性良好。所以在鍋爐有檢修機(jī)會(huì)時(shí)，應(yīng)對(duì)燃燒器安裝位置、上下擺角、二次風(fēng)門擋板特性、SOFA水平擺動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查，并在熱態(tài)時(shí)予以調(diào)平，盡可能減少燃燒器擺角變化時(shí)造成的受熱面各對(duì)稱位置的吸熱偏差。

完成上述工作后，通過SOFA水平擺動(dòng)角度及風(fēng)量、偏置二次風(fēng)與直吹二次風(fēng)，盡可能使?fàn)t內(nèi)火球處于爐膛中心并減少火球的殘余旋轉(zhuǎn)，提高火焰充滿程度，使受熱面沿爐膛寬度方向?qū)ΨQ于爐膛中心線各位置吸熱更均勻，減少目前因偏差造成的再熱器減溫水量。

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