梁政

摘 要：電力是關(guān)乎國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定的關(guān)鍵能源，我國(guó)電廠主要利用能源是煤炭，因此鍋爐在電廠中的地位尤為突出。鍋爐的安全、高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行直接影響電廠的安全運(yùn)行和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，因此對(duì)于鍋爐運(yùn)行進(jìn)行調(diào)試和優(yōu)化具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：電廠鍋爐；運(yùn)行調(diào)試；優(yōu)化

1 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)于能源的需求量與日俱增，尤其是對(duì)電力能源的需求。我國(guó)是一個(gè)多煤少油的國(guó)家，目前我國(guó)的電力主要通過燃煤電廠來提供和輸送。燃煤電廠的三大主機(jī)為鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)。近年來，國(guó)家對(duì)于電力行業(yè)的改革力度比較大，燃煤電廠之間的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力也日益增強(qiáng)。企業(yè)如何保證自身發(fā)電裝置高效、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的連續(xù)進(jìn)行是保障競(jìng)爭(zhēng)力的重要措施，在整個(gè)電廠設(shè)備中，對(duì)于穩(wěn)定運(yùn)行影響比較大的主機(jī)為鍋爐。雖然鍋爐運(yùn)行技術(shù)的研究比較多，但我國(guó)的鍋爐運(yùn)行的相關(guān)技術(shù)還處于相對(duì)落后的階段。因此，對(duì)于鍋爐運(yùn)行進(jìn)行調(diào)試和優(yōu)化是改善鍋爐運(yùn)行的重要途徑。本文主要對(duì)鍋爐調(diào)試和優(yōu)化的必要性進(jìn)行簡(jiǎn)述，并對(duì)鍋爐運(yùn)行的調(diào)試和優(yōu)化措施進(jìn)行了探討。

2 對(duì)電廠鍋爐運(yùn)行調(diào)試與優(yōu)化進(jìn)行研究的必要性

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)于能源的需求量不斷增加。但是國(guó)家對(duì)于能源需求和消耗卻面臨著重要的矛盾，其中最主要的矛盾為環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的矛盾，化石燃料的產(chǎn)生必然會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的影響。目前，國(guó)家之間的競(jìng)爭(zhēng)不僅僅是人才與科技的競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)也是能源儲(chǔ)存量與利用率的競(jìng)爭(zhēng)?，F(xiàn)階段，我國(guó)不僅面臨著嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，還面臨著日益縮減的化石能源的儲(chǔ)備量問題。國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越快，能源的需求量和消耗量也就越大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)能源消耗量正以每年7%-8%的速率提升，不斷加重我國(guó)的能源負(fù)擔(dān)。因此，如何高效、綠色地利用能源成為我國(guó)能源消耗的主要課題。

此外，電力對(duì)于社會(huì)的發(fā)展具有重要的地位，為緩解我國(guó)的用電壓力，各地紛紛興建燃煤電廠。隨著我國(guó)關(guān)于燃煤電廠的改革，各電廠之間的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力逐漸加大。如何保證裝置安全、高效、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定地運(yùn)行是電廠提升自身競(jìng)爭(zhēng)力的重要方式。鍋爐的運(yùn)行情況對(duì)于電廠的操作具有關(guān)鍵作用，鍋爐是高耗能設(shè)備，也是最容易出現(xiàn)問題的設(shè)備，因此保證鍋爐的環(huán)保、高效運(yùn)行能夠促使整個(gè)電廠的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。這樣一來就要求燃煤電廠的鍋爐運(yùn)行一定要實(shí)現(xiàn)節(jié)能，優(yōu)化管理方式，縮減與其他國(guó)家在鍋爐運(yùn)行技術(shù)上的差距，真正提升燃煤電廠鍋爐運(yùn)行空間。

3 燃煤電廠鍋爐的運(yùn)行調(diào)試

本單位的鍋爐型號(hào)為DG1242/25.4-Ⅱ1型超臨界循環(huán)流化床鍋爐。DG1242/25.4-Ⅱ1型CFB鍋爐為超臨界直流爐，單爐膛、M型布置、平衡通風(fēng)、一次中間再熱、露天布置、循環(huán)流化床燃燒方式，采用高溫冷卻式旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離；鍋爐整體支吊在鍋爐鋼架上。

爐膛水冷壁分上下兩部分，下部水冷壁采用全焊接的螺旋上升膜式管屏，螺旋水冷壁管采用了內(nèi)螺紋管，上部水冷壁采用全焊接的垂直上升膜式管屏，螺旋水冷壁與上部垂直水冷壁過渡方式采用中間混合集箱形式。過熱器受熱面采用輻射-對(duì)流型布置。再熱器受熱面采用純對(duì)流型布置，再熱器由低于尾部豎井前煙道的水平對(duì)流低溫再熱器和位于水平煙道高溫過熱器后的高溫再熱器組成。前墻布置12個(gè)下煤口。在爐膛前后墻各分二層二次風(fēng)用于進(jìn)行分級(jí)配風(fēng)降低NOX生成。省煤器布置在尾部豎井后煙道水平低溫過熱器的下方。在整個(gè)鍋爐的運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)影響鍋爐運(yùn)行的因素有很多，主要可以歸納為以下幾點(diǎn)：

（1）風(fēng)機(jī)失速導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行不穩(wěn)定。在每次鍋爐開始運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)的流量相對(duì)較小，一旦一次風(fēng)壓過高時(shí)，就會(huì)使得鍋爐失速，威脅到鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性，甚至影響整個(gè)電廠的運(yùn)行。一般情況下，調(diào)試該問題的方式為提升一次風(fēng)道流量。如果在跳臺(tái)中制動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)異常也會(huì)造成鍋爐失速，調(diào)試方法可以對(duì)風(fēng)機(jī)出口壓力進(jìn)行有效控制，加大風(fēng)機(jī)失速余量。

（2） 煙道振動(dòng)導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行不穩(wěn)定。鍋爐運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，如果機(jī)械負(fù)荷值達(dá)到150MW或者200MW時(shí)，容易造成鍋爐尾部出現(xiàn)振動(dòng)，甚至集控室也伴有振感。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)期的實(shí)踐分析，由于鍋爐尾部出現(xiàn)卡門渦流，振動(dòng)頻率極為接近煙氣流同時(shí)與煙道尾部發(fā)生共振引起的?？梢詫⑦m當(dāng)?shù)钠叫邪喟寮尤氲今v波外部的地點(diǎn)以緩解該共振影響。各個(gè)板子的距離與駐波的振動(dòng)頻率和波長(zhǎng)有關(guān)，隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，玷污系數(shù)增加，也會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。因此，需要定期進(jìn)行維護(hù)。

（3）吹管過程中儲(chǔ)水罐水位的控制。直流爐吹管過程儲(chǔ)水罐水位極難控制，儲(chǔ)水罐水位控制不好可能會(huì)使給水進(jìn)入過熱器，使中溫過熱器入口溫度瞬間下降100℃，極大地影響設(shè)備的安全運(yùn)行。鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)中有兩個(gè)361閥。在吹管過程中可以采用將一個(gè)361閥投自動(dòng)，一個(gè)361閥投手動(dòng)的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)儲(chǔ)水罐水位，效果非常好，吹管過程儲(chǔ)水罐水位控制得非常平穩(wěn)。

4 優(yōu)化電廠鍋爐運(yùn)行的主要措施

4.1 鍋爐運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化

鍋爐的運(yùn)行參數(shù)是確保鍋爐安全運(yùn)行的關(guān)鍵。因此，需要采用有效的措施把控參數(shù)變化。鍋爐的運(yùn)行參數(shù)主要包括水煤比、過熱蒸汽的溫度與壓力等。在實(shí)際運(yùn)行管理中，變化情況比較復(fù)雜，加之工況不穩(wěn)定，因此需要全面的把控。

（1）確保水煤比正常和蒸汽品質(zhì)。確保運(yùn)行時(shí)蒸汽的正常溫度和壓力的基礎(chǔ)之上，掌握鍋爐參數(shù)的變化規(guī)律和實(shí)際操作。采用優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)鍋爐運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查、記錄，利用專業(yè)的優(yōu)化軟件，如ASPEN等對(duì)參數(shù)進(jìn)行整體優(yōu)化，已達(dá)到最佳的參數(shù)組合。例如，對(duì)鍋爐啟動(dòng)時(shí)，通過試驗(yàn)，找到風(fēng)機(jī)的最佳流量值，保證鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性，防止鍋爐失速發(fā)生。

（2）進(jìn)行冷態(tài)空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)，在確定優(yōu)化設(shè)備和優(yōu)化目標(biāo)的基礎(chǔ)之上，需求最佳的鍋爐調(diào)整范圍和運(yùn)行方式。比如，制動(dòng)過程中，控制好葉片的轉(zhuǎn)速，對(duì)鍋爐的狀態(tài)進(jìn)行考察，以選擇最佳的運(yùn)行方式。

4.2 鍋爐燃燒性能的優(yōu)化

通常情況下，鍋爐的燃燒性能與鍋爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外界負(fù)荷能力有關(guān)，另外，也與運(yùn)行的參數(shù)如溫度、風(fēng)量有關(guān)。如果符合量變化時(shí)（增加），應(yīng)該首先加大風(fēng)量和輸送燃煤量，以加大燃燒量應(yīng)對(duì)負(fù)荷的變化。如果鍋爐運(yùn)行處于低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，應(yīng)該適當(dāng)?shù)脑黾迂?fù)壓，提升爐膛溫度，能夠有效實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒和減少熱量損失。對(duì)于燃燒量的調(diào)節(jié)。對(duì)于負(fù)荷量較小的鍋爐燃燒，只要改變給料頻率即可，對(duì)于負(fù)荷變化較大的，只通過改變給料頻率難以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。

在整個(gè)運(yùn)行過程中，容易造成燃燒不完全或者中溫過熱器管壁出現(xiàn)超溫現(xiàn)象，因此鍋爐初期干態(tài)運(yùn)行穩(wěn)定性對(duì)鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，在燃燒調(diào)整上主要進(jìn)行下述步驟：

（1）降低一次風(fēng)量，一般設(shè)置在25m/s左右，另外增加對(duì)應(yīng)層和上層二次風(fēng)速，從而使得進(jìn)風(fēng)能夠快速著火，另外，也能在爐膛內(nèi)充分燃燒。

（2）提高一次風(fēng)的溫度，采用暖風(fēng)器對(duì)一次風(fēng)進(jìn)行加熱，提升風(fēng)煤混合物溫度，使其維持在85℃左右，使得著火點(diǎn)提前，提高煤粉的燃燒穩(wěn)定性和充分性。

（3）保證煤粉細(xì)度<10mm，在鍋爐升溫升壓期間，保證煤粉細(xì)度<10mm，確保其穩(wěn)定燃燒，并保以防止受熱面磨損。

（4） 提高床溫，鍋爐投煤初期，降低下二次風(fēng)的開度，降低爐膛火焰中心高度提高床溫，使煤正常著火，防止著火滯后。調(diào)整12臺(tái)給煤機(jī)的給煤量，保證爐膛溫度場(chǎng)均勻防止?fàn)t膛左右兩側(cè)溫度偏差大，中溫過熱器管壁出現(xiàn)超溫現(xiàn)象。

5 結(jié)語(yǔ)

電廠鍋爐的安全運(yùn)行是為了保證電廠整個(gè)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)于鍋爐運(yùn)行狀態(tài)的調(diào)節(jié)和優(yōu)化可以明顯的改善電廠的運(yùn)行狀態(tài)和穩(wěn)定性，提升電廠的經(jīng)濟(jì)效益。在進(jìn)行鍋爐運(yùn)行調(diào)試和優(yōu)化時(shí)，首先要保證選用合適的鍋爐設(shè)備，注重參數(shù)的變化對(duì)于運(yùn)行狀態(tài)的影響。時(shí)刻關(guān)注其動(dòng)態(tài)變化，保證穩(wěn)定運(yùn)行。

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