蔡云峰

（國(guó)能浙能寧東發(fā)電有限公司，銀川 750000）

電廠鍋爐燃燒產(chǎn)生的熱效率直接關(guān)系到發(fā)電效率，對(duì)煤炭利用率也有著較大的影響。鍋爐燃燒過程中，由于會(huì)受到內(nèi)外環(huán)境的共同作用，導(dǎo)致鍋爐燃燒效率下降。通過對(duì)鍋爐燃燒情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，有利于提高鍋爐運(yùn)行效率，保證鍋爐運(yùn)行的安全。因此在燃煤電廠運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)過程中，需要明確燃煤鍋爐的運(yùn)行原理，并對(duì)電廠鍋爐運(yùn)行中存在的問題進(jìn)行了解，從而制定更切實(shí)可行的策略提升鍋爐燃燒效率，全面提升電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。

1 燃煤鍋爐的運(yùn)行原理

燃煤鍋爐是火電廠運(yùn)行過程中重要的設(shè)備之一，其燃燒效率直接關(guān)系到電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。燃燒鍋爐以煤炭作為主要原料，在實(shí)際運(yùn)行過程中，需要提前進(jìn)行制粉，將塊煤加工成粉末狀，借助于供冊(cè)設(shè)備將粉末狀的煤炭吹入到鍋爐爐膛內(nèi)。燃燒器將粉末狀煤炭與空氣混合，使其在爐膛內(nèi)充分燃燒。在實(shí)際鍋爐運(yùn)行過程中，煤炭一般情況下在爐膛內(nèi)停留時(shí)間為2 s 左右，為了保證其充分燃燒，需要確保風(fēng)量的充足供給，這樣有利于提高燃燒效率。煤炭在鍋爐內(nèi)燃燒過程中，由于會(huì)產(chǎn)生大量的高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔獬浞峙c鍋爐相關(guān)部位接觸，實(shí)現(xiàn)熱量的有效傳遞，并生成水蒸汽，水蒸汽借助于汽輪機(jī)將熱量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，以此來保證電廠的正常發(fā)電。

2 燃煤鍋爐運(yùn)行中存在的問題

2.1 鍋爐的容量較小

當(dāng)前一些電廠鍋爐本身容量不足，這也對(duì)鍋爐運(yùn)行效率帶來一定的影響，從而導(dǎo)致鍋爐處于低負(fù)荷狀態(tài)，這必然會(huì)加劇對(duì)能源的消耗，而且鍋爐運(yùn)行過程中還會(huì)存在一定的熱損失。另外，鍋爐煤源供給方面也存在許多問題，從而導(dǎo)致鍋爐無論是運(yùn)行效率還是熱值都無法達(dá)到預(yù)期的要求。而且低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下的鍋爐所帶來的污染也較為嚴(yán)重，運(yùn)行過程中對(duì)環(huán)境危害較大。

2.2 環(huán)境條件影響存在煤粉分配不均的問題

電廠鍋爐運(yùn)行過程中，受環(huán)境條件影響，燃燒器煤粉分配不均情況較為常見，這必然會(huì)對(duì)鍋爐燃燒效率帶來較大的影響。鍋爐燃燒過程中，風(fēng)速偏差會(huì)對(duì)煤粉濃度偏差帶來直接的影響，因此在鍋爐運(yùn)行中風(fēng)量分布不均時(shí)，則煤粉分配也會(huì)出現(xiàn)不均的問題，這必然會(huì)導(dǎo)致鍋爐燃燒不平衡，直接影響到燃燒的熱效率。特別是在節(jié)煤降耗的條件下，鍋爐燃燒器煤粉分配不均問題更為常見，這與鍋爐風(fēng)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)不足息息相關(guān)，因此要及時(shí)調(diào)整燃燒送風(fēng)量，有效地避免煤粉分配不均的問題。

2.3 風(fēng)、粉和灰測(cè)量不到位

鍋爐運(yùn)行過程中，對(duì)于燃燒的有效控制需要以風(fēng)、粉和灰的測(cè)量為基礎(chǔ)。但當(dāng)前大部分鍋爐運(yùn)行過程中都存在在線測(cè)量系統(tǒng)缺陷問題，無法在線對(duì)飛灰中的含碳量進(jìn)行測(cè)量，更無法獲取到實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)。而且設(shè)備運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，這也導(dǎo)致針對(duì)煤粉濃度和流速的測(cè)量數(shù)據(jù)存在不準(zhǔn)確的問題，波動(dòng)性較大，影響測(cè)量結(jié)果的可靠性，也易導(dǎo)致傳感器等設(shè)備受到損壞。因此需要構(gòu)建完善的測(cè)量體系，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐燃燒運(yùn)行效率的有效監(jiān)控。

2.4 煤質(zhì)差及燃燒不充分

燃煤鍋爐運(yùn)行中對(duì)煤炭的需求量較大，煤炭作為固態(tài)燃料，具有運(yùn)輸便利及發(fā)熱量大的特點(diǎn)，但由于煤炭質(zhì)量差異較大，一旦電廠工作人員選擇的煤炭質(zhì)量較差，則會(huì)導(dǎo)致燃燒不充分，降低燃料的利用率，還會(huì)導(dǎo)致鍋爐出現(xiàn)結(jié)焦等問題。而且鍋爐運(yùn)行過程中還會(huì)產(chǎn)生大量的爐渣和煙塵，對(duì)環(huán)境帶來較大的污染。當(dāng)使用的煤炭質(zhì)量較差的情況下，還會(huì)導(dǎo)致鍋爐受熱面熱負(fù)荷出現(xiàn)受熱不均勻的問題，鍋爐管壁會(huì)出現(xiàn)溫度超高的問題，當(dāng)沒有及時(shí)清理附著在管壁外部殘留異物時(shí)，在異物大量堆積的情況下，會(huì)造成管壁被屏蔽，對(duì)熱量傳遞帶來較大的影響。特別是管壁外異物長(zhǎng)期堆積的情況下，當(dāng)鍋爐爐膛內(nèi)部壓力負(fù)壓值變化時(shí)，爐膛管道外也會(huì)出現(xiàn)焦渣大量脫落的問題，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)對(duì)鍋爐管壁帶來損害，引發(fā)安全事故。在煤炭無法充分燃燒的情況下，還會(huì)導(dǎo)致電力生產(chǎn)成本增加，對(duì)電廠整體競(jìng)爭(zhēng)力及長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展帶來較大的影響。

2.5 燃燒效率低及污染物排放濃度高

在當(dāng)前部分電廠生產(chǎn)運(yùn)行過程中，由于一些控制儀表和自檢裝置應(yīng)用不足，這也導(dǎo)致燃煤鍋爐運(yùn)行過程運(yùn)行人員無法對(duì)鍋爐內(nèi)部燃燒的參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，這樣就無法根據(jù)具體的燃燒工況準(zhǔn)確預(yù)判和合理調(diào)整，一旦發(fā)生異常，無法及時(shí)處理，而且還會(huì)對(duì)鍋爐燃燒效率帶來較大的影響。一旦出現(xiàn)煤質(zhì)差、一次和二次風(fēng)系統(tǒng)故障等，在無法及時(shí)調(diào)整的情況下會(huì)導(dǎo)致爐內(nèi)燃燒惡化，煤氣中污染物排放濃度增加。另外，還有部分電廠在鍋爐運(yùn)行過程中沒有嚴(yán)格執(zhí)行污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)燃煤鍋爐污染物排放濃度管控不到位，自身環(huán)保意識(shí)欠缺，鍋爐運(yùn)行中也沒有按照要求設(shè)置煙氣凈化裝置，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣中污染物排放的有效控制，這必然會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來不利影響。

2.6 鍋爐燃燒的穩(wěn)定性欠缺

在當(dāng)前鍋爐運(yùn)行過程中，自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用較為廣泛?；诶硐霠顟B(tài)下，通過將自動(dòng)化控制技術(shù)與鍋爐內(nèi)部負(fù)荷情況相結(jié)合，可以對(duì)燃料輸入及風(fēng)量自動(dòng)計(jì)算，可以根據(jù)計(jì)算的數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)節(jié)燃料。但在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用受多種因素的影響，存在不穩(wěn)定和不可靠等問題，從而影響到鍋爐運(yùn)行時(shí)的燃燒效率，無法保證鍋爐燃燒的穩(wěn)定性。

3 燃煤電廠鍋爐燃燒運(yùn)行的優(yōu)化策略

3.1 注重鍋爐選型和燃料選擇

對(duì)于電廠而言，為了能夠?qū)崿F(xiàn)鍋爐能耗控制目標(biāo)，則需要由專業(yè)人員基于短期投資和長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)性角度進(jìn)行分析，全面把控二者關(guān)系，做好鍋爐造型及燃料選擇工作。對(duì)于燃煤鍋爐，需要選擇高可靠性及檢修維護(hù)便捷的設(shè)備，這樣有利于提高電廠鍋爐運(yùn)行效率，降低后續(xù)維護(hù)頻次。由于煤炭性能與鍋爐殘?jiān)蛷U氣排放量息息相關(guān)，而且與綜合能耗也具有直接的關(guān)系，因此電廠鍋爐運(yùn)行中，應(yīng)通過對(duì)不同煤種的摻配，確保燃料與鍋爐運(yùn)行中的燃煤需求保持一致，進(jìn)一步提高燃煤的利用率。

3.2 調(diào)整鍋爐的爐內(nèi)負(fù)荷

燃煤鍋爐運(yùn)行過程中，在調(diào)整鍋爐爐內(nèi)負(fù)荷時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照具體的操作規(guī)程進(jìn)行，調(diào)整時(shí)還要遵循緩慢有序的原則，合理控制調(diào)整速度，確保煤炭材料在鍋爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定性。在需要降低爐內(nèi)負(fù)荷時(shí)，需要撤出鍋爐爐膛內(nèi)的煤炭原料，停止鍋爐供風(fēng)設(shè)備的供風(fēng)。需要提高爐內(nèi)負(fù)荷時(shí)，宜加大供風(fēng)量和煤炭供給量，保證鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高鍋爐工作效率。由于燃煤鍋爐處于高負(fù)荷環(huán)境下工作，高溫高壓的運(yùn)行環(huán)境也易使粉煤在爐膛內(nèi)結(jié)焦，因此要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)風(fēng)量的大小和配比數(shù)值進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，避免爐膛內(nèi)結(jié)焦的情況發(fā)生，提高電廠鍋爐運(yùn)行的效率。燃煤鍋爐不同區(qū)域宜采用不同的通風(fēng)量配比數(shù)值，并對(duì)鍋爐內(nèi)部風(fēng)量頻率和送風(fēng)范圍進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，可以有效防范鍋爐內(nèi)部受熱面的煤炭原料污染問題。

3.3 做好鍋爐保養(yǎng)工作

燃煤鍋爐需要做好定期保養(yǎng)工作，這可以降低鍋爐燃料消耗量及故障發(fā)生率。對(duì)于燃煤鍋爐而言，當(dāng)處于良好環(huán)境下運(yùn)行時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)完全燃燒，減少資源浪費(fèi)問題。一旦所處環(huán)境較為惡劣，則煤炭無法充分燃燒，這必然會(huì)在一定程度上造成熱浪費(fèi)問題。因此應(yīng)定期對(duì)鍋爐開展有針對(duì)性的保養(yǎng)工作，可以將氧含量調(diào)節(jié)儀加裝在鍋爐燃燒器上，保證鍋爐處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)煤炭的節(jié)約，確保鍋爐運(yùn)行成本下降。而且為了保證煤炭的充分燃燒，還要實(shí)時(shí)確?？諝夂腿剂现g的科學(xué)配比，避免煤炭不完全燃燒所帶來的熱量損失問題。

3.4 控制燃料量

通過合理控制燃料量，可以有效優(yōu)化鍋爐的燃燒，提高鍋爐運(yùn)行效率。在實(shí)際燃煤鍋爐運(yùn)行過程中，需要分析鍋爐的負(fù)荷情況，以此為依據(jù)對(duì)給煤量進(jìn)行調(diào)整，確保能夠滿足燃料需求。通過有效控制燃料量，可以提高鍋爐運(yùn)行效率。另外，還要運(yùn)用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)有場(chǎng)景的燃燒需求進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)燃料燃燒過程中存在的問題。并根據(jù)監(jiān)測(cè)獲取的數(shù)據(jù)，針對(duì)燃料的實(shí)際需求進(jìn)行評(píng)估，確保鍋爐內(nèi)煤炭燃燒的充分性，為鍋爐運(yùn)行效率的提升提供重要的保障。

3.5 及時(shí)調(diào)整送風(fēng)量

燃煤鍋爐運(yùn)行過程中，鍋爐內(nèi)部燃燒過程即是煤炭與空氣混合后在爐膛內(nèi)燃燒的過程。在煤炭質(zhì)量相同的情況下，風(fēng)量配比會(huì)對(duì)燃燒過程帶來較大的影響。燃煤鍋爐使用的初期，鍋爐內(nèi)部壓力數(shù)值能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求，粉煤顆粒較大，這種情況下為了保證通風(fēng)量充足，應(yīng)保證風(fēng)量的配送比例，增大粉煤在爐膛內(nèi)的流動(dòng)性，保證燃燒的充分。在整個(gè)過程中，在保證粉煤充分流動(dòng)的同時(shí)，還要保證通風(fēng)量的合理性，避免出現(xiàn)通風(fēng)量過大的問題，這樣必然會(huì)造成鍋爐內(nèi)部空氣系數(shù)提高，對(duì)燃燒效率帶來不利影響。另外，還要與鍋爐燃燒的實(shí)際情況相結(jié)合，確保二次風(fēng)量的有效供給，從而為粉煤燃燒提供充分的氧氣供應(yīng)，為燃燒效率的提升起到重要的保障。

3.6 優(yōu)化引風(fēng)控制

借助于引風(fēng)系統(tǒng)，可以使鍋爐內(nèi)部的壓力值處于相對(duì)恒定的范圍內(nèi)，這樣有利于降低其他因素對(duì)鍋爐燃燒損失定數(shù)的不利影響。在針對(duì)引風(fēng)控制進(jìn)行優(yōu)化的過程中，以引風(fēng)系統(tǒng)獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，分析送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)，合理對(duì)動(dòng)葉和靜葉的開合情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過對(duì)引風(fēng)控制進(jìn)行優(yōu)化，有利于降低燃料損失，提高鍋爐內(nèi)燃料燃燒的效率，為電廠鍋爐運(yùn)行整體經(jīng)濟(jì)效益的提升打下良好的基礎(chǔ)。

3.7 優(yōu)化鍋爐排煙熱損失

燃煤鍋爐運(yùn)行過程中，鍋爐熱效率受排煙溫度影響較大，通過對(duì)排煙溫度進(jìn)行控制，可以有效降低鍋爐排煙熱損失，提高鍋爐運(yùn)行效率。通常在大型鍋爐運(yùn)行時(shí)對(duì)燃料的需求量較大，電廠通過降低鍋爐熱損失，一般會(huì)選擇較低的排煙溫度，以此來提高自身的經(jīng)濟(jì)效益。但當(dāng)排煙溫度過低的情況下，低溫受熱面煙氣側(cè)的水蒸汽和硫化物相結(jié)合會(huì)形成硫酸，對(duì)運(yùn)行設(shè)備造成一定的腐蝕影響。同時(shí)硫酸也會(huì)與煙道上的疏松灰發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所產(chǎn)生的硬化物質(zhì)往往會(huì)附著在煙道上不易去除掉，導(dǎo)致傳熱阻力增加，從而對(duì)鍋爐運(yùn)行效率帶來不利影響。在實(shí)際鍋爐運(yùn)行過程中，為了減少灰塵排放量，通常會(huì)將除塵器安裝在鍋爐的尾部煙道處，但當(dāng)排煙溫度過低的情況下，也會(huì)對(duì)除塵器的運(yùn)行帶來一定影響，導(dǎo)致實(shí)際除塵效果不理想，影響到鍋爐運(yùn)行的安全性，這就需要合理設(shè)置排煙溫度，積極采取有效措施來降低排煙熱損失。

在實(shí)際工作中需要對(duì)漏風(fēng)問題進(jìn)行有效控制，具體要針對(duì)排煙的含氧量進(jìn)行分析，并及時(shí)收集鍋爐運(yùn)行數(shù)據(jù)。吹灰操作完成后，應(yīng)對(duì)吹灰槍進(jìn)行檢查，保證其達(dá)到理想位點(diǎn)。對(duì)于全爐膛，要求保證每一個(gè)環(huán)節(jié)都具有較好的密封性，避免出現(xiàn)漏風(fēng)問題。工作人員要做好空預(yù)器檢查工作，還要及時(shí)進(jìn)行清理，確保沒有化學(xué)物質(zhì)殘留的情況下，用水進(jìn)行沖洗，再進(jìn)行烘干操作，整個(gè)過程中要避免蓄熱層存在灰垢。還要優(yōu)化鍋爐爐膛和受熱面的吹灰操作，定期規(guī)律地開展，并結(jié)合不同負(fù)荷進(jìn)行跟蹤操作，確保鍋爐燃燒的穩(wěn)定性。

3.8 設(shè)置煙氣余熱回收器

燃煤鍋爐運(yùn)行過程中，為了保證運(yùn)行過程燃燒的經(jīng)濟(jì)性，需要將燃燒流量和空氣流量控制在最佳的空燃比。由于燃煤鍋爐煤炭的完全燃燒程度與燃煤鍋爐燃燒效率具有直接的關(guān)系，對(duì)于燃煤鍋爐而言，不同負(fù)荷下空燃比的最優(yōu)比值呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化的特點(diǎn)，燃料成分比也具有動(dòng)態(tài)變化性，而且在種變量影響下，流量測(cè)量也存在不準(zhǔn)確的因素，這些都會(huì)對(duì)鍋爐熱效能帶來不同程度的影響。因此宜通過增加煙氣含氧量指數(shù)，即在保證供水溫度的同時(shí)，有效提高燃煤鍋爐運(yùn)行的燃燒效率，可以借助增加煙氣含氧量閉環(huán)控制來實(shí)現(xiàn)。通過增設(shè)煙氣含氧量閉環(huán)控制系統(tǒng)，具體可以添加煙氣余熱回收器，實(shí)現(xiàn)燃料的有效節(jié)約。另外，還要掌握好鍋爐排污的時(shí)機(jī)，通常情況下在低負(fù)荷和高氣壓情況下進(jìn)行排污，可以有效地減少排污量。

3.9 引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)提高鍋爐燃燒效率

鍋爐運(yùn)行過程中，需要測(cè)量鍋爐燃燒產(chǎn)生的壓力和溫度，這也對(duì)測(cè)量的精準(zhǔn)性提出了更高的要求。而且通過對(duì)鍋爐內(nèi)部準(zhǔn)確測(cè)量，也有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并有效排除鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)中存在的安全隱患。將云計(jì)算技術(shù)引入到鍋爐測(cè)量工作中來，通過運(yùn)用檢測(cè)軟件能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)鍋爐內(nèi)部存在的安全隱患和故障，并采取有效措施進(jìn)行修復(fù)。運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)計(jì)算鍋爐內(nèi)部的容量差異，有效結(jié)合實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的有效控制。在利用云計(jì)算技術(shù)優(yōu)化排煙系統(tǒng)時(shí)，通過測(cè)量和計(jì)算發(fā)電機(jī)負(fù)荷及鍋爐輸出的熱量，可以保證能量轉(zhuǎn)換處于平衡狀態(tài)。也可以利用云計(jì)算技術(shù)對(duì)鍋爐的蒸汽壓力、溫度等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，全面提高鍋爐燃燒管理工作的效率，將熱量損耗控制在最低水平。

在鍋爐運(yùn)行過程中還可以充分地應(yīng)用變頻技術(shù)優(yōu)化水泵供水系統(tǒng)，通過調(diào)控實(shí)際生產(chǎn)中的各項(xiàng)參數(shù)，保證鍋爐的定速運(yùn)轉(zhuǎn)。近年來鍋爐運(yùn)行輔機(jī)方面的研發(fā)取得了較好成效，通過充分的應(yīng)用變頻技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)反饋的信號(hào)，自動(dòng)化調(diào)整鍋爐運(yùn)行中所需要的風(fēng)量和供水量，這無論對(duì)提高鍋爐生產(chǎn)效率還是降低能源消耗都具有極為重要的意義，既實(shí)現(xiàn)電廠鍋爐生產(chǎn)節(jié)能降耗的目標(biāo)，又為環(huán)境效益的提升打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

在當(dāng)前火電廠運(yùn)營(yíng)發(fā)展過程中，燃煤鍋爐仍占據(jù)主導(dǎo)地位，基于燃煤鍋爐的特殊性，在其運(yùn)行過程中，需要加強(qiáng)對(duì)鍋爐節(jié)能運(yùn)行和技術(shù)控制的重視，并與電廠鍋爐實(shí)際運(yùn)行情況相結(jié)合，有效地解決燃煤鍋爐運(yùn)行過程中污染問題，并重視先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，提高鍋爐節(jié)能水平，確保煤炭能源利用效率的提升。