鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行技術(shù)淺談

母章霞

【摘要】鍋爐機(jī)組運(yùn)行的優(yōu)劣在很大程度上決定了整個電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。衡量燃煤發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)性的主要指標(biāo)是供電煤耗。供電煤耗的大小取決于發(fā)電煤耗和廠用電率，影響發(fā)電煤耗的主要因素是鍋爐效率。因此，研究電廠鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，對提高電廠的經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】鍋爐，經(jīng)濟(jì)，燃煤

1、概述。鍋爐是國民經(jīng)濟(jì)中重要的熱能供應(yīng)設(shè)備。電力、紡織、造紙、食品、機(jī)械、冶金、化工等行業(yè)， 以及工業(yè)和民用采暖都需要鍋爐供給大量的熱能。鍋爐是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿娜紵O(shè)備，它盡可能的提供良好的燃燒條件，以求能把燃料的化學(xué)能最大限度地釋放出來并使其轉(zhuǎn)化為熱能，并利用熱能加熱鍋內(nèi)的水。

2、鍋爐的分類。鍋爐按照不同的方式分為以下幾類：按鍋爐的用途分為：生活鍋爐、工業(yè)鍋爐、電站鍋爐和熱水鍋爐。按鍋爐燃用的燃料分類可分為：燃煤爐、燃油爐和燃?xì)鉅t。按燃燒方式分類可分為：層燃爐、室燃爐和介于二者之間的沸騰（流化床）爐。按有無汽包可分為：汽包鍋爐和直流鍋爐。按蒸汽壓力分類可分為：低壓鍋爐、中壓鍋爐、次高壓鍋爐、高壓鍋爐、超高壓鍋爐、亞臨界壓力鍋爐和超臨界壓力鍋爐。按鍋爐水循環(huán)方式分類可分為：自然循環(huán)鍋爐、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐和復(fù)合循環(huán)鍋爐。

3、鍋爐的應(yīng)用。利用鍋爐產(chǎn)生的熱水或蒸汽可直接為生產(chǎn)和生活提供所需要的熱能，也可通過蒸汽動力裝置轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，或再通過發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。提供熱水的鍋爐稱為熱水鍋爐，主要用于生活，工業(yè)生產(chǎn)中也有少量應(yīng)用。產(chǎn)生蒸汽的鍋爐稱為蒸汽鍋爐，是蒸汽動力裝置的重要組成部分，多用于火電站、船舶、機(jī)車和工礦企業(yè)。

4、鍋爐的結(jié)構(gòu)。鍋爐是熱能生成設(shè)備的主要構(gòu)成，鍋爐中的爐膛、鍋筒、燃燒器、水冷壁過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器、構(gòu)架和爐墻等主要部件構(gòu)成生產(chǎn)蒸汽的核心部分，稱為鍋爐本體。是由“鍋”和“爐”兩部分組成的?！板仭笔瞧到y(tǒng)，它主要任務(wù)是吸引收燃料放出的熱量，使水加熱、蒸發(fā)并最后變成具有一定熱能的熱水或過熱蒸汽。它由省煤器、汽包、下降管、聯(lián)箱、水冷壁、過熱器和再熱器等設(shè)備及其連接管道和閥門組成。爐膛又稱燃燒室，是供燃料燃燒的空間。鍋筒的主要功能是儲水，進(jìn)行汽水分離，在運(yùn)行中排除鍋水中的鹽水和泥渣，避免含有高濃度鹽分和雜質(zhì)的鍋水隨蒸汽進(jìn)入過熱器中。

5.鍋爐的工作原理。鍋爐主要有以下系統(tǒng)來完成燃料的化學(xué)能到蒸汽具備足夠的動能（以煤粉爐為例）：汽水系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)、燃料（煤粉和助燃油）系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、灰渣系統(tǒng)等。制粉系統(tǒng)用于磨制合格的煤粉儲存于粉倉內(nèi)，通過給粉機(jī)，由一次風(fēng)送入爐膛進(jìn)行燃燒。煤粉在爐膛內(nèi)和高溫?zé)煔獬浞只旌先紵訜崴浔趦?nèi)給水，同時產(chǎn)生大量的高溫?zé)煔?，?jīng)各級低溫、高溫過熱器通過輻射、半輻射半對流、對流充分換熱冷卻后的煙氣由風(fēng)煙系統(tǒng)中的引風(fēng)機(jī)在經(jīng)過電除塵、布袋除塵器等使煙氣粉塵達(dá)標(biāo)后由煙囪排向大氣，爐內(nèi)給水通過各級吸熱后，形成高溫高壓蒸汽輸送出去。煤粉燃燒產(chǎn)生的爐渣通過灰渣系統(tǒng)輸送出去。

6.鍋爐的維護(hù)保養(yǎng)。在鍋爐的日常運(yùn)行過程中，各系統(tǒng)輔機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，要注意維持各項(xiàng)參數(shù)在許可范圍之內(nèi)，嚴(yán)格控制壓力、溫度等超標(biāo)，定期排污維持合格汽水品質(zhì)，延長設(shè)備使用壽命。鍋爐停運(yùn)后仍要進(jìn)行保養(yǎng)，鍋爐保養(yǎng)的方法都是通過盡量減少鍋爐水中的溶解氧和外界空氣漏入來減輕鍋爐的腐蝕。最常見的保養(yǎng)方法一般有濕式保養(yǎng)法、充氮置換法、烘干防腐保養(yǎng)法等幾種。

7.鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。鍋爐機(jī)組運(yùn)行的優(yōu)劣在很大程度上決定了整個電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。衡量燃煤發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)性的主要指標(biāo)是供電煤耗。供電煤耗的大小取決于發(fā)電煤耗和廠用電率，影響發(fā)電煤耗的主要因素是鍋爐效率。因此，研究電廠鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，對提高電廠的經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。

由于爐膛內(nèi)燃料的燃燒工況、溫度水平、各級受熱面的沽污與熱交換狀態(tài)以及輔助動力消耗的不同，其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性也各不相同。必須進(jìn)行精細(xì)的燃燒調(diào)整試驗(yàn)，以求得各種負(fù)荷下的最佳運(yùn)行工況，作為日常運(yùn)行調(diào)整的依據(jù)，以保證鍋爐機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀況良好。運(yùn)行中應(yīng)根據(jù)煤種變化掌握燃燒器特性、風(fēng)量配比、一次風(fēng)煤粉濃度及風(fēng)量調(diào)整的規(guī)律，重視燃燒工況的科學(xué)調(diào)整，使?fàn)t內(nèi)燃燒處于最佳狀態(tài)。為了使燃料在爐膛內(nèi)與氧氣充分混合燃燒，實(shí)際送入爐內(nèi)的空氣量總要大于理論空氣量。雖然多送入空氣可以減少不完全燃燒熱損失，但排煙熱損失會增大，還會加劇硫氧化物腐蝕和氮氧化物生成。因此除通過合理的風(fēng)粉配比、調(diào)節(jié)火焰的充滿度和合適的火焰燃燒中心外還應(yīng)依據(jù)鍋爐的性能試驗(yàn)，設(shè)法改進(jìn)燃燒技術(shù)，爭取以盡量小的過量空氣系數(shù)使?fàn)t膛內(nèi)燃燒完全。

煤粉爐通常采取以下措施來提高鍋爐的經(jīng)濟(jì)性能：

7.1合理配煤以保證燃煤質(zhì)量。將各煤種精心混配，減少燃煤的大幅度變化，維持運(yùn)行參數(shù)基本穩(wěn)定。

7.2合理調(diào)整煤粉細(xì)度。煤粉細(xì)度是影響飛灰可燃物含量的主要因素。經(jīng)濟(jì)煤粉細(xì)度要根據(jù)熱力試驗(yàn)進(jìn)行選取。

7.3控制適量的過量空氣系數(shù)。煤粉燃燒需要足夠的氧氣，但過多的冷空氣會降低爐內(nèi)溫度水平，且使排煙容積增大。合理的過量空氣系數(shù)應(yīng)根據(jù)燃燒調(diào)整試驗(yàn)及煤種確定。

7.4重視燃燒調(diào)整。爐內(nèi)燃燒狀況的好壞、溫度水平及煤粉著火的難易程度直接影響灰渣可燃物的含量。

為了考核性能和改進(jìn)設(shè)計，鍋爐常要經(jīng)過熱平衡試驗(yàn)。直接從有效利用能量來計算鍋爐熱效率的方法叫正平衡，從各種熱損失來反算效率的方法叫反平衡?？紤]鍋爐的實(shí)際效益時，不僅要看鍋爐熱效率，還要計及鍋爐輔機(jī)所消耗的能量。 單位質(zhì)量或單位容積的燃料完全燃燒時，按化學(xué)反應(yīng)計算出的空氣需求量稱為理論空氣量。為了使燃料在爐膛內(nèi)有更多的機(jī)會與氧氣接觸而燃燒，實(shí)際送入爐內(nèi)的空氣量總要大于理論空氣量。雖然多送入空氣可以減少不完全燃燒熱損失，但排煙熱損失會增大，還會加劇硫氧化物腐蝕和氮氧化物生成。因此應(yīng)設(shè)法改進(jìn)燃燒技術(shù)，爭取以盡量小的過量空氣系數(shù)使?fàn)t膛內(nèi)燃燒完全。

8.排放鍋爐煙氣中所含粉塵（包括飛灰和未燃盡的煤粉）、硫和氮的氧化物都是污染大氣的物質(zhì)，未經(jīng)凈化時其排放指標(biāo)可達(dá)到環(huán)境保護(hù)法規(guī)限定指標(biāo)的幾倍到數(shù)十倍?？刂七@些物質(zhì)排放的措施有燃燒前處理、改進(jìn)燃燒技術(shù)、除塵、脫硫和脫硝等。借助煙囪只能降低煙囪附近地區(qū)大氣中污染物的濃度，不能徹底根除污染物。煙氣除塵所使用的作用力有重力、離心力、慣性力、附著力以及聲波、靜電等。對粗顆粒一般采用重力沉降和慣性力的分離，在較高容量下常采用離心力分離除塵靜電除塵器和布袋過濾器具有較高的除塵效率。濕式和文氏—水膜除塵器中水滴水膜能粘附飛灰，除塵效率很高還能吸收氣態(tài)污染物。為了達(dá)到較高的除塵效率，一般燃煤機(jī)組通常采用多級除塵，電除塵、布袋除塵等并通過脫硫脫銷，使煙氣的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國標(biāo)要求。

9.鍋爐的發(fā)展。鍋爐未來將向著進(jìn)一步提高鍋爐和電站熱效率的方向發(fā)展；將進(jìn)一步降低鍋爐和電站的單位功率的設(shè)備成本；將極大的提高鍋爐機(jī)組的運(yùn)行靈活性和自動化水平；將會發(fā)展更多鍋爐品種以適應(yīng)不同的燃料；將會繼續(xù)提高鍋爐機(jī)組及其輔助設(shè)備的運(yùn)行可靠性；將會下大力氣采取措施減少對環(huán)境的污染。

參考文獻(xiàn)：

[1]張愛存.發(fā)電廠燃煤鍋爐運(yùn)行調(diào)整與經(jīng)濟(jì)性分析[D].華北電力大學(xué)畢業(yè)論文，2003.