邵明道
摘 要: 電廠鍋爐是發(fā)電過程中耗電量最大的設(shè)備之一,其能源的利用效率直接影響到電廠各個結(jié)構(gòu)性能發(fā)揮和運行成本。鍋爐運行是在復(fù)雜參數(shù)和操作過程中得以進行的,其運行性能的好壞會直接影響到電廠節(jié)能降耗目標(biāo)的實現(xiàn)。本文主要結(jié)合實際情況,就新階段我國鍋爐運行性能現(xiàn)狀進行了分析,然后針對330MW以下鍋爐煙氣含氧量對鍋爐性能產(chǎn)生的影響進行了分析,希望通過本次研究對更好的促進鍋爐節(jié)能降耗,節(jié)約成本,提高資源利用效率有一定助益。
關(guān)鍵詞:鍋爐運行性能 節(jié)能降耗 煙氣 優(yōu)化研究
中圖分類號:TK227 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-9082(2016)06-0271-01
節(jié)能降耗一直是我國電廠實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略,同時也是電廠降低資金和資金投入成本的必由之路。鍋爐是電廠發(fā)電系統(tǒng)十分重要的組成部分,做好鍋爐運行性能調(diào)整,可以顯著降低機組資源的成本投入,同時還可以顯著降低煤炭的使用量。目前,評價電廠企業(yè)發(fā)電效率的一個重要指標(biāo)就是電廠鍋爐運行效率的高低?;诖?,就需要我們采用措施不斷優(yōu)化鍋爐運行參數(shù),提高煤炭資源的利用效率,真正實現(xiàn)節(jié)能降耗,可持續(xù)發(fā)展。
一、我國電廠鍋爐運行現(xiàn)狀分析
最近幾年,我國關(guān)于節(jié)約能源和環(huán)境保護逐漸重視起來,摒棄了過去先污染后治理的經(jīng)濟發(fā)展模式,要求我們在生產(chǎn)生活過程中不斷提高能源利用效率,積極應(yīng)用新型能源。而電廠鍋爐作為能源消耗比較大的設(shè)備,其使用和運行過程中能源利用特點一般包含以下幾方面:首先,能源一般為煤炭資源,不可再生;其次,電廠發(fā)電過程中,每天鍋爐消耗的煤炭量是十分巨大的,我國煤炭有超過八成以上用在了發(fā)電燃燒方面;最后,鍋爐的燃燒性能較差。由于鍋爐資源利用效率不高,其所產(chǎn)生的很多廢物、煙塵對環(huán)境造成了嚴重的威脅,在利用煤炭發(fā)電過程中,還會向鍋爐內(nèi)部投入大量的工業(yè)和生活垃圾燃燒,這些物品所產(chǎn)生的有毒氣體和固體垃圾對環(huán)境造成了嚴重的危害;最后,電廠鍋爐整體的熱效率不高。燃燒效率不高不但直接造成了煤炭燃燒的浪費,其所產(chǎn)生的碳氧化物、氮氧化物、硫化物對空氣環(huán)境造成了嚴重的污染,引起了溫室效應(yīng),因此,對電廠鍋爐的運行效率進行優(yōu)化調(diào)整是推動我國發(fā)電企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要工作。
對電廠鍋爐機組的熱力系統(tǒng)進行跟蹤檢測分析,從而對鍋爐內(nèi)部設(shè)備的各個性能和參數(shù)進行優(yōu)化分析是現(xiàn)階段我國電力系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能的重要措施之一。電廠鍋爐在日常燃燒發(fā)電過程中是一個十分復(fù)雜的過程,其中涉及到了多種物理、化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)條件和反應(yīng)參數(shù)也會對鍋爐運行參數(shù)造成影響。現(xiàn)階段,電廠提升鍋爐運行效率的主要手段對在線監(jiān)測到各種參數(shù)和數(shù)據(jù)進行分析,而這種分析方法無法對煤炭灰分、燃燒是否充分進行實時分析,所以鍋爐運行參數(shù)調(diào)整依然存在很多不合理之處,需要我們另辟蹊徑不斷優(yōu)化鍋爐運行參數(shù)。
二、煙氣含氧量對鍋爐運行參數(shù)造成的影響
1.煙氣含氧量對鍋爐熱效率產(chǎn)生的影響
本次研究分別就330MW、310MW、290MW負荷下的鍋爐膛口煙氣含氧量和溫度、飛灰可燃物的關(guān)系進行了分析。并在此基礎(chǔ)上,按照相應(yīng)計算標(biāo)準對鍋爐的熱效率進行了計算,得到了鍋爐膛口煙氣含氧量變化對排煙熱損失、燃料充分燃燒損失以及鍋爐熱效率等參數(shù)。
通過分析我們可以看出,330MW負荷下,當(dāng)可燃物含量、排煙溫和煙氣含氧量增加后,飛灰可燃物呈現(xiàn)下降趨勢,煙溫呈現(xiàn)上升趨勢,當(dāng)含氧量為3.2%時,飛灰可燃物含量最高為10%,煙溫最低為161度,隨著可燃物含量、排煙溫和煙氣含氧量升高而升高。隨著可燃物含量、排煙溫和煙氣含氧量增加,爐渣含量減少,當(dāng)煙氣含氧量增加到3.6%之后,爐渣呈現(xiàn)動態(tài)平衡;310MW負荷下,隨著可燃物含量、排煙溫和煙氣含氧量增加,飛灰和爐渣呈現(xiàn)下降趨勢,當(dāng)可燃物含量為8%,煙氣含氧量為4.3%,排煙溫度為163度左右時,飛灰含量下降到最低點,趨于動態(tài)平衡。而煙溫隨著可燃物含量、排煙溫和煙氣含氧量增加而顯著增加。290MW負荷下,飛灰隨著可燃物含量、排煙溫和煙氣含氧量增加而呈現(xiàn)下降趨勢,當(dāng)煙氣含氧量為4.7%,可燃物含量為9%,排煙溫度為166度左右時,飛灰含量達到動態(tài)平衡。煙溫隨著可燃物含量、排煙溫和煙氣含氧量升高而逐漸升高。爐渣隨著可燃物含量、排煙溫和煙氣含氧量的升高,趨于動態(tài)平衡,當(dāng)可燃物含量、排煙溫和煙氣含氧量3.25%、158度和4.7%后,爐渣含量最低。
按照相應(yīng)計算標(biāo)準對鍋爐的熱效率進行了計算我們可以進一步得到如下規(guī)律,首先,在330MW負荷下,排煙熱損失隨著熱損失、煙氣含氧量以及鍋爐內(nèi)熱效率升高而升高,固體物未完全燃燒的損失隨著熱損失、煙氣含氧量以及鍋爐內(nèi)熱效升高呈現(xiàn)下降趨勢,當(dāng)熱損失、煙氣含氧量以及鍋爐內(nèi)熱效率分別為2.7%、3.6%和90.3%之后,趨于動態(tài)平衡。而鍋爐熱效率先上升后下降,最高點熱損失、煙氣含氧量以及鍋爐內(nèi)熱效率分別為5.8%、3.6%和90.8%左右;其次,在310MW負荷下,排煙熱損失隨著熱損失、煙氣含氧量以及鍋爐內(nèi)熱效率升高而升高,固體物未完全燃燒的損失隨著熱損失、煙氣含氧量以及鍋爐內(nèi)熱效率升高呈現(xiàn)下降趨勢,而鍋爐熱效率先上升后下降,最高點熱損失、煙氣含氧量以及鍋爐內(nèi)熱效率分別為5.2%、3.7%和91.2%;最后,在290MW負荷下,排煙熱損失顯著升高,而固體物未完全燃燒熱損失隨著熱損失、煙氣含氧量以及鍋爐內(nèi)熱效率升高而呈現(xiàn)下降的趨勢,最低點熱損失、煙氣含氧量以及鍋爐內(nèi)熱效率分別是3.25%、5.1%和89.875%。鍋爐熱效率呈現(xiàn)先上升后下降走向,最高點熱損失、煙氣含氧量以及鍋爐內(nèi)熱效率分別5.5%、4.4%和90.10%。
對于330MW運行負荷,當(dāng)其他運行條件不變的前提下,煙氣含量升高,飛灰含量和灰渣就會降低,固體未完全燃燒的熱損失也會顯著降低。經(jīng)過計算可以得出,330MW、310MW、290MW負荷下,當(dāng)煙氣含氧量為3.7%、3.6%和4.4%時,鍋爐的運行效率最高。
2.煙氣含氧量對氮氧化物造成的影響
由此可以得出,在不同的運行負荷下,隨著氧氣含量顯著升高,煙氣中氮氧化物的含量會呈現(xiàn)先減小后升高的趨勢。330MW負荷下,煙氣含氧量在3.5%~3.75%之間,氮氧化物的含量最低。310MW負荷下,煙氣含氧量為3.75%時,氮氧化物的含量最低。290MW負荷下煙氣含氧量為4.5%時,氮氧化物含量最低。在330MW、310MW、290MW負荷下,當(dāng)煙氣含氧量分別超過了3.5%~3.75%、3.75%和4.5%之后,鍋爐運行過程氮氧化物的含量會顯著升高。
三、結(jié)語
在鍋爐運行過程中,煙氣含氧量會顯著引起鍋爐熱效率、煙氣中氮氧化物含量的變化,并且這種變化規(guī)律是隨著鍋爐運行負荷變化而變化,因此,要想優(yōu)化鍋爐運行效率,就需要綜合考慮鍋爐的運行負荷、熱效率以及氮氧化物的含量。在本次研究過程中,330MW的鍋爐,當(dāng)煙氣含氧量為3.7%時,鍋爐的熱效率最好;當(dāng)煙氣含氧量達到3.5%時,氮氧化物的含量最低,綜合各系各項綜合效益,當(dāng)鍋爐膛口煙氣含氧量為3.6%時,能夠?qū)崿F(xiàn)鍋爐運行的最優(yōu)化。
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