火力發(fā)電廠煤粉鍋爐運行優(yōu)化策略分析索輝

索輝 陰持廷

摘 要：火力發(fā)電廠鍋爐是火力電廠產生電能的主機之一，對火力發(fā)電廠鍋爐運行進行優(yōu)化，降低能源消耗，提升運行效率，將大大有利于供電需求。本文則針對火力發(fā)電廠的鍋爐進行介紹，同時對其鍋爐的使用原理進行分析，找到其中存在的問題，以此提出合理的解決對策，對火力發(fā)電廠煤粉鍋爐運行進行優(yōu)化，探討有利于火力發(fā)電廠鍋爐優(yōu)化的一些具體措施。

關鍵詞：火力發(fā)電廠；鍋爐運行；優(yōu)化；管理

1 火力發(fā)電廠鍋爐簡介

火力發(fā)電廠的鍋爐有兩個部分構成，分別是鍋爐本體和輔助設備。其本體部分當中，由省煤器、下降管、過熱器、聯(lián)箱等設備構成，而輔助設備，則由點火裝置、煙風道等部分構成?；鹆Πl(fā)電廠鍋爐產生動能的關鍵是對燃料進行燃燒，吸收其產生的熱量，進而對爐內的水進行加熱產生蒸汽，轉化為蒸汽動能。在這一過程當中，煤炭的充分燃燒，將會促進熱能的生成，進一步增加動能。

2 火力發(fā)電廠鍋爐運行發(fā)電的基本原理

火力發(fā)電廠鍋爐產生動能的基本原理分為三個方面，這三個方面關系到火力發(fā)電廠鍋爐的運行效率。

（1）火力發(fā)電廠工作人員使用相關設備將煤炭材料輸送進入火力發(fā)電廠鍋爐的爐膛之中，煤炭材料在鍋爐的爐膛之中發(fā)生劇烈的燃燒反應，將煤炭材料之中的化學能通過燃燒反應轉化成為可以為火力發(fā)電廠其他組成部分提供能量的熱能（該部分的化學能轉化成為熱能的效率也是火力發(fā)電廠鍋爐運行優(yōu)化的重要組成部分之一）。

（2）煤炭材料發(fā)生燃燒反應之后，煤炭原材料之中的碳物質和雜質組分和氧氣反應生成的物質組成了高溫煙氣，高溫煙氣組分攜帶有大量的熱量（其原理是熱能的傳遞，是由高溫物質傳導向低溫物質），這些高溫煙氣沿著火力發(fā)電站鍋爐內部運行，逐步經過鍋爐內水冷壁部分、鍋爐屏式過熱器部分、鍋爐高溫過熱器部分、鍋爐再熱器部分，并與這些部分的受熱面進行接觸，根據(jù)熱量傳遞原理，高溫煙氣和這些鍋爐部分內部的工作物質產生熱量傳遞，將高溫煙氣之中的大量熱能傳遞給鍋爐部分內部的工作物質，鍋爐部分內部的工作物質經過高溫煙氣的持續(xù)高溫加熱和熱量傳遞，發(fā)生相變生成具有著一定壓力和溫度的水蒸氣組分。

（3）經過高溫煙氣加熱發(fā)生相變反應的水蒸氣成分進入火力發(fā)電廠鍋爐的汽輪機部分，在汽輪機部分之中，水蒸氣組分將吸收自高溫煙氣的熱能傳遞給汽輪機部分，將水蒸氣組分之中含有的熱能轉化成為汽輪機的機械能，完成為整個火力發(fā)電廠進行發(fā)電提供所需要的能源以及為發(fā)電機和汽輪機提供動力資源的工作

3 影響火力發(fā)電廠鍋爐運行存在的問題

3.1燃燒問題

一般情況下，粉末狀煤炭材料僅僅在粉煤鍋爐爐膛部分停留一秒鐘左右，為了充分保證粉末狀煤炭材料在這一段時間之內燃燒完畢，要求在進行一次供風和二次供風的時候，供給足夠的風量，以便于強化粉煤鍋爐爐膛部分的燃燒效果，保證粉末狀煤炭材料在這一秒鐘的時間之內燃燒完畢，完成整個供能反應。但是，一旦煤質突然變化，一二次風不能及時調整，就會出現(xiàn)燃燒不完全等現(xiàn)象。

3.2火力發(fā)電廠鍋爐的蒸汽參數(shù)

火力發(fā)電廠在發(fā)電過程中，火力發(fā)電廠鍋爐是重要組成部分之一，它為發(fā)電機組提供動能，它的運行平穩(wěn)對發(fā)電具有重要意義。蒸汽參數(shù)的高低對火力發(fā)電廠鍋爐有著極為重要的影響，必須要保證蒸汽參數(shù)平穩(wěn)，這樣才能根據(jù)煤炭質量以及負荷等因素確定耗煤量高低，保證火力發(fā)電廠鍋爐平穩(wěn)運行。

3.3 火力發(fā)電廠鍋爐的熱損問題

火力發(fā)電廠鍋爐做功的主要動力就是蒸汽動能，而蒸汽動能的產生是以燃料燃燒的熱量為主。在火力發(fā)電廠鍋爐運行過程中，熱損問題是影響能效消耗的關鍵問題之一。其中，排煙是主要熱損原因。除此之外，就是煤炭沒有完全燃燒，造成了資源浪費。

4 火力發(fā)電廠鍋爐運行優(yōu)化策略

4.1 燃燒優(yōu)化

首先，做好煤炭原料質量下降時的準備。在鍋爐燃燒過程之中，一旦出現(xiàn)煤炭原料質量下滑，使得煤炭原料的質量和設計好的煤炭原料的質量存在偏差，就很容易對火力發(fā)電廠粉煤鍋爐的運行效率產生很大影響。針對這樣的情況，當煤炭原料的質量和設計好的煤炭原料的質量的偏差已經開始影響生產效率的時候，可以采用原煤摻燒的解決方案，通過改變使用的煤炭材料各種類型的煤炭之間比例的調和，盡可能地減少煤炭原料的質量和設計好的煤炭原料的質量偏差，并輔之以改變鍋爐供風設備所提供的一次風和二次風的風量大小，以便于保證煤炭原料在爐膛部分充分燃燒。

其次，為了了解鍋爐燃燒過程之中的具體步驟，要對鍋爐的運行過程進行定期的質量調平、濃度標定、高溫煙氣成分分析等操作，確定出火力發(fā)電廠粉煤鍋爐的最優(yōu)化運行參數(shù)，為火力發(fā)電廠粉煤鍋爐的高效運行提供數(shù)據(jù)支持和理論幫助。

最后，當火力發(fā)電廠粉煤鍋爐在較高的負荷下工作時，高溫高壓的環(huán)境很容易導致在火力發(fā)電廠粉煤鍋爐爐膛之中產生結焦問題。為了避免火力發(fā)電廠粉煤鍋爐在運行過程之中出現(xiàn)爐膛結焦問題，影響火力發(fā)電廠粉煤鍋爐的運行效率，就要求在火力發(fā)電廠粉煤鍋爐內部采用配風試驗的試驗方式，不斷調節(jié)火力發(fā)電廠粉煤鍋爐供風設備所提供的一次風和二次風的風量大小和配比數(shù)值，并在火力發(fā)電廠粉煤鍋爐的不同區(qū)域采用不同的分量配比數(shù)值，有效地阻止發(fā)電廠粉煤鍋爐爐膛之中產生結焦問題。與此同時，還要不斷調節(jié)火力發(fā)電廠粉煤鍋爐內部的風量頻率和吹風的范圍，時刻保證火力發(fā)電廠粉煤鍋爐內部的各個受熱面不存在粉末狀煤炭原料的污染。

4.2 蒸汽參數(shù)優(yōu)化

蒸汽參數(shù)的數(shù)值要保持一個平穩(wěn)狀態(tài)，這需要工作人員擁有較強的責任心，時刻關注蒸汽參數(shù)變化。一般來說，火力發(fā)電廠鍋爐都會有保熱自動裝置，這是平衡蒸汽參數(shù)的一個重要工具。例如發(fā)電廠使用自然循環(huán)煤粉爐，它的蒸汽參數(shù)變化會隨著主蒸汽溫度變化而變化，具體表現(xiàn)為主蒸汽溫度被提高11-15度時，發(fā)電廠的煤耗會降低1.45g，而當熱氣溫在提升13度后，煤耗會降低0.83g。

4.3 針對熱損問題進行優(yōu)化

熱損問題是火力發(fā)電廠鍋爐運行優(yōu)化的關鍵，解決熱損問題對于優(yōu)化運行方面來說，有著舉足輕重的意義。固體燃燒不能充分燃燒，這是造成熱損問題的一個關鍵，同時也是資源浪費的關鍵。燃料的燃燒方式，以及燃料的質量，是造成不能充分燃燒的一個原因。除此之外，火力發(fā)電廠鍋爐本身也是一個重要影響因素。

針對這種問題，火力發(fā)電廠可以對煤炭進行合理配置，對不同的煤炭進行混合搭配，保證運行參數(shù)穩(wěn)定。第二，煤炭燃燒時，煤粉的細度也要適宜，以熱力實驗結果為前提。因此，火力發(fā)電廠在發(fā)電過程中，要注意到燃料變化規(guī)律，對燃料的燃燒情況運用科學的方式進行調整，確保資源的合理利用。

5 結束語

通過對火力發(fā)電廠鍋爐運行情況研究，掌握如何優(yōu)化火力發(fā)電廠鍋爐的方法，將會降低資源消耗，以此提高經濟效益的產出，這對于未來火力發(fā)電廠的發(fā)展具有重要意義。優(yōu)化火力發(fā)電廠鍋爐運行，要注意對這些影響因素的把握，將其控制在一定的有利范圍內，這樣一來，可以確?；鹆Πl(fā)電廠鍋爐的高效率運行，保證火力發(fā)電廠的效率性和經濟性。同時，在研究過程中我們也可以發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化火力發(fā)電廠鍋爐運行，需要科技和人力的投入，只有兩者結合，才能完成火力發(fā)電廠鍋爐的最終優(yōu)化工作。

參考文獻：

[1] 李祺亮.1000MW超超臨界直流鍋爐變煤種運行特性研究[D].上海交通大學，2013.

[2] 吳味隆.鍋爐及鍋爐房設備[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.

作者簡介：

索輝（1988.05-），男，籍貫：吉林省長春市，學歷：本科學歷，工程師，研究方向：電力工程。