提高燃煤鍋爐燃燒效率的優(yōu)化措施

呂龍城 李丹

摘要：火電機(jī)組鍋爐是火力發(fā)電廠工業(yè)生產(chǎn)中最為普遍常見的動(dòng)力設(shè)備，它也是工業(yè)生產(chǎn)中能源轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。在其生產(chǎn)過程中，對(duì)鍋爐燃燒熱效率的控制非常必要，這不但能降低鍋爐設(shè)備的不完全燃燒熱損失，也能為生產(chǎn)過程降低成本。所以有必要采取新技術(shù)應(yīng)用來(lái)提高火電機(jī)組燃煤鍋爐的燃燒效率。本文簡(jiǎn)要闡述了火力發(fā)電廠火電機(jī)組鍋爐利用煤炭摻燒提高燃燒效率的相關(guān)優(yōu)化措施，希望借此來(lái)確?；鹆Πl(fā)電廠的運(yùn)行安全及高效率。

關(guān)鍵詞：火電機(jī)組鍋爐;燃燒效率;提高;優(yōu)化措施

為了大力推進(jìn)先進(jìn)鍋爐運(yùn)行技術(shù)，實(shí)現(xiàn)混煤燃燒優(yōu)化，近年來(lái)國(guó)內(nèi)火力發(fā)電廠一直在提升火電機(jī)組鍋爐運(yùn)行水平，使用煤炭摻燒方法來(lái)對(duì)鍋爐運(yùn)行實(shí)施有機(jī)調(diào)整。如此操作不但能夠穩(wěn)定火電機(jī)組鍋爐運(yùn)行效率，也能降低運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目的。本文以某火力發(fā)電廠火電機(jī)組鍋爐運(yùn)行調(diào)整為例，簡(jiǎn)要分析利用煤炭摻燒提高燃燒效率的相關(guān)優(yōu)化措施。

1、某火力發(fā)電廠機(jī)組鍋爐概述及所存在問題

1.1基本概述

某火力發(fā)電廠機(jī)組鍋爐所采用的是自然循環(huán)、前后墻對(duì)沖燃燒方式，它通過一次中間再熱，單爐膛平衡通風(fēng)，最后利用尾部雙煙道固態(tài)排渣。該機(jī)組鍋爐所采用的是全鋼構(gòu)架，是典型汽包爐。該廠根據(jù)給定煤種來(lái)設(shè)計(jì)制造機(jī)組鍋爐，不過根據(jù)實(shí)際燃用煤種的不同，其鍋爐出力效率影響也偏大，這也導(dǎo)致該廠機(jī)組鍋爐長(zhǎng)期燃燒效率無(wú)法得到有效提升。

1.2火力發(fā)電廠機(jī)組鍋爐存在問題

某火力發(fā)電廠的機(jī)組鍋爐在當(dāng)前存在諸多問題，主要集中在以下方面。首先，鍋爐整體出力能力不高，機(jī)組無(wú)法實(shí)現(xiàn)滿發(fā)，燃煤效率低下，這也使得火力發(fā)電廠整體發(fā)電煤耗增加。再一方面，由于煤種經(jīng)常改變，煤質(zhì)存在劣化現(xiàn)象，機(jī)組鍋爐助燃油量也不斷攀升。其次，鍋爐爐膛存在結(jié)渣現(xiàn)象，其受熱面也出現(xiàn)超溫，燃料費(fèi)用及發(fā)電成本都有所增加。

2火力發(fā)電廠鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展

首先，鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，其重要方向之一就是對(duì)于檢測(cè)技術(shù)的改進(jìn)應(yīng)用。在火電廠鍋爐燃燒運(yùn)行中，鍋爐燃燒相關(guān)參數(shù)的檢測(cè)是燃燒優(yōu)化技術(shù)最基本的內(nèi)容，目前應(yīng)用的檢測(cè)裝置以及技術(shù)存在品質(zhì)不夠高以及測(cè)量精確性不夠等問題，這大大降低了鍋爐燃燒的優(yōu)化，從而促使相關(guān)企業(yè)以及研究人員開始改進(jìn)這種檢測(cè)技術(shù)，而軟測(cè)量技術(shù)能夠有效解決這類問題，軟測(cè)量建模主要有基于工藝機(jī)理、回歸分析法以及模式識(shí)別的方法實(shí)現(xiàn)的鍋爐燃燒運(yùn)行軟測(cè)量，現(xiàn)階段，使用最為廣泛的是基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的檢測(cè)技術(shù)。

其次，鍋爐燃燒優(yōu)化發(fā)展，還體現(xiàn)在對(duì)于燃燒器的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及繼續(xù)燃燒技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展上。做好煤炭繼續(xù)燃燒主要是針對(duì)我國(guó)煤炭質(zhì)量較差來(lái)說的，我國(guó)火力發(fā)電廠使用的煤炭質(zhì)量比較差，所以在使用過程中一定要做好煤炭繼續(xù)燃燒機(jī)組的溫燃是滿足電力需求的重要措施，要實(shí)現(xiàn)機(jī)組的溫燃主要是發(fā)展溫燃技術(shù)并促進(jìn)燃燒器的使用，另外，做好煤炭潔凈也可以很好地促進(jìn)煤炭的燃燒。

3、基于煤炭摻燒的火力發(fā)電廠機(jī)組鍋爐新燃煤方式

為了解決上述問題，該廠希望采用煤炭摻燒新燃煤方式，該做法能夠有效調(diào)節(jié)爐煤特性，確保機(jī)組始終處于安全高效的潔凈運(yùn)行體系當(dāng)中，同時(shí)它也能實(shí)現(xiàn)對(duì)火力發(fā)電廠的節(jié)能減排目標(biāo)。具體來(lái)講，該火力發(fā)電廠的煤炭摻燒主要采用以下兩種方式。首先是爐前預(yù)混摻燒，根據(jù)該火力發(fā)電廠的實(shí)際生產(chǎn)方式，在入爐煤上煤過程中進(jìn)行煤炭摻配。如此摻燒對(duì)防治結(jié)渣十分有效，考慮到摻燒煤熱值參數(shù)偏大，所以在摻燒過程中要時(shí)刻注意摻燒混合均勻性的有效把控。其次是分磨入爐摻燒，為了提高燃燒效率，該火電廠沒有運(yùn)用傳統(tǒng)混煤設(shè)備進(jìn)行摻燒，因?yàn)橛捎诿悍N性能差異偏大在燃燒穩(wěn)定性方面很難把控，所以該廠所采用的是下層磨配合中上層磨摻燒煤的混合形式。這樣做的好處就在于它能夠較好控制燃煤燃燒過程，并且大量節(jié)約燃油。但是分磨入爐摻燒過程需要注意煤種的主要成分必須接近，如果特性相差太大不能進(jìn)行摻燒，而是要另外選擇分倉(cāng)上煤的摻燒形式。

4、基于煤炭摻燒的火力發(fā)電廠機(jī)組鍋爐燃燒效率優(yōu)化調(diào)整措施

經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，煤炭摻燒能夠?yàn)樵摶盍Πl(fā)電廠機(jī)組鍋爐提高燃燒效率，所以下文具體來(lái)分析機(jī)組鍋爐燃燒效率優(yōu)化調(diào)整幾點(diǎn)有效措施。

4.1提高機(jī)組鍋爐氧量控制能力

在該廠實(shí)踐生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，機(jī)組鍋爐在運(yùn)行中總風(fēng)量變化會(huì)對(duì)排煙熱損失產(chǎn)生直接影響，造成機(jī)械未完全燃燒熱損失，導(dǎo)致機(jī)組鍋爐各項(xiàng)熱損失超過7%，排煙溫度每升高10℃其排煙損失增加5%，所以說排煙溫度過高也對(duì)機(jī)組鍋爐電除塵及脫硫反應(yīng)造成一定安全運(yùn)行威脅。為此，該廠應(yīng)該從輔機(jī)電耗方面考慮問題，在滿足機(jī)組鍋爐內(nèi)部燃燒的基本條件下，適當(dāng)降低總風(fēng)量，進(jìn)而影響送風(fēng)機(jī)電耗，并同時(shí)增加風(fēng)機(jī)裕量，有效控制電廠用電率。如果從污染物排放角度來(lái)看，建議采用低送風(fēng)量，首先確保機(jī)組鍋爐內(nèi)燃前期具備充分還原性氣氛，這樣也能做到對(duì)NOx生成的有效抑制，減少煙氣排放量和尾部煙氣脫硫脫硝裝置運(yùn)行壓力，確保良好的環(huán)保及經(jīng)濟(jì)效益。

4.2控制入爐煤炭粉細(xì)度

煤炭粉越細(xì)膩，其表面積就越大，如果客觀條件相同，它的加熱溫升速度就越快，揮發(fā)份析出及著火化學(xué)反映速度也越快，燃燒時(shí)間越短，燃燒越完全。在這種環(huán)境下，該廠基于《大容量煤粉鍋爐選型導(dǎo)則》，對(duì)煤粉細(xì)度基于下列公式進(jìn)行了分析選取：

R90=K+0.5nVdaf

在公式中，K表示常規(guī)系數(shù)，如果Vdaf>25%煤質(zhì)，其K的取值應(yīng)該為4。如果Vdaf在15%～25%范圍間，K=2，如果Vdaf<15%，K=0。

在機(jī)組鍋爐燃煤過程中，應(yīng)該充分考慮燃煤揮發(fā)分含量，如果揮發(fā)分含量偏大，則燃燒效率會(huì)更高，所以該廠在煤粉選擇方面會(huì)適當(dāng)放寬一些，可以選擇較粗煤粉。如果煤粉中灰分含量較高，由于灰分會(huì)阻礙燃燒，所以要合理控制煤粉的不完全燃燒損失，避免其越來(lái)越大，達(dá)到經(jīng)濟(jì)細(xì)度合理把控。

結(jié)語(yǔ)

隨著鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)在火電廠運(yùn)行中的應(yīng)用與發(fā)展，取得了相對(duì)突出的效果，但同時(shí)，結(jié)合火電廠鍋爐燃燒優(yōu)化的實(shí)際情況，也存在著相對(duì)較為突出的問題。綜合來(lái)講，火電廠發(fā)電運(yùn)行中，進(jìn)行鍋爐燃燒運(yùn)行優(yōu)化，主要就是通過應(yīng)用較為合理并且先進(jìn)的技術(shù)手段，對(duì)于鍋爐燃燒運(yùn)行中存在的問題進(jìn)行解決控制，以提高鍋爐燃燒運(yùn)行效率，減少鍋爐燃燒污染，促進(jìn)火電廠運(yùn)行發(fā)展?？偨Y(jié)來(lái)看，該煤炭摻燒方案合理可行，能夠大幅度降低燃煤成本，提升企業(yè)生產(chǎn)效益，值得在未來(lái)生產(chǎn)實(shí)踐中繼續(xù)探索研究。

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