淺析電廠鍋爐運行控制與故障預(yù)防

呂海洋

（國能生物發(fā)電集團有限公司，北京 100052）

1 火電廠鍋爐運行存在問題分析

1.1 排煙溫度高

鍋爐中燃料燃燒效率與排放煙氣溫度有著反比關(guān)系，當排放煙氣溫度高會使得鍋爐尾部無法均勻受熱。同時，如果鍋爐受熱面存在著焦碳，燃料沒有完全燃燒，則會使爐膛燃燒產(chǎn)生的煙氣過多。隨著鍋爐節(jié)能設(shè)計理念的進步，技術(shù)人員對排施煙氣溫度進行了深入研究，對導(dǎo)致排放煙氣溫度的原因進行分析，將火力發(fā)電鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化與改進，提高爐膛內(nèi)燃料的充分率，避免過多的殘渣依附在鍋爐表面，保證燃燒過程中的穩(wěn)定性，可以進一步降低排施煙氣溫度，將更多的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，可以提高鍋爐的整體燃燒效率。

1.2 熱能損耗大、飛灰碳含量高

很多火力發(fā)電所采用的鍋爐存在著熱能損耗大的問題，這主要由于鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，沒有對燃燒狀態(tài)進行合理控制，燃料轉(zhuǎn)變熱量的效率不高而導(dǎo)致的，存在較為嚴重的能源浪費現(xiàn)象。煤炭研磨成灰粉后進行燃燒會存在著不同程度飛灰，如果灰分情況比較嚴重，會使得煤粉無法完全燃燒，會使得鍋爐運行效率變低，熱能轉(zhuǎn)化率降低。如果沒有對飛灰現(xiàn)象進行重視，而繼續(xù)加入煤粉來補充，會使得鍋爐燃料形成的飛灰量不斷變多。

1.3 爐膛溫度過高

隨著消耗煤炭數(shù)量的不斷變多，爐膛內(nèi)部熱負荷會相應(yīng)的增加，爐膛內(nèi)部溫度與出口部位煙氣溫度也會相應(yīng)提升，過熱器、蒸汽盤管和管壁等部位的溫度也會變大，如果沒有進行合理控制會損壞鍋爐內(nèi)部器件。需要對爐膛內(nèi)的溫度進行實時監(jiān)控，根據(jù)生產(chǎn)需要對溫度進行調(diào)整，不可以長時期存在過熱現(xiàn)象，防止由于爐膛熱容積變大，導(dǎo)致爐膛中產(chǎn)生較多的結(jié)渣。

1.4 鍋爐蒸發(fā)系統(tǒng)流速過高

當火力發(fā)電鍋爐蒸發(fā)系統(tǒng)工質(zhì)流速變大，會使得流動阻力也相應(yīng)增加，水在鍋爐蒸汽系統(tǒng)的循環(huán)就會受到阻礙。過熱器內(nèi)的工作介質(zhì)流動速度變大，會使得流動阻力變大，汽包與熱熱器出口相互間的壓力差也會變大，會使汽包與集管承受更大的壓力。

1.5 爐膛結(jié)渣量大

受到爐膛空間限制，膛內(nèi)空氣流動性較差，如果煤炭灰分含量比較高，不具備較高的熔點，過?？諝庀禂?shù)變小，燃燒形成的火焰無法有效向上移動，會使得爐膛內(nèi)存在結(jié)渣問題。而燃燒器風速改變量比較大，爐膛內(nèi)的火焰會出現(xiàn)偏雷劈，會在偏轉(zhuǎn)方向的爐壁側(cè)存在結(jié)渣。旋流燃遴選器如果向一側(cè)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，多是由于漏風量大、火焰上移等原因引起的，會使鍋爐出口部位存在著較多的結(jié)渣，而鍋爐長時期負荷過大，也會使爐膛結(jié)渣風險變大。

2 火電廠鍋爐運行的控制措施

2.1 減少排放煙氣中的熱量損失

當前，很多火力發(fā)電廠鍋爐都存在著較為嚴重的熱能損失現(xiàn)象，煤碳燃料沒有完全燃燒，會存在著極大的能源浪費。為了提高火力發(fā)電鍋爐運行過程中的熱能利用率，降低熱能損失，需要優(yōu)選煤炭類型，并將風量與煤炭比例進行合理設(shè)置，火力發(fā)電廠應(yīng)該建立能源研究科室，研究出更為高效的燃燒方式。還可以將高溫蒸汽進行再次應(yīng)用，將排出煙氣溫度進行回收利用，合理設(shè)置空氣系數(shù)，安裝排風表對通風量進行監(jiān)控，準確計量輸入風量、漏風量，保證爐膛內(nèi)氣壓的穩(wěn)定。要盡量減少鍋爐內(nèi)部、底部漏風、排煙道漏風，保證爐膛內(nèi)部空氣系數(shù)的科學合理，定期對鍋爐內(nèi)部進行清潔處理，對受熱面、空預(yù)器等進行著重處理。

2.2 優(yōu)化鍋爐運行系統(tǒng)

火力發(fā)電廠需要結(jié)合實際的發(fā)電需要，保證鍋爐裝置的穩(wěn)定運行，定期開展維護保養(yǎng)工作，建立起科學完善的運行控制體系。根據(jù)鍋爐類型與結(jié)構(gòu)，加強對鍋爐的技術(shù)改造，進一步優(yōu)化鍋爐運行控制體系，建立起運行控制管理制度，制定出詳細的鍋爐運行控制計劃，明確工作人員的崗位職責，避免由于工作人員的誤操作對鍋爐造成影響。

2.3 對鍋爐進行定期的除焦

定期對火力發(fā)電鍋爐進行除焦可以提高熱能轉(zhuǎn)化效率，在開展除焦工作以前，需要與值班管理人員進行溝通，確定鍋爐運行情況，制定好詳盡的除焦方案。使鍋爐處于穩(wěn)定燃燒的狀態(tài)，再合理提高燃燒室的負壓。在實際的除焦作業(yè)過程中，應(yīng)該在明顯部位懸掛“正在除焦作業(yè)”等標識，保證除焦作業(yè)人員的生命安全，如果運行值班人員觀察到爐膛內(nèi)燃燒不穩(wěn)定、煙氣向外噴出時，需要及時制止除焦作業(yè)，將作業(yè)人員撤離到安全區(qū)域。如果鍋結(jié)焦情況比較嚴重，或者有數(shù)量較多的焦塊下落時，需要停止除焦作業(yè)。

2.4 提高工作人員業(yè)務(wù)能力

鍋爐能否安全穩(wěn)定運行與工作人員的業(yè)務(wù)能力有著直接聯(lián)系，為了保證電廠正常生產(chǎn)與發(fā)電質(zhì)量，需要不斷提高工作人員的業(yè)務(wù)能力，定期開展技能培訓工作，加強理論知識學習與實踐應(yīng)用方面的學習，對培訓后的工作人員進行考核，成績不合格則不可以上崗操作。還需組織技術(shù)人員與工作人員進行技術(shù)創(chuàng)新，針對鍋爐運行過程中存在的問題進行分析，制定出鍋爐改造方案，不斷積累運行管理經(jīng)驗，通過持續(xù)地學習來提高業(yè)務(wù)能力?？梢愿鼮闇蚀_地識別與判斷鍋爐運行故障，快速準確地排除運行過程中存在的問題，保證鍋爐設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。

2.5 提高鍋爐內(nèi)汽輪機的工作效率

汽輪機也是火力發(fā)電的重要設(shè)備，會對鍋爐的穩(wěn)定運行帶來一定的影響。對汽輪機加熱系統(tǒng)加裝蒸汽冷卻、疏水冷卻裝置，可以更好地改善汽輪機運行狀態(tài)。蒸汽冷卻裝置可以通過冷凝系統(tǒng)來吸收熱量，疏水冷卻裝置可以進一步提高給水水溫度。并對汽輪機凝汽器真空狀態(tài)進行合理調(diào)整，可以進一步提高汽輪機工作效率。如果電廠采用高負荷汽輪機，可應(yīng)用雙循環(huán)泵運行模式，如果進水溫度及發(fā)電機組負荷不穩(wěn)，采用低速、高速循環(huán)泵進行交替應(yīng)用。還可以對給水泵進行改進，根據(jù)水泵特性曲線來對工作點進行合理移動，并對水泵運行速度進行合理調(diào)節(jié)，可以更好將汽輪機保持在穩(wěn)定運行狀態(tài)。

2.6 提高燃燒煤的質(zhì)量

燃煤質(zhì)量會對鍋爐運行帶來很大的影響，需要選擇燃燒效率高、灰分小的燃煤，經(jīng)過研磨機粉碎后形成的煤粉，被吹入爐膛內(nèi)可以更為充分地燃燒，可以更為充分地轉(zhuǎn)變成熱能，進一步減少燃料的消耗，更好地節(jié)約發(fā)電成本，因此，燃質(zhì)質(zhì)量對火力發(fā)電廠經(jīng)濟效益會產(chǎn)生大的影響?；鹆Πl(fā)電采用燃料作為生產(chǎn)材料，燃料會占到火力發(fā)電成本的七成左右，如果煤質(zhì)達不到要求，會就形成數(shù)量眾多的燃煤雜質(zhì)，工作人員需要投入更多的精力用于控制爐膛的正常燃燒，控制難度就會增加，因此應(yīng)該選用優(yōu)質(zhì)的燃煤，可以在保證熱能轉(zhuǎn)化效率的同時，還可以避免對環(huán)境產(chǎn)生污染。

3 火電廠鍋爐故障應(yīng)對措施

3.1 過熱器應(yīng)對措施

過熱器鍋爐設(shè)備中重要的裝置，在鍋爐本體安裝時應(yīng)該嚴格控制焊接質(zhì)量，并對過熱器、再熱器開展定期的維修保養(yǎng)，及時更換備件，對存在的問題提出整改措施，這樣可以預(yù)防過熱器出現(xiàn)運行故障。

3.2 安全閥應(yīng)對措施

安全閥可以起到超壓保護作用，對保證鍋爐設(shè)備的安全運行發(fā)揮著重要作用，工作人員應(yīng)該認真學習安全閥的內(nèi)部構(gòu)造與原理，根據(jù)安全閥特性制定切實有效的預(yù)防措施，掌握鍋爐操作要領(lǐng)，防止由于誤操作導(dǎo)致的安全事故，也可以避免安全閥故障，在對安全閥狀態(tài)進行檢查時，需要對閥蓋等部位進行檢查，并詳細做好記錄。

3.3 建立先進的故障診斷系統(tǒng)

隨著信息技術(shù)的進步，給火力發(fā)電鍋爐故障診斷帶來很大的便利。為鍋爐系統(tǒng)安裝高精度的傳感器，并配置視頻監(jiān)控系統(tǒng)，要以及時發(fā)現(xiàn)鍋爐元件的運行故障，還可以對爐膛內(nèi)的燃燒情況進行監(jiān)測。如果檢測到運行故障則會及時報警，并提示工作人員故障的具體位置，并將運行溫度與壓力調(diào)整到安全區(qū)間，可以更好地保證鍋爐安全運行。對爐膛火焰進行檢測，可以檢查燃燒器是否正常工作，火焰的分布是否均勻，并根據(jù)鍋爐實際負荷來調(diào)整燃燒狀態(tài)。需要不斷完善鍋爐在線診斷系統(tǒng)，提供診斷的準確性與實時性，采用先進的人機界面來對鍋爐運行狀態(tài)進行監(jiān)視，使診斷系統(tǒng)具備自主識別與判斷功能，根據(jù)鍋爐元件運行時間與特性制定預(yù)防性的設(shè)備維護方案，避免由于設(shè)備故障對電廠正常生產(chǎn)帶來不利影響。

4 結(jié)語

綜上所述，加強火電廠鍋爐運行控制與故障預(yù)防，可以更好地利用燃料，并燃料具備的化石能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，還可以更好地保證鍋爐安全、穩(wěn)定運行。需要根據(jù)發(fā)電廠實際情況，制定出科學完善的鍋爐運行管理體系，規(guī)范工作人員的行為，做好日常故障監(jiān)測工作，引進先進的故障檢測系統(tǒng)，可以更好地保證電廠正常生產(chǎn)。