摘要：火力发电是我国电力能源生产的主要形式之一，对锅炉运行进行优化可以起到降低能源消耗、提高设备运行效率的作用。因此，本文就如何对火力发电厂锅炉运行进行优化进行研究分析，以提高电厂锅炉的安全运行效率。
关键词：火力发电厂；锅炉；发电；煤耗；优化
火力发电厂消耗的资源主要是煤炭，但由于对煤炭市场的整治，查获大量非法煤矿和小煤矿，煤炭价格快速上涨，但价格有逐年下降的趋势，这一现象导致火电厂面临更多严峻的考验。火力发电厂锅炉的运行效率是影响煤耗量的重要因素，煤耗量对火电厂运行的经济性有很大的影响。因此，为了提高火力发电厂的经济效益，有必要对锅炉运行进行研究。
1火力发电厂锅炉概述
火力发电设备有三个部分，分别是火力发电厂锅炉、火电厂汽轮机和热电厂发电机。在这三部分中，最重要的部分是火力发电厂的锅炉。火力发电厂锅炉是发电的基础，通过燃烧煤产生热能，进而提供动力资源。火电厂锅炉分为锅炉本体和辅助设备两部分。本体的主要部分由省煤器、降液管、过热器等设备及辅助设备、点火装置、烟管等几部分组成。火电厂锅炉动能的关键是燃烧燃料并吸收其产生的热量，然后加热炉内的水，产生蒸汽，转化为蒸汽的动能。在此过程中，煤的充分燃烧将促进热能的形成，进一步提高动能。
2火电厂锅炉运行发电的基本原理
①火力发电厂中煤炭是锅炉燃烧的主要燃料。在煤炭燃烧的过程中会产生相应的热能，并应用化学反应的方法为汽轮机提供能量，使汽轮机开展运作而产生大量电能。
②除蒸汽动能正以外，在高温燃烧的情况下，煤炭会产生大量杂质与碳物质，进行形成大量的高温烟气。火力发电厂燃煤锅炉大多以煤为主。煤在锅炉燃烧时，对汽轮机产生化学反应，从而促进汽轮机的运行发电；煤在高温燃烧下产生碳和杂质，形成高温烟气。高温烟气，以及大量的热量，热量将运行在火电厂锅炉内壁，逐渐提高锅炉的温度，因此，在高温度的传递作用下，会产生大量的水蒸汽，推动蒸汽轮机运作；高温烟气水蒸汽在汽轮机和蒸汽的能量转化为动能，推动汽轮机运行。
3煤耗过高的主要原因
3.1煤质不好，热值不高
煤水分过大，一方面，水蒸发为蒸汽吸收一定的热量，减少受热面传热，降低锅炉的热吸收；另一方面，水变成蒸汽的汽化，体积增大，增加了烟气量，从而增加排烟热损失也越大，煤的水分越水，其粘度较大，所以在落煤管中容易堆积，从而阻断了落煤管。由于燃料的低热量和燃料消耗，灰烬不仅不发热，而且吸收热量，从而降低了炉内的烟气温度。同时，由于灰分的分离，煤的燃尽性能较差，增加了煤的不完全燃烧。
3.2锅炉给水温度不合格
锅炉给水温度是计算煤耗的一个重要参数，锅炉给水温度设计为170°C，但实际运行时温度偏低。许多温度低的原因主要有三个：
①不达标的设备运行参数，从而导致高压加热器入口压力不稳定，不能正常运行；
②衰老的圈闭类型，故障率太高，高频率的维护，输入率将大大增加；
③高压加热器是一个U型管设计，传热率很低。据统计，给水温度对锅炉煤耗的影响7.2kg/t，这是影响锅炉煤耗的重要因素。经过计算，以21000kJ/kg热值普通沥青煤、飞灰含碳量由1%增加到0.37%，锅炉效率降低，而供电煤耗上升1g/kWh。
4火力发电厂锅炉运行优化策略分析
火电厂锅炉运行的优化主要是对蒸汽参数、风量、飞灰含碳量和排烟温度的优化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但在火电厂锅炉实际运行过程中，应考虑在实际环境中，并积极采取措施进行优化，这样既能保证锅炉的安全运行，又能有效提高锅炉的经济效益。
4.1飞灰碳含量
煤其主要成分是碳元素，在燃烧过程中会产生一定量的飞灰，如果灰太多，将严重影响锅炉内煤粉充分燃烧，只会使实际使用效率降低锅炉，降低热。而如果这些现象发生，工作人员就会错误地认为，煤炭已被烧毁干净，然后继续增加煤炭的数量，导致发电成本不断提高。因此，为了有效地解决上述问题，不仅需要改善锅炉本身的结构，还需要改进锅炉的燃烧器，从而促进锅炉的运行，使锅炉运行更加稳定，提高其实际使用效率。
4.2排烟温度
火电厂锅炉效率直接关系到锅炉运行过程中烟气温度的高低，排烟温度与锅炉效率呈正相关关系。主要原因是锅炉排烟温度过高，锅炉尾部受热不平衡，部分受热面的清灰工作不合格，最终使锅炉内烟较多。在中国科学技术水平的不断提高，研究人员分析了上述问题并提出解决方案。锅炉结构的改进，可以提高锅炉的条件，并保证锅炉在燃烧过程中更加稳定，这不仅可以降低烟气温度，还可有效提高锅炉运行效率和火电厂提高工作效率。
4.3针对热损问题进行优化
锅炉运行中固体燃烧不能完全燃烧，这是热量损失的关键问题，也是资源浪费的关键。燃料的燃烧和燃料的质量是燃烧不足的原因之一。此外，热电厂锅炉本身也是一个重要因素。排烟问题也是造成排烟热损失的原因。针对烟气热损失问题，可以从两个方面加以解决。①对过量空气系数进行控制，对氧气表和空气流量计进行监测，控制风量输入。②在条件允许的情况下，避免漏气，保持较小的负压。4.4降低排烟温度及风机配置火电厂锅炉的使用效率与使用锅炉的排烟温度密切相关。一般来说，排烟温度与锅炉的使用率成正比。锅炉排烟温度过高，主要是由于锅炉尾部受热不均匀，锅炉受热部位的灰处理不彻底，不干净，导致锅炉内积灰过多等。在一个相对稳定的状态，降低排烟温度，提高火电厂锅炉的工作效率使用效率。并且必须计算或测量风机———电机连接轴系扭振临界转速以及采取相应的技术措施。引风机、鼓风机和二次风机为交流电机，风门只能分档手动调整，其中引风机和鼓风机要求速度可调，故需要为引风机和鼓风机分别增加变频控制。
5新技术改造
选择在锅炉的二次风机上进行改造尝试，并考虑到二次风机电机功率设计时配置裕量较大，选择132kW功率的变频器来控制160kW功率的电机，变频器的型号为FR-F540L-132K，电压等级为380V，变频器安装调试完毕并投入运行，通过一段时间的运行测试，二次风机工频电流由原来的平均135（A）下降到现在的平均70~75（A），节能效果相当显著，并且变频器技术性能完全满足锅炉运行工艺的要求（主要是风压、风量、加减风的速率等），根据电度表测定，节能效率在45%左右。并且电机在启动、运行调节、控制操作等方面都得到极大的改善。低压变频器，由于体积较小，在改造中的安装地点选择比较容易些。但对于高压变频器系统，体积相对较大，一般由4~5面柜体组成，对改造项目来讲，一般都需要重新建造变频器室，因此，选择变频器室位置，既要考虑离电机设备不能太远，又要考虑周围环境对变频器运行可能造成的影响。变频器不能由输出口反向送电，在电气回路设计中必须注意。同时，室内不应有较大灰尘、腐蚀或爆炸性气体、导电粉尘等。
6结语
根据火力发电厂锅炉运行情况，掌握如何优化火电厂锅炉的方法，对火电厂的未来发展具有重要意义。充分利用变频器进行节能技术改造，不仅能提高经济效益，而且能产生巨大的社会效益，促进企业的技术进步。电厂锅炉的优化运行，应注意掌握这些因素，在一定范围内进行有效的控制，从而保证火电厂锅炉的高效运行，保证火电厂的效率和经济性。同时，优化火电厂锅炉运行需要科学技术和人力的投入，只有二者的结合才能完成火电厂锅炉的最终优化。
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论文作者:张晓龙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/7/9
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