摘要：在火力发电厂中，电厂锅炉是三大主要设备之一，其主要是由锅炉本体以及其辅助设备构成。发电厂锅炉与普通的工业锅炉相比有很大的差别，发电厂锅炉的容量较大，而且其压力以及温度都高于工业锅炉，这就使得发电厂锅炉的管理与调节也更难。
关键词：燃烧优化；煤炭掺烧；节能降耗
一、我厂锅炉制粉系统及燃用煤种介绍
1、我厂锅炉设备为SG-1113-/17.5-M887型锅炉，东方锅炉厂制造的亚临界参数、控制循环汽包炉、前后墙对冲燃烧方式、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、尾部双烟道、全钢构架的型汽包炉，再热汽温采用烟气挡板调节，空气预热器置于锅炉主柱内。制粉系统为中速磨正压直吹式系统，磨煤机为上海重型机器厂生产的HP1003型中速磨煤机，共6台，其中一台备用。
由于河南地区煤炭资源不足，价格上涨过快，特别是夏季火电发电用煤量大，区域内电煤供应异常紧张，煤质下降。公司不断努力外拓资源，内挖潜力，以保证电煤供应及锅炉的稳定燃烧，因此不得不面对多煤种的情况。由于燃煤供应紧张，根据市场的情况，在以后相当长的一段时期，供应我厂的煤种是比较杂乱的。因此，我厂需要长期燃用大量偏离设计煤种参数的煤种，特别是需要燃用焦作贫煤为代表的低灰份、热值低的煤种，它们对锅炉的燃烧和设备的安全有着很大的影响，因此，结合制粉系统的调整，锅炉变煤种掺烧试验就显得非常重要。我厂从2014年开始就相继进行了煤种掺烧以及掺烧后的锅炉燃烧优化调整试验，取得了良好效果，不但降低了生产成本，又保证了锅炉的安全、经济运行。
二、我厂入炉煤掺配方式简介
锅炉是根据给定的煤种设计制造的，设计煤种不同，锅炉的炉型、结构、燃烧器及燃烧系统的形式将不同，有的甚至影响燃料输送系统、锅炉辅机和附属设备的选型。当实际燃用煤种与设计煤种偏差较大时，对锅炉出力和效率影响较大，给设备的安全经济运行带来各种各样的问题。我厂2015年因长期燃用偏离设计煤种导致出现的问题有：
锅炉出力下降，机组不能满发。
锅炉效率降低，发电煤耗增加。（热效率↑4%-5%，节煤率达5%）。煤种多变、煤质劣化，使得锅炉助燃油量增加。
锅炉炉膛结渣，受热面超温。
燃料费用和发电成本增加。
煤炭掺烧可以调节入炉煤特性，所以合理的掺烧可以保证机组安全高效洁净运行，实现电厂节能减排。主要方面有：
均匀煤质，使煤质尽量接近设计值、保证主辅机在最佳状态运行，提高效率。降低炉内沾污、结渣趋势，降低排烟温度。提高燃烧的稳定性，减少助燃油量。
降低飞灰可燃物，提高锅炉燃烧效率。
降低硫、NOx排放。
目前我厂锅炉混煤燃烧一般采取如下三种掺烧方式：
1、间断掺烧（或周期性掺烧），这种掺烧危害较大。我厂在2016年供煤紧张时采用的这种方式。一般对来煤随到随烧。煤种切换过程中出现新的燃烧尖峰温度，极其容易造成结渣，危及设备及机组运行的安全。
2、炉前预混掺烧，目前我厂基本采用这种方式，在入炉煤上煤过程中掺配，这种掺烧对防治结渣较为有效。引起注意的是由于掺烧煤热值等参数相差较大，应注意混合均匀性。
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3、分磨入炉掺烧，这种掺烧方式不需要专用混煤设备，易实现，掺烧比例控制灵活，煤种性能差异较大时燃烧稳定性易掌握.这种方式的应用在我厂启停机过程中常用。在停机过程中，下层磨（A，C磨）上优B煤，中上层磨上掺烧煤（优B+A，C；3：1：1），能很好的控制燃烧，节约燃油，当时工况下，将各煤斗煤粉烧空停炉，只用了燃油2T多.在正常运行中这种方式掺烧方式对前后墙对冲燃烧方式作用有限。掺烧需要注意的是煤种主要成分接近可以掺烧，相差太大时就不宜掺烧，这可采取分仓上煤的掺烧方式。
三、锅炉燃烧调节的主要内容
1、调节锅炉风量
发电厂锅炉出力调节一般都是在外界负荷发生变化时进行，锅炉出力调节中最为主要的就是风量调节，风量调节的具体情况必须根据燃烧量的变化情况而定。从经济性角度来说，在锅炉风量配送的实际过程中，若炉内的过剩空气系数在不断增加，此时必须要适当调节燃料和空气的混合比，这样才能确保燃烧的完全性，才能降低未充分燃烧带来的损失，才能提高锅炉燃烧的经济效益。不过，因为炉内过剩空气的增加，可能会致使炉膛的温度降低、燃烧时间缩短，这就会增加未完全燃烧的损失。同时，过剩空气系数的增加还会导致锅炉排烟带走的热损失也相应的增加。综上可得，当发电厂锅炉内的过剩空气系数增加时，锅炉燃烧的热损失也会相应的增加。从安全性角度来说，若锅炉内的过剩空气系数增加，锅炉的引风机叶片以及受热面管子的磨损也会随之增加，进而影响到设备的正常使用；当炉内过剩空气系数过小时，炉内的燃烧会存在不完全的现象，致使烟气中的CO等气体增加，煤粉的熔点降低，进而出现水冷壁现象，这也会给发电厂造成重大的损失。
在发电厂锅炉燃烧的风量调节过程中，要实现对风量的有效控制，就必须要重视对送风机进口导向挡板的调节。一、二次风的配合调节需根据燃烧要求进行，一次风量必须要满足风粉混合物充分燃烧的需要，同时还必须满足固体焦炭质点氧化的要求；二次风量在满足燃烧的要求同时，还要弥补一次风末段空气量不足的缺陷。最为关键的是二次风的送入必须要与炉膛中的可燃物进行完美混合，混合得越完美，燃烧的就越完全，这就需要控制好二次风的风速，只有较高的风速，才能提高其混合效率。
2、调节燃料量
在发电厂锅炉燃烧调节的过程中，燃料量调节是其中极为主要的内容，其调节的方式主要取决于燃料的种类以及燃烧设备的种类。当炉内的负荷增加，就必须要增加进入锅炉内的燃料量以及风量；当炉内的负荷减小，也必须要减少进入炉内的风量和燃料量。关于燃料量的调节可从两种情况分析：其一，当炉内的负荷变化不大时，燃料量的调节可通过调整制粉系统的出力实现；其二，当炉内的负荷变化较大时，燃料量的调节则需要经过制粉系统的启停来实现。在制粉系统的启动时，必须要及时调节炉膛以及一、二次风的压力，同时还要控制好制粉系统的出力，确保燃烧过程的稳定性，预防负荷骤变现象的出现。燃油系统必须要处于备用状态，做好油枪的检查工作，若发现异常，要及时的进行修正。在磨煤机的运行过程中，其通风量要控制在合理的范围内。若通风量过小，就会引起一次风速降低而着火过早，严重情况下会导致燃烧器的喷嘴被烧毁、磨煤机满煤以及一次风管堵塞；若通风量过大，会导致煤粉细度增加，着火也会被推迟，进而引发燃烧不稳的现象，加剧了风管的磨损。在制粉系统的切换过程中，必须要先启动备用系统，再停运需检修的系统，切忌先停运正在使用的制粉系统，再启用备用系统；在磨煤机停运的过程中，需要先关闭给煤机的入口挡板，确保给煤机走空后再停止，并将磨煤机内部以及一次风管内的煤粉全部吹空；关于燃烧器的停运，需注意的是在停运之后，还必须要保持一段时间的风冷却，防止喷口被烧毁。
四、结束语
总而言之，发电厂锅炉燃烧调节是发电厂正常运行的关键工作，我国火电企业必须要高度重视对发电厂锅炉燃烧的调节，确保锅炉燃烧的安全性和经济性，以此增加火电企业的经济效益。
参考文献：
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[3]吕文娣，翟永杰.基于辐射能信号的锅炉燃烧优化控制[J].仪器仪表用户，2013，（4）：85-86，87.
论文作者:付山磊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/23
标签：锅炉论文; 风量论文; 发电厂论文; 制粉论文; 我厂论文; 燃料论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第17期论文;