摘要：在当今新的时代背景下，火力发电逐渐成为发电企业的主流方式。在火力发电厂生产过程当中，主要是通过锅炉来对煤炭进行燃烧，进而实现发电的目的。然而这类发电手段往往存在一些问题，那就是锅炉在燃烧过程当中有着比较强的危险性以及不稳定性，因此，提升火力发电厂锅炉燃烧程度，不断对锅炉结构进行设计和改造以及优化锅炉的燃烧技术等方面有着重要意义。基于此本文在分析发电厂锅炉结构基本原理的情况下，对炉膛核心热力参数的选择方面进行了详细的研究，力求进一步解决火力发电厂锅炉燃烧所引发的问题，继而推动我国经济持续健康的发展。
关键词：发电厂；锅炉结构；炉膛；热力参数
随着我国经济不断发展，在人们日常的生产、生活以及工作过程中都需要使用大量的电能。火力发电厂面临着巨大的压力和挑战[1]。然而随着时代发展速度越来越快，我国的火力发电方面的技术水平也越来越高，然而，对发电厂锅炉结构的优化设计不是一蹴而就的。我们需要针对目前火力发电厂锅炉燃烧过程中存在的问题进行深入研究，对如何提高锅炉燃烧效率进行深入探讨。因此，本文在分析发电厂锅炉结构基本原理的情况下，对炉膛容积的热负荷、炉膛出口烟温、炉膛断面热负荷、燃烧器的区域热负荷等炉膛核心热力参数的选择进行了详细的研究，力求进一步解决火力发电厂锅炉燃烧所引发的问题，继而推动我国经济持续健康的发展。
1.火力发电厂锅炉结构的相关概述
在火力发电厂锅炉当中，其结构主要含有两部分，分别为辅助设备以及锅炉本体。在锅炉本体当中，主要设备含有省煤器、下降管、过热器以及联箱。辅助设备主要结构当中含有点火装置以及烟风道等等[2]。火力发电厂锅炉动能生产的重点就是对煤炭进行更好的燃烧，对出现的热量进行很好的吸收，接着加热锅炉当中的水，然后形成一定蒸汽，最终将蒸汽的动能变为电能。在这个过程当中，煤炭要进行充分的燃烧，进而释放出热能。
2.火力发电厂锅炉结构的基本原理分析
在火力发电厂的锅炉结构方面，主要存在下面三个方面的工作原理，下面将分别对其进行详细的介绍。
第一，利用先进的设备将煤炭输送到锅炉结构中的炉膛内部。在炉膛之中，煤炭将会进行充分的燃烧。将煤炭化学能变成热能，进而确保在火力发电厂发电的过程中能够保证其他的设备安全、稳定的运行下去[3]。
第二，当煤炭在充分燃烧之后，煤炭当中的杂质组分以及碳物质就会有着比较强的热量，并在锅炉之中进行运行，然后通过锅炉内经过高温过热器、水冷壁和锅炉屏式过热器、锅炉再热器。另外，和受热表面进行接触，进而让高温热气以及锅炉的各部分之间都能够更好的对热量进行传递，接着将高温烟气内的热能转化到锅炉内部的工作物质当中，并使工作物质再次的通过高温烟气进行加热，并且对热量进行传递，接着生产蒸汽组分，让其有着一定的压力和温度[4]。
第三，高温的烟气在加热以及生产水蒸气之后，就会传递到锅炉的汽轮机当中，然后在汽轮机内部的水蒸气组分就能够对高温的烟气热量进行充分的吸收，然后传递到汽轮机。这样就将热能转变到机械能当中，给发电过程带来比较强劲的动能。
3.发电厂锅炉的炉膛核心热力参数的选择分析
3.1 炉膛容积的热负荷参数选择
火力发电厂锅炉的炉膛出口端面需要设定在管子横向间距不应该大于446毫米的位置上，要比进口段屏高于600毫米，高过出口段屏距为300毫米。所以，火力发电厂的锅炉炉腔出口应该是末级比入口要高，炉膛溶剂需要从底灰斗的一半高度向上到炉膛的出口部位。
通常情况下，锅炉在设计的时候，就需要在满足使用条件的状况下，尽可能的节省材料以及减小锅炉体积，换句话说就是提升炉膛容积的热负荷。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果炉膛容积太小，将会使煤粉在锅内停留的时间比较短，进而造成煤粉不能充分的燃烧。除此之外，炉膛容积太小会涉及到炉膛之中是否可以放置充足的受热面以及能否让炉墙周围烟气流冷却到一定程度，进而更好的预防炉膛结渣的问题。
3.2 炉膛出口烟温参数选择
在选取炉膛出口烟温的时候，根据相关经验显示：炉膛出口温度需要比灰的软化温度低38摄氏度。一般情况下，火力发电厂使用的煤种燃用温度是1221摄氏度，校核煤种是1190摄氏度。因此，炉膛出口的烟温需要比1050摄氏度要小，其末级高过入口温度应该设计值是1005摄氏度。高过入口烟气温度应该是1170摄氏度。在600MW的工作状况下，高过入口温度达到了1210摄氏度，末级的高过入口段温度达到了1020摄氏度。我们从实测以及计算数据来进行分析可以看出，高过入口温度比较高。
3.3 炉膛断面热负荷参数选择
炉膛断面热负荷是燃烧器区域水冷壁热负荷的重要指标。它不但能够充分反映出燃烧器区域温度的水平，还可以在一定的状况下，决定了炉膛形状以及火焰行程。这个参数主要和锅炉的灰熔点以及容量存在一定的关系。除此之外，还和不一样的煤种燃烧特点存在关联。通常情况下，大容量的锅炉是3-4.5MW/m2。
我们从国内各个电厂的数据对比中可以看出，除了个别电厂存在比较高的燃用煤种灰熔点，选择使用炉膛断面热负荷5.99之外，其他电厂都选择的数值差不多，都在4.66左右。和国外电厂炉膛断面热负荷相对比，国内的这项数值都比较高。这可能是由于充分对低负荷稳燃问题进行考虑所引起的。
3.4 燃烧器的区域热负荷参数选择
燃烧器区域热负荷是显示燃烧器区域温度水平的重要参数。通常情况下，燃烧器区域热负荷推荐值为1.498。在一般火力发电厂锅炉当中，燃烧器区面积设计成一个上面开口的平底盒。它的侧面含有燃烧器区面积增加3米，其高于以及低于顶上和低下的燃烧器的中心线。这样，燃烧器区域热负荷参数值为1.098。这和推荐的燃烧器区域面积值相比偏大。按照《锅炉原理和计算》中的介绍BW公司的建议方法，对旋流燃烧器而言，燃烧器高度是最上排的燃烧器上面1.52米和最下排的燃烧器下面1.52米之间的距离。这个距离就是燃烧器区域高度。在这种计算方法下，燃烧器区域热负荷是1.745。由于不同的火力发电厂燃烧器区域面积存在不同的界定范围，其没有一定的可比性。但是，应用BW公司的建议方法得出的参数值比较大。
结束语
随着时代发展速度越来越快，我国的火力发电方面的技术水平也越来越高，然而，对发电厂锅炉结构的优化设计不是一蹴而就的。这我们需要针对目前火力发电厂锅炉燃烧过程中存在的问题进行深入研究，对如何提高锅炉燃烧效率进行探讨。经过上述分析可以看出，火力发电厂在使用挥发性高以及有着结焦倾向的煤炭的时候，在选择炉膛热力参数方面需要科学利用比较低的炉膛容积热负荷以及比较低的炉膛出口烟温、较高的上炉膛高度。然而在对锅炉进行设计过程当中，炉膛出口需要定义为末级高过入口，使计算用的炉膛容积增大，进而让实际炉膛容积热负荷稍微大，高过入口温度偏高。在对燃油器区域面积进行定义的时候，和传统方法定义面积相比也较大，让计算燃烧器区域热负荷比较小，然而根据常规计算得出的结果比较大。只有不断对火力发电厂锅炉的炉膛核心热力参数进行不断的优化和选择，才可以进一步促进我国电力事业持续健康的发展。
参考文献
[1]陈宇火.火电厂锅炉燃烧优化闭环控制系统的改造与实现[J].低碳世界，2017（3）．
[2]郭振祥.简析火电厂锅炉燃烧优化设计[J].中国新技术新产品，2016（10）．
[3]杨永清.火力发电厂锅炉运行优化策略[J].中国高新技术企业（中旬刊），2014（9）：35-37.
[4]吴吓华.探讨火电厂中锅炉运行优化设计[J].中国新技术新产品，2014（22）：70-70.
论文作者:贾颜合
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/27
标签：炉膛论文; 锅炉论文; 火力发电厂论文; 负荷论文; 燃烧器论文; 参数论文; 区域论文; 《电力设备》2018年第28期论文;