摘要：锅炉燃烧的好坏直接影响着锅炉机组以及整个发电厂的安全运行和经济效益。锅炉燃烧过程是否稳定也直接关系到锅炉运行的安全性，锅炉燃烧的好坏直接影响锅炉运行的经济性，如何对锅炉的燃烧进行合理的调节既能安全运行，又能提高锅炉燃烧的经济效益成为当前研究的一项课题。
关键词：发电厂；锅炉燃烧；调节要点；优化对策
引言
发电厂的锅炉可以说是整个发电厂的心脏，而里面的燃烧方式就是其中的血液，只有血液充足了，才能发挥最大的作用。在实际的工作中，锅炉里面的燃烧程度直接关系着发电的电量问题，如果燃烧方式不合理，或者原材料的选择有问题，那么发电厂的发电效率会受到非常大的影响，下面就对锅炉中的燃烧调节问题做进一步的分析。
一、加强发电厂锅炉燃烧调节的必要性
发电厂锅炉燃烧过程的稳定性与锅炉运行的可靠性直接相关。风与煤粉能否有效的配合是直接影响发电厂锅炉燃烧经济性的主要因素。如果发电厂锅炉燃烧过程出现不稳定，就会导致蒸汽参数出现大幅度的波动；若发电厂锅炉燃烧的一、二次风配合不到位或是炉内出现不稳定现象，就会导致锅炉着火困难，甚至在燃烧过程中出现突然灭火的现象；若炉膛的温度超过了标准要求，或者火焰未充满炉膛，在炉内出现了偏斜情况，此时就会导致发电厂锅炉出现水冷壁过热爆管现象；若炉膛出口受热过度，可能会出现结渣现象，进而引起过热器发生极大的偏差，使锅炉的局部管壁出现温度超常现象。因此，当发电厂锅炉的燃烧工况出现变化时，工作人员必须高度重视锅炉燃烧调节，重视一、二次风的配合以及送引风量的配合，并且要确保炉膛温度保持在稳定的范围内，最大限度的降低工况变化带来的损失，有效避免异常现象的发生，进而提高发电厂锅炉燃烧的效率。
二、燃烧调整的主要任务和目的
锅炉燃烧工况的好坏不但直接影响锅炉本身的运行工况和参数变化，而且对整个机组运行的安全、经济性均有着极大的影响。
燃烧过程是否稳定，直接关系到锅炉运行的可靠性，如燃烧过程不稳，将引起蒸汽参数发生波动。低负荷运行时，炉膛温度过低，会影响煤粉的着火和正常燃烧，容易引起炉膛灭火；若炉膛火焰中心偏斜，将可能引起水冷壁结渣或烧损设备，并可能增大过热器的热偏差，造成局部管壁超温等。燃烧过程的经济性要求保持合理的风煤配比，一、二次风配合和送、引风配合，此外还应保持适当的炉膛温度。合理的风煤配合就是要保持最佳的过剩空气系数，合理的工况配合就是要保证着火迅速、燃烧完全；合理的送引风配合就是要保持适当的炉膛负压，减少漏风。这些配合如果调整得当，就可以减少燃烧损失，提高锅炉效率。尤其在低负荷运行时，更应当合理组织燃烧，以确保燃烧工况稳定良好。锅炉燃烧调整的主要任务和目的就是保证锅炉设计汽压、汽温、蒸发量及各参数的稳定运行，满足汽机及负荷变化的需要。保证着火稳定，燃烧中心适当，火焰分布均匀，不烧损燃烧器、过热器等设备，避免积灰、结焦，保证锅炉机组最高经济性。
为达到上述燃烧调节目的，在锅炉低负荷运行操作方面应注意一、二次风及乏气风的出口风速和风率，各喷燃器之间的负荷分配和运行方式，炉膛的过量空气系数，燃料量和煤粉细度等参数的调节，使其达到最佳值。
三、影响燃烧的因素
1、燃料品质的影响
锅炉燃烧设备是按设计煤种设计的，煤质和特性不同，燃烧器的结构特性也就不同。因此，锅炉正常运行中一般要求燃煤的品质与燃烧设备和运行方式相适应，但在锅炉实际运行中，燃煤品质往往变化较大。由于任何燃烧设备对煤种的适应总有一定的限度，因而燃煤品质的较大变化，对燃烧的稳定性和经济性均将产生直接的影响。
挥发分低的煤着火温度高，煤粉进入炉膛后，加热到着火温度所需的热量比较多，时间比较长，挥发分高的煤着火比较容易，这时应注意着火不要太早，以免造成结渣或烧坏喷燃器。通常燃煤的挥发分含量越高，越容易着火，燃烧过程越稳定，不完全燃烧损失也就越小。
灰分多的煤，着火速度慢，对着火温度不利，而且燃烧时，灰壳对焦炭核的燃尽起阻碍作用，所以不易烧透。煤的灰分越高，加热灰分造成的热量消耗增多，使燃烧温度下降。
水分多的煤引燃着火困难，且会延长燃烧过程，降低燃烧室温度，增加不完全燃烧及排烟热损失。煤的水分过高时还将影响煤粉细度及磨煤机的出力，并将造成制粉系统的堵煤或堵粉，严重时甚至引起燃烧异常等故障情况。
2、煤粉细度的影响
煤粉越细总表面积越大，挥发分析出就越快，因而越容易着火。煤粉细度越细。所需燃烧时间越短，燃烧也就越完全。
3、炉膛温度的影响
炉膛温度高，喷燃器根部回流或补入的热烟气温度也高，着火点可用提前。所以炉膛温度高燃烧迅速且完全。但是炉膛温度过高也是不允许的。烧低挥发分煤时，应适当提高炉膛温度，因此可以采用热风送粉，保持较高负荷等方法。
4、空气量的影响
炉膛过剩空气系数过大，将使炉膛温度降低，对着火和燃烧都不利，而且还将造成锅炉排烟热损失的增加。过剩空气系数过小时，又将造成缺氧燃烧，使燃烧不完全。
5、一次风与二次风的配合
一次风量以能满足挥发分的燃烧为原则。一次风量和一次风速提高对着火不利。一次风量增加将使煤粉气流加热到着火温度所需热量加多，着火点推迟。一次风速高，着火点靠后，一次风速过低，会造成一次风管堵塞，而且着火点过于靠前，还可能烧坏喷燃器。二次风混入一次风的时间要合适。如果在着火前就混入，等于增加了一次风量，使着火点延迟；混入过迟，又会使着火后的燃烧缺氧。二次风不易一下全部混入，因为二次风的温度大大低于火焰温度，大量低温的二次风混入会降低火焰温度，是燃烧速度减慢，甚至造成熄火。二次风速一般均大于一次风速。二次风速比较高，才能使空气与煤粉充分混合。
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四、发电厂锅炉燃烧调节的要点
1、调节炉膛压力
炉膛压力是影响发电厂锅炉燃烧安全性的主要因素，若不对其进行有效的控制和调节，会给发电厂带来极大的损失。当炉膛内的负压较高时，会导致锅炉的烟道以及炉膛出现漏风现象，进而致使燃烧恶化，甚至发生灭火。反之，当炉膛内的正压较高时，则会导致火焰和烟灰外冒，这不仅会污染环境，同时还会威胁到人身安全。在炉膛负荷发生变化时，必须要对其压力进行及时的调整。调整炉膛压力可通过调节送、引风量实现。在调节的过程中，必须要避免缺风以及正压现象的出现。其调节的步骤为先增加引风量，再增加送风量，然后再增加燃料量；或是先减少燃料量，再降低送风量，再减少引风量。
2、燃料量的调节
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。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。
3、风量调节
当外界负荷变化需要调节锅炉出力时，随着燃料量的改变，对锅炉的风量也需做相应的调解。在实际运行中，从运行的经济方面来看，在一定的范围内，随着炉内过剩空气系数的增加，可以改变燃料与空气的接触和混合，有利于完全燃烧，使化学未完全燃烧损失和机械未完全燃烧损失降低。但是，当过剩空气系数过大时，则炉膛温度的降低和燃烧时间的缩短（由于烟气流速加快），可能使不完全燃烧损失反而有所增加。而排烟带走的热损失则总是随着过剩空气系数的增大而增加，所以当过剩空气过大时，总的热损失就要增加。此外，随着炉内过剩空气系数的增大，使烟气容积也相应增大，烟气流速也提高，因而使送、引风机的耗电量也增加。
从锅炉的安全方面来看，若炉内过剩空气系数过小，则会使燃料燃烧不完全，造成烟气中含有较多的一氧化碳等可燃气体，降低了灰分的溶点因而引起水冷壁结渣。这将会导致锅炉运行恶化，严重时会被迫停炉。由于飞灰对受热面的磨损量与烟气流速三次方成正比，所以当过剩空气系数过大时，将使受热面管子和引风机叶片的磨损加剧，影响设备的使用寿命。此外，过剩空气系数增大时，由于过剩氧量的相应增加，将使燃料中的硫分易于形成三氧化硫，烟气露点温度响应提高，从而使尾部烟道的空气预热器遭到腐蚀。
总之，风量过大或过小都会给锅炉的安全经济运行带来不良的影响。
4、喷燃器出口风速和风率的调节
喷燃器口适当的风速和风率是保证炉膛内空气动力场和燃烧正常的必要条件。一次风和二次风的风速对于锅炉正常工作具有重要作用。一次风风速过高将会导致炉内着火时间推迟，过低又会导致喷燃器出口管损坏，同时还可能造成一次风管的堵塞。二次风风速不当将会造成炉内燃料和空气不能正常混合，燃烧稳定性不够，同时破坏燃烧经济性。
喷燃器出口风速和风率调节。喷燃器如果燃用褐煤、烟煤就需要较高的一次风速和风率，并且将一、二次风口安排在距离较近的地方，这样可以将一、二次风的作用效果相结合，一次风使燃料着火后，二次风及时跟进将燃料混合、搅拌，能够使燃料燃烧充分完全。如果喷燃器燃用的是低挥发煤种，一次风进入后为了能够使风粉混合物便于着火，就需要减小一次风的风速和风率，同时二次风的跟进速度也要减缓，不宜将一、二次风过早混合。
四、发电厂锅炉燃烧调节优化对策
1、锅炉燃烧技术的优化和燃烧器的设计
在锅炉的燃烧技术方面，因为我国煤炭的质量比较差，而且就我国目前而言，有五分之一以上的大型电站，它们的锅炉原理都是非常完全燃烧的煤种，所以在实际应用中，一定要大力发展适合我国，而且是无烟煤的燃料，而那种难以燃烧的煤型，在以后的发展中是不提倡的。因为我国的电网铺设面非常大，为了适应日益增多的需求，现在要把锅炉机组燃煤的稳定性解决好，这就要求在以后，还要继续大量发展稳定的燃煤技术。燃烧技术的洁净煤技术对保证有效的电厂发电也同样是非常重要的，所以应该大力发展这种清洁的动力，低污染燃烧，还有烟气净化技术。从整体上来说，还是要加强这几个方面的技术，这些技术的运用，可以有效解决环境污染的问题，而且一些煤质较差的煤种也可以在先进的燃烧器里面充分的燃烧。
2、加强锅炉燃烧技术的改进
我们在实际进行发电厂的锅炉燃烧优化的方面，首先要考虑的就是火力发电厂锅炉燃烧检测技术的改进，锅炉燃烧参数的检测技术是燃烧优化技术的基础，如果检测技术的设计不合理，或者不能发挥其最大的作用，那么锅炉的燃烧效率也就间接的有很大程度上的降低，当前的检测装置，还有技术都存在品质和测量精度不准的问题。特别要指出的是，软测量技术是可能解决此类问题的一条新途径，因为这种技术在实际的工作中，可以实时监控燃烧炉中的燃烧情况，如果里面有燃烧不充分或者是其他的情况，那么就会及时的发出警报，进而由工作人员及时的把问题解决掉。在建模测量的方面，有工艺机理的方法，还有对象数学模型的方法，以及回归分析的方法，而目前的人工智能网络，是工业建模和控制中应用比较广泛的，其中最典型技术是BP神经网络建模，以及RBF神经网络建模等，这些技术的应用，可以有效地控制电力锅炉在燃烧方式的处理上有很大的改善。
结语
综上所述，通过对发电厂中锅炉的工作原理，还有在燃烧方面其对燃烧的处理方式的分析，大家对优化原理都有了非常清楚的认识，在实际的生产发电中，只有合理的处理发电厂锅炉燃烧调节问题，才能保证发电厂的正常运转，给人们提供源源不断地高效的电力资源。
参考文献
[1]段宏伟，马北中.煤质变化对锅炉燃烧影响及应对措施[J].北京电力高等专科学校学报自然科学版，2012，29（4）：104-104.
[2]陈利昌.循环流化床锅炉燃烧硫氧化物的危害及控制措施[J].科技资讯，2012，（27）：85-85.
论文作者:牟启涛
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/13
标签：锅炉论文; 炉膛论文; 发电厂论文; 风量论文; 燃料论文; 温度论文; 风速论文; 《电力设备》2017年第31期论文;