摘要：随着我国发电厂的规模不断扩大和承担的任务不断增加，加大对锅炉燃烧进行调节，是减少损失、增加发电量的有效途径，也是实现发电厂经济效益、安全性和可靠性的重要途径。本文论述了发电厂锅炉燃烧调整的目的与任务以及意义，对锅炉在运行时预锅炉受热面温度过高、锅炉结焦、受热面磨损等有关问题进行了详细的探讨，并分析了某锅炉经调整后仍存在的问题与改进措施。
关键词：火力发电厂；锅炉；调整；必要性
经济在不断发展，人民的生活及工业生产都离不开发电厂的运行。而在火力发电厂中，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，因此必须加强对发电厂锅炉燃烧的调节。
一、燃烧调整概述
1、燃烧调整的必要性。锅炉燃烧工况是否良好,对于锅炉机组乃至整个发电厂的安全稳定运行有着非常大的影响。
2、燃烧调整的意义。锅炉燃烧工况的好坏无论是对锅炉机组或整个发电厂运行的安全、经济都有极大的影响。在安全方面，燃烧过程是否稳定直接关系到锅炉运行的可靠性。如燃烧过程不稳定将引起蒸汽参数波动；炉膛温度过低将影响燃料的着火和正常燃烧，容易引起炉膛灭火；炉膛温度过高或火焰中心偏斜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。燃烧调节适当（燃料完全燃烧、炉膛温度场和热负荷分布均匀）则更是达到安全可靠运行的必要条件。在经济方面，锅炉燃烧的好坏直接影响锅炉运行的经济性，燃烧过程的经济性要求合理的风、粉配合，一、二次风配比和送、引风配合；此外，还要求保证适当高的炉膛温度。合理的风、粉配合就是要保持最佳的过剩空气系数；合理的一、二次风配比就要保证着火迅速、燃烧完全；合理的送、引风配合就是要保证适当的炉膛负压。无论在正常稳定工况或是在改变工况运行时，对燃烧调整得当，就可以减少锅炉各项热损失，提高锅炉效率。对于现代火力发电机组，锅炉效率每提高1%将使整个机组效率提高约0.3～0.4%，这样标准煤耗即可下降3～4g/kw.h。
3、燃烧调整的任务与目的。燃烧调整的任务是:在满足外界电负荷需要的蒸汽数量和合格的蒸汽流量的基础上，保证锅炉运行的安全性和经济性。燃烧调整的目的应注意喷燃器的一、二次风速，各喷燃器粉量分配和运行方式，炉膛过剩空气系数，燃料量和煤粉细度等各参数的调节，使其达到最佳值。
二、发电厂锅炉燃烧的基本过程
1、发电厂锅炉运行的基本原理。发电厂的操作人员可以利用有关的机械设备，把煤炭，还有材料送进发电厂锅炉的炉膛里面，这些煤炭材料，会在锅炉的炉膛内部，发生非常剧烈的燃烧，这个过程就能够把煤炭里面的化学能，通过燃烧的方式，转化成发电厂里面所需要的动能和热能，进而就可以给其他的设备供应，例如汽轮机，还有发电机的能量。利用这种方式所转化成的热能，不仅产生的热能效率非常高，而且也是发电厂对锅炉运转优化的主要方式。
2、发电厂锅炉燃烧的原理和发电过程。煤炭材料在发生燃烧的时候，在煤炭这种材料里面，它是由碳，氢等成分，以及杂质组分，在和氧气发生反应后，进而组成了温度非常高的烟气，这些烟气带有大量的热能。这些烟气在运行中，其会沿着发电厂的锅炉内部来运动，先经过锅炉的内部，然后是水冷壁部分，再到锅炉的屏式过热器部分，紧接着是锅炉温度过高的热器部分，还要经过锅炉的再热器部分。同时，高温烟气还会和这些受热面进行紧密的接触，依据热量的传递原理，这些高温的烟气和锅炉部分的内部工作部件，就会产生热量的互相传递，从而把其里面的大量热能传递到锅炉的内部。锅炉内部所正在工作的部件，在经过烟气的连续高温加热，以及辐射换热、对流换热等，从而发生变化并生成拥有着一定压力以及温度的水蒸汽。然后发生相变反应，进而变成水蒸汽成分，在流进到发电厂的汽轮机时，经过汽轮机进汽喷嘴时，水蒸汽的热能转化成动能，推动汽轮机转动，从而这些水蒸气就会把从烟气里面所吸收的热量，传递给汽轮机部分，而水蒸气里面所含的热能，进而转化成了汽轮机的机械能。汽轮机与发电机以大轴连接，汽轮机带动发电机转动，从而就将汽轮机的机械能转化成为了发电机的电能。以上为发电厂锅炉为汽轮机以及发电机提供动力资源的工作步骤。
如果是在基本原理都相同的情况下，就可以根据发电厂的锅炉内部，转化成以水蒸气为主的工作物质，形成内部循环的工作方式，在驱动的锅炉内部，会转化成以水蒸气的工作物质为主的内部循环，因为驱动力的不同，需要把火力发电厂的锅炉，分为自然循环的锅炉，还有强制循环锅炉以及混合循环锅炉。自然循环的锅炉对火力发电厂锅炉的驱动而言，它的内部所转化的水蒸气，是内部循环的驱动工作原理，因为工作物质的不同，它们在一起会产生一定的密度差，但是强制循环的火力发电锅炉是和其不一样的，在这个锅炉的内部，所转化的水蒸气的工作物质，是在自己内部的循环驱动力下工作的，进而以外部的循环泵，来提供安全的工作。
三、防止受热面温度过高
对于某单位锅炉过热器、再热器有壁温过高的现象,通过这些途径解决:
1、提升一级减温水量。设计值是每小时28吨,但在运行时要超过35吨,控制二级减温器490℃,设计值则是511℃。如果锅炉需要加负荷,就可以使用此种办法。
2、合理配风。采用加大各喷燃器上排风，减小下排风降低火焰中心，防止过热器超温。
四、预防锅炉结焦
1、预防锅炉结焦的理论设想。固体燃料都有着一定的灰分,而燃料的灰分熔点各不相同,熔点很低的煤就很容易出现结焦现象,导致结焦的诱因是炉温太高或是灰分熔点太低。为了预防锅炉结焦,就需要在运行中对燃烧进行合理调节,让炉中的火焰呈均匀分布,最大的焰心处于合适的位置。
1）要调节一、二次风速至合理区间,一次、中心风挡板要全部开放,使一次送风刚度足够，射流位置正。二次风量要合理,维持炉内含氧量在3.5%到6%之间,两端烟气温度相类。各个受热面壁温度基本一致。
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2）要谨防壁面和受热面处温度超标。力求炉膛容积热、断面热强度以及燃烧器部分壁面热强度设计科学,减少锅炉超高温运行的机率,以达成有效操控锅炉温度,减少结渣的目的。修补炉底漏风口、减少炉膛中的负压。让空气的量不至于过大,避免焰心位置过高的情况出现,从而减少炉膛出口生成灰渣垢的可能性。要保障所有喷燃器的风、粉量适中,使得四角气流动量等同、切圆科学、一二次风量科学配合、风速适中、预防燃烧器形变。都可以避免焰心不正,同时减少冷壁结渣出现的可能性。
3）防止锅炉中出现太多的还原性气体。保障适当的空气动力场,空气量要足。就能避免炉中生产还原性气体,起到预防结渣的作用。
4）锅炉工作时要注意检查,及时的吹灰除渣。若发现过热器的汽温过热,排烟温度过热、炉膛负压下降等情况,就要查看燃烧器和炉膛出口是否存在结渣。一旦发现就要尽快清理掉。
5）设备检修要做好。在检修时，要按照工作中的结渣情况对燃烧器进行一定的调整。检查燃烧器是否存在受热形变,及时对问题燃烧器进行修复。检查中也要将装置内的所有积灰全部清理掉,找出漏风部分并修补好,以便于日常监控时对锅炉内部情况进行分析和调整。
2、工作运行时选用的调整措施。为了保障锅炉运行的安全性和经济性,并解决锅炉结渣、再热气温波动大、焰心不正等问题,主要有以下几种燃烧调整措施:
1)进行细致的监察和盘点,分析各项参数不正常的诱因,并尽快掌握和消除这些诱因;在锅炉受热面壁温高于设计值时,应先对锅炉的负载进行控制。
2)通过和燃料集控室值班员的交流了解煤炭情况,有针对性调节锅炉的配风。
3)按照煤炭种类、磨煤机工作台数以及方式来接代锅炉负载,防止锅炉超负载运转。一般三台磨运行负荷原则上不准超过170MW；四台磨运行负荷原则上不准超过203MW。如果因为某些客观因素导致锅炉半侧燃烧,就要做出相应的调节,增加对角燃烧器的风量。按照锅炉工作状态来接代负载。以防止锅炉超参数运转。
4)锅炉所有正在工作的喷燃器的风煤比和锅炉含氧量要适当。一、二次风量比例要科学,不可使锅炉在风量不够或过多的情况下工作;不可减少运行喷燃器二次风并提升别的喷燃器二次风来补风量;也不可以通过控制磨煤机一次风挡板的方式来调整燃烧。
5)锅炉负载过大时,配风应该上下均衡;负荷很低时,正塔配风较为合适;火焰焰心较高的情况下,就要采用倒三角配风。
6)制粉系统工作分组科学,保证喷射器对称切圆,焰心居于锅炉中心,科学调节燃烧,降低烟气和汽温的温差。若转向室左右的烟温度差大于20℃,或者左右的汽温度差大于10℃,或者锅炉含氧量左右差距高于1%,就要考虑停掉喷燃器二次风,来使焰心能居于正位。
7)合理配置锅炉制粉系统的分批工作。在每日夜班调峰降负载,磨煤机停用时,应考虑到午夜后加负载时磨煤机的工作方式;在后夜班加负时,要按照磨煤机的状况,适当调整磨煤机的工作方式。若锅炉的受热面存在结焦或者因磨煤机配组工作不合理,就要每隔四小时改变一次磨煤机的分组工作模式。
8)如果负载达到90兆瓦到120兆瓦,就需要三台磨运行。不投油稳燃的最低负载不能少于90兆瓦。不可不投油稳燃二台磨煤机工作。
五、预防受热部分磨损
1、保持合理的烟气流速控制炉膛负压-50Pa左右。各受热面处烟气流速小于设计值。
2、运行中保持较细的煤粉细度可减轻受热面管子磨损。
3、运行中发现磨损严重，可在保证燃烧合理的情况下，保持较低的过剩空气系数。
六、调整后仍存在的问题和改进措施
1、存在的问题。1)提升一级减温水量可以更好的对过热器壁温加以调节,不过也让汽温减低,使机组整体循环热效率下降,也会影响汽轮机工作。2)通过提升各喷燃器上排风，降低下排风来压制焰心高度,能预防过热器壁温过高,不过水冷壁和喷燃器结焦等风险将会加大。3)喷燃器不足以满足炉膛燃烧动力,各个喷燃器角的气流动量并不一致,3号制粉系统问题较大。
2、调整改进。1）3号喷燃器上部可设计三次风。及时修复各喷燃器损坏处。2）做炉膛冷态动力场试验，试验出各喷燃器分配的合理风量。3）改进受热面，如适当增加水冷壁面积。
七、结语
随着经济的发展，同时也带动了电力事业的发展。而在发电厂锅炉的燃烧调节问题上，其不仅直接关系着发电厂的工作效率，而且锅炉燃烧的好与坏也直接关系着企业的经济利益。此外，锅炉燃烧调整是一个比较复杂的过程,同时在发电厂生产中十分必要,在调节时,要在实践摸索的基础上不断改进理论构想,才能让锅炉燃烧调整至最佳状态。所以,要不断完善自身的检修知识,提升其检修技能,才能更好的实施燃烧调整。
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论文作者:刘敏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/21
标签：锅炉论文; 发电厂论文; 炉膛论文; 工作论文; 焰心论文; 结焦论文; 烟气论文; 《电力设备》2018年第4期论文;