（河南大唐信阳发电发电有限责任公司 河南信阳 464000）
摘要：火力发电在国内电力资源当中是主要的构成部分，其产生出来的电力资源会为社会发展提供所需的电能。而火力发电厂当中的锅炉是产生电能的一个主机，优化锅炉运行以及降低能源的消耗，可以使运行效率大大提升，进而使供电需求得到满足。文章探究了优化锅炉运行的方法，希望火电厂通过锅炉的高效运行可以为人们提供源源不断的电源。
关键词：火力发电厂；锅炉运行；优化策略
一、火电厂的锅炉概述
1、火电厂锅炉概述
火电厂主要运行设备主机包括火力发电厂锅炉、发电机以及汽轮机，这三大主机联合其他辅助设备共同完成了火力发电整个运行过程，其中主机的运行状况对火力发电厂的综合运行效率影响重大，直接关乎发电厂的综合发电效率，对其安全发电的有否意义重大。其中，在主机中，锅炉又是最主要的核心构件，它是整个发电厂能量形成的根本环节之一，是能源的入口，在该设备中煤炭得以燃烧形成热能，是动力资源形成的根本所在地。此外，锅炉设备也是汽轮机和发电机的动力能源供给设备，对火力发电厂而言，该设备的运行有着至关重要的作用。而就其设备自身结构而言，见表1。
2、火力发电厂锅炉运行原理简介
火力发电厂锅炉对燃料进行燃烧，对形成的热量进行有效吸收后加热炉内的水，进而形成蒸汽动能，其具体的运行原理主要包括以下几方面内容：①燃烧煤炭。首先，于锅炉的炉膛内投入煤炭材料，对其进行不断燃烧，经由燃烧反应将化学能转化为热能。②高温烟气热传递。煤炭资源经燃烧后材料中的杂质组分和碳物质会在氧气反应作用下形成高温烟气，这些高温烟气中热量较多，在锅炉内部进行运行，可以通过锅炉屏式过热器、内水冷壁、高温过热器以及再热器，在接触这些部位的受热面后形成热量传递，逐渐传递给炉内的工作物质，最终在相变作用下形成生成水蒸气组分。③热能转变为汽轮机的机械能。水蒸气成分于汽轮机中完成热能传递，将其传递给汽轮机，使其成为机械能，为汽轮机提供动力能源。
二、火电厂锅炉运行优化的重要性分析
目前，很多火力发电厂为了进一步提高火力发电的运行效率，减少安全事故的发生率，都在积极规划并调整相关的发电运行模式，创新性的对发电设备进行“调控一体化”管理，其中重点对锅炉的运行效率和运行方式进行了系统调整，旨在进一步提高工作人员的工作统筹能力的同时缩减设备使用流程，同时提升火力发电的运行效率和运行安全性。但是就目前的锅炉运行状况来看，暴露出了一些问题，主要表现为蒸汽参数问题和热损问题等，所以各大火力发电企业均在不断优化和完善锅炉运行效率。目前，就能源消耗量统计结果显示，工厂的工业能源消耗量位居第一位，而工业用电量已占据社会总用电量的75%左右，用电负荷相对较大，约为15万kWh，加之工业生产中燃油资源和燃汽资源的使用，工业生产总体的能源消耗量极为巨大。在现今能源的大量消耗形势下，国家正逐步提出了节能、减排理念，积极倡导多种节能措施，目的是维护能源的可持续发展。近些年来，国内经济发展速度较快，在大量的建设项目出现后，生产和生活用电量也在逐年攀升，由此引发了电量的紧张状况，为了有效缓解这种紧张状况，火力发电企业开始逐渐注重节能措施。目前的火力发电厂的锅炉构件包括下降管、省煤器、联箱、过热器等锅炉本体以及烟风道、点火装置等辅助设备。
对这些设备均需要进行运行优化，只有这样全面的进行优化才能尽量减少对煤炭资源的浪费现象，综合提升运行效率，进而缩减运行成本，此外，对提升火力发电厂的经济效益、安全效益等综合效益意义重大。
三、火电厂锅炉运行措施研究
火力发电厂的锅炉运行设备较多，所以可以从多个方面进行运行优化，可以设计锅炉的多项参数、优选锅炉中的煤炭材料的类型，保障其质量、合理设计锅炉的结构等。通过这些措施来保障火力发电厂的锅炉运行的有序性、经济性以及安全性。由于火电厂锅炉运行时设计参数和运行参数存在一定的差异性，往往难以完全一致，加之锅炉所用的煤炭原料存在一定的质量问题，所以致使火力发电厂锅炉在设计之时设置的规划效率值难以实现。此外，火力发电厂锅炉在运行时的工作水质也多存在问题，所以会严重影响运行状态，就以上多种问题可见，在对火电厂的锅炉进行运行优化时要结合火电厂锅炉的多种工作实际环境，积极采取优化措施，在保障安全运行的同时争取获取最大化的经济效益。
依照火力发电厂的锅炉内的工作物质的内循环形式以及驱动方式将火电厂锅炉分成混合、强制、自然循环火力发电厂锅炉，文中以循环流化床的锅炉和煤粉锅炉的运行进行了相关优化。
1、循环流化床的锅炉运行优化措施
火电厂的循环流化床锅炉是目前应用较为广泛的锅炉设备，对这种类型的锅炉进行运行优化时要首先对其循环流化床所用的煤炭资源进行优选，合理选择质量较好的原料，对煤炭的类型要进行挑选，此外，积极解决循环流化床炉内空气过剩系数问题。（1）燃煤运行优化措施煤炭资源是火电厂运行的主要能源之一，所以对其质量进行控制是提升锅炉运行效率的主要措施之一。无论是循环流化床锅炉还是粉煤锅炉均需要使用大量的煤炭资源，所以必须积极保障煤炭资源的质量，以此提高煤炭燃烧过程中的燃烧效率，进而保障煤炭资源在进入火力发电厂锅炉中时能够具有合适的煤炭原料粒径，使其数值尽量低于设计时的数值，这样能够有效提升循环流化床锅炉的综合供热效率。（2）调整风量对锅炉内的风量进行调整是锅炉运行效率优化的主要措施之一，确切的说，锅炉内燃烧过程是空气中的氧气组分和煤炭原料在锅炉的炉膛内进行融合燃烧的一种过程，所以必须对其适当调整优化，具体的措施为实时观察锅炉中的一次和二次风量的大小数值，合理设置煤炭原料和锅炉内风量的配比，通过这种调整来实现火电厂循环流化床锅炉的最优化的将供热效率。在锅炉应用前期要合理设定风量的比例，这是保证锅炉内的床层压力的基础措施之一，此外，合理设置风量的比例也是因为炉内的煤炭材料的粒径较大，所以必须通过这种措施提升煤炭原料的流动性。此外，在火电厂循环流化床锅炉运行中常常需要控制炉内的空气指数，所以必须在保障煤炭材料的流动性的基础上，对进入火力发电厂循环流化床锅炉内的风量数值进行控制，将风量数值和配比设定好。最后，对于二次风的风量而言，要保证其供给量，使其能够有效提供给炉内的煤炭原料以充足的燃烧氧气，如此才能保障煤炭材料燃烧的彻底性。（3）调整排烟的温度排烟温度影响锅炉使用效率，二者之间呈的正相关关系。所以必须有效控制排烟的温度，确保其温度不得过高，这就需要有效清理加热部位的烟灰。此外，还需要不断改造锅炉的结构，完善其使用守则，降低锅炉的排烟温度，综合提升锅炉运行的效率。（4）调整飞灰的碳含量火力发电厂锅炉在运行时必须燃烧煤炭，所以势必会出现一些碳元素，这些元素形成于煤炭燃烧过程，一旦这些碳元素过多将会直接导致煤炭于炉内难以充分燃烧，最终降低锅炉的使用效率。在该问题发生后，由于炉内的实际情况难以坚持，所以很多工作人员会进行原因误判，以为煤炭已燃尽，从而会继续投入煤炭，最终致使锅炉的发电成本增加。所以必须对锅炉自身进行调整，完善其燃烧器， 确保煤炭的充分燃烧，保障锅炉的运行稳定性。
2、粉煤锅炉的运行优化措施
粉煤锅炉使用粉末状的煤炭原料，对其进行燃烧，进而形成高温烟气，最终产生动力等多种能源。就粉煤锅炉结构来看，主要包括锅炉燃烧器、锅炉炉膛、锅炉供风设备以及锅炉制粉设备。这种锅炉的工作原理为利用锅炉供风和制粉设备加工煤炭原料，使其成为粉末状，随后由锅炉供风设备将生成的煤炭材料利用一次风送入粉煤锅炉炉膛中，之后利用二次风于锅炉燃烧器内建立环形风道，再次将粉末状的煤炭原材料带入粉煤锅炉炉膛中。而此时锅炉燃烧器会混合空气与粉末状的煤炭材料，并经由两次吹风将空气和煤炭原料送入粉煤锅炉炉膛，这时会在炉膛中形成一个空气动力场，通过上述原理来保证煤炭着火、燃烧等流程，确保了粉末状的煤炭的高效燃烧状态。通常情况下，粉末状的煤炭会在炉膛中停留1s左右，在这1s中为了保障粉末状煤炭材料燃烧尽所以必须对其设定足够的风量，从而保障整个供能反应。为了实现上述目标，应该对粉煤锅炉的运行参数进行计算和设计，具体的参数见表2。
结束语
就目前国内的火力发电电力供应情况来看，供应较为紧张，只有不断优化其运行措施，积极建立完善的节能系统才能有效的提高设备的利用率，进一步降低能源损耗，最终综合提升企业的经济效益和安全效益。而就目前火电厂的锅炉运行效率来看，仍然不够完善，所以今后笔者将联合相关部门和单位进行深入的研究，以求实现企业的可持续发展。
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论文作者:郭建雄
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/27
标签：锅炉论文; 火力发电厂论文; 煤炭论文; 火电厂论文; 效率论文; 流化床论文; 风量论文; 《电力设备》2017年第5期论文;