摘要：在我国，电力行业是国民经济发展的支柱项目之一，锅炉作为火力发电项目中的基础设备，其运行效率直接影响火力电厂的整体运行效果，和经济效益、社会效益直接挂钩。火力发电厂的日常工作中，锅炉无疑是最为重要的项目运行设备，要想提升项目的实际运行效率，就要从运行原理的角度分析锅炉的运行流程，从而进行优化项目升级。
关键词：电厂锅炉运行效率；影响因素；对策
1 火力发电厂锅炉运行的基本原理
在火力发电厂锅炉运行过程中，最基本的操作就是借助对应设备进行煤炭材料的运行，将煤炭材料运送到火力发电厂锅炉的燃烧炉腔内，确保能进行有效的高速燃烧，燃烧的整个流程都需要技术管理人员对其燃烧情况进行实时监督，促进燃烧充分的同时，提高设备的监管。在燃烧过程中，煤炭材料的能量是由化学能转化为热能，从而为设备的运行提供基本的能量，维持整个发电过程中相应设备的运行状态。待煤炭燃料充分燃烧后，燃烧过程中掺杂的矿物质以及杂质就会以基本的燃料形式在锅炉内运行，且携带大量的热量。
当煤炭燃料在锅炉内流转的过程中，要经过锅炉内部的水冷壁以及高温过热装置等，并且运行时也要经过锅炉的屏式过热器，最终经过锅炉内部设置的再热器后完成有效的操作流程。所有的接触都是受热表面进行接触，实现的就是热能的高效转化。只有利用这种能量的传递，才能在系统的高温状态下运行有效的操作过程，确保烟气裹挟着热量传递给锅炉的工作物质。在这个过程中，最终目的就是要保证锅炉内部工作材料能形成持续性加热以及能量转换，从而保证热量的高效传递，而就是借助这种能量的传递过程，才能保证锅炉内部形成具备定量压力参数和温度参数的蒸汽组分。在经过一系列反应和操作后，锅炉内部产生的高温烟气经加热具备了相应参数，然后再进入到锅炉的汽轮机部分，当汽轮机内部燃烧完成后，水蒸气的组分就会有效的吸收高温烟气中产生的热量，最后直接传递给整个系统的汽轮机结构，顺利完成能量的转化，将原本的热能转化成维持机械运作的机械能，从而为整个系统提供基本的动力能源和系统运行基础能量。
2 锅炉优化参数试验方法
（1）收集锅炉的基本情况等的相关资料，进行锅炉典型工况下的试验，通过性能计算和能耗分析，寻找引起锅炉煤耗偏高的主要原因，从而确定锅炉的优化目标。也就是要找到影响锅炉经济性的主要问题，了解锅炉设备性能有待改进的地方。
（2）根据锅炉优化调整试验的结果，在现场设备消缺的基础上确定优化目标，进行锅炉优化调整试验，寻找锅炉在调峰范围内合理的运行操作方式。通过试验得出在不同负荷下锅炉主辅设备的优化运行方式。
（3）锅炉优化运行是指输入锅炉机组燃料的热量被有效利用，使得锅炉各项热损失达到最小。通过对各项热损失的分析，找出锅炉的优化运行的方法，并找出提高锅炉运行经济性的途径。只有通过热平衡才能确定锅炉机组的效率，根据热平衡结果就可以判断锅炉机组的设计和运行情况，研究锅炉机组的热平衡目的在于定量计算与分析各项能量的大小，找出引起热量损失的原因，提出减少损失的措施，提高锅炉效率，降低发电成本。
3电厂锅炉运行效率的影响因素
3.1锅炉热损失
（1）造成排烟损失的主要影响因素是排烟温度和排烟容积。排烟损失与排烟温度成正比，排烟温度每增加十至十五度，排烟损失就会增加百分之一。其中漏风是造成排烟温度升高和排烟容积增大的主要原因，也是排烟热损失的直接原因之一。
（2）炉膛、锅炉底部水封、干式排渣机和烟道都是易发生漏风情况的地方。其中，炉膛漏风系数每增加0.1，就会升高排烟温度约三至八度。排烟温度过高、排烟容积过大还会受受热积灰和结渣的影响。炉膛、空预器和烟道等部位的积灰都会严重影响到受热面的传热效果，过多的积灰会减少工质或送风吸收的热量，排烟温度也将大幅地升高，从而降低锅炉的运行效率。
（3）固体未完全燃烧的热损失次于排烟热损失，固体未完全燃烧损失指的是部分固体染料颗粒还未在炉内燃尽就随着灰渣排出而造成的燃烧热损失。固体未完全燃烧热损失会受燃料性质、燃烧方式、炉膛结构以及过量空气系数所影响。从燃料本身性质来说，燃料的燃尽速度、煤粉的细度以及挥发分的含量都会影响着燃烧质量。
（4）越容易燃烧的煤粉，燃烧过程也就越稳定，稳定的燃烧过程就会缩短所需的燃烧时间，燃烧越充分，损耗的燃烧热也就越小。一般较细的、挥发分高的煤粉易于燃尽。
（5）炉膛内的过剩空气系数和运行中对氧量的控制都会影响到锅炉的运行效率和锅炉运行的经济性。
3.2锅炉给水品质影响
锅炉正常运转需要充足的锅炉水供给。假设锅炉的给水品质达不到要求，则会大大降低电厂锅炉的运行的效率。锅炉水中的离子浓度应保持在一定的限度内，如果离子浓度过高并且得不到控制，随着锅炉运行时间的加长，锅炉水中的杂质含量会不断增加，从而导致锅炉蒸汽的品质大大降低。如果锅炉的给水品质得不到改善，在锅炉的运行中，蒸汽中的杂质会不断积累在过热器的受热面管壁上，形成水垢，降低锅炉水冷壁的导热性能。此时用加热系统对锅炉进行加热，因为过热器的热传递能力受到了抑制，锅炉水冷壁的导热性能受到影响，会出现受热不均现象，严重的还会使受热面管壁温度不断升高，超过极限温度，导致锅炉部件损坏，影响锅炉的正常运行，降低锅炉的运行效率。除了离子浓度之外，含气量也是影响锅炉给水品质的重要因素。如果锅炉品质长期得不到改善，锅炉蒸汽中的盐垢会不断积累在汽轮机的流通部分，堵塞蒸汽的流通渠道，增加汽轮机叶片的表面粗糙度，增大蒸汽的流通阻力，严重的会阻碍机组的正常运行。
3.3 化学未完全燃烧损失
化学不完全燃烧热损失是指排烟中含有未燃尽的一氧化碳、氢等可燃气体所造成的热损失。影响化学不完全燃烧热损失的主要因素是炉内过量空气系数、燃料的挥发分、炉膛温度、燃料与空气混合情况和炉膛结构等。过量空气系数过小，氧气供应不足，会使化学未完全燃烧损失增大，过量空气系数过大，又会使炉温降低。一氧化碳不易着火燃烧，化学未完全燃烧损失也会增大。一般燃用挥发分较多的燃料，炉内可燃气体增多，易出现不完全燃烧。尤其是燃用挥发分较高的燃料，而炉膛温度又低，燃料与空气混合又不良，必将使燃烧反应减弱和可燃气体得不到充足的氧气，从而使化学未完全燃烧损失大大增加，当炉内空气动力工况不良，火焰不能很好地充满炉膛时，化学未完全燃烧损失也会增加。锅炉在低负荷下运行时，会使炉温降低，燃烧不稳定，使化学未完全燃烧损失增大。
3.4机械未完全燃烧损失
机械未完全燃烧热损失是灰中含有未燃尽的碳造成的热损失。它是由炉烟带出的飞灰和炉底排出的炉渣中的残碳造成的。影响此项损失的因素有燃料性质、煤粉细度、燃烧方式、炉膛结构、锅炉负荷、炉内空气动力工况以及运行操作情况等。煤中灰分和水分越大，挥发分越少，煤粉越粗，则机械未完全燃烧热损失越大。锅炉负荷过高，会使煤粉在炉内停留时间过短，来不及烧透，而锅炉负荷过低，又会使炉温降低，燃烧反应减慢，都将使机械未完全燃烧热损失增加。炉内空气动力工况不良，火焰不能很好地充满炉膛，过量空气系数控制不当，一、二次风调整不合适，都会使机械未完全燃烧热损失增加。燃烧过程中，缩短煤粉着火时间，同时，延长煤粉在炉膛中燃烧停留时间，使碳粒尽可能完全燃烧，将会降低煤粉的未完全燃烧热损失，提高锅炉效率。
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3.5 排污时间不合理控制
锅炉在实际运行过程中，由于锅炉内的水分在逐渐蒸发中，水分不断浓缩，导致锅炉水中存在的盐分也会逐渐累积。随着内部盐浓度的不断增加，也会给锅炉的实际运行情况带来较大影响。所以，在锅炉排污工作中，要将锅炉内的盐类进行排除。当前，在水分去污工作中，会依据人工、手动的方式对阀门进行控制，保证能对手动截止阀进行设置，更好的控制锅炉排污口，保证在该位置能对水样进行抽取，也能对水内氯离子、酸碱度进行测量，这样在最大程度上才能达到良好控制。但是，该方法是无法对锅炉内水情况进行检测的，也会影响数据的测定准确性，这样不仅无法掌握阀门的开闭时间，也会产生超量排放现象，为其增加更多的运行成本，从而为其造成较大损失。
3.6 运行中产生氮氧化物
近年来，社会经济发展迅速，人们生活品质得以提升，对于环境方面的要求开始攀升，因此环境保护的意识越加强烈。而环境污染当中空气污染最为严重，促使人们对各项污染气体的排放控制标准越来越严格。燃煤电厂锅炉中氮氧化物的产生和排放就是一项明显的污染指标，而正是这项指标直接阻碍了燃煤电厂锅炉的正常发展，因此发展至今，氮氧化物的排放标准直接成为燃煤电厂开展绩效考核的重要标准。这种污染物的产生主要是由于燃煤在燃烧过程当中，所富含的氮气处在高温下和氧气之间引发反应，形成氮氧化物。不过，在整个形成过程中，温度所发挥的作用非常重要，因此选择降低烟气温度和缩短其在锅炉内高温位置的停留时间可有效降低氮氧化物的排放量。但是这并不是长久之计，仍然需要不断深入研究低氮燃烧技术，这项技术的研发和完善才是有效解决氮氧化物产生及排放的重要手段，最终将以此促使氮氧化物的排放指标及浓度等都能符合国家规定的环保要求。
3.7 炉内结渣
在设计燃煤电厂锅炉的同时就应当对其所要用到的燃煤种类进行充分考虑，并且需要注意为业主们推荐和提供代表性煤种，这些都可用作设计锅炉炉膛及内部燃烧器型号的重要参数对照。并且相关设计人员必须要真正掌握燃煤煤种着火及结渣特点，据此在设计燃煤锅炉的过程中，对炉膛容积热负荷、燃烧器区域壁以及炉膛火焰高度等参数进行合理设计，这样才能有效保障锅炉本身运行的可靠性。而如果炉膛内的容积过小的话，则燃煤在炉内的时间将变短，因此也就无法实现完全燃烧，炉膛内温度较高，但水冷壁面积较小，则很容易形成结渣的情况。再比如炉膛横截面积较小，其燃烧区域温度较高，这种情况虽然对燃煤着火有利，但是仍然很容易结渣。所以说，燃煤的种类及特性是对炉膛结渣造成影响的主要因素，一般电厂当中所使用的燃煤都很难真正达到锅炉设计燃煤的需求。另外，煤粉的细度情况也是对炉膛结渣造成影响的主要因素，一般粗颗粒的煤粉燃烧时间较长，一旦在较高烟气温度当中，遭遇水冷壁将直接引发结渣。
4 提升电厂锅炉运行效率的对策
4.1 优化选择燃煤类型，控制锅炉给水品质
大型燃煤电厂锅炉设计必须结合相应煤种来进行，通常由于所选择的燃煤种类不同，因此所设计出的锅炉户型也不一样，在结构上将存在明显的差别，并且其内部制粉系统及真正投产之后的运行方式也将存在明显差异性。所以，在选择燃煤时，一旦锅炉的设计和所选燃煤不匹配，将直接对锅炉的运行造成一定影响，甚至严重阻碍其经济性及安全性，因此燃煤的选择是对锅炉运行效率造成影响的主要因素。要求相关研究人员最好是对电厂当中机组燃煤开展相应燃烧试验，并为此制定出多种燃烧技术的指标，总结多项经济性的分析结果。对于大型燃煤电厂锅炉的符合能力、系统运行成本以及维护成本和飞灰利用情况，还有供电成本等都必须要进行综合分析，以此来优化选择真正适合锅炉的煤种类型。除此之外，在燃煤电厂中的锅炉给水设备都必须要严格地按照其水处理操作规范来进行，并且需要对其水中杂质的控制来保障其盐水能够真正符合锅炉的需求。同时需要针对锅炉的受热面结渣情况做好相应的监察工作，并定期开展锅炉的清洗，具体采用酸洗的方式，以此清除在锅炉管道内部上的结垢、结渣。而在锅炉的运行当中，则必须要注重其蒸汽品质下降的问题，以此来有效的预防由于负荷而导致的虚假水位的产生，这些都将直接引发内部的故障问题。所以需要严格控制好锅炉当中的汽水问题，这样才能有效的完善防腐处理工作，可直接通过除氧器来实现对其中氧量的优化控制。
4.2 控制锅炉蒸汽品质，降低未完全燃烧热损失
在锅炉的实际运行过程中，控制锅炉蒸汽品质非常的重要。首先，电厂应该了解锅炉蒸汽盐含量问题，严格按照相关规定准备锅炉用水，严格控制锅炉给水的品质，减少锅炉水中的杂质，通过控制水中的含盐量来减少蒸汽中的含盐量，从而减少受热器管壁的盐垢。其次，电厂应安排相关工作人员时刻监督锅炉运行状况，定期对锅炉受热面内的盐垢沉积进行酸洗，清除管壁的积垢。最后，电厂应该不断提高工作人员的业务水平，定期对他们进行专业知识的培训，不断完善他们的操作技术和业务素质，让工作人员熟练掌握锅炉运行效率措施，从而保证锅炉的正常运行。除此之外降低未完全燃烧热损失也是属于提高锅炉运行效率的一个重要措施。在锅炉的具体运行中，要分析燃料的自身性质，这是因为燃料的燃烧程度与自身性质有着很大的关系。同时，还要对锅炉燃烧中的一次风和二次风进行适当调节，主要是因为一次风可以起到干燥煤粉，并为燃料的燃烧提供部分的热量；而二次风的作用是为燃料的燃烧提供所必需的氧量，并卷吸高温烟气。电厂为了控制一次风和二次风的风量，就必须根据不同煤粉种类来控制磨煤机出口温度，从而提高煤粉的燃尽性。除此之外，由于燃料种类的不同，它的经济细度也不相同，因此，电厂应该聘用相关专业知识的工作人员，对燃料的经济细度进行运算，从而调整磨煤机煤粉细度，提高燃料的燃烧效率，从而保证锅炉的正常运行。
4.3提升电厂锅炉设备日常维护
（1）加强对锅炉设备的运行监控，在锅炉运行阶段，相关人员定期、定时对锅炉设备进行巡查，详细记录锅炉设备的数据，并对数据进行分析，实时监察锅炉设备的运行参数变化，以期快速了解锅炉设备的隐患现象，及时处理，降低锅炉设备运行故障的可能，达到预期排查的目的。
（2）加强对电厂锅炉大修、小修以及重大技改过程的监督。在锅炉进行大修、小修以及技改阶段，保障此阶段的顺利进行，是保障锅炉安全、长久运行的关键。在此阶段，相关人员应认真做好技术分析报告、责任分工并针对性的利用检修法，在检修、施工前期，应做好相关的安全维修资料到技术监督部门进行安全审批。
（3）在锅炉安装、维修与改造期间，选择资历较高的单位进行施工，且选择专业性团队对施工过程进行监控，专业技术监督部门对工程质量进行检查，一切完好后方可投入使用，保障锅炉本身的质量，降低锅炉维修几率。
（4）在对锅炉进行日常维修时，为提高电厂锅炉运行的可靠性，应加强对锅炉、管道以及附属设备的保养、维护与检查，保障锅炉时刻处于健康状态，在锅炉正常运行过程中，工作人员不得擅自调整、改造锅炉阀门、管路系统与结构，降低锅炉出现故障的几率。
结束语：
综上所述，锅炉作为电厂当中一个极为重要的装置设备，发挥着不可取代的作用，锅炉的运行情况将直接影响电厂的工作效率。因此，应该加强对电厂锅炉运行维护工作，在锅炉运行时注意各个事项，并依据有关规范进行操作，且提出锅炉维护的有效对策，以便实现电厂锅炉的正常使用，提升过来运行效率。
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论文作者:牛野
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/21
标签：锅炉论文; 电厂论文; 炉膛论文; 损失论文; 燃煤论文; 燃料论文; 温度论文; 《电力设备》2018年第13期论文;