摘要：煤炭燃烧一直是我国电力能源的主要来源，如何提高燃煤机组锅炉运行效率，对燃煤机组锅炉运行调整及优化是非常重要的，本文研究了燃煤机组锅炉的基本结构以及运行过程原理，列举了在生产过程中常出现的一些对运行效率造成影响的问题，并对燃煤机组锅炉运行调整及优化进行了分析。
关键词：锅炉运行；调整优化
1 前言
国内电力能源需求量极大，燃煤机组锅炉是提供电力能源的主要供能方式，但是如何提高燃煤原料利用效率以及燃煤机组锅炉运行水平是亟待解决的事情。对锅炉进行运行调整就是通过调节燃烧量、给水量、减温水量、送风量和引风量来保持气温、汽压、汽包水位、过量空气系数、炉膛负压等稳定在额定值或允许范围内。这些因素改变一两个或许对运行效率改变不大，但是将这些变量参数综合起来考虑的话，便能有效的对燃煤机组锅炉起到调整优化的作用。
2 燃煤机锅炉简介与运行原理
锅炉是燃煤机组的重要组成部分，直接作用就是将燃煤的化学能转换成热能，生成温度较高的烟气，蒸汽流经锅炉内水冷壁、屏式过热器、高温过热器、再热器等受热面，与受热面内的工质进行换热，高温烟气将热量传递给工质，最终将工质加热到一定温度和压力的水蒸汽，水蒸汽进入汽轮机做功，这样就实现了将热能转换成为机械能的目的，根据锅炉内工质循环的驱动力不同，锅炉可以分为自然循环、强制循环、混合循环等方式。锅炉基本结构如图1所示。
图1 燃煤机组锅炉基本结构图
3 锅炉运行中常出现的问题
导致锅炉运行效率不能有效提高的因素有很多，其中排烟热损失就是很关键的一点，排烟热损失的主要因素是排烟温度和排烟量，排烟温度每上升十摄氏度，排烟热损失会增加百分之零点六到百分之一。而燃煤机组锅炉的排烟量取决于进入锅炉的空气的过剩空气系数以及所燃烧煤的成分。影响排烟温度的原因包括炉膛的漏风、制粉系统漏风以及烟道漏风，漏风会明显增加锅炉的排烟热损失，从而使锅炉效率降低，影响锅炉的安全经济运行。炉膛内受热面结渣积灰，根据传热学相关知识炉膛受热面积灰会使炉膛内各个化热设备烟气侧的热阻增大，降低换热系数，使实际换热量降低，由于烟气向受热面释放的能量减少，锅炉排烟温度必然会提升，从而增大锅炉的排烟热损失，而结渣不均匀还容易造成锅炉各个受热面的受热不均匀，使锅炉管道热应力增加，容易引起爆炸等恶性事故。
另外，锅炉的喷水减温和排污都会使锅炉蒸汽参数的降低，从而降低锅炉运行效率，汽包锅炉排污是为了保证锅炉中工质的成分的洁净，防止换热过程中的结渣和堵塞，所以定期排污是锅炉安全运行的必要条件。但是锅炉排污频率不能太高也不能太低，太高会增大热损失降低锅炉运行效率，过低则会使水质变差，容易引起结渣，所以要合理选择排污周期，以期实现锅炉的最优运行。喷水减温也是锅炉运行中不可缺少的部分，喷水减温降低主蒸汽和过热蒸汽的温度，使其保证在一定的范围内。若不进行喷水减温，易造成蒸汽温度过高进而使管道超温甚至引起爆管，但喷水减温带走了高温蒸汽中的热量，使得蒸汽参数降低，又会引起锅炉蒸汽质量的降低和热损失的增加，所以喷水减温量也是锅炉运行中需要重点优化的一个参数，合理选择减温水抽取位置，尽量控制燃烧量减少锅炉喷水减温的减温水量。
4 燃煤机运行调整与优化策略
锅炉设计时根据设计参数、设计煤种确定的锅炉结构以及相关辅机设备的选型，但是在实际运行中，由于实际燃用煤种不可能与设计锅炉完全一致，锅炉也不可能始终处于额定负荷下运行，另外由于水质问题等，锅炉运行需要根据实际情况不断地进行调整，以求锅炉能够在保证安全的前提下达到最大的使用效率。
4.1 煤粉锅炉
煤粉炉以煤粉为燃料，煤粉炉的燃烧设备由炉膛、燃烧器、制粉设备以及供风设备等组成。制粉系统将燃煤磨制成一定细度的煤种，一次风携带着煤粉通过燃烧器进入炉膛，二次风通过燃烧器的二次风环形风道或二次风口引入炉膛。燃烧器可以将煤粉和空气的混合流有组织地送进炉膛，形成有利用煤粉燃烧的空气动力场，保证煤粉着火、燃烧及燃尽等阶段的顺利进行。煤粉在炉膛内仅仅逗留 1 s～2 s 的时间，在如此短的时间内，为了保证煤粉在炉内燃尽，必须供给适量的一、二次风，强化燃烧，以缩短燃烧的准备阶段和创造良好的燃烧条件。
4.2 循环流化床锅炉
循环流化床锅炉以其特有的优点得到了一定的应用。影响流化床锅炉运行的因素有煤质、床压和过剩空气系数等。燃煤对锅炉的影响十分明显，实际运行中，要确保入炉粒径实际值小于设计值，否则会对锅炉的热效率产生影响。炉膛内的燃烧过程就是煤粉与空气的混合燃烧，因此风粉配比对锅炉燃烧有着重要的影响，在锅炉投用初期，需要较高的过量空气系数，因为初期，床压较高，煤粉粒度较大，需要较大的风量保证燃料的充分流化，在床压和粒度控制之后，需要在确保流化的前提下降低一次风量，避免由于一次风量太大导致较高的过剩空气系数；此外，还应适当增加二次风量，为燃料燃烧提供充足的空气，使燃烧充分，另外，合理的一二次风配比，能够使旋风分离器维持良好的灰循环。
床压对锅炉运行效率也有着一定的影响成分，假设床压不够大，那么就说明锅炉内的床料量不足，这时如果有断煤以及通风量稍大等情况发生，极其可能造成床稳迅速下降，甚至会因此停机；另外，床压低时，炉膛会没有足够的床料参与内循环，继而降低对流换热，锅炉不能在正常工作负荷下运行，对锅炉影响极坏，不利于锅炉有效运行。床压过高时也有着不良影响，举例来说，为了充分流化，需要加一次风量，如此便会多一次风机电耗，不利于成本的控制。故应进行锅炉试验，确定合理的床压，保证锅炉运行的稳定性。人工放渣速度也额外需要控制，速度的快慢极大地影响着床压、风压，进而造成负荷的较大波动。
另外值得注意的一个点是降低空气预热器漏风量，空气预热器是燃煤机组锅炉中重要的一个关节，作用是将烟气中余热合理回收，再用来加热进入炉膛的空气，而由于烟气与空气的换热属于气换热过程，常采用回转式空气预热器，回转式空气预热器虽然具有很好的换热效果，但其不可避免的会造成漏风，从而增加锅炉的热损失。通过改进空气预热器来降低换热过程中的漏风量，可以极其有效的将换热过程中的热损失降低，间接就大大提高了运行效率。燃料能源的不完全燃烧是一个不可避免的现实因素，但不能完全消除不代表不能有效调整。从能量损失类别来看，不完全燃烧热损失常常被划分为机械、化学不完全燃烧热损失两部分，影响不完全燃烧热损失的因素有煤质组成成分、煤粉研磨的细度、进风量的大小、过量空气系数等因素。
5 结束语
燃煤机组锅炉通常是整个能源开始转换的第一个节点，对能源的转换效率有着至关重要的影响，对燃煤机组锅炉运行调整，综合考虑各项影响因子，优化锅炉运行状态，降低能量转换过程中的能量损失，有效提升锅炉对能源的利用率，本文在举例提出锅炉运行效率低的常见原因的基础上进一步对如何有效调整及优化分析锅炉运行进行了探讨分析。
参考文献：
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论文作者:杨小东
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/13
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