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劣质煤掺烧优化应用分析

发表时间：2020/3/3 来源：《电力设备》2019年第20期作者：闵强

[导读] 摘要：大型锅炉配煤掺烧的运行优化是行业内不断探讨研究的重要方向，其对提高火力发电厂运行的经济性、提升锅炉热效率有着重要影响。

        （大唐贵州发耳发电有限公司贵州水城 553017）
        摘要：大型锅炉配煤掺烧的运行优化是行业内不断探讨研究的重要方向，其对提高火力发电厂运行的经济性、提升锅炉热效率有着重要影响。本文通过对现阶段锅炉热效率影响因素的分析，对大型锅炉的掺烧运行优化提出了一些改善的意见。
        关键词：混煤燃烧；锅炉热效率；优化运行
        1 探究现阶段锅炉热效率的影响因素
        锅炉热效率是衡量锅炉运行效果的重要指标，实际应用我们发现，影响锅炉热效率的因素主要有六大方面，探究这六大因素的产生原因，对我们提升锅炉热效率，推动燃用混煤大型锅炉的运行优化，有着深远的意义。
        1.1 燃用煤种的质量问题
        火力发电厂燃用的煤通常为动力煤，其质量指标一般有挥发分、灰分、水分、发热量、灰熔点、硫分。由于采购价格和地域关系，一般火电厂燃用煤种矿点多、质量不一，很难保证燃用设计煤种，特别是使用劣质煤时，由于灰分较高，在燃烬度、可燃质、发热量等方面的表现都不尽人意，其挥发分低，不易着火且燃烬度差，极其不利于煤粉燃尽，使得飞灰和炉渣可燃物增加，从而造成锅炉热效率下降，如何做好配煤掺烧以提高锅炉效率是长期困扰的问题。
        1.2 煤种与锅炉的配套状态
        对一台锅炉来讲，不可能燃用严重偏离设计参数的煤炭，它受到燃烧器型式和炉膛结构的限制，即每一台锅炉均有其设计煤种，但由于各种原因，锅炉实际燃煤很难达到设计煤种。综合调查表明，导致火力发电厂锅炉热效率低下的一个重要原因就是锅炉与煤种的不相适应，这两者之间的配套偏差，不仅会影响锅炉的正常出力，降低锅炉热效率，同时还会对锅炉的运行和维护带来诸多不利因素。
        1.3 过剩空气系数与运行氧量
        当过剩空气系数太小时，燃料得不到充分燃烧，这不仅造成了燃料的浪费，还容易引起燃料的二次燃烧。而当锅炉内的过剩空气系数过大时，会使得炉膛内的温度偏低，炉膛的传热效率低，烟道的废气增加，排烟热损失也会增加。与运行氧的质量分数类似，如何稳定炉内过剩空气系数，使之保持在最适宜的分布水平，是我们需高度关注的方向，在不断的工作实践中我们发现，当运行氧的质量分数增加时，炉渣飞灰含碳质量分数会相对减少，锅炉的热效率会有所提高。但运行氧的质量分数却并非越高越好，如果氧质量分数过大，会使炉膛温度下降，燃烧不稳，同时增加氮氧化物的排放量，导致锅炉热损失增加，反而降低锅炉热效率。。
        1.4 排烟热损失
        锅炉排烟热损失在锅炉热损失中占最大比例，其损失的大小主要取决于排烟温度的高低和烟气量的大小。研究表明，排烟损失会随着排烟温度的升高而增大，排烟温度越高，锅炉效率越小，一般排烟温度每升高10℃，锅炉效率会下降1%。同时当锅炉运行时的排烟温度长期高于设计温度时，会对引风机、除尘设备等造成一定的损害，从而埋下安全隐患。
        1.5 不完全热损失
        锅炉不完全热损失包括机械不完全损失和化学不完全损失，一部分是固体燃料颗粒在炉内未燃烬，一部分是可燃气体在炉内未放出燃烧热。实际运行中，影响最大的是飞灰可燃物的大小，据统计，有的锅炉飞灰高达10%以上，而有的仅1%左右，可见，减少不完全热损失潜力很大，效益可观。

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        1.6 锅炉受热面结垢
        众所周知，垢的热阻很大，当锅炉受热面结垢时，传热效果下降，锅炉排烟温度升高，效率下降，严重时会引起受热面鼓包、变形、超温爆管。经测定燃烧损失率会随着水垢面积和厚度的增大而上升，锅炉受热面结垢越厚，损失的燃料越多。因此，为减少受热面的结垢，加强锅炉水质管理成为提高锅炉效率的又一重要手段。
        2 大型锅炉优化运行解决对策
        从节约能源，提高锅炉热效率的角度出发，为使锅炉安全、经济运行，针对目前实际运行过程中存在的问题，特别是燃用混煤的大型锅炉，笔者认为可以从以下几个方面着手进行改进提高。
        2.1 完善配套设施，加强设备管理，提升队伍水平
        要加强对设备的日常维护与管理，在日常工作中，须指定专人负责日常的维护管理工作、制定专门的维护管理制度、配备完善的维护管理手册，并组织从业人员进行不定期学习，尤其在设备升级、技术更新之后，以此不断提升从业队伍的专业水平。
        2.2 进行配煤掺烧，提高锅炉效率
        针对锅炉实际使用煤种与设计煤种偏差大的问题，进行锅炉配煤掺烧是提高锅炉效率的最有效的手段。顾名思义，配煤掺烧就是将不同的煤种经过组合使其适合锅炉燃烧。搞好配煤掺烧的主要做法如下：一是做好煤场分区堆放；二是加强掺烧试验，确定最佳掺配方案；三是严格过程管理，做到专人负责，专业流程，专项制度，专项检查；三是及时总结，不断完善。
        2.3 加强燃烧调整，提高燃烧稳定性与效率
        锅炉燃烧调整，不仅关系锅炉能否安全稳定运行，而且很大程度上决定锅炉的经济运行。燃烧调整的主要手段是保持合理的风煤配合，一、二次配合和送引配合，保持合适的一、二、三次风风速、风率，以及合适的煤粉细度。同时需要根据不同的煤种，不同的负荷适时调整，以保持炉内燃烧速度和燃烬程度
        2.4 优化控制系统，提高自动化水平
        锅炉自动控制系统水平的高低对锅炉长期安全经济运行起到不可或缺的作用，目前主要的自动控制系统为主汽压力自动、引风自动、送风自动、汽温自动、给水自动。对整个控制系统的优化包括两个方面，一方面是保证锅炉本身在使用过程中能够一直处于良好的运行状态，这要求我们不断实现控制环节的全自动化，努力降低人为因素对整个运行状态造成的不利影响，保证给煤量、给水量、送风量、引风量以及汽温的自动调节；另一方面要求我们不断提高控制与自动的精度。对整个控制系统的优化，能将整个能耗降低10%-20%左右，直接影响着锅炉运行的效率。
        在燃煤锅炉的运行中，由于锅炉烟气的排放温度过高，会导致大量的余热随烟气的排放而损失，这样不仅对环境有所污染，也造成了大量余热资源的浪费。经研究发现，将热管换热技术运用到燃煤锅炉的运行中，可以减少余热资源的浪费，被利用的余热主要用于助燃锅炉中的空气或生产热水等。当锅炉受热面出现积灰时，锅炉的热传导效率会下降，排烟的温度会上升，这既会损坏锅炉部分结构，更会造成热资源的浪费。将锅炉自动清灰技术运用到燃煤锅炉中，是提高锅炉热效率的重要科学技术，也是实现燃煤锅炉节能环保的重要环节。
        3总结
        对于大型锅炉优化配煤运行的分析，不仅需要了解目前实际运行中存在的问题、针对问题进行一步一步的设计、调整和改进，最重要的是我们每个人必须了解企业、行业发展的根本目的，以及企业本身所承担的社会责任。如何在解决企业既有问题的同时，不断的改善产业结构、推进企业健康持续的发展，才是摆在我们所有从业人员面对的主要任务。
        参考文献：
        [1]华东电机工程学会，锅炉设备极其系统[M].北京：中国电力出版社，1999.