火力发电厂锅炉运行优化策略的相关研究

发表时间:2020/7/20   来源:《中国电业》2020年48卷6期   作者:冮明宇
[导读] 火力发电对社会经济发展以及人们日常用电生活具有重要影响
        摘要:火力发电对社会经济发展以及人们日常用电生活具有重要影响,随着社会经济发展,国家对可持续发展战略的重视,火力发电厂在电力市场受到的监管力度也随之加大。火力发电厂发电,以消耗煤炭资源产生动能,进而依靠机器设备产生发电的机械能。火力发电厂的发电,是以消耗能源为前提,这样一来,如何进行能源的优化配置,对于提升经济效益有着重要影响。火力发电厂锅炉是产生动能的主要机组之一,所以,针对这种状况,优化电厂锅炉运行,对火力发电厂产生的经济效益有着直接影响。
        关键词:火力发电厂;锅炉运行;优化策略
        引言
火力发电运行中,其设备主要有锅炉、发电机和汽轮机。上述三大主机与其他辅助设备合作共同完成了火力发电。其中,主机的运行情况直接影响着火力发电厂的运行效率,且这对发电效率也产生了十分显著的影响。在主机当中,锅炉占据着最为重要的位置,其也是发电厂能量构成的关键,是能量输入的重要窗口。煤炭在设备中可将化学能转化为热能,这也是动力的主要来源。同时锅炉设备还可为汽轮机和发电机供应动力能源。在火力发电厂发展中,该设备的作用十分显著,而从锅炉自身结构来看,其主要分为锅炉本体和主要的辅助设备。前者主要由下降管、省煤器、联箱、过热器和再热器构成;后者主要由烟风道和点火装置构成。
        1火力发电厂锅炉运行发电的基本原理
(1)火力发电厂锅炉进行燃料的燃烧,多以煤炭为主。煤炭燃料在锅炉内燃烧,随着燃烧反应产生大量的热能,并且以化学反应的方式提供给汽轮机,从而推动汽轮机运作,产生电能。
(2)除了蒸汽动能外,高温燃烧下,煤炭会产生碳物质和杂质,形成高温烟气。高温烟气之中,同样具有大量的热能,这些热能会随着火力发电厂锅炉的内壁运行,逐渐提升锅炉内的温度。这样一来,随着高温传递效应,将会产生大量水蒸气,推动汽轮机运作。
(3)高温烟气和水蒸气同时作用于汽轮机,蒸汽能转化为动能,推动汽轮机运转。这是火力发电厂锅炉运行的最后一部分,是燃料燃烧最终产生的动能,是推动火力发电厂产生电能的关键。
        2火力发电厂锅炉耗能中的问题
        2.1燃料杂质较多
煤炭是火力发电中较为常见的燃料,因此锅炉当中的燃料对锅炉的能耗有着十分显著的影响。当前,我国很多火力发电厂均以煤炭为主要的燃料,燃料使用前未经任何特殊处理,因此锅炉燃煤的质量和效率较低。另外,由于原煤的质量不同,也会使得燃烧率存在较大差异。如煤炭无法充分燃烧,锅炉运行的效率也会大打折扣,锅炉产生的热能无法达到预期的水平。同时,因为煤炭本身的质量不能达到理想的水平,锅炉燃烧的稳定性也会受到较大的影响,且燃料燃烧后也会产生大量的残渣,煤炭资源并未得到有效的利用。而在这一过程中所产生的残渣也会对环境构成较为严重的污染。
        2.2锅炉运行效率低
火力发电环节,锅炉运行负荷较低是造成高消耗的关键原因,其负荷无法满足锅炉高效运行的要求。因此,在火力发电的过程中,其无法达到标准的设计值,锅炉的能量传输效率也会受到极大的影响。另外,运行负荷对锅炉的使用寿命也会产生较大影响。火力发电中,锅炉突然熄火较为频繁,该状况不仅影响了燃料燃烧的充分性,也提高了燃料燃烧和锅炉运行的能耗,而且也不利于保护锅炉的运行性能。很多因素均会导致以上问题,如使用质量较差的煤和锅炉操作缺乏规范性等。
        2.3锅炉设备使用及管理有待完善
火力发电厂在运行的过程中,管理人员并未建立长远的眼光,大范围选择质量不佳的设备,降低了采购成本。但是在后期设备运行的过程中,设备频繁发生故障,影响了设备的回报率。不仅如此,设备运行中还会浪费大量的能源和资源,不能充分满足节能降耗的要求。

并且锅炉设备也会出现十分严重的老化问题,锅炉工作的时间较长,资源消耗较大,如锅炉长期运行还会使炉渣堆积,硫化物含量明显增大,水冷壁、过热壁上均会出现较多的炉渣,这使得硫化物含量随之增加,受热换热面积会被炉渣覆盖,降低了能源的利用率。
        3火力发电厂锅炉运行优化策略分析
        3.1蒸汽参数的优化
锅炉的蒸汽参数数值需要保证平稳,所以,需要相关工作人员端正态度,对蒸汽参数的变化实时关注。火力发电厂的锅炉都具有保热自动装置,能够使锅炉的蒸汽参数保持平衡。若发电厂采用的是自然循环煤粉炉,其蒸汽的参数变化会根据主蒸汽温度的变化发生变化,当主蒸汽温度提高11~15℃时,发电厂煤炭消耗就会减少1.45g,而在热气温升高13℃后,煤炭消耗就会减少0.83g。
        3.2调整风量
应对火力发电厂循环流化床锅炉一次与二次风量数值进行实时观察。准确地说,锅炉内部燃烧的过程是煤炭与空气氧气组分在锅炉炉膛内充分燃烧的过程。所以,锅炉内部风量与煤炭配比对火力发电厂循环流化床锅炉的供热效果具有直接影响。在循环流化床锅炉使用初期,需要确保风量比重,因为在锅炉使用初期,必须保证锅炉内部床层的压力值,而且锅炉内部使用煤炭的粒径比较大,所以,为了可以更好地确保煤炭流动,一定要保证进入循环流化床内部风量的数值科学合理。
除此之外,还需要确保风量不能过高而导致锅炉内部空气系数提高,基于煤炭流动性,需要对进入到锅炉内的风量值进行控制,合理制定风量值与配比。同时,需要重视二次风风量供给问题,进而为煤炭的燃烧更好地提供氧气,并确保煤炭完全燃烧。若能够保证一次风、二次风风量的配比良好,也同样可以保证锅炉内的煤炭循环正常。
        3.3减少飞灰的碳含量
火力发电厂最重要的工作原理就是充分利用煤炭燃烧来获取热量,并使用产生的热量带动发电机运行,进而实现发电的目的。然而,煤炭自身最主要的成分是碳元素,所以,在其燃烧的过程中会产生一定量的飞灰,若飞灰中所含有的碳元素太多,就会严重阻碍煤炭在锅炉内部的充分燃烧,最终只会使锅炉实际使用效率降低,并减少所产生的热量。而如果出现上述现象,工作人员就会误认为煤炭已燃烧干净,进而不断加大煤炭添加量,导致发电成本不断提高。因此,为了能够有效地解决上述问题,不仅需要对锅炉本身结构进行改进,同时还需要完善锅炉内部的燃烧器,进而推动煤炭的充分燃烧,使得锅炉运行更稳定,并提高其实际的使用效率。
        3.4降低排烟的温度
火力发电厂的锅炉使用效率的高低和锅炉使用过程中的排烟温度有直接的关系。通常情况下,排烟的温度和锅炉使用效率呈正相关的关系。然而,导致锅炉排烟温度过高的主要原因就是锅炉尾部的加热不均衡,而且所加热部位的清灰工作不合格,最终使得锅炉内部烟灰较多。
在我国科技水平不断提高的当下,研究工作者针对上述问题进行了分析,并提出了解决的措施。可以对锅炉结构进行改进,也可以完善锅炉的使用守则,进而保证锅炉在燃烧的过程中能够更稳定,这不仅可以降低锅炉排烟的温度,同时还能够有效地提高锅炉运行过程中的使用效率,并且使得火力发电厂的工作效率有所提高。
        总结
综上所述,对电力产业来说一方面是机遇,另一方面来说也是一种挑战。本篇文章主要从策略方面对火电厂锅炉发电效率方面来进行叙述。我国正处于能源利用转变时期,由于现在环境问题越来越成为经济发展过程中重要的制约因素,因此能源的转型利用就成为了我们必须要注意的问题。电力能源作为一种较为绿色的能源,正符合现代经济发展对于能源利用的要求。而作为电力生产的火电厂来说,锅炉的效率问题就格外的重要,如何优化锅炉发电技术,我们还需要一步步去探索。
        参考文献:
[1]马楠,由聪.火力发电厂锅炉燃烧优化技术的研究探讨[J].电站系统工程,2017,33(02):37-38.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: