电力锅炉燃烧优化策略探讨

万良鹏

摘要：电厂锅炉运行主要以燃烧的方式满足生产需求，锅炉燃烧过程中影响因素较多，对其进行优化运行能够提高锅炉效率，有助于电厂生产效率与锅炉运行的全面发展。文章通过对电厂锅炉燃烧影响因素进行分析，提出相应的优化对策。

关键词：电厂锅炉；锅炉燃烧；燃烧优化

引言

锅炉是电厂中的重要设备，火电锅炉在电厂运行中的损耗占比达到1/5，锅炉燃烧的效率关系着电厂的市场竞争力及国家能源安全。随着技术的不断发展，电力锅炉的设计及使用水平也在不断进步，电力锅炉燃烧效率作为评价锅炉性能的重要指标，探讨优化电力锅炉燃烧策略具有重要的经济价值及工程价值。

1电站锅炉燃烧系统运行原理

火电厂锅炉燃烧系统可以将热能转化为电能，锅炉是整个火电站的核心设备，锅炉燃烧系统就是整个火电站的核心系统。整个系统详细的运行过程如下：送料机先将煤块送进碎煤机进行一次粉碎，完了再将碎成小块的煤块送进磨煤机进行二次研磨，经过两道细化加工后，煤块被制成了细煤粉，这时我们就可以将其吹入锅炉的膛炉进行燃烧了。在燃烧的过程中会产生大量的热量，我们可以将锅炉用水浸没，这样水与锅炉相接触之后，两个媒介之间进行热量的传递，能把煤粉燃烧产生的热量传递给水，使其由液态的水变成了气态的水蒸气，再对水蒸汽进行热处理变成过热蒸汽。过热蒸汽携带者大量的热能推动汽轮机，踏上了将热能转化为动能的路程。再依靠这动能进行发电，就完成了热能向电能的转化。锅炉燃烧系统的稳定性决定了火电站的固定产电量，它的稳定性主要决定于以下三个指标，蒸汽压力、炉膛负压和烟气含氧量。要保证保轮机所需动能充足，那蒸汽压力就必须平衡；炉膛负压的稳定，可以确保炉膛煤粉的充分燃烧，防止气温过高导致的设备老化问题；烟气含氧量是判断煤粉充分燃烧的指标，如果含量比较小，则表示煤粉燃烧不充分，没有达到最佳利用效率。

2电力锅炉燃烧控制存在的问题

电力锅炉进行控制过程中，涉及的参数测量设备存在一定的误差、通信延迟、误码等情况，含碳量、排气温度及排气成分占比等关键参数偏差较大，且这些参数之间相互影响，导致时变调节准确度下降，让锅炉燃烧的效率降低。目前，很多电厂采用的控制技术是PID控制，其具有原理简单、速度快等优点，针对简单的被控系统效果明显，但电力锅炉燃烧属于多变的复杂系统，包含大量的非线性、滞后性及延迟性器件，难以精准搭建数学模型，在出现扰动或给定量变化的情况下，可能导致控制策略失效。

3电厂锅炉燃烧优化的有效措施

3.1准备燃烧阶段

作为火力发电厂的首选能源，煤炭的主要存在形式是煤粉，被磨煤机磨好的煤粉会以气流的形式输入锅炉，直到锅炉内部的燃料实现充分燃烧，该阶段都被称为准备燃烧阶段。在准备燃烧阶段，锅炉中的煤粉气流会受到不断加热，从而导致煤粉经历先被蒸发后被分解的过程，其挥发出的成分与煤的特性是有直接关联的。煤粉的温度通常会达到1100摄氏度到1200摄氏度之间，只有这样才能确保煤粉能在短时间内进行燃烧，不但可以有效降低煤粉着火所需的热量，而且还可以通过预先干燥粉来对风温进行提升。除此以外，准备燃烧阶段还能够为煤粉提供所需热量，从而保证锅炉温度能够快速提升。

3.2针对锅炉运行风量进行调节

在对锅炉调节操作过程中,最为关键的是对风量进行调节,在具体操作时要针对燃烧量的变化情况来调节风量,一方面要调节炉内过剩空气系数,提升煤粉颗粒燃尽率尽可能对未充分燃烧带来的损失控制在最低水平,同时尽量减少通风量的增加,降低锅炉出口烟气温度、烟气量,实现锅炉燃烧经济效益的最大化。过剩空气系数过大,一方面造成排烟热损失增加,另一方面增加风机出力,辅机耗电率升高不利于节能,同时烟气流速过大会加剧受热面磨损,锅炉设备的安全性降低,对于锅炉设备运行稳定性有一定影响,一般地,根据运行经验锅炉出口过量空气系数控制1.15～1.2较为合理。

3.3干式排渣机进风门开度调整

在锅炉负压作用下,通过钢带输渣机箱体外侧风门进入一定量的冷空气,使热炉渣在输送钢带上逐渐被冷空气冷却,炉膛漏风率在一定程度上明显增大,所以在不同负荷下,对干式排渣机两侧风门进行调整后,实测锅炉氧量平均降低0.21%,漏风量较风门调整前降低了55378.26Nm3/h,降幅较大。而主蒸汽减温水量降低2.8t/h,一级减温器入口温度平均降低3.63℃,锅炉排烟温度平均降低0.84℃,引风机电流平均下降0.86A,电耗平均降低了8.01kW。试验结果表明,在对干式排渣机各进风门开度调整后,在额定负荷下,干排渣漏风率降低了6.48%。

3.4采用现代控制技术

现代科技的进步为锅炉燃烧优化提供了技术、网络信息、设备支持，大大提高了电力锅炉的自动化、智能化、网络化及信息化水平，通过现代科学技术可以大大改善电力锅炉燃烧情况。先进的监控设备可实时对锅炉燃烧相关设备的工作情况、运行参数、环境情况等进行监控，为技术人员优化锅炉燃烧提供控制依据；通过计算机及DCS控制系统可以将电力锅炉的参数设置、检修状况及运行状态等相关信息收集起来，提高锅炉工作的效率和质量；先进的发电机组控制技术为其运行的可靠性、安全性及运行的高效性提供技术保障，利用先进的控制、管理决策以降低电力锅炉污染气体的排放量，优化锅炉燃烧的效果。

3.5选取合适的燃煤类型

作为影响火力发电厂热能动力锅炉的最主要因素，燃煤材料的选取非常重要。因此在选择燃煤类型时，一旦发现热能动力锅炉的功能与目标燃煤有所差异，就需要重新进行评估。如果强行使用不适合该类热力热能动力锅炉的煤炭，不仅会导致热能动力锅炉的器件损坏，甚至无法达到预期的经济效益。需要注意的是，在进行燃煤材料选取之前，必须要安排相关人员进行充分的燃烧实验，从而为选取最有效的燃煤类型提供有力保证。众所周知，煤粉的粗细将在很大程度上决定煤炭的表面积。如果煤粉本身的细度较高，煤炭在燃烧时与空气的接触面积会比较大，故煤粉在相同时间内吸收的热量也会不断增加。特别是对于难点燃的劣质煤来说，如果想在火电锅炉中充分燃烧，所需要的煤粉细度要求就比较高。

3.6对于热工检测技术在燃烧方面的改良

电站锅炉的炉膛温度是一项重要数据，它可以为锅炉燃烧的优化提供必要信息。我们通过检测出来的锅炉温度，制成温度分布图，这张分布图的用处甚至可以说是将锅炉燃烧系统提升了一个档次。同时如何精准地测量出它的温度一直是国内外争相研究的话题。掌握了炉膛测温技术，就等于掌握了锅炉燃烧控制系统的核心技术。热电偶测温方法具有测温范围广，性能稳定以及价格低廉等优势。在掌握了这两项技术的情况下，我们就可以获取在单一波长下的形成的火焰辐射图像，通过对比火焰辐射图像，推算出火焰的二维图像分布。这项技术不仅可以准确地判断火焰中心的偏斜程度，也能反应出壁炉是否结扎或者有熄火现象。利用这项技术我们就能及时的发现问题并做出调整，在风险和浪费还没发生的时候防患于未然，及时规避风险。这样做不仅提高了电站锅炉燃烧的效率，同时也降低了能源的报废率。

结语

总而言之，随着技术的不断发展，电力锅炉的设计及使用水平也在不断提高，电力锅炉燃烧效率作为评价锅炉性能的重要指标，探讨电力锅炉燃烧策略具有重要的经济、工程价值。通过锅炉燃烧影响分析探索出合理的燃烧优化策略，以提高电力锅炉燃烧的效果，改善电力锅炉的燃烧性能，促进火力发电行业的健康发展。

参考文献

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