火力发电厂锅炉运行优化策略探讨孙德玉

火力发电厂锅炉运行优化策略探讨孙德玉

(国家电投集团河南电力有限公司沁阳发电分公司河南454591)

摘要:当前,能源紧缺已经成为全球各个国家面临的重要问题,节能减排已经成为国家重要的发展战略。社会和经济的发展对能源需求量不断增加,我国的电力能源主要依靠火电厂来提供,因此火电厂的运行效率与节能优化就成为了影响我国经济可持续发展的关键。锅炉是火电厂的重要运行设备,通过锅炉的运行优化可以显著的提高火电厂的运行效率,降低能源消耗,基于此,本文就主要针对火电厂锅炉运行优化的相关问题进行简单的分析。

关键词:火电厂;锅炉设备;运行优化

电力资源是社会生产和生活中不可或缺的重要能源,随着我国市场经济的不断发展,无论是工业、工业发展用电量还是社会生活用电量都在不断增加,而且对电能资源的质量也有更高的要求,然而火电厂的高能耗以及环境污染却是众所周知,因此如何通过有效的优化策略提高火电厂锅炉的运行效率是目前的重要任务。对火电厂锅炉运行的优化可以减少锅炉运行对环境产生的不良影响,同时可以减少能源和资源的消耗,对于优化火电厂的持续发展具有重要的意义。

一、火电厂锅炉的分析

锅炉是火力发电厂中重要的运行设备,锅炉需要通过燃烧为汽轮机和发电机提供能量,因此也可以说锅炉是整个发电厂的运行核心,锅炉的运行效率对于火力发电厂的运行效率和发电安全性都有重要的影响。火力发电厂的锅炉中包含两个组成部分,即锅炉的主体设备和辅助设备,在主体设备中主要包含过热器、省煤器、联箱和下降管;辅助设备主要时抽风道和点火装置等等。火力发电厂的锅炉运行过程,是通过燃料的充分燃烧产生的热量,与锅炉内的水形成整齐,进而转化为动能的过程,所以在这个过程中的燃料是否充分燃烧与其产生的热能有密切的关系,也是影响火电厂发电质量的重要因素。

二、火电厂锅炉的运行原理

锅炉的运行是依靠锅炉制粉设备的运行将煤炭原料进行初次加工,再经过抽风管道将其卷入到锅炉的炉膛部分,再锅炉内的燃烧器形成环形风道,再将剩余的粉煤带入到炉膛,从而达到全部燃烧。通常情况下,粉煤在锅炉的炉膛内停留的时间很短,为了在短时间内达到充分燃烧,必须要保证足够的风量。

第一,煤炭进入到锅炉内部时,通过运输设备输送到炉膛中,煤炭在炉膛中经过燃烧产生大量的热能,通过热能的作用可以保证锅炉设备的稳定运行。

第二,煤炭在炉膛中经过燃烧以后就会在内部产生大量的热量,再经过水冷壁、高温过热器和锅炉屏式过热器等设备,利用接触受热表面的方式实现热能的传递,再将高温的热能传递到其他的锅炉设备中,形成每个设备运行需要的物质,最后将内部的高温烟气进行加热和传递,产生蒸汽,这样才能使锅炉具有较强的温度和压力,从而满足发电的需要。

第三,经过上一步处理的高温烟气持续加热并且产生水蒸气之后,就会进入到锅炉的汽轮机中,汽轮机是锅炉运行的核心部分,持续吸收高温烟气中的能量,再将这部分能量转化为机械能,为锅炉的运行提供动力。

三、火力发电厂锅炉运行优化策略

火电厂的锅炉运行优化,需要考虑到锅炉的设计参数、锅炉的具体构造以及煤炭的质量等方面的问题,同时还需要注意锅炉的辅助设备,将这些问题进行综合考虑,才能确保锅炉运行的安全性和经济性。在实际的火电厂锅炉运行中,每台锅炉设备的运行参数和设计参数之间都存在一定的差异,同时使用的煤炭原料也不能保证完全一致,因此想要对锅炉设备进行运行优化还需要考虑到这些问题。另外,火电厂的锅炉设备也需要面临不同的水质,这对于锅炉的运行状态以及热能的提供都有一定的关系,所以在制定优化措施时,必须要进行全面的考虑,切实保证锅炉运行状态的稳定性与安全性,这样才能获得更大的效益。具体的优化策略,包含以下几个方面:

1.粉煤锅炉的运行优化

火电厂的粉煤锅炉使用的燃料主要是粉末状的煤炭资源,这种煤炭燃烧可以产生丰富的高温烟气,从而为整个发电系统的发电机和汽轮机运行提供足够的能源。具体的优化措施,需要考虑几个问题:第一,对煤炭质量问题做好充分准备,应对煤炭原料质量下降时的应对。在锅炉燃烧的过程中,如果煤炭的质量下降,就会对煤炭的燃烧情况和锅炉的运行状态产生很大的影响,对此,需要将煤炭的质量偏差作为运行优化的一个重要问题。对此,可以采用原煤掺烧的解决方案,将不同的煤炭材料之间按照一定的比例进行调和,减少煤炭质量的偏差,并且将锅炉供风设备进行必要的改造,可以根据实际的运行情况及时调整风量,这样能保证燃料充分燃烧。第二,充分了解锅炉的燃烧过程,并且定期对燃烧进行质量调平、浓度标定等,不断更新锅炉的燃烧运行系数,以此为依据制定的解决方案更有针对性和科学性,可以更加显著的提高锅炉的运行效率。第三,对锅炉的炉内负荷进行调整。在锅炉燃烧的过程中需要按照严格的操作程序和速度,确保锅炉的燃烧过程顺利完成,这样才能在锅炉的炉膛内部实现充分燃烧并且产生热能,所以要对锅炉的负荷进行调整时,先要将炉膛内的粉煤材料全部清空,然后再停止供风设备,在炉内负荷不断提升的同时要加大供风设备,然后再增加炉膛内的粉煤量,通过这种调整能够确保粉煤锅炉保持一个平稳的运行状态,这样可以提高锅炉的运行效率。第四,如果锅炉的运行负荷较高,其高温环境可能会导致炉膛内的粉煤产生结焦问题,这会对锅炉的运行产生极大的影响,所以需要在粉煤锅炉内部采用配风试验的方法,不断调节粉煤锅炉供风设备的一次风和二次风的风量大小,在不同的区域采用不同的风量配比,可以有效的阻止炉膛内产生的结焦问题,同时也可以保证炉膛内的受热面不会受到粉煤污染。

2.飞灰的碳含量控制

火力发电厂的运行原理主要是利用锅炉燃烧煤炭产生的热能实现发电机的持续运行,因此煤炭燃烧的质量对于发电的效率又重要的作用,而影响煤炭质量的关键因素就是其碳元素的含量及其在燃烧过程中产生的飞灰含量,如果飞灰中含有的碳元素比例过多,就会对炉内煤炭的燃烧产生较大影响,无法充分燃烧,这会导致锅炉燃烧的效率降低,产生的热能也相应减少。但是,很多工作人员却不能及时发现煤炭没有充分燃烧,发现热能降低时不断的添加煤炭,这就造成资源的消耗量增加,也间接导致了发电成本的升高。所以在锅炉运行优化时,要考虑到这一问题,可以根据运行需要对锅炉本身的结构进行必要的改造,同时也要完善内部的燃烧器,控制煤炭燃烧过程中飞灰的碳元素含量,提高锅炉运行效率。

3.降低排烟温度

排烟温度对锅炉的运行效率有直接影响,而且呈现正相关的关系。通常引起锅炉排烟温度过高的原因,主要是由于锅炉尾部加热不均匀引起的,当锅炉内部聚集过多的烟灰无法有效清除,就会影响燃烧的质量。可以对锅炉结构进行改进,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。

结束语:

火电厂的锅炉运行效率对火电厂的发电质量和能源消耗都有密切的关系,而影响锅炉运行效率的因素也有很多,在实际的运行过程中,要对这些影响因素进行准确的把握,并且根据运行要求采取有效的优化策略,了解锅炉中运行状态中的煤炭材料变化、运行参数变化等,找到切实可行的解决方案,从而有效的提高锅炉运行效率,增强锅炉的安全性和稳定性,促进火电厂的持续发展。

参考文献:

[1]邢哲.火力发电厂锅炉运行优化策略分析[J].橡塑技术与装备,2015(10)

[2]李键.火力发电厂锅炉优化运行措施研究[J].应用能源技术,2017(02)

[3]郭雄伟.火力发电厂锅炉运行优化策略分析[J].黑龙江科技信息,2016(07)

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