火电厂锅炉燃烧优化运行分析

邹功文

火电厂锅炉燃烧优化运行分析

【摘　要】锅炉运行的安全性和经济性主要取决于锅炉的燃烧是否优化运行。本文针对锅炉燃烧的优化目标，锅炉运行优化参数的确定，确定优化参数值的试验方法，锅炉优化的运行途径和燃烧优化调整进行了探讨。为锅炉的优化运行节能降耗、提高能源利用率的有效措施，具有十分重要的作用。

【关键词】锅炉燃烧；锅炉效率；优化运行　

引言

　　锅炉的运行参数主要是过热蒸汽压力，过热蒸汽和再热蒸汽温度，饱和水位和锅炉蒸发量等，其运行过程则表现为一个复杂的参数变化过程。在实际情况下，锅炉运行工况经常是不稳定的。各种各样的原因都会引起工况变化，而最后则表现为运行参数的变化。例如当单元机组汽机所需要的蒸汽流量变动时在其他条件未变的情况下，锅炉汽压、汽温、水位都随着改变。此时，必须对锅炉的燃料量、风量、给水量等作相应的调整，才能使锅炉的蒸汽量与汽机负荷相适应，使运行的参数保持在额定值或规定的范围内。

锅炉燃烧的优化目标

　　锅炉燃烧优化控制系统，根据锅炉的负荷和煤种，实时优化锅炉配风、配煤燃烧等运行方式，指导锅炉燃烧调整，通过对锅炉操作参数进行以性能为闭环的动态优化控制，提高锅炉燃烧效率，降低发电煤耗，同时减少烟气Nox排放，实现锅炉的经济环保运行。机组燃烧优化控制系统的基本原理是在机组安全运行的前提下，在运行可控参数的优化空间范围之内，选出一组优化的操作参数组合，这个优化目标一般为：优化的效率；最低的NOx排放；最低的运行成本。对300MW锅炉而言，优化目标为锅炉热效率、NOx、运行成本等等，最优化过程将使这一性能指标达到最优，也可以进行多目标综合的优化。

锅炉运行优化参数的确定

　　目前电厂运行人员习惯于把设计参数作为优化值进行调整，往往不能达到优化的运行效果。尤其是在低负荷的工况下，锅炉运行的安全性、经济性均比较差。其原因主要有三个方面：第一，设计参数仅对单一设备而言，未能充分考虑系统组合；第二，设备在制造、安装过程中存在一定的偏差，未能达到设计要求；第三，设计参数本身采用不合理。所以应该从实际系统出发，通过试验分析、比较，为运行人员提供锅炉在不同负荷下的优化运行方式及参数控制，这些运行方式建立在现有的设备基础上，通过运行调整才可以达到或基本达到，与原设计工况相比具有合理性、准确性和可操作性。它必须通过优化调整试验才能获得。所以，需进行优化试验，确定锅炉的优化经济运行方式及优化运行参数。

确定锅炉优化参数的试验方法

　　优化试验方法是通过对锅炉进行性能的摸底试验，全面优化调整，寻找优化方式及相应优化运行基准值。它包括性能摸底试验、优化调整试验两部分。
　　1、锅炉性能优化试验
　　收集锅炉的基本情况等的相关资料，进行锅炉典型工况下的试验，通过性能计算和能耗分析，寻找引起锅炉煤耗偏高的主要原因，从而确定锅炉的优化目标。也就是要找到影响锅炉经济性的主要问题，了解锅炉设备性能有待改进的地方。
　　2、锅炉的优化调整试验
　　根据锅炉优化调整试验的结果，在现场设备消缺的基础上确定优化目标，进行锅炉优化调整试验，寻找锅炉在调峰范围内合理的运行操作方式。通过试验得出在不同负荷下锅炉主辅设备的优化运行方式。
　　3、影响锅炉优化运行因素
　　锅炉优化运行是指输入锅炉机组燃料的热量被有效利用，使得锅炉各项热损失达到最小。通过对各项热损失的分析，找出锅炉的优化运行的方法，并找出提高锅炉运行经济性的途径。只有通过热平衡才能确定锅炉机组的效率，根据热平衡结果就可以判断锅炉机组的设计和运行情况，研究锅炉机组的热平衡目的在于定量计算与分析各项能量的大小，找出引起热量损失的原因，提出减少损失的措施，提高锅炉效率，降低发电成本。

锅炉优化的运行途径

　　1、锅炉优化运行与煤质管理
　　随着电厂进入商业化运营，煤质的管理显得越来越重要。灰分增加．就意味着热值减少，燃料量、电耗、金属单耗、受热面磨损都增加，燃烧的完全性与稳定性也受到很大影响，也会导致排烟热损失相对增加。所以管理好燃料是提高经济性、提高企业效益、提高上网竞争能力的关键环节之一。
　　2、锅炉优化与监视系统
　　锅炉的一、二次风速以及炉膛断面热负荷、燃烧器区域热负荷、壁面热负荷等均根据燃用的煤质设计，这是由于燃烧、传热等过程不仅复杂，且影响因素的随机性也较太。目前在设计过程中，除了计算外，一般按推荐值选取。锅炉在运行过程中，能够定量掌握有关影响系统稳定与经济运行的诸因素是十分重要的。例如，一次风速的大小对整个系统的影响非常大，它不仅影响燃烧的稳定性，而且还涉及到锅炉的经济性。而目前运行人员在运行调整过程中，除对最终参数控制得比较严格外，对其过程变化却无法掌握。也就是说，没有一个好的监视系统。运行人员就无章可循，处于带有一定经验性的、盲目的操作状态。如果，一台200MW机组如果做好优化运行，每年能带来几十万元的效益。所以完善燃烧过程的监视系统，有利于优化锅炉的运行，经济效益和社会效益不可低估。

锅炉燃烧优化调整

　　锅炉燃烧工况的好坏对锅炉机组和整个发电厂运行的经济指标和安全性有很大的影响。燃烧优化调节的任务是：要适应外界负荷的要求，在必须要满足蒸汽质和量的前提下，保证锅炉运行的安全性和经济性。对于一般固态排渣煤粉炉，进行燃烧调节目的可具体归纳为以下方面：保证正常稳定的汽压、汽温和蒸发量。燃烧稳定、燃烧中心适当，火焰分布均匀，不烧损燃烧器、过热器等设备，避免结渣。使机组运行保证最高的热量。减少燃烧污染物的排放。燃烧过程的经济性要求具备合理的风煤配合，二次风配合和送吸风配合，还要保持适当的炉膛温度。合理的风和煤粉的配合，也就是要保持优化的过量空气系数；合理的二次风配合要保证着火迅速、燃烧安全；合理的送、引风配合就是要保持适当的炉膛负压、减少漏风。当运行工况改变时，这些配合比例调节恰当，就可以减少燃烧损失，提高锅炉的热效率。锅炉运行中经常碰到的工况改变是负荷变化，当锅炉负荷变化时，必须及时调节送入炉内的燃料量和风量，使燃烧工况相应改变。在高负荷运行时，由于炉膛温度高，着火与混合条件比较好，故燃烧一般是稳定的。为了提高锅炉效率，可以根据煤质等具体条件，考虑降低过量空气系数，使排烟热损失降低。

结束语

　　锅炉燃烧的优化调整、优化运行是锅炉节能降耗、提高能源利用率的有效措施。它不仅可以降低机组的供电煤耗，而且可以降低发电成本，对电力企业参与电力市场竞争具有十分重要的作用，因此锅炉的燃烧优化运行对于节能降耗，具有十分重要的意义。

来源：锅炉人