淺談鍋爐冷熱態性能試驗及其重要意義

袁德鳳

（焦作煤業（集團）馮營電力有限責任公司, 河南 焦作 454173）

據相關資料顯示，在我國的電力行業中，大約70%以上的發電機組均采用的是火力發電。所以，火力發電機組的運行狀況的好壞在一定程度上對我國電站的經濟效益有著直接的影響，同時對整個電力行業的發展也具有重要的戰略意義。而作為火力發電站的重要設備之一—鍋爐就成為了當今所關注的熱點話題，如何有效提高鍋爐燃燒的經濟性和鍋爐熱效率，必然成為有效降低損耗增加收益的重中之重。

1 鍋爐冷態性能試驗方法和鍋爐熱態性能試驗方法

火力發電廠及熱電廠中能夠反應鍋爐實際燃燒運行性能的最重要的試驗之一就是鍋爐的冷、熱態性能試驗，它不但可以為工作人員提供及時準確的運行性能數據，更能為設備及工作人員提供切實的安全保障，而且，它對于新設備的調試及性能鑒定也提供了數據、現象支持。基于鍋爐的冷態性能試驗，可以全面的檢查燃燒器安裝的角度是否正確，了解氣流的混合和流動特性，形成切圓后火焰的旋轉情況；通過熱態性能試驗可以查找出運行中的問題，提高鍋爐運行效率、降低發電能耗，為鍋爐安全、經濟運行提供指導。

通常情況下鍋爐熱態性能試驗方法采用的是四角切向的燃煤試驗，這種試驗方法主要是利用鍋爐在燃燒形態下來調整燃燒的參數，通過比對、分析、整合資料后，提出解決方式，選擇鍋爐最佳的運行方式；而冷態性能試驗常用的就是爐內空氣動力場試驗，大部分鍋爐在新投入使用或者大的休整的時候，都要進行冷態性能試驗，以期通過氣流的運動規律和形態來分析鍋爐冷態，進而驗證和修改設計及運行方案。而且對已有的運行不正常的燃燒設備，可通過冷態性能試驗找到其改正的措施，鍋爐冷態性能試驗的結果也是對鍋爐進行熱態調整的重要依據。

2 鍋爐冷熱態性能試驗的相關性

通常情況下，鍋爐的熱態性能試驗不能直觀簡單的為我們呈現出我們需要的結論，而這時候我們就需要掌握一定理論相關性試驗。而大量數據證實：冷態性能試驗條件與熱態性能試驗條件在鍋爐燃燒器出口處附近有著相似的性質，也就是說兩者試驗條件在特定位置相似度較好。而通過對兩者進行多次比對發現：在不同熱度的爐內其他流動場方面也有著相似的癥狀，這說明燃料燃燒產生的熱量對爐內流暢影響不大。我們在對鍋爐進行熱態分析時，冷態性能試驗數據依舊有著參考價值，但是這也僅僅是限制在特定環境下或者是局部相似處。

綜上所述，鍋爐的冷態性能試驗實際上可以作為熱態試驗的模擬原型來進行分析研究，大部分火力電廠的試驗人員多采用冷態空氣動力廠試驗來模擬。但是冷態動力試驗僅僅是在鍋爐沒有熱能運行或為投入使用前所采用的，尚不能達到鍋爐實際運行時的高溫狀態（數據顯示溫度大概為 1500℃左右），這就提示了我們不能盲目的采用冷態試驗方法來完全模擬熱態性能試驗。我們依然要根據實際需要，力求實事求是，依據相似原理來進行類比試驗，用類比出的試驗數據結合熱態性能下爐內實際情況、流暢分布情況、物理模型來綜合得出鍋爐熱態性能，而且必須嚴格遵守流動過程相似的一系列相似條件和相似準則。

3 鍋爐冷熱態性能試驗的重要意義

近幾年來，我國鍋爐的運行方式大體上都是依據運行人員的工作經驗來評定的，因此，在一定程度上，難免會存在一部分運行人員由于對燃燒的合理性和經濟性的重視程度遠遠不夠，平時只是簡單的滿足只要燒的穩、能夠帶得起負荷就算是達到自己要求了，而沒有對燃燒的經濟性做更加可行、更細的調整；同時，在電網的峰谷日趨增大，機組降負荷所產生的發電成本持續增加的狀況下，鍋爐燃燒系統的優化就成為了我們現在需要亟待解決的問題，以使其在確保設備安全運行的前提下，始終處于最佳運行狀態。因此，我們需要更深度的去挖掘鍋爐在節能方面的最大潛力，找出鍋爐機組既安全又優化的合理運行方式，以此提高鍋爐的運行效率。此外，在日益提倡節能與環保的口號號召下，電廠作為能源消耗大戶，以提高鍋爐燃燒效率和降低污染物排放為目的的燃燒優化技術一直是熱能工程的一個重要研究方向。在實際鍋爐運行中，進行燃燒調整試驗是提高鍋爐機組運行經濟性、安全性和環保性的重要手段。

一般來說，鍋爐的冷熱態性能試驗對于鍋爐的性能測試及為工作人員工作提供了重要的理論及實際意義。鍋爐冷態性能試驗通常用來確定鍋爐燃燒系統的配風均勻程度、燃燒系統及燃燒器的阻力特性及流體動力特性、三次風的作用、布置位置、角度和所需風速等、影響爐膛充滿度的各種因素、探討爐內結渣的空氣動力原因、試驗降低爐膛出口煙氣速度和溫度扭轉殘余的各種措施、試驗合理的運行方式等性能；而熱態燃燒調整試驗是有計劃地改變某些可調參數及控制方式對燃燒工況做全面的測量，然后將取得的結果進行科學分析從安全性、經濟性等諸多方面加以比較確定出最佳的運行方式在此狀態下進行性能測試，同時全面的燃燒調整試驗可以獲得鍋爐最佳運行方式下的技術經濟特性也可發現影響鍋爐安全穩定經濟運行的特殊問題查明原因并研究解決對策。

4 總結

在能源日益緊張的未來，高效的利用能源必將成為解決能源問題的有效途徑之一，電力行業作為國民經濟的支柱產業，其能源利用率的提高將成為主要的研究方向，通過傳統的燃燒調整試驗以及隨著先進計算機仿真模擬系統的開發和應用，必將為鍋爐的高效、安全運行提供更為合理的優化建議。而鍋爐的高效運行才能保障火力發電廠、熱電廠等基礎設施的民生大計,才更能為國家未來的宏觀經濟戰略提供穩定而又重要的發展基本。

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