探討火電廠中鍋爐運行優化設計

吳嚇華

摘 要：本文主要闡述了火力發電廠鍋爐運行的基本原理，以此為基礎，對火力發電廠中常規煤粉鍋爐的優化策略和循環流化床鍋爐的優化策略進行了分析探討。

關鍵詞：火力發電廠；鍋爐運行；優化策略

中圖分類號：TM621.2 文獻標識碼：A

一、火力發電廠鍋爐運行的基本原理

鍋爐是一種能量轉換設備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學能、電能，鍋爐輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體。鍋的原義指在火上加熱的盛水容器，爐指燃燒燃料的場所，鍋爐包括鍋和爐兩大部分。鍋爐中產生的熱水或蒸汽可直接為工業生產和人民生活提供所需熱能，也可通過蒸汽動力裝置轉換為機械能，或再通過發電機將機械能轉換為電能。爐鍋鍋爐幾個重要概念幾個重要概念鍋的組成部分汽包鍋筒、水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器、空汽預熱器爐的組成部分爐膛、燃燒器。鍋爐本體爐膛、燃燒器、鍋筒、水冷壁、對流受熱面、鋼架和爐墻等組成鍋爐的主要部件稱為鍋爐本體。

眾所周知，作為火力發電廠中的核心構成，火力發電廠的鍋爐是為火力發電廠中最為重要的設備，是能量轉換的主要場所，其運行的基本原理有以下步驟：

1火力發電廠當中，我們操作人員采用設備把燃料送進鍋爐的爐膛當中，使空氣與鍋爐的爐膛中的燃料充分接觸之后，產生一系列猛烈的燃燒反應，把燃料燃燒過程當中發生化學反應，所產生的化學能轉化成為能夠提供給火力發電廠中一些設備所需的能量。

2當燃料充分發生燃燒反應之后，使得燃料當中的一些碳物質以及其他雜質成分與空氣當中的氧氣發生一系列的化學反應，產成的大量高溫煙氣，這些高溫的煙氣組分包含著的大量的熱能。這些高溫煙氣在經過火力發電站鍋爐內部運行之下，漸漸的經過火電廠中鍋爐的內水冷壁到鍋爐屏式過熱器，再到鍋爐高溫過熱器，最后再到鍋爐再熱器，在這些與受熱面接觸的過程當中，經過熱能傳遞的基本原理，使得這些高溫煙氣以及在鍋爐部分的內部物質進行著熱能的傳遞，把高溫煙氣當中的許多的熱能傳遞到火電廠中鍋爐部分的物質，再經過高溫煙氣中的高溫加熱以及熱量傳遞過程，最后闡述相變生成一定壓力和溫度的水蒸氣。

3上述步驟所產生的水蒸氣成分經過鍋爐的汽輪機當中，在汽輪機的作用之下，使得水蒸氣中所包含的熱能就直接傳遞到了汽輪機設備上，再進過汽輪機的轉化成為機械能。

二、火力發電廠中鍋爐運行優化的重要性

我們都知道鍋爐運行優化系統，它是一個對鍋爐系統性能全面進行優化的系統，它能給火電廠解決的問題主要有：1）熱效率、減溫水量、煤耗、排煙溫度的改進；2）氮氧化物、飛灰含碳量等的減低；3）控制過熱器與再熱器超溫和受熱面結焦結渣。其中最為重要的就是是在進過優化系統后可以實現協調控制并挖掘了鍋爐系統冗余的空間。

三、鍋爐運行優化設計的基本措施

在火力廠當中鍋爐運行的實際中，其設計、運行的主要參數很難在實際當中做到一致，鍋爐中運用的燃料的主要類型和和燃料的質量都或多或少存在誤差，從而直接使得火力廠的鍋爐很難達到在鍋爐設計時所需要的效率值。因此，這就需要我們認清這種狀況，在鍋爐運行的實際操作中，要結合鍋爐工作環境，采取相關的優化對策，認真做到鍋爐的安全運行。

1火力發電廠中粉煤鍋爐的優化對策

在火力發電廠中，粉煤鍋爐主要是由：鍋爐燃燒器、粉煤鍋爐爐膛、鍋爐制粉設備、鍋爐供風設備等構成的。它的工作原理：（1）把進入煤粉鍋爐內的燃料在進過鍋爐制粉設備和鍋爐供風設備后，加工成粉末狀的煤炭燃料。（2）把粉末狀的燃料經過鍋爐供風設備的作用后，從粉煤鍋爐的鍋爐燃燒器送入到粉煤鍋爐爐膛，之后進過供風在鍋爐燃燒器當中形成了循環的風，從而充分的吧粉末狀的煤炭燃料送入粉煤鍋爐爐膛發生燃燒反應。（3）鍋爐燃燒器中的空氣能夠使粉末狀的煤炭燃料充分的接觸，在經過兩次吹風的作用下，把粉末狀煤炭燃料送入反應場，保證了粉末狀煤炭燃料能夠充分反應，進而保證粉末狀煤炭的燃燒狀態。

下面我們就根據粉煤鍋爐運行的基本原理，闡述去優化對策：（1）重視鍋爐燃燒過程中的主要步驟，加強對鍋爐運行過程進行定期的質量調平、高溫煙氣成份分析等的認識，并催火力發電廠中的粉煤鍋爐最好的運行參數進行確認，從而對粉煤鍋爐的穩定運行提供強有力的支持、幫助。（2）一般來說，如果在鍋爐燃燒時，要是噴到煤炭燃料的質量問題，就會導致與意想設計好的煤炭原料的質量產生差距，從而影響運行效率。在這種的情況中，我們需要采用原煤摻燒的處理措施，通過影響使用煤炭燃料的之間比例，降低運行效率的影響，并控制供風設備提供一次風和二次風的大小，來確保煤炭原料的充分燃燒。（3）當粉煤鍋爐處在較高的負荷下運行時，容易在粉煤鍋爐爐膛之中出現結焦的現象。因此，運行中為了避免出現爐膛結焦問題，從而影響粉煤鍋爐的運行效率，就需要我們在粉煤鍋爐的內部運用配風試驗的方法，不斷調節風量的大小和配比數值，進而避免的結焦問題產生。

2火力發電廠循環流化床鍋爐的運行優化策略

除了火力發電廠粉煤鍋爐之外，還有另外一種應用較為廣泛的設備，在進行火力發電廠循環流化床鍋爐的運行優化對策設計時，我們要充分的考慮到影響因素。（1）調整風量的措施。我們加強對火力發電廠循環流化床鍋爐的一次風和二次風的風量大小數值的重視。在火力發電廠循環流化床鍋爐的使用初期，要保證風量所占據的比例，這是因為在使用初期鍋爐內部的床層壓力數值可以得到充分保證，內部所使用的煤炭原料的粒徑也相對較大，為了保證煤炭原料的流動性，就要求進入火力發電廠循環流化床內部的風量保證一定的數值。（2）燃煤調整的運行優化策略。無論是火力發電廠粉煤鍋爐還是火力發電廠循環流化床鍋爐，煤炭原料的質量問題都將極大影響火力發電廠鍋爐的運行效率。因此，為了保證在實際的燃燒過程之中的燃燒效率，要保證實際進入火力發電廠循環流化床鍋爐內部的煤炭原料粒徑略小于設計的數值，以便于保證火力發電廠循環流化床鍋爐的供熱效率。

結語

總而言之，火電廠作為一項重要的項目，在我國經濟建設中發揮非常重要作用。而火力發電廠鍋爐作為火力發電廠中最核心部分，其重要性不言而喻，所以必須把握好鍋爐的發展趨勢和要求，不斷研究出具有滿足未來時期要求的先進鍋爐和燃燒控制系統，來保證國家能源戰略的順利實施。

參考文獻

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[2]周正興.鍋爐燃燒系統仿真研究[J].電力期刊，2010（8）.