鍋爐燃燒調(diào)整及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

李彥宇

摘 要：我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快，能源消耗量增加，不可再生資源逐漸減少。如果不采取有效措施解決這一問(wèn)題，必然會(huì)對(duì)中國(guó)的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展造成負(fù)面影響。在工業(yè)企業(yè)中，鍋爐是重要的設(shè)備，煤炭資源是主要的原料。為了減少煤炭消耗，國(guó)家提倡節(jié)能降耗，使國(guó)家長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展。近年來(lái)，很多企業(yè)更加重視鍋爐燃燒調(diào)整工作，保證其處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，避免造成環(huán)境污染。從目前鍋爐運(yùn)行情況看，由于其性能沒(méi)有得到充分發(fā)揮，仍存在燃燒效率低的問(wèn)題，導(dǎo)致大量原料浪費(fèi)，不利于設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行，更不能體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性。本論文著重于研究鍋爐燃燒調(diào)整以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：鍋爐;燃燒;調(diào)整;經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

引言：

當(dāng)鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，燃料在鍋爐的燃燒系統(tǒng)中進(jìn)行燃燒，在這個(gè)過(guò)程中，有煙氣釋放出來(lái)，化學(xué)能就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑢⒐べ|(zhì)加熱。鍋爐的汽水系統(tǒng)所發(fā)揮的功能是發(fā)揮受熱面的作用將煙氣的熱量吸收，將工質(zhì)從水向飽和蒸汽轉(zhuǎn)變，之后形成過(guò)熱蒸汽。

1.鍋爐資源利用現(xiàn)狀

目前，中國(guó)的多數(shù)工業(yè)企業(yè)所使用的鍋爐主要是大功率設(shè)備，當(dāng)鍋爐運(yùn)行的過(guò)程中，負(fù)荷比較低，導(dǎo)致其利用率低[1] 。所以，鍋爐對(duì)于資源的利用率也非常低，這就意味著鍋爐在運(yùn)行的過(guò)程中需要大量消耗資源，還會(huì)由于不完全燃燒造成工業(yè)鍋爐運(yùn)行中產(chǎn)生大量的廢棄物。在鍋爐運(yùn)行的過(guò)程中資源消耗量大，而產(chǎn)出率低，就說(shuō)明資源沒(méi)有得到充分利用，造成嚴(yán)重浪費(fèi)，企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本提高。特別是鍋爐運(yùn)行的過(guò)程中釋放廢棄物對(duì)環(huán)境造成污染，也會(huì)因此付出代價(jià)。要保證鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，就要對(duì)節(jié)能減排高要求，對(duì)鍋爐燃燒做出調(diào)整，以做到低成本、高效益[2] 。

2.鍋爐燃燒調(diào)整措施

2.1鍋爐燃料量的調(diào)整

鍋爐在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生飛灰和煙氣，其中的含碳量往往會(huì)受到負(fù)荷的影響，煤質(zhì)也是一項(xiàng)重要的因素，同時(shí)與制粉系統(tǒng)的出力具有直接相關(guān)性，所以可以將其作為鍋爐燃燒經(jīng)濟(jì)性判斷的一項(xiàng)參數(shù)，不能用于衡量燃燒控制情況。1050MW超超臨界壓力燃煤直流鍋爐的燃燒系統(tǒng)中，制粉系統(tǒng)是中速磨（ZGM123G）正壓直吹式的，所安裝的磨煤機(jī)有多臺(tái)，這就意味著鍋爐制粉系統(tǒng)本身是獨(dú)立運(yùn)行的。由于制粉系統(tǒng)為直吹式的，沒(méi)有中間的煤粉倉(cāng)，分系統(tǒng)出力情況會(huì)對(duì)鍋爐燃燒的熱負(fù)荷產(chǎn)生直接的影響。由于燃燒器的二次風(fēng)配風(fēng)具有不均性，燃料燃燒所釋放的煙氣中所分布的氧量不夠均勻，使燃燒室中出現(xiàn)不充分燃燒的問(wèn)題，就會(huì)有大量的一氧化碳產(chǎn)生。在燃燒的過(guò)程中，負(fù)荷變化的幅度非常大，為了滿足燃料量發(fā)生改變的需要，就要對(duì)制粉系統(tǒng)頻繁低啟動(dòng)或者停用，確保磨煤機(jī)燃燒在比較合適的負(fù)荷下進(jìn)行，使鍋爐的燃燒器能夠燃燒工況穩(wěn)定，火焰能夠均勻分布，實(shí)現(xiàn)充分燃燒，防止出現(xiàn)熱負(fù)荷過(guò)于集中的現(xiàn)象而導(dǎo)致水冷壁處于不良運(yùn)行狀態(tài)。

2.2鍋爐燃燒器的調(diào)節(jié)

要保證鍋爐燃燒器的穩(wěn)定，一次風(fēng)和二次風(fēng)的比例合適，出口的速度合理，才能使鍋爐內(nèi)部運(yùn)行處于良好的狀態(tài)風(fēng)粉均勻混合，燃料的著火和燃燒都保持正常狀態(tài)[3] 。鍋爐的二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)所使用的使分層大風(fēng)箱，從兩側(cè)進(jìn)行，當(dāng)同層鍋爐燃燒器旋流二次風(fēng)的擋板為相同開(kāi)度的時(shí)候，同層中的各燃燒器風(fēng)量是兩邊小、中間大。當(dāng)鍋爐處于燃燒狀態(tài)的時(shí)候，要防止由于風(fēng)箱的結(jié)構(gòu)問(wèn)題導(dǎo)致沿爐寬的方向出現(xiàn)不均勻進(jìn)風(fēng)量，或者鍋爐燃燒器產(chǎn)生不均勻出力，并由此造成燃料對(duì)氧氣有不同需求的問(wèn)題，在設(shè)置旋流器開(kāi)度的是時(shí)候，要保證各不相同。在調(diào)整鍋爐燃燒的時(shí)候，為確保不同煤種以及工況能夠滿足需要，就需要控制好不同的旋流強(qiáng)度，還要控制好一次風(fēng)和二次風(fēng)的配比[4] 。

2.3鍋爐汽壓的調(diào)整

1050mw超超臨界壓力燃煤直流鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)汽壓產(chǎn)生變化的時(shí)候，主要的影響因素為兩個(gè)，即外部擾動(dòng)和內(nèi)部擾動(dòng)。所謂的外部擾動(dòng)，就是外部負(fù)荷正常增減或者發(fā)生事故的時(shí)候甩負(fù)荷，會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)所需要的蒸汽量發(fā)生變化，要保持汽壓處于穩(wěn)定狀態(tài)，就需要鍋爐產(chǎn)汽量與汽輪機(jī)所需要的汽量之間保持平衡。所謂的內(nèi)部擾動(dòng)，是由于鍋爐機(jī)組自身的情況導(dǎo)致汽壓發(fā)生變化。當(dāng)外界負(fù)荷保持恒定的時(shí)候，爐內(nèi)燃燒工況是否穩(wěn)定對(duì)汽壓的變化有一定的影響。要對(duì)汽壓有效調(diào)節(jié)，就需要對(duì)汽包爐的汽壓做好調(diào)節(jié)工作并合理控制。隨著負(fù)荷的增加，汽壓會(huì)有所下降，此時(shí)燃燒工況就要進(jìn)一步強(qiáng)化，使燃料的供給量增加，同時(shí)風(fēng)量也要增加，給水量以及改變減溫水量也要適當(dāng)?shù)卦黾?。隨著負(fù)荷的減少，汽壓升高的過(guò)程中燃燒必須減弱，此時(shí)燃料供給量就要相應(yīng)地減少，送風(fēng)量減少。

此外，還可以采用調(diào)節(jié)直流爐壓力的方法，要保證鍋爐出力于汽輪機(jī)所需要的蒸汽量相等。在直流鍋爐中，爐膛中的放熱量會(huì)產(chǎn)生變化，鍋爐出力并不會(huì)因此而產(chǎn)生變化。直流鍋爐的出力需要給水量保證，調(diào)整燃料量，其他參數(shù)都要保持。直流鍋爐要能夠自動(dòng)調(diào)整，通常是對(duì)汽輪機(jī)的調(diào)速汽門(mén)開(kāi)度進(jìn)行調(diào)整，以保證汽壓穩(wěn)定。

2.4鍋爐汽溫的調(diào)整

1050mw超超臨界壓力燃煤直流鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中，需要對(duì)汽溫進(jìn)行調(diào)整，主要的方法是調(diào)整給水量和燃料量，對(duì)水煤比和中間點(diǎn)過(guò)熱度嚴(yán)格控制。在運(yùn)行操作時(shí)的過(guò)程中，對(duì)于中間點(diǎn)過(guò)熱度的變化情況要注意觀察，明確其對(duì)主汽溫產(chǎn)生的影響，以便在超前調(diào)節(jié)的過(guò)程中掌握“度”。如果機(jī)組在運(yùn)行的過(guò)程中產(chǎn)生異常，比如，給煤機(jī)和磨煤機(jī)產(chǎn)生跳閘的故障，此時(shí)就需要減少給水量，使水煤比保持恒定。如果水煤比嚴(yán)重失調(diào)，就會(huì)產(chǎn)生主蒸汽溫度快速下降的狀況[5]。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷在400MW～1000MW范圍內(nèi)，分離器出口蒸汽過(guò)熱度保持在20～50℃，確保沿程受熱面溫度不會(huì)超標(biāo)[6]。

在對(duì)過(guò)熱器細(xì)調(diào)的時(shí)候，需要采用一、二級(jí)噴水減溫。當(dāng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候，一級(jí)減溫水控制屏式過(guò)熱器出口汽溫，二級(jí)減溫水控制主蒸汽溫度在額定值。當(dāng)噴水溫度降低之后，蒸汽過(guò)熱度要超過(guò)20℃，避免出現(xiàn)蒸汽帶水的現(xiàn)象。過(guò)熱器出口的汽溫要能夠達(dá)到150℃;減溫水調(diào)門(mén)開(kāi)度為30%～60%，如果開(kāi)度過(guò)大或者過(guò)小，需要將過(guò)熱度適當(dāng)?shù)亟档?，同時(shí)調(diào)整減溫水的范圍，避免由于擾動(dòng)因素導(dǎo)致主蒸汽溫度不穩(wěn)定。在汽溫調(diào)整的過(guò)程中，需要做好受熱面金屬溫度的監(jiān)視工作。如果受熱面金屬溫度已經(jīng)超過(guò)規(guī)定的范圍，需要明確造成這種現(xiàn)象的原因，將蒸汽溫度適當(dāng)?shù)亟档?，也可以將機(jī)組負(fù)荷降低，直到金屬壁的溫度正常。

2.5爐內(nèi)高熱符合調(diào)整

1050MW超超臨界壓力燃煤直流鍋爐處于運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候，由于蒸發(fā)和過(guò)熱受熱面不存在明顯的界限，所以會(huì)在蒸發(fā)受熱面中會(huì)存在一些問(wèn)題，主要體現(xiàn)為流動(dòng)不穩(wěn)定，或者出現(xiàn)脈動(dòng)的現(xiàn)象，這就需要將節(jié)流孔板加裝在管組的入口和出口的聯(lián)箱之間，或者采用加裝呼吸聯(lián)箱的方式等改善這種局面。如果在蒸發(fā)受熱面中有膜態(tài)沸騰現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生，即受熱面上會(huì)有汽泡因生成而來(lái)不及脫離而連成汽膜，對(duì)熱傳導(dǎo)非常不利，就會(huì)出現(xiàn)管壁超溫的問(wèn)題，鍋爐的運(yùn)行安全受到威脅。對(duì)于這種現(xiàn)象，需要將擾流子假裝在高熱負(fù)荷區(qū)的水冷壁中，也可以使用內(nèi)螺紋管，使膜態(tài)沸騰現(xiàn)象他推遲。對(duì)于這種新鮮高度處理，還可以應(yīng)用煙氣再循環(huán)以及調(diào)整燃燒器布置的方式，使?fàn)t內(nèi)的最高熱負(fù)荷降低。

3.鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行策略

3.1實(shí)施合同能源管理

合同能源管理是節(jié)能投資的一種方式。合同期內(nèi)，專業(yè)節(jié)能服務(wù)公司與客戶企業(yè)共享節(jié)能效益，得到投資回收，同時(shí)獲得合理利潤(rùn)。合同到期后，客戶企業(yè)可以擁有全部高效的設(shè)備和獲得的節(jié)能效益[7] 。采用合同能源管理模式，通過(guò)這種新型節(jié)能機(jī)制的運(yùn)行，企業(yè)可以在節(jié)能服務(wù)公司的帶動(dòng)下實(shí)施節(jié)能改造。工業(yè)企業(yè)可以接受專業(yè)的節(jié)能服務(wù)，從而高效利用能源，提高生產(chǎn)效率，有效控制企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。

3.2應(yīng)用節(jié)能減排技術(shù)

節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用，可以有效地控制鍋爐的污染物排放。為保證工業(yè)鍋爐節(jié)能減排，必須創(chuàng)新配氣結(jié)構(gòu)，避免鍋爐內(nèi)灰、粉煤灰二次燃燒、燃料燃燒不完全造成的浪費(fèi)現(xiàn)象。通過(guò)優(yōu)化鍋爐結(jié)構(gòu)，應(yīng)用煙氣冷卻技術(shù)，可快速降低煙氣溫度，達(dá)到除塵器要求的溫度范圍。這樣，可以提高工業(yè)鍋爐的運(yùn)行效率，對(duì)促進(jìn)工業(yè)鍋爐的節(jié)能減排起到一定的作用[8] 。

3.3提高工作人員的技術(shù)水平

在工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，鍋爐是必不可少的。為保證鍋爐處于良性運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到節(jié)能減排效果，必須發(fā)揮企業(yè)主體作用，加大鍋爐運(yùn)行人員管理力度，定期開(kāi)展專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，提高技術(shù)水平，增強(qiáng)他們的節(jié)能意識(shí)。企業(yè)管理者應(yīng)發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)工作監(jiān)督指導(dǎo)作用，及時(shí)指出不正確的操作，并從實(shí)踐的角度解釋相關(guān)理論知識(shí)。讓操作人員掌握更多的理論知識(shí)，認(rèn)識(shí)到鍋爐的使用需要嚴(yán)格按照工藝進(jìn)行，操作應(yīng)符合規(guī)范，否則會(huì)造成不良后果。同時(shí)，他們也對(duì)人為因素造成的污染排放問(wèn)題有了更深刻的認(rèn)識(shí)，從而減少了操作中的不當(dāng)行為。

結(jié)束語(yǔ)：

通過(guò)上面的研究可以明確，1050mw超超臨界壓力燃煤直流鍋爐應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，其所發(fā)揮的作用是非常重要的，是不可替代的設(shè)備。但是，鍋爐在運(yùn)行的過(guò)程中不可避免地受到各種因素的影響，導(dǎo)致其性能不能充分發(fā)揮，甚至存在燃燒效率不高的現(xiàn)象。在應(yīng)用該設(shè)備的時(shí)候，要做好燃燒優(yōu)化工作，確保其節(jié)能優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)。要保證鍋爐在運(yùn)行的過(guò)程中不僅效率高，而且具有節(jié)約能源的效果，且不會(huì)造成污染，就需要對(duì)各項(xiàng)參數(shù)做出調(diào)整，使其運(yùn)行中發(fā)揮良好的經(jīng)濟(jì)性。

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