火電廠鍋爐燃燒優(yōu)化運(yùn)行分析

【關(guān)鍵詞】鍋爐燃燒；鍋爐效率；優(yōu)化運(yùn)行　

　　鍋爐的運(yùn)行參數(shù)主要是過熱蒸汽壓力，過熱蒸汽和再熱蒸汽溫度，飽和水位和鍋爐蒸發(fā)量等，其運(yùn)行過程則表現(xiàn)為一個(gè)復(fù)雜的參數(shù)變化過程。在實(shí)際情況下，鍋爐運(yùn)行工況經(jīng)常是不穩(wěn)定的。各種各樣的原因都會(huì)引起工況變化，而后則表現(xiàn)為運(yùn)行參數(shù)的變化。例如當(dāng)單元機(jī)組汽機(jī)所需要的蒸汽流量變動(dòng)時(shí)在其他條件未變的情況下，鍋爐汽壓、汽溫、水位都隨著改變。此時(shí)，必須對鍋爐的燃料量、風(fēng)量、給水量等作相應(yīng)的調(diào)整，才能使鍋爐的蒸汽量與汽機(jī)負(fù)荷相適應(yīng)，使運(yùn)行的參數(shù)保持在額定值或規(guī)定的范圍內(nèi)。

　　鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，根據(jù)鍋爐的負(fù)荷和煤種，實(shí)時(shí)優(yōu)化鍋爐配風(fēng)、配煤燃燒等運(yùn)行方式，指導(dǎo)鍋爐燃燒調(diào)整，通過對鍋爐操作參數(shù)進(jìn)行以性能為閉環(huán)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制，提高鍋爐燃燒效率，降低發(fā)電煤耗，同時(shí)減少煙氣NOx排放，實(shí)現(xiàn)鍋爐的經(jīng)濟(jì)環(huán)保運(yùn)行。機(jī)組燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)的基本原理是在機(jī)組安全運(yùn)行的前提下，在運(yùn)行可控參數(shù)的優(yōu)化空間范圍之內(nèi)，選出一組優(yōu)化的操作參數(shù)組合，這個(gè)優(yōu)化目標(biāo)一般為：優(yōu)化的效率；較低的NOx排放；較低的運(yùn)行成本。對300MW鍋爐而言，優(yōu)化目標(biāo)為鍋爐熱效率、NOx、運(yùn)行成本等等，優(yōu)化過程將使這一性能指標(biāo)達(dá)到較優(yōu)，也可以進(jìn)行多目標(biāo)綜合的優(yōu)化。

　　目前電廠運(yùn)行人員習(xí)慣于把設(shè)計(jì)參數(shù)作為優(yōu)化值進(jìn)行調(diào)整，往往不能達(dá)到優(yōu)化的運(yùn)行效果。尤其是在低負(fù)荷的工況下，鍋爐運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性均比較差。其原因主要有三個(gè)方面：一，設(shè)計(jì)參數(shù)只對單一設(shè)備而言，未能充分考慮系統(tǒng)組合；二，設(shè)備在制造、安裝過程中存在一定的偏差，未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求；三，設(shè)計(jì)參數(shù)本身采用不合理。所以應(yīng)該從實(shí)際系統(tǒng)出發(fā)，通過試驗(yàn)分析、比較，為運(yùn)行人員提供鍋爐在不同負(fù)荷下的優(yōu)化運(yùn)行方式及參數(shù)控制，這些運(yùn)行方式建立在現(xiàn)有的設(shè)備基礎(chǔ)上，通過運(yùn)行調(diào)整才可以達(dá)到或基本達(dá)到，與原設(shè)計(jì)工況相比具有合理性、準(zhǔn)確性和可操作性。它必須通過優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)才能獲得。所以，需進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)，確定鍋爐的優(yōu)化經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式及優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)。

　　優(yōu)化試驗(yàn)方法是通過對鍋爐進(jìn)行性能的摸底試驗(yàn)，多方面優(yōu)化調(diào)整，尋找優(yōu)化方式及相應(yīng)優(yōu)化運(yùn)行基準(zhǔn)值。它包括性能摸底試驗(yàn)、優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)兩部分。
　　1、鍋爐性能優(yōu)化試驗(yàn)
　　收集鍋爐的基本情況等的相關(guān)資料，進(jìn)行鍋爐典型工況下的試驗(yàn)，通過性能計(jì)算和能耗分析，尋找引起鍋爐煤耗偏高的主要原因，從而確定鍋爐的優(yōu)化目標(biāo)。也就是要找到影響鍋爐經(jīng)濟(jì)性的主要問題，了解鍋爐設(shè)備性能有待改進(jìn)的地方。
　　2、鍋爐的優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)
　　根據(jù)鍋爐優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)的結(jié)果，在現(xiàn)場設(shè)備消缺的基礎(chǔ)上確定優(yōu)化目標(biāo)，進(jìn)行鍋爐優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)，尋找鍋爐在調(diào)峰范圍內(nèi)合理的運(yùn)行操作方式。通過試驗(yàn)得出在不同負(fù)荷下鍋爐主輔設(shè)備的優(yōu)化運(yùn)行方式。
　　3、影響鍋爐優(yōu)化運(yùn)行因素
　　鍋爐優(yōu)化運(yùn)行是指輸入鍋爐機(jī)組燃料的熱量被有效利用，使得鍋爐各項(xiàng)熱損失達(dá)到較小。通過對各項(xiàng)熱損失的分析，找出鍋爐的優(yōu)化運(yùn)行的方法，并找出提高鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的途徑。只有通過熱平衡才能確定鍋爐機(jī)組的效率，根據(jù)熱平衡結(jié)果就可以判斷鍋爐機(jī)組的設(shè)計(jì)和運(yùn)行情況，研究鍋爐機(jī)組的熱平衡目的在于定量計(jì)算與分析各項(xiàng)能量的大小，找出引起熱量損失的原因，提出減少損失的措施，提高鍋爐效率，降低發(fā)電成本。

　　1、鍋爐優(yōu)化運(yùn)行與煤質(zhì)管理
　　隨著電廠進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)營，煤質(zhì)的管理顯得越來越重要。灰分增加．就意味著熱值減少，燃料量、電耗、金屬單耗、受熱面磨損都增加，燃燒的完全性與穩(wěn)定性也受到很大影響，也會(huì)導(dǎo)致排煙熱損失相對增加。所以管理好燃料是提高經(jīng)濟(jì)性、提高企業(yè)效益、提高上網(wǎng)競爭能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。
　　2、鍋爐優(yōu)化與監(jiān)視系統(tǒng)
　　鍋爐的一、二次風(fēng)速以及爐膛斷面熱負(fù)荷、燃燒器區(qū)域熱負(fù)荷、壁面熱負(fù)荷等均根據(jù)燃用的煤質(zhì)設(shè)計(jì)，這是由于燃燒、傳熱等過程不但復(fù)雜，且影響因素的隨機(jī)性也較太。目前在設(shè)計(jì)過程中，除了計(jì)算外，一般按推薦值選取。鍋爐在運(yùn)行過程中，能夠定量掌握有關(guān)影響系統(tǒng)穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的諸因素是十分重要的。例如，一次風(fēng)速的大小對整個(gè)系統(tǒng)的影響非常大，它不但影響燃燒的穩(wěn)定性，而且還涉及到鍋爐的經(jīng)濟(jì)性。而目前運(yùn)行人員在運(yùn)行調(diào)整過程中，除對參數(shù)控制得比較嚴(yán)格外，對其過程變化卻無法掌握。也就是說，沒有一個(gè)好的監(jiān)視系統(tǒng)。運(yùn)行人員就無章可循，處于帶有一定經(jīng)驗(yàn)性的、盲目的操作狀態(tài)。如果，一臺(tái)200MW機(jī)組如果做好優(yōu)化運(yùn)行，每年能帶來幾十萬元的效益。所以完善燃燒過程的監(jiān)視系統(tǒng)，有利于優(yōu)化鍋爐的運(yùn)行，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益不可低估。

　　鍋爐燃燒工況的好壞對鍋爐機(jī)組和整個(gè)發(fā)電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和安全性有很大的影響。燃燒優(yōu)化調(diào)節(jié)的任務(wù)是：要適應(yīng)外界負(fù)荷的要求，在必須要滿足蒸汽質(zhì)和量的前提下，保證鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。對于一般固態(tài)排渣煤粉爐，進(jìn)行燃燒調(diào)節(jié)目的可具體歸納為以下方面：保證正常穩(wěn)定的汽壓、汽溫和蒸發(fā)量。燃燒穩(wěn)定、燃燒中心適當(dāng)，火焰分布均勻，不燒損燃燒器、過熱器等設(shè)備，避免結(jié)渣。使機(jī)組運(yùn)行保證較高的熱量。減少燃燒污染物的排放。燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性要求具備合理的風(fēng)煤配合，二次風(fēng)配合和送吸風(fēng)配合，還要保持適當(dāng)?shù)?/span>爐膛溫度。合理的風(fēng)和煤粉的配合，也就是要保持優(yōu)化的過量空氣系數(shù)；合理的二次風(fēng)配合要保證著火迅速、燃燒安全；合理的送、引風(fēng)配合就是要保持適當(dāng)?shù)臓t膛負(fù)壓、減少漏風(fēng)。當(dāng)運(yùn)行工況改變時(shí)，這些配合比例調(diào)節(jié)恰當(dāng)，就可以減少燃燒損失，提高鍋爐的熱效率。鍋爐運(yùn)行中經(jīng)常碰到的工況改變是負(fù)荷變化，當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化時(shí)，必須及時(shí)調(diào)節(jié)送入爐內(nèi)的燃料量和風(fēng)量，使燃燒工況相應(yīng)改變。在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于爐膛溫度高，著火與混合條件比較好，故燃燒一般是穩(wěn)定的。為了提高鍋爐效率，可以根據(jù)煤質(zhì)等具體條件，考慮降低過量空氣系數(shù)，使排煙熱損失降低。

　　鍋爐燃燒的優(yōu)化調(diào)整、優(yōu)化運(yùn)行是鍋爐節(jié)能降耗、提高能源利用率的有效措施。它不但可以降低機(jī)組的供電煤耗，而且可以降低發(fā)電成本，對電力企業(yè)參與電力市場競爭具有十分重要的作用，因此鍋爐的燃燒優(yōu)化運(yùn)行對于節(jié)能降耗，具有十分重要的意義。