提高燃煤锅炉燃烧效率的优化措施

吕龙城 李丹

摘要：火电机组锅炉是火力发电厂工业生产中最为普遍常见的动力设备，它也是工业生产中能源转换的关键。在其生产过程中，对锅炉燃烧热效率的控制非常必要，这不但能降低锅炉设备的不完全燃烧热损失，也能为生产过程降低成本。所以有必要采取新技术应用来提高火电机组燃煤锅炉的燃烧效率。本文简要阐述了火力发电厂火电机组锅炉利用煤炭掺烧提高燃烧效率的相关优化措施，希望借此来确保火力发电厂的运行安全及高效率。

关键词：火电机组锅炉;燃烧效率;提高;优化措施

为了大力推进先进锅炉运行技术，实现混煤燃烧优化，近年来国内火力发电厂一直在提升火电机组锅炉运行水平，使用煤炭掺烧方法来对锅炉运行实施有机调整。如此操作不但能够稳定火电机组锅炉运行效率，也能降低运行成本，实现节能降耗目的。本文以某火力发电厂火电机组锅炉运行调整为例，简要分析利用煤炭掺烧提高燃烧效率的相关优化措施。

1、某火力发电厂机组锅炉概述及所存在问题

1.1基本概述

某火力发电厂机组锅炉所采用的是自然循环、前后墙对冲燃烧方式，它通过一次中间再热，单炉膛平衡通风，最后利用尾部双烟道固态排渣。该机组锅炉所采用的是全钢构架，是典型汽包炉。该厂根据给定煤种来设计制造机组锅炉，不过根据实际燃用煤种的不同，其锅炉出力效率影响也偏大，这也导致该厂机组锅炉长期燃烧效率无法得到有效提升。

1.2火力发电厂机组锅炉存在问题

某火力发电厂的机组锅炉在当前存在诸多问题，主要集中在以下方面。首先，锅炉整体出力能力不高，机组无法实现满发，燃煤效率低下，这也使得火力发电厂整体发电煤耗增加。再一方面，由于煤种经常改变，煤质存在劣化现象，机组锅炉助燃油量也不断攀升。其次，鍋炉炉膛存在结渣现象，其受热面也出现超温，燃料费用及发电成本都有所增加。

2火力发电厂锅炉燃烧优化技术的应用发展

首先，锅炉燃烧优化技术的应用发展，其重要方向之一就是对于检测技术的改进应用。在火电厂锅炉燃烧运行中，锅炉燃烧相关参数的检测是燃烧优化技术最基本的内容，目前应用的检测装置以及技术存在品质不够高以及测量精确性不够等问题，这大大降低了锅炉燃烧的优化，从而促使相关企业以及研究人员开始改进这种检测技术，而软测量技术能够有效解决这类问题，软测量建模主要有基于工艺机理、回归分析法以及模式识别的方法实现的锅炉燃烧运行软测量，现阶段，使用最为广泛的是基于人工神经网络的检测技术。

其次，锅炉燃烧优化发展，还体现在对于燃烧器的优化设计以及继续燃烧技术的应用发展上。做好煤炭继续燃烧主要是针对我国煤炭质量较差来说的，我国火力发电厂使用的煤炭质量比较差，所以在使用过程中一定要做好煤炭继续燃烧机组的温燃是满足电力需求的重要措施，要实现机组的温燃主要是发展温燃技术并促进燃烧器的使用，另外，做好煤炭洁净也可以很好地促进煤炭的燃烧。

3、基于煤炭掺烧的火力发电厂机组锅炉新燃煤方式

为了解决上述问题，该厂希望采用煤炭掺烧新燃煤方式，该做法能够有效调节炉煤特性，确保机组始终处于安全高效的洁净运行体系当中，同时它也能实现对火力发电厂的节能减排目标。具体来讲，该火力发电厂的煤炭掺烧主要采用以下两种方式。首先是炉前预混掺烧，根据该火力发电厂的实际生产方式，在入炉煤上煤过程中进行煤炭掺配。如此掺烧对防治结渣十分有效，考虑到掺烧煤热值参数偏大，所以在掺烧过程中要时刻注意掺烧混合均匀性的有效把控。其次是分磨入炉掺烧，为了提高燃烧效率，该火电厂没有运用传统混煤设备进行掺烧，因为由于煤种性能差异偏大在燃烧稳定性方面很难把控，所以该厂所采用的是下层磨配合中上层磨掺烧煤的混合形式。这样做的好处就在于它能够较好控制燃煤燃烧过程，并且大量节约燃油。但是分磨入炉掺烧过程需要注意煤种的主要成分必须接近，如果特性相差太大不能进行掺烧，而是要另外选择分仓上煤的掺烧形式。

4、基于煤炭掺烧的火力发电厂机组锅炉燃烧效率优化调整措施

经过生产实践发现，煤炭掺烧能够为该活力发电厂机组锅炉提高燃烧效率，所以下文具体来分析机组锅炉燃烧效率优化调整几点有效措施。

4.1提高机组锅炉氧量控制能力

在该厂实践生产过程中发现，机组锅炉在运行中总风量变化会对排烟热损失产生直接影响，造成机械未完全燃烧热损失，导致机组锅炉各项热损失超过7%，排烟温度每升高10℃其排烟损失增加5%，所以说排烟温度过高也对机组锅炉电除尘及脱硫反应造成一定安全运行威胁。为此，该厂应该从辅机电耗方面考虑问题，在满足机组锅炉内部燃烧的基本条件下，适当降低总风量，进而影响送风机电耗，并同时增加风机裕量，有效控制电厂用电率。如果从污染物排放角度来看，建议采用低送风量，首先确保机组锅炉内燃前期具备充分还原性气氛，这样也能做到对NOx生成的有效抑制，减少烟气排放量和尾部烟气脱硫脱硝装置运行压力，确保良好的环保及经济效益。

4.2控制入炉煤炭粉细度

煤炭粉越细腻，其表面积就越大，如果客观条件相同，它的加热温升速度就越快，挥发份析出及着火化学反映速度也越快，燃烧时间越短，燃烧越完全。在这种环境下，该厂基于《大容量煤粉锅炉选型导则》，对煤粉细度基于下列公式进行了分析选取：

R90=K+0.5nVdaf

在公式中，K表示常规系数，如果Vdaf>25%煤质，其K的取值应该为4。如果Vdaf在15%～25%范围间，K=2，如果Vdaf<15%，K=0。

在机组锅炉燃煤过程中，应该充分考虑燃煤挥发分含量，如果挥发分含量偏大，则燃烧效率会更高，所以该厂在煤粉选择方面会适当放宽一些，可以选择较粗煤粉。如果煤粉中灰分含量较高，由于灰分会阻碍燃烧，所以要合理控制煤粉的不完全燃烧损失，避免其越来越大，达到经济细度合理把控。

结语

随着锅炉燃烧优化技术在火电厂运行中的应用与发展，取得了相对突出的效果，但同时，结合火电厂锅炉燃烧优化的实际情况，也存在着相对较为突出的问题。综合来讲，火电厂发电运行中，进行锅炉燃烧运行优化，主要就是通过应用较为合理并且先进的技术手段，对于锅炉燃烧运行中存在的问题进行解决控制，以提高锅炉燃烧运行效率，减少锅炉燃烧污染，促进火电厂运行发展。总结来看，该煤炭掺烧方案合理可行，能够大幅度降低燃煤成本，提升企业生产效益，值得在未来生产实践中继续探索研究。

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