火電廠鍋爐燃燒優(yōu)化運行分析

【關鍵詞】鍋爐燃燒；鍋爐效率；優(yōu)化運行　

　　鍋爐的運行參數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，其運行過程則表現為一個復雜的參數變化過程。在實際情況下，鍋爐運行工況經常是不穩(wěn)定的。各種各樣的原因都會引起工況變化，而后則表現為運行參數的變化。例如當單元機組汽機所需要的蒸汽流量變動時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，必須對鍋爐的燃料量、風量、給水量等作相應的調整，才能使鍋爐的蒸汽量與汽機負荷相適應，使運行的參數保持在額定值或規(guī)定的范圍內。

　　鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，根據鍋爐的負荷和煤種，實時優(yōu)化鍋爐配風、配煤燃燒等運行方式，指導鍋爐燃燒調整，通過對鍋爐操作參數進行以性能為閉環(huán)的動態(tài)優(yōu)化控制，提高鍋爐燃燒效率，降低發(fā)電煤耗，同時減少煙氣NOx排放，實現鍋爐的經濟環(huán)保運行。機組燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)的基本原理是在機組安全運行的前提下，在運行可控參數的優(yōu)化空間范圍之內，選出一組優(yōu)化的操作參數組合，這個優(yōu)化目標一般為：優(yōu)化的效率；較低的NOx排放；較低的運行成本。對300MW鍋爐而言，優(yōu)化目標為鍋爐熱效率、NOx、運行成本等等，優(yōu)化過程將使這一性能指標達到較優(yōu)，也可以進行多目標綜合的優(yōu)化。

　　目前電廠運行人員習慣于把設計參數作為優(yōu)化值進行調整，往往不能達到優(yōu)化的運行效果。尤其是在低負荷的工況下，鍋爐運行的安全性、經濟性均比較差。其原因主要有三個方面：一，設計參數只對單一設備而言，未能充分考慮系統(tǒng)組合；二，設備在制造、安裝過程中存在一定的偏差，未能達到設計要求；三，設計參數本身采用不合理。所以應該從實際系統(tǒng)出發(fā)，通過試驗分析、比較，為運行人員提供鍋爐在不同負荷下的優(yōu)化運行方式及參數控制，這些運行方式建立在現有的設備基礎上，通過運行調整才可以達到或基本達到，與原設計工況相比具有合理性、準確性和可操作性。它必須通過優(yōu)化調整試驗才能獲得。所以，需進行優(yōu)化試驗，確定鍋爐的優(yōu)化經濟運行方式及優(yōu)化運行參數。

　　優(yōu)化試驗方法是通過對鍋爐進行性能的摸底試驗，多方面優(yōu)化調整，尋找優(yōu)化方式及相應優(yōu)化運行基準值。它包括性能摸底試驗、優(yōu)化調整試驗兩部分。
　　1、鍋爐性能優(yōu)化試驗
　　收集鍋爐的基本情況等的相關資料，進行鍋爐典型工況下的試驗，通過性能計算和能耗分析，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。也就是要找到影響鍋爐經濟性的主要問題，了解鍋爐設備性能有待改進的地方。
　　2、鍋爐的優(yōu)化調整試驗
　　根據鍋爐優(yōu)化調整試驗的結果，在現場設備消缺的基礎上確定優(yōu)化目標，進行鍋爐優(yōu)化調整試驗，尋找鍋爐在調峰范圍內合理的運行操作方式。通過試驗得出在不同負荷下鍋爐主輔設備的優(yōu)化運行方式。
　　3、影響鍋爐優(yōu)化運行因素
　　鍋爐優(yōu)化運行是指輸入鍋爐機組燃料的熱量被有效利用，使得鍋爐各項熱損失達到較小。通過對各項熱損失的分析，找出鍋爐的優(yōu)化運行的方法，并找出提高鍋爐運行經濟性的途徑。只有通過熱平衡才能確定鍋爐機組的效率，根據熱平衡結果就可以判斷鍋爐機組的設計和運行情況，研究鍋爐機組的熱平衡目的在于定量計算與分析各項能量的大小，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)化運行與煤質管理
　　隨著電廠進入商業(yè)化運營，煤質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，也會導致排煙熱損失相對增加。所以管理好燃料是提高經濟性、提高企業(yè)效益、提高上網競爭能力的關鍵環(huán)節(jié)之一。
　　2、鍋爐優(yōu)化與監(jiān)視系統(tǒng)
　　鍋爐的一、二次風速以及爐膛斷面熱負荷、燃燒器區(qū)域熱負荷、壁面熱負荷等均根據燃用的煤質設計，這是由于燃燒、傳熱等過程不但復雜，且影響因素的隨機性也較太。目前在設計過程中，除了計算外，一般按推薦值選取。鍋爐在運行過程中，能夠定量掌握有關影響系統(tǒng)穩(wěn)定與經濟運行的諸因素是十分重要的。例如，一次風速的大小對整個系統(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濟性。而目前運行人員在運行調整過程中，除對參數控制得比較嚴格外，對其過程變化卻無法掌握。也就是說，沒有一個好的監(jiān)視系統(tǒng)。運行人員就無章可循，處于帶有一定經驗性的、盲目的操作狀態(tài)。如果，一臺200MW機組如果做好優(yōu)化運行，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)化鍋爐的運行，經濟效益和社會效益不可低估。

　　鍋爐燃燒工況的好壞對鍋爐機組和整個發(fā)電廠運行的經濟指標和安全性有很大的影響。燃燒優(yōu)化調節(jié)的任務是：要適應外界負荷的要求，在必須要滿足蒸汽質和量的前提下，保證鍋爐運行的安全性和經濟性。對于一般固態(tài)排渣煤粉爐，進行燃燒調節(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，火焰分布均勻，不燒損燃燒器、過熱器等設備，避免結渣。使機組運行保證較高的熱量。減少燃燒污染物的排放。燃燒過程的經濟性要求具備合理的風煤配合，二次風配合和送吸風配合，還要保持適當的爐膛溫度。合理的風和煤粉的配合，也就是要保持優(yōu)化的過量空氣系數；合理的二次風配合要保證著火迅速、燃燒安全；合理的送、引風配合就是要保持適當的爐膛負壓、減少漏風。當運行工況改變時，這些配合比例調節(jié)恰當，就可以減少燃燒損失，提高鍋爐的熱效率。鍋爐運行中經常碰到的工況改變是負荷變化，當鍋爐負荷變化時，必須及時調節(jié)送入爐內的燃料量和風量，使燃燒工況相應改變。在高負荷運行時，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，可以根據煤質等具體條件，考慮降低過量空氣系數，使排煙熱損失降低。

　　鍋爐燃燒的優(yōu)化調整、優(yōu)化運行是鍋爐節(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)化運行對于節(jié)能降耗，具有十分重要的意義。