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火電廠(chǎng)鍋爐燃燒優(yōu)化運行分析

發(fā)布時(shí)間:2024-06-11

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【摘 要】鍋爐運行的安全性和經(jīng)濟性主要取決于鍋爐的燃燒是否優(yōu)化運行。本文針對鍋爐燃燒的優(yōu)化目標,鍋爐運行優(yōu)化參數的確定,確定優(yōu)化參數值的試驗方法,鍋爐優(yōu)化的運行途徑和燃燒優(yōu)化調整進(jìn)行了探討。為鍋爐的優(yōu)化運行節能降耗、提高能源利用率的有效措施,具有十分重要的作用。

【關(guān)鍵詞】鍋爐燃燒;鍋爐效率;優(yōu)化運行 

引言


  鍋爐的運行參數主要是過(guò)熱蒸汽壓力,過(guò)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(guò)程則表現為一個(gè)復雜的參數變化過(guò)程。在實(shí)際情況下,鍋爐運行工況經(jīng)常是不穩定的。各種各樣的原因都會(huì )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(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(zhù)改變。此時(shí),必須對鍋爐的燃料量、風(fēng)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定的范圍內。

鍋爐燃燒的優(yōu)化目標


  鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統,根據鍋爐的負荷和煤種,實(shí)時(shí)優(yōu)化鍋爐配風(fēng)、配煤燃燒等運行方式,指導鍋爐燃燒調整,通過(guò)對鍋爐操作參數進(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)現鍋爐的經(jīng)濟環(huán)保運行。機組燃燒優(yōu)化控制系統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(gè)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(guò)程將使這一性能指標達到較優(yōu),也可以進(jìn)行多目標綜合的優(yōu)化。

鍋爐運行優(yōu)化參數的確定


  目前電廠(chǎng)運行人員習慣于把設計參數作為優(yōu)化值進(jìn)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(jīng)濟性均比較差。其原因主要有三個(gè)方面:一,設計參數只對單一設備而言,未能充分考慮系統組合;二,設備在制造、安裝過(guò)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(shí)際系統出發(fā),通過(guò)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(guò)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(guò)優(yōu)化調整試驗才能獲得。所以,需進(jìn)行優(yōu)化試驗,確定鍋爐的優(yōu)化經(jīng)濟運行方式及優(yōu)化運行參數。

確定鍋爐優(yōu)化參數的試驗方法


  優(yōu)化試驗方法是通過(guò)對鍋爐進(jìn)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(guān)資料,進(jìn)行鍋爐典型工況下的試驗,通過(guò)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(jīng)濟性的主要問(wèn)題,了解鍋爐設備性能有待改進(jìn)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(chǎng)設備消缺的基礎上確定優(yōu)化目標,進(jìn)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(guò)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(guò)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(jīng)濟性的途徑。只有通過(guò)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。

鍋爐優(yōu)化的運行途徑


  1、鍋爐優(yōu)化運行與煤質(zhì)管理
  隨著(zhù)電廠(chǎng)進(jìn)入商業(yè)化運營(yíng),煤質(zhì)的管理顯得越來(lái)越重要。灰分增加.就意味著(zhù)熱值減少,燃料量、電耗、金屬單耗、受熱面磨損都增加,燃燒的完全性與穩定性也受到很大影響,也會(huì )導致排煙熱損失相對增加。所以管理好燃料是提高經(jīng)濟性、提高企業(yè)效益、提高上網(wǎng)競爭能力的關(guān)鍵環(huán)節之一。
  2、鍋爐優(yōu)化與監視系統
  鍋爐的一、二次風(fēng)速以及爐膛斷面熱負荷、燃燒器區域熱負荷、壁面熱負荷等均根據燃用的煤質(zhì)設計,這是由于燃燒、傳熱等過(guò)程不但復雜,且影響因素的隨機性也較太。目前在設計過(guò)程中,除了計算外,一般按推薦值選取。鍋爐在運行過(guò)程中,能夠定量掌握有關(guān)影響系統穩定與經(jīng)濟運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)系統的影響非常大,它不但影響燃燒的穩定性,而且還涉及到鍋爐的經(jīng)濟性。而目前運行人員在運行調整過(guò)程中,除對參數控制得比較嚴格外,對其過(guò)程變化卻無(wú)法掌握。也就是說(shuō),沒(méi)有一個(gè)好的監視系統。運行人員就無(wú)章可循,處于帶有一定經(jīng)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(lái)幾十萬(wàn)元的效益。所以完善燃燒過(guò)程的監視系統,有利于優(yōu)化鍋爐的運行,經(jīng)濟效益和社會(huì )效益不可低估。

鍋爐燃燒優(yōu)化調整


  鍋爐燃燒工況的好壞對鍋爐機組和整個(gè)發(fā)電廠(chǎng)運行的經(jīng)濟指標和安全性有很大的影響。燃燒優(yōu)化調節的任務(wù)是:要適應外界負荷的要求,在必須要滿(mǎn)足蒸汽質(zhì)和量的前提下,保證鍋爐運行的安全性和經(jīng)濟性。對于一般固態(tài)排渣煤粉爐,進(jìn)行燃燒調節目的可具體歸納為以下方面:保證正常穩定的汽壓、汽溫和蒸發(fā)量。燃燒穩定、燃燒中心適當,火焰分布均勻,不燒損燃燒器、過(guò)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(guò)程的經(jīng)濟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,還要保持適當的爐膛溫度。合理的風(fēng)和煤粉的配合,也就是要保持優(yōu)化的過(guò)量空氣系數;合理的二次風(fēng)配合要保證著(zhù)火迅速、燃燒安全;合理的送、引風(fēng)配合就是要保持適當的爐膛負壓、減少漏風(fēng)。當運行工況改變時(shí),這些配合比例調節恰當,就可以減少燃燒損失,提高鍋爐的熱效率。鍋爐運行中經(jīng)常碰到的工況改變是負荷變化,當鍋爐負荷變化時(shí),必須及時(shí)調節送入爐內的燃料量和風(fēng)量,使燃燒工況相應改變。在高負荷運行時(shí),由于爐膛溫度高,著(zhù)火與混合條件比較好,故燃燒一般是穩定的。為了提高鍋爐效率,可以根據煤質(zhì)等具體條件,考慮降低過(guò)量空氣系數,使排煙熱損失降低。

結束語(yǔ)


  鍋爐燃燒的優(yōu)化調整、優(yōu)化運行是鍋爐節能降耗、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(chǎng)競爭具有十分重要的作用,因此鍋爐的燃燒優(yōu)化運行對于節能降耗,具有十分重要的意義。