在线客服

咨询热线

发电厂锅炉运行特性

作者: 肖涛

  摘要:随着煤炭资源的收缩和煤炭原料价格的日益递增,电力行业的竞争日趋激烈,燃煤火力发电利润在直线快速下降,提高火力发电厂锅炉经济运行水平和综合竞争力是各个发电集团的面临的重要课题。本文通过分析研究,提出了供电煤耗对锅炉运行的影响,并提出了提高锅炉运行经济性的调整方法及注意事项,提出的结论和建议对火力发电厂锅炉经济运行具有一定的参考性。
  关键词:锅炉 运行 调整
  中国的电力工业是国民经济的重要基础,也是国家经济发展战略中的重点产业和支柱产业。我国的资源国情决定了我国电力能源结构必须以火电为主、水电为辅、核电和风点作为补充的格局。预计今后10年内火力发电量所占比重仍在70%左右,燃煤电厂火力发电仍然会是我国主要的发电手段。随着煤炭资源的收缩和煤炭原料价格的日益递增,电力行业的竞争日趋激烈,燃煤火力发电利润在直线快速下降,提高火力发电厂锅炉经济运行水平和综合竞争力是各个发电集团的面临的重要课题。
  1. 火力发电厂供电煤耗分析
  “十一五”以来,我国火力发电能耗取得了很大的进步,全国平均供电煤耗从“十一五”初期2006年的366g克/千瓦时下降到2010年335克/千瓦时。“十一五”期间累计下降超过31克/千瓦时,年平均下降6克/千瓦时。但是实际上这得益于近年来全国火电装机结构性的调整。主要是近年来投运的600MW等级亚临界、600MW等级超临界乃至百万等级超超临界机组。125MW以下小火电机组相继关停后,大容量、超临界机组的低煤耗拉动整体煤耗在下降。但是目前国内还有数量众多的125MW至300MW亚临界机组继续服役,如何从运行的方面降低机组的煤耗仍然是当前重要的课题。
  1.1煤质对锅炉稳定燃烧的影响
  1.1.1煤的发热量是反映煤质好坏的一个重要指标,当煤的发热量低到一定数值时,不仅会影响燃烧不稳定不完全,而且会导致锅炉熄火,使锅炉出口温度很难达标,影响正常供热。
  1.1.2挥发分在较低温度下能够析出和燃烧,随着燃烧放热,焦碳粒的温度迅速提高,为其着火和燃烧提供了极其有利的条件,另外挥发分的析出又增加了焦碳内部空隙和外部反应面积,有利于提高焦碳的燃烧速度。因此,挥发分含量越大,煤中难燃的固定碳成分越少,煤粉越容易燃烬,挥发分析出的空隙多,增大反应表面积,使燃烧反应加快。挥发份含量降低时,煤粉气流着火温度显著升高,着火热随之增大,着火困难,达到着火所需的时间变长,燃烧稳定性降低,火焰中心上移,炉膛辐射受热面吸收的热量减少,对流受热面吸收的热量增加,尾部排烟温度升高,排烟损失增大。
  1.1.3煤的灰份在燃烧过程中不但不会发出热量,而且还要吸收热量。灰分含量越大,发热量越低,容易导致着火困难和着火延迟,同时炉膛温度降低,煤的燃烬程度降低,造成的飞灰可燃物高。灰分含量增大,碳粒可能被灰层包裹,碳粒表面燃烧速度降低,火焰传播速度减小,造成燃烧不良。另外飞灰浓度增高,使锅炉受热面特别是省煤器、空气预热器等处的磨损加剧,除尘量增加,锅炉飞灰和炉渣物理热损失增大,降低了锅炉的热效率。有关资料显示,平均灰份从13%上升到18%,锅炉的强迫停运率将从1.3%上升到7.54%。
  1.1.4煤的颗粒度对锅炉的燃烧有很大影响。颗粒度过大时,煤块在锅炉内燃烧时停留时间过短,煤炭中的焦碳没有完全燃烬,炉渣中的含碳量增大,增加了锅炉炉渣的物理热损失;颗粒度过小时,细煤粉在炉排上燃烧时通风不好,碳与氧不能很好地接触发生化学反应,易形成黑带,同时细煤粉也易被空气吹起,很快随着烟气被带走,增加了锅炉烟气中的飞灰热损失,(在层燃烧锅炉中,尽量不要燃用煤粉(~3mm)含量超过30%的煤种)。因此要根据煤炭颗粒度合理调整给风量。
  1.1.5煤的含水量在一定的含量限度内与挥发分对燃煤的着火特性影响一致,少量水分对着火有利,从燃烧动力学角度看,在高温火焰水蒸气对燃烧具有催化作用,可以加速煤粉焦碳的燃烧,可以提高火焰黑度,加强燃烧室炉壁的辐射换热。另外,水蒸气分解时产生的氢分子和氢氧根可以提高火焰的热传导率。但水分含量过大时,着火热也随之增大,同时由于一部分燃烧热用来加热水分并使其汽化,降低了炉内烟气温度,从而使煤粉气流吸卷的烟气温度以及火焰对煤粉的辐射热都降低,这对着火不利。
  1.1.6煤中杂质不仅会吸收煤燃烧生产的热量,阻碍煤与氧充分接触,影响煤的燃烧,降低锅炉热效率,增大锅炉运行时的除渣除灰量,而且对锅炉的安全运行带来很大危害。
  2. 锅炉正常运行中的调整
  2.1燃烧调整
  2.1.1锅炉燃烧调整的目的是保证燃烧的稳定,提高燃烧经济性,同时使燃烧室内热负荷分配均匀,减少热力偏差,防止锅炉结焦、积灰等现象,从而提高锅炉的安全性和热效率;
  2.1.2正常运行中,炉膛火焰应呈光亮的金黄色且火焰处于炉膛中间位置,均匀地充满整个炉膛且不冲刷炉墙,同一标高两侧热负荷接近,各段烟温两侧相近,高温过热器出口两侧烟温差≯50℃,煤粉着火距离适中;
  2.1.3锅炉负荷变化时,如 CCS和其它自动调节跟不上应及时改手动调整风量、粉量,以保持汽温、汽压稳定;
  2.1.4投、停给粉机应逐只对角进行,全层或对角调节,避免缺角运行,正常运行中,尽量保持下层给粉机稳定少调整,下层给粉机一般不作为调整负荷的手段;
  2.1.5维持炉膛压力-20~-100Pa,烟气氧量 4~6%;
  2.1.6炉内燃烧不稳定时,应及时投油助燃;
  2.1.7应确知当班所用煤种类的主要成分、发热量、煤粉细度,以供燃烧调整和制粉参考;
  2.1.8根据煤质情况及时调整一、二次风配比,组织良好的空气动力场;
  2.1.9减少各部漏风,运行中应严密关闭各人孔门、看火孔、检查孔等,发现漏风或炉内结焦应及时处理;
  2.1.10经常检查制粉系统的运行情况,防止细粉分离器堵塞,造成排粉机打粉,影响燃烧稳定;
  2.1.11燃烧不稳时,禁止对水冷壁进行吹灰、打焦及排污工作。
  2.2汽压的控制与调整
  2.2.1锅炉运行中,主汽压力主要用锅炉主控器进行控制,使用主控制器控制压力时,给粉机转速控制器应投入“自动”;
  2.2.2在“手动”与“自动”切换时,要使实际主汽压力与自动设定值一致,然后再进行切换,汽压上升过程中,应注意提前减少给粉量,汽压趋于稳定时,再适当增加给粉量,以稳定汽压,防止汽压大幅波动;
  2.2.3当锅炉运行的给粉机台数一定时,调整负荷一般采用增加或减少给粉量来完成;
  2.2.4当用调节给粉量达不到负荷变化要求时,则可对角投入或停止中、上层给粉机 ;
  3. 锅炉运行中的注意事项
  3.1监视
  锅炉运行中,应注意监视过热蒸汽压力、过热蒸汽温度、锅筒水位、给水压力、锅炉入口烟气温度及负压,各部受热面的积灰情况,尤其对流管束、省煤器等处的积灰情况,除灰器的工作情况是否正常,如遇熟料系统送入锅炉的烟气量及温度发生变化,使汽温升高,应及时联系有关部门调整其锅炉进口烟温,以保证锅炉的安全运行和锅炉参数的变化。
  3.2巡视检查
  为了保证安全运行,每班至少进行4次巡视检查,检查的项目时锅炉附属的全部设备,如护板、炉墙是否完好无损,炉墙上的人孔门是否漏凤,吹灰器是否正常运行,锅炉上的各种阀门是否完好,水位计、压力表、温度计等仪表是否工作正常,检查锅炉各部受热面积灰磨损情况及锅炉排烟温度。
  3.3纪录操表不得间断
  日常纪录工作每小时进行一次,记录的目的在于分析工况以及综合分析整个系统之负荷变化规律,合理改变操作,以分析事故的隐患并予以排除,作为制定检修计划的依据,发生事故时作为分析事故的原因参考。
  4. 结论
  锅炉的经济运行对整个发电厂的经济性指标有着决定性作用,掌握锅炉各参数的调整方案,避免锅炉运行过程中易出现的故障,对于保证锅炉的安全、稳定、经济运行发挥着举足轻重的作用。
论文来源:《科学与财富》 2014年1期
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-4842355.htm