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火电锅炉运行质量影响因素与优化策略

2025-05-07 33 上传者：管理员

摘要：在火力发电占据重要地位的当下，火电锅炉运行质量关乎发电效率与能源安全。但实际运行中，多种因素影响其运行质量，降低发电效益。本文深入分析排烟热损失、固体燃烧损失、给水品质等影响因素，针对性提出降低排烟热损失、优化燃烧方式、严格控制给水质量等策略，并强调设备维护的重要性，有助于提升火电锅炉运行质量，对推动火电行业高效、稳定、可持续发展具有重要意义。

关键词：
火力发电
火力发电系统
火电锅炉
电力需求
运行质量
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在全球能源格局中,火力发电凭借其稳定性与可靠性,始终占据重要地位｡火电锅炉作为火力发电系统的核心设备,其运行质量直接左右着发电效率､能源消耗以及电力供应的稳定性｡随着社会经济的飞速发展,电力需求持续攀升,提升火电锅炉运行质量的紧迫性日益凸显,不仅关系到电力企业的经济效益,更与整个社会的能源安全和可持续发展紧密相连｡因此,全面､系统地研究火电锅炉运行质量影响因素与优化策略,具有重要的现实意义｡

1、火电锅炉运行质量影响因素分析

1.1排烟热损失

1.1.1燃料特性

不同煤种中挥发分､水分､灰分等成分对火电锅炉燃烧过程及排烟温度影响显著｡挥发分含火电锅炉运行质量影响因素与优化策略张耀星国家能源费县发电有限公司临沂273400摘要:在火力发电占据重要地位的当下,火电锅炉运行质量关乎发电效率与能源安全｡但实际运行中,多种因素影响其运行质量,降低发电效益｡本文深入分析排烟热损失､固体燃烧损失､给水品质等影响因素,针对性提出降低排烟热损失､优化燃烧方式､严格控制给水质量等策略,并强调设备维护的重要性,有助于提升火电锅炉运行质量,对推动火电行业高效､稳定､可持续发展具有重要意义｡关键词:火电锅炉;运行质量;影响因素量高的煤种,燃烧更易且完全,排烟温度相对较低;反之,挥发分低则燃烧不充分,会使排烟温度升高｡高水分燃料在燃烧时需消耗额外热量进行蒸发,降低燃烧温度,导致燃烧不完全,增加排烟量与排烟温度,进而增大排烟热损失｡高灰分燃料不仅影响燃烧稳定性,还会在受热面沉积,降低传热效率,致使排烟温度上升,进一步加大排烟热损失｡

1.1.2受热面积与积灰

受热面积不足时,燃料燃烧产生的热量无法充分传递给工质,导致部分热量随烟气排出,使排烟温度升高｡而受热面结垢､积灰后,会在受热面与工质之间形成一层热阻,阻碍热量从高温烟气侧传递到工质侧｡积灰的导热系数远低于金属受热面,热量难以通过积灰层有效传递,使得烟气冷却不充分,排烟温度随之上升｡排烟温度升高意味着更多的热量被烟气带走,从而加大了排烟热损失｡

1.1.3漏风情况

炉膛､烟道漏风会破坏锅炉内燃烧所需的正常空气量配比｡外界冷空气的渗入使燃烧区域空气过量,多余冷空气未参与有效燃烧却吸收热量,降低燃烧温度,影响燃烧稳定性与充分度[1]｡

1.2固体燃烧损失

1.2.1燃料性质

煤粉细度和比表面积密切关联燃烧充分程度,煤粉越细､比表面积越大,与氧气接触越充分,燃烧反应越易于进行,燃烧也就越完全｡相反,煤粉过粗,比表面积小,氧气难以充分与之接触,会造成燃烧不充分｡而含水量对燃烧影响同样关键,含水量高会增加着火难度,水分蒸发还会吸收热量,降低燃烧温度,使燃烧难以充分进行[2]｡

1.2.2燃烧方式与炉膛结构

层燃方式下燃料在炉排上燃烧,燃料与空气接触相对有限,燃烧速度和效率受到一定制约,易出现燃烧不充分的情况,增加固体燃烧损失｡室燃方式则将煤粉喷入炉膛悬浮燃烧,燃料与空气混合更充分,燃烧较为迅速和完全,能有效降低固体燃烧损失｡炉膛形状､尺寸和高度对煤粉燃烧过程影响显著｡合适的炉膛形状可促进燃料与空气充分混合,保证火焰充满度;合理的尺寸和高度利于煤粉在炉膛内有足够的停留时间进行燃烧,若这些结构参数不合理,煤粉可能未充分燃烧就排出炉膛,导致固体燃烧损失增加｡

1.2.3过量空气系数

过量空气系数是实际供给燃料燃烧的空气量与理论上完全燃烧所需空气量的比值｡其对燃烧过程影响关键,过小意味着空气供给不足,燃料无法充分与氧气接触反应,造成燃烧不完全,大量未燃尽的物质排出,致使固体燃烧损失增加｡而过量空气系数过大时,过多冷空气进入炉膛吸收热量,降低燃烧温度,干扰燃烧稳定性,同样会使燃烧不充分,增加固体燃烧损失｡

1.3给水品质

给水中粒子含量与蒸汽杂质含量呈正相关,给水中粒子越多,经蒸发形成蒸汽时杂质含量越高｡蒸汽品质下降后,其中的杂质会在锅炉受热面和蒸汽管道内壁沉积形成污垢｡污垢的导热性能远低于金属材料,这极大地降低了受热面的传热效率,使燃料燃烧产生的热量难以有效传递给工质,导致排烟温度升高､能源浪费｡

2、火电锅炉运行质量优化策略

2.1降低排烟热损失

2.1.1强化漏风控制与积灰清理

加强漏风监测与治理需对火电锅炉密封部件实施定期检查,建立规范检查周期,仔细排查炉膛､烟道各密封处是否存在缝隙或损坏｡同时,引入新型密封材料,其良好的密封性能可有效减少漏风｡积灰清理方案方面,吹灰频率依据锅炉运行状况和积灰特性确定,频繁吹灰可能影响设备寿命,间隔过长又会导致积灰严重,应经数据分析确定合理频率｡吹灰方式上,综合对比蒸汽吹灰､声波吹灰等方式,依积灰性质和部位选择最优,以提升积灰清理效果,降低排烟热损失｡

2.1.2加强风量与水位管理

通过对排烟氧量表､风量表的精确监测,可实时获取燃烧过程中的氧气含量和风量数据,以此为依据调整送风量,使燃烧在最佳空气与燃料配比下进行,避免因空气过量或不足导致的燃烧不充分和排烟热损失增加｡合理控制水槽水位能确保汽水分离效果,防止蒸汽带水,减少因水分蒸发消耗热量而增加的排烟热损失｡及时排净渣斗水可避免水蒸发产生额外蒸汽混入烟气,从而降低排烟量和排烟温度,操作时需按照规定的水位标准和排烟时间进行,保障相关设备稳定运行｡

2.1.3完善热风利用与烟道保温

热风利用可借助合理调整热风再循环系统实现,将部分热空气引回参与燃烧过程,能提升燃料的预热程度,改善燃烧条件,使燃烧更充分,减少不完全燃烧损失,进而提高锅炉热效率,带来降低燃料消耗､增加发电收益的经济效益｡烟道保温层密封和维护至关重要,它能减少热量散失,降低排烟热损失｡提高烟道保温效果,可采用优质保温材料,如新型岩棉或气凝胶毡,加强保温层的敷设质量,定期检查并修复破损处,及时更换老化保温材料,以此提升整体保温性能[3]｡

2.2燃烧方式优化

2.2.1炉膛氧量与风压控制

炉膛氧量充足时,燃料能充分与氧气接触,燃烧反应得以充分进行,燃烧效果良好;氧量不足则会导致燃烧不完全,影响锅炉效率｡精确控制炉膛氧量,可借助先进的氧量监测设备,根据实时数据反馈调节送风量｡一次风压降低能使煤粉更易着火,提前着火点,为后续燃烧争取时间;二次风压调整可增强烟气扰动,使燃料与氧气混合更均匀｡实际操作中,依据锅炉负荷变化动态调整一二次风压,保障煤粉在炉膛内充分燃烧,提高燃烧效率｡

2.2.2调整炉膛负压与二次风

炉膛负压影响燃烧过程的通风效果,负压过大易吸入过多冷空气,降低燃烧温度,影响燃烧稳定性;负压过小则可能导致火焰外冒,威胁设备安全和人员操作｡降低炉膛负压并提高顶部反切二次风比例时,需缓慢调节引风机和送风机的出力,密切关注炉膛压力变化,同时监测燃烧情况,防止燃烧恶化｡二次风调整可增强烟气扰动,使高温烟气与未充分燃烧的煤粉更好地混合,促进燃烧更充分,热量更均匀地分布在炉膛内,提高热量利用效率,减少局部过热或过冷现象[4]｡

2.2.3给粉机转速控制

给粉机转速与煤粉燃烧时间和燃烧率紧密相关｡转速过快时,单位时间内进入炉膛的煤粉过多,煤粉来不及充分燃烧就被排出,导致燃烧时间缩短､燃烧率降低;转速过慢则会使燃烧强度不足,影响锅炉出力｡根据锅炉负荷实时调整给粉机转速,在高负荷时适当提高转速以满足热量需求,同时优化一次风､二次风配合,确保煤粉充分燃烧;低负荷时降低转速,避免煤粉堆积,维持稳定燃烧,以此提高火力燃烧率,提升锅炉运行效率｡

2.3严格控制给水质量

2.3.1制水与排污管理锅炉给水质控制标准应明确规定各类杂质的允许含量,制水工艺流程需涵盖沉淀､过滤､除盐等多道工序,以去除水中的悬浮物､胶体､离子等杂质｡合理排污能及时排出水中浓缩的杂质,防止其在锅炉内积聚｡优化排污操作,可依据水质监测数据确定排污时间和排污量,采用连续排污和定期排污相结合的方式,连续排污可排出锅炉水表面的高浓度杂质,定期排污则针对锅炉底部的沉积物,以此有效降低给水中的杂质含量,保障锅炉安全稳定运行[5]｡

2.3.2水位与负荷调整

精确控制气泡水位可借助高精度水位监测装置,实时反馈水位信息,通过自动调节给水阀门控制给水流量,维持水位在规定范围内｡水位过高易使蒸汽带水,恶化蒸汽品质;水位过低则可能引发干锅事故｡根据锅炉负荷变化,需相应调整给水流量和蒸发量｡负荷增加时,提高给水流量以满足蒸发需求,同时确保燃烧稳定,提升蒸发量;负荷降低时,及时减少给水流量,防止汽水共腾等异常｡这种合理调整能维持锅炉汽水系统平衡,保障锅炉安全稳定运行｡

2.3.3含氧量控制

锅炉给水中的氧气会与金属发生氧化反应,在金属表面形成腐蚀产物,破坏金属的结构完整性,导致设备壁厚减薄､强度下降,缩短设备使用寿命｡有效的含氧量监测可通过在线溶氧仪持续测量水中含氧量｡除氧器基于亨利定律,通过加热使水达到沸点,降低水面上氧气的分压力,使水中溶解氧逸出｡使用除氧器时,要保证加热蒸汽的稳定供应,维持合适的温度和压力,定期检查除氧器内部部件,及时维修或更换损坏部分,从而确保给水中含氧量符合标准｡

3、结语

综上所述,通过深入剖析火电锅炉运行质量的影响因素,发现排烟热损失､固体燃烧损失､给水品质等对其影响显著,通过优化燃烧方式､严格控制给水质量､加强设备维护等策略,可有效提升运行质量｡未来应聚焦智能化监测与控制技术应用,实现对运行参数的精准调节,探索新型节能燃烧技术和高效水处理工艺,进一步降低能耗､提高效率｡

参考文献:

[1]贺帅.数据驱动的火电机组锅炉实时燃烧运行优化关键技术[D].华北电力大学(北京),2024.

[2]刘超,司瑞才,柳春晖,等.电锅炉辅助火电机组孤网运行的控制策略研究[J].吉林电力,2023,51(05):24-27.

[3]叶智明.适应火电机组深度调峰运行的锅炉火检系统优化[J].吉林电力,2023,51(05):28-30+40.

[4]王真.超低排放火电机组燃煤锅炉运行优化技术研究[D].山东大学,2021.

[5]罗兴城.浅谈火电发电厂锅炉检修运行与维护措施[J].低碳世界,2019,9(05):100-101.

文章来源:张耀星.火电锅炉运行质量影响因素与优化策略[J].中国品牌与防伪,2025,(05):227-229.