【行業(yè)分類】電力 【地區(qū)分類】中國 【時間分類】20040105 【文獻(xiàn)出處】中國電力 【標(biāo) 題】發(fā)電廠鍋爐經(jīng)濟運行研究(2004年文獻(xiàn))(3688字) 【副 標(biāo) 題】李永華/潘朝紅/呂玉坤/張愛存 【正 文】 隨著電力體制改革的不斷深入，“廠網(wǎng)分開、競價上網(wǎng)”已成必然，發(fā)電企業(yè)將面臨嚴(yán)峻的市場考驗。發(fā)電企業(yè)只有不斷降低成本，才能在市場中站穩(wěn)腳跟。目前國家整頓煤炭市場，關(guān)停小煤窯，使煤炭價格上漲，而電價將會逐步降低，這些都使燃煤電廠面臨更加嚴(yán)峻的考驗。衡量燃煤發(fā)電廠經(jīng)濟性的主要指標(biāo)是供電煤耗。供電煤耗的大小取決于發(fā)電煤耗和廠用電率，影響發(fā)電煤耗的主要因素是鍋爐效率。因此，研究電廠鍋爐的經(jīng)濟運行方式，對提高電廠的經(jīng)濟性具有重要意義。 1 設(shè)備概況 某廠8號爐為DG－670／13．7--8型自然循環(huán)煤粉爐，制粉系統(tǒng)為鋼球磨中儲式熱風(fēng)送粉系統(tǒng)。1991年1月投產(chǎn)，配200 MW汽輪發(fā)電機組。設(shè)計帶基本負(fù)荷，低于180 MW時需投油助燃。1997年進(jìn)行了分散控制系統(tǒng)（DCS）改造，2001年汽輪機通過通流部分改造擴充為220 MW。自1992年下半年后，煤炭市場發(fā)生了變化，鍋爐燃煤質(zhì)量嚴(yán)重惡化，煤種雜亂無序，運行煤種偏離設(shè)計煤種，揮發(fā)分低、灰分高，造成煤粉氣流著火延遲，火焰中心上移，燃燒不完全損失增加，爐膛出口煙溫升高，排煙損失增大。機組擴容后，燃料量增加，爐內(nèi)溫度提高，造成爐膛出口區(qū)域、屏區(qū)及燃燒器區(qū)域存在不同程度的結(jié)渣，影響了鍋爐的安全經(jīng)濟運行。 2 鍋爐經(jīng)濟運行研究 2．1 蒸汽參數(shù) 蒸汽參數(shù)的高低直接決定電廠熱力循環(huán)的效率。運行中能否維持蒸汽參數(shù)的穩(wěn)定主要取決于運行人員的責(zé)任心及熱工自動裝置的投入率。本機組經(jīng)數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）和DCS改造后，設(shè)備自動化水平有了大幅度提高，能針對煤質(zhì)、負(fù)荷、運行方式的變化及時調(diào)整，正常工況下能維持蒸汽參數(shù)在規(guī)定范圍內(nèi)。經(jīng)試驗表明，主蒸汽溫度可平均提高10--14℃，平均可使全廠煤耗下降1．44g／（kW·h），再熱汽溫平均提高12℃，煤耗下降0．81g／（kW·h）。 2．2 鍋爐的各項損失 鍋爐的各項熱損失中排煙損失q2最大，約占5％--12％；其次是固體未完全燃燒損失q4，約占1％--5％。其它損失則很小。提高機組的經(jīng)濟性，主要應(yīng)從減小q2和q4著手。 2．2．1 排煙損失 影響排煙損失q2的主要因素是排煙溫度和排煙容積。排煙溫度越高，則排煙熱損失越大，一般每增加10--15℃，會使損失增加1％。排煙溫度偏高的原因有：受熱面設(shè)計過小；實際煤種偏離設(shè)計煤種；運行不當(dāng)，火焰中心偏高；受熱面污染；制粉系統(tǒng)漏風(fēng)，為保證合適的過量空氣系數(shù)而減少空氣預(yù)熱器的送風(fēng)量，其吸熱減少及空氣預(yù)熱器漏風(fēng)、堵灰嚴(yán)重。排煙容積過大的主要原因為：爐膛及煙道漏風(fēng)；煤粉過濕，燃燒后產(chǎn)生大量水蒸汽及運行中送風(fēng)量過大等。 實際運行中，造成排煙溫度高及排煙容積大的主要原因是漏風(fēng)、過量空氣系數(shù)及配風(fēng)方式和燃料特性。本機組采取以下減少q2的措施：設(shè)備方面：2001年大修中將低溫段空氣預(yù)熱器改為熱管式空氣預(yù)熱器，可有效減少空氣預(yù)熱器漏風(fēng)，保證其吸熱量，大幅度降低了排煙溫度，并加強了各處的漏風(fēng)堵漏。運行調(diào)整方面：（1）時刻注意氧量表的變化，控制合理的過量空氣系數(shù)。正確監(jiān)視和分析爐膛出口氧量表和排煙氧量表及風(fēng)量表的變化，在滿足燃燒條件下盡量減少送風(fēng)量。（2）合理投入煤粉燃燒器。正常運行時，一般應(yīng)投下層燃燒器，以控制火焰中心位置，維持爐膛出口正常的煙溫。（3）根據(jù)煤種變化合理調(diào)整風(fēng)、粉配合，及時調(diào)整風(fēng)速和風(fēng)量配比，避免煤粉氣流沖墻，防止局部高溫區(qū)域的出現(xiàn)，減少結(jié)渣的發(fā)生，定期吹灰，以保持受熱面清潔。（4）及時關(guān)閉各檢查門、觀察孔，以減少漏風(fēng)。制粉系統(tǒng)在條件允許的情況下應(yīng)維持較小的負(fù)壓，少開冷風(fēng)門。（5）合理調(diào)整制粉系統(tǒng)，根據(jù)煤種采用不同的煤粉細(xì)度，提高各分離器的效率，盡量減少三次風(fēng)的含粉量和三次風(fēng)量。三次風(fēng)布置在最上層，風(fēng)、粉量大會延長整個燃燒過程，使火焰中心位置上移，爐膛出口煙溫偏高。（6）針對不同煤種選擇適當(dāng)?shù)囊淮物L(fēng)溫，在不燒壞噴口的前提下盡量提高一次風(fēng)溫，對降低排煙溫度和穩(wěn)定燃燒均有好處。 2．2．2 固體未完全燃燒損失 固體未完全燃燒損失q4是指部分固體燃料顆粒在爐內(nèi)未能燃盡就被排出爐外而造成的熱損失。 這些未燃盡的顆粒可能隨灰渣從爐膛中被排掉，或以飛灰形式隨煙氣逸出。固體未完全燃燒損失是燃煤鍋爐的主要熱損失之一，僅次于徘煙熱損失。煤粉爐中，由灰渣中可燃物造成的固體未完全燃燒損失通常僅占該損失的5％--10％，絕大部分固體未完全燃燒熱損失是由飛灰中可燃物造成的，影響這項損失的主要因素有燃燒方式、燃料性質(zhì)、過量空氣系數(shù)、爐膛結(jié)構(gòu)及運行工況等。 q4的大小取決于煤粉顆粒的燃盡速度，燃煤的揮發(fā)分愈高，灰分愈少，發(fā)熱值愈高，則煤的燃盡速度越快；煤粉愈細(xì)，煤粉愈均勻則損失愈小。因為大顆粒煤粉越多，越不易燃燒完全。空氣越充足，即過量空氣系數(shù)越大，對碳的燃盡越有利。但過量空氣系數(shù)過大，會使排煙熱損失增大，因此，運行中要選擇最佳的過量空氣系數(shù)。 實際運行中，影響該損失的主要因素有燃料特性、煤粉細(xì)度、過量空氣系數(shù)和運行方式。本機組采取了以下措施：（1）合理配煤以保證燃煤質(zhì)量。將各煤種精心混配，減少燃煤的大幅度變化，維持運行參數(shù)基本穩(wěn)定。（2）合理調(diào)整煤粉細(xì)度。煤粉細(xì)度是影響飛灰可燃物含量的主要因素。經(jīng)濟煤粉細(xì)度要根據(jù)熱力試驗進(jìn)行選取。（3）控制適量的過量空氣系數(shù)。煤粉燃燒需要足夠的氧氣，但過多的冷空氣會降低爐內(nèi)溫度水平，且使排煙容積增大。合理的過量空氣系數(shù)應(yīng)根據(jù)燃燒調(diào)整試驗及煤種確定。（4）重視燃燒調(diào)整。爐內(nèi)燃燒狀況的好壞、溫度水平及煤粉著火的難易程度直接影響灰渣可燃物的含量。燃燒狀況義直接影響溫度水平和著火過程。運行中應(yīng)根據(jù)煤種變化掌握燃燒器特性、風(fēng)量配比、一次風(fēng)煤粉濃度及風(fēng)量調(diào)整的規(guī)律，重視燃燒工況的科學(xué)調(diào)整，使?fàn)t內(nèi)燃燒處于最佳狀態(tài)。 2．2．3 其它熱損失 由于增容改造后，高負(fù)荷時需多加燃料，使原送、引風(fēng)機容量不足，會使可燃?xì)怏w未完全燃燒損失增加。通過對風(fēng)道及爐膛設(shè)備的堵漏風(fēng)已基本解決該項損失增大的問題。 2．3 降低輔機電耗 對燃煤電廠，鍋爐的制粉系統(tǒng)、送風(fēng)機和引風(fēng)機及給水泵所消耗的電能占廠用電的比例很大，其中給水泵電耗占廠用電的35％左右。運行中主要從以下方面來降低給水泵電耗：在保證減溫水壓力、負(fù)荷需要的前提下盡量減少閥門的節(jié)流損失；通過液力聯(lián)軸器，用調(diào)節(jié)給水泵轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)給水流量和給水壓力，以提高效率。另外將送風(fēng)機的節(jié)流調(diào)節(jié)通過加裝液力耦合器變?yōu)樽兯僬{(diào)節(jié)，堵塞風(fēng)道設(shè)備漏風(fēng)以降低送風(fēng)機電耗，在運行中采用保持正常的過量空氣系數(shù)及最小負(fù)壓、及時堵塞各處漏風(fēng)、通過吹灰減少煙道阻力、合理使用再循環(huán)風(fēng)及加強對除塵器的維護(hù)以防止堵灰等方法降低引風(fēng)機電耗。 針對制粉系統(tǒng)電耗，通過調(diào)整試驗找出最佳通風(fēng)量、鋼球裝載量、合理的干燥出力、不同煤種下的經(jīng)濟細(xì)度等參數(shù)，制定運行卡片對照實施，并通過及時調(diào)整風(fēng)量、補加鋼球等方法，保證制粉系統(tǒng)最大出力，降低電耗。 2．4 負(fù)荷的分配 目前該機組采用的控制方式有3種：鍋爐跟蹤控制方式、汽輪機跟蹤控制方式和協(xié)調(diào)控制方式。隨著科技發(fā)展，電網(wǎng)對單元機組的負(fù)荷適應(yīng)能力和穩(wěn)定性有了更高的要求。在正常運行狀態(tài)下，機組參加調(diào)峰、接帶尖峰負(fù)荷、參加電網(wǎng)調(diào)頻、接帶自動負(fù)荷指令及值班員手動負(fù)荷指令都是正常現(xiàn)象。負(fù)荷變化時，鍋爐效率也隨之變化。該機組在75％--85％負(fù)荷范圍內(nèi)效率最高。為滿足電網(wǎng)負(fù)荷要求，并保證單元機組相關(guān)參數(shù)在規(guī)定值范圍內(nèi)，保證機組安全經(jīng)濟運行，該機組正常情況下采用協(xié)調(diào)控制方式。由于接受自動負(fù)荷指令使鍋爐不能一直在經(jīng)濟負(fù)荷區(qū)域內(nèi)工作，現(xiàn)場可通過限定負(fù)荷上下限的辦法，在電網(wǎng)允許的情況下，盡量在經(jīng)濟負(fù)荷范圍內(nèi)運行，以保持較高的鍋爐效率。接受值班員手動負(fù)荷指令時，一般采用高效率機組帶基本負(fù)荷，低效率機組帶變動負(fù)荷，以保證高的總效率。 電廠經(jīng)濟運行計算是一個非線性規(guī)劃問題，大量試驗結(jié)果表明，平均分配負(fù)荷并不是最經(jīng)濟的運行方式。對于多臺機組的負(fù)荷分配，目前主要的最優(yōu)組合經(jīng)濟運行實用算法是優(yōu)先次序法與動態(tài)規(guī)劃法，且需進(jìn)一步考慮機組的啟、停機燃料損耗，需針對具體設(shè)備特性進(jìn)行進(jìn)一步研究并進(jìn)行大量試驗，以得到最優(yōu)運行方案。 2．5 減少點火及助燃用油 減少點火及助燃用油可采用以下措施：（1）點火前提前投入鄰爐底部加熱系統(tǒng)加熱水冷壁下聯(lián)箱，并適當(dāng)延長加熱時間，盡量提高汽包壓力，不但可節(jié)省大量用油，還可減少汽包壁溫差。（2）采用煤粉直接點火燃燒器（一次風(fēng)口內(nèi)布置小油槍），點火時的燃油火炬與煤、油混合物直接接觸，在噴口處形成以煤粉燃燒為主的主火炬來進(jìn)行啟動點火，減少點火用油。（3）單元機組采用滑參數(shù)啟動，可縮短啟動時間，提前并網(wǎng)停油。而且鍋爐不需向空大量排汽，減少熱量及汽水損失。（4）減少助燃油。由于油槍布置于一次風(fēng)噴口內(nèi)，易于助燃煤粉。將油槍霧化片由原800 kg／h改為500 kg／h，助燃效果變化不明顯，從而節(jié)省大量用油。