四方仪器|浅谈发电厂的工作原理与有效进行锅炉燃烧

四方仪器

2018/08/16 14:45

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　　随着我国发电厂的规模不断扩大和承担的任务不断增加，加大锅炉燃烧调节，是减少损失、增加发电量的有效途径，也是实现发电厂经济效益、安全性和可靠性的重要途径。本文对发电厂锅炉燃烧的原理和发电过程以及燃烧调节的目的及措施进行介绍。

　　一、发电厂锅炉燃烧的原理和发电过程

　　煤炭材料在发生燃烧的时候，煤炭里的碳，氢等成分，以及杂质组分，在和氧气发生反应后，形成温度非常高的烟气，这些烟气带有大量的热能。烟气在运行中，会沿着发电厂的锅炉内部运动，先经过锅炉的内部，然后是水冷壁部分，再到锅炉的屏式过热器部分，紧接着是锅炉温度过高的热器部分，还要经过锅炉的再热器部分。

　　与此同时，高温烟气还会和这些受热面进行紧密的接触，依据热量的传递原理，这些高温烟气和这些锅炉部分的内部工作部件，就会产生热量的互相传递，进而将这些高温烟气里的大量热能传递到锅炉的内部。

　　锅炉内部所正在工作的部件，在经过烟气的连续高温加热，以及辐射换热、对流换热等，从而发生变化并生成拥有着一定压力以及温度的水蒸汽。然后发生相变反应，进而变成水蒸汽成分，在流进到发电厂的汽轮机时，经过汽轮机进汽喷嘴时，水蒸汽的热能转化成动能，推动汽轮机转动，从而这些水蒸气就会把从烟气里面所吸收的热量，传递给汽轮机部分，而水蒸气里面所含的热能，转化成了汽轮机的机械能。汽轮机与发电机以大轴连接，汽轮机带动发电机转动，从而就将汽轮机的机械能转化成为了发电机的电能。

　　二、发电厂锅炉燃烧调节的目的

　　发电厂锅炉内燃烧过程的好坏，不仅仅直接关系到锅炉的生产能力和生产过程的可靠性，而且在很大程度上决定了锅炉运行的经济性。对发电厂锅炉进行燃烧调节的主要目的是：在满足外界电负荷需要的蒸汽量和合格的蒸汽品质的基础上，保证锅炉运行的安全性和经济性。

　　其主要体现在：首先保证稳定的气压、气温和蒸发量；其次，着火稳定、燃烧完全，火烟均匀充满炉膛，不结渣，不烧损燃烧器和水冷壁、过热器不超温等；最后使得机组内运行保持最高的经济效益，最大的减少了燃烧污染排放。

　　三、发电厂锅炉燃烧调节的措施

　　1、燃料量的调节

　　在发电厂锅炉燃烧调节的过程中，燃料量调节是其中极为主要的内容，其调节的方式主要取决于燃料的种类以及燃烧设备的种类。当炉内的负荷增加，就必须要增加进入锅炉内的燃料量以及风量；当炉内的负荷减小，也必须要减少进入炉内的风量和燃料量。

　　关于燃料量的调节可从两种情况分析：

　　其一，当炉内的负荷变化不大时，燃料量的调节可通过调整制粉系统的出力实现；

　　其二，当炉内的负荷变化较大时，燃料量的调节则需要经过制粉系统的启停来实现。

　　在制粉系统的启动时，必须要及时调节炉膛以及一、二次风的压力，同时还要控制好制粉系统的出力，确保燃烧过程的稳定性，预防负荷骤变现象的出现。燃油系统必须要处于备用状态，做好油枪的检查工作，若发现异常，要及时的进行修正。

　　在磨煤机的运行过程中，其通风量要控制在合理的范围内。若通风量过小，就会引起一次风速降低而着火过早，严重情况下会导致燃烧器的喷嘴被烧毁、磨煤机满煤以及一次风管堵塞；若通风量过大，会导致煤粉细度增加，着火也会被推迟，进而引发燃烧不稳的现象，加剧了风管的磨损。

　　在制粉系统的切换过程中，必须要先启动备用系统，再停运需检修的系统，切忌先停运正在使用的制粉系统，再启用备用系统；在磨煤机停运的过程中，需要先关闭给煤机的入口挡板，确保给煤机走空后再停止，并将磨煤机内部以及一次风管内的煤粉全部吹空；关于燃烧器的停运，需注意的是在停运之后，还必须要保持一段时间的风冷却，防止喷口被烧毁。

　　2、锅炉风量的调节

　　发电厂锅炉出力调节一般都是在外界负荷发生变化时进行，锅炉出力调节中最为主要的就是风量调节，风量调节的具体情况必须根据燃烧量的变化情况而定。

　　从经济性角度来说，在锅炉风量配送的实际过程中，若炉内的过剩空气系数在不断增加，此时必须要适当调节燃料和空气的混合比，这样才能确保燃烧的完全性，才能降低未充分燃烧带来的损失，才能提高锅炉燃烧的经济效益。

　　不过，因为炉内过剩空气的增加，可能会致使炉膛的温度降低、燃烧时间缩短，这就会增加未完全燃烧的损失。同时，过剩空气系数的增加还会导致锅炉排烟带走的热损失也相应的增加。综上可得，当发电厂锅炉内的过剩空气系数增加时，锅炉燃烧的热损失也会相应的增加。

　　从安全性角度来说，若锅炉内的过剩空气系数增加，锅炉的引风机叶片以及受热面管子的磨损也会随之增加，进而影响到设备的正常使用；当炉内过剩空气系数过小时，炉内的燃烧会存在不完全的现象，致使烟气中的CO等气体增加，煤粉的熔点降低，进而出现水冷壁现象，这也会给发电厂造成重大的损失。

　　在发电厂锅炉燃烧的风量调节过程中，要实现对风量的有效控制，就必须要重视对送风机进口导向挡板的调节。一、二次风的配合调节需根据燃烧要求进行，一次风量必须要满足风粉混合物充分燃烧的需要，同时还必须满足固体焦炭质点氧化的要求；二次风量在满足燃烧的要求同时，还要弥补一次风末段空气量不足的缺陷。

　　最为关键的是二次风的送入必须要与炉膛中的可燃物进行完美混合，混合得越完美，燃烧的就越完全，这就需要控制好二次风的风速，只有较高的风速，才能提高其混合效率。

　　3、炉膛压力的调节

　　锅炉内负压维持在较大的水平，会增加炉膛和烟道的漏风，很多工艺引起燃烧恶化，并且导致灭火。相反，假如炉膛内的风压变正，那么高温火焰以及烟灰就要向外冒，不但会影响环境卫生，烧毁设备，还有可能引起人身安全问题。

　　因此在炉负荷发生改变时，随着锅炉燃料量和风量的变化，对炉膛压力要进行相应的调整。对于锅炉膛内的压力进行调整主要采用的是送风量和引风量相结合的方法。在调整过程中，为了能够有效的避免炉膛内出现正压和缺风的现象，首先要做的就是增大引风，再增大送风量，然后燃料量。相反，应该先减少燃料量，再减少送风量，最后再减少引风量。在两台引风机运行时，其入口动叶、电流、出力应该保持一致，同时进行调整。

　　在正常的情况下，应该投入引风自动运行，炉膛负压较大时，送风量正常情况下，应该关小引风机动叶，减少引风量。在炉膛负压较小时，送风量正常的情况下，应该开打引风机动叶，增加引风量。在锅炉正常运行情况下，要注意监视各烟道负压的变化情况，负荷较高时，烟道负压较大，负荷较低时，烟道负压较小。在烟道出现积灰、结焦、局部堵塞时，由于阻力的增加，受到阻力的部位以前负压比正常值要小，受阻部位以后的负压比正常值要大。