新形势下电厂锅炉应用在热能动力工程中的应用

新形势下电厂锅炉应用在热能动力工程中的应用

张政

华电云南发电有限公司 650000

摘要：目前资源能源短缺问题已然成为制约我国社会建设的主要因素之一，在此形势下，具备热能转化特性的热能动力工程得到重视与普及。作为火力发电的关键组成环节，电厂锅炉承担着化学能转化热能的重任。本文从电厂锅炉的概述分析入手，阐明热能动力工程中电厂锅炉的具体应用。

关键词：热能动力工程；燃烧；电厂锅炉；应用

基于我国供电压力持续增大的发展背景下，热能动力工程得到持续的研究与探索，若在热能动力工程发展中进行电厂锅炉的有机引进，并借助先进技术及其热能转化手段的应用，对锅炉结构与技术加以改进，可以在促进火电生产水平得以显著提升的同时，为当前我国供电不足问题的缓解提供助力。正因此，探讨如何在热能动力工程中进行电厂锅炉的有效应用，对于推动我国热能动力工程领域的创新发展有着重要作用。

1. 电厂锅炉概述

1. 概念及其结构分析

作为现阶段火力发电工程中不可或缺的关键组成，电厂锅炉在运行期间发挥着化学能转化热能的作用，利用燃料燃烧后形成的热能进行中间载体加热处理，其锅炉运行效率与火电厂电能生产质量、效率之间存在密切关联。分析电铲锅炉组成，主要包括燃气锅炉控制、锅炉外壳两部分^[1]。针对锅炉外壳而言，具体分为面壳、底壳，覆盖于锅炉四周及其顶部的外壳即为面壳，避免锅炉在运行阶段受到灰分、风等因素的影响。底壳主要作用体现为锅炉底部固定，通过连接膨胀水箱等系统来提升锅炉系统的运行稳定性。作为电厂锅炉的核心组成，燃气锅炉控制系统可分为锅与炉两部分，其中锅本体组成包括省煤器、再热器、下降管、过热器、水冷壁等，而炉组成则囊括燃烧器、炉膛、空气预热器等。此外，电厂锅炉还涉及到对水系统、通风系统、燃料供应等辅助系统的应用。

2. 应用特征

分析新形势下电厂锅炉的应用，其特征具体表现为：（1）锅炉运行涉及全自动控制技术应用。电厂锅炉运行效率受到燃气锅炉控制的直接影响，以往人工控制手段的应用，无论是燃料投放还是处理，均需借助人力来完成，若运行期间出现人为失误，轻则影响到锅炉的稳定运行，重则导致火电厂经济效益获取受到影响。而借助全自动控制技术应用，能够在有效规避人为失误的同时，通过减少人力应用来控制锅炉运行成本，并促进锅炉运行效率的显著提升。（2）锅炉运行借助其密闭环境实现能源转化，通过保持锅炉内部的密封性、封闭性，确保锅炉的燃烧效率达到预期要求，并通过完全反应来促进能源转化^[2]。

2. 热能动力工程中电厂锅炉的应用

1. 锅炉风机改进

锅炉运行过程中风机发挥着至关重要的作用，运行期间依托于叶轮驱动来产生机械动能，并通过动能转化为气体压力来促进燃料充分燃烧，进而促进锅炉运行效率的显著提升。正因此，在当前火力发电过程中，锅炉燃烧效率受到风机运行的直接影响^[3]。而在锅炉长时间运行条件下，为确保锅炉始终处于燃烧充分的状态，要求风机设备维持长时间运行。这导致风机在运行阶段极易出现烧毁、损毁的问题，轻则影响到锅炉燃烧效率控制，重则因风机烧毁而产生安全事故。鉴于此，可依据锅炉运行需求的分析，结合热能动力工程知识、技术进行风机改进，通过结构优化、性能改进来促进风机设备的高效运行，并通过运行年限的延长来促进火电厂效益获取增大。例如对风机叶轮进行性能改进，可依托于三维模拟技术应用，在全面掌握风机设备相关参数、标准的基础上，以风机叶轮模型的构建进行叶轮运行的模拟，经模拟试验确定风机设备的具体喘振、流动分离参数，并依据其结果分析进行风机叶片的合理调整，以期通过提升风机运转流畅性来将其设备出现损毁、故障的概率。

2. 炉内燃烧控制技术应用

锅炉运行效率是否理想受到燃气锅炉控制的直接影响，且火电厂能量转化效果与燃气锅炉控制技术的应用同样存在较大关联^[3]。得益于自动化技术的普及应用，现阶段锅炉自动化控制技术已经取代以往人工控制手段，成为当前基础锅炉控制技术。分析热能动力工程炉内燃烧控制技术的应用，具体包括：（1）空燃比连续控制系统。该系统组成包括PLC控制器、热电偶比例阀、燃嘴燃烧控制器、流量计气体分析装置、电动蝶阀等，其中PLC装置作用体现为对运行数据的采集、分析，其信号设置依托于微积分等方法的应用；热电偶作用体现出数据的传输与处理。同时，通过对比例阀、电动蝶阀开放幅度的控制，能够以合理的温度控制来促进锅炉充分燃烧。以标准值为参照进行锅炉运行参数的合理调整，以确保锅炉内燃烧得以精准控制。（2）双交叉先付系统。该控制系统运行主要是对炉内各测量点温度借助传感器实现精准、实时测量，并依托于对上位机的应用，为各测量点按照预定工艺曲线进行期望温度值的设定，通过对实时温度数据的全面采集，准确判断出实际温度值与预期温度值的差距，在此基础上进行燃料调整，或者是借助自动控制系统进行空气流量阀调节，实现以温度精准控制促进锅炉充分燃烧，确保其热能转化效率得以优化。

3. 能量转换效率提升

尽管现阶段大部分火电厂在电能生产方面取得较为显著的成效，但是在多方面因素的影响下，部分火电厂仍尚存能量转换效率低下的问题，即燃烧资源无法在锅炉内得到充分燃烧，不仅影响到燃料资源的利用率，甚至对周围环境造成不同程度的影响。而在新形势背景下，借助热能动力工程知识及其技术，能够实现锅炉能量转换效率的提升。以山西西山热电企业为例，在火力发电过程中引进循环流化床锅炉洁净煤燃烧技术，实现通过温度精准控制来促进锅炉内燃烧的充分燃烧。分析其结构组成，主体为单锅筒，前部与尾部分别包含两个竖井，依托于自然循环方式实现锅炉燃烧。对于前部竖井而言，以水冷壁组成四周，并采用总吊的形式构成整体结构，具体划分为一次风室、稀相区、密相区。分析尾部烟道组成，具体包括高温过热器、省煤器、低温过热器、空气预热器械等。借助立式旋风分离器进行竖井间的有效连接，分离器组成包括回送装置与灰冷却器。该火电厂锅炉燃烧主要采用床下点火方式，并将一次风比率控制在50%~60%范围内，以低倍率为基准控制飞灰循环，采用分离灰渣排放的方法进行中温处理。对于该锅炉内炉膛的构成，以湍流床的应用为主，依据相关标准将运行速度控制在3.5~4.5m/s范围内。另外，为促进锅炉燃烧效率的提升，该火电厂结合实际燃烧情况进行炉膛截面的有效设计，将高铝质内衬铺设于炉膛膜式壁，进一步促进劣质煤燃烧率的显著提升。

4. 锅炉内部构造改进优化

燃料燃烧效率与锅炉内部构造之间存在密切关联，而在多方面因素的影响下，锅炉内部构造极易出现问题故障，进而对燃料燃烧率产生不同程度影响。如燃烧、蒸汽的严密性未得到合理控制，在运行阶段出现跑、冒、滴等现象，导致发电厂能量转换效率下降。为此，依托于热能动力工程应用，借助自动化控制技术应用，进行锅炉内部构造合理改进，促使锅炉燃烧效率得以提升。以山西西山热电厂为例，引进型号为UG-240的电厂锅炉，在此基础上对流化床锅炉增设称重给煤机，以实现自动化用煤计量给料，同时对皮带装置进行尾轮测速装置的安设，将刮板式清扫装置安设于输送与计量装置下部，通过内部构造改进促进电厂锅炉始终保持稳定运行状态。

结束语：

综上所述，热能动力工程中电厂锅炉的有效应用，能够在促进能量转化效率显著提升。为进一步体现出热能动力工程中热能转化技术应用的优势及其作用，需重视对电厂锅炉系统技术、构造等方面的研究与探索。

参考文献：

[1] 薛艳龙. 基于新形势下电厂锅炉应用在热能动力工程中的应用[J]. 中国科技纵横, 2018, 000(011):169,171.

[2] 汪洋. 新形势下电厂锅炉应用在热能动力的发展与创新[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2017, 000(032):P.197-197.

[3] 李官友. 新形势下火电厂锅炉设备在热能动力工程中的应用研究[J]. 轻松学电脑, 2019, 000(029):P.1-1.