摘要：热电厂运营消耗的能源以一次能源为主，但由于一次能源属于不可再生性资源，加上近年来集控运行技术在热电厂中应用愈加广泛，使热电厂能源消耗量增加。热电厂锅炉的燃烧率和运行维护质量都将对热电厂的整体发电效率及质量产生直接影响。伴随社会经济的持续发展，社会生产和生活所需要的电力也越来越多，热电厂应当持续地发挥自身的优势，改善自身工作，提高锅炉运行过程中的燃烧率，并有条不紊地进行各项工作。为实现节能降耗目标，需要热电厂积极采取有效措施，确保各项设备在稳定运行的基础上，减少能源的消耗，为热电厂可持续发展奠定基础。

关键词：热电厂；集控运行；锅炉燃烧效率；策略

锅炉是热电厂生产系统中的重要部分，做好锅炉的运行控制，有利于提高锅炉的运行效率，减少热电厂锅炉运行中的能源消耗，使热电厂的经济效益得以提升。就目前情况来看，热电厂锅炉运行控制中存在一些常见问题，其主要体现在锅炉运行、燃料使用、设备老化等各个方面，应加强对这一方面的研究，探索热电厂锅炉运行控制的节能策略，使热电厂锅炉运行控制的水平得以进一步提升。通过对热电厂锅炉运行控制的节能策略进行探究，有利于提出一些可靠的参考依据，促进热电厂锅炉运行控制水平的提升。

一、热电厂集控运行概述

现阶段，热电厂依然是我国主要的供电形式，是电能的主要来源，也是确保我国电能稳定供应的重要影响因素。但在实际运行中，随着能源投入的不断增加，容易产生大量的温室气体。同时，热电厂的运营也离不开热控运行技术，在提升热电厂运行自动化水平的同时，改善了热电厂的管理模式，提高管理质量和热电厂运行效率。集控运行技术的核心在于信息管理技术的有效应用，借助信息技术实现热电厂生产过程中的信息化统计、生产优化，进一步改善日常运营效率。为优化电力提供服务提供支持。

二、热电厂锅炉运行原理

锅炉对于热电厂发电意义重大，它能够完成燃料的燃烧过程，将燃料中的化学能转化成热能，部分热能会被直接投入使用，另一部分则会从其他途径转化成电能。在使用锅炉时，首先要加热锅炉，然后用吹风机将燃料送至热电厂锅炉中，通过锅炉的燃烧，提供所需的热能。燃料燃烧和热量传递是锅炉运行过程中的核心步骤。锅炉本体是热电厂设备的重要组成部分，包括锅和炉两大部分。其中，锅是指汽水系统，它的主要功能是通过吸收燃料释放的热量加热与蒸发水，让水最终变成参数一定的过热蒸汽，其设备组成包括下降管和水冷壁、联箱、过热器和再热器、省煤器和汽包、连接管道和阀门等。省煤器位于锅炉的尾部，是锅炉尾部的垂直烟道，可以利用烟气的余热加热锅炉水，降低排烟温度，从而大幅提升锅炉效率，节省燃料。汽包位于锅炉的顶部，呈圆筒形、承压容器状，它的下部为水，上部为汽，可以接收省煤器投来的水，并与下降管和水冷壁、联箱构成水循环回路。在水冷壁中，水会吸热形成汽水混合物，汇集为起泡，经过汽水分离，在过热器中完成饱和蒸汽输送。下降管是水冷壁的供水管道，它的作用是引流汽包中的水到下联箱，然后再分流至各水冷管中。下降管可以细分为小直径分散下降管和大直径集中下降管，其中小直径下降管的管径较小，更利于水循环。水冷壁下联箱的作用是汇集工质，或通过联箱将工质更好地分配至其他管道中。下联箱实质是一根两端呈封闭状态的管道，它的作用是连接下降管与水冷壁，完成汇集与混合及工质分配工作。在炉膛四周有水冷壁，它的主要功能是吸收锅炉内散发的辐射热，让水得以蒸发，从而很好地保护炉墙。过热器的作用是使饱和蒸汽在加热后形成过热蒸汽。饱和蒸汽在烟气出口窗（炉出口）经过防渣管后，在垂直布置在蒸汽过热器组中的蛇形管的受热表面上被冲洗，从而被烟道加热。再热器的作用是加热升温汽轮机中做功后的部分蒸汽，并将其送至汽轮机内，然后继续做功。锅炉燃烧系统的作用是让燃料于炉内燃烧，放出热量，其组成部分包括燃烧器和空气预热器、炉膛、烟风道、炉墙和构架、炉膛等。其中，炉膛要经过炉墙及水冷壁所转化的燃料的燃烧，燃料会在这一空间内以悬浮状态燃烧，并且释放大量热量。燃烧器的位置在炉膛四角，或者在墙壁上，它的作用是以一定的速度将燃料及空气喷射至炉内，从而在炉内混合燃料及空气，保障燃料能够完全燃烧。燃烧器分为直流燃烧器和旋流燃烧器两种基本类型。空气预热器的位置在锅炉的尾部烟道处，其具体作用是通过烟气余热加热燃料，降低排烟温度，促进气流干燥与煤粉输送，从而提升炉内燃烧的效率和经济效益（锅炉的效率能够提高约 2 % ）。空气预热器分为管式与回转式两种类型。烟风道是由炉墙、一部分受热面管道、包墙管等组成的管道系统，其用途是引导烟气流动，以及使烟气经过各大受热面来完成热量交换。烟风道可以分为水平烟道及尾部烟道。锅炉燃烧系统的辅助设备包括通风设备、制粉系统、燃料运输设备、脱硫设备、除灰渣设备、除尘设备等。

三、热电厂锅炉运行存在的问题

1、锅炉运行方面的问题。作为热电厂的重要组成部分，锅炉普遍存在较高的能源消耗问题，这主要是因为锅炉的负荷无法达到要求，使得锅炉处于不稳定的运行环境，不仅对锅炉的生产造成影响，也带来了更大的能源消耗。同时，锅炉的选择直接影响着热电厂的建设质量，若是锅炉本身的质量存在问题，则很容易出现各种异常，难以保证锅炉的正常工作，给热电厂锅炉运行控制带来较大挑战。比如在锅炉的运行过程中，由于受到自身质量问题的影响，造成了锅炉停运情况的发生，而燃料燃烧被中断，必须加入更多燃料，才能够重新启动锅炉，这一过程造成了大量的资源浪费。其次，为保证锅炉的稳定运行，要求工作人员提前做好锅炉的检测工作，降低锅炉运行异常的发生概率，促进热电厂锅炉运行控制的顺利进行。

2、燃料使用方面的问题。在热电厂锅炉运行控制中，要求工作人员充分考虑到燃料的燃烧是否充分，尽可能提高燃料的使用效率，降低能源浪费。具体来讲，应做到合理选择燃料，保证燃料本身的质量达到要求，这不仅能够促进锅炉的高效运行，使其能够满足生产需要，也可以对锅炉运行中的能源消耗进行控制，实现更高的节能效果。在以往热电厂锅炉运行中，普遍都是以原煤作为主要燃料，并未对原煤进行处理，未能清除燃煤中的有害物质和有毒物质，以及可能影响锅炉运行效率的因素，使得锅炉运行中的燃煤燃烧不够充分，锅炉内壁出现炉渣附着的情况，造成了更大的能源浪费。其次，燃油也是锅炉运行中常用的一种材料，无论是燃油添加的数量，或是燃油本身的品质，对锅炉的参数也将产生影响，若是操作方面存在失误，使得锅炉达到冲转参数，而汽机未能达到冲转条件，势必出现燃油燃烧不充分的情况，加大了热电厂锅炉运行中的能耗。

3、设备老化方面的问题。随着热电厂的持续发展，其锅炉的使用时间不断增长，导致锅炉很容易发生各种各样的故障，再加上锅炉的养护管理方面存在不足，不能及时清理其中的结块及炉渣，那么燃料燃烧也将受到影响。除了锅炉本身的清洁工作不到位，造成锅炉设施快速老化的情况，锅炉的安装工艺、检查方式等等也是影响锅炉设施老化的重要因素，需要重视对这些因素的控制管理，减缓锅炉设施老化的速度。在设备安装工艺或检修方式存在问题的情况下，锅炉容易发生零部件老化、设备磨损等状况，对锅炉运行产生极大的负面影响，且造成了严重的能源浪费，不利于热电厂锅炉运行控制的有效进行。

四、热电厂锅炉燃烧率的有效途径

1、保持受热面清洁度，合理调节进风过程。如果锅炉的受热面存在大量煤渣与煤灰，会对整个受热过程产生阻碍，影响后续的热量传递。因此，工作人员需要用合理的方式及时清理受热面上的污垢与沉淀物，确保其清洁度。另外，工作人员可在锅炉进风或粉末调整的过程中，通过控制进风量的大小与速度，控制炉内温度，确保锅炉均匀受热，避免局部温度过低或过高的情况，从而大幅提高锅炉的燃烧率。

2、选用合适的磨煤机。煤炭的质量能够影响锅炉燃烧率和热电厂的发电效率。规格不同的磨煤机的工作效果不同，所打磨出来的煤粉的细度也不同，高低差异明显，而煤粉细度对煤炭的充分燃烧有一定的影响。与热电厂实际要求相符的煤粉能够在燃烧过程中产生充分的热量，在满足低能耗要求的同时能够更好地提高热电厂锅炉燃烧率，大幅度提升热电厂的工作效率及经济效益。在选择磨煤机时，热电厂需要结合实际需求进行选择，使煤粉细度控制在合理范围之内。煤粉细度不是越高越好，如果细度过高，会造成资源的浪费。在选出合适的磨煤机时，要控制打磨的标准，与要求相符合的磨煤机可以有效减少 NOx 的排出量，并提高燃烧质量及燃烧率，从而使热电厂不仅可以有较高的经济效益，而且能够取得较好的环境效益。

3、减少锅炉运行的热量损失。在开始热电厂前，需要降低空气预热器的实际漏风率，确保它可以为锅炉的燃煤提供足够的氧气，从而大大提高锅炉中煤料的燃烧效率，有效减少锅炉运行时的热量损失。全面控制系统耗能，尽量避免锅炉燃烧过程中灰尘的出现，通过减少灰尘产生的量，提升锅炉燃料燃烧时的利用率。严格控制锅炉温度，尽量减少因为锅炉发生高温情况而引起的热量损失，在煤料开始燃烧后应当定期地在锅炉中投放吹灰器，确保锅炉的受热面高度清洁，避免锅炉传热效果下降。在锅炉的给水管道及蒸汽管道外加上保温材料，让锅炉与外界空气进行热量交换，从而切实提高能源使用效率。

4、水冷安全提效技术的改造。当在煤炉中燃烧一些焦渣性较强的煤种时，往往易使其受热面发生结渣的情况。经过考察与研究发现，在炉膛的垂直水冷壁上喷涂一些黑体材料，可以解决锅炉结焦问题。黑体材料的黑度是 0.93，而常规的水冷壁金属管材的黑度是 0.23，黑体材料涂于水冷壁表面后，形成的涂层将提升辐射换热，让近壁区与燃烧区的温度梯度增大。另外，喷涂黑体材料可以在适度提升炉膛水冷壁吸热量的同时，降低炉膛的出口烟温，并减少或消除烟气中生成的熔融灰渣，使灰渣在接触屏过之前就已经凝固，让灰渣尽量不在水冷壁、屏过的表面生成，从而提高锅炉的整体运行效率。

五、热电厂锅炉运行控制节能策略

1、锅炉及燃料的选择。锅炉及燃料的选择直接关系着热电厂锅炉的运行效率，对锅炉运行中的能耗也有着极为重要的影响，必须做到合理选择锅炉及燃料，有效提高热电厂锅炉运行控制的经济效益及社会效益。对于锅炉的选择，既要考虑到短期的经济效益，也要考虑到热电厂的长期经济效益，以此保证锅炉的型号符合生产需要，且锅炉生产商家的资质水平也要加以重视。在选择锅炉的时候，要求工作人员仔细检查锅炉的运行状态，保证锅炉保持良好的运行状态，使热电厂的生产效率得到保障。通过对锅炉进行合理选择，可以有效提升热电厂锅炉运行的效率，降低锅炉设施发生故障的概率，降低锅炉检修产生的资金投入，实现最大化的经济效益。对于燃料的选择，必须保证燃料的质量符合要求，保证锅炉的正常运行，对燃料的使用效率进行提升，避免出现燃料燃烧不充分及其他能耗浪费等问题。

2、控制锅炉运行中的能源消耗。在热电厂锅炉运行控制过程中，要求工作人员对燃料是否充分进行检查确认，减少燃料燃烧不充分造成的能源消耗，以此提高热电厂的经济效益。具体来讲，可以将锅炉燃烧效率不足作为工作的人手点，特别要做好新锅炉机组的调试工作，保证锅炉机组的整体隋况符合设计要求，对燃料燃烧不充分进行严格控制，以此提高锅炉的运行效率，使锅炉运行中的能耗得以降低嘲。同时，需要对清洁燃煤进行推广，做好原煤的粉碎及脱硫处理，使燃料得到充分燃烧，既能够降低锅炉运行中的能耗，也可以降低燃煤燃烧造成的环境污染。根据热电厂行业的发展情况来看，循环流化床发电技术、加压流化床联合循环发电技术、超临界发电技术已经被广泛应用到火力发电中，可以根据实际情况对其进行合理应用，起到创新热电厂生产模式的作用。

3、控制锅炉燃烧中的热损失。热损失是热电厂锅炉运行中的常见问题，若是无法对其进行控制，势必会造成大量的能源浪费。基于这一情况，工作人员应深入分析热损失造成的原因，采取一些科学合理的措施对其进行控制，将热损失控制在最低程度，有效降低热电厂锅炉运行中的能耗。可以对锅炉的运行系统进行检查，对空气预热器的漏风量进行控制，使其能够具有更高的密闭性，以便提供燃料燃烧需要的氧气，保证燃料的燃烧完全，使锅炉运行中的能耗得以降低。其次，需要对制粉系统产生的能耗进行控制，并充分考虑到烟尘造成的影响，做出合理有效的控制措施，使烟尘的排放量保持在允许程度，避免燃料燃烧受到影响。最后，工作人员应重视锅炉运行中的温度控制，保证锅炉内的温度适合，不能出现温度快速升高的情况，实现对锅炉燃烧中热损失的控制。同时，将吹灰器定期打开，及时清理设备设施上的烟尘，发挥散热器的功能作用，使热量的传输处于正常状态。可以将保温材料覆盖在锅炉冷水管的表面，对锅炉与空气的热交换进行有效控制。

4、提升锅炉蒸汽的使用效率。在热电厂锅炉运行控制中，工作人员应充分认识到锅炉运行中的蒸汽排放量较大，可以对这些蒸汽进行充分利用，有效提高锅炉的运行效率，降低热量损失，避免锅炉的生产受到影响。在锅炉机组保持满载运转的状态下，要求工作人员对锅炉运行的情况进行充分了解，坚持从高到低的原则，使其能够承担合理程度的运转负荷。在锅炉机组保持正常运行的时候，可以采用膨胀处理的方法来处理高压蒸汽，使其成为可利用的低压蒸汽。同时，在锅炉机组刚刚运转的时候，必须控制好锅炉排气量，对蒸汽使用比例进行合理增加，使热电厂处于更高效的运行状态。

5、做好维护保养工作。绝大多数锅炉都使用金属材料，需要关注其腐蚀状况，强化防腐处理，明确锅炉的运作周期，提升锅炉热效率。热电厂应该结合故障检修及计划检修，增强锅炉的防腐处理，强化保养工作，特别是要处理好锅炉两侧漏风的情况，做好密封处理。此外，需要及时检测锅炉运行时的压力值，实时关注压力的变动，根据锅炉的运行负荷，调整及改进运行方式。为了改造燃烧率偏低的锅炉，要先分析燃烧率偏低的原因和机组运行的方式，然后将其调成手工处理模式，并严格控制燃料燃煤的具体使用量，确保运行负荷能够同燃料保持平衡，更合理地控制锅炉的运行。可以加设一个温度检测装置，强化现场温度测定，从而提升锅炉的总体运行效果。

综上所述，在发热电厂过程中，热电厂的锅炉设备起着重要作用，只有提升锅炉的燃烧率，做好运维工作，才能确保发电质量。热电厂在整个发电的过程中，要注重把握燃料及风力，完善和优化发热电厂技术，同时，学习国外的成功经验，努力提升蒸汽利用率和热电厂锅炉燃烧率，采取优化燃烧技术，提高热交换效率，强化系统维护与操作管理及遵守环境法规与排放标准的策略，可有效促进锅炉运行效率的提高，降低能源浪费与环境污染。

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