论文部分内容阅读
[摘 要]在我国电厂发电过程中，由于技术水平和管理水平方面的存在一些问题，导致整个发电系统的控制水平较低，污染物排放量偏高，严重影响着整个发电设备的稳定性和安全性。因此，本文通过以大型火电厂为例，对燃烧调节系统进行分析，希望能够推动相关行业的发展。
[关键词]电厂 燃烧系统 燃烧稳定性 控制方案
中图分类号：TK273.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0235-01
一、火力发电厂600MWA机组的燃烧系统和设备
（一）燃烧系统的工作过程
在燃烧系统的工作过程中，首先使外界冷空气通过送风机输送到空气预热器之中，通过烟气进行加热，将一部分热空气直接送入炉膛之中，使这部分空气和煤粉气流进行混合，然后进行燃烧反应。煤粉和热空气在进入炉膛之后，进行悬浮燃烧工作。由于炉膛周围布满大量的水冷壁管，通过水冷壁管的辐射受热效果。使高温火焰和烟气在流动的过程中，将热量传递到水冷壁之中，实现能量的转化。在烟气离开炉膛之后，就进入水平烟道之中，然后向下进入垂直烟道。在锅炉内部的烟道内布置过热器、再热器、省煤器等。这些受热面通过对流形式放出热量。过热器和再热器安装于温度较高的地方，省煤器布置在温度较低的地方。在烟气经过受热面之时，会因为不断放热逐步冷却，在锅炉排烟环节的温度一般在100-160℃之间。由于排放烟气中含有大量的飞尘，为了有效避免环境污染，需要进行除尘处理，尽量减少灰尘扩散[1]。
（二）制粉系统
制粉系统的主要形式有两种，即直吹式制粉系统以及中央仓储式制粉系统。其主要的作用是实现将原煤磨粉，将其送入锅炉进行燃烧的连接组合系统。中央仓储制粉系统主要的工作原理是将磨好的煤粉先存储到系统内部的煤粉仓之后，系统根据锅炉运行的具体负荷需求，将煤粉从煤粉仓中送入炉膛之中；而直吹式制粉系统在原煤磨成粉之后，直接通过鼓风设备将煤粉送入炉膛之中。直吹式制粉系统主要有负压系统和正压系统两种形式。
（三）燃烧设备
在火力发电的过程中，燃烧设备主要有点火装置、炉膛、燃烧器以及空气预热器等部分构成。本文主要对炉膛和燃烧器进行详细介绍。
1.炉膛
在整个燃烧装置中，炉膛是提供燃烧空间的设备，也是热能转化为电能的场所。炉膛的四周布满水冷壁，大型炉膛还有辐射式或者半辐射式的过热器以及再热器。在炉膛的结构方面，应该保证烟气在到达炉膛出口时得到充足的冷却时间，防止出现对流受热面结渣的情况，同时要求炉膛的大小符合锅炉的蒸发量需求。在炉膛的下部，通过前后墙水冷壁的倾斜构造，形成冷灰斗，冷灰斗分离出来的高温炉渣转到总灰量的5%-10%之间，其余的烟气经过对流受热面排除锅炉。因此要求炉膛应该满足以下几个方面的要求：首先应该具有充足的空间和科学的形状，以便实现充分燃烧，减少不必要的热能损耗；其次应该合理控制整个炉内的温度场和空气动力原则，保证不仅实现稳定着火和完全燃烧，同时减少火焰冲击炉墙，提升水冷壁的使用寿命；最后应建设完整的受热面积，将出口的温度降低到科学的范围，保证在出口和其后的受热过程中不出现结渣的情况。
2.燃烧器
在燃烧器的选择方面，一般选择的方式是在直流燃烧器之中，通过应用四脚切圆的燃烧方法，实现最佳的燃烧效果。直流燃烧器具有炉膛充满度较高、扰动大、提高燃烧效率、降低NOx排放量等优点，这也是当前国际上较为先进的燃烧方法。
二、燃烧调节系统的应用分析
（一）燃料调节系统
燃料调节系统的任务是确保燃料的锅炉进入量后，可以随时和外界负荷的条件保持一致，整个调节系统都是通过成串的调节元件构成，通过接受锅炉指令，反馈热能信息，实现煤粉输入量的稳定性和科学性。
在燃料的调节系统中，暖炉油流量和回油流量之間通过减法器，计算出整个设备的燃油重量，输出的燃油总量和热量信号形成代数和。另一路通过和定油量进行比较，经过PID系统的调节作用，实现高低限幅的调节，并通过对暖炉调节阀的控制，实现对燃油总油量的调节。对PID系统的调节作用，可以保证整个燃油的油雾化，达到充分燃烧的设计效果。同时可以通过手动环节对油流量进行调整，运用模拟信号实现科学化的调整过程。
在锅炉总风量和总符合的选择方面，应该坚持小值的原则，将小值作为燃煤量的定值信号。通过这样的定值选择，提升了整个燃烧环节的经济效益。在燃烧过程中，通过对锅炉负荷和总风量进行分析，构建出适当的燃料风量静态配置比[3]。
（二）磨煤机调节系统
1.磨粉机一次风量的控制系统
在煤粉管道中，煤粉和热空气的流动速度应该控制在20-30m/s之间，当流速较低时，会导致煤粉沉积于管道口之上，造成磨煤机内煤外溢的情况。由于流速过低时，则会导致着火点靠近燃烧器位置，造成燃烧器的损害。当流速过快时，导致炉膛的煤粉颗粒加大，造成着火效率降低，使得煤粉和热空气在炉膛中的混合程度降低，很容易因为燃烧不完整的情况，增加煤炭消耗量，形成结渣的情况。因此磨煤机的一次风量应该保持在一定范围内，保证实现全部燃烧。
2.磨煤机的出口调节系统
磨煤机出口温度调节系统是保证出口的温度控制在一定的范围之内。如果温度过低，原煤无法得到有效的干燥，造成磨粉困难，甚至造成堵塞的情况，严重威胁设备的正常运转；当温度过高时可能会引发着火现象，形成重大安全事故。因此在磨煤机的调剂过程中，应该实现出口温度的恒定。
（三）一次风压力调节系统
为了保证冷风板的位置和一次风量相适应，要求根据冷风管压力恒定的原则，设计出完善的一次性风压力调节系统。通过对一次性风母管压力的调查，实现冷风板和一次风量之间的稳定性，当出现变送值超过限度时，系统会自动发出警报，提醒工作人员及时进行设备的检修和维护工作[4]。
（四）炉膛压力调节系统
在锅炉运转的过程中，如果对负荷进行调整，就需求对燃料输送量、送风量等情况做出系统的调整。为了维持整个炉膛的压力平衡，必须对引风量进行系统性调节。如果炉膛内部压力过大时，会出现火焰和高压烟气外泄的情况，严重威胁锅炉的安全运行；如果压力较小，会导致整个炉膛和烟道漏风量增加，引发燃烧恶化，甚至会因为燃烧不稳定导致灭火。因此通过对炉膛压力调节系统的应用，应采用两台双速离心式引风机，保证引风量和送风量的适应性，确保锅炉的安全运行。
结论
本文通过以火力发电厂为例，分析了其燃烧系统的基本情况和燃烧调节系统的应用情况，通过对整个燃烧系统的分析，希望可以推动燃烧过程经济、安全、稳定的发展。通过燃烧调节系统的应用能够实现电厂的自动化控制要求，不仅降低了工作人员的劳动强度，也提升了电厂的经济效益和环境保护能力。
参考文献：
[1] 王立红，泰成果，王彪等.循环流化床锅炉燃烧控制系统稳定性提高方法探讨[J].内蒙古电力技术，2013，31（5）：48-51，56.
[2] 赵韶光.循环流化床火电机组协调控制系统优化研究[D].华北电力大学（保定），2013.
[关键词]电厂 燃烧系统 燃烧稳定性 控制方案
中图分类号：TK273.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0235-01
一、火力发电厂600MWA机组的燃烧系统和设备
（一）燃烧系统的工作过程
在燃烧系统的工作过程中，首先使外界冷空气通过送风机输送到空气预热器之中，通过烟气进行加热，将一部分热空气直接送入炉膛之中，使这部分空气和煤粉气流进行混合，然后进行燃烧反应。煤粉和热空气在进入炉膛之后，进行悬浮燃烧工作。由于炉膛周围布满大量的水冷壁管，通过水冷壁管的辐射受热效果。使高温火焰和烟气在流动的过程中，将热量传递到水冷壁之中，实现能量的转化。在烟气离开炉膛之后，就进入水平烟道之中，然后向下进入垂直烟道。在锅炉内部的烟道内布置过热器、再热器、省煤器等。这些受热面通过对流形式放出热量。过热器和再热器安装于温度较高的地方，省煤器布置在温度较低的地方。在烟气经过受热面之时，会因为不断放热逐步冷却，在锅炉排烟环节的温度一般在100-160℃之间。由于排放烟气中含有大量的飞尘，为了有效避免环境污染，需要进行除尘处理，尽量减少灰尘扩散[1]。
（二）制粉系统
制粉系统的主要形式有两种，即直吹式制粉系统以及中央仓储式制粉系统。其主要的作用是实现将原煤磨粉，将其送入锅炉进行燃烧的连接组合系统。中央仓储制粉系统主要的工作原理是将磨好的煤粉先存储到系统内部的煤粉仓之后，系统根据锅炉运行的具体负荷需求，将煤粉从煤粉仓中送入炉膛之中；而直吹式制粉系统在原煤磨成粉之后，直接通过鼓风设备将煤粉送入炉膛之中。直吹式制粉系统主要有负压系统和正压系统两种形式。
（三）燃烧设备
在火力发电的过程中，燃烧设备主要有点火装置、炉膛、燃烧器以及空气预热器等部分构成。本文主要对炉膛和燃烧器进行详细介绍。
1.炉膛
在整个燃烧装置中，炉膛是提供燃烧空间的设备，也是热能转化为电能的场所。炉膛的四周布满水冷壁，大型炉膛还有辐射式或者半辐射式的过热器以及再热器。在炉膛的结构方面，应该保证烟气在到达炉膛出口时得到充足的冷却时间，防止出现对流受热面结渣的情况，同时要求炉膛的大小符合锅炉的蒸发量需求。在炉膛的下部，通过前后墙水冷壁的倾斜构造，形成冷灰斗，冷灰斗分离出来的高温炉渣转到总灰量的5%-10%之间，其余的烟气经过对流受热面排除锅炉。因此要求炉膛应该满足以下几个方面的要求：首先应该具有充足的空间和科学的形状，以便实现充分燃烧，减少不必要的热能损耗；其次应该合理控制整个炉内的温度场和空气动力原则，保证不仅实现稳定着火和完全燃烧，同时减少火焰冲击炉墙，提升水冷壁的使用寿命；最后应建设完整的受热面积，将出口的温度降低到科学的范围，保证在出口和其后的受热过程中不出现结渣的情况。
2.燃烧器
在燃烧器的选择方面，一般选择的方式是在直流燃烧器之中，通过应用四脚切圆的燃烧方法，实现最佳的燃烧效果。直流燃烧器具有炉膛充满度较高、扰动大、提高燃烧效率、降低NOx排放量等优点，这也是当前国际上较为先进的燃烧方法。
二、燃烧调节系统的应用分析
（一）燃料调节系统
燃料调节系统的任务是确保燃料的锅炉进入量后，可以随时和外界负荷的条件保持一致，整个调节系统都是通过成串的调节元件构成，通过接受锅炉指令，反馈热能信息，实现煤粉输入量的稳定性和科学性。
在燃料的调节系统中，暖炉油流量和回油流量之間通过减法器，计算出整个设备的燃油重量，输出的燃油总量和热量信号形成代数和。另一路通过和定油量进行比较，经过PID系统的调节作用，实现高低限幅的调节，并通过对暖炉调节阀的控制，实现对燃油总油量的调节。对PID系统的调节作用，可以保证整个燃油的油雾化，达到充分燃烧的设计效果。同时可以通过手动环节对油流量进行调整，运用模拟信号实现科学化的调整过程。
在锅炉总风量和总符合的选择方面，应该坚持小值的原则，将小值作为燃煤量的定值信号。通过这样的定值选择，提升了整个燃烧环节的经济效益。在燃烧过程中，通过对锅炉负荷和总风量进行分析，构建出适当的燃料风量静态配置比[3]。
（二）磨煤机调节系统
1.磨粉机一次风量的控制系统
在煤粉管道中，煤粉和热空气的流动速度应该控制在20-30m/s之间，当流速较低时，会导致煤粉沉积于管道口之上，造成磨煤机内煤外溢的情况。由于流速过低时，则会导致着火点靠近燃烧器位置，造成燃烧器的损害。当流速过快时，导致炉膛的煤粉颗粒加大，造成着火效率降低，使得煤粉和热空气在炉膛中的混合程度降低，很容易因为燃烧不完整的情况，增加煤炭消耗量，形成结渣的情况。因此磨煤机的一次风量应该保持在一定范围内，保证实现全部燃烧。
2.磨煤机的出口调节系统
磨煤机出口温度调节系统是保证出口的温度控制在一定的范围之内。如果温度过低，原煤无法得到有效的干燥，造成磨粉困难，甚至造成堵塞的情况，严重威胁设备的正常运转；当温度过高时可能会引发着火现象，形成重大安全事故。因此在磨煤机的调剂过程中，应该实现出口温度的恒定。
（三）一次风压力调节系统
为了保证冷风板的位置和一次风量相适应，要求根据冷风管压力恒定的原则，设计出完善的一次性风压力调节系统。通过对一次性风母管压力的调查，实现冷风板和一次风量之间的稳定性，当出现变送值超过限度时，系统会自动发出警报，提醒工作人员及时进行设备的检修和维护工作[4]。
（四）炉膛压力调节系统
在锅炉运转的过程中，如果对负荷进行调整，就需求对燃料输送量、送风量等情况做出系统的调整。为了维持整个炉膛的压力平衡，必须对引风量进行系统性调节。如果炉膛内部压力过大时，会出现火焰和高压烟气外泄的情况，严重威胁锅炉的安全运行；如果压力较小，会导致整个炉膛和烟道漏风量增加，引发燃烧恶化，甚至会因为燃烧不稳定导致灭火。因此通过对炉膛压力调节系统的应用，应采用两台双速离心式引风机，保证引风量和送风量的适应性，确保锅炉的安全运行。
结论
本文通过以火力发电厂为例，分析了其燃烧系统的基本情况和燃烧调节系统的应用情况，通过对整个燃烧系统的分析，希望可以推动燃烧过程经济、安全、稳定的发展。通过燃烧调节系统的应用能够实现电厂的自动化控制要求，不仅降低了工作人员的劳动强度，也提升了电厂的经济效益和环境保护能力。
参考文献：
[1] 王立红，泰成果，王彪等.循环流化床锅炉燃烧控制系统稳定性提高方法探讨[J].内蒙古电力技术，2013，31（5）：48-51，56.
[2] 赵韶光.循环流化床火电机组协调控制系统优化研究[D].华北电力大学（保定），2013.