锅炉运行方面技术论文篇二
锅炉经济运行技术浅谈
【摘要】锅炉机组运行的优劣在很大程度上决定了整个电厂运行的经济性。衡量燃煤发电厂经济性的主要指标是供电煤耗。供电煤耗的大小取决于发电煤耗和厂用电率，影响发电煤耗的主要因素是锅炉效率。因此，研究电厂锅炉的经济运行方式，对提高电厂的经济性具有重要意义。
【关键词】锅炉，经济，燃煤
1、概述。锅炉是国民经济中重要的热能供应设备。电力、纺织、造纸、食品、机械、冶金、化工等行业， 以及工业和民用采暖都需要锅炉供给大量的热能。锅炉是将燃料的化学能转变为热能的燃烧设备，它尽可能的提供良好的燃烧条件，以求能把燃料的化学能最大限度地释放出来并使其转化为热能，并利用热能加热锅内的水。
2、锅炉的分类。锅炉按照不同的方式分为以下几类：按锅炉的用途分为：生活锅炉、工业锅炉、电站锅炉和热水锅炉。按锅炉燃用的燃料分类可分为：燃煤炉、燃油炉和燃气炉。按燃烧方式分类可分为：层燃炉、室燃炉和介于二者之间的沸腾(流化床)炉。按有无汽包可分为：汽包锅炉和直流锅炉。按蒸汽压力分类可分为：低压锅炉、中压锅炉、次高压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉、亚临界压力锅炉和超临界压力锅炉。按锅炉水循环方式分类可分为：自然循环锅炉、强制循环锅炉和复合循环锅炉。
3、锅炉的应用。利用锅炉产生的热水或蒸汽可直接为生产和生活提供所需要的热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，是蒸汽动力装置的重要组成部分，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。
4、锅炉的结构。锅炉是热能生成设备的主要构成，锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分，称为锅炉本体。是由“锅”和“炉”两部分组成的。“锅”是汽水系统，它主要任务是吸引收燃料放出的热量，使水加热、蒸发并最后变成具有一定热能的热水或过热蒸汽。它由省煤器、汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器和再热器等设备及其连接管道和阀门组成。炉膛又称燃烧室，是供燃料燃烧的空间。锅筒的主要功能是储水，进行汽水分离，在运行中排除锅水中的盐水和泥渣，避免含有高浓度盐分和杂质的锅水随蒸汽进入过热器中。
5.锅炉的工作原理。锅炉主要有以下系统来完成燃料的化学能到蒸汽具备足够的动能(以煤粉炉为例)：汽水系统、风烟系统、燃料(煤粉和助燃油)系统、制粉系统、灰渣系统等。制粉系统用于磨制合格的煤粉储存于粉仓内，通过给粉机，由一次风送入炉膛进行燃烧。煤粉在炉膛内和高温烟气充分混合燃烧加热水冷壁内给水，同时产生大量的高温烟气，经各级低温、高温过热器通过辐射、半辐射半对流、对流充分换热冷却后的烟气由风烟系统中的引风机在经过电除尘、布袋除尘器等使烟气粉尘达标后由烟囱排向大气，炉内给水通过各级吸热后，形成高温高压蒸汽输送出去。煤粉燃烧产生的炉渣通过灰渣系统输送出去。
6.锅炉的维护保养。在锅炉的日常运行过程中，各系统辅机运转正常，要注意维持各项参数在许可范围之内，严格控制压力、温度等超标，定期排污维持合格汽水品质，延长设备使用寿命。锅炉停运后仍要进行保养，锅炉保养的方法都是通过尽量减少锅炉水中的溶解氧和外界空气漏入来减轻锅炉的腐蚀。最常见的保养方法一般有湿式保养法、充氮置换法、烘干防腐保养法等几种。
7.锅炉的经济运行。锅炉机组运行的优劣在很大程度上决定了整个电厂运行的经济性。衡量燃煤发电厂经济性的主要指标是供电煤耗。供电煤耗的大小取决于发电煤耗和厂用电率，影响发电煤耗的主要因素是锅炉效率。因此，研究电厂锅炉的经济运行方式，对提高电厂的经济性具有重要意义。
由于炉膛内燃料的燃烧工况、温度水平、各级受热面的沽污与热交换状态以及辅助动力消耗的不同，其运行经济性也各不相同。必须进行精细的燃烧调整试验，以求得各种负荷下的最佳运行工况，作为日常运行调整的依据，以保证锅炉机组的经济运行状况良好。运行中应根据煤种变化掌握燃烧器特性、风量配比、一次风煤粉浓度及风量调整的规律，重视燃烧工况的科学调整，使炉内燃烧处于最佳状态。为了使燃料在炉膛内与氧气充分混合燃烧，实际送入炉内的空气量总要大于理论空气量。虽然多送入空气可以减少不完全燃烧热损失，但排烟热损失会增大，还会加剧硫氧化物腐蚀和氮氧化物生成。因此除通过合理的风粉配比、调节火焰的充满度和合适的火焰燃烧中心外还应依据锅炉的性能试验，设法改进燃烧技术，争取以尽量小的过量空气系数使炉膛内燃烧完全。
煤粉炉通常采取以下措施来提高锅炉的经济性能：
7.1合理配煤以保证燃煤质量。将各煤种精心混配，减少燃煤的大幅度变化，维持运行参数基本稳定。
7.2合理调整煤粉细度。煤粉细度是影响飞灰可燃物含量的主要因素。经济煤粉细度要根据热力试验进行选取。
7.3控制适量的过量空气系数。煤粉燃烧需要足够的氧气，但过多的冷空气会降低炉内温度水平，且使排烟容积增大。合理的过量空气系数应根据燃烧调整试验及煤种确定。
7.4重视燃烧调整。炉内燃烧状况的好坏、温度水平及煤粉着火的难易程度直接影响灰渣可燃物的含量。
为了考核性能和改进设计，锅炉常要经过热平衡试验。直接从有效利用能量来计算锅炉热效率的方法叫正平衡，从各种热损失来反算效率的方法叫反平衡。考虑锅炉的实际效益时，不仅要看锅炉热效率，还要计及锅炉辅机所消耗的能量。 单位质量或单位容积的燃料完全燃烧时，按化学反应计算出的空气需求量称为理论空气量。为了使燃料在炉膛内有更多的机会与氧气接触而燃烧，实际送入炉内的空气量总要大于理论空气量。虽然多送入空气可以减少不完全燃烧热损失，但排烟热损失会增大，还会加剧硫氧化物腐蚀和氮氧化物生成。因此应设法改进燃烧技术，争取以尽量小的过量空气系数使炉膛内燃烧完全。
8.排放锅炉烟气中所含粉尘(包括飞灰和未燃尽的煤粉)、硫和氮的氧化物都是污染大气的物质，未经净化时其排放指标可达到环境保护法规限定指标的几倍到数十倍。控制这些物质排放的措施有燃烧前处理、改进燃烧技术、除尘、脱硫和脱硝等。借助烟囱只能降低烟囱附近地区大气中污染物的浓度，不能彻底根除污染物。烟气除尘所使用的作用力有重力、离心力、惯性力、附着力以及声波、静电等。对粗颗粒一般采用重力沉降和惯性力的分离，在较高容量下常采用离心力分离除尘静电除尘器和布袋过滤器具有较高的除尘效率。湿式和文氏—水膜除尘器中水滴水膜能粘附飞灰，除尘效率很高还能吸收气态污染物。为了达到较高的除尘效率，一般燃煤机组通常采用多级除尘，电除尘、布袋除尘等并通过脱硫脱销，使烟气的各项指标达到国标要求。
9.锅炉的发展。锅炉未来将向着进一步提高锅炉和电站热效率的方向发展;将进一步降低锅炉和电站的单位功率的设备成本;将极大的提高锅炉机组的运行灵活性和自动化水平;将会发展更多锅炉品种以适应不同的燃料;将会继续提高锅炉机组及其辅助设备的运行可靠性;将会下大力气采取措施减少对环境的污染。
参考文献：
[1]张爱存.发电厂燃煤锅炉运行调整与经济性分析[D].华北电力大学 毕业 论文，2003.
热能与动力工程专业毕业论文（锅炉专业
锅炉的计算机控制
锅炉微机控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型计算机软、硬件、自动控制、锅炉节 能等几项技术紧密结合的产物，我国现有中、小型锅炉 30 多万台，每年耗煤量占我国原煤 产量的 1/3，大多数锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染等严重的生产状态。提高热效率， 降低耗煤量，用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。 作为锅炉控制装置，其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、运行，减轻操作人员的劳动 强度。采用微计算机控制，能对锅炉进行过程的自动检测、自动控制等多项功能。 锅炉微机控制系统，一般由以下几部分组成，即由锅炉本体、一次仪表、微机、手自动 切换操作、执行机构及阀、滑差电机等部分组成，一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧 量、转速等量转换成电压、电流等送入微机，手自动切换操作部分，手动时由操作人员手动 控制， 用操作器控制滑差电机及阀等， 自动时对微机发出控制信号经执行部分进行自动操作。 微机对整个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行，除此以外为保 证锅炉运行的安全，在进行微机系统设计时，对锅炉水位、锅炉汽包压力等重要参数应设置 常规仪表及报警装置，以保证水位和汽包压力有双重甚至三重报警装置，这是必不可少的， 以免锅炉发生重大事故。 控制系统： 锅炉是一个较为复杂的调节对象，它不仅调节量多，而且各种量之间相互联系，相互， 相互制约， 锅炉内部的能量转换机理比较复杂， 所以要对锅炉建立一个较为理想的数学模型 比较困难。为此，把锅炉系统作了简化处理，化分为三个相对独立的调节系统。 当然在某 些系统中还可以细分出其它系统如一次风量控制回路，但是其主要是以下三个部分： 炉膛负压为主调量的特殊燃烧自动调节系统 锅炉燃烧过程有三个任务：给煤控制，给风控制，炉膛负压控制。保持煤气与空气比例 使空气过剩系数在 1.08 左右、燃烧过程的经济性、维持炉膛负压，所以锅炉燃烧过程的自 动调节是一个复杂的。对于 3×6.5t/h 锅炉来说燃烧放散高炉煤气，要求是最大限度地利用放 散的高炉煤气，故可按锅炉的最大出力运行，对蒸汽压力不做严格要求；燃烧的经济性也不 做较高的要求。这样锅炉燃烧过程的自动调节简化为炉膛负压为主参数的定煤气流量调节。 炉膛负压 Pf 的大小受引风量、鼓风量与煤气量（压力）三者的影响。炉膛负压太小， 炉膛向外喷火和外泄漏高炉煤气， 危及设备与运行人员的安全。 负压太大， 炉膛漏风量增加， 排烟损失增加，引风机电耗增加。根据多年的人工手动调节摸索，6.5t/h 锅炉的 Pf=100Pa 来进行设计。调节是初始状态先由人工调节空气与煤气比例，达到理想的燃烧状态，在引风 机全开时达到炉膛负压 100Pa，投入自动后，只调节煤气蝶阀，使压力波动下的高炉煤气流 量趋于初始状态的煤气流量，来保持燃烧中高炉煤气与空气比例达到最佳状态。 锅炉水位调节单元 汽包水位是锅炉安全运行的重要参数，水位过高，会破坏汽水分离装置的正常工作，严 重时会导致蒸汽带水增多，增加在管壁上的结垢和影响蒸汽质量。水位过低，则会破坏水循 环，引起水冷壁管的破裂，严重时会造成干锅，损坏汽包。所以其值过高过低都可能造成重 大事故。它的被调量是汽包水位，而调节量则是给水流量，通过对给水流量的调节, 使汽包 内部的物料达到动态平衡， 变化在允许范围之内， 由于锅炉汽包水位对蒸气流量和给水流量 变化的响应呈积极特性。但是在负荷(蒸气流量)急剧增加时，表现却为"逆响应特性"，即所 谓的"虚假水位"，造成这一原因是由于负荷增加时，导致汽包压力下降，使汽包内水的沸点 温度下降，水的沸腾突然加剧，形成大量汽泡，而使水位抬高。 汽包水位控制系统，实质 上是维持锅炉进出水量平衡的系统。 它是以水位作为水量平衡与否的控制指标， 通过调整进 水量的多少来达到进出平衡， 将汽包水位维持在汽水分离界面最大的汽包中位线附近， 以提 高锅炉的蒸发效率，保证生产安全。由于锅炉水位系统是一个设有自平衡能力的被控对象， 运行中存在虚假水位现象，实际中可根据情况采用水位单冲量、水位蒸汽量双重量和水位、 蒸汽量、给水量三冲量的控制系统。 除氧器压力和水位调节：除氧器部分均采用单冲量控制方案，单回路的 PID 调节。 监控管理系统： 以上控制系统一般由 PLC 或其它硬件系统完成控制，而在上位机中要完成以下功能： 实时准确检测锅炉的运行参数：为全面 掌握整个系统的运行工况，监控系统将实时监 测并采集锅炉有关的工艺参数、 电气参数、 以及设备的运行状态等。 系统具有丰富的图形库， 通过组态可将锅炉的设备图形连同相关的运行参数显示在画面上； 除此之外， 还能将参数以 列表或分组等形式显示出来。 综合及时发出控制指令： 监控系统根据监测到的锅炉运行数据， 按照设定好的控制策略， 发出控制指令，调节锅炉系统设备的运行，从而保证锅炉高效、可靠运行。 诊断故障与报警管理：主控中 心可以显示、管理、传送锅炉运行的各种报警信号，从 而使锅炉的安全防爆、安全运行等级大大的提高。同时，对报警的档案管理可使业主对于锅 炉运行的各种、弱点等了如指掌。为保证 锅炉系统安全、可靠地运行，监控系统将根据所 监测的参数进行故障诊断，一旦发生故障，监控系统将及时在操作员屏幕上显示报警点。报 警相关的显示功能使用户定义的显示画面与每个点联系起来，这样，当报警发生时，操作员 可立即访问该报警点的详细信息和按照所推荐采取的应急措施进行处理。 记录运行参数： 监控系统的实时数据库将维护锅炉运行参数的历史记录， 另外监控系统 还。设有专门的报警事件日志，用以记录报警／事件信息和操作员的变化等。历史记录的数 据根据操作人员的要求，系统可以显示为瞬时值，也可以为某一段时间内的平均值。历史记 录的数据可有多种显示方式，例如曲线、特定图形、报表等显示方式；此外历史记录的数据 还可以由以为基础的多种应用软件所应用。 计算运行参数： 锅炉运行的某些运行参数不能够直接测量， 如年运行负荷量、 蒸汽耗量、 补水量、冷凝水返回量、设备的累积运行时间等。监控系统提供了丰富的标准处理算法，根 据所测得的运行参数，将这些导出量计算出来。
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论文关键词 ：锅炉故障 磨损 分析 解决措施
论文摘要 ：CFB锅炉是近年才发展起来的新型洁净煤燃烧技术。从国内CFB锅炉的运行过程中，发现了一些故障和缺陷。结合自身的运行和调试经验，对故障原因作出了分析，提出了解决措施，为CFB锅炉的运行和设计提供借鉴和参考。
全国已有数十台CFB锅炉在各地电厂建成投产。这些国产化锅炉的建成和投产，标志着中国的CFB锅炉已经进入稳步发展阶段。
同其它锅炉一样，CFB锅炉也有其自身的局限性和一个完善过程。CFB锅炉运行的情况来看，CFB锅炉暴露出了以下问题：
1)冷渣器故障。主要故障是排渣管容易堵塞;冷渣器选择室结焦;冷渣器下灰仓格删堵塞(采用仓泵输灰的冷渣器)等。2)J阀(旋风分离器)故障。3)给煤系统故障。4)CFB锅炉的磨损和浇注料脱落。5)CFB锅炉的膨胀问题。
针对CFB锅炉在运行和维护中出现的问题，作者通过反复摸索、查阅资料、分析众多厂家的运行数据及结合作者的运行和调试经验，初步形成了如下措施。
一、冷渣器故障
1、排渣管堵塞
1)排渣管堵塞的主要原因 排渣管内部耐磨膨胀受限导致内部变形。
炉内脱落的耐磨浇筑料、燃烧过程中形成的焦块进入排渣管。
采用阶梯板的排渣管内积灰过多，造成灰渣在排渣管中流动不畅。
2)排渣管堵塞采取的措施 渣管设计和施工时应消除设计角度偏差，考虑材料的膨胀间隙。施工时注意排渣管内部耐磨材料浇筑质量，使排渣管内部平滑。
锅炉点火时应对排渣口进行吹扫，清除排渣管内的杂物;炉内浇筑料选择既耐磨又具有较强结合强度材料，在耐火材料的养护阶段注意耐火材料的养护，防止炉内浇注料脱落;运行人员加强对锅炉运行参数的控制，有效地抑制炉膛内结焦;设计方便对排渣口结焦进行疏通的捅灰口，出现堵塞应及时安排人员进行疏通。
对采用阶梯板的排渣口和用压缩空气进行进渣的排渣管，应及时排掉阶梯板内的积灰。
2、选择室结焦
1)选择室结焦的主要原因 在床压较高情况下，排渣量突然增加，或从选择室回灰大量涌入未燃尽燃料和床料，选择室流化状态被破坏，未燃尽的高温燃料在选择室燃烧结焦。
风帽堵塞较多或大粒径的床料进入冷渣器导致选择室的流化不良。
冷渣器中的床料未冷却到设计温度就进行排渣，造成冷渣器内部部件变形，影响冷渣器的流化;冷渣器长时间停用或长期选择单个冷渣器排渣，停用的冷渣器中的床料在水蒸气作用下粘结，形成低温焦。
运行人员未把握好冷渣器流化风量的配比，不恰当的风量配比导致了冷渣器中灰渣流化不良。
2)选择室结焦的解决措施 运行人员加强对锅炉运行工况的了解，及时调整锅炉参数，树立锅炉物料动态平衡的概念，控制锅炉的运行床压在正常值，尽量避免锅炉大量排渣。
每次停炉应对冷渣器风帽进行吹扫，发现堵塞风帽应疏通，控制好燃料的粒径。
锅炉进行排渣，冷渣器应交替进行;对进入冷渣器的灰渣进行充分冷却，保证冷渣器的运行工况。
对冷渣器流化风室风量进行经验，选择冷渣器各风室风量的优化参数包括冷渣器最低的流化风量，保证冷渣器在任何负荷下的正常流化。
3、冷渣器下灰仓格删堵塞原因及采取措施
采用仓泵输灰的锅炉，其格栅堵塞的主要原因是燃料中的大粒径煤矸石和大量的排灰量。解决措施是加强燃料的质量，优化煤的分级，对格栅进行预见性的清理。
在冷渣器的改造方面，河南新乡电厂做了有力探索，其改造的滚筒式冷渣器运行取得了良好效果，该滚筒式冷渣器主要通过变频器改变滚筒式冷渣器的转速来满足排渣要求。
二、J阀(旋风分离器)故障
1、J阀(旋风分离器)故障主要原因
1)旋风分离器回料不正常。旋风分离器因灰位较高而影响了分离器的分离效果，从而使一定量未分离灰进入烟道造成空预器积灰严重，引起J阀入口静压波动。
2)过高的循环倍率造成J阀循环灰量过大，超出J阀流通能力。
3)燃烧工况的突然改变破坏了J阀的循环。
4)流化风配比不恰当，J阀回料未完全流化。
2、J阀(旋风分离器)故障采取措施
1)发现回料不正常时，及时对旋风分离器的风量进行调整，必要时降低锅炉负荷;尾部烟道积灰严重时，加强对其吹灰(注意控制炉膛负压)，必要时采用从事故放灰口放灰。
2)适当降低冷渣器用风，适当提高二次风量的比例，降低燃烧风量，保证炉内的燃料和床料在炉内有足够的停留时间，即增加内循环的时间和数量，降低旋风分离器的物料比例。
3)在燃烧工况突然改变导致循环被破坏时，应及时调整锅炉运行参数建立新的'平衡。
4)加强对J阀风量配比的经验总结，寻找J阀各部分最优化参数，选择合适流化风量和松动风，建议在风量调定且回料正常时，不宜对该风量做随意变更。
三、给煤系统故障
1、给煤系统故障主要原因
1)CFB锅炉燃料的颗粒较粗，但燃料中的细微颗粒在煤质中有较大水份时极容易粘结，从而造成煤仓和给煤线堵塞。2)煤粒在给煤机中堵塞、挤压，从而造成给煤机链条爬坡、断链。3)煤中杂质如编织袋、树块进入给煤机，造成给煤机卡涩、堵煤、跳闸和销子断。
2、给煤系统故障解决措施
1)CFB锅炉的燃煤根据煤的特性和现场实际，设置干煤设施;有效减少煤中的细微颗粒(如在煤破碎机前加设旁路)，防止煤的过度粉碎，减少贴煤的可能性;根据各厂燃煤的实际情况，锅炉煤仓加装可靠的松动装置，在给煤机下加装电动或手动调节阀，保证给煤的连续性和均匀性。2)对给煤线做好选型，加强给煤线运行中检查。3)加强燃料的和质量控制，防止不易破碎的杂物进入给煤线。
四、CFB锅炉的磨损和浇注料脱落
1、CFB锅炉的磨损
CFB锅炉典型特征是烟气流速较高，烟气中灰的浓度大，颗粒粒径大，因而对炉墙的冲刷严重。在CFB锅炉中容易磨损的主要部位有：承压部件、内衬、旋风分离器、布风板、返料装置及水冷风室。影响磨损的主要因素有：燃料特性、床料特性、物料循环方式、运行参数、受热面结构和布置方式。
其解决措施是：选择合适的防磨及浇注料;采用合理的结构设计;对材料表面进行特殊处理，锅炉磨损严重部位应增加防磨衬垫;运行人员加强对锅炉燃烧参数的调整，控制床温变化幅度在允许值;注意煤质质量。
2、浇注料脱落
锅炉频繁的启停、不恰当的养护措施可能导致炉内浇筑料在膨胀和收缩过程中的脱落。炉内浇筑料应根据炉内不同部位的温度、磨损条件、耐磨材料的性质、抗震特性、热膨胀性及价格因素综合考虑，选择既耐磨又具有较强结合强度材料，耐火材料的浇注需要有资质的专业施工队伍进行。
五、CFB锅炉膨胀问题
锅炉炉膛、旋风分离器、尾部烟道有不同的膨胀中心，因此锅炉的许多部件连接采用了膨胀节连接，如锅炉到旋风分离器进口、旋风分离器出口到水平烟道等。各膨胀节特别是床下水冷风室和回料系统的膨胀节，在金属膨胀节能够满足各方面的膨胀要求时，应考虑换成金属膨胀节;充分利用停炉机会，对膨胀节进行检查、修补、更换。非金属膨胀节设计应考虑通风以及防止积灰和煤粉导致损坏;在锅炉设计时应考虑对不同的膨胀进行补偿。
在这些故障中，不难看出，锅炉的燃料导致了许多故障。因此，在锅炉大型化设计时，应考虑对燃料预处理做出优化设计，如使燃料的水份降低，煤质更具有宽筛分特点，进一步降低煤中煤矸石含量等。通过燃料的预处理改善燃料特性，将直接降低冷渣器、J阀(旋风分离器)、给煤系统、锅炉的磨损等故障率，使锅炉的可用率得到保证。
