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浅谈热水锅炉运行含氧量对经济运行的影响

时间:2023-06-07   访问量:1027

供暧事业,一方面是社会发展和城镇经济运行的重要保证,具有显著的基础性、先导性,直接关系社会公众利益和人民群众生活质量。大阳城娱乐热能研发生产超低氮真空热水锅炉机组和超低氮燃气蒸汽发生器设备以及室外一体锅炉,近年来,我国城镇基础设施建设不断加强,供暖需求持续上升,热源供看矛盾日益突出;另一方面我国是世界上最大的温室气体排放国,温室气体排放量占全球四分之一,中国宣布 2060 年碳中和计划,将有助于缓解气候变暖的趋势,预计到本世纪末将缓解全球温度上升达 0.2-0.3C。如何能节能经济运行,不仅对企业自身经济发展有着重要意义,也关系到实现节能减排,落实国家决策部。在“煤改气、煤改电”等多种供暖方式开发的大背景下,应当充分挖掘传统燃煤锅炉潜能。相较于过量空气系数的测量不直接性,笔者对某热源站供热进行了实测,找出高发热量区间范围下的含氧量区间,最终通过控制锅炉炉膛含氧量实现经济运行的目的。


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1测试对象及供热供冷系统1.1 测试对象

测试对象位于某热源站,装机容量为231MW(70MW+70MW +91MW)的三台SZS热水锅炉,供热面积三百余万平方米。三台铝炉分别建于2010 年2011年及2015 年。该热源站锅炉系统还配备有除灰系统、脱硫系统、脱销系统、湿电除尘系统、空气预

热系统等多项节能环保改造措施。为使燃烧效率提高、降低炉渣含碳量,提高煤种的适用性,降低煤的作用类型,三台锅炉均配备有分层给煤和炉排减速机,并将大块煤和粒煤通过三辊式分层给煤器筛分出来,并通过 DCS 控制频率转速来实现增减给煤量,不足之处在于煤仓落煤口无计量设施

1.2 供热系统

供热热源使用的三台燃煤机组,配套有鼓风机引风机、循环水系、框链式除渣剂、水箱、软水设备、配电柜以及脱硫脱硝设施等,3#鼓风机人口还翻备有空气预热器。鼓风机、引风机、分层给煤、炉排减速机等均可变负荷手动调节运行,循环水泵可实现变频控制。机组通过 DCS 进行控制

2锅炉燃烧优化

燃烧调整是热水锅炉的鼓风、引凤系统及分层给煤和炉排转速这几个变量进行控制变频调节,保证供回水温度等各个参数符合指令要求,从而以更加经济的运行方式,优化锅炉运行。燃烧调整过程中,要保证锅炉输出符合要求的热水(即压力、温度合格)保证燃烧效果的稳定性,从而获得良好的燃烧效果保证燃烧的稳定性,防止锅炉后部除尘器进口烟气超温,提高燃烧的经济性,保证锅炉各运行部件正常工作。同时锅炉燃烧控制对烟气排放指标也有一定影响,如加大风机频率转速以及炉膛负压,造成氮氧化物排放值升高,环保投人增加等。综上,燃烧调整是一个要兼顾安全运行、经济运行、环保运行的综合调整任务。

该热源站 2011年建成锅炉实现投产,2014 年增加脱硫脱硝设施,2019 年新增电除尘设施,随着锅炉使用年限的增加,锅炉的运行效率逐渐下降,由于近几年国内燃煤供应紧张、煤质复杂多变等原因,该热源站所使用的锅炉逐渐出现了水冷壁结较严重、原有煤仓粘煤,炉膛水冷壁结焦等一系列的问题。同时环保指标要求日趋严格,锅炉燃烧时的污染物排放指标压力日趋增大。近年来,环保压力逐年递增,各级环保检查力度也随之增强。进行锅炉燃烧工况况调整试验研究,提高该厂燃用煤种的燃烧效率,提高锅炉经济性就变得势在必行。

影响锅炉燃烧的因素可分为可控因素和不可控因款。如燃煤性质属于不可控因素,一旦进入锅炉,燃煤便成为不可控因素,只有在进煤时期严格把关燃煤发热量以及燃煤的质量。从某站实际运行情况来看主要影响因素为含硫量的大小、煤的干湿度以及粒度。分层给煤将大小煤粒分开铺至炉排上,高负荷情况下,鼓引风将粒煤吹跑,或粒煤铺在块煤上方形成一道“隔离带”将火床压在下方,使得燃烧不充分此时需要及时调整筛网角度和风室风压,使煤充分燃烧。同时,要控制煤层的含水量,保证燃煤的经济运行。不可控因素还包含了炉膛型式和结构,炉膛内有水冷壁前后拱,前后拱等位置也影响了炉膛内的温度场以及烟气流场。炉膛的几何特性是它的深度、高度和宽度。它们与炉膛的主要热力特性有关,如炉排。风室的长度与炉膛要匹配【3

直接影响燃烧过程的过量空气系数就是炉膛出口处过量空气系数。如果过量空气系数过大,也就意味着给的风量过多,那么风带走热量和部分粉煤,会降低炉温,也会增加不完全燃烧热损失;过量空气系数过小,即空气供应不足,会增加不完全燃烧热损失煤层燃烧不充分,因此燃烧效率会降低。供应充足而又合适的空气量是燃料完全燃烧的必要条件。而以实际运行过程来看,过量空气系数不是直接监测值,而炉脸含氧量可以通过仪表直接测量而来,以炉膛出口含氧量来控制锅炉燃烧,从理论上来讲就是控制炉膛出口过量空气系数。从理论建立偏微分方程,建立对象动态数学模型,是一种研究方法;笔者化繁为简,通过总结含每台锅炉氧量对应的瞬时发热量,进行总结,由图1和图2得知,其中一台70MW 锅炉《2#锅炉)在含氧量分布在8%附近时,煤的发热量达到最高,而另一台 91MW 锅炉(3#锅炉)含氧量分布在6%附近时,煤的发热量达到最高。两台锅炉内部炉膛尺寸,前后拱布置形式均不同

改进措施及方向

本文的数据采集因中控系统的数据无法导出,采用人工收集的方法,样本较小。可引进基于人工智能神经网络技术设计的燃煤电厂燃烧优化控制的 NEU-SIGHT系统、Power Perfect 系统等,通过数据采集计算出锅炉的最佳效率,减少排烟损失。利用 DCS实际测量的运行数据为依据,通过数据分析,找到最佳经济含氧量区间,对人为操作锅炉运行提供理论依据15]

根据近几年在供热运行调节、环保排放参数控制方面取得的经验,深挖潜力,力求在满足供热质量的基础上完成生产计划指标任务。按照运行方案及调度方案,对内部生产管理工作进行了加强规范,要严格执行调度指令,合理启停锅炉,明确定期工作制,及时排查生产隐患,做好故障记录,进行集中消缺,避免多次消缺停运对供热参数的影响,同时确保供热系统安全经济运行。根据年度生产计划消耗指标,结合生产模式,制定更为严格的内控指标,根据生产日消耗报表及调度中心每日消耗数据分析,结合7日生产报表,督导落实节能降耗,通报考核消耗超过预警值的运行站:根据调度参数调整,及时调整运行模式实现节能降耗;技术室组织专责驻站查找分析超标原因,指导生产运行,监控运行调节,督促超标站合理调整运行,确保各项指标控制在正常范围;结合生产消耗报表,分析各站环保生产管理工作中的经验与教训,强化环保设备运行管理。检修期脱硫脱硝系统进行全面维护保养维修,对设备运行管理人员集中培训:运行前对各设备系统进行全面调试消缺,确保了运行过程环保双达标顺利完成;监督第三方运维单位全面检查在线监测设备,逐一进行维护保养,确保生产期间设备运行稳定、监测结果准确可靠,排放数据采集、检测、上传均符合要求;完善运行期环保设施启停运工作审批流程,保证运行期间除突发故障外的所有环保设备均实行计划性消缺,合理规避检测均值超标。针对排污许可证管理要求及历年环保检查要点,建立环保管理台账体系,完成环保工作时做到有的放矢,各项环保检查均能有效接待。畅通重污染天气预警信息渠道,及时向各部门传递信息;同时建立站级、班组级自查记录,落实具体管理责任;加强大气污染综合治理过程监督检查力度,通报存在问题,督促整改

结语4

综上所述,通过数据分析或搭建智能控制系统,对锅炉炉膛含氧量和实时的发热量进行分析比对找到最佳经济含氧量区间,通过采取合理措施来提升烟气含氧量控制水平,对锅炉运行过程进行动态调控有着积极地意义


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