深度调峰对燃煤锅炉的影响探讨

摘要：为了保证电网的稳定运行，那么电力系统需要更强的灵活性，来对供需波动进行平衡，深度调峰就是灵活的调节方法，保证电网稳定运行。文章主要是分析了深度调峰对燃煤锅炉内燃烧系统、蒸汽系统以及风机系统的具体影响，通过影响分析，来适当的控制调峰水平，保证燃煤发电厂能够更适应可再生能源的接入，让电网的运行更加稳定。

关键词：深度调峰；燃煤锅炉；蒸汽系统

引言：

深度调峰主要是指，燃煤锅炉在低负荷的运行状态下，通过对锅炉内的燃烧系统、蒸汽系统和风机系统的运行参数进行灵活的调整，能够使燃煤锅炉稳定运行在较低的负荷水平中，从而为电网提供更大的调峰能力。通过深度调峰，会对燃煤锅炉的燃烧系统、蒸汽系统等产生影响，所以就要对深度调峰操作进行优化，保证深度调峰效果得到提升，让电力系统能够稳定运行。

1.燃煤锅炉深度调峰作用

由于全球能源结构的调整，在电力系统中，逐渐使用了风能、太阳能等一些可再生能源，但是这些可再生能源的间歇性和不稳定性，会导致电力供需的波动变大。所以就可以采用深度调峰方法，快速调整了燃煤锅炉自身的负荷，以平衡电力系统内部供需，保证电网可以稳定运行。通过深度调峰的方法，燃煤锅炉就可以在低负荷的状态下稳定运行，为其提供更多的调峰能力，帮助电网可以有效应对负荷的快速变化[1]。从可再生能源的消耗来看，通过深度调峰，可以为可再生能源的接入提供更加多的空间，进而减少了因电网负荷限制而导致的弃风弃光现象，提高可再生能源自身的利用率。电力系统在运行的时候，也能更灵活的调度可再生能源和传统能源，进而实现调度优化效果，提高电力系统自身的运行效率。随着社会对环保、节能的重视，深度调峰能够增加了可再生能源的使用比例，并减少电网对化石燃料的依赖，降低电力系统的碳排放，减少其对污染物的排放，减少电力系统对环境的影响。此外，燃煤锅炉通过深度调峰，能够参与电力市场的调峰服务，进而获得了额外的收益，提高电力公司自身的经济效益。虽然在电力系统运行时，低负荷的运行会增加其运行成本，但通过对运行参数的优化，就可以有效降低电力系统的运行成本，进而有效提高电力企业的市场竞争力。

2.深度调峰对燃煤锅炉的影响

2.1深度调峰对燃烧系统的影响

燃煤锅炉在进行深度调峰的时候，需要在较低的负荷水平下才能稳定运行，但低负荷就会对燃烧系统产生一定的影响。在低负荷的情况下，燃烧室内的火焰稳定性就会受到一定挑战。燃料的输入量在逐渐减少，进而导致火焰的长度缩短，其温度也会降低，严重时，会产生火焰熄灭的风险。在低负荷运行的时候，燃烧效率也会不断的下降，一旦不能充分燃烧，那么就会导致未完全燃烧的燃料增多，进而增加了烟气中的可燃物含量，降低锅炉的热效率。从燃烧器性能来看，低负荷运行，就要求燃烧器需要灵活的调节燃料和空气之间的比例，以维持稳定的燃烧程度，所以就需要燃烧器自身具有较宽的调节范围，提升调节精度。在深度调峰时，也会出现频繁的负荷变化，这会导致燃烧器自身严重磨损，增加了对设备的维护成本。在低负荷运行时，燃烧器的燃烧条件也会更加的苛刻，进而加速了磨损程度。在深度调峰时，会在低负荷的环境中开展，那么空气和燃料就要均匀的混合，如果一旦混合不均匀，则会导致局部燃烧呈现不充分情况，增加了污染物的排放。此外，对于不同类型的燃料来说，其在低负荷下的燃烧特性是不相同的。当低负荷运行时，就需要选择出适合低负荷燃烧的燃料，并对燃烧的参数进行调整，以适应燃料特性。燃料颗粒的大小以及分布状况会对燃烧稳定性有着重要的影响，在低负荷下，就需要合理的调整燃料的颗粒度，以保证燃烧更加均匀、稳定[2]。

2.2深度调峰对蒸汽系统的影响

深度调峰就要实现低负荷运行，一旦燃煤锅炉出现了低负荷的运行，那么锅炉所产生的蒸汽量就会大大的减少，进而导致蒸汽压力逐渐下降。一旦蒸汽压力过低，那么就会影响后续汽轮机等热力系统的正常运行。而且在低负荷运行的时候，炉膛内的温度也不能均匀的分布，导致过热器和再热器自身的蒸汽温度出现了波动，温度过低就会影响汽轮机的运行效率，温度过高则会损坏过热器等设备的管子，对煤炭锅炉蒸汽设备造成了损坏。低负荷运行时，蒸汽流量也在逐渐减少，使得汽轮机的负荷降低，最终就会影响电力系统的发电效率。对于水循环系统来说，当深度调峰的时候，锅炉水循环系统中的水流量就会不断地减少，进而导致了水循环并不均匀，影响水冷壁自身的冷却效果，同时也增加了水冷壁的热应力。在低负荷运行的时候，水位控制也会变得更加复杂，无论水位是过高还是过低，都会影响锅炉运行的安全性，所以就要对水位控制更加精细，以保证水位始终在安全的范围内。当进行深度调峰的时候，会对燃煤锅炉蒸汽系统中的热交换效率产生一定的影响，过热器和再热器的蒸汽温度逐渐变的不稳定，最终就会降低热交换效率。此外，在低负荷运行时，省煤器的烟气温度和流量也会逐渐下降，影响了省煤器的热交换效率，使得燃煤锅炉的热效率下降，降低电力系统运输的水平。

2.3深度调峰对风机系统的影响

在电力公司中开展深度调峰方法时，会对燃煤锅炉中的风机系统产生影响，一旦深度调峰，则会导致锅炉负荷下降，在深度调峰的工况下，风机工作点大幅的偏离设计工况，导致叶轮内部流动特性发生显著的改变。轴流风机容易出现旋转失速等现象，离心风机则会进入到喘振区，进而呈现出进出口压差剧烈波动、气流脉动增强等问题。根据实测数据表明，在40%的负荷运行时，风机效率普遍会下降15%-25%。此外，在低负荷运行时，由于介质密度降低，气流组织存在不均匀的现象，那么叶轮受到的周向激振力分布就会失衡。例如，在某600MW机组测试中，在35%负荷下，引风机轴承座的振动值相比较满负荷的时候，振动值会增加120%-150%，且出现2-4倍转频的高频谐波分量，这样就加速了轴承疲劳损伤。深度调峰对风机内的调节系统也会产生影响，如果采用的是液压动叶调节的轴流风机，那么在深度调峰时，就会出现调节滞环现象。当负荷低于45%时，调节机构就需要频繁的动作，导致伺服阀磨损加剧，进而产生了风机故障，影响燃煤锅炉的运行效率[3]。

此外，在开展深度调峰这一工况下，锅炉负荷就会出现频繁的变化，进而导致了风机设备会频繁的启停，增加了设备自身的磨损和故障风险。为了降低这一影响，就要过优化启停策略，减少设备的启停次数，进而能够延长设备的使用寿命，保证设备能够可靠运行。在低负荷运行的时候，风机系统的能耗则会增加，这就会影响整体了风机系统的整体运行效率，进而对燃煤工作的运行造成了影响。那么就要优化能源管理，减少不必要的能耗，提高系统效率，可以采用宽负荷高效风机设计，如采用三元流叶轮技术，使风机在30%-110%负荷范围内保持较高效率，降低运行成本。同时，为了让风机系统更加稳定，那么则可以实施基于负荷预测的智能前馈控制，将风机调节由传统的PID控制改为模型预测控制，该方法可使风机在变负荷过程中，波动幅度降低40%，让燃煤锅炉的使用更高效。

结论：

综上所述，通过分析深度调峰对燃煤锅炉的影响，可以让深度调峰效果得到优化，提升电网的调峰能力，同时也为可再生能源的接入提供更多空间，提升了可再生能源的利用效率。通过分析深度调峰对燃烧系统、蒸汽系统以及风机系统的影响，可以提升调峰效果，优化电力系统的能源结构，降低碳排放，促进电力企业可持续发展。

参考文献：

[1]朱磊，王显山，宋健哲.双碳目标下燃煤锅炉深度调峰的燃烧优化探讨[J].锅炉制造，2025，（02）：40-41+44.

[2]郭贝贝，卢凯.基于富氧燃烧的燃煤锅炉深度调峰试验研究[J].河南工学院学报，2024，32（03）：20-24.

[3]薛剑琦.燃煤机组深度调峰技术的应用研究[J].现代制造技术与装备，2024，60（03）：1-3.