火电厂集控运行中锅炉燃烧调整的关键技术分析

引言

火电厂集控运行以集中监控、协同调控为核心，将锅炉、汽轮机、发电机等关键设备纳入统一管理体系，其中锅炉作为能量转化的核心设备，其燃烧状态直接影响机组的运行效率与安全性能。锅炉燃烧过程涉及燃料特性、空气供给、温度场分布等多因素耦合作用，任一环节的失衡都可能导致燃烧效率下降、污染物排放超标，甚至引发炉膛结焦、爆管等安全隐患。燃烧调整技术通过对燃料与空气的配比、燃烧器工况、炉膛热负荷分布等进行动态优化，在满足机组负荷需求的同时，实现 “高效、低耗、环保” 的运行目标。随着新能源并网比例提升，火电机组需频繁参与调峰，锅炉燃烧系统面临更大的工况波动挑战，因此深入解析燃烧调整的关键技术，对提升集控运行的适应性与稳定性具有重要意义。

1 燃烧调整的基础条件与前期准备

1.1 煤质特性的精准分析

燃料特性是燃烧调整的首要依据，其成分与性质直接决定燃烧方式与参数设置。需通过工业分析明确煤的水分、灰分、挥发分及发热量，通过元素分析掌握碳、氢、氧、氮、硫的占比，同时关注煤的可磨性与结渣特性。例如，高挥发分煤易着火但燃烧速度快，需控制一次风温以防喷口结焦；低挥发分煤则需强化着火区域的热辐射，通过提高二次风温促进燃尽。实际操作中，需结合入厂煤与入炉煤的特性差异，建立煤质变化的预判机制 —— 如雨季煤质水分骤增时，提前调整磨煤机干燥介质温度；煤种混配时，按比例测算混合煤的综合燃烧特性，为后续调整提供可靠依据。

1.2 燃烧器与炉膛工况的全面检查

燃烧器的运行状态直接影响燃料的着火与混合效果。需定期检查燃烧器喷口是否磨损、变形或结焦，确保煤粉射流形态稳定；验证各燃烧器出力的均匀性，避免因个别喷口堵塞导致的局部热负荷偏差。炉膛内部需重点核查水冷壁、过热器等受热面的清洁度，若存在积灰或结渣，会破坏炉膛热流分布，影响燃烧稳定性。此外，还需检查炉膛密封性，防止漏风导致的氧量失衡 —— 如炉门缝隙、看火孔密封不良可能造成局部漏风，使该区域过量空气系数骤增，引发燃烧效率下降与局部温度偏低。

2 燃烧参数的动态调控技术

2.1 风量与氧量的协同控制

风量调控是维持燃烧平衡的核心，需实现一次风、二次风与三次风的精准配比。一次风负责输送煤粉并提供初始着火氧量，其风速需根据煤种挥发分调整 —— 高挥发分煤采用较低风速以防过早着火，低挥发分煤则提高风速增强扰动。二次风需与一次风形成合理的速度差与角度，在着火后及时补充氧量并强化湍流混合，通常采用分级配风方式，抑制氮氧化物生成的同时确保燃尽。氧量控制需结合炉膛出口烟气分析，通过调整总风量维持最佳过剩空气系数：对于无烟煤等难燃煤种，过剩空气系数可控制在 1.2-1.3，以保证充分燃尽；对于烟煤等易燃煤种，系数可降至 1.1-1.2，减少排烟热损失。

2.2 燃烧温度与炉膛负压的稳定控制

炉膛温度场的均匀性是防止结焦与过热器超温的关键。通过调整燃烧器的上下摆角与投运方式，可改变火焰中心位置：负荷升高时上摆火焰中心以强化辐射换热，负荷降低时下摆火焰中心避免炉膛出口温度过高。对于四角布置燃烧器，需通过同步调整各角喷口角度，防止火焰偏斜引发的局部高温。炉膛负压需维持微负压状态，负压过大易导致冷空气漏入，增加热损失；负压过小则可能引发烟气外溢，威胁运行安全。实际调控中，需联动引风机与送风机的出力，通过 PID 调节系统实现负压的动态稳定，尤其在负荷骤变时需提前预判风量变化，避免负压剧烈波动。

3 燃烧优化的技术手段与策略

3.1 煤粉制备系统的协同调整

煤粉细度与均匀性对燃烧效率影响显著。需通过磨煤机出口分离器的调整，使煤粉细度适应煤种特性 —— 易燃烧的煤种可适当放宽细度，难燃烧的煤种则需细化煤粉以缩短燃尽时间。同时，需控制磨煤机出口温度，防止高温导致的煤粉自燃，结合干燥剂流量调整，确保煤粉干燥度与输送稳定性。在多磨运行时，需均衡各磨出力，避免因煤粉量分配不均导致的炉膛热负荷偏差。具体操作中，可通过调整磨煤机入口挡板开度，实现各台磨煤机出力的动态平衡；当某台磨煤机出现轻微堵塞时，及时降低给煤量并增大一次风量，利用气流冲刷疏通管道，避免堵塞扩大影响整体燃烧工况。

3.2 低氮燃烧与高效燃尽的平衡技术

在环保要求日益严格的背景下，需通过燃烧调整实现低氮氧化物排放与高效燃尽的协同。采用空气分级燃烧技术，将二次风分级送入炉膛，在主燃烧区形成还原性气氛抑制氮氧化物生成，在燃尽区补充氧量确保煤粉燃尽。结合烟气再循环技术，将部分低温烟气送入炉膛，降低燃烧区峰值温度，进一步减少氮氧化物生成。此外，通过优化燃烧器布置形成对冲燃烧或墙式燃烧，使火焰在炉膛内均匀分布，减少局部高温区。实际应用中，可通过调整燃尽风挡板开度，控制燃尽区氧量占比在总风量的 20%-30% ，既保证煤粉充分燃尽，又避免过度氧化导致的氮氧化物反弹。

4 异常工况的燃烧调整与应对

4.1 结焦与积灰的预防及处理

炉膛结焦多因局部温度过高或煤粉灰熔点偏低所致。调整时需降低对应区域的热负荷，通过摆动燃烧器喷口偏离结焦部位，或减少该区域燃烧器的煤粉供应量；同时增加二次风扰动，破坏焦块附着条件。对于受热面积灰，可通过吹灰器定期吹扫，但需控制吹灰频率与时间，避免过度吹灰导致的受热面磨损。日常调整中，需通过优化配风与煤粉分布，防止局部还原性气氛引发的结焦倾向 —— 如当炉膛出口烟气中一氧化碳浓度异常升高时，及时增大该区域二次风量，恢复氧化性气氛。

4.2 燃烧不稳与灭火的应急调控

当炉膛出现燃烧脉动或火焰监测信号减弱时，需立即采取稳燃措施：增加一次风温与风速以强化煤粉着火，投运相邻燃烧器提高局部热负荷，或适当降低机组负荷减少燃料输入。若发生灭火，需立即切断燃料供应，维持引、送风机运行进行炉膛吹扫，防止未燃尽煤粉爆燃；吹扫完成后，按规程重新点火并逐步恢复负荷，避免因操作不当引发二次事故。日常需加强燃烧器维护，确保点火装置与火焰检测系统灵敏可靠 —— 如定期清理火焰探测器镜头积灰，校验点火枪打火能量，为异常工况处理提供保障。

5 结语

火电厂集控运行中，锅炉燃烧调整是一项综合性技术，需兼顾煤质特性、设备状态、参数协同与环保要求。通过精准分析燃料特性、动态调控燃烧参数、优化技术手段及妥善应对异常工况，可实现燃烧系统的高效稳定运行。随着智能化控制技术的发展，未来燃烧调整将更依赖于实时监测与自适应算法，通过集控系统与燃烧模型的深度融合，进一步提升调整精度与响应速度，为火电厂的节能降耗与安全运行提供更强有力的技术支撑。

参考文献

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