談提高燃煤鍋爐熱效率的方法

王晟罡

（延長(zhǎng)油田股份有限公司七里村采油廠，陜西 延長(zhǎng) 717111）

1燃煤鍋爐是利用煤燃燒所放出的熱量加熱工質(zhì)（水：H2O）生產(chǎn)具有一定壓力和溫度的蒸汽（或熱水）的設(shè)備。從能量平衡的觀點(diǎn)來(lái)看，當(dāng)鍋爐工況穩(wěn)定時(shí)，輸入鍋爐的熱量與鍋爐輸出的熱量應(yīng)當(dāng)平衡。由于送入爐內(nèi)的燃料不會(huì)全部燃燒放熱，而燃料燃燒放出的熱量也不會(huì)全部被水吸收，生成蒸汽或熱水。因此鍋爐輸出的熱量包括有效利用熱和各項(xiàng)熱損失兩個(gè)方面，有效利用熱是鍋爐用以產(chǎn)生蒸汽（熱水）及加熱蒸汽（熱水）的熱量，各項(xiàng)熱損失是在燃燒和傳熱過(guò)程中以各種方式損失掉的熱量。

鍋爐在穩(wěn)定狀態(tài)下，相對(duì)于1Kg燃煤的熱平衡方程式為：Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6(KJ/Kg),相應(yīng)的百分比熱平衡方程式為：100%=q1+q2+q3+q4+q5+q6(%)

其中：

(1)Qr是伴隨1Kg燃煤輸入鍋爐的總熱量(KJ/Kg)。

式中Qar：燃煤的低位發(fā)熱量(KJ/Kg)；是輸入鍋爐中熱量的主要來(lái)源。

hrm：燃煤的物理顯熱量(KJ/Kg)；燃煤溫度一般低于30℃，這一項(xiàng)熱量相對(duì)較小。

hrs：相對(duì)于1Kg燃煤的入爐石灰石的物理顯熱量(KJ/Kg)；這一項(xiàng)熱量相對(duì)更小。

Qwl：伴隨1Kg燃煤輸入鍋爐的空氣在爐外被加熱的熱量(KJ/Kg)；如果一、二次風(fēng)入口暖風(fēng)器未投入，這一部分熱量也可不計(jì)算在內(nèi)。

(2)Q1是鍋爐的有效利用熱量(KJ/Kg)；在反平衡熱效率計(jì)算中，是利用其它熱損失來(lái)求出它的。

2影響鍋爐熱效率的原因

依據(jù)鍋爐在穩(wěn)定狀態(tài)下，相對(duì)于1Kg燃煤的熱平衡方程式，可得到影響鍋爐熱效率的原因有：（1）排煙溫度高，排煙熱損失大；（2）爐膛出口煙氣含氧量不當(dāng)；（3）傳熱較差或長(zhǎng)期運(yùn)行導(dǎo)致傳熱惡化；（4）爐膛負(fù)壓過(guò)大導(dǎo)致漏風(fēng)嚴(yán)重；（5）鍋爐保溫性差；（6）管線布置不合理，使流體流動(dòng)阻力變大；（7）火焰在爐膛內(nèi)位置不合適；（8）電機(jī)無(wú)變頻，在鍋爐低負(fù)荷時(shí)耗電較多。

3提高鍋爐熱效率的方法

3.1 降低排煙熱損失q2:

排煙熱損失即煙氣離開鍋爐排入大氣所帶走的熱量損失。一般排煙溫度每升高15℃，排煙熱損失將上升1%，一般鍋爐的排煙熱損失為4%～8%，排煙溫度由兩方面決定，一是鍋爐受熱面的大小，受熱面越多，排煙溫度越低。二是受熱面積灰、結(jié)渣、結(jié)垢，使傳熱惡化，排煙溫度升高。因此必須及時(shí)吹灰（打渣），保持受熱面外壁清潔，同時(shí)要保證軟化水、除氧水及蒸汽的品質(zhì)，防止出現(xiàn)汽水管道結(jié)垢現(xiàn)象。

3.2 降低化學(xué)不完全燃燒熱損失-q3:

爐膛出口煙氣含氧量的大小反映的是燃料是否完全充分燃燒，是過(guò)量空氣系數(shù)a的體現(xiàn)，當(dāng)a值較大時(shí)會(huì)使引風(fēng)機(jī)負(fù)荷變大，耗電量增大，同時(shí)使排煙熱損失增大。a過(guò)大還會(huì)使?fàn)t膛溫度變低，使?fàn)t膛輻射傳熱能力下降，導(dǎo)致熱效率變低，破壞燃燒所需的高溫環(huán)境。當(dāng)a值小時(shí)，燃燒得不到所需要的氧氣而產(chǎn)生化學(xué)不完全燃燒熱損失。。因此在鍋爐運(yùn)行中，要保持空氣過(guò)剩系數(shù)為1.4左右，有較高的爐膛溫度，使燃料與空氣充分混合，延長(zhǎng)煙氣停留時(shí)間，促進(jìn)煙氣中可燃物燃盡。不完全燃燒熱損失比較大時(shí)，這要要求我們的現(xiàn)場(chǎng)操作人員根據(jù)鍋爐負(fù)荷的變化，及時(shí)調(diào)整配風(fēng)比，風(fēng)煤比等，保證過(guò)剩空氣系數(shù)合理，以降低化學(xué)不完全燃燒熱損失。

3降低機(jī)械不完全燃燒熱損失-q4:

機(jī)械不完全燃燒熱損失又稱可燃固體（固定碳）不完全燃燒熱損失。它是部分固體可燃物在爐內(nèi)不完全燃燒隨飛灰和爐渣一同排出爐外而造成的熱損失，由飛灰不完全燃燒熱損失和爐渣不完全燃燒熱損失兩部分組成。鍋爐設(shè)計(jì)使用燃煤粒度為6mm～13mm，最大顆粒小于40mm，而實(shí)際使用燃煤為末煤或混煤，在燃燒中飛灰不完全燃燒現(xiàn)象嚴(yán)重，增大了機(jī)械不完全燃燒熱損失，因此應(yīng)解決燃煤顆粒度問(wèn)題。燃料的灰分越少，揮發(fā)分越多，則機(jī)械不完全燃燒熱損失就越小，因此應(yīng)盡量燃用灰分少的煤，保證煤的灰分含量不大于14%。

爐渣含碳量偏大，使?fàn)t渣不完全燃燒熱損失大幅度增大，應(yīng)根據(jù)鍋爐負(fù)荷情況合理調(diào)整爐排速度和煤層厚度，爐排后部以略有紅火為宜，使燃煤能得以燃盡。

另外，前、后拱上吊渣現(xiàn)象比較嚴(yán)重，影響爐膛內(nèi)熱量反射，這也是造成爐膛溫度降低，灰渣含碳量偏高的主要因素，應(yīng)利用檢修期間及時(shí)除焦渣。

4管道布置上的原因

汽水管道和風(fēng)煙管道的彎頭和閥門可增大管道中流體流動(dòng)的阻力。同時(shí)系統(tǒng)中有的閥門不能完全開啟，形成了對(duì)流體的節(jié)流，增加了工質(zhì)的局部阻力損失。建議在大修時(shí)對(duì)管線重新布置，減少不必要的彎頭和閥門，對(duì)必須用彎頭的地方，采用較大的曲率半徑，以減少流體流動(dòng)阻力損失。

近年來(lái)，為提高鍋爐熱效率和鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，我們不斷現(xiàn)場(chǎng)研究，尋找問(wèn)題，整理資料，結(jié)合實(shí)際編制了《鍋爐運(yùn)行操作規(guī)程》、《司爐工操作100問(wèn)》等重要資料，并對(duì)司爐人員定期培訓(xùn)，提高現(xiàn)場(chǎng)管理人員的素質(zhì)，使鍋爐房的管理工作較以前有很大的提高。并從已從以下幾方面進(jìn)行了努力，并取得了良好的效果。

4.1 根據(jù)鍋爐負(fù)荷情況及時(shí)合理地調(diào)整送引風(fēng)機(jī)擋板開度，并利用檢修期間檢查處理煙風(fēng)道、爐墻存在的漏風(fēng)點(diǎn)，使空氣過(guò)剩系數(shù)趨近于1.4。

4.2 及時(shí)吹灰除焦渣和防止結(jié)垢，保持受熱面內(nèi)外清潔。

4.3 解決燃煤煤種問(wèn)題，保證顆粒度為6mm～13mm，最大顆粒小于40mm，煤的灰分含量不大于14%。

4.4 根據(jù)鍋爐負(fù)荷情況合理調(diào)整爐排速度和煤層厚度，爐排后部以略有紅火為宜，保持高的爐膛溫度，使燃煤能燃盡。

4.5 汽包、聯(lián)箱、管道、構(gòu)架、爐墻和其他附件等的保溫良好。

4.6 根據(jù)負(fù)荷情況合理調(diào)整鍋爐運(yùn)行臺(tái)數(shù)，使鍋爐運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)負(fù)荷區(qū)內(nèi)。

[1]馬榮生,曾鵬飛.略談?wù)羝麢C(jī)車的節(jié)煤工作[J].鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì).1980年03期.

[2]郭若昭.用于水加熱系統(tǒng)的家用吸收式冰箱[J].電機(jī)電器技術(shù).1980年04期.

[3]林復(fù)國(guó),黃月桃.十噸無(wú)芯工頻感應(yīng)電爐的熱損測(cè)定與分析[J].工業(yè)加熱.1980年02期.