鍋爐運行最佳氧量的確定

孫 毅，王 海，王 宇

(1.中國礦業大學銀川學院，銀川，750001; 2.寧夏京能寧東發電有限公司，銀川，750001;3.四平熱電公司，四平，136001）

1 設備概況

本鍋爐為哈爾濱鍋爐廠引進美國CE公司技術，自行設計制造的HG1021/18.2YM4型亞臨界壓力、一次中間再熱、自然循環汽包爐，采用單爐體負壓爐膛，呈倒U型布置。在爐膛上部垂直布置輻射再熱器和分隔屏過熱器、后屏過熱器。在爐膛出口水平煙道上依次布置后屏再熱器、末級再熱器和末級過熱器。在后部豎井中自上而下布置低溫立式過熱器、臥式過熱器、省煤器和空氣預熱器。過熱器的調溫主要靠噴水減溫，采用二級噴水。再熱器的調溫主要靠燃燒器上下擺動角度，再熱器進口導管上裝有兩只霧化噴嘴式的噴水減溫器，做為事故緊急噴水。鍋爐采用正壓直吹式制粉系統，配5臺MPS磨煤機，額定負荷下4臺運行，1臺備用。鍋爐的燃燒方式采用四角切圓燃燒，在爐膛四角布置煤粉燃燒器。

2 氧量對鍋爐效率的影響

氧量是鍋爐運行中的重要參數，氧量的變化會引起灰渣未燃燼含碳量、排煙溫度、送風機總電耗等參數的變化。若氧量過小，燃燒的空氣量不足，燃燒不完全，將導致不完全燃燒熱損失增加；若氧量過大，將會造成排煙熱損失增加。因此定量分析氧量對鍋爐效率的影響有重要的意義。

氧量發生變化對固體不完全燃燒熱損失q4和排煙熱損失q2的影響非常明顯，q4和q2的反向變化使兩者之和存在最小植，此時鍋爐的效率達到最大，此時的氧量即鍋爐運行的最佳氧量。

3 鍋爐最佳氧量的確定實驗

3.1 試驗條件

試驗期間控制每個負荷下爐膛出口氧量變化0.5～1.0%，每個工況下鍋爐穩定燃燒2h，試驗期間進行煤質、飛灰、爐渣取樣，并測量排煙溫度。通過試驗結果計算鍋爐熱效率，確定鍋爐低負荷運行的最佳氧量。

3.2 試驗結果及分析

額定負荷下變氧量試驗分三個工況進行，分別控制氧量為3.0%；3.9%；4.7%。實驗結果見表2，鍋爐效率隨氧量變化曲線見圖1。

表1 額定負荷變氧量試驗鍋爐熱效率計算結果

圖1 鍋爐效率及熱損失隨氧量的變化關系

圖2 鍋爐運行最佳氧量與鍋爐負荷的關系

由表1和圖1可知，隨氧量增加，鍋爐熱效率先增加后減小，在氧量為3.9%左右時鍋爐效率達到最大。當氧量由3.0%增加到3.9%時，排煙熱損失由6.7%增加到6.83%，而固體未完全燃燒熱損失由0.42%減小到0.2%，固體未完全燃燒熱損失減小的幅度大于排煙熱損失增加的幅度，因此當氧量由3.0%增加到3.9%時，鍋爐熱效率增加0.09個百分點。

當氧量由3.9%增加到4.7%時，排煙熱損失由6.83%增加到7.08%，而固體未完全燃燒熱損失由0.2%減小到0.14%，排煙熱損失增加的幅度大于固體未完全燃燒熱損失減小的幅度，因此當氧量由3.9%增加到4.7%時，鍋爐熱效率減小0.19個百分點。

所以鍋爐在額定負荷下運行，當控制氧量在3.9%時鍋爐效率最大，這時的氧量即為額定負荷下的鍋爐最佳氧量。

240MW變氧量試驗分三個工況，氧量為3.5%、4.2%和4.7%。由實驗結果可知隨氧量的增加排煙損失的影響高于固體未完全燃燒熱損失對鍋爐熱效率的影響，所以240MW負荷下省煤器出口氧量從3.5%逐漸增加到4.2%和4.7%后，鍋爐熱效率逐漸降低，從 92.70%降低到92.46%和92.27%。

180MW變氧量試驗進行了三個工況，氧量為5.0%、5.5%和6.1%，結果得出鍋爐的最佳氧量為5.0%。

由300MW，240MW.，180MW鍋爐運行時的最佳氧量可得出，合理鍋爐運行的氧量與鍋爐負荷之間的關系，為運行人員提供一定的操作依據。曲線見圖2所示。

4 結論

氧量是鍋爐重要的參數，氧量的多少影響著排煙熱損失，固體不完全燃燒熱損失，從而影響鍋爐效率。本文通過變氧量試驗得出了本鍋爐，額定負荷下鍋爐運行的最佳氧量3.9%，并通過240MW，180MW變氧量試驗得出的最佳氧量，畫出了最佳氧量與鍋爐負荷的關系曲線，對鍋爐運行有著重要的理論依據。

[1]侯昭毅.1025t/h鍋爐燃燒調整試驗及優化運行[J].電力設備,2009,6.

[2]范從振.鍋爐原理[M].北京:水利電力出版社,1986