鏈條爐低負荷運行熱效率的研究

紀東生++張旭

摘 要：分析在低負荷運行條件下鏈條爐排燃煤工業鍋爐熱損失的影響因素，提出了提高熱效率的途徑。采用功能型輻射式爐拱、合理調節一次風量、合理配備二次風、改善爐膛及煙道密封，從而提高鍋爐的熱效率。

關鍵詞：低負荷 鏈條爐排 熱效率

中圖分類號：Tk229.6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（a）-0022-02

JI Dongsheng ZHANG Xu

（Tianjin Special Equipment Inspection Institute，Tianjin 300192）

Abstract：This paper focuses on factors that affect the thermal efficiency of the industrial chain-grate boiler in the low load operating conditions.Different methods are proposed to increase thermal efficiency，including implying functional radiation furnace，adjusting the primary air flow appropriately，equipping the second air flow reasonable and improving the sealing of furnace arch and flue.

Key words：low load chain-grate boiler thermal efficiency

由于某些用戶購買鍋爐時的盲目性，或對未來可能的熱量需求的考慮，我國工業鍋爐運行中普遍存在低負荷運行，這不僅不利于保證蒸汽品質，還往往導致爐膛溫度降低，對燃料的燃燼不利，導致機械未完全燃燒損失的增加，造成鍋爐熱效率低下，不利于節約能源。此外，低負荷運行時送、引風機擋板均要關小，造成節流損失，消耗能源。給水泵也存在負荷不足的現象，這樣就增加了損失，由于輔機損失增大，從而使鍋爐機組凈效率下降。但正鑒于此，鏈條爐的節能潛力相當可觀的。[1-3]

我國目前尚沒有針對低負荷運行條件下改善鏈條爐排燃煤工業鍋爐熱效率的研究。因此，在對燃煤工業鍋爐普遍存在的低負荷運行狀況進行綜合分析研究的基礎上進行節能方法優化體系研究，整合現有技術，提出技術上可行、經濟上合理的整體節能對策，有助于提高我市工業鍋爐熱效率，從而降低能耗需求，實現節能減排。

1 低負荷運行熱損失分析

低負荷運行致使一些鍋爐運行參數難以控制在合理范圍內，如爐膛溫度、給風量、漏風系數等。容易造成漏風量增大，火床和爐膛溫度偏低，燃燒速度明顯減慢，燃煤量減少，爐內溫度降低，使燃燒工況變壞，煤中的固定碳燃燒變得更加困難，爐渣含碳量增加，這樣就使得不完全燃燒熱損失增大，運行效率下降。

1.1 過高的過量空氣系數

低負荷運行條件下，排煙溫度往往已經偏低，理論上不是造成排煙熱損失q2以及鍋爐熱效率降低的主要原因，為了保證鍋爐尾部受熱面安全運行，也不宜一味降低鍋爐排煙溫度。相對于額定負荷運行，低負荷運行往往會造成較高的過量空氣系數，這就是為什么低負荷運行鍋爐排煙溫度較低的同時，q2熱損失仍然占據很高比例的原因。

一般來說鍋爐在最高額定負荷下為最佳工況，效率也最高。這時空氣量最大，壓力最高，穿透性和擾動最好，因此燃燒也最好，浪費的空氣較少。低負荷運行時由于燃燒需要的空氣量減少，空氣入爐的速度不足，為了達到相同的爐膛深度或擾動程度，只能人為加大給風量，增大過量空氣系數。這就指出了鍋爐低負荷運行時，往往造成過量空氣系數顯著增大的原因。

一般來說，空氣系數每增加0.15%，排煙熱損失增加1%。

表1是我們進行測試的兩臺同一生產廠家，使用狀況相同，結構型式完全一樣的低負荷運行鏈條爐的現場測試試驗。試驗結果表明，2#爐的排煙溫度雖然高于1#爐，但由于其排煙處過量空氣系數較低，其q2損失仍然低于1#爐。如果將《鍋爐節能技術監督管理規程》中規定的排煙溫度和過量空氣系數上限帶入到1#爐熱效率計算軟件中，其在相同排煙溫度下，q2損失一項就比1#爐減少了20%?？梢姡^量空氣系數對q2的顯著影響。[4-6]

1.2 爐膛內煤較低的燃燒效率

此外，爐膛漏風造成的排煙損失大于煙道漏風引起的排煙損失；煙道漏風位置越靠近排煙處，排煙溫度降低的程度越大，由此引起的排煙損失相對越小，反之亦然。這是因為漏風位置越靠近排煙處，漏風對受熱面的換熱效果的影響就越小，，而直接降低煙氣溫度的作用就越大，從而使排煙溫度降低程度越大。在漏風量相同的前提條件下，漏風從鍋爐煙道帶走的熱量就越小，因此，排煙損失的增加值就越小?？傊瑺t膛出口過量空氣系數的增大以及沿煙氣行程各煙道的漏風，都會增大排煙處的過量空氣系數，即增大排煙量，因而也增大排煙熱損失，漏風不僅增加了排煙容積，而且爐膛的漏風還會使爐膛溫度降低，對燃燒不利，此外爐膛溫度的降低使得爐膛輻射換熱降低，使得排煙溫度升高，增加排煙損失。

從表2可以看出，低負荷條件下燃燒效率要落后額定負荷約2個百分點。這主要是爐膛溫度較低，不利于煤的燃燼。傳熱效率1#爐落后2#爐約7%，這主要是由于2#爐排煙溫度高增加了傳熱的溫壓，1#爐過量空氣系數大，排煙溫度相對較低；其次還有可能是兩者水側導熱系數不同造成的換熱系數差異。此外，通過與表2對比可以發現，1#爐傳熱系數的降低與鍋爐過量空氣系數過高，造成排煙、化學不完全燃燒q3、固體不完全燃燒熱損失q4增大有關。其次，低負荷下鍋爐壓力降低使汽水混合物的飽和溫度降低，導致燃料消耗量的減少，過量空氣系數增大，最終使爐膛溫度降低，爐膛溫度降低對燃料的燃燼不利。爐膛溫度降低，輻射換熱系數下降，造成鍋爐整體傳熱系數的降低，也造成鍋爐熱效率降低。endprint

因此，低負荷下較高的過量空氣系數和爐膛水冷度，影響了爐內煤的點燃和燃燒，并最終影響了煤的燃燒效率。造成爐內工質溫度較低，這不利于煤的點燃和穩定燃燒。

2 提高熱效率途徑

2.1 改善煤燃燒效率途徑

爐內燃燒工況主要受爐拱、風量調節、煤層狀況、爐膛溫度、二次風及爐膛空氣過量系數等因素影響。工業鍋爐爐拱對于組織燃料燃燒，提高燃燒效率至關重要。其作用方法主要有兩個方面：一是強化爐內傳熱，包括固體輻射、對流和保溫三個方面，二是能夠加強爐膛內氣流的混合，作用方式有導流、分隔、阻擋和組織噴射、旋轉及對沖等特殊流動形式。爐拱作用的側重點依據種類及特性的不同而有所差異。當燃用低揮發分燃料時以促進煤層著火為主，燃用高揮發分時以加強爐內氣流混合為主。但我國工業鍋爐使用的煤種往往經常變化，加上鏈條爐排“單面著火”這一不利的燃燒特點，在運行中，爐拱對煤層無法及時點燃并使其穩定的著火，所以直接影響下一步煤的充分燃盡。

改善爐內燃燒狀況，提高爐內燃燒效率，降低不完全燃燒熱損失q3、q4，可以從燃料充分燃力爐拱配合蒸氣二次風助燃的建議。采用高蓄熱能力輻射爐拱主要是低負荷爐膛溫度無法大幅度提高條件下，改善煤的點燃和穩定燃燒來提高燃燒效率，采用蒸汽二次風主要是在減少過量空氣系數條件下，提高爐內流場湍流度，增加燃料與空氣混合度，進而增加煙氣行程，延長爐內停留時間。爐膛內前、后爐拱的作用不盡相同。前拱偏重于引燃新煤，后拱測重于強化主燃區和烤渣燃盡。提高爐拱溫度能夠加強對煤的點燃作用，提高燃燒區煤層溫度，進一步改善煤的燃燒。因此，提高爐內燃燒效率就要從合理送風、控制爐膛過量空氣系數、維持爐膛高溫三方面入手。[7-8]

針對低負荷條件下爐膛溫度和過量空氣系數過高的特點，提出采用高蓄熱能力爐拱配合蒸氣二次風助燃的建議。采用高蓄熱能力輻射爐拱主要是低負荷爐膛溫度無法大幅度提高條件下，改善煤的點燃和穩定燃燒來提高燃燒效率，采用蒸汽二次風主要是在減少過量空氣系數條件下，提高爐內流場湍流度，增加燃料與空氣混合度，進而增加煙氣行程，延長爐內停留時間。爐膛內前、后爐拱的作用不盡相同。前拱偏重于引燃新煤，后拱測重于強化主燃區和烤渣燃盡。提高爐拱溫度能夠加強對煤的點燃作用，提高燃燒區煤層溫度，進一步改善煤的燃燒

2.2 控制過量空氣系數的途徑

空氣系數值a對于鍋爐效率意義重大。其值過大造成熱效率急劇下降，但其值過小又會造成不完全燃燒損失的上升，污染排放升高，對經濟運行和環境保護都是不利的。有研究分析表明，a對主要影響鍋爐效率的q2與q4兩項之和呈現出隨著過量空氣系數增大，兩項熱損失之和先減小再增大的特點。一般來說，熱效率最佳值為a=1.5左右，并且隨著鍋爐負荷的降低，最佳過量空氣系數有增大趨勢，如最佳a的經驗公式為ak=a+（0.7+D/Ded）。

實際上，低負荷運行鍋爐的過量空氣系數要遠遠超過上述值。過高的過量空氣系數主要來自于鍋爐風機本身的高風量以及鍋爐爐膛和煙道的漏風。目前，中小型工業鍋爐爐膛和各處煙道漏風現象很普遍，這不僅使爐膛爐膛溫度降低，對燃燒不利，同時排煙量增加，排煙熱損失增大，使引風機的負荷增加。因此，—旦發現爐膛和煙道漏風，必須盡快堵漏，從而控制排煙處的過量空氣系數，以降低排煙熱損失。

鍋爐風機的參數是以滿足鍋爐滿負荷運行條件下所需風量進行配置的，對于低負荷運行時，該風量是偏大的。以所測試的三臺4t/h鍋爐為例，過量空氣系數分別達到了3.89、5.62和3.61。目前，大部分鍋爐所采用的風機不具備變頻調速功能，風量的調節只能通過司爐工經驗，人為改變進風擋板的位置來調節，如測試熱水鍋爐時的擋板打開度為1/2～2/3之間。

擋板調節風量實際上是通過人為增加阻力的方式，并以浪費電能和金錢為代價來滿足工藝和工況對氣體流量調節的要求。這種落后的調節方式，不僅浪費了寶貴的能源，而且調節精度差。變頻器技術可以很好的解決鼓引風機低負荷運行，造成電機實際效率低下的問題。采用變頻器對風機進行控制，屬于減少空氣動力的節電方法，它和一般常用的調節風門控制風量的方法比較， 具有高控制精度和明顯的節電效果。

與鍋爐控制系統相結合，風機變頻器的使用還有利于綜合控制爐膛壓力，防止正壓或負壓過大運行，合理調節鍋爐通風狀況。爐膛正壓通風過大，實際上就要增加給煤量和厚度，加大鼓風，超負荷燃燒，使得燃煤還未燃盡就排出爐外，造成q4損失增大。同時鍋爐爐墻、爐門、看火孔、撥火孔、檢修孔和排渣口等處密封條件有限，從該處漏火，因此，這類散熱損失q5約占50%左右。反之，爐膛通風負壓過大，其一是引風機電耗大大增加，其二是漏風增加，爐膛過量空氣系數增大，爐膛火焰平均溫度降低，燃料著火時間推遲，熱效率降低，燃料的固體

未完全燃燒熱損失q增加，一般應為5%～15%左右，排煙熱損失一般為8%～20%左右也隨著大大增加，因此鍋爐熱經濟性降低，不利于節能。

3 結語

（1）采用功能型輻射式爐拱。通過提高爐拱溫度，提高對煤層的輻射強度來改善煤層的點燃以及穩定燃燒，同時增加了煤種的適應性。

（2）合理配備蒸汽二次風。通過一、二次風的合理配合，減少入爐空氣量的同時，提高爐內湍流度；借助蒸汽與未燃盡碳顆粒的還原反應，減少未燃盡損失；蒸汽與二氧化碳相混合，提高煙氣輻射黑度，有利于煤的點燃和提高傳熱系數。

（3）合理調節一次風量。風機變頻器能夠提高風量調節的準確度，改善擋板調節的滯后性和模糊性，同時降低了風機電耗。

（4）改善爐膛及煙道密封，及時封堵漏風點。改善爐膛及煙道漏風有利于控制過量空氣系數，降低q2損失。[9-10]

參考文獻

[1] 趙奕奕，張萬路.提高工業鍋爐和蒸氣系統效率培訓教材[M].1版.中國計量出版，2007.

[2] 劉復田，沈元龍.工業鍋爐熱工性能試驗規程[M].1版.中國標準出版社，2004.

[3] 王盂浩，俞增盛.燃煤工業鍋爐的運行節能[J].上海節能，2008（2）：13-16.

[4] 紀建民，陳鵬.鍋爐蒸汽二次風的特性與節能分析擬[J].節能技術，2007（2）：38-39.

[5] 王清成，羅永浩.二次風對層燃爐燃燒特性影響的實驗研究[J].動力工程，2006（12）：780-782.

[6] 王春昌.入爐風量與爐膛出口煙氣溫度的相關性研究[J].熱力發電，2007（7）：37- 39.

[7] 陳慧，俞增盛，晏富年.節煤改造爐拱技術的應用[J].上海節能，2007（2）：40-42.

[8] 王春昌.鍋爐漏風對排煙溫度及排煙損失的影響[J].熱力發電，2007（8）：19-21.

[9] 陳明琪.一起典型燃煤鏈條爐排鍋爐的節能改造淺析[J].化工裝備，2012.2：35-38.

[10] 陳志剛，毛富杰，張旭，等.工業鍋爐低負荷工況節能分析與對策[J].應用能源技術，2011（9）：22-25.endprint

因此，低負荷下較高的過量空氣系數和爐膛水冷度，影響了爐內煤的點燃和燃燒，并最終影響了煤的燃燒效率。造成爐內工質溫度較低，這不利于煤的點燃和穩定燃燒。

2 提高熱效率途徑

2.1 改善煤燃燒效率途徑

爐內燃燒工況主要受爐拱、風量調節、煤層狀況、爐膛溫度、二次風及爐膛空氣過量系數等因素影響。工業鍋爐爐拱對于組織燃料燃燒，提高燃燒效率至關重要。其作用方法主要有兩個方面：一是強化爐內傳熱，包括固體輻射、對流和保溫三個方面，二是能夠加強爐膛內氣流的混合，作用方式有導流、分隔、阻擋和組織噴射、旋轉及對沖等特殊流動形式。爐拱作用的側重點依據種類及特性的不同而有所差異。當燃用低揮發分燃料時以促進煤層著火為主，燃用高揮發分時以加強爐內氣流混合為主。但我國工業鍋爐使用的煤種往往經常變化，加上鏈條爐排“單面著火”這一不利的燃燒特點，在運行中，爐拱對煤層無法及時點燃并使其穩定的著火，所以直接影響下一步煤的充分燃盡。

改善爐內燃燒狀況，提高爐內燃燒效率，降低不完全燃燒熱損失q3、q4，可以從燃料充分燃力爐拱配合蒸氣二次風助燃的建議。采用高蓄熱能力輻射爐拱主要是低負荷爐膛溫度無法大幅度提高條件下，改善煤的點燃和穩定燃燒來提高燃燒效率，采用蒸汽二次風主要是在減少過量空氣系數條件下，提高爐內流場湍流度，增加燃料與空氣混合度，進而增加煙氣行程，延長爐內停留時間。爐膛內前、后爐拱的作用不盡相同。前拱偏重于引燃新煤，后拱測重于強化主燃區和烤渣燃盡。提高爐拱溫度能夠加強對煤的點燃作用，提高燃燒區煤層溫度，進一步改善煤的燃燒。因此，提高爐內燃燒效率就要從合理送風、控制爐膛過量空氣系數、維持爐膛高溫三方面入手。[7-8]

針對低負荷條件下爐膛溫度和過量空氣系數過高的特點，提出采用高蓄熱能力爐拱配合蒸氣二次風助燃的建議。采用高蓄熱能力輻射爐拱主要是低負荷爐膛溫度無法大幅度提高條件下，改善煤的點燃和穩定燃燒來提高燃燒效率，采用蒸汽二次風主要是在減少過量空氣系數條件下，提高爐內流場湍流度，增加燃料與空氣混合度，進而增加煙氣行程，延長爐內停留時間。爐膛內前、后爐拱的作用不盡相同。前拱偏重于引燃新煤，后拱測重于強化主燃區和烤渣燃盡。提高爐拱溫度能夠加強對煤的點燃作用，提高燃燒區煤層溫度，進一步改善煤的燃燒

2.2 控制過量空氣系數的途徑

空氣系數值a對于鍋爐效率意義重大。其值過大造成熱效率急劇下降，但其值過小又會造成不完全燃燒損失的上升，污染排放升高，對經濟運行和環境保護都是不利的。有研究分析表明，a對主要影響鍋爐效率的q2與q4兩項之和呈現出隨著過量空氣系數增大，兩項熱損失之和先減小再增大的特點。一般來說，熱效率最佳值為a=1.5左右，并且隨著鍋爐負荷的降低，最佳過量空氣系數有增大趨勢，如最佳a的經驗公式為ak=a+（0.7+D/Ded）。

實際上，低負荷運行鍋爐的過量空氣系數要遠遠超過上述值。過高的過量空氣系數主要來自于鍋爐風機本身的高風量以及鍋爐爐膛和煙道的漏風。目前，中小型工業鍋爐爐膛和各處煙道漏風現象很普遍，這不僅使爐膛爐膛溫度降低，對燃燒不利，同時排煙量增加，排煙熱損失增大，使引風機的負荷增加。因此，—旦發現爐膛和煙道漏風，必須盡快堵漏，從而控制排煙處的過量空氣系數，以降低排煙熱損失。

鍋爐風機的參數是以滿足鍋爐滿負荷運行條件下所需風量進行配置的，對于低負荷運行時，該風量是偏大的。以所測試的三臺4t/h鍋爐為例，過量空氣系數分別達到了3.89、5.62和3.61。目前，大部分鍋爐所采用的風機不具備變頻調速功能，風量的調節只能通過司爐工經驗，人為改變進風擋板的位置來調節，如測試熱水鍋爐時的擋板打開度為1/2～2/3之間。

擋板調節風量實際上是通過人為增加阻力的方式，并以浪費電能和金錢為代價來滿足工藝和工況對氣體流量調節的要求。這種落后的調節方式，不僅浪費了寶貴的能源，而且調節精度差。變頻器技術可以很好的解決鼓引風機低負荷運行，造成電機實際效率低下的問題。采用變頻器對風機進行控制，屬于減少空氣動力的節電方法，它和一般常用的調節風門控制風量的方法比較， 具有高控制精度和明顯的節電效果。

與鍋爐控制系統相結合，風機變頻器的使用還有利于綜合控制爐膛壓力，防止正壓或負壓過大運行，合理調節鍋爐通風狀況。爐膛正壓通風過大，實際上就要增加給煤量和厚度，加大鼓風，超負荷燃燒，使得燃煤還未燃盡就排出爐外，造成q4損失增大。同時鍋爐爐墻、爐門、看火孔、撥火孔、檢修孔和排渣口等處密封條件有限，從該處漏火，因此，這類散熱損失q5約占50%左右。反之，爐膛通風負壓過大，其一是引風機電耗大大增加，其二是漏風增加，爐膛過量空氣系數增大，爐膛火焰平均溫度降低，燃料著火時間推遲，熱效率降低，燃料的固體

未完全燃燒熱損失q增加，一般應為5%～15%左右，排煙熱損失一般為8%～20%左右也隨著大大增加，因此鍋爐熱經濟性降低，不利于節能。

3 結語

（1）采用功能型輻射式爐拱。通過提高爐拱溫度，提高對煤層的輻射強度來改善煤層的點燃以及穩定燃燒，同時增加了煤種的適應性。

（2）合理配備蒸汽二次風。通過一、二次風的合理配合，減少入爐空氣量的同時，提高爐內湍流度；借助蒸汽與未燃盡碳顆粒的還原反應，減少未燃盡損失；蒸汽與二氧化碳相混合，提高煙氣輻射黑度，有利于煤的點燃和提高傳熱系數。

（3）合理調節一次風量。風機變頻器能夠提高風量調節的準確度，改善擋板調節的滯后性和模糊性，同時降低了風機電耗。

（4）改善爐膛及煙道密封，及時封堵漏風點。改善爐膛及煙道漏風有利于控制過量空氣系數，降低q2損失。[9-10]

參考文獻

[1] 趙奕奕，張萬路.提高工業鍋爐和蒸氣系統效率培訓教材[M].1版.中國計量出版，2007.

[2] 劉復田，沈元龍.工業鍋爐熱工性能試驗規程[M].1版.中國標準出版社，2004.

[3] 王盂浩，俞增盛.燃煤工業鍋爐的運行節能[J].上海節能，2008（2）：13-16.

[4] 紀建民，陳鵬.鍋爐蒸汽二次風的特性與節能分析擬[J].節能技術，2007（2）：38-39.

[5] 王清成，羅永浩.二次風對層燃爐燃燒特性影響的實驗研究[J].動力工程，2006（12）：780-782.

[6] 王春昌.入爐風量與爐膛出口煙氣溫度的相關性研究[J].熱力發電，2007（7）：37- 39.

[7] 陳慧，俞增盛，晏富年.節煤改造爐拱技術的應用[J].上海節能，2007（2）：40-42.

[8] 王春昌.鍋爐漏風對排煙溫度及排煙損失的影響[J].熱力發電，2007（8）：19-21.

[9] 陳明琪.一起典型燃煤鏈條爐排鍋爐的節能改造淺析[J].化工裝備，2012.2：35-38.

[10] 陳志剛，毛富杰，張旭，等.工業鍋爐低負荷工況節能分析與對策[J].應用能源技術，2011（9）：22-25.endprint

因此，低負荷下較高的過量空氣系數和爐膛水冷度，影響了爐內煤的點燃和燃燒，并最終影響了煤的燃燒效率。造成爐內工質溫度較低，這不利于煤的點燃和穩定燃燒。

2 提高熱效率途徑

2.1 改善煤燃燒效率途徑

爐內燃燒工況主要受爐拱、風量調節、煤層狀況、爐膛溫度、二次風及爐膛空氣過量系數等因素影響。工業鍋爐爐拱對于組織燃料燃燒，提高燃燒效率至關重要。其作用方法主要有兩個方面：一是強化爐內傳熱，包括固體輻射、對流和保溫三個方面，二是能夠加強爐膛內氣流的混合，作用方式有導流、分隔、阻擋和組織噴射、旋轉及對沖等特殊流動形式。爐拱作用的側重點依據種類及特性的不同而有所差異。當燃用低揮發分燃料時以促進煤層著火為主，燃用高揮發分時以加強爐內氣流混合為主。但我國工業鍋爐使用的煤種往往經常變化，加上鏈條爐排“單面著火”這一不利的燃燒特點，在運行中，爐拱對煤層無法及時點燃并使其穩定的著火，所以直接影響下一步煤的充分燃盡。

改善爐內燃燒狀況，提高爐內燃燒效率，降低不完全燃燒熱損失q3、q4，可以從燃料充分燃力爐拱配合蒸氣二次風助燃的建議。采用高蓄熱能力輻射爐拱主要是低負荷爐膛溫度無法大幅度提高條件下，改善煤的點燃和穩定燃燒來提高燃燒效率，采用蒸汽二次風主要是在減少過量空氣系數條件下，提高爐內流場湍流度，增加燃料與空氣混合度，進而增加煙氣行程，延長爐內停留時間。爐膛內前、后爐拱的作用不盡相同。前拱偏重于引燃新煤，后拱測重于強化主燃區和烤渣燃盡。提高爐拱溫度能夠加強對煤的點燃作用，提高燃燒區煤層溫度，進一步改善煤的燃燒。因此，提高爐內燃燒效率就要從合理送風、控制爐膛過量空氣系數、維持爐膛高溫三方面入手。[7-8]

針對低負荷條件下爐膛溫度和過量空氣系數過高的特點，提出采用高蓄熱能力爐拱配合蒸氣二次風助燃的建議。采用高蓄熱能力輻射爐拱主要是低負荷爐膛溫度無法大幅度提高條件下，改善煤的點燃和穩定燃燒來提高燃燒效率，采用蒸汽二次風主要是在減少過量空氣系數條件下，提高爐內流場湍流度，增加燃料與空氣混合度，進而增加煙氣行程，延長爐內停留時間。爐膛內前、后爐拱的作用不盡相同。前拱偏重于引燃新煤，后拱測重于強化主燃區和烤渣燃盡。提高爐拱溫度能夠加強對煤的點燃作用，提高燃燒區煤層溫度，進一步改善煤的燃燒

2.2 控制過量空氣系數的途徑

空氣系數值a對于鍋爐效率意義重大。其值過大造成熱效率急劇下降，但其值過小又會造成不完全燃燒損失的上升，污染排放升高，對經濟運行和環境保護都是不利的。有研究分析表明，a對主要影響鍋爐效率的q2與q4兩項之和呈現出隨著過量空氣系數增大，兩項熱損失之和先減小再增大的特點。一般來說，熱效率最佳值為a=1.5左右，并且隨著鍋爐負荷的降低，最佳過量空氣系數有增大趨勢，如最佳a的經驗公式為ak=a+（0.7+D/Ded）。

實際上，低負荷運行鍋爐的過量空氣系數要遠遠超過上述值。過高的過量空氣系數主要來自于鍋爐風機本身的高風量以及鍋爐爐膛和煙道的漏風。目前，中小型工業鍋爐爐膛和各處煙道漏風現象很普遍，這不僅使爐膛爐膛溫度降低，對燃燒不利，同時排煙量增加，排煙熱損失增大，使引風機的負荷增加。因此，—旦發現爐膛和煙道漏風，必須盡快堵漏，從而控制排煙處的過量空氣系數，以降低排煙熱損失。

鍋爐風機的參數是以滿足鍋爐滿負荷運行條件下所需風量進行配置的，對于低負荷運行時，該風量是偏大的。以所測試的三臺4t/h鍋爐為例，過量空氣系數分別達到了3.89、5.62和3.61。目前，大部分鍋爐所采用的風機不具備變頻調速功能，風量的調節只能通過司爐工經驗，人為改變進風擋板的位置來調節，如測試熱水鍋爐時的擋板打開度為1/2～2/3之間。

擋板調節風量實際上是通過人為增加阻力的方式，并以浪費電能和金錢為代價來滿足工藝和工況對氣體流量調節的要求。這種落后的調節方式，不僅浪費了寶貴的能源，而且調節精度差。變頻器技術可以很好的解決鼓引風機低負荷運行，造成電機實際效率低下的問題。采用變頻器對風機進行控制，屬于減少空氣動力的節電方法，它和一般常用的調節風門控制風量的方法比較， 具有高控制精度和明顯的節電效果。

與鍋爐控制系統相結合，風機變頻器的使用還有利于綜合控制爐膛壓力，防止正壓或負壓過大運行，合理調節鍋爐通風狀況。爐膛正壓通風過大，實際上就要增加給煤量和厚度，加大鼓風，超負荷燃燒，使得燃煤還未燃盡就排出爐外，造成q4損失增大。同時鍋爐爐墻、爐門、看火孔、撥火孔、檢修孔和排渣口等處密封條件有限，從該處漏火，因此，這類散熱損失q5約占50%左右。反之，爐膛通風負壓過大，其一是引風機電耗大大增加，其二是漏風增加，爐膛過量空氣系數增大，爐膛火焰平均溫度降低，燃料著火時間推遲，熱效率降低，燃料的固體

未完全燃燒熱損失q增加，一般應為5%～15%左右，排煙熱損失一般為8%～20%左右也隨著大大增加，因此鍋爐熱經濟性降低，不利于節能。

3 結語

（1）采用功能型輻射式爐拱。通過提高爐拱溫度，提高對煤層的輻射強度來改善煤層的點燃以及穩定燃燒，同時增加了煤種的適應性。

（2）合理配備蒸汽二次風。通過一、二次風的合理配合，減少入爐空氣量的同時，提高爐內湍流度；借助蒸汽與未燃盡碳顆粒的還原反應，減少未燃盡損失；蒸汽與二氧化碳相混合，提高煙氣輻射黑度，有利于煤的點燃和提高傳熱系數。

（3）合理調節一次風量。風機變頻器能夠提高風量調節的準確度，改善擋板調節的滯后性和模糊性，同時降低了風機電耗。

（4）改善爐膛及煙道密封，及時封堵漏風點。改善爐膛及煙道漏風有利于控制過量空氣系數，降低q2損失。[9-10]

參考文獻

[1] 趙奕奕，張萬路.提高工業鍋爐和蒸氣系統效率培訓教材[M].1版.中國計量出版，2007.

[2] 劉復田，沈元龍.工業鍋爐熱工性能試驗規程[M].1版.中國標準出版社，2004.

[3] 王盂浩，俞增盛.燃煤工業鍋爐的運行節能[J].上海節能，2008（2）：13-16.

[4] 紀建民，陳鵬.鍋爐蒸汽二次風的特性與節能分析擬[J].節能技術，2007（2）：38-39.

[5] 王清成，羅永浩.二次風對層燃爐燃燒特性影響的實驗研究[J].動力工程，2006（12）：780-782.

[6] 王春昌.入爐風量與爐膛出口煙氣溫度的相關性研究[J].熱力發電，2007（7）：37- 39.

[7] 陳慧，俞增盛，晏富年.節煤改造爐拱技術的應用[J].上海節能，2007（2）：40-42.

[8] 王春昌.鍋爐漏風對排煙溫度及排煙損失的影響[J].熱力發電，2007（8）：19-21.

[9] 陳明琪.一起典型燃煤鏈條爐排鍋爐的節能改造淺析[J].化工裝備，2012.2：35-38.

[10] 陳志剛，毛富杰，張旭，等.工業鍋爐低負荷工況節能分析與對策[J].應用能源技術，2011（9）：22-25.endprint