火電廠如何提高鍋爐熱效率

余橋林

(大唐湘潭發電有限責任公司， 湖南 湘潭 411100)

火電廠如何提高鍋爐熱效率

余橋林

(大唐湘潭發電有限責任公司， 湖南 湘潭 411100)

排煙熱損失，化學不完全燃燒熱損失，機械不完全燃燒熱損失，散熱損失，灰渣物理熱損失是鍋爐的主要熱損失。其中排煙熱損失，機械不完全燃燒熱損失在鍋爐各項熱損失中所占比例較大,本文通過對燃煤鍋爐風量的調整、煤粉細度的控制等方面來降低排煙熱損失、機械不完全燃燒熱損失，從而提高鍋爐效率。

鍋爐熱效率；排煙熱損失；機械不完全燃燒熱損失；過剩空氣系數；煤粉細度

0 引言

鍋爐熱效率是指單位時間內鍋爐有效利用熱量占鍋爐輸入熱量的百分比，或相應于每千克燃料，或每標準立方米氣體燃料所對應的輸入熱量中有效利用熱量所占百分比。

燃料送入鍋爐的熱量，其中大部分被鍋爐受熱面吸收，產生水蒸氣。這是被利用的有效熱量。而另一部分熱量損失掉了，這部分熱量，稱為熱損失。提高鍋爐熱效率就是增加有效利用熱量，減少鍋爐各項熱損失，其中重點是降低鍋爐排煙熱損失和機械未完全燃燒損失。

1 火電廠提高鍋爐熱效率的途徑

在發電廠鍋爐設備運行中，努力設法提高鍋爐的熱效率，降低燃料消耗量，提高鍋爐的經濟性，是十分重要的，【鍋爐的效率計算公式：η=[100-（q2+q3+q4+q5+q6）]%】從熱平衡計算熱效率公式中看，減小鍋爐各項熱損失，努力提高可利用的有效熱量，是提高鍋爐熱效率的唯一途徑。

鍋爐的熱損失主要包括排煙熱損失、化學未完全燃燒熱損失、機械未完全燃燒熱損失、爐本體的散熱損失、灰渣物理熱損失。對于大容量電站鍋爐，化學未完全燃燒熱損失已相當小，只要鍋爐不出現嚴重缺風運行的異常工況，降低這項損失的可能性不大，在鍋爐運行中，其本體的散熱面積和保溫條件已經定型，從運行角度去降低鍋爐散熱損失也不大可能，灰渣物理熱損失所占比例相對很小，通過運行降低這項損失的手段不多，由此可見，排煙熱損失，機械未完全燃燒熱損失在鍋爐各項熱損失中所占比例較大，實際運行中其變化也較大，因此盡力降低這兩項損失是提高鍋爐熱經濟性的關鍵。

2 降低排煙熱損失

2.1 防止受熱面結渣和積灰

排煙熱損失是鍋爐各項熱損失中最大的一項，一般為送入熱量的6%左右；排煙溫度每增加12～15℃，排煙熱損失增加1%。

由于溶渣和灰的傳熱系數很小，鍋爐受熱面結渣積灰會增加受熱面的熱阻，同樣大的鍋爐受熱面積，如果結渣積灰，傳給工質的熱量將大幅度減小，會提高爐內和各段煙溫，從而使排煙溫度升高，運行中，合理調整風、粉配合，調整風速風率，避免煤粉刷墻，防止爐膛局部溫度過高，均可有效的防止飛灰粘結到受熱面上形成結渣，運行中應定期進行受熱面吹灰和及時除渣，可減輕和防止積灰，結焦，保持排煙溫度正常。

2.2 合理運行煤粉燃燒器

大容量鍋爐的燃燒器一次風噴口沿爐膛高度布置有數層，當鍋爐減負荷或變工況運行時，合理的投停不同層次的燃燒器，會對排煙溫度有所影響，在鍋爐各運行參數正常的情況下，一般應投用下層燃燒器，以降低爐膛出口溫度和排煙溫度。

2.3 注意給水溫度的影響

鍋爐給水溫度降低會使省煤器傳熱溫差增大，省煤器吸熱量將增加，在燃料量不變時排煙溫度會降低，但在保持鍋爐蒸發量不變時，蒸發受熱面所需熱量增大，就需增加燃料量，使鍋爐各部煙溫回升，這樣排煙溫度受給水溫度下降和燃料量增加兩方面影響，一般情況下保持鍋爐負荷不變，排煙溫度會降低，但利用降低給水溫度來降低排煙溫度不可取，會因汽機抽汽量減小使電廠熱經濟性降低。

2.4 避免進入鍋爐風量過大

鍋爐生成煙氣量的大小，主要取決于爐內過剩空氣系數及鍋爐的漏風量，鍋爐安裝和檢修質量高，可以減少漏風量，但是送入爐膛有組織的總風量卻和鍋爐燃料燃燒有直接關系，在滿足燃燒正常的條件下，應盡量減少送入鍋爐的過剩空氣量，過大的過剩空氣系數，既不利于鍋爐燃燒，也會增加排煙量使鍋爐效率降低，正確監視分析鍋爐氧量表和風壓表，是合理配風的基礎。

2.5 注意制粉系統運行的影響

對中間儲倉式制粉系統， 運行中應注意減小三次風量。三次風一般設計布置在燃燒器的最上層，由于三次風的風溫不高，并含有一定煤粉，三次風的噴入會推遲燃燒，使火焰中心提高，從而提高排煙溫度。

運行中，合理調整制粉系統，保證合格的煤粉細度，提高各分離元件的分離效率，盡量減小三次風的含粉量，有利于保持爐內正常的火焰中心不使其抬高。

3 減少機械未完全燃燒熱損失

3.1 合理調整煤粉細度

煤粉細度是影響灰渣可燃物的主要因素之一，理論上，煤粉越細，燃燒后的可燃物越少，有利于提高燃燒經濟性，但煤粉越細，受熱面越易粘灰，影響傳熱效率，增大制粉電耗，但是煤粉過粗，炭顆粒大，很難完全燃燒，飛灰可燃物含量將會大大升高，所以應選擇合理的煤粉細度值來降低固體未完全燃燒熱損失。

3.2 控制適量的過剩空氣系數

煤中炭顆粒的完全燃燒需要與足夠的氧氣進行混合，送入爐內的空氣量不足，不但會產生不完全燃燒氣體，還會使炭顆粒燃燒不完全，但空氣量過大，又會使爐膛溫度下降，影響完全燃燒。因而過剩空氣系數過大或過小均對炭顆粒的完全燃燒不利，應通過燃燒調整試驗確定合適的過剩空氣系數。

3.3 加強燃燒調整

爐膛內燃料燃燒的好壞，爐膛溫度的高低，煤粉進入爐膛時著火的難易，對飛灰及灰渣可燃物的含量有直接影響，爐膛內燃燒工況不好，就不會有較高的爐膛溫度，煤粉進入爐膛后，就沒有足夠的熱量預熱和點燃，必將推遲燃燒，增加飛灰含炭量，要使爐膛內燃燒工況正常，需對燃燒器的風率配比，一次風粉濃度及風量進行調整，掌握燃燒器特性，使鍋爐處于最佳燃燒工況下，重視燃燒工況的調整是減少機械未完全燃燒熱損失的重要方面。

3.4 保證鍋爐的燃煤質量

燃煤的組成成分對提高燃燒速度和燃燒完全程度的影響很大，揮發份多的煤易著火燃燒，揮發份少的煤著火困難且不易燃燒完全，煤中的灰份多會阻礙可燃質與氧氣的接觸，使炭粒不易燃燒完全，影響鍋爐熱效率，煤中灰的組成成分不同還直接影響灰熔點的高低，對受熱面的結渣，積灰和磨損都有影響，而煤中水分過多也不利于燃燒，使著火困難，并降低燃燒溫度，還會使煙氣體積增大而降低鍋爐效率。因此保證燃用設計煤種是鍋爐安全經濟運行的關鍵。

4 其他熱損失

化學不完全燃燒熱損失是由于煙氣中含有可燃氣體造成的熱損失。這些氣體主要是一氧化碳，另外還有微量的氫和甲烷。降低化學不完全燃燒損失：主要保持適當的過剩空氣系數，保持各燃燒器不缺氧燃燒，保持較高的爐溫并使燃料與空氣充分混合。降低排污熱損失：保證給水品質，降低排污率。

另外，加強檢修和運行工藝，從維護上下功夫減少鍋爐汽水損失，從以下方面減小汽水損失：保證鍋爐的給水品質，鍋爐的給水品質高，在鍋爐設計的鍋水濃縮倍率下，排污率減小；提高汽水分離裝置的安裝和檢修質量，提高汽水分離效果；運行中保持鍋爐負荷，水位，汽壓等參數穩定，使鍋爐汽水分離裝置在正常情況下運行；在鍋爐啟停和異常情況下，及時合理的開啟和關閉疏水，運行中認真檢查疏水門，排污門有無泄漏，及時處理，減少不必要的熱量損失。

5 結語

由此可見，排煙熱損失，機械不完全燃燒熱損失在鍋爐各項熱損失中所占比例較大，采取措施降低這兩項損失將大大提高鍋爐熱效率。但要做好此項工作是一個涉及運行管理水平和技術能力的綜合性的問題，與管理、運行、檢修各環節直接有關。只有從這三個環節入手，才能取得滿意的效果。

[1]于潔，韓淑芬.《鍋爐運行與維護》[M].北京理工大學出版社.2014.

[2]黃新元.《電站鍋爐運行與燃燒調整》[M].中國電力出版社.2016.

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1007-6344（2017）09-0023-01