某300MW電站鍋爐最佳過量空氣系數的確定

摘 要：文章根據某300MW鍋爐的主要運行參數，結合鍋爐熱平衡原理，利用數學模型確定了穩定負荷下鍋爐的最佳過量空氣系數，擬出了最佳過量空氣系數與鍋爐負荷之間的關系曲線，從而確定了鍋爐的最高熱效率。希望運用此次的建模結果，可以有效地幫助電廠合理調整鍋爐的運行參數，使其達到優化運行。

關鍵詞：電站鍋爐；最佳過量空氣系數；鍋爐熱效率

前言

鍋爐是火力發電廠的重要設備之一，其經濟性也決定了整個火力發電廠的運行成本。鍋爐運行優化是節能降耗、提高能源利用率的有效措施，可以有效提高鍋爐熱效率，降低機組供電煤耗率，提高電力企業的競爭力。

文章針對工程實際采用反平衡法對該300MW電站鍋爐進行分析，為了提高鍋爐效率，優化鍋爐運行，首先要確定過量空氣系數。過量空氣系數是鍋爐運行過程中一個比較重要的參數，它的大小直接影響鍋爐的經濟運行。所以找到符合工程實際的某一穩定負荷下的最佳過量空氣系數對鍋爐的安全經濟運行具有非常重要的意義[1，2]。

1 過量空氣系數的定義[3]

為使燃料在爐內完全燃燒，減小不完全燃燒熱損失，實際送入爐內的空氣量要比理論空氣量大一些，這個空氣量叫做實際供給空氣量，其與理論空氣量的比值稱為過量空氣系數，即：

？琢=■ （1）

其中：Vk-實際空氣量；V0-理論空氣量

2 最佳過量空氣系數的確定

在運行過程中，過量空氣系數過大，爐內溫度降低，燃燒惡化，排煙體積增大，鍋爐的機械不完全燃燒熱損失q4、化學不完全燃燒熱損失q3和排煙熱損失q2增大；過量空氣系數過小，又會導致爐內缺氧，燃燒不完全，機械不完全燃燒熱損失q4和化學不完全燃燒熱損失q3增大。因為q2、q3、q4三項損失之和占鍋爐所有損失的95%以上，所以最佳過量空氣系數應使q2、q3、q4之和為最小[4]。

2.1 最佳過量空氣系數的確定

綜合前面分析可得到q2+q3+q4的值：

表1 鍋爐負荷對最佳過量空氣系數的影響

3 鍋爐熱效率的確定

工程上常見的鍋爐熱效率的確定方法有二種：一種是正平衡法，即用有效利用熱量除以輸入熱量；另一種是反平衡法，即用100減去鍋爐的各項熱損失。利用反平衡法時其各項熱損失的測定較正平衡法方便、準確，而且通過對各項熱損失的測定也可以直觀的找到提高鍋爐效率的途徑。所以文章采用反平衡法計算鍋爐熱效率。即：

（2）

3.1 散熱損失q5

鍋爐在運行中，由于汽包、聯箱、汽水管道、爐墻等的溫度均高于外界空氣的溫度，這些地方就會通過自然對流和輻射換熱向外散發熱量，形成鍋爐的散熱損失。即：

（3）

其中：q■■-鍋爐額定蒸發量下的散熱損失；De-鍋爐額定蒸發量，t/h；D-鍋爐實際蒸發量，t/h；

3.2 灰渣物理熱損失q6

鍋爐爐渣排出爐外時帶出的熱量，形成灰渣物理熱損失。

（4）

經查表得ch？茲h=559.8kJ/kg，求得q6=0.0344%。

3.3 鍋爐熱效率

將各項熱損失求和？撞q=q2+q3+q4+q5+q6，并最終求得鍋爐熱效率與過量空氣系數之間的關系并利用多項式擬合曲線，該鍋爐運行時，氧量的數值應該在曲線所提供的最佳值附近運行，其鍋爐熱效率可以達到最高值。

4 結束語

文章通過對現場數據的監測，對已知的鍋爐運行參數進行分析，利用鍋爐熱平衡的基本理論和方法，通過計算、查表等手段求得不同過量空氣系數下鍋爐排煙熱損失q2、氣體不完全燃燒熱損失q3以及固體不完全燃燒熱損失q4的大小，并將計算的結果進行多項式擬合，擬合出在不同穩定負荷下最佳過量空氣系數的變化曲線，并利用反平衡的方法求出鍋爐效率，進而得出鍋爐效率與過量空氣系數之間的關系，為實際鍋爐的優化運行提供了理論依據。

參考文獻

[1]閻順林，張斌，劉帥，等.負荷對電站鍋爐運行參數影響特性分析及應達值的確定[J].能源工程，2009（6）：32-36.

[2]韓玉杰.電站實際運行過量空氣系數的計算及最佳值得確定[J].應用能源技術，2009（4）：20-21.

[3]嚴順林，張斌，吳換英，等.電站鍋爐最佳過量空氣系數的研究[J].發電設備，2010（4）：237-240.

[4]葉江明，電廠鍋爐原理及設備[M].北京：中國電力出版社，2010.

作者簡介：楊松（1976-），女，吉林長春人，長春工程學院能源與動力工程學院講師，碩士，主要從事電廠節能理論及火電機組經濟性評價方法方面的研究。