技術(shù)改造提高供暖鍋爐熱效

劉麗

摘 要：DHL型燃煤熱水鍋爐是一種普遍應(yīng)用于供暖行業(yè)的鍋爐型號，在實(shí)際運(yùn)行過程中，存在熱效率偏低，排煙溫度過高，附屬設(shè)備負(fù)荷大等問題，一定程度上影響了鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為解決這一問題，本文提出了可行性方案，通過對鍋爐尾部受熱面進(jìn)行改造，強(qiáng)化了鍋爐運(yùn)行調(diào)整，既提高了鍋爐熱效率，又達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的效果。

關(guān)鍵詞：供熱；DHL鍋爐；熱效率；改造

中圖分類號：TK227 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）11-0110-02

1 鍋爐工藝流程簡介

1.1 水流程

自來水經(jīng)鈉離子交換器軟化后再經(jīng)化學(xué)除氧器除氧，軟化除氧水由省煤器下聯(lián)箱進(jìn)入省煤器蛇形管，吸收煙氣中的余熱后進(jìn)入省煤器上聯(lián)箱，再流經(jīng)對流管束與此處的高溫?zé)煔馔ㄟ^對流方式而進(jìn)一步提溫后進(jìn)入鍋筒匯總管，再由鍋筒兩側(cè)的下降管進(jìn)入爐膛下側(cè)聯(lián)箱后，流經(jīng)爐膛四周的水冷壁管吸收煤質(zhì)燃燒的輻射熱，上升進(jìn)入鍋筒中央，輸送至各熱用戶。

1.2 煙氣流程

室外空氣通過鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入一、二級空氣預(yù)熱器，吸收煙氣的余熱后形成熱風(fēng)，熱風(fēng)通過鍋爐兩側(cè)的12個(gè)配風(fēng)室將熱風(fēng)分段，由鍋爐爐排上燃料底部吹入，為分層燃燒燃料提供氧化劑，燃燒后的高溫?zé)煔饬鹘?jīng)對流管束后進(jìn)入省煤器，預(yù)熱被省煤器吸收部分后，最后流經(jīng)一、二級空氣預(yù)熱器，由空氣預(yù)熱器繼續(xù)吸收煙氣預(yù)熱，降低至要求排煙溫度后進(jìn)入水浴脫硫除塵器，脫硫除塵后由引風(fēng)機(jī)送至煙囪排入大氣。

2 存在問題分析

鍋爐運(yùn)行期間，通過對鍋爐熱效率的檢測，發(fā)現(xiàn)鍋爐實(shí)際運(yùn)行參數(shù)與設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)偏差較大，其中耗煤量、排煙熱損失、飛灰熱損失等居高不下。以上問題的出現(xiàn)不僅造成了鍋爐熱效率較低，而且增加了鍋爐附屬設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際發(fā)現(xiàn)鍋爐實(shí)際生產(chǎn)中主要存在以下問題：

2.1 鍋爐排煙溫度過高

鍋爐排煙溫度比理論數(shù)值平均高出97℃左右，煙氣中的余熱并未得到有效的利用，鍋爐排煙熱損失增大，降低了鍋爐熱效率。

2.2 燃料燃燒配給熱空氣溫度過高

燃料燃燒配給熱空氣溫度過高，造成空氣密度減小，單位體積內(nèi)的氧含量減少，為保持爐膛微負(fù)壓運(yùn)行狀態(tài)和燃料完全燃燒，勢必增大鼓引風(fēng)機(jī)負(fù)荷，鍋爐本體吸入冷空氣量增大，增加了鍋爐的不完全燃燒熱損失，降低了鍋爐熱效率。

2.3 煙氣中的飛灰含量增大

（1）煙氣中的飛灰含量增大，加大了鍋爐灰渣物理熱損失，降低了鍋爐熱效率。（2）煙氣中的飛灰量增大，增加了除塵器和除灰機(jī)的運(yùn)行負(fù)荷，加劇了鍋爐受熱面和附屬設(shè)備的磨損，減少了鍋爐和附屬設(shè)備的使用壽命。

2.4 鍋爐運(yùn)行安全性能降低

在突然停電或其它情況導(dǎo)致循環(huán)停滯時(shí)，鍋爐水溫和壓力在5分鐘內(nèi)升至140℃和0.4MPa，接近飽和溫度狀態(tài)，不利于鍋爐安全運(yùn)行。

2.5 附屬設(shè)備負(fù)荷增大

隨著燃煤量的增加，氧含量的減少，鼓引風(fēng)機(jī)、除灰機(jī)、除渣機(jī)和上煤系統(tǒng)等附屬設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷也隨之增加，即增大了附屬設(shè)備的自身磨損，也增大了附屬設(shè)備的運(yùn)行成本。

3 提高鍋爐熱效率的方案

對于燃煤鍋爐而言，熱平衡方程為鍋爐有效利用熱百分比，排煙熱損失百分比，化學(xué)不完全燃燒熱損失百分比，機(jī)械不完全燃燒熱損失百分比，鍋爐散熱損失百分比，以及爐渣熱損失百分比等幾部分組成。從熱平衡計(jì)算熱效率的方法中可以看出，努力設(shè)法減小鍋爐的各項(xiàng)熱塤失，提高可利用的有效熱量，是提高鍋爐燃燒效率的唯一途徑。

3.1 降低排煙熱塤失

在鍋爐運(yùn)行中，操作不當(dāng)引起排煙溫度升高或排煙量增大，都會增加排煙熱塤失，使鍋爐熱效率下降，一般排煙溫度升高15℃左右，排煙熱損失將提高1%，排煙溫度的高低一方面是運(yùn)行中，受熱面上的積灰、結(jié)渣，使傳熱惡化，導(dǎo)致排煙溫度的升高；另一方面是設(shè)計(jì)時(shí)布置受熱面的多少決定的；排煙溫度過低，會導(dǎo)致空氣預(yù)熱器結(jié)露、積灰和腐蝕，同樣會影響鍋爐安全運(yùn)行。可以通過以下幾方面來降低排煙熱損失：

3.1.1 防止受熱面結(jié)渣和積灰

我們在鍋爐運(yùn)行中，嚴(yán)格控制調(diào)整鍋爐給風(fēng)，防止?fàn)t膛局部溫度過高，有效地防止飛灰黏結(jié)到受熱面上形成結(jié)渣，并要求鍋爐運(yùn)行中每半月定期對受熱面吹灰和及時(shí)除渣，減輕和防止積灰和結(jié)焦，從而保持排煙溫度正常，有效的提高鍋爐熱效率。

3.1.2 避免入爐風(fēng)量過大

在滿足燃燒正常的條件下，最大量的減少送入鍋爐過剩空氣量，可在鍋爐尾部安裝了氧化鋯分析儀，隨時(shí)監(jiān)控鍋爐尾部氧含量，要求嚴(yán)格控制鍋爐尾部過量空氣系數(shù)維持在1.5以下，既利于鍋爐燃燒，也不會增加排煙量而使鍋爐效率增加。

3.1.3 改造省煤器及空氣預(yù)熱器的布置

有必要對鍋爐尾部受熱面進(jìn)行改造。為保證改造方案切合實(shí)際和便于安裝，且不影響鍋爐本體設(shè)計(jì)，可將原兩級空氣預(yù)熱器改為一級空氣預(yù)熱器，減少的一級空氣預(yù)熱器位置加大一級省煤器換熱面積。

3.2 減少機(jī)械不完全燃燒熱塤失

機(jī)械不完全燃燒熱塤失的大小主要取決于飛灰和灰渣中的含碳量.在固態(tài)排渣煤粉爐中，飛灰占總灰量比例相當(dāng)大，設(shè)法降低飛灰中的含碳量尤其重要，降低飛灰及灰渣中的含碳量可以從以下幾方面考慮。

3.2.1 合理調(diào)整煤粉細(xì)度

理論上講，煤粉越細(xì)，燃燒后的可燃物越少，有利于提高燃燒經(jīng)濟(jì)性，但煤粉越細(xì)，受熱面越容易粘灰，影響其傳熱率，而且飛灰可燃物含量將大大升高。但是煤粉越粗，炭顆粒大，很難完全燃燒。所以，必須選擇合理的煤粉細(xì)度值來降低機(jī)械未完全燃燒熱塤失，以提高鍋爐效率。為此，可以在上煤過程中實(shí)行三級過濾，嚴(yán)格控制進(jìn)煤的顆粒度尺寸，要求顆粒大小不得超過40mm，3mm以下的煤屑含量不得超過3%。

3.2.2 保證鍋爐燃煤質(zhì)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(fā)分多的煤易著火燃燒，揮發(fā)分少的煤著火困難且不易燃燒完全。

3.3 降低化學(xué)不完全燃燒熱損失

3.3.1 控制適量的過量空氣系數(shù)

煤炭顆粒的完全燃燒需要與足夠的氧氣進(jìn)行混合，送入爐內(nèi)的空氣量不足，不但會產(chǎn)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?fàn)t膛溫度下降，影響炭顆粒的完全燃燒，并增加排煙熱損失，因而過量空氣系數(shù)過大或過小均對炭顆粒的完全燃燒不利。合理的過量空氣系數(shù)應(yīng)通過燃燒調(diào)整確定。

3.3.2 保證燃煤的含水量

保證燃煤的含水量可有效的減少飛灰和漏煤損失，疏松煤層，使空氣易透入煤層各部分，控制揮發(fā)分的析出速度，有助于燃煤的完全燃燒，減小化學(xué)不完全燃燒損失，并且加少許水可使煤層不致過分結(jié)焦。但含水量過高會推遲著火，增加排煙損失，造成尾部腐蝕。因此加的水分不宜過多，而且要加得均勻，并應(yīng)給予一定的滲透時(shí)間。

3.3.3 重視燃燒調(diào)整

鍋爐爐膛內(nèi)燃料燃燒的好壞，爐膛溫度的高低，煤粉進(jìn)入爐膛時(shí)著火的難易，對飛灰及灰渣可燃物的含量有著直接的影響.爐膛內(nèi)的燃燒工況不好，就不會有較高的爐膛溫度.煤粉進(jìn)入爐膛后.沒有足夠的熱量預(yù)熱和點(diǎn)燃，必將推遲燃燒，增加飛灰的含碳量。要使?fàn)t膛內(nèi)燃燒工況正常，為煤粉創(chuàng)造較好的著火條件，需對燃燒器的風(fēng)率配比，一次風(fēng)粉濃度及風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，周圍掌握燃燒器的特性，使鍋爐燃燒處于最佳狀態(tài).所以說，重視燃燒工況的科學(xué)調(diào)整是減少固體（機(jī)械）未完全燃燒熱塤失很重要的方面。

4 結(jié)語

鍋爐熱效率是衡量鍋爐能量利用的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)性的一項(xiàng)綜合指標(biāo)。通過改造，鍋爐可提高供暖的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，從供熱效果和節(jié)能效果兩方面取得較好的結(jié)果。該研究成果對同類型企業(yè)具有廣泛的推廣價(jià)值，可以根據(jù)上述措施對鍋爐進(jìn)行技術(shù)改造，特別是那些能耗高，效率低，管理差的企業(yè)，通過不斷提高鍋爐的熱效率完全可以達(dá)到節(jié)約能源、降低能耗的目標(biāo)。