影響燃煤鍋爐效率的因素和解決方法

中國電能成套設(shè)備有限公司 靳森嘉

1 影響燃煤鍋爐效果的因素

排煙影響。鍋爐運(yùn)行過程中會出現(xiàn)熱損失，直接影響鍋爐運(yùn)行效率，鍋爐排煙散發(fā)出的熱量則加速熱損失速度，熱損失更高。影響排煙因素比較多，諸如煤炭種類、鍋爐溫度、鍋爐受熱面積、漏風(fēng)情況等，煤粉水分含量大、漏風(fēng)嚴(yán)重可能增加排煙量。此外爐膛漏風(fēng)、煙道漏風(fēng)等都會增加排煙容積，造成鍋爐排煙的損失。鍋爐結(jié)渣、受熱面積增加了排煙損失，究其原因，煙道、爐膛以及空預(yù)器等積灰，熱量傳遞效果降低，而排煙溫度隨之提升，增加了傳熱溫差，進(jìn)而降低鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

給水品質(zhì)影響。鍋爐的給水品質(zhì)造成鍋爐運(yùn)行效率降低，若是鍋爐給水離子含量增高，可能造成蒸汽鐘含量增加，蒸汽品質(zhì)則下降，熱氣受熱面積、蒸汽管道、汽輪機(jī)通道內(nèi)存在大量雜質(zhì)淤積，鍋爐導(dǎo)熱功能下降，對鍋爐工作效率造成直接影響，同時損傷導(dǎo)熱功能，鍋爐管壁溫度達(dá)到溫度極限，出現(xiàn)燒毀、斷裂等[1]。若是汽輪機(jī)流通不清除污垢和雜質(zhì)，那么可能減少蒸汽流通路徑，同時汽輪機(jī)葉片表面更粗糙，增加了汽輪機(jī)的阻力。側(cè)面來看，鍋爐效率會增加葉片的工作阻力，不僅縮短鍋爐使用壽命還增加了鍋爐的安全隱患。

未完全燃燒燃料影響。固體未完全燃燒所產(chǎn)生的熱損失，指鍋爐內(nèi)一部分固體燃燒并沒有完全燃燒，最終跟灰渣一起排出，產(chǎn)生熱損失。實際上很多因素都可能造成固體未完全燃燒產(chǎn)生熱損失，如爐膛結(jié)構(gòu)、過量空氣系數(shù)、燃料性質(zhì)及燃燒方式等，燃料性質(zhì)決定燃料燃盡速度、煤粉揮發(fā)含量、煤粉細(xì)度等，進(jìn)而影響燃燒質(zhì)量[2]。揮發(fā)分高、較細(xì)煤粉更容易燃盡，煤粉的燃燒過程穩(wěn)定程度與易燃程度呈正比，燃燒過程較為穩(wěn)定，那么燃燒時間也比較短，燃燒更充分，燃燒物損耗也較小。此外鍋爐運(yùn)行中爐膛過剩空氣系數(shù)、氧量控制直接影響鍋爐運(yùn)行的效率。

2 燃煤鍋爐燃燒現(xiàn)狀

燃煤鍋爐的數(shù)量不夠。目前中國燃煤鍋爐的燃燒效率較低，能源消耗較大，同國家的節(jié)能減排政策相悖。很多企業(yè)出于在利益方面的考慮，為了能夠降低成本，燃煤鍋爐的數(shù)量嚴(yán)重不足，致使鍋爐一直處于高負(fù)荷狀態(tài)，容易損壞鍋爐[3]，致使鍋爐燃燒中產(chǎn)生很多問題。一部分鍋爐本身容量較小、能量轉(zhuǎn)化率較低，在配合高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，無法實現(xiàn)能源上的有效利用，致使能效降低。此外一部分鍋爐配套設(shè)施質(zhì)量方面存在問題，直接影響鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，不僅造成能源上的浪費(fèi)，還可能埋下安全隱患。

燃煤鍋爐操作不規(guī)范。中國經(jīng)濟(jì)的能源依賴性較強(qiáng)，特別是煤炭上的依賴。一部分負(fù)責(zé)操作燃煤鍋爐的工作人員綜合素質(zhì)相對較低，并未系統(tǒng)接收專業(yè)知識培訓(xùn)就直接上崗，本身對節(jié)能并沒有充分的認(rèn)識[4]，對于節(jié)能認(rèn)識仍停留在紙面。此外，一部分司爐人員將個人工作視為簡單體力勞動，對其技術(shù)含量方面認(rèn)識不足，節(jié)能意識嚴(yán)重不足。

原煤加工不足。從目前來看，燃煤鍋爐以原煤為主要原料，很多原煤并沒有經(jīng)過加工，顆粒比較大、質(zhì)量并不理想，致使燃煤鍋爐用煤情況無法匹配，那么就需提升燃煤鍋爐的適應(yīng)性。目前燃煤鍋爐燃燒以層燃為主，但其與中國燃煤供應(yīng)情況并不匹配，致使鍋爐熱量效率并不理想，熱損失非常嚴(yán)重，如燃料燃燒不夠充分、鍋爐排放物帶走熱量、鍋爐雷擊灰塵未及時清理、熱傳遞效率不理想等。

鍋爐內(nèi)壁損壞與結(jié)渣。由于給水壓力下降、蒸汽壓力下降致使鍋爐水水位下降，造成排水量比給水量低。在日常生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)鍋爐內(nèi)水質(zhì)不合格、未及時清理鍋爐，或是鍋爐管道積攢大量水垢，破壞了鍋爐水冷壁。鍋爐門封閉不嚴(yán)實、鍋爐內(nèi)負(fù)壓減少出現(xiàn)向外噴氣、向外冒煙，究其原因，在日常維護(hù)過程中，噴燃器周圍的水冷壁管存在著保護(hù)不到位。鍋爐的各溫段下降，灰渣斗內(nèi)存在大量濕灰沉淀，甚至存在向外漏水，這是因為鍋爐膛內(nèi)的受熱面積過大，存在大量的結(jié)渣與渣塊脫落，破壞冷灰斗水冷壁管。若是燃煤鍋爐爐膛內(nèi)燃燒溫度超過1500度，該溫度下煤粉灰大多會被熔化。在爐膛設(shè)計過程中，需著重考慮其冷卻能力，在爐煙接近爐膛出口位置與水冷壁周圍降到灰的軟化溫度。燃燒中心的熔灰接近爐膛出口、水冷壁時凝結(jié)成同態(tài)灰，不會粘在受熱面上形成渣。若是爐膛設(shè)計上存在運(yùn)行操作不當(dāng)、冷卻能力不強(qiáng)，燃燒中心超負(fù)荷、嚴(yán)重偏斜等，致使水冷壁周圍煙溫過高，熔灰難凝固，遭遇水冷壁也會粘結(jié)成渣[5]。

3 提升燃煤鍋爐效率的解決辦法

3.1 重視鍋爐燃燒的調(diào)整工作

調(diào)整燃燒不僅有利于保證適當(dāng)燃料量，還有利于適應(yīng)外界負(fù)荷需求，為鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性、安全性、穩(wěn)定性提供保證。燃燒調(diào)節(jié)手段對燃燒調(diào)整具有非常重要的作用，諸如調(diào)整主汽壓力、調(diào)整燃料量，燃煤鍋爐燃燒情況直接影響蒸汽參數(shù)，調(diào)整燃燒主要集中在調(diào)整燃料量與調(diào)整風(fēng)量，也就是調(diào)整風(fēng)煤比，根據(jù)煤的揮發(fā)含量調(diào)整，若是揮發(fā)分高可選擇較高一次風(fēng)速與一次風(fēng)率。揮發(fā)分低的煤則選擇較低一次風(fēng)速與一次風(fēng)率，確保煤粉的著火時間，確保燃料量與風(fēng)量配比合理，降低熱損失，對二氧化碳含量、排煙溫度等進(jìn)行監(jiān)視，對燃燒方式、燃燒狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。提升燃煤鍋爐效率，不僅有利于節(jié)約用煤，還有利于提升鍋爐效率，提升鍋爐燃燒效率與鍋爐運(yùn)行效率，為生產(chǎn)安全性提供保證，提升鍋爐的使用效率。由于鍋爐類型不同鍋爐種類也存在著差別，諸如鏈條爐的燃燒著火性較差，點(diǎn)火時需借助高溫?zé)煔夂蜖t拱的熱輻射，做好鍋爐分段送風(fēng)[6]。手燒爐通風(fēng)周期性比較強(qiáng)，若是選擇高揮發(fā)煤供熱，降低燃煤鍋爐的燃燒效率，提升手燒爐運(yùn)行效率。

3.2 降低排煙熱損失

為降低排煙熱損失就需從排煙容積、排煙溫度著手。若是鍋爐漏風(fēng)那么可能造成排煙溫度過高，直接造成排煙容積增加，通過控制漏風(fēng)有利于降低排煙的熱損失。正確監(jiān)視和分析不同負(fù)荷下煤炭出口氧量與鍋爐的總風(fēng)量，合理調(diào)整送風(fēng)量。燃煤鍋爐運(yùn)行時定期檢查鍋爐的水封槽水位，結(jié)合環(huán)境文化變化對排渣機(jī)冷卻風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整。在鍋爐看火孔、入孔門、煙氣取樣孔使用后保持嚴(yán)密關(guān)閉狀態(tài)。定期檢查煙道、爐膛等，減少漏風(fēng)出現(xiàn)情況。此外，有效利用機(jī)組停備與檢修機(jī)遇，定期徹底清洗爐膛設(shè)備，避免空預(yù)器出現(xiàn)堵灰情況。定期對鍋爐受熱面吹灰，提升受熱面換熱效率，有效降低排煙溫度，盡可能降低排煙的損失。由于鍋爐燃燒所產(chǎn)生的煙氣擴(kuò)散時會產(chǎn)生熱量，那么可借助鍋爐內(nèi)省煤器溫度變化進(jìn)行排煙溫度與排煙速度的調(diào)節(jié)，同時還需注意水分消散，通過將鍋爐運(yùn)行調(diào)整在可行范圍內(nèi)來降低鍋爐的排煙溫度。

3.3 定期開展排污工作

燃煤鍋爐運(yùn)行過程中，燃燒材料具有非常重要的作用，鍋爐燃燒中會產(chǎn)生大量灰塵，而這些灰塵會進(jìn)入到鍋爐內(nèi)部，對鍋爐管道、鍋爐蒸汽水質(zhì)量具有直接影響，若是水質(zhì)差，那么直接影響鍋爐的運(yùn)行效果[7]。鍋爐用水實際上包含一些鹽分，鍋爐使用過程中需及時進(jìn)行化學(xué)處理，否則沉淀污垢會附著于管道、腐蝕金屬，造成鍋爐使用期限縮短。為了能保證鍋爐水質(zhì)，定期排污工作至關(guān)重要。常規(guī)來看，一種排污方式為不間斷排污，也就是在鍋爐水表面開展高強(qiáng)度蒸發(fā)，將鍋爐水鹽度控制在合理范圍內(nèi)；一種排污方式則定期開展排污工作，也就是將鍋爐內(nèi)水渣排出管道，結(jié)合鍋爐水實際情況進(jìn)行水質(zhì)檢測，此外需特別注意鍋爐管理員在整個操作中的規(guī)范性。

3.4 重視燃煤鍋爐運(yùn)行維護(hù)工作

燃煤鍋爐運(yùn)行中需重視燃料控制，根據(jù)正常規(guī)定需求掌握燃煤鍋爐生產(chǎn)情況與生產(chǎn)效益，還需選擇合適煤種，借此降低燃燒中的水分釋放。在日常檢修過程中，需要責(zé)任的有效落實，合理登記每項工作，為問題出現(xiàn)時及時、準(zhǔn)確查詢提供便利，同時采取更加有效的解決措施。鍋爐運(yùn)行時汽水損失一定存在，除了對水質(zhì)不高造成的跑冒滴漏進(jìn)行檢修外，還需認(rèn)真巡檢鍋爐運(yùn)行中的排污熱損失與疏水熱損失，及時的發(fā)現(xiàn)、處理漏點(diǎn)，優(yōu)化鍋爐運(yùn)行，有效降低汽水的損失。鍋爐本身的散熱損失和絕緣材料性能厚度、鍋爐散熱面積與外表溫度等密切相關(guān)，對煙道保溫層、爐墻保溫層等脫落及時修補(bǔ)，保證保溫層的表面溫度保持在五十度以內(nèi)，對所有管件進(jìn)行嚴(yán)格保溫處理。將爐渣的物理熱損失視作灰渣排出爐外后，高溫度帶走熱量損失，熱量損失與灰渣溫度、灰渣占比、燃料中灰分含量等密切相關(guān)，只有降低爐渣物理熱損失，盡可能控制燃料煤灰分，做好鍋爐燃燒調(diào)整，確保鍋爐燃煤能夠燃盡。此外定期清理灰渣至關(guān)重要，只有保證受熱面的清潔，才能優(yōu)化鍋爐熱輻射效果。

3.5 選擇更合適煤場地

燃煤鍋爐需要更合理存放煤場地，存放煤量需控制在20到50天鍋爐用煤量，存放煤的場地需更平坦、更堅固，同時還需契合排水原理與發(fā)熱源。若是煤量存放時間比較長，那么需做好煤堆表面壓實工作，避免空氣滲入出現(xiàn)風(fēng)化，同時有利于減少對太陽輻射的吸收。為了有效避免煤出現(xiàn)自燃情況，可在煤堆內(nèi)設(shè)置木制通風(fēng)筒來提供散熱。對于已堆放燃煤則需定期開展溫度測量與檢查，確保煤堆內(nèi)部溫度不能夠超出60攝氏度。為能實現(xiàn)煤炭資源的合理利用，需根據(jù)燃煤的品種來獲得平均質(zhì)量煤質(zhì)，借此有效改善目前的燃燒情況。

4 結(jié)語

經(jīng)濟(jì)發(fā)展致使用電需求不斷提升，各大電廠不斷加大鍋爐的改造力度，提升鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)熱效率，提升電廠的供電能力。若單純改造鍋爐系統(tǒng)很難保證燃煤鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定性，那么就需重視燃煤鍋爐優(yōu)化，提升火電廠鍋爐運(yùn)行可靠性與安全性，為電廠運(yùn)營的穩(wěn)定性提供保障。總而言之，對電廠來說燃煤鍋爐非常重要，鍋爐運(yùn)行效率直接影響電廠經(jīng)濟(jì)效益，那么就重視燃煤鍋爐運(yùn)行效率創(chuàng)新，提升電廠燃煤鍋爐的運(yùn)行效率。