關(guān)于影響燃煤鍋爐熱效率的因素及需要采取的措施分析
【摘要】影響燃煤鍋爐熱效率的因素很多，包括燃煤鍋爐的排煙熱損失；燃煤的未完全燃燒程度等。本次分析主要從鍋爐的排煙熱損失、燃煤的未完全燃燒熱損失對影響燃煤鍋爐熱效率的因素及需要采取的措施進(jìn)行闡述。
【關(guān)鍵詞】燃煤鍋爐;熱效率;因素;措施
0.引言
隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，《中華人民共和國能源法》把節(jié)約資源作為我國的基本國策，燃煤鍋爐的熱效率直接關(guān)系到資源的利用率，如何提高鍋爐熱效率，是國家、企業(yè)及運(yùn)行人員關(guān)注的焦點。只有鍋爐的熱效率提高了，才會給國家及企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益及社會效益。
1.影響燃煤鍋爐熱效率的因素及需要采取的措施分析
鍋爐的熱效率是單位時間內(nèi)鍋爐有效利用熱量占鍋爐輸入熱量的百分比。燃料送入鍋爐的熱量，其中大部分被鍋爐受熱面吸收，產(chǎn)生熱水或者水蒸氣，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。提高鍋爐的熱效率就是增加有效利用熱量，減少鍋爐各項熱損失，其中重點就是降低鍋爐排煙熱損失和未完全燃燒熱損失。
1.1鍋爐排煙溫度偏高，嚴(yán)重影響鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性（一般情況下，排煙溫度每升高10℃，排煙損失增加0.5-0.8%）
全面分析鍋爐排煙溫度升高的各種因素，制定出可行的措施，以達(dá)到降低排煙溫度，減少排煙熱損失，提高鍋爐熱效率。
在理論分析與總結(jié)現(xiàn)場經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，對排煙溫度升高的原因進(jìn)行了分類，造成排煙溫度升高的原因主要有漏風(fēng)、受熱面積灰及鍋爐水質(zhì)硬度高等原因。
(1)漏風(fēng)是指爐膛漏風(fēng)、制煤粉系統(tǒng)漏風(fēng)及煙道漏風(fēng)。是排煙溫度升高的主要原因之一，是與運(yùn)行管理、檢修以及設(shè)備結(jié)構(gòu)有的的問題。爐膛漏風(fēng)主要指爐頂密封、看火孔、人孔門及爐底密封水槽處漏風(fēng)；制煤粉系統(tǒng)漏風(fēng)指備用磨煤機(jī)風(fēng)門、擋板處漏風(fēng)。煙道漏風(fēng)是指氧量計前尾部煙道漏風(fēng)。
爐膛出口過量空氣系數(shù)α=Δα+Δα1+Δα2+Δα3
Δα—送風(fēng)系數(shù)
Δα1—爐膛漏風(fēng)系數(shù)
Δα2—制煤粉系統(tǒng)漏風(fēng)系數(shù)
Δα3—煙道漏風(fēng)系數(shù)。
由上式可知，α保持不變，當(dāng)漏風(fēng)系數(shù)升高時，則送風(fēng)系就會下降，即通過空氣預(yù)熱器的送風(fēng)量下降，排煙溫度升高。
為了解決漏風(fēng)問題，必須在大、中、小修中安排鍋爐本體、制煤系統(tǒng)及煙道的查漏和堵漏工作，特別是爐底水封槽、爐頂密封及制煤機(jī)冷風(fēng)處，采用密封比較好的門、孔結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行時，隨時關(guān)閉各看火門、孔等，經(jīng)經(jīng)驗表明，這一措施可降低排煙溫度2-3℃。
(2)受熱面積灰結(jié)渣是指鍋爐受熱面積灰、結(jié)渣及空氣預(yù)熱器元件積灰，鍋爐受熱面積灰結(jié)渣將使受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)降低，經(jīng)經(jīng)驗測算，受熱面每積灰由0.1mm到2mm，傳熱量減少28%；當(dāng)受熱面積灰3mm，傳熱量就會降低40%。煙氣放熱量減少，空氣預(yù)熱器入口煙溫
升高，排煙熱損失增大，熱效率降低。空氣預(yù)熱器堵灰，則空氣預(yù)熱器傳熱面減少，也將使煙氣的放熱量減少，排煙溫度升高，排煙熱損失增大，降低鍋爐熱效率。
爐膛的正常燃燒對減少積灰結(jié)渣有重要意義。如果一次風(fēng)太大，火焰上升很高，甚至直射后墻，會導(dǎo)致嚴(yán)重結(jié)渣；因此應(yīng)當(dāng)保持適當(dāng)?shù)倪^量空氣系數(shù)，合理配風(fēng)。如果爐膛漏風(fēng)，造成火焰的充滿度和攪拌混合情況惡化，是火焰中心升高或偏斜，會加大結(jié)渣的形成。因此要減少漏風(fēng)量，使?fàn)t膛負(fù)壓不致過大。針對不同的積灰結(jié)焦情況采取不同的措施，大面積結(jié)渣一般在鍋爐全負(fù)荷或者超負(fù)荷運(yùn)行時出現(xiàn)。此時的處理的方法是將最后兩個風(fēng)室適當(dāng)加大開度以提高空氣過量系數(shù)，降低爐溫。
運(yùn)行中，合理調(diào)整風(fēng)的配比，避免爐膛溫度局部過高，均可有效防止飛灰粘接到受熱面上形成結(jié)焦。同時，必須加強(qiáng)吹灰，適當(dāng)縮短吹灰時間間隔；檢修人員加強(qiáng)日常檢修與維護(hù)，確保吹灰器的正常投入，保持受熱面的清潔；空氣預(yù)熱器裝脈動吹灰器，并結(jié)合蒸汽吹灰，確保空氣預(yù)熱器差壓在1.2Kpa以下。
(3)給水水質(zhì)硬度增加會降低鍋爐熱效率。
鍋爐給水對鍋爐的熱效率影響也非常大。如果鍋爐的給水水質(zhì)硬度增加，會增加受熱元件的內(nèi)壁結(jié)垢，從而造成鍋爐受熱面的傳熱系數(shù)降低，造成水系統(tǒng)吸熱量減少，從而使排煙溫度升高，熱損失加運(yùn)行管理中，水質(zhì)化驗是避免不合格水進(jìn)入鍋爐的重要工作。同時，采用高規(guī)格的水處理設(shè)備，例如采用反滲透水處理系統(tǒng)，使鍋爐給水的硬度降到最低，從而保證鍋爐水系統(tǒng)充分吸熱，提高鍋爐的熱效率。
1.2煤炭的特性及其成分也影響鍋爐的熱效率
煤的發(fā)熱量、揮發(fā)分、灰分、煤炭的顆粒度、水分等是關(guān)系鍋爐熱效率的重要因素。
一般情況下，鍋爐最好使用設(shè)計煤種或與設(shè)計煤種相近的煤種，以減少熱損失，確保鍋爐熱效率。
煤的發(fā)熱量是反映煤質(zhì)好壞的重要指標(biāo)，當(dāng)煤的發(fā)熱量低于一定數(shù)值時，不僅會影響燃燒不穩(wěn)定不完全,而且容易熄火，是鍋爐溫度很難達(dá)標(biāo)，影響鍋爐正常運(yùn)行，降低鍋爐熱效率。
揮發(fā)分在較低的溫度下能夠析出和燃燒，隨著燃燒放熱，焦炭顆粒的溫度迅速提高，為其
著火和燃燒提供了極其有利的條件，另外揮發(fā)分的析出又增加了焦炭的內(nèi)部空隙和外部反應(yīng)面積，有利于提高焦炭的燃燒速度。因此揮發(fā)分含量越大，煤種難燃盡的固定碳成分少。但是，如果揮發(fā)分含量降低時，煤粉氣流著火溫度顯著提高，著火熱隨之增大，著火困難，達(dá)到燃盡的時間變長，不完全燃燒的碳的成分增多，尾部排煙溫度升高，排煙損失增大，降低了鍋爐的熱效率。
煤的灰分在燃燒過程中不但不會發(fā)出熱量，而且還要吸收熱量。灰分含量越大，發(fā)熱量越低，容易導(dǎo)致著火困難和爐膛溫度降低，煤的燃盡程度降低，造成飛灰可燃物高。另外飛灰濃度增高，使鍋爐受熱面，特別是省煤器、空氣預(yù)熱器等處的磨損加劇，除塵量增加，鍋爐飛灰和爐渣物理熱損失增大，降低了鍋爐的熱效率。
煤的顆粒度對鍋爐的燃燒有很大的影響，顆粒度過大時，煤粒在鍋爐內(nèi)燃燒室停留時間過短，煤炭中的焦炭沒有完全燃燼，爐渣中得含碳量增大，增加了鍋爐爐渣的物理熱損失；顆粒度過小時，細(xì)煤粉燃燒被風(fēng)帶出，碳與氧不能很好的接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，同時，細(xì)煤粉也容易被空氣吹起，很快隨著煙氣被帶走，增加了鍋爐煙氣中的飛灰熱損失，因此要根據(jù)煤炭顆粒程度調(diào)整給風(fēng)量。
煤的含水量在一定的含量限度內(nèi)與揮發(fā)分對燃煤的著火特性影響一致，少量的水分對著火有利，但是，水分過量，著火熱也隨之增大，同時由于一部分燃燒熱用來加熱水分并使其汽化，降低了爐內(nèi)煙氣溫度，從而使煤粉氣流吸卷的煙氣溫度以及火焰對煤粉的輻射熱都降低，降低了煤炭的燃燒程度，造成不完全燃燒熱損失，從而降低了鍋爐的熱效率。
針對煤質(zhì)的不同，為減少煤炭的不完全燃燒造成的熱損失，提高鍋爐的熱效率，必須加強(qiáng)司爐的技術(shù)操作水平，使司爐人員及時掌握入爐煤的煤質(zhì)情況，特別是煤的發(fā)熱量、揮發(fā)分、灰分、顆粒及含水量，以便針對不同的煤質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)的燃燒調(diào)整。加強(qiáng)各種煤種的混燒、摻燒和配煤技術(shù)工作。通過不斷的進(jìn)行燃燒調(diào)整試驗，保證煤炭的不完全燃燒率降低，提高鍋爐的熱效率。
2.結(jié)論
影響燃煤鍋爐的熱效率因素很多，因此在日常的運(yùn)行管理中，一定要加強(qiáng)燃煤鍋爐的大、整、檢修質(zhì)量，減少鍋爐的排煙熱損失。同時注意煤炭的質(zhì)量控制和管理，保證進(jìn)煤質(zhì)量，選擇適合燃煤鍋爐的煤炭，保證煤碳的不完全燃燒熱損失降到最低。總之，管理人員及運(yùn)行人員應(yīng)該提高責(zé)任心，根據(jù)鍋爐的情況，進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)行（下轉(zhuǎn)第10頁）（上接第
404頁）調(diào)節(jié)，最大限度的提高鍋爐的熱效率，保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
【參考文獻(xiàn)】
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