论述锅炉效率的影响因素

论述锅炉效率的影响因素

高国春

大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司 内蒙古 026000

随着社会的发展，经济的繁荣，能源匮乏越显突出，开展节能减排，倡导低碳生活，节约能源消耗已成为当今社会的主题。然而，在电厂锅炉中，煤炭是主要的燃料，是所有热量的来源。锅炉利用煤炭燃烧来产生大量的热量，从而加热锅炉中的给水，在水温上升到一定的程度之后，炉水就会转换成为高压水蒸汽，再经过过热器逐步换热升温，由高压饱和蒸汽变成高压过热蒸汽，引至汽轮机入口，为汽轮机工作提供动力，带动发电机产生旋转磁场从而发电。然而在实际生产中，一些发电厂的锅炉存在着各种大量的热量损失，既造成能源的浪费又使锅炉效率降低。所以减少锅炉各种热量损失，提高锅炉效率，从而减少锅炉发电机组的能源消耗，成为当前电厂锅炉运转节能减排研究的重要课题。因此，在本研究中，针对电厂锅炉节能减排的研究有着很重要的现实意义。减少锅炉热量损失及能源消耗，提高电厂锅炉效率，应考虑以下几个方面：

一、锅炉排烟温度的影响。排烟热损失是锅炉最大的热量损失，排烟温度高低是影响锅炉效率的主要因素。据统计，排烟温度平均每升高或降低10℃，就会影响锅炉效率1%。然而锅炉排烟温度是受多种因素影响的：如炉膛火焰中心的高低、煤粉燃烧是否充分、水冷壁及过热器管壁外积灰的多少、省煤器及预热器元件换热效率的高低、汽水系统管壁内是否结垢等等，需要运行人员根据运行参数的变化，及时进行调整操作。

二、锅炉风温及风量的影响。锅炉一次风是把原煤在制粉系统中进行干燥、碾磨，然后将合格的煤粉输送至炉膛内进行燃烧。二次风的主要作用是补充煤粉燃烧后期氧气的不足，使煤粉在炉膛内能够充分燃烧。然而一、二次风温相对炉膛温度低很多，一、二次风温越低、风量越多，对炉膛的吸热量越大，这就需要运行人员要根据锅炉运行参数的变化及炉膛燃烧状况，合理控制一、二次风温及风量。

三、锅炉燃烧的影响。1) 锅炉燃烧是否充分，直接影响锅炉效率的高低。如果锅炉一次风/煤比控制不合理，锅炉燃烧不充分，排出的灰渣中含碳量过高，就会把这部分碳燃烧所含有的热量浪费掉，从而影响锅炉效率。这就要求锅炉运行调整中合理控制一、二次风压和风量，根据煤种及煤质成分变化合理控制煤粉着火点，加强锅炉运行中一、二次风压、风率和风量的调整，合理控制锅炉炉膛氧含量。2) 锅炉总风量中，一次风率（一次风量占总风量的比例）非常重要。一次风率高，必然造成排烟温度高，所以应设法降低一次风率。3) 常规锅炉运行风量一般根据设计煤种或投产后燃烧试验确定的风煤比曲线调整，采用氧量曲线校正，目前存在变化的煤种、制粉系统运行工况发生变化时，锅炉不同出力对应的运行氧量值就会失去参考意义。各电厂为降低锅炉排烟热损失和风机耗电率、减少受热面磨损、降低NOX的生成，往往采用低风量运行，过低风量不仅会造成锅炉飞灰含碳量升高，烟气中CO浓度也会急剧升高，锅炉受热面产生高温腐蚀，同时产生化学未完全燃烧损失。可以在锅炉省煤器出口水平烟道加装CO测量装置并把测量数据引入DCS，采用CO浓度配合氧量对风量进行校正，能取得很好的效果。当锅炉燃烧较为充分时，烟气中CO含量很低，一般低于100mg/Nm3，当产生燃烧不完全现象时，CO含量会急剧升高至数千甚至上万mg/Nm3，利用这一特性能有效消除氧量测量误差对风量调节的不利影响。运行中烟气CO浓度目标值控制在30-200mg/Nm3，能保持锅炉配风在最佳状态。为避免CO测量值大幅度变化引起的锅炉风量波动，CO浓度校正回路要合理设置延迟时间和校正速率。

四、锅炉散热损失的影响。锅炉内介质（汽、水、风）的温度都远远高于环境温度，即便在锅炉炉膛及风烟道等部位都做了保温层，但只能相对减少散热损失，外界环境会不同程度吸收锅炉的热量，从而降低锅炉效率，这就要求锅炉设备保温层的完整性和较高的保温性能。

五、锅炉本体漏风的影响。电厂锅炉都是在负压状态下运行的，然而锅炉炉膛是由水冷壁管布置而成，这就无法避免外界环境中低温漏风的介入，这些漏风进入到炉膛中不但会吸收大量的热量，而且锅炉底部的漏风还会使炉膛温度降低，火焰中心位置提高，导致排烟损失增大。同时，制粉系统、预热器风、烟道的漏风也会导致大量的热量散失到外界环境中。尤其注意控制炉底漏风（特别是干排渣系统，要定期进行炉底漏风率测试）、炉顶密封的漏风、尾部烟道各段膨胀节和风烟道焊缝的漏风，应对烟道各段氧量进行监测或定期实测，分析漏风部位，及时消除。

六、锅炉汽水损失的影响。为了保证锅炉汽水品质的合格，锅炉运行过程中不可避免的会存在一些汽、水排放现象，这些汽水排放无疑会造成锅炉的热量损失，这就要求锅炉运行过程中，运行人员要根据汽水指标的变化情况，合理控制汽、水排放量，减少锅炉热量损失。

七、燃料煤成份的影响。一、水分：燃料煤中水分在干燥蒸发的过程中吸收大量的热量，而这些热量来源于锅炉烟气对一次风的加热。燃料煤中水分含量越大，在磨煤机中干燥所需的热量越多，锅炉热量损失越大。二、挥发分：燃料煤中挥发分的大小决定着煤粉入炉后的着火时间。挥发分越大，煤粉进入炉膛后着火点会不同程度的提前，致使着火后的煤粉在炉膛内停留时间延长，炉膛内吸收的热量也就相应的增加，烟气所带走的热量也就相应的减少。三、固定碳：固定碳决定燃料煤发热量的大小。在原料煤中水分含量一定的条件下，固定碳含量越高，发热量越高，从而可以延长煤粉在炉膛内的燃烧时间，增加煤粉在炉膛内的发热量。我们应该根据挥发分、防爆等要求，在允许的范围内尽可能提高磨煤机出口温度。磨煤机出口温度过低，对稳燃和燃尽不利，且势必造成掺冷风，从而造成排烟温度升高。

八、煤粉颗粒度的影响。煤粉进入炉膛后，一直处于运动状态，在炉膛内的滞留时间只有十几秒甚至几秒，燃烧的煤粉要在短暂的时间内燃烧完全。然而煤粉颗粒度越大，需要完全燃烧的时间越长。煤粉颗粒度越小，需要完全燃烧的时间会相对缩短，机械不完全燃烧的几率会大大降低。但煤粉颗粒度过细，会不同程度的增加制粉电耗。所以我们应该进行煤粉细度和均匀性定期化验分析。可以通过飞灰可燃物、制粉系统阻力、锅炉氧量、制粉单耗等指标，可大致判断出煤粉细度及均匀性是否合理。

九、锅炉炉膛负压的影响。目前电力锅炉为了安全环保，皆为负压运行锅炉。然而锅炉炉膛负压过大，不但会增大风机电耗、锅炉漏风率，而且会使燃烧的煤粉在锅炉内的流速增加，从而缩短在锅炉内的滞留时间，烟气带走的热量增多，增大锅炉热量损失。

十、锅炉受热面积灰及结焦的影响。炉膛、燃烧器区域及屏式过热器部分结焦严重的锅炉，会导致排烟温度高、过热器及再热器减温水量大、频繁吹灰等问题，对运行经济性和安全性都有较大影响。控制结焦首先要通过燃料掺配，减少易结焦煤种的使用比例，或及时变换煤种，防止易结焦煤种长时间连续使用；同时每天要通过变负荷使渣块冷却脱落，避免机组长时间连续带高负荷运行；至少每两天对锅炉进行一次全面看火、看焦，发现有结焦趋势及时采取调整措施。通过燃烧调整、燃烧器一次风量调匀和前后左右墙二次风调匀，防止火焰中心偏斜或贴壁冲墙；合理控制燃烧器风门开度和氧量，避免局部欠风形成还原性气氛。要对吹灰效果进行评估，及时调整吹灰器提升阀后压力和温度，对易结焦区域增加吹灰器，以保证吹灰效果。为防控结焦，还可对水冷壁区域进行喷涂，或使用防结焦添加剂。

十一、锅炉其它损失的影响。为了保证锅炉稳定，长周期运行，需要对锅炉进行一些定期工作。如吹灰器的投入、冬季暖风器的投入等等。这些定期工作需要消耗一部分自产蒸汽，无疑会造成工质的浪费，影响锅炉效率。这就需要运行管理人员根据炉膛出口烟温及烟道各个部位的烟压制定相应的管理措施，运行人员根据管理规定有选择性的进行吹灰；根据预热器入口风温制定暖风器投、退的相关管理规定，减少自产蒸汽的浪费。再有锅炉是高压设备，本体阀门会存在不同程度的内漏现象，造成锅炉工质的浪费，热量的损耗，这就要求运行管理人员对高压汽水阀门内漏问题制定定期排查机制，及时进行消除处理，杜绝锅炉工质的浪费。

综上所述，在能源匮乏的当今社会，要求人们必须转变思想意识，对节能环保有着更高的理解与认识，为节能降耗的发展提供有效的基础。对电厂锅炉而言，要充分考虑节能降耗，减少热量损失，提高锅炉效率，有效改善电厂锅炉运行时的资源浪费，既可以提升企业的经济效益，又能为人类的发展做出贡献。