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关于提高运行锅炉热效率的几点建议

时间:2011-04-24  作者:秩名

论文导读:锅炉热效率即有效利用燃料燃烧放出总热量的百分数。热损失主要包括:排烟热损失、固体未完全燃烧热损失、气体未完全燃烧热损失、锅炉散热损失、灰渣物理损失等。另外,可燃气体未完全燃烧造成的热损失也应该引起注意,其原因与固体未完全燃烧热损失一致,这里不再重述。
关键词:锅炉热效率,排烟热损失,固体未完全燃烧热损失
 

目前,运行中的锅炉一般以煤为燃料,由于对其管理、操作水平的限制,以及设备本身存在的问题,致其运行的热效率极大地低于《工业锅炉最低热效率标准》的规定,造成能源大量浪费。显然,提高运行锅炉的热效率,降低产汽成本,成为一个相当的现实问题。

锅炉热效率即有效利用燃料燃烧放出总热量的百分数。根据热平衡原理,热损失小了,有效利用热就多,效率便会提高。因此,如何提高锅炉热效率就成为研究如何降低热损失。

热损失主要包括:排烟热损失、固体未完全燃烧热损失、气体未完全燃烧热损失、锅炉散热损失、灰渣物理损失等。由于前两项热损失对效率影响很大,一般占总热量的15~30%,有时可高达50%。因此,这里将重点讨论它们。

一、排烟热损失:

排烟热损失是锅炉的一项主要热损失。影响排烟热损失的主要因素是:排烟温度和过量空气系数。即:要降低排烟热损失就是降低排烟温度和保持一定的过量空气系数。

1. 排烟温度:

排烟温度对锅炉热效率有直接的影响,因为排烟温度愈高,排烟热损失愈大,相应锅炉热效率就愈低。按照要求,这项热损失随着锅炉容量的不同一般在8%左右,但是很多锅炉达不到这个要求,有的高达15%左右,降低这项热损失成为锅炉节能的一个重要方面。锅炉在实际运行中,设备一定时,排烟温度的高低主要由烟气短路、受热面积灰与结垢以及运行负荷等因素而影响。

(1)烟气短路:煤在炉膛中燃烧,高温烟气离开炉膛后,应流经所有对流受热面进行热交换,但由于施工质量、检修不及时或用户私自进行不合理的结构改造等原因,使对流受热面的隔墙不严或损坏,造成烟气短路,只能和部分对流受热面进行热交换。显然,烟气流程变短,锅炉的排烟温度一定会相应提高。

(2)受热面积灰:据有关资料可知,烟灰的导热系数为0.07~0.12kW/m·℃,锅炉钢材的导热系数为35.6~50.6kW/m·℃,后者大约是前者的463倍,这样一来,假如锅炉在运行中,受热面积灰不及时清理,传热阻力将大大增加。通常,受热面积灰1mm厚,热损失将增加4~5%左右,同时多浪费燃料10%,所以,锅炉在运行当中应及时吹灰,以便降低排烟温度。实际中,不少用户将锅炉吹灰系统甩掉,显然,这是极大的错误。

(3)受热面结水垢:据资料可知,水垢的导热系数为1.28~3.14 kw/m·℃,比钢材的导热系数平均小19.5倍,显然,如果受热面结了水垢,其传热效果将会骤降,造成燃料损失,排烟温度升高。值得注意的是,受热面结水垢,对其安全运行也会造成很大的影响。通常,当受热面结垢1mm厚,热损失约增加2~3%,同时浪费燃料9%,我们知道,造成锅炉结垢的原因,主要是给水水质不合格、排污不当或锅炉与水处理设备不配套等引起的。为此,我们在这方面一定引起注意,同时还应加强在每年检修时受热面水垢的清除工作。

2. 过量空气系数:

通常把锅炉燃烧中实际所需的空气量与理论所需量之比称为过量空气系数。经验表明:过量空气系数每增加0.1,排烟热损失将增加0.5%左右。影响过量空气系数的因素主要有:炉膛或烟道漏风及风量配置不当两方面。

(1)炉膛或烟道漏风:具体表现为:炉膛或烟道由于施工质量或锅炉长期运行得不到良好的维修等原因而造成漏风;炉门、看火门由于制造、安装质量不好或其它原因将造成大量漏风的现象;炉排侧密封烧坏或炉膛负压过大而造成的漏风现象;出灰、出渣系统在锅炉运行中往往没有或不彻底水封,更加造成大量漏风现象。大量冷空气进入炉膛或烟道,过量冷空气系数随之加大,降低了炉膛温度,直接影响了燃烧。

(2)风量配置不当:主要表现在,设备上鼓、引风机的容量与锅炉不配套。由于司炉对组织合理燃烧的重要性了解不够,从而在操作时忽视了调风的作用。尤其是用气负荷变化较大或燃煤煤种改变时,影响更为重要。

二、固体未完全燃烧热损失:

固体未完全燃烧热损失是一项主要热损失。它主要由灰渣、漏煤和飞灰这三项未完全燃烧而造成的热损失组成。在锅炉型式、燃烧方式和煤种一定的条件下,这项热损失主要与操作水平有关。即:通过司炉人员操作水平的提高,尽量降低固体不完全燃烧热损失,是提高锅炉热效率的一个重要因素。主要表现在:

1. 适当的炉膛温度:

炉膛温度的高低是燃料燃烧好坏的重要因素,为了保证炉内燃烧的稳定和经济,炉膛出口温度应≥800℃。造成的原因主要是漏风严重和风量配置不当,上面已经分析过了。

2. 掌握燃煤中有适当的水分:

燃料燃烧时水分吸收热量而蒸发成水蒸汽,并随烟气排入大气。若煤中水分过多则将消耗很多的可燃物放出的热量,使燃烧温度有所下降而影响燃烧效果,增加热损。但是,燃料太干燥。飞灰(未完全燃烧)热损也将增加。所以燃煤要有一定的水分。这方面,我们的操作人员深有体会,遇到燃煤较干燥时,洒些水燃烧将变得好些。

3. 燃料与空气充分混合:

我们知道:燃料在炉膛内完全燃烧的一个很重要的条件就是,燃料与空气充分混合并有足够的燃烧时间。在锅炉结构一定的条件下,要满足这个条件,只能通过调节燃烧尽量有足够的时间。以上三项所述,煤层厚度、炉膛进风及炉排速度,三者不能单一调整,否则将使燃烧工况失调,直接增加未燃尽煤量。因此,根据热负荷合理组织燃烧,提高操作水平是减少固体未完全燃烧的有效途径。另外,可燃气体未完全燃烧造成的热损失也应该引起注意,其原因与固体未完全燃烧热损失一致,这里不再重述。

除此之外,搞好水处理;减少“跑、冒、滴、漏”;搞好保温、减少散热,充分利用回水;均可减少热损失,提高锅炉热效率。

 

 

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