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提高锅炉热效率的途径

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摘要:针对锅炉运行中存在飞灰可燃物大、排烟温度高,锅炉运行效率低的问题,分析了原因,提出并实施了解决方案。在运行中加强了调整,降低了飞灰可燃物和排烟温度提高锅炉效率。

关键词:强化 调整 提高 锅炉效率

中图分类号:TD 文献标识码:A 文章编号:1007-0745(2013)05-0022-01

0前言

锅炉是一种热工设备,它能把燃料的化学能转变为热能。如何使这种能量转换完成得彻底,使锅炉的效率达到或接近设计效率是我们一直探讨的重要课题。事实上,锅炉在实际运行中其效率往往达不到设计效率,出力也达不到额定出力,这就要求我们分析影响锅炉运行效率的各种不利因素,进而采取相应的措施去消除,以使锅炉的热效率达到更高。

1影响锅炉热效率的因素

1.1影响固体不完全燃烧的因素

对沸腾炉来说,固体不完全燃烧热损失主要包括随烟气飞走的灰尘和随排渣时排下来的没燃烧的燃料带走的热损失,这2项中飞灰是主要的。其原因一是沸腾床内循环不好,布风不均匀,燃烧料和风不能充分混合;二是煤风配比不合适,偏大或偏小。偏大时降低了燃烧温度,燃烧状况变差;同时烟气流速高,烟气带走的灰尘来不及燃尽就被带出了锅炉;偏小时沸腾床内及烟气中都会因为含氧量降低而导致燃烧不充分。

1.2影响排烟热损失的因素

影响排烟热损失的因素主要是排烟温度和过量空气系数2个方面。排烟温度越高,热损失越大。但排烟度又不能太低,一般不低于当地酸露点温度(150℃),如果低于这一温度,烟气中三氧化硫与烟气中水蒸气结合成的硫酸蒸气就会凝结成硫酸,对锅炉尾部受热面或烟道造成腐蚀。排烟温度的升高主要是因为在运行中,受热面管外表面受污染,严重时粘灰,结成灰垢;管内壁由于水质不好及炉内加药量不合适造成管内壁结水垢。钢板的导热系数为35.6-50.6kW/m・℃,灰垢的导热系数为0.07-0.12kW/m.℃,也就是说1mm厚的灰垢相当于420mm厚的钢板的传热效果。因此无论是受热面管粘灰还是结水垢,都会使得锅炉受热面管的传热效果变差,使得排烟温度升高。相对来说粘灰垢较为严重,一天就会粘2-3mm的灰垢。过量空气系数太小,燃料燃烧不尽;太大时也会影响炉膛的燃烧温度,烟气温度降低,烟气流速增大,使受热面管的传热效果变差,排烟温度升高。影响过量空气系数的因素主要有炉膛、烟道、炉墙、炉门等处漏风及煤风配比不当。

1.3影响散热热损失的因素

影响散热热损失的因素主要是炉墙、烟道及管道的保温不好,其中炉膛四周炉墙的保温好坏是主要的。降低排烟热损失锅炉排烟温度是反映锅炉设计、运行状况及设备健康水平的综合性参数。在锅炉运行中,操作不当引起排烟温度升高或排烟量增大,都会增加排烟热损失,使锅炉热效率下降。

2运行中降低排烟热损失

2.1防止受热面结渣和积灰

由于熔渣和灰的传热系数很小,锅炉受热面结渣和积灰,会增加受热面的热阻。同样大的锅炉受热面积,如果结渣和积灰,传给工质的热量将大幅度减少,会提高炉内和各段烟温,从而使排烟温度提高。运行中,合理调整风、粉配合,调整风速和风率,避免煤粉刷墙,防止炉膛局部温度过高,均可有效地防止飞灰粘结到受热面上形成结渣。在锅炉运行中应定期进行受热面吹灰和及时除渣,可减轻和防止积灰、结焦,从而保持排烟温度正常。

2.2控制送风机入口空气温度

锅炉运行中,送风机入口空气温度高于设计值时,会减小空气预热器的传热温压,使传热量减小,排烟温度升高。当送风机入口风温升高较多时,空气预热器出口风温也会有所升高,虽然可以提高炉内烟气温度上升,导致排烟温度升高。锅炉在夏季取用炉顶空气时,送风机入口空气温度可能会高于设计值,从而造成排烟温度升高。运行中应分析入炉空气温度升高与排烟温度升高对锅炉热经济性的影响,设法进行调整控制。

2.3注意给水温度的影响

锅炉给水温度降低会使省煤器传热温压增大,省煤器吸热量将增加,在燃料量不变时排烟温度会降低。但是,如果保持锅炉蒸发量不变,由于省煤器出口水温有所下降,蒸发受热面所需热量增大,就需增加燃料量,使锅炉各部烟温回升。这样,排烟温度同时受给水温度下降和燃料量增加两方面的影响。一般情况下,如果保持锅炉负荷不变,排烟温度将会降低。但利用降低给水温度来降低排烟温度的方法并不可取,因为降低排烟温度虽然有可能使锅炉效率提高,但由于汽轮机抽汽量减少,电厂的热经济性将会降低。

2.4避免入炉风量过大

锅炉燃烧生成的烟气量的大小,主要取决于炉内过量空气系数及锅炉的漏风量。锅炉安装和检修质量高,可以减少漏风量。但是送入炉膛有组织的总风量却和锅炉燃料燃烧有直接关系。在满足燃烧正常的条件下,应尽可能减少送入锅炉的过剩空气量。过大的过量空气系数,既不利于锅炉燃烧,也会增加排烟量而使锅炉效率降低。大容量锅炉部分都装有氧量表和风量表,正确监视和分析这些表计,是合理用风的基础。应该知道,降低锅炉排烟温度不是无限的,是相对设计值而言的,只能在运行调整的可行范围内进行。排烟温度过低,会导致空气预热器结露、积灰和腐蚀,同样会影响锅炉安全运行。

3锅炉的燃烧控制系统

锅炉燃烧工况控制合理,不仅可以提高锅炉效率,同时可使污染物排放量最少。锅炉燃烧的工况和锅炉效率与过剩空气系数直接关联。锅炉燃料完全燃烧所需要的理论空气量实际上不能完全与燃料充分混合,所以要减少进入锅炉燃料的化学不完全燃烧损失,就要供应更多的空气并在锅炉内与燃料充分混合。但太多的空气又会吸收热量,减少传送给锅炉水的热量。一般锅炉供应燃料空气要求15-25%的过剩空气。在锅炉运行时必须监控锅炉的燃烧工况包括烟气温度、烟气成分、火焰现状和空气燃料比的设定等,其中对锅炉排烟含氧量的监控对优化锅炉的燃烧至关重要。因为烟气中的氧含量可以直观的指示锅炉燃烧效率。

机的变频调速

锅炉风机的电机转速是固定的,驱动风扇将燃烧空气送入锅炉炉膛,送入风量的大小在相当多的单位是通过风门来调节的,锅炉在低负荷运行时风机通过关小风门挡板来限制送入锅炉的风量,但风道的阻力增加了,风机电机的转速不变,电力的消耗减少的很少,也就是说相对于较低的风量来说,耗电比实际需要的要高得多。而变频调速是通过改变风机转速来调节风量的,在小负荷时能显著减少风机电耗,因为电机的电力消耗近似的与风扇转速的立方成比例,也就是说通过风机的转速的降低,电力消耗可以降低近8倍。因此利用风机的转速来调节控制送风量,在低负荷时就可以节约大量的电能。当锅炉要长期工作于中低负荷时,在很多情况下能达到60%的电力节约。

参考文献:

[1]张晓梅.燃煤锅炉机组[M].中国电力出版社,2006.

[2]景朝晖.热工理论及应用[M].中国电力出版社,2006.

[3]樊泉桂.锅炉原理[M].中国电力出版社,2008.