工业锅炉设计中提高热效率的探讨
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【摘要】工业发展是经济发展的重要推动力，工业发展中基础设施建设对工业发展效率的提升有非常重要的影响。工业锅炉是工业生产中的基础设施之一，工业锅炉的有效利用也是提高工业生产效率及企业经济效益的重要因素。而工业锅炉的热效率是反应工业锅炉使用效率的重要指标，提高工业锅炉的热效率能够有效的节约能源，以促进工业生产效率的提高。工业锅炉设计是影响工业锅炉热效率的重要因素，因此从工业锅炉设计入手来探讨提高工业锅炉热效率的措施非常重要。本文在对工业锅炉热效率较低的状况进行分析的基础上，从设计的角度对提高工业锅炉热效率的措施进行探讨。
【关键词】工业锅炉设计；提高热效率；原因；措施
引言
工业锅炉热效率的提高对能源的节约及工业企业经济效益的提升有非常重要的作用。在目前的工业锅炉应用中，热效率得不到提高的因素有很多，明确原因来探讨有效的解决措施是提高工业锅炉热效率的基础。工业锅炉设计对热效率的提高有非常重要的影响，因此，针对阻碍热效率提高的因素，从工业锅炉设计入手，来探讨提升热效率的措施，对工业锅炉热效率提高有非常重要的意义。
1 工业锅炉热效率低的原因分析
1.1 排烟损失引起的工业锅炉热效率低
排烟损失是引起工业锅炉热效率低的主要原因之一。排烟损失主要是锅炉的热量损失，是烟气离开锅炉之前带走的部分热量，排烟损失主要是以下两方面因素所导致的：一、锅炉的排烟温度。锅炉的排烟温度不仅反映锅炉的运行状况及设备的正常情况，还可以反映锅炉的设计状况。在锅炉运行的过程中，排烟温度过高直接会导致锅炉的排烟损失增大，进而使锅炉的热效率降低。而排烟温度偏高的主要原因一方面是在锅炉尾部没有进行受热面的装设，从而使得烟道内余热不能够被完全利用；另一方面则是没有安全水处理装备，导致受热面积灰或结垢，从而影响传热，排烟温度升高。另外，炉膛或烟道如果存在严重的漏风现象，也会导致锅炉热效率降低。二、过量空气系数问题。过量空气系数增大会使得排烟损失增大，进而降低锅炉热效率。
1.2 化学不完全燃烧导致热效率低
化学不完全燃烧也是导致热效率低的重要原因。在锅炉内煤炭燃烧的过程中会有可燃气体的产生，而可燃气体如果没有完全燃烧，必然会随着烟气排走，进而出现热损失，导致锅炉的热效率降低。引起化学不完全燃烧的原因主要有以下几个方面：炉膛内的温度较低、燃烧过程较慢、配风不够均匀、炉膛内的气流扰动较差等，这些原因都会导致煤在燃烧过程中洗出的可燃气体不能够较好的与空气进行混合接触，如果空气过量系数过夏，则很可能由于氧气不足而出现化学不完全燃烧。如果空气过量系数过大，则炉膛内温度降低同样会导致化学不完全燃烧现象的产生。
1.3 机械不完全燃烧对锅炉热效率的影响
机械不完全燃烧会降低锅炉热效率。在煤炭燃烧的过程中，由于不完全燃烧而导致煤炭颗粒随着飞灰及烟渣排除炉外，产生热损失。机械不完全燃烧的主要原因有以下几个方面：首先，在煤炭燃烧的过程中，水分过大，导致燃烧结束时煤炭颗粒不能完全燃尽；其次，煤层较厚，进煤时的速度过快等会导致风煤的配比不合理，从而提供不了足够的煤炭燃烧所需的空气量，进而导致不完全燃烧；再者，炉膛的结构设计不合理，影响煤炭的完全燃烧；另外，工业锅炉中链条炉排锅炉的炉排的形式及配风结构不合理，侧密封装置的安装及设计不合理，同样也会导致大量风窜出，引起机械不完全燃烧。
1.4 锅炉散热损失影响热效率提高
锅炉散热损失也是影响锅炉热效率提高的重要因素，在锅炉运行的过程中，在锅炉保温材料不完全绝热的情况下，锅炉介质的热量很容易通过烟风道、汽水管道等外表散发出来，形成热损失，使得锅炉的热效率降低。一般情况下，散热损失主要是因为锅炉炉墙有裂缝、锅炉表面保温效果不好、检修门内测绝缘材料脱落及炉门关不严等原因导致的。
2.1 工业锅炉设计中降低排烟热损失的措施探讨
降低排烟损失是提高锅炉热效率的重要措施之一，根据排烟损失的影响因素，从工业锅炉设计的角度降低排烟损失的措施主要从两个方面入手。首先，降低排烟温度。在工业锅炉设计中，降低排烟温度的措施主要由以下几点：（1）在锅炉设计过程中，要用科学的方法选定锅炉的排烟温度参数，这一参数的选定，对锅炉机组的经济型及尾部受热面的安全性有直接影响。因此，选择较低的排烟温度，并且在实际操作中尽量达到较低的排烟温度，能够有效的降低排烟损失，进而提高锅炉的热效率；（2）在对工业锅炉进行设计时，在尾部设计省煤器或空气预热器，一方面可以根据锅炉尾部的烟气热量给水加热，以降低排烟温度， 可以对燃料的着火条件及燃烧过程进行改善，从而提高燃烧温度，对炉膛的辐射进行强化；（3）对炉膛结焦进行治理；其措施主要包括以下几点：1.对锅炉运行中对底部的冷灰斗、风道及炉门和炉墙的密封情况进行检查；2.关闭入孔门及检查孔，以合理调整炉膛的负压；3.对鼓、引风机进行合理的选择，并对风机在特定时间供给的风量进行合理的选择，以避免烟风道及炉膛漏风的现象，从而有效的调整过量空气系数，减少排烟损失，从而提高锅炉的热效率。
2.2 工业锅炉设计中降低化学不完全燃烧损失的措施探讨
降低化学不完全燃烧损失也是提高锅炉热效率的重要措施。由于化学不完全燃烧主要是可燃气体燃烧不完全随燃气排除而导致的热损失，因此，在锅炉设计中，首先，要对煤种进行合理的选择，锅炉运行中要对炉膛出口的一氧化碳含量进行检测，对风量进行合理的调节，以有效的降低排烟中的一氧化碳含量；其次，对炉拱进行合理的设计，以有效的促进炉内气流的扰动，从而将炉内温度进行有效的提高，以便于均匀的配风，避免因局部风量不足而引起的化学不完全燃烧。
2.3 工业锅炉设计中降低机械不完全燃烧损失的措施探讨
提高工业锅炉的热效率，在工业锅炉设计中还要降低机械不完全燃烧。首先，对煤粉的系数进行合理的调整，将大块煤杂碎，对燃煤进行加湿处理，以增加年度，避免因碳粒过大而导致的煤炭不完全燃烧；其次，合理的进行炉膛结构的设置，促进煤炭的充分燃烧；再者，在工业锅炉链条炉排锅炉中，炉拱要按设计煤种进行配置，要解决煤种不适合而引起的燃烧不佳问题，主要有以下几个措施：（1）加设未燃带，砌筑耐火砖拱，将炉拱对炉排的遮盖面积进行加大，以适当的提高炉温；（2）对炉拱的形状、后拱及水平倾角、燃烧室拆烟墙的形状进行合理的设计，以延长烟气在炉内的停留时间；（3）对煤层厚度、炉排速度及过量空气系数进行合理的选择，避免漏风现象，实现合理配风，以有效的促进机械燃烧的完全性，提高工业锅炉的热效率。
2.4 工业锅炉设计中降低散热损失的措施探讨
降低散热损失也是提高工业锅炉热效率应该采取的措施。首先，要对工业锅炉的管道保温层及锅炉本体进行维护和保养，以有效的减少散热损失；其次，对工业锅炉供热系统中的阀门和接头部位的跑、冒、滴、漏等现象进行及时的处理，以避免热量的流失；再者，对锅炉辐射段保温层进行高温远红外涂料的填涂，以有效的提升炉膛的吸热能力，降低锅炉的热量损失，从而提高工业锅炉的热效率。
3 结束语
通过本文的分析，明确了在工业锅炉使用中影响热效率提高的主要原因，并从这些原因入手，从工业锅炉设计的角度探讨了提高热效率的主要措施。将这些措施应用到工业锅炉设计当中，必然会是工业锅炉的热效率得到提高，进而促进能源节省，提高工业企业的经济效益。
参考文献：
[1]边希昌.工业锅炉设计中提高热效率的探讨[J].科技致富向导,2011(3).
[2]吴文生.谈如何提高工业锅炉热效率[J].山西建筑,2012(6).