優(yōu)化電廠鍋爐效率的策略分析

蘇新城

【摘 要】電廠的鍋爐效益提高能直接影響發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。影響電廠鍋爐效益的原因很多，只有分析出影響鍋爐效益的真正原因，才能做出相應(yīng)的措施，來提高發(fā)電廠的鍋爐效益。

【關(guān)鍵詞】效率；煤耗；熱量損失；蒸汽參數(shù)；熱偏差

0.引言

現(xiàn)從燃燒角度分析，通過燃燒調(diào)整，降低鍋爐、汽輪機(jī)組的發(fā)電煤耗。為提高機(jī)組效率，就鍋爐而言，一方面應(yīng)通過調(diào)整運(yùn)行方式盡量減少各種損失，另一方面，則應(yīng)提高蒸汽參數(shù)，減少減溫水量和排污量。燃燒調(diào)整的目的就是為了提高燃燒的經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性，消除熱偏差，防止鍋爐結(jié)焦、堵灰、積結(jié)油垢、高低溫腐蝕，防止金屬過熱，促使煤粉在爐內(nèi)完全迅速燃燒。減少鍋爐的各項(xiàng)損失。

1.影響電廠鍋爐效率的原因分析

1.1排煙損失的熱量

在鍋爐的各項(xiàng)熱損失中，排煙熱損失是最大的一項(xiàng)。影響排煙損失的主要因素是排煙溫度和爐內(nèi)過量空氣系數(shù)及鍋爐漏風(fēng)量，受熱面積灰和結(jié)焦，環(huán)境溫度（即空氣預(yù)熱器人口爐煙的成分）。排煙溫度越高、過量空氣系數(shù)越大，漏風(fēng)量越大，造成的排煙損失也越大。爐膛出口過量空氣系數(shù)過大或過小，都會(huì)使鍋爐熱效率降低，爐膛及煙道各處漏風(fēng)，都將使排煙處的過量空氣系數(shù)增大，只能增加排煙損失和吸風(fēng)機(jī)電耗，而不能改善燃燒，爐膛漏風(fēng)還可能對(duì)燃燒帶來不利影響。排煙溫度升高會(huì)使排煙焓值增加，造成排煙損失增大。另外，鍋爐運(yùn)行時(shí)，也對(duì)排煙損失有影響，當(dāng)受熱面結(jié)焦、積灰和結(jié)垢時(shí)，會(huì)使傳熱減弱，排煙損失增大。

1.2化學(xué)未完全燃燒損失的熱量

化學(xué)不完全燃燒熱損失是指排煙中含有未燃盡的一氧化碳、氫等可燃?xì)怏w所造成的熱損失。影響化學(xué)不完全燃燒熱損失的主要因素是爐內(nèi)過量空氣系數(shù)、燃料的揮發(fā)分、爐膛溫度、燃料與空氣混合情況和爐膛結(jié)構(gòu)等。過量空氣系數(shù)過小，氧氣供應(yīng)不足，會(huì)使化學(xué)未完全燃燒損失增大，過量空氣系數(shù)過大，又會(huì)使?fàn)t溫降低。一氧化碳不易著火燃燒，化學(xué)未完全燃燒損失也會(huì)增大。一般燃用揮發(fā)分較多的燃料，爐內(nèi)可燃?xì)怏w增多，易出現(xiàn)不完全燃燒。尤其是燃用揮發(fā)分較高的燃料，而爐膛溫度又低，燃料與空氣混合又不良，必將使燃燒反應(yīng)減弱和可燃?xì)怏w得不到充足的氧氣，從而使化學(xué)未完全燃燒損失大大增加，當(dāng)爐內(nèi)空氣動(dòng)力工況不良，火焰不能很好地充滿爐膛時(shí)，化學(xué)未完全燃燒損失也會(huì)增加。鍋爐在低負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，會(huì)使?fàn)t溫降低，燃燒不穩(wěn)定，使化學(xué)未完全燃燒損失增大。

1.3機(jī)械未完全燃燒損失的熱量

機(jī)械未完全燃燒熱損失是灰中含有未燃盡的碳造成的熱損失。它是由爐煙帶出的飛灰和爐底排出的爐渣中的殘?zhí)荚斐傻?。影響此?xiàng)損失的因素有燃料性質(zhì)、煤粉細(xì)度、燃燒方式、爐膛結(jié)構(gòu)、鍋爐負(fù)荷、爐內(nèi)空氣動(dòng)力工況以及運(yùn)行操作情況等。煤中灰分和水分越大，揮發(fā)分越少，煤粉越粗，則機(jī)械未完全燃燒熱損失越大。鍋爐負(fù)荷過高，會(huì)使煤粉在爐內(nèi)停留時(shí)間過短，來不及燒透，而鍋爐負(fù)荷過低，又會(huì)使?fàn)t溫降低，燃燒反應(yīng)減慢，都將使機(jī)械未完全燃燒熱損失增加。爐內(nèi)空氣動(dòng)力工況不良，火焰不能很好地充滿爐膛，過量空氣系數(shù)控制不當(dāng)，一、二次風(fēng)調(diào)整不合適，都會(huì)使機(jī)械未完全燃燒熱損失增加。燃燒過程中，縮短煤粉著火時(shí)間，同時(shí)，延長煤粉在爐膛中燃燒停留時(shí)間，使碳粒盡可能完全燃燒，將會(huì)降低煤粉的未完全燃燒熱損失，提高鍋爐效率。

1.4散熱損失的熱量

散熱損失是指鍋爐在運(yùn)行中，由于汽包、聯(lián)箱、汽水管道、爐墻等的溫度均高于外界空氣溫度而散失到空氣中去的那部分熱量。影響散熱損失的主要因素有鍋爐額定蒸發(fā)量、鍋爐實(shí)際蒸發(fā)量、外表面積、水冷壁和爐墻結(jié)構(gòu)、管道保溫以及周圍環(huán)境情況等。運(yùn)行中的鍋爐負(fù)荷越小，相對(duì)的散熱損失越大。如果爐墻及管道的保溫不好，外界空氣溫度低且流動(dòng)快，都會(huì)增大散熱損失。

1.5灰渣物理損失的熱量

灰渣物理的熱損失是指高溫爐渣排出爐外所造成的熱量損失。

影響灰渣物理的熱損失的因素有燃料灰分、爐渣份額以及爐渣溫度。爐渣份額大小主要與燃燒方式有關(guān)。爐渣溫度主要與排渣方式有關(guān)。

2.優(yōu)化鍋爐效率的策略

面對(duì)以上的問題，直接對(duì)癥下藥才是好的。針對(duì)于在燃料方面的問題。首先我們要看到煤炭的質(zhì)量提高的過程中，雖然是在成本上有所提高，但是在其產(chǎn)出上也有所提高，并且如果采用高質(zhì)量，高純度的燃料，可以在環(huán)境上得到收益。所以首先就是在原料的選擇上要有一個(gè)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照這個(gè)規(guī)格進(jìn)行選擇，使得在第一關(guān)卡上就避免問題的出現(xiàn)。然后就是在操作員工培訓(xùn)的問題上，操作人員直接關(guān)系到效率是否能夠得到提高，所以電力局和電廠的有關(guān)部門應(yīng)該以予重視，經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn)，并且可以考慮大學(xué)生中選擇人才。具有專業(yè)素養(yǎng)，在操作過程中能夠依據(jù)實(shí)際問題的不同而當(dāng)場(chǎng)變動(dòng)方法是十分重要的。而后就是鍋爐的本身問題，我們可以在選材上下功夫，選擇價(jià)格合適性價(jià)比高的材料來制作鍋爐，在與國際接軌的過程中，與技術(shù)成熟的國家合作，借鑒好的技術(shù)，使得材料上，特別是絕熱材料上采用盡可能壽命長的，這樣可以增加維修周期。再者就是維修問題，每個(gè)電廠都應(yīng)該成立一個(gè)紀(jì)律嚴(yán)明的維修部門，使得機(jī)器一旦出現(xiàn)問題的情況下，在第一時(shí)間就有人去維修。

管道的布置上要有進(jìn)一步的改進(jìn)。汽水管道、煤氣管道和風(fēng)煙管道的彎頭和閥門可增大管道中流體流動(dòng)的阻力。這些閥門的設(shè)立就是為了使燃料和進(jìn)風(fēng)口的比例能夠得到合適的調(diào)節(jié)，所以在這些管道的布置上盡可能避免彎管接頭的使用，在彎管處氣體會(huì)有壓力，這樣產(chǎn)生的阻力使得流體的流速減慢，而這關(guān)系到空氣和燃料的配比，就算采用也要采用曲率半徑大的彎管，使得在閥門不需要完全打開的情況下也使得燃燒地盡可能充分。

再者就是熱損失。關(guān)于排煙熱損失，一般排煙溫度每升高15℃，排煙熱損失將上升1%。而排煙時(shí)固體小顆粒的溫度有這幾個(gè)因素決定，一個(gè)是鍋爐的受熱面積，鍋爐的受熱面積越大，表示與固體小顆粒的接觸面越大，這樣煙的溫度就越低。

所以在設(shè)計(jì)鍋爐的形狀的時(shí)候要考慮到這個(gè)因素，比如使鍋爐中的水冷管的長度加長或者使其彎曲度增加，還有使得鍋爐形狀偏向橢圓或圓形。還有就是廢垢的問題，像水垢一樣，它增加了鍋爐的厚度，阻止了熱交換，所以要定期清洗避免其減小而積。而關(guān)十表而熱損失，這就關(guān)系大上訴中的絕熱材料及其維修工作的進(jìn)行，對(duì)于大型的電廠，可以采用進(jìn)口的材料或新型材料，再用的傳統(tǒng)材料的情況下，可以保持修繕的順利進(jìn)行?；以奶幚?，其實(shí)可以進(jìn)行二次利用，比如在一些專門的機(jī)器中，就可以重復(fù)利用這些還含有大量能源的材料進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)。

太大的顆粒煤炭要被剔除，進(jìn)行加工成為標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的顆粒之后才能夠很好地燃燒。在燃料的投入的管道中可以設(shè)有多種的篩選裝置，達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。火焰在爐膛中的位置也是個(gè)重要的囚素，可通過調(diào)節(jié)各層熱風(fēng)閥的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)?？梢詰?yīng)用十產(chǎn)生高溫的蒸汽時(shí)，減少溫水的使用上采用，使燃料的路線變長，空間變大，燃燒變充分，降低負(fù)荷，使得效率顯著提高。

3.總結(jié)

在我國的電廠中，總是存在鍋爐效率低下的問題，由于遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國際標(biāo)準(zhǔn)因而要受到重視。特別是在火電廠對(duì)十民生的重要地位上，我們一定要看到必要性。通過通篇的討論，在其產(chǎn)生原因上歸結(jié)為設(shè)備問題和燃料問題還有內(nèi)部人員問題。而相對(duì)應(yīng)的有一系列的相關(guān)措施，這些措施有些己經(jīng)在應(yīng)用過程中。對(duì)于效率問題，通過不獨(dú)斷的發(fā)展，在近期內(nèi)應(yīng)該可以取得突破。只有真正地做到科學(xué)合理地進(jìn)行使用和研究還有保護(hù)，才能使其更加地先進(jìn)，效率更高。