工業(yè)鍋爐經(jīng)濟運行分析

李晨順

(開灤集團服務分公司，河北唐山 063000)

引言:隨著國民經(jīng)持續(xù)發(fā)展和工業(yè)進程的不斷加快，能源的消耗量也逐漸增多，鍋爐作為一種耗能熱工設備，能否實現(xiàn)經(jīng)濟運行對節(jié)約能源，改善環(huán)境和穩(wěn)定供暖，都是至關(guān)重要的。影響鍋爐經(jīng)濟運行的因素有很多，主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

1.排煙溫度的影響

在排煙溫度200℃左右時的標準值約為:11%～12%。排煙溫度偏高、排煙量偏大，造成鍋爐的排煙熱損失增大。排煙溫度每增加15～20℃，排煙熱損失增加1%左右。

排煙溫度偏高的原因:有的鍋爐尾部沒有裝設受熱面，煙道余熱沒有被完全利用;大部分鍋爐沒有裝吹灰器，安裝了吹灰器的鍋爐也不使用或吹灰器年久失修不能使用;部分鍋爐(尤其是小容量鍋爐)占鍋爐總臺數(shù)的三分之一，沒有水處理裝備，由此造成積灰、結(jié)垢，影響傳熱能力，使得鍋爐熱效率降低。

排煙熱損失是鍋爐的主要熱損失之一，可達10%～20%。排煙熱損失主要取決于排煙溫度和過量空氣系數(shù)的大小。在鍋爐運行中為了減少排煙熱損失，應在滿足燃燒反應需要的前提下盡量保持較低的空氣系數(shù)，應盡可能避免燃料室及各部分煙道的漏風，以降低排煙熱損失。排煙溫度也不是越低越好，因為太低的排煙溫度勢必要增加鍋爐尾部受熱面，這是不經(jīng)濟的;同時還會增加通風阻力，增加引風機的電耗;此外過低的排煙溫度若低于煙氣露點以下，將會引起受熱面的腐蝕，危及鍋爐的安全運行。最合理的排煙溫度應根據(jù)排煙熱損失和尾部受熱面的金屬耗量與煙氣露點等進行技術(shù)經(jīng)濟核算來確定。

2.煙氣量的影響

因鍋爐的爐膛是負壓，如果爐門、灰斗、煙道等不嚴密，大量空氣被抽入爐膛，使爐膛和煙道中的煙氣量大大增多，造成過?？諝庀禂?shù)α偏大。標準要求機械層燃工業(yè)鍋爐過剩空氣系數(shù)α為1.4～1.5。鍋爐排煙溫度平均為230℃時，按過?？諝庀禂?shù)每增加0.1，排煙熱損失q2增加0.7%左右，可見過?？諝庀禂?shù)過大問題應引起我們的重視。造成過?？諝庀禂?shù)α(排煙量)過大的原因有:鼓、引風機不匹配，風機實際供給的風量偏大;爐墻、灰斗、爐門和煙道等處不嚴密，漏入冷風，破壞正常燃燒，增加排煙量，增大了排煙熱損失，還增加了引風機的耗電量。

3.過量空氣系數(shù)

過量空氣系數(shù)是一項重要指標，國家工業(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)測標準嚴格規(guī)定了鍋爐運行中過量空氣系數(shù)的合格指標，并作為鍋爐經(jīng)濟運行的關(guān)鍵指標之一進行監(jiān)控。各類不同類型的鍋爐，都有一個最佳過量空氣系數(shù)，但實際上幾乎所有的爐子都超過設計值。過量空氣系數(shù)，是根據(jù)燃料的性質(zhì)、燃燒方式、燃燒設備等條件來確定的，當過量空氣系數(shù)過大時，會造成燃煤與空氣混合不均勻，有的區(qū)域出現(xiàn)空氣不足，另外區(qū)域又嚴重過剩，致使爐膛溫度降低，排煙量增大，帶出熱量增加，也就是排煙熱損失增加。最好的做法是，在盡可能保證燃料得到充足的氧氣而完全燃燒的前提下，使過量空氣系數(shù)愈低，燃燒愈經(jīng)濟。

過量空氣系數(shù)大的原因主要有:爐排下部的風室隔斷不嚴，各風室互相串風、鍋爐煙氣系統(tǒng)的漏風，主要發(fā)生在鍋爐排放爐渣的部位、鍋爐本體的漏風、鍋爐儀表配備不夠齊全。

3.1 爐排下部的風室隔斷不嚴，各風室互相串風

鏈條鍋爐燃料的燃燒過程，是沿鏈條長度方向分布的。在爐排前部和后部不進行激烈的燃燒，需要少量的空氣;而中部主燃區(qū)則需要大量空氣。現(xiàn)代鍋爐的分室送風技術(shù)是在鏈條下面分成幾個風室，各個風室之間裝有隔板，每個風室可以獨立調(diào)節(jié)風量，保證燃燒良好。如果爐排下部的風室隔斷不嚴，各風室互相串風，或者爐排兩側(cè)密封不嚴，就不能按照在鍋爐內(nèi)的燃燒過程合理地分配空氣量。需要空氣的區(qū)段得不到足夠的空氣，而不需要空氣的區(qū)段卻大量進入空氣，從而大大影響其合理配風的有效性。

3.2 鍋爐煙氣系統(tǒng)的漏風

鍋爐煙氣系統(tǒng)的漏風，主要發(fā)生在鍋爐排放爐渣的部位大部分鍋爐出廠時安裝了機械除渣設備，但安裝不正確，比如安裝了鏈板除渣器，但沒有用渣斗插入水封中;有些鍋爐出廠時就沒安裝除渣器，甚至不配除渣門，鍋爐使用單位就做一個簡易出渣門，或用鋼板臨時堵一下除渣口，這樣做的效果很差，不能起到隔絕空氣的作用。

3.3 鍋爐本體的漏風

爐墻漏風也很普遍，但還不為人們所重視。鍋爐爐墻砌體一般是各類耐火磚、紅磚墻及保溫磚等，其本身氣密性就差，再加上耐火磚縫的耐火泥都是塑性的，這些都會導致鍋爐爐墻漏風。尤其是快裝鍋爐的爐墻較薄，如果爐墻砌筑不好，鍋爐漏風量將會很大;由于鍋爐整體剛性較差，鍋爐在運輸和吊裝過程中爐墻磚縫就會松動而漏風。

3.4 鍋爐儀表配備不齊全

一般10t/h以下鍋爐所配備的儀表除壓力表、水位計、溫度表外，大都沒有安裝氧量表或者空氣過剩系數(shù)表，這對鍋爐操作人員現(xiàn)場控制空氣系數(shù)帶來很大的限制。對于一時還加裝不上監(jiān)測儀表的鍋爐，可憑經(jīng)驗觀察火焰判斷燃燒情況，火焰呈青黃色表示空氣量合適，呈刺眼的白色表示空氣量過多，發(fā)黃呈桔紅色表示空氣量不足。另外根據(jù)排出的煙氣顏色，也能幫助判斷空氣量的多少，煙氣呈淡灰色表示空氣量合適，呈白色表示空氣量過剩，黑色表示空氣量不足。

4.爐渣含碳量

爐渣含碳量主要用于反應鍋爐的機械不完全燃燒熱損失。它是指一部分燃料進入鍋爐以后，沒有參與燃燒化學反應，就隨著各種途徑帶出爐外面而造成的熱能損失。對層燃爐來說，機械不完全燃燒熱損失是最大的損失項，可達15% ～20%以上。

爐渣含碳量高的原因:煤的水分、揮發(fā)分和粒度的影響、鍋爐運行參數(shù)調(diào)整不合理、爐膛溫度過低、鍋爐結(jié)構(gòu)設計不合理。

在層燃爐中，燃煤水分和揮發(fā)分對煤炭著火的快慢和燃燒溫度的高低有顯著的影響，另外煤粒度過大，或原煤未經(jīng)洗揀都會造成煤炭燃燒不完全。煤炭水分過大，會造成煤著火延后;煤炭的揮發(fā)分高，就容易著火燃燒，反之，就不易著火，所以燃用煤炭水分過大或者揮發(fā)份較小的煤種，因著火推遲，最后導致在整個燃燒過程結(jié)束時，煤炭來不及完全燃盡，造成爐渣含碳量超標。

5.鍋爐本體熱損失

5.1 鍋爐散熱損失q5

工業(yè)鍋爐的q5平均為3% ～4%以上，不可小看這項熱損失，它主要是由于鍋爐表面保溫較差;維護不好，有的墻裂縫，有的人孔門、檢修門內(nèi)側(cè)的絕熱材料脫落;爐門燒壞變形，關(guān)不嚴等造成的。

5.2 爐體外表面溫度

由于鍋爐爐墻、金屬結(jié)構(gòu)及鍋爐范圍內(nèi)的煙風道、汽水管道、聯(lián)箱等外表面高于周圍環(huán)境溫度，致使向周圍環(huán)境散失的熱量，叫做散熱損失。鍋爐散熱的大小主要取決于單位鍋爐的容量相對表面積的大小和外壁溫度，外壁相對面積越大，外壁溫度越高，向周圍環(huán)境的散熱量也越大。對≤35t/h的工業(yè)鍋爐，散熱損失大約占總的輸入熱量的1% ～3.5%。

5.3 鍋爐運行參數(shù)調(diào)整不合理

從具體因素來看，爐體外表面散熱損失主要取決于以下幾點:鍋爐容量的大小、是否布置尾部受熱面、爐墻的保溫絕熱狀況、鍋爐的實際運行安裝維修水平。

6.鍋爐結(jié)構(gòu)設計不合理

爐膛太小，造成熱負荷低，使燃燒不良;前拱幾何形狀及高度不適，使著火點推遲;后拱過高或過短使余煤不能燃盡。爐渣含碳量在一定程度上代表了煤炭燃燒的完全程度，是反映鍋爐節(jié)能運行狀況的重要指標。雖然爐渣含碳量并不能絕對地反映出鍋爐熱效率的高低，但在實踐中經(jīng)常注意爐渣的色澤，是監(jiān)督鍋爐運行的重要手段。我們可以從灰渣的色澤變化，及時發(fā)現(xiàn)影響鍋爐正常燃燒的原因，排除不良因素，提高鍋爐運行的熱效率。

7.爐膛溫度過低

爐膛溫度的高低是燃料燃燒好壞的重要因素，過低的爐膛溫度不能維持爐膛內(nèi)良好的燃燒。為了保證爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定，爐膛出口的溫度不宜低于800℃。爐膛溫度偏低是目前工業(yè)鍋爐運行中較為普遍的問題。造成的原因除了漏風嚴重和風量配置不當外，助燃拱的型式、低負荷、爐膛水冷系數(shù)過大等也是造成爐膛溫度低的主要因素。

8.鍋爐運行參數(shù)不匹配

鍋爐運行參數(shù)主要包括煤層厚度、進煤速度、風煤配比等。機械化層燃爐煤層過厚，燃煤不易燒透，造成燃燒不完全;進煤速度太快，燃煤還沒有完全燃燒就已經(jīng)到達爐排末端，被排出爐膛;煤風配比不合適，不能根據(jù)煤層厚度、爐排速度和煤的燃燒情況，適當調(diào)整送風機風門開度，以保證提供充足的氧氣供煤炭充分燃燒，使爐渣含碳量增加。

結(jié)束語

工業(yè)鍋爐的經(jīng)濟運行，不僅可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益，還是降低能耗、減少環(huán)境污染、造福子孫后代的有益事業(yè)。因此，通過積極實施節(jié)能技術(shù)措施，提高鍋爐的運行熱效率，保障工業(yè)鍋爐經(jīng)濟運行，達到降低鍋爐消耗的目的。