火電廠如何提高鍋爐熱效率

余橋林

(大唐湘潭發(fā)電有限責(zé)任公司， 湖南 湘潭 411100)

火電廠如何提高鍋爐熱效率

余橋林

(大唐湘潭發(fā)電有限責(zé)任公司， 湖南 湘潭 411100)

排煙熱損失，化學(xué)不完全燃燒熱損失，機(jī)械不完全燃燒熱損失，散熱損失，灰渣物理熱損失是鍋爐的主要熱損失。其中排煙熱損失，機(jī)械不完全燃燒熱損失在鍋爐各項(xiàng)熱損失中所占比例較大,本文通過(guò)對(duì)燃煤鍋爐風(fēng)量的調(diào)整、煤粉細(xì)度的控制等方面來(lái)降低排煙熱損失、機(jī)械不完全燃燒熱損失，從而提高鍋爐效率。

鍋爐熱效率；排煙熱損失；機(jī)械不完全燃燒熱損失；過(guò)?？諝庀禂?shù)；煤粉細(xì)度

0 引言

鍋爐熱效率是指單位時(shí)間內(nèi)鍋爐有效利用熱量占鍋爐輸入熱量的百分比，或相應(yīng)于每千克燃料，或每標(biāo)準(zhǔn)立方米氣體燃料所對(duì)應(yīng)的輸入熱量中有效利用熱量所占百分比。

燃料送入鍋爐的熱量，其中大部分被鍋爐受熱面吸收，產(chǎn)生水蒸氣。這是被利用的有效熱量。而另一部分熱量損失掉了，這部分熱量，稱(chēng)為熱損失。提高鍋爐熱效率就是增加有效利用熱量，減少鍋爐各項(xiàng)熱損失，其中重點(diǎn)是降低鍋爐排煙熱損失和機(jī)械未完全燃燒損失。

1 火電廠提高鍋爐熱效率的途徑

在發(fā)電廠鍋爐設(shè)備運(yùn)行中，努力設(shè)法提高鍋爐的熱效率，降低燃料消耗量，提高鍋爐的經(jīng)濟(jì)性，是十分重要的，【鍋爐的效率計(jì)算公式：η=[100-（q2+q3+q4+q5+q6）]%】從熱平衡計(jì)算熱效率公式中看，減小鍋爐各項(xiàng)熱損失，努力提高可利用的有效熱量，是提高鍋爐熱效率的唯一途徑。

鍋爐的熱損失主要包括排煙熱損失、化學(xué)未完全燃燒熱損失、機(jī)械未完全燃燒熱損失、爐本體的散熱損失、灰渣物理熱損失。對(duì)于大容量電站鍋爐，化學(xué)未完全燃燒熱損失已相當(dāng)小，只要鍋爐不出現(xiàn)嚴(yán)重缺風(fēng)運(yùn)行的異常工況，降低這項(xiàng)損失的可能性不大，在鍋爐運(yùn)行中，其本體的散熱面積和保溫條件已經(jīng)定型，從運(yùn)行角度去降低鍋爐散熱損失也不大可能，灰渣物理熱損失所占比例相對(duì)很小，通過(guò)運(yùn)行降低這項(xiàng)損失的手段不多，由此可見(jiàn)，排煙熱損失，機(jī)械未完全燃燒熱損失在鍋爐各項(xiàng)熱損失中所占比例較大，實(shí)際運(yùn)行中其變化也較大，因此盡力降低這兩項(xiàng)損失是提高鍋爐熱經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。

2 降低排煙熱損失

2.1 防止受熱面結(jié)渣和積灰

排煙熱損失是鍋爐各項(xiàng)熱損失中最大的一項(xiàng)，一般為送入熱量的6%左右；排煙溫度每增加12～15℃，排煙熱損失增加1%。

由于溶渣和灰的傳熱系數(shù)很小，鍋爐受熱面結(jié)渣積灰會(huì)增加受熱面的熱阻，同樣大的鍋爐受熱面積，如果結(jié)渣積灰，傳給工質(zhì)的熱量將大幅度減小，會(huì)提高爐內(nèi)和各段煙溫，從而使排煙溫度升高，運(yùn)行中，合理調(diào)整風(fēng)、粉配合，調(diào)整風(fēng)速風(fēng)率，避免煤粉刷墻，防止?fàn)t膛局部溫度過(guò)高，均可有效的防止飛灰粘結(jié)到受熱面上形成結(jié)渣，運(yùn)行中應(yīng)定期進(jìn)行受熱面吹灰和及時(shí)除渣，可減輕和防止積灰，結(jié)焦，保持排煙溫度正常。

2.2 合理運(yùn)行煤粉燃燒器

大容量鍋爐的燃燒器一次風(fēng)噴口沿爐膛高度布置有數(shù)層，當(dāng)鍋爐減負(fù)荷或變工況運(yùn)行時(shí)，合理的投停不同層次的燃燒器，會(huì)對(duì)排煙溫度有所影響，在鍋爐各運(yùn)行參數(shù)正常的情況下，一般應(yīng)投用下層燃燒器，以降低爐膛出口溫度和排煙溫度。

2.3 注意給水溫度的影響

鍋爐給水溫度降低會(huì)使省煤器傳熱溫差增大，省煤器吸熱量將增加，在燃料量不變時(shí)排煙溫度會(huì)降低，但在保持鍋爐蒸發(fā)量不變時(shí)，蒸發(fā)受熱面所需熱量增大，就需增加燃料量，使鍋爐各部煙溫回升，這樣排煙溫度受給水溫度下降和燃料量增加兩方面影響，一般情況下保持鍋爐負(fù)荷不變，排煙溫度會(huì)降低，但利用降低給水溫度來(lái)降低排煙溫度不可取，會(huì)因汽機(jī)抽汽量減小使電廠熱經(jīng)濟(jì)性降低。

2.4 避免進(jìn)入鍋爐風(fēng)量過(guò)大

鍋爐生成煙氣量的大小，主要取決于爐內(nèi)過(guò)?？諝庀禂?shù)及鍋爐的漏風(fēng)量，鍋爐安裝和檢修質(zhì)量高，可以減少漏風(fēng)量，但是送入爐膛有組織的總風(fēng)量卻和鍋爐燃料燃燒有直接關(guān)系，在滿足燃燒正常的條件下，應(yīng)盡量減少送入鍋爐的過(guò)剩空氣量，過(guò)大的過(guò)剩空氣系數(shù)，既不利于鍋爐燃燒，也會(huì)增加排煙量使鍋爐效率降低，正確監(jiān)視分析鍋爐氧量表和風(fēng)壓表，是合理配風(fēng)的基礎(chǔ)。

2.5 注意制粉系統(tǒng)運(yùn)行的影響

對(duì)中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)， 運(yùn)行中應(yīng)注意減小三次風(fēng)量。三次風(fēng)一般設(shè)計(jì)布置在燃燒器的最上層，由于三次風(fēng)的風(fēng)溫不高，并含有一定煤粉，三次風(fēng)的噴入會(huì)推遲燃燒，使火焰中心提高，從而提高排煙溫度。

運(yùn)行中，合理調(diào)整制粉系統(tǒng)，保證合格的煤粉細(xì)度，提高各分離元件的分離效率，盡量減小三次風(fēng)的含粉量，有利于保持爐內(nèi)正常的火焰中心不使其抬高。

3 減少機(jī)械未完全燃燒熱損失

3.1 合理調(diào)整煤粉細(xì)度

煤粉細(xì)度是影響灰渣可燃物的主要因素之一，理論上，煤粉越細(xì)，燃燒后的可燃物越少，有利于提高燃燒經(jīng)濟(jì)性，但煤粉越細(xì)，受熱面越易粘灰，影響傳熱效率，增大制粉電耗，但是煤粉過(guò)粗，炭顆粒大，很難完全燃燒，飛灰可燃物含量將會(huì)大大升高，所以應(yīng)選擇合理的煤粉細(xì)度值來(lái)降低固體未完全燃燒熱損失。

3.2 控制適量的過(guò)?？諝庀禂?shù)

煤中炭顆粒的完全燃燒需要與足夠的氧氣進(jìn)行混合，送入爐內(nèi)的空氣量不足，不但會(huì)產(chǎn)生不完全燃燒氣體，還會(huì)使炭顆粒燃燒不完全，但空氣量過(guò)大，又會(huì)使?fàn)t膛溫度下降，影響完全燃燒。因而過(guò)剩空氣系數(shù)過(guò)大或過(guò)小均對(duì)炭顆粒的完全燃燒不利，應(yīng)通過(guò)燃燒調(diào)整試驗(yàn)確定合適的過(guò)?？諝庀禂?shù)。

3.3 加強(qiáng)燃燒調(diào)整

爐膛內(nèi)燃料燃燒的好壞，爐膛溫度的高低，煤粉進(jìn)入爐膛時(shí)著火的難易，對(duì)飛灰及灰渣可燃物的含量有直接影響，爐膛內(nèi)燃燒工況不好，就不會(huì)有較高的爐膛溫度，煤粉進(jìn)入爐膛后，就沒(méi)有足夠的熱量預(yù)熱和點(diǎn)燃，必將推遲燃燒，增加飛灰含炭量，要使?fàn)t膛內(nèi)燃燒工況正常，需對(duì)燃燒器的風(fēng)率配比，一次風(fēng)粉濃度及風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，掌握燃燒器特性，使鍋爐處于最佳燃燒工況下，重視燃燒工況的調(diào)整是減少機(jī)械未完全燃燒熱損失的重要方面。

3.4 保證鍋爐的燃煤質(zhì)量

燃煤的組成成分對(duì)提高燃燒速度和燃燒完全程度的影響很大，揮發(fā)份多的煤易著火燃燒，揮發(fā)份少的煤著火困難且不易燃燒完全，煤中的灰份多會(huì)阻礙可燃質(zhì)與氧氣的接觸，使炭粒不易燃燒完全，影響鍋爐熱效率，煤中灰的組成成分不同還直接影響灰熔點(diǎn)的高低，對(duì)受熱面的結(jié)渣，積灰和磨損都有影響，而煤中水分過(guò)多也不利于燃燒，使著火困難，并降低燃燒溫度，還會(huì)使煙氣體積增大而降低鍋爐效率。因此保證燃用設(shè)計(jì)煤種是鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵。

4 其他熱損失

化學(xué)不完全燃燒熱損失是由于煙氣中含有可燃?xì)怏w造成的熱損失。這些氣體主要是一氧化碳，另外還有微量的氫和甲烷。降低化學(xué)不完全燃燒損失：主要保持適當(dāng)?shù)倪^(guò)?？諝庀禂?shù)，保持各燃燒器不缺氧燃燒，保持較高的爐溫并使燃料與空氣充分混合。降低排污熱損失：保證給水品質(zhì)，降低排污率。

另外，加強(qiáng)檢修和運(yùn)行工藝，從維護(hù)上下功夫減少鍋爐汽水損失，從以下方面減小汽水損失：保證鍋爐的給水品質(zhì)，鍋爐的給水品質(zhì)高，在鍋爐設(shè)計(jì)的鍋水濃縮倍率下，排污率減??；提高汽水分離裝置的安裝和檢修質(zhì)量，提高汽水分離效果；運(yùn)行中保持鍋爐負(fù)荷，水位，汽壓等參數(shù)穩(wěn)定，使鍋爐汽水分離裝置在正常情況下運(yùn)行；在鍋爐啟停和異常情況下，及時(shí)合理的開(kāi)啟和關(guān)閉疏水，運(yùn)行中認(rèn)真檢查疏水門(mén)，排污門(mén)有無(wú)泄漏，及時(shí)處理，減少不必要的熱量損失。

5 結(jié)語(yǔ)

由此可見(jiàn)，排煙熱損失，機(jī)械不完全燃燒熱損失在鍋爐各項(xiàng)熱損失中所占比例較大，采取措施降低這兩項(xiàng)損失將大大提高鍋爐熱效率。但要做好此項(xiàng)工作是一個(gè)涉及運(yùn)行管理水平和技術(shù)能力的綜合性的問(wèn)題，與管理、運(yùn)行、檢修各環(huán)節(jié)直接有關(guān)。只有從這三個(gè)環(huán)節(jié)入手，才能取得滿意的效果。

[1]于潔，韓淑芬.《鍋爐運(yùn)行與維護(hù)》[M].北京理工大學(xué)出版社.2014.

[2]黃新元.《電站鍋爐運(yùn)行與燃燒調(diào)整》[M].中國(guó)電力出版社.2016.

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1007-6344（2017）09-0023-01