淺析如何提高電站鍋爐效率

任遠(yuǎn)波

摘 要：本文通過對電站鍋爐效率性能指標(biāo)的研究，利用相關(guān)的計(jì)算公式，從理論上分析主要影響因素，剖析指標(biāo)分解及構(gòu)成，針對性制定預(yù)控措施，為電站EPC項(xiàng)目提供支持。

關(guān)鍵詞：電站;鍋爐效率;影響;分析;預(yù)控

中圖分類號：TQ1V23 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）13-0118-02

1 現(xiàn)狀

隨著技術(shù)的發(fā)展，業(yè)主對電站鍋爐效率性能的要求越來越高，為了贏得市場，滿足合同要求，致使很多性能指標(biāo)越來越激進(jìn)，甚至冒進(jìn)，因此，如何把控或預(yù)控性能指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)成了EPC項(xiàng)目工作的重中之重，也是考驗(yàn)一個(gè)公司從設(shè)計(jì)、采購、監(jiān)造、施工以及調(diào)試等全鏈條的性能預(yù)控能力;但由于各環(huán)節(jié)人員對性能指標(biāo)認(rèn)知或了解并不充分，制定措施無從下手或缺少針對性，存在一定的盲目性，因此，本文主要結(jié)合摩洛哥杰拉達(dá)350MW電站EPC項(xiàng)目，對電站鍋爐效率性能指標(biāo)影響因素進(jìn)行分析及預(yù)控，提煉主要預(yù)控方向，給出針對性預(yù)控建議。

2因素分析

2.1鍋爐效率影響分析

鍋爐效率是指鍋爐的有效利用熱量占鍋爐輸入燃料低位發(fā)熱量的百分比ηg[1]：

公式：

Q1：單位鍋爐輸出熱量;Qar，net：燃料低位發(fā)熱量;q2：干煙氣損失;q3：煤種H2與H2O熱損失;q4：空氣中水分引起損失;q5：燃料不完全燃燒;q6：輻射及對流熱損失;q7：不可計(jì)熱損失。

2.2識別影響因素

（1）采用反平衡計(jì)算方法[2]，鍋爐效率主要取決于各項(xiàng)損失，以下為杰拉達(dá)350MW電站鍋爐實(shí)際試驗(yàn)工況下測量的損失：

通過2.1鍋爐效率計(jì)算公式，并結(jié)合對350MW鍋爐的實(shí)際測量得知，影響因素主要有：

1）干煙氣損失;2）煤種H2與H2O熱損失;3）空氣中水分引起損失;4）燃料不完全燃燒;5）輻射及對流熱損失;6）不可計(jì)熱損失。

其中1）、5）及6）一般取設(shè)計(jì)值，2）跟煤質(zhì)有關(guān)系，試驗(yàn)時(shí)確認(rèn)符合試驗(yàn)要求煤質(zhì)即可，3）為大氣條件，不可預(yù)控，4）項(xiàng)為可以預(yù)控?fù)p失。因此，本次識別主要對象為不完全燃燒損失。

（2）采用正平衡方法[3]，鍋爐效率為輸入與輸出熱量比值，輸入為煤，輸出為蒸氣，由于按完全損失計(jì)算，不能發(fā)現(xiàn)鍋爐輸出能量問題，因此我們也應(yīng)從輸出能量上進(jìn)行探討措施，實(shí)際采用正平衡分析，正平衡熱效率的計(jì)算公式可用下式表示：

熱效率=有效利用熱量/燃料所能放出的全部熱量×100%=鍋爐蒸發(fā)量×（蒸汽焓-給水焓）/燃料消耗量×燃料低位發(fā)熱量×100%。

式中，鍋爐蒸發(fā)量-實(shí)際測定，kg/h;蒸汽焓-由表焓熵圖查得，kJ/kg;給水焓-由焓熵圖查得，kJ/kg;燃料消耗量-實(shí)際測出，kg/h;燃料低位發(fā)熱量-實(shí)際測出，kJ/kg。

從上述熱效率計(jì)算公式可以看出，正平衡試驗(yàn)只能求出鍋爐的熱效率，而不能得出各項(xiàng)熱損失。因此，通過正平衡試驗(yàn)只能了解鍋爐的蒸發(fā)量大小和熱效率的高低，不能找出原因，無法提出改進(jìn)的措施，但是這并不妨礙本次識別的對象：輻射換熱、工質(zhì)流失、汽水阻力、管道清潔度。

（3）綜合分析。綜上所述，鍋爐效率影響識別因素分別為不完全燃燒、輻射換熱、工質(zhì)流失、汽水阻力、管道清潔度。

3 預(yù)控措施

從理論角度分析得知鍋爐在正常運(yùn)行的狀態(tài)下，其輸入的熱量應(yīng)與輸出的熱量保持平衡，但是在實(shí)際運(yùn)行中，往往會出現(xiàn)復(fù)雜多變的問題影響鍋爐效率的提高，因此為了提高鍋爐有效利用的熱量，通過降低各項(xiàng)熱損失，加強(qiáng)鍋爐燃燒調(diào)整等解決方法來提高鍋爐效率是正確的。針對上述分析出的五個(gè)因素，進(jìn)行具體分析并提出預(yù)控措施。

3.1不完全燃燒控制措施

不完全燃燒主要由大渣、飛灰、CO三部分組成。由燃料種類和燃燒方式?jīng)Q定，同時(shí)受外界條件的影響比較多，與燃用的煤質(zhì)、煤粉細(xì)度、運(yùn)行工況、燃燒效率、燃盡時(shí)間、運(yùn)行調(diào)整手段均有關(guān)系;鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)除以上考慮因素外，也應(yīng)借鑒與該煤種相近的鍋爐運(yùn)行情況，同時(shí)根據(jù)煤種情況和煤粉細(xì)度估算大渣和飛灰的大小，從而確定出該項(xiàng)熱損失的大小。

首先，鍋爐配置成熟的燃燒器，還要考慮如何保證爐膛內(nèi)充分燃燒，確保擁有足夠燃燒行程（即爐膛高度），相關(guān)措施也已在上部分列出;其次，安裝專業(yè)要檢查燃燒器，保證燃燒器安裝角度;再次，調(diào)試單位做好冷風(fēng)力場試驗(yàn)，摸清爐內(nèi)氣流分布情況，同時(shí)，調(diào)整煤粉最佳細(xì)度，并加以優(yōu)化燃燒調(diào)整，對照灰渣、飛灰、CO測試結(jié)果，尋找最佳運(yùn)行工況，為試驗(yàn)單位提供參考，一般CO控制會很低或?yàn)榱?試驗(yàn)單位在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，確保不完全燃燒降到最低。

3.2 輻射換熱控制措施

輻射換熱由爐膛布置形式、周界表面積、保溫層厚度和環(huán)境溫差等決定，雖然此項(xiàng)損失作為鍋爐損失的一部分，但就其難于測量、工作量大，一般取鍋爐設(shè)計(jì)值，但如果保溫效果控制好，可以進(jìn)一步降低輻射換熱，其影響也不容忽略;根據(jù)以往各項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，爐膛燃燒區(qū)域處于強(qiáng)烈燃燒狀態(tài)，其保溫外層超溫可能性較大，有時(shí)可達(dá)70℃～80℃，尤其是燃燒器部位，最高可達(dá)120℃，同時(shí)，入孔門區(qū)域也可能存在超溫情況。

鍋爐運(yùn)行中受熱面會積灰和結(jié)渣，影響鍋爐正常燃燒，爐膛結(jié)渣將使水冷壁輻射吸熱量減少，為保證鍋爐出力，必須增加燃料量，而使?fàn)t膛出口煙溫升高，煙氣量增加，排煙損失增加，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)水冷壁爆管。

對流受熱面積灰將使傳熱系數(shù)K降低，吸熱量減少，排煙溫度升高。加強(qiáng)鍋爐運(yùn)行期間的定期吹灰不僅可以提高換熱效率，也可降低排煙溫度，提高鍋爐的燃燒效率。

由于灰和熔渣的傳熱系數(shù)較小，如果積灰和結(jié)渣比較嚴(yán)重，傳給工質(zhì)的熱量將大幅度減少，所以爐膛內(nèi)風(fēng)粉配比調(diào)整要合理，風(fēng)速和風(fēng)率調(diào)整要適當(dāng)，防止煤粉沖刷爐墻，避免爐膛局部溫度過高，定期對受熱面進(jìn)行吹灰和除渣。