如何提高锅炉热效率

  2022-10-27         0次

锅炉是用途广、使用频率高的重要的特种设备之一。

锅炉热效率是指单位时间内锅炉总有效利用热量占输入锅炉总热量的百分比。

如何能提高锅炉热效率，节约燃料，是国家和企业共同关心的问题。

提高锅炉热效率就是增加有效利用热量，减少锅炉各项热损失，其中重点是降低锅炉排烟热损失、固体未完全燃烧损失，减少气体不完全燃烧热损失。

1.降低排烟热损失

根据热平衡原理，热损失减少了，有效利用热量就增加了，热效率就会提高。

根据锅炉的热平衡方程Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 KJ/Kg 　　

Qr-锅炉的输入热量 　　

Q1-被工质吸收的有效利用热量 　　

Q2-排烟热损失 　　

Q3-气体不完全燃烧热损失 　　

Q4-固体不完全燃烧热损失 　　

Q5-炉体散热损失 　　

Q6-灰渣物理热损失及其他热损失 　　

其中：Q2、Q4占锅炉输入热量Qr的15-30%。 　　

影响排烟热损失的因素主要是排烟温度和排烟容积(排烟量)

排烟温度越高排烟热损失越大，排烟量也越多。要减少排烟热损失，就要将低排烟温度和排烟量。

1.1 防止受热面结渣和积灰

　　锅炉运行时，受热面积灰或结渣，以及锅炉超负荷运行等，都会使锅炉排烟温度升高。因此，锅炉运行时，应注意保持受热面的清洁，并尽量避免超负荷运行，已将低排烟热损失。一般情况，排烟温度每降低15℃可节煤1%，受热面结垢1.5毫米厚，多浪费燃料6%。受热面积灰1毫米厚多浪费10%的燃料。

由于溶渣和灰的传热系数很小，锅炉受热面结渣积灰会增加受热面的热阻，同样大的锅炉受热面积，如果结渣积灰，传给工质的热量将大幅度减小，会提高炉内和各段烟温，从而使排烟温度升高，运行中，合理调整风，粉配合，调整风速风率，避免煤粉刷墙，防止炉膛局部温度过高，均可有效的防止飞灰粘结到受热面上形成结渣，运行中应定期进行受热面吹灰和及时除渣，可减轻和防止积灰，结焦，保持排烟温度正常。

1.2 合理运行煤粉燃烧器

在设计改造锅炉时，应合理增加锅炉受热面，加装省煤器。一般装有省煤器的水管锅炉，排烟热损失约为6-12%；不装省煤器时，该数值往往高达20%以上。

大容量锅炉的燃烧器一次风喷口沿炉膛高度布置有数层，当锅炉减负荷或变工况运行时，合理的投停不同层次的燃烧器，会对排烟温度有所影响，在锅炉各运行参数正常的情况下，一般应投用下层燃烧器，以降低炉膛出口温度和排烟温度。

另外，排烟量增大，会使排烟热损失增加。而排烟量又与炉膛出口过量空气系数α1有关，而α1过底，燃料燃烧缺乏空气，是化学不完全燃烧损失和固体不完全燃烧损失加大；α1过高，一方面烟气量增加，使排烟热损失q2加大，另一方面是颅内温度降低，燃烧恶化，使固体不完全燃烧损失q4和化学不完全燃烧损失q3增大。当排烟温度为300℃时，炉膛出口过量空气系数α1每增加1时，热效率就降低0.09%。排烟温度选定应根据燃料种类和燃烧方式，通过技术经济指标来确定。一般工业锅炉中水管锅炉的排烟温度约在160-200℃范围内。

　　1.3 注意给水温度的影响

　　锅炉给水温度降低会使省煤器传热温差增大，省煤器吸热量将增加，在燃料量不变时排烟温度会降低，但在保持锅炉蒸发量不变时，蒸发受热面所需热量增大，就需增加燃料量，使锅炉各部烟温回升，这样排烟温度受给水温度下降和燃料量增加两方面影响，一般情况下保持锅炉负荷不变，排烟温度会降低，但利用降低给水温度来降低排烟温度不可取，会因汽机抽汽量减小使电厂热经济性降低。

　　1.4 避免进入锅炉风量过大

　　锅炉生成烟气量的大小，主要取决于炉内过量空气系数及锅炉的漏风量，锅炉安装和检修质量高，可以减少漏风量，但是送入炉膛有组织的总风量却和锅炉燃料燃烧有直接关系，在满足燃烧正常的条件下，应尽量减少送入锅炉的过剩空气量，过大的过量空气系数，既不利于锅炉燃烧，也会增加排烟量使锅炉效率降低，正确监视分析锅炉氧量表和风压表，是合理配风的基础。

　　1.5 注意制粉系统运行的影响

　　1）对中间储仓式制粉系统， 运行中应注意减小三次风量。三次风一般设计布置在燃烧器的最上层，由于三次风的风温不高，并含有一定煤粉，三次风的喷入会推迟燃烧，使火焰中心提高，从而提高排烟温度。

　　2）运行中，合理调整制粉系统，保证合格的煤粉细度，提高各分离元件的分离效率，尽量减小三次风的含粉量，有利于保持炉内正常的火焰中心不使其抬高。

因此，在设计改造锅炉时，应合理增加锅炉受热面，加装省煤器。一般装有省煤器的水管锅炉，排烟热损失约为6-12%；不装省煤器时，该数值往往高达20%以上。　

 二、减少固体不完全燃烧热损失

固体不完全燃烧热损失是燃用固体燃料锅炉热损失中较大的一项热损失。它包括部分燃料经炉排掉入灰斗的漏煤损失Qlm，未燃尽的可燃物包裹在灰渣中被排除落入灰斗造成的灰渣损失Qhz和未燃尽的碳粒随烟气带走的飞烟损失Qfh。影响固体不完全燃烧热损失的主要因素有锅炉的燃烧方式、燃料特性、锅炉运行情况等。因此，根据不同煤种和燃烧方式，监测和控制炉膛出口过量空气系数α1，提高司炉工操作水平都是减少固体不完全燃烧热损失的有效途径。 　

　　2.1 合理调整煤粉细度

　　煤粉细度是影响灰渣可燃物的主要因素之一，理论上，煤粉越细，燃烧后的可燃物越少，有利于提高燃烧经济性，但煤粉越细，

　　受热面越易粘灰，影响传热效率，增大制粉电耗，但是煤粉过粗

　　炭颗粒大，很难完全燃烧，飞灰可燃物含量将会大大升高，所以应选择合理的煤粉细度值来降低固体未完全燃烧热损失。

　　2.2 控制适量的过量空气系数

　　炭颗粒的完全燃烧需要与足够的氧气进行混合，送入炉内的空气量不足，不但会产生不完全燃烧气体，还会使炭颗粒燃烧不完全，但空气量过大，又会使炉膛温度下降，影响完全燃烧

　　因而过量空气系数过大或过小均对炭颗粒的完全燃烧不利，应通过燃烧调整试验确定合适的过量空气系数。

　　2.3 加强燃烧调整

　　炉膛内燃料燃烧的好坏，炉膛温度的高低，煤粉进入炉膛时着火的难易，对飞灰及灰渣可燃物的含量有直接影响，炉膛内燃烧工况不好，就不会有较高的炉膛温度，煤粉进入炉膛后，就没有足够的热量预热和点燃，必将推迟燃烧，增加飞灰含炭量，要使炉膛内燃烧工况正常，需对燃烧器的风率配比，一次风粉浓度及风量进行调整，掌握燃烧器特性，使锅炉处于最佳燃烧工况下，重视燃烧工况的调整是减少固体未完全燃烧热损失的重要方面。

三、减少气体不完全燃烧热损失 　　

气体不完全燃烧损失对热率影响也较大。气体不完全燃烧热损失是指一部分可燃气体（CO、H2等）未能燃烧放热而随烟气排出造成的热量损失。燃料在炉膛中燃烧时，如果空气量不足、燃料与空气混合不良、炉膛容积太小或炉膛温度太低，就可能因供氧量不足、可燃气体在炉膛内停留时间过短或达不到着火点而使部分可燃气体不能完全燃烧，都会造成气体不完全燃烧热损失的增加。因此，在锅炉运行时要合理调节空气量，根据不同燃烧方式分配好送风，加强空气与燃料的混合，扩大空气与燃料的接触面积，延长烟气在炉内的停留时间，修造节能拱和合理地组织二次风等都是降低气体不完全燃烧热损失的有效途径。

锅炉的汽水损失，除了检修质量不高造成的跑，冒，滴，漏外，主要是锅炉运：行中排污和疏水造成的。　因此应从以下方面减小汽水损失

　　1）保证锅炉的给水品质，锅炉的给水品质高，在锅炉设计的锅水浓缩倍率下，排污率减小。

　　2）提高汽水分离装置的安装和检修质量，提高汽水分离效果，

　　3）运行中保持锅炉负荷，水位，汽压等参数稳定，使锅炉汽水分离装置在正常情况下运行。

　　4）在锅炉启停和异常情况下，及时合理的开启和关闭疏水，运行中认真检查疏水门，排污门有无泄漏，及时处理，减少不必要的热量损失。

国外经验分享 ：

目前国外锅炉提高实际运行热效率的措施通常包括：

1）大量采用冷凝或半冷凝技术回收烟气余热，从而大幅降低排烟温度，将排烟热损失降至最低。

2）采用燃烧智能管控装置，根据对烟气成分的持续监测，自动调整燃烧空燃比，确保空燃比始终保持最优状态，从而基本避免不完全燃烧热损失，并持续降低排烟热损失。

3）采用物联网技术监管在线锅炉水垢状况，科学指导水质管控和除垢。

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