如何提高鍋爐熱效率？

時(shí)間：2022-08-18 來源：遼陽博海儀表有限公司

      對于大容量電站鍋爐，可燃性氣體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很小，其值不大，通過運(yùn)行降低這項(xiàng)損失的手段不多，由此可見，排煙熱損失，固體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。
      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.降低排煙熱損失
1.1 防止受熱面結(jié)渣和積灰 
      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。 
1.2 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，會對排煙溫度有所影響，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。
1.3 注意給水溫度的影響 
      鍋爐給水溫度降低會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，排煙溫度會降低，但利用降低給水溫度來降低排煙溫度不可取，會因汽機(jī)抽汽量減小使電廠熱經(jīng)濟(jì)性降低。
1.4 避免進(jìn)入鍋爐風(fēng)量過大 
      鍋爐生成煙氣量的大小，主要取決于爐內(nèi)過量空氣系數(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�？諝饬浚�過大的過量空氣系數(shù)，既不利于鍋爐燃燒，也會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)。 
1.5 注意制粉系統(tǒng)運(yùn)行的影響 
      1）對中間儲倉式制粉系統(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**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)的噴入會推遲燃燒，使火焰中心提高，從而提高排煙溫度。
       2）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。
2.減少固體未完全燃燒熱損失
      2.1 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，但是煤粉過粗，炭顆粒大，很難完全燃燒，飛灰可燃物含量將會大大升高，所以應(yīng)選擇合理的煤粉細(xì)度值來降低固體未完全燃燒熱損失。 
2.2 控制適量的過量空氣系數(shù) 
      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，不但會產(chǎn)生不完全燃燒氣體，還會使炭顆粒燃燒不完全，但空氣量過大，又會使?fàn)t膛溫度下降，影響完全燃燒 。
      因而過量空氣系數(shù)過大或過小均對炭顆粒的完全燃燒不利，應(yīng)通過燃燒調(diào)整試驗(yàn)確定合適的過量空氣系數(shù)。 
2.3 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，就不會有較高的爐膛溫度，煤粉進(jìn)入爐膛后，就沒有足夠的熱量預(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****燃燒工況下，重視燃燒工況的調(diào)整是減少固體未完全燃燒熱損失的重要方面。
3.保證鍋爐的燃煤質(zhì)量
      燃煤的組成成分對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，對受熱面的結(jié)渣，積灰和磨損都有影響，而煤中水分過多也不利于燃燒，使著火困難，并降低燃燒溫度，還會使煙氣體積增大而降低鍋爐效率。而在設(shè)計(jì)中，燃用不同煤種的鍋爐，其爐膛的結(jié)構(gòu)形狀和大小，受熱面的布置方式及受熱面積大小不同，采用的燃燒設(shè)備，制粉系統(tǒng)的形式和布置方式也不一樣，配備的輔機(jī)容量，臺數(shù)與設(shè)計(jì)煤種緊密相關(guān)，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.減少汽水損失
     鍋爐的汽水損失，除了檢修質(zhì)量不高造成的跑，冒，滴，漏外，主要是鍋爐運(yùn)行中排污和疏水造成的。 
      因此應(yīng)從以下方面減小汽水損失 
      1）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，排污率減小。 
      2）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， 
      3）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。 
     4）在鍋爐啟停和異常情況下，及時(shí)合理的開啟和關(guān)閉疏水，運(yùn)行中認(rèn)真檢查疏水門，排污門有無泄漏，及時(shí)處理，減少不必要的熱量損失。
鍋爐排煙溫度升高一般是什么原因造成的？
⑴受熱面積灰、結(jié)渣。
⑵過剩空氣系數(shù)過大。
⑶漏風(fēng)系數(shù)過大。
⑷給水溫度下降。
⑸燃料中的水分增加。
⑹鍋爐負(fù)荷增加。
⑺燃料品種變差。
⑻制粉系統(tǒng)的運(yùn)行方式不合理。
1、降低鍋爐排煙熱損失
（1）降低空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)率，特別是回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。
（2）嚴(yán)格控制鍋爐鍋水水質(zhì)指標(biāo)，當(dāng)水冷壁管內(nèi)含垢量達(dá)到400mg/m2，應(yīng)及時(shí)酸洗。
（3）盡量燃用含硫量低的優(yōu)質(zhì)煤，降低空氣預(yù)熱器入口空氣溫度，現(xiàn)代大容量發(fā)電鍋爐均裝有空氣加熱器，防止空氣預(yù)熱器冷端受熱面上結(jié)露，導(dǎo)致空氣預(yù)熱器低溫腐蝕，采用提高空預(yù)器入口空氣溫度增大鍋爐排煙溫度（排煙熱損失增加），換取延長空預(yù)器使用壽命。
2、降低機(jī)械未完全燃燒熱損失
（1）根據(jù)鍋爐負(fù)荷及時(shí)間調(diào)整燃燒工況，合理配風(fēng)一次風(fēng)攜帶煤粉，二次風(fēng)混合攪拌，盡可能降低爐膛火焰中心位置，讓煤粉在爐膛內(nèi)充分燃燒。
（2）根據(jù)原煤揮發(fā)分及時(shí)調(diào)整粗粉分離器調(diào)整擋板，使煤粉細(xì)度維持****值。
表1溫差及散熱密度的允許值

      3）采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)監(jiān)管在線鍋爐水垢狀況，科學(xué)指導(dǎo)水質(zhì)管控和除垢。

提高鍋爐效率的手段：
鍋爐計(jì)算熱效率的方法中，減小鍋爐各項(xiàng)熱塤失，提高可利用有效熱量，是提高鍋爐燃燒效率的****途徑。對于大容量鍋爐，可燃?xì)怏w(化學(xué))未完全燃燒熱塤失已相當(dāng)小，鍋爐本體的散熱面積和保溫條件已定型，降低鍋爐散熱塤失也不可能。灰渣物理熱塤失所占比例相對甚小，降低這項(xiàng)塤失手段不多。因此只有排煙熱塤失、固體(機(jī)械)未完全燃燒熱塤失在鍋爐各項(xiàng)熱塤失中所占比例較大，是提高鍋爐熱經(jīng)濟(jì)性的潛力所在。
一、降低排煙熱塤失
鍋爐排煙溫度是反映鍋爐設(shè)計(jì)、運(yùn)行狀況及設(shè)備健康水平的綜合性參數(shù)。在鍋爐運(yùn)行中，操作不當(dāng)引起排煙溫度升高或排煙量增大都會增加排煙熱塤失，使鍋爐熱效率下降。
二、減少固體(機(jī)械)未完全燃燒熱塤失
固體(機(jī)械)未完全燃燒熱塤失的大小主要取決于飛灰和灰渣中含碳量。在固態(tài)排渣煤粉爐中，飛灰占總灰量的比例相當(dāng)大，設(shè)法降低飛灰中的含碳量尤其重要。
三、保證鍋爐燃煤質(zhì)量
燃煤成分對提高燃燒速度和燃燒完全程度影響很大。揮發(fā)分多的煤易著火燃燒，揮發(fā)分少的煤著火困難且不易燃燒完全。
四、減少汽水塤失
鍋爐的汽水塤失，除了檢修質(zhì)量不高造成的跑，冒，滴，漏，主要是鍋爐運(yùn)行中排污和疏水造成的。
五、堅(jiān)持鍋爐小指標(biāo)監(jiān)督管理
鍋爐各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)小指標(biāo)監(jiān)督管理是提高鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、節(jié)約能源的重要手段。與鍋爐熱效率有關(guān)的經(jīng)濟(jì)小指標(biāo)有排煙溫度、煙氣氧量值、一氧化碳值、飛灰可燃物含量、爐渣可燃物等。
降低排煙熱塤失：
1.防止受熱面結(jié)渣和積灰
由于熔渣和灰的傳熱系數(shù)很小，鍋爐受熱面結(jié)渣和積灰，會增加受熱面的熱阻。同樣大的鍋爐受熱面積，如果結(jié)渣和積灰，傳給工質(zhì)的熱量將大幅度減少，會提高爐內(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)速和風(fēng)率，避免煤粉刷墻，防止?fàn)t膛局部溫度過高，均可有效地防止飛灰黏結(jié)到受熱面上形成結(jié)渣。在鍋爐運(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，從而保持排煙溫度正常。
2.合理運(yùn)行煤粉燃燒器
大容量鍋爐的燃燒器一次風(fēng)粉噴口沿爐膛高度布置有數(shù)層，當(dāng)鍋爐減負(fù)荷或變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，根據(jù)鍋爐的運(yùn)行狀況，合理地投停不同層次的燃燒器，會對排煙溫度有所影響，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，這樣可使?fàn)t膛出口溫度及排煙溫度保持正常。
3.控制送風(fēng)機(jī)入口空氣溫度
鍋爐運(yùn)行中，送風(fēng)機(jī)入口空氣溫度高于設(shè)計(jì)值時(shí)，會減少空氣預(yù)熱器的傳熱溫壓，使傳熱量減小，排煙溫度升高，當(dāng)送風(fēng)機(jī)入口風(fēng)溫升高較多時(shí)，空氣預(yù)熱器出口風(fēng)溫也會有所升高，雖然可以提高爐內(nèi)理論燃燒溫度水平，燃燒的經(jīng)濟(jì)效果提高，但也會使?fàn)t內(nèi)煙氣溫度上升，導(dǎo)致排煙溫度升高。鍋爐在夏季取用爐頂空氣時(shí)，送風(fēng)機(jī)入口空氣溫度可能會高于設(shè)計(jì)值，從而造成排煙溫度升高，運(yùn)行中應(yīng)分析入爐空氣溫度升高與排煙溫度升高對鍋爐熱經(jīng)濟(jì)性的影響，設(shè)法進(jìn)行調(diào)整控制。
4.注意給水溫度的影響
鍋爐給水溫度降低會使省煤器傳熱溫壓增大，省煤器吸熱量將增加，在燃料量不變時(shí)排煙溫度會降低。但是，如果保持鍋爐蒸發(fā)量不變，由于省煤器出口水溫有所下降，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，排煙溫度同時(shí)受給水溫度下降和燃料量增加兩方面的影響。一般情況下，如果保持鍋爐負(fù)荷不變，排煙溫度將會降低。但利用降低給水溫度來降低排煙溫度的方法并不可取，因?yàn)榻档团艧煖囟入m然有可能使鍋爐效率提高，但由于汽輪機(jī)抽汽量減少，電廠的熱經(jīng)濟(jì)性將會降低。
5.避免入爐風(fēng)量過大
鍋爐燃燒生成的煙氣量的大小，主要取決于爐內(nèi)過量空氣系數(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�？諝饬�。過大的過量空氣系數(shù)，既不利于鍋爐燃燒，也會增加排煙量而使鍋爐效率降低。大容量鍋爐大部分都裝有氧量表和風(fēng)量表，正確監(jiān)視和分析這些表計(jì)，是合理用風(fēng)的基礎(chǔ)。
6.注意制粉系統(tǒng)運(yùn)行的影響
(1)對中間儲倉式制粉系統(tǒng)，運(yùn)行中應(yīng)注意減少三次風(fēng)量。三次風(fēng)一般設(shè)計(jì)布置在燃燒器的**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)的噴入會推遲燃燒，并使火焰中心提高，從而提高排煙溫度。
(2)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，盡量減少三次風(fēng)的含粉量，有利于保持爐內(nèi)正常的火焰中心而不使其抬高。
應(yīng)該知道，降低鍋爐排煙溫度不是無限的，是相對設(shè)計(jì)值而言的，只能在運(yùn)行調(diào)整的可行范圍內(nèi)進(jìn)行。排煙溫度過低，會導(dǎo)致空氣預(yù)熱器結(jié)露，積灰和腐蝕，同樣會影響鍋爐安全運(yùn)行。
減少固體(機(jī)械)未完全燃燒熱塤失：
固體(機(jī)械)未完全燃燒熱塤失的大小主要取決于飛灰和灰渣中的含碳量。在固態(tài)排渣煤粉爐中，飛灰占總灰量的比例相當(dāng)大，設(shè)法降低飛灰中的含碳量尤其重要。降低飛灰及灰渣中的含碳量可以從以下幾方面考慮。
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。對于不同的燃煤煤種，其合理的煤粉細(xì)度也不同。理論上講，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)，受熱面越容易粘灰，影響其傳熱率，而且制粉系統(tǒng)電耗升高。但是煤粉越粗，炭顆粒大，很難完全燃燒，飛灰可燃物含量將大大升高。所以，應(yīng)選擇合理的煤粉細(xì)度值來降低固體(機(jī)械)未完全燃燒熱塤失，以提高鍋爐效率。
2.控制適量的過量空氣系數(shù)
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，不但會產(chǎn)生不完全燃燒氣體，還會使炭顆粒燃燒不完全。但空氣量過大，又會使?fàn)t膛溫度下降，影響炭顆粒的完全燃燒。因而過量空氣系數(shù)過大或過小均對炭顆粒的完全燃燒不利。合理的過量空氣系數(shù)應(yīng)通過燃燒調(diào)整確定。
3.重視燃燒調(diào)整
鍋爐爐膛內(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，對飛灰及灰渣可燃物的含量有著直接的影響。爐膛內(nèi)的燃燒工況不好，就不會有較高的爐膛溫度。煤粉進(jìn)入爐膛后，沒有足夠的熱量預(yù)熱和點(diǎn)燃，必將推遲燃燒，增加飛灰的含碳量。要使?fàn)t膛內(nèi)燃燒工況正常，為煤粉創(chuàng)造較好的著火條件，需對燃燒器的風(fēng)率配比，一次風(fēng)粉濃度及風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，周圍掌握燃燒器的特性，使鍋爐燃燒處于****狀態(tài)。所以說，重視燃燒工況的科學(xué)調(diào)整是減少固體(機(jī)械)未完全燃燒熱塤失很重要的方面。
減少汽水塤失：
鍋爐的汽水塤失，除了由于檢修質(zhì)量不高造成的跑，冒，滴，漏之外，主要是鍋爐運(yùn)行中排污和疏水造成的，
減少排污熱塤失可以從下面幾方面考慮：
1.保證鍋爐的給水品質(zhì)。鍋爐給水品質(zhì)高，在鍋爐設(shè)計(jì)的鍋水濃縮倍率下，排污率減小。
2.提高汽水分離裝置的安裝和檢修質(zhì)量，提高汽水分離效率，在較高的鍋水濃度下獲得較高的蒸汽品質(zhì)，從而減少排污率。
3.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。
鍋爐疏水一般在啟停和異常情況下進(jìn)行，及時(shí)合理的開啟和關(guān)閉疏水可以減少熱量塤失。疏水門、排污門都有可能泄漏，在鍋爐運(yùn)行中應(yīng)認(rèn)真檢查其泄漏，及時(shí)處理，以免造成不必要的熱量塤失。