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浅谈影响锅炉热效率的因素以及提高热效率的措施

张少年
  
扬帆媒体号
2023年23期
淮沪电力有限公司田集发电厂 安徽淮南 232082

摘要:在锅炉生产流程中,要保证锅炉的正常运转,就需要对热效率进行有效的控制,文章主要针对现阶段如何有效提升热效率作业进行简要的分析,希望通过文章的阐述可以为锅炉的稳定运行提供可靠的技术保障,并为同行提供一定的参考建议。

关键词:锅炉;热效率;降低损失;节能

1.锅炉热效率影响因素

锅炉是指在锅炉中,利用其自身的热能,对其进行加热,并将其气化,生成一定量的水。但是,在燃烧过程中,燃料并不是完全燃烧,而是有一部分的热能被锅炉内的水蒸气和水蒸气所吸收,这部分热能就是有效的热能。锅炉内的热损失包括:化学不完全燃烧、排烟、机械不完全燃烧、散热损失和灰渣热损失。化学不完全燃烧是指由于可燃气体如 CO,H2,CH4等未充分燃烧就直接排放到炉外而导致的损失。在工业锅炉中,由于不完全燃烧引起的热量损失大约在2%左右。在各种损失中,排烟损失占总损失的20%以上,在所有损失中所占的比重最大。烟气温度及余气量是影响烟气损失的主要因素。烟气温度每下降12-15℃,锅炉的热效率可增加1%以上。

机械不完全燃烧损失是指由于炉膛中的固体微粒没有被充分燃烧,或者由于排出的烟气中漏出的煤炭,其所携带的热量被排放到了炉外。对于层状燃烧炉,主要有炉渣,飞灰,烟道灰,漏煤等。对于燃油锅炉来说,这一部位的热损耗是比较小的。散热量损失是指锅炉在使用过程中,由于锅筒、集箱、炉壁及烟蒸汽管线等向周围空气中损失的总热量,称为散热量损失。灰损失是灰从灰中带出的热量。其影响因素主要是熔渣的数量、温度,以及燃料中的灰分。

2.提高锅炉热效率途径

2.1加强燃烧调整

在炉膛中,燃料的燃烧状况、炉内的温度、煤粉在炉中是否容易点火,都会直接影响到飞灰和可燃物的含量,如果炉中的燃烧状况不佳,就无法获得高温,当煤粉进入炉中时,由于没有充足的热来预热和点火,必然会导致燃烧延迟,飞灰含碳量也会随之增大,因此需要通过调节燃烧器的风量、一次空气中的粉尘浓度和风量,来把握燃烧器的特征,从而保证锅炉在最优的燃烧条件下工作。

2.2改善配风,降低化学不完全燃烧损失

锅炉在燃烧时,一般都是将燃料消耗一空,然后再将热量完全释放出来。然而,传统的锅炉燃烧模式却无法达到这一目标,由于燃料本身的材料特性以及外部环境的限制,使其无法在一段时间内完全燃烧完,导致热量无法完全释放,无法有效转换为热能,对锅炉也会产生一定的损伤。因此,在锅炉的工作中,可以根据物料的特点,采用配风的方式来控制它的燃烧,这样既不会对锅炉的正常燃烧造成影响,又可以使燃烧后的残留物经过通风装置很好地排出,降低飞灰的携带量,提高锅炉的热效率。对于有经验的锅炉操作人员来说,可以通过通风装置来观察锅炉的运转情况,一旦发现问题,就可以及时处理,防止危害。

2.3防止结焦

如果燃料的品质不好,再加上炉内的温度不稳,就会在前后拱、炉壁和水管上结焦,当锅炉内的设备结焦后,蒸汽温度上升,甚至是蒸汽管道破裂。结焦是影响机组正常工作的重要因素,也是影响机组正常运转的重要因素。因此,要对锅炉结焦进行有效的控制,因为炉内结焦的主要因素是炉内的温度,可以通过对炉内的燃烧温度进行控制。为了方便控制温度,可以在报警器上设置一个温度报警装置,该装置可以按照燃烧的需要设置一个安全的温度区间,当燃烧的温度超过安全极限时,报警装置就会报警,由操作者来调节燃烧温度。由于大部分锅炉难以维持在设计负荷下正常工作,因此,除加装温控报警装置外,还要加强对锅炉的日常巡视,如有积炭,应立即排除,以达到提高锅炉热效率的目的。

2.4促进燃料充分燃烧

(1)燃料筛选与风量调节是实现锅炉高效利用的关键,其充分燃烧过程中会释放出大量热能,从而提升锅炉热效率,其是否完全燃烧受燃油自身特性及燃烧环境等因素的共同作用。影响燃油质量的主要因素是煤粉细度的选取,过粗或过细均不利于燃油的充分燃烧。由于煤粉颗粒较细,炉膛内受热面上易粘附大量积灰,随着时间推移,大量积灰在管壁上形成水垢,严重降低了锅炉的换热效果。煤粉粒度越大,其燃烧速率越低,煤粉燃烧不完全是造成锅炉热效率降低的主要原因,所以要获得高的锅炉热效率,就必须严格选择用于锅炉燃烧的煤粉。另外,燃烧环境条件对锅炉热效率也有一定的影响,应针对不同的锅炉燃烧器特性进行调节,使燃油充分燃烧。(2)对过剩空气系数进行调节。燃油燃烧时,必须要有一定量的氧气,如果氧气含量不够,则会造成燃油不充分的现象。同时,过量的氧还会对炉内的温度产生影响,从而使燃料的燃烧率下降。因此,必须对过剩空气系数进行适当的控制,并对其进行调节,以达到充分燃烧的目的。

2.5改善传热效率

影响换热效率的主要原因在于受热面的材质,例如加热面积过小或者传热过程中的温差过大,这些都会影响到换热的效率,在实际操作中会发生许多情况,所以厂家在选用不同的材料时,要充分考虑每种材料的优缺点,并根据具体的操作条件来分析。因此,厂家要提高换热效率,首先要从换热面的材质开始,选用各个方面都比较适合的换热材料,这样才能在某种程度上提升锅炉的热效率,给人们的生活带来一个方便愉快的环境,我希望厂家能够不断地努力,不断地研究,不断地提高锅炉的热效率。

2.6降低机械不完全燃烧损失

燃煤在炉中,未充分燃烧,随着飞灰、炉渣一起排出,产生了机械不完整的热量损失。通过炉膛排放进入灰斗的漏煤损失、包裹在灰烬中的可燃物损失以及碳颗粒通过烟排出的飞灰损失。若不加以控制,就会产生大量的热量损耗。尤其是在使用微细粒燃料的情况下,不仅飞灰燃烧不充分,熔渣中的碳含量也常常超标,这些都会增加机械不完全燃烧的损耗。如果燃料中的灰份较少,挥发份较多,机械不完全燃烧的损耗较小,所以,采用细粒度较高的中低灰中煤,其燃烧效率较高。另外,由于熔渣含碳量较高,也会极大地增加渣的不完全燃烧损耗,因此,要将这方面的损耗降到最低,还需要对炉箅的转速、料层的厚度进行适当的调节,并定期清除前、后拱上的灰渣,加强对炉膛的热反射,让炉壁后面的燃料得到充分的燃烧。

2.7降低锅炉散热损失

在锅炉工作过程中,由于炉壁、锅筒、框架、管道和其它辅助设备的表面温度比环境要高,因此需要将这些热量散发到外部,这些损耗的热量称为锅炉的散热损耗。锅炉炉体的散热损失的大小,与其散热面积的大小,绝缘材料的性能和厚度,以及外部温度有关,要解决炉墙和烟道隔热层的脱落问题,除此之外,对所有的管件都要做好隔热工作,并且,在运行过程中,要尽可能地按照负荷的状况,调节锅炉的操作台数,保证锅炉在经济负荷范围之内。

结束语

总之,随着工业经济的持续发展,对能源的需求日益增长,导致了世界范围内的能源危机日趋严重。要解决目前的能源问题,就必须加大科研投入,注重提高能源效率。锅炉是电厂的主体设备,它的工作效率直接影响到电厂的经济效益。当前,在锅炉工作中,存在排烟温度高,换热效率低等问题。因此,必须对有关因素进行分析,找到相应的解决办法,并不断地开展工作,以使锅炉的热效率得到进一步的提升,为建设和谐社会做出贡献。

参考文献:

[1]王志建.燃气锅炉运行工况热效率测试与分析[J].质量技术监督研究,2019,22(6):51-53.

[2]张骞.锅炉热效率测试不确定度分析[J].科技创新导报,2019,15(19):119-120.

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