如何提高鍋爐熱效率？

時間：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小，只要鍋爐不出現嚴重缺風運行的異常工況，降低這項損失的可能性不大，在鍋爐運行中，其本體的散熱面積和保溫條件已經定型，從運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，通過運行降低這項損失的手段不多，由此可見，排煙熱損失，固體未完全燃燒熱損失在鍋爐各項熱損失中所占比例較大，實際運行中其變化也較大，因此盡力降低這兩項損失是提高鍋爐熱經濟性的關鍵。
      提高鍋爐熱效率就是增加有效利用熱量，減少鍋爐各項熱損失，其中重點是降低鍋爐排煙熱損失和機械未完全燃燒損失。
1.降低排煙熱損失
1.1 防止受熱面結渣和積灰 
      由于溶渣和灰的傳熱系數很小，鍋爐受熱面結渣積灰會增加受熱面的熱阻，同樣大的鍋爐受熱面積，如果結渣積灰，傳給工質的熱量將大幅度減小，會提高爐內和各段煙溫，從而使排煙溫度升高，運行中，合理調整風，粉配合，調整風速風率，避免煤粉刷墻，防止爐膛局部溫度過高，均可有效的防止飛灰粘結到受熱面上形成結渣，運行中應定期進行受熱面吹灰和及時除渣，可減輕和防止積灰，結焦，保持排煙溫度正常。 
1.2 合理運行煤粉燃燒器 
      大容量鍋爐的燃燒器一次風噴口沿爐膛高度布置有數層，當鍋爐減負荷或變工況運行時，合理的投停不同層次的燃燒器，會對排煙溫度有所影響，在鍋爐各運行參數正常的情況下，一般應投用下層燃燒器，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，在燃料量不變時排煙溫度會降低，但在保持鍋爐蒸發量不變時，蒸發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，會因汽機抽汽量減小使電廠熱經濟性降低。
1.4 避免進入鍋爐風量過大 
      鍋爐生成煙氣量的大小，主要取決于爐內過量空氣系數及鍋爐的漏風量，鍋爐安裝和檢修質量高，可以減少漏風量，但是送入爐膛有組織的總風量卻和鍋爐燃料燃燒有直接關系，在滿足燃燒正常的條件下，應盡量減少送入鍋爐的過剩空氣量，過大的過量空氣系數，既不利于鍋爐燃燒，也會增加排煙量使鍋爐效率降低，正確監視分析鍋爐氧量表和風壓表，是合理配風的基礎。 
1.5 注意制粉系統運行的影響 
      1）對中間儲倉式制粉系統， 運行中應注意減小三次風量。三次風一般設計布置在燃燒器的**上層，由于三次風的風溫不高，并含有一定煤粉，三次風的噴入會推遲燃燒，使火焰中心提高，從而提高排煙溫度。
       2）運行中，合理調整制粉系統，保證合格的煤粉細度，提高各分離元件的分離效率，盡量減小三次風的含粉量，有利于保持爐內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 合理調整煤粉細度 
      煤粉細度是影響灰渣可燃物的主要因素之一，理論上，煤粉越細，燃燒后的可燃物越少，有利于提高燃燒經濟性，但煤粉越細，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，所以應選擇合理的煤粉細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 
      炭顆粒的完全燃燒需要與足夠的氧氣進行混合，送入爐內的空氣量不足，不但會產生不完全燃燒氣體，還會使炭顆粒燃燒不完全，但空氣量過大，又會使爐膛溫度下降，影響完全燃燒 。
      因而過量空氣系數過大或過小均對炭顆粒的完全燃燒不利，應通過燃燒調整試驗確定合適的過量空氣系數。 
2.3 加強燃燒調整 
       爐膛內燃料燃燒的好壞，爐膛溫度的高低，煤粉進入爐膛時著火的難易，對飛灰及灰渣可燃物的含量有直接影響，爐膛內燃燒工況不好，就不會有較高的爐膛溫度，煤粉進入爐膛后，就沒有足夠的熱量預熱和點燃，必將推遲燃燒，增加飛灰含炭量，要使爐膛內燃燒工況正常，需對燃燒器的風率配比，一次風粉濃度及風量進行調整，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，揮發份多的煤易著火燃燒，揮發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的高低，對受熱面的結渣，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。而在設計中，燃用不同煤種的鍋爐，其爐膛的結構形狀和大小，受熱面的布置方式及受熱面積大小不同，采用的燃燒設備，制粉系統的形式和布置方式也不一樣，配備的輔機容量，臺數與設計煤種緊密相關，因此保證燃用設計煤種是鍋爐安全經濟運行的關鍵。 
4.減少汽水損失
     鍋爐的汽水損失，除了檢修質量不高造成的跑，冒，滴，漏外，主要是鍋爐運行中排污和疏水造成的。 
      因此應從以下方面減小汽水損失 
      1）保證鍋爐的給水品質，鍋爐的給水品質高，在鍋爐設計的鍋水濃縮倍率下，排污率減小。 
      2）提高汽水分離裝置的安裝和檢修質量，提高汽水分離效果， 
      3）運行中保持鍋爐負荷，水位，汽壓等參數穩定，使鍋爐汽水分離裝置在正常情況下運行。 
     4）在鍋爐啟停和異常情況下，及時合理的開啟和關閉疏水，運行中認真檢查疏水門，排污門有無泄漏，及時處理，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、結渣。
⑵過剩空氣系數過大。
⑶漏風系數過大。
⑷給水溫度下降。
⑸燃料中的水分增加。
⑹鍋爐負荷增加。
⑺燃料品種變差。
⑻制粉系統的運行方式不合理。
1、降低鍋爐排煙熱損失
（1）降低空氣預熱器的漏風率，特別是回轉式空氣預熱器。
（2）嚴格控制鍋爐鍋水水質指標，當水冷壁管內含垢量達到400mg/m2，應及時酸洗。
（3）盡量燃用含硫量低的優質煤，降低空氣預熱器入口空氣溫度，現代大容量發電鍋爐均裝有空氣加熱器，防止空氣預熱器冷端受熱面上結露，導致空氣預熱器低溫腐蝕，采用提高空預器入口空氣溫度增大鍋爐排煙溫度（排煙熱損失增加），換取延長空預器使用壽命。
2、降低機械未完全燃燒熱損失
（1）根據鍋爐負荷及時間調整燃燒工況，合理配風一次風攜帶煤粉，二次風混合攪拌，盡可能降低爐膛火焰中心位置，讓煤粉在爐膛內充分燃燒。
（2）根據原煤揮發分及時調整粗粉分離器調整擋板，使煤粉細度維持****值。
表1溫差及散熱密度的允許值

      3）采用物聯網技術監管在線鍋爐水垢狀況，科學指導水質管控和除垢。

提高鍋爐效率的手段：
鍋爐計算熱效率的方法中，減小鍋爐各項熱塤失，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，可燃氣體(化學)未完全燃燒熱塤失已相當小，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，降低這項塤失手段不多。因此只有排煙熱塤失、固體(機械)未完全燃燒熱塤失在鍋爐各項熱塤失中所占比例較大，是提高鍋爐熱經濟性的潛力所在。
一、降低排煙熱塤失
鍋爐排煙溫度是反映鍋爐設計、運行狀況及設備健康水平的綜合性參數。在鍋爐運行中，操作不當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(機械)未完全燃燒熱塤失
固體(機械)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。在固態排渣煤粉爐中，飛灰占總灰量的比例相當大，設法降低飛灰中的含碳量尤其重要。
三、保證鍋爐燃煤質量
燃煤成分對提高燃燒速度和燃燒完全程度影響很大。揮發分多的煤易著火燃燒，揮發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，除了檢修質量不高造成的跑，冒，滴，漏，主要是鍋爐運行中排污和疏水造成的。
五、堅持鍋爐小指標監督管理
鍋爐各項經濟小指標監督管理是提高鍋爐運行經濟性、節約能源的重要手段。與鍋爐熱效率有關的經濟小指標有排煙溫度、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.防止受熱面結渣和積灰
由于熔渣和灰的傳熱系數很小，鍋爐受熱面結渣和積灰，會增加受熱面的熱阻。同樣大的鍋爐受熱面積，如果結渣和積灰，傳給工質的熱量將大幅度減少，會提高爐內和各段煙溫，從而使排煙溫度升高。運行中，合理調整風、粉配合，調整風速和風率，避免煤粉刷墻，防止爐膛局部溫度過高，均可有效地防止飛灰黏結到受熱面上形成結渣。在鍋爐運行中應定期進行受熱面吹灰和及時除渣，可減輕和防止積灰，結焦，從而保持排煙溫度正常。
2.合理運行煤粉燃燒器
大容量鍋爐的燃燒器一次風粉噴口沿爐膛高度布置有數層，當鍋爐減負荷或變負荷運行時，根據鍋爐的運行狀況，合理地投停不同層次的燃燒器，會對排煙溫度有所影響，在鍋爐各運行參數正常的情況下，一般應投用下層燃燒器，這樣可使爐膛出口溫度及排煙溫度保持正常。
3.控制送風機入口空氣溫度
鍋爐運行中，送風機入口空氣溫度高于設計值時，會減少空氣預熱器的傳熱溫壓，使傳熱量減小，排煙溫度升高，當送風機入口風溫升高較多時，空氣預熱器出口風溫也會有所升高，雖然可以提高爐內理論燃燒溫度水平，燃燒的經濟效果提高，但也會使爐內煙氣溫度上升，導致排煙溫度升高。鍋爐在夏季取用爐頂空氣時，送風機入口空氣溫度可能會高于設計值，從而造成排煙溫度升高，運行中應分析入爐空氣溫度升高與排煙溫度升高對鍋爐熱經濟性的影響，設法進行調整控制。
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，在燃料量不變時排煙溫度會降低。但是，如果保持鍋爐蒸發量不變，由于省煤器出口水溫有所下降，蒸發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，因為降低排煙溫度雖然有可能使鍋爐效率提高，但由于汽輪機抽汽量減少，電廠的熱經濟性將會降低。
5.避免入爐風量過大
鍋爐燃燒生成的煙氣量的大小，主要取決于爐內過量空氣系數及鍋爐的漏風量。鍋爐安裝和檢修質量高，可以減少漏風量。但是送入爐膛有組織的總風量卻和鍋爐燃料燃燒有直接關系。在滿足燃燒正常的條件下，應盡量減少送入鍋爐的過剩空氣量。過大的過量空氣系數，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量表，正確監視和分析這些表計，是合理用風的基礎。
6.注意制粉系統運行的影響
(1)對中間儲倉式制粉系統，運行中應注意減少三次風量。三次風一般設計布置在燃燒器的**上層，由于三次風的風溫不高，并含有一定煤粉，三次風的噴入會推遲燃燒，并使火焰中心提高，從而提高排煙溫度。
(2)運行中，合理調整制粉系統，保證合格的煤粉細度，提高各分離元件的分離效率，盡量減少三次風的含粉量，有利于保持爐內正常的火焰中心而不使其抬高。
應該知道，降低鍋爐排煙溫度不是無限的，是相對設計值而言的，只能在運行調整的可行范圍內進行。排煙溫度過低，會導致空氣預熱器結露，積灰和腐蝕，同樣會影響鍋爐安全運行。
減少固體(機械)未完全燃燒熱塤失：
固體(機械)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。在固態排渣煤粉爐中，飛灰占總灰量的比例相當大，設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.合理調整煤粉細度
煤粉細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，其合理的煤粉細度也不同。理論上講，煤粉越細，燃燒后的可燃物越少，有利于提高燃燒經濟性。但煤粉越細，受熱面越容易粘灰，影響其傳熱率，而且制粉系統電耗升高。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，應選擇合理的煤粉細度值來降低固體(機械)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
炭顆粒的完全燃燒需要與足夠的氧氣進行混合，送入爐內的空氣量不足，不但會產生不完全燃燒氣體，還會使炭顆粒燃燒不完全。但空氣量過大，又會使爐膛溫度下降，影響炭顆粒的完全燃燒。因而過量空氣系數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應通過燃燒調整確定。
3.重視燃燒調整
鍋爐爐膛內燃料燃燒的好壞，爐膛溫度的高低，煤粉進入爐膛時著火的難易，對飛灰及灰渣可燃物的含量有著直接的影響。爐膛內的燃燒工況不好，就不會有較高的爐膛溫度。煤粉進入爐膛后，沒有足夠的熱量預熱和點燃，必將推遲燃燒，增加飛灰的含碳量。要使爐膛內燃燒工況正常，為煤粉創造較好的著火條件，需對燃燒器的風率配比，一次風粉濃度及風量進行調整，周圍掌握燃燒器的特性，使鍋爐燃燒處于****狀態。所以說，重視燃燒工況的科學調整是減少固體(機械)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，除了由于檢修質量不高造成的跑，冒，滴，漏之外，主要是鍋爐運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。鍋爐給水品質高，在鍋爐設計的鍋水濃縮倍率下，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，從而減少排污率。
3.運行中保持鍋爐負荷、水位、汽壓等參數穩定，使鍋爐汽水分離裝置在正常情況下運行。
鍋爐疏水一般在啟停和異常情況下進行，及時合理的開啟和關閉疏水可以減少熱量塤失。疏水門、排污門都有可能泄漏，在鍋爐運行中應認真檢查其泄漏，及時處理，以免造成不必要的熱量塤失。