浅析锅炉提高供热效率的可能性

王兰生

国家质检总局出台的《节能减排综合性工作方案》,重点从六个方面做好节能减排工作,其中一方面是促进特种设备节能降耗。锅炉是用途广、使用频率高的重要的特种设备之一,如何能提高锅炉热效率,节约燃烧,是使用单位和企业共同关心的问题。

一、降低锅炉热损失

锅炉工作过程主要包括四个过程和两个系统来完成的,燃料在炉膛内燃烧释放出大量的热量,其中一部分被水吸收变成蒸汽,这部分被称之为有效利用热量。而其余部分没有被利用,称之为热损失。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。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。因此,如何提高锅炉热效率主要是研究如何降低热损失。

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。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。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。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℃范圍内。

二、减少因燃烧方式不同所造成的不完全燃烧热损失

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。

三、造成气体不完全燃烧的原因

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。□

(编辑/梁永安)