影响燃煤锅炉热效率的原因分析

乐家锦

华电江苏能源有限公司句容发电分公司，江苏省，212000

摘要：目前，我国很多工业生产和人们的生活都还需要大量的煤炭作为动力来源，利用煤炭的燃烧来获取相应的能源和动力，但是所使用的锅炉设备在运行中会受到一些不良因素的影响，致使燃煤不充分，造成煤炭资源浪费，没有达到预期的使用率，这就加剧了能源消耗和浪费，因此提升热效率这项关键性指标就成为当前锅炉设备研究工作中的重点，提升热效率对于节约能源和保护环境都具有十分重要的作用和意义。

关键词：煤炭燃料；锅炉；热效率；成因；分析

为切实保证锅炉机组在日常稳定运行周期内持续实现高保证循环热效率，运行技术人员应严格按照燃煤运行各机组负荷的实际运行需要，及时合理调整锅炉系统的运行负荷条件，认真执行安全操作规程，检查各控制台孔、人孔门，检查炉门是否全部关闭，各风门配风、门杆位置调整是否准确，炉内烟道疏通、抹灰处理是否全面、准确、及时。此外，要保证燃煤锅炉的检查和日常维护质量，及时检查和修复燃煤锅炉的保温和锅炉烟道板局部保温板的损坏，减少散热效率的损失和局部漏风，对提高我国燃煤锅炉的热效率具有重要意义。

1燃煤锅炉概述

用于燃煤转化相应能源和能量的主要设备就是锅炉，通过将燃烧煤炭而产生的热能转化为生产生活所需要的其他类型的能源或者动力来实现资源的合理使用，在大量的工业企业中应用极为广泛，发挥着不可或缺的作用。其中热效率是衡量锅炉设备运转效率和性能质量的关键性指标，并且关乎其运行时所需要消耗的成本和费用，而人们在锅炉运行使用期间就发现，热效率的提升能够节省煤炭资源，并且降低企业生产的成本，因此分析人员开始重点关注提升热效率的举措和方案，实现资源和能源提升合理利用率，增加企业经济收益的目标。锅炉设备内包含多种组成构件和装置系统，而锅炉在规划和设计之初就希望其能够达到预期目标，将所有的燃煤产生的热量全部转化为所需要的能量或者动力，当然这仅仅是理论研究中希望达到的目标，实际上是很难达成的，几乎是不可能做到的，这就是热效率难以提升的关键，分析其原因，首先是煤炭本身在燃烧时并不充分，这样所释放的能量就受到一定的限制，不会达到充分燃烧而释放出所有能量的标准，并且在蒸汽出现的过程中也不能保证其一定能够吸收进所有的热量，因此就会造成锅炉在燃煤过程中既会出现损耗，又无法充分地吸收和转化所有的热量，这就是提升热效率的关键难点所在，这也是热效率难以提升的重要原因。

2影响锅炉设备热效率的主要因素及其成因分析

2.1排烟过程中的能量损失

锅炉设备在燃煤期间会排放出大量气体，在这些烟气被排出的过程中，会从锅炉设备中带走很多的热量，造成很大的能量损失，为计算和评估所造成的能量损失，关键是要看烟气的排量以及排放过程中烟气的温度指标，这两个因素是分析烟气排放能量损耗的关键性指标，而且都与热能的损耗量呈现正相关的紧密联系。在搜集锅炉设备排烟过程中运行数据参数后，经过分析和整理可以看出，在燃煤期间锅炉内部的火焰如果中心位置的温度指标过高，所选用的煤炭质量和规格不适应这套燃煤设备，或者在受热过程中出现缝隙导致漏风等情况都是导致烟气排放时温度较高的主要原因，这是从烟气排放的温度方面做出的分析。从其烟气量的角度来分析，造成烟气量过大的关键原因之一就是煤炭燃料的水分大，高水分的燃煤燃烧混合燃烧产生的烟气，体积大大增加，造成烟气排量的大幅增加。此外，锅炉设备本身在燃煤过程中出现漏风的异常情况，炉膛负压导致燃煤期间大量冷空气进入锅炉内部，极大地提高了烟气排量，而且在锅炉长期的运行过程中，锅炉内部管壁及烟道容易积渣积灰，特别是燃烧低灰熔点煤种，积渣明显，如果不能够及时吹灰清灰，就会使锅炉热效率降低，加大燃煤的消耗，且烟气量和排烟温度会显著上升，不利于合理利用煤炭资源，会造成很大的资源浪费，因此在日常工作中要定期吹灰保证受热面清洁。

2.2燃煤的不充分燃烧

锅炉设备所需要的能量是依靠燃煤燃烧热能转化而来的，煤粉细度一般是根据锅炉布置形式与所燃用煤种制定的，根据煤种挥发份、灰分、发热量等调整煤粉的细度，比如对于低挥发份、高灰分、地发热量的煤一般要求热风送粉，煤粉细度要比较高。相应的高挥发份、高发热量、低灰份的煤种细度可以低一些，一般采用直吹式磨煤机。煤粉越细，单位质量的煤粉表面积越大，加热升温、挥发分的析出着火及燃烧反应的速度越快，在锅炉中容易点火，燃尽所需时间短，飞灰可燃物降低，机械未完全燃烧热损失降低。反之较粗的煤粉虽可使磨煤机电耗降低，但会使炉内机械不完全燃烧热损失增加。最佳的煤粉细度应当通过燃烧调整试验，根据煤质确定最佳煤粉细度。

3提升燃煤锅炉热效率的具体策略

3.1调整燃煤锅炉的排烟温度

锅炉在运行过程中，如果选择较低的排烟温度可以降低锅炉排烟热损失，对于节省运行费用和提高锅炉热效率有积极的影响。尤其在大容量锅炉中，燃料消耗量大，出于经济方面的考虑，烟道受热面的传热温压设计得较小，通常选取较低的排烟温度。然而较低的排烟温度会使得烟气和工质的传热温压减小，为了保证产出合格的蒸汽就需增大传热面积，增大金属消耗和设备的初投资。另外，确定合理的排烟温度还要考虑低温受热面工作的安全性。较低的排烟温度会使得低温受热面烟气侧的水蒸气和三氧化硫凝结形成硫酸，腐蚀金属材料，也会促使沉积在烟道上的疏松灰水泥化，不仅增大了传热热阻，而且会增大烟气的流动阻力，严重会导致引风机压头不足而被迫减少锅炉出力，从而降低锅炉的经济指标。此外，出于环保的需要，为了减少灰尘的排放量，大型燃煤锅炉通常在尾部烟道后安装除尘器。较低的排烟温度会导致电除尘器和布袋除尘器运行异常，不仅会降低除尘效率，而且危及锅炉的安全运行。

3.2选择合理的过量空气系数

保证燃料稳定燃烧、减少锅炉的排烟热损失及机械不完全燃烧是过量空气系数的选取的基本原则。对于燃煤锅炉来说，由于燃料的着火和燃尽过程比较困难，较大量的过热空气系数可以有效帮助燃煤燃尽，提高锅炉的热效率，所以燃煤锅炉中的过量空气系数通常较大。过大的过量空气系数虽然会在一定范围内可以明显减少机械不完全燃烧热损失，但会增加烟气量和降低排烟温度从而增加排烟热损失，如果烟气量的增加量大于减少量，就会降低锅炉热效率。此外对于采用了SNCR（非选择性还原脱硝）技术的燃煤锅炉，为了保证炉膛内不同的燃烧区域温度控制在900℃和1100℃的最佳燃烧温度范围内，应根据实际的运行情况，合理调配的一次风、二次风、ROFA风和SOFA风，在满足达到较高脱硝效率的情况下，选择对锅炉机组热损失最小、效率最高的过量空气系数。

4结论

锅炉设备的热效率是人们重点的研究对象，都在想方设法提升锅炉在燃煤时对热能的转化效率，这样做的目的就在于有效地降低资源和能源的消耗与浪费，提供其合理的使用率，并且有效减少烟气的排放，降低对周边环境的污染程度。本文主要介绍了影响热效率的主要因素，并提出相应的具体策略加以应对，希望能够为锅炉设备的使用和维护工作提供一些可行性和合理化的建议，促进热效率提升。

参考文献

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