淺析鍋爐提高供熱效率的可能性

王蘭生

國家質檢總局出臺的《節能減排綜合性工作方案》,重點從六個方面做好節能減排工作,其中一方面是促進特種設備節能降耗。鍋爐是用途廣、使用頻率高的重要的特種設備之一,如何能提高鍋爐熱效率,節約燃燒,是使用單位和企業共同關心的問題。

一、降低鍋爐熱損失

鍋爐工作過程主要包括四個過程和兩個系統來完成的,燃料在爐膛內燃燒釋放出大量的熱量,其中一部分被水吸收變成蒸汽,這部分被稱之為有效利用熱量。而其余部分沒有被利用,稱之為熱損失。鍋爐熱效率是指單位時間內鍋爐總有效利用熱量占輸入鍋爐總熱量的百分比。根據熱平衡原理,熱損失減少了,有效利用熱量就增加了,熱效率就會提高。因此,如何提高鍋爐熱效率主要是研究如何降低熱損失。

影響排煙熱損失的因素主要是排煙溫度和排煙容積(排煙量)。排煙溫度越高排煙熱損失越大,排煙量也越多。要減少排煙熱損失,就要將低排煙溫度和排煙量。因此,在設計改造鍋爐時,應合理增加鍋爐受熱面,加裝省煤器。一般裝有省煤器的水管鍋爐,排煙熱損失約為6%～12%;不裝省煤器時,該數值往往高達20%以上。鍋爐運行時,受熱面積灰或結渣,以及鍋爐超負荷運行等,都會使鍋爐排煙溫度升高。因此,鍋爐運行時,應注意保持受熱面的清潔,并盡量避免超負荷運行,已將低排煙熱損失。一般情況,排煙溫度每降低15℃可節煤1%,受熱面結垢1.5毫米厚,多浪費燃料6%。受熱面積灰1毫米厚多浪費10%的燃料。另外,排煙量增大,會使排煙熱損失增加。而排煙量又與爐膛出口過量空氣系數α1有關,而α1過底,燃料燃燒缺乏空氣,是化學不完全燃燒損失和固體不完全燃燒損失加大;α1過高,一方面煙氣量增加,使排煙熱損失q2加大,另一方面是顱內溫度降低,燃燒惡化,使固體不完全燃燒損失q4和化學不完全燃燒損失q3增大。當排煙溫度為300℃時,爐膛出口過量空氣系數α1每增加1時,熱效率就降低0.09%。

排煙溫度選定應根據燃料種類和燃燒方式,通過技術經濟指標來確定。一般工業鍋爐中水管鍋爐的排煙溫度約在160℃～200℃范圍內。

二、減少因燃燒方式不同所造成的不完全燃燒熱損失

固體不完全燃燒熱損失是燃用固體燃料鍋爐熱損失中較大的一項熱損失。它包括部分燃料經爐排掉入灰斗的漏煤損失Qlm,未燃盡的可燃物包裹在灰渣中被排除落入灰斗造成的灰渣損失Qhz和未燃盡的碳粒隨煙氣帶走的飛煙損失Qfh。影響固體不完全燃燒熱損失的主要因素有鍋爐的燃燒方式、燃料特性、鍋爐運行情況等。因此,根據不同煤種和燃燒方式,監測和控制爐膛出口過量空氣系數α1,提高司爐工操作水平都是減少固體不完全燃燒熱損失的有效途徑。

三、造成氣體不完全燃燒的原因

氣體不完全燃燒損失對熱率影響也較大。氣體不完全燃燒熱損失是指一部分可燃氣體(CO、H2等)未能燃燒放熱而隨煙氣排出造成的熱量損失。燃料在爐膛中燃燒時,如果空氣量不足、燃料與空氣混合不良、爐膛容積太小或爐膛溫度太低,就可能因供氧量不足、可燃氣體在爐膛內停留時間過短或達不到著火點而使部分可燃氣體不能完全燃燒,都會造成氣體不完全燃燒熱損失的增加。因此,在鍋爐運行時要合理調節空氣量,根據不同燃燒方式分配好送風,加強空氣與燃料的混合,擴大空氣與燃料的接觸面積,延長煙氣在爐內的停留時間,修造節能拱和合理地組織二次風等都是降低氣體不完全燃燒熱損失的有效途徑。□

(編輯/梁永安)