燃煤工業(yè)鍋爐熱效率測(cè)試及分析

【摘 要】 通過對(duì)同一結(jié)構(gòu)的新舊工業(yè)鍋爐進(jìn)行熱效率測(cè)試，計(jì)算出各項(xiàng)熱損失，分析了熱損失偏差產(chǎn)生的原因，并提出改進(jìn)措施，為燃煤工業(yè)鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與節(jié)能降耗提供指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】 工業(yè)鍋爐 熱效率 測(cè)試分析 節(jié)能

目前，我國在用燃煤工業(yè)鍋爐的實(shí)際熱效率平均為60%～65%[1-2]，運(yùn)行熱效率普通偏低，耗能高，浪費(fèi)嚴(yán)重。剛投入運(yùn)行的鍋爐，其熱效率測(cè)試結(jié)果能夠達(dá)到《鍋爐節(jié)能技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)程》（TSG G0002-2010）的要求，然而運(yùn)行時(shí)間越長的燃煤工業(yè)鍋爐，熱效率明顯下降，多數(shù)達(dá)不到《工業(yè)鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行》（GB/T 17954-2007）的要求，能源浪費(fèi)嚴(yán)重[3]。積極開展工業(yè)鍋爐熱工測(cè)試工作，建立工業(yè)鍋爐的能效測(cè)試報(bào)告、能耗狀況記錄及節(jié)能改造技術(shù)資料的安全技術(shù)檔案，對(duì)指導(dǎo)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和節(jié)能降耗具有重要意義[4]。

本文以兩臺(tái)結(jié)構(gòu)相同、但運(yùn)行時(shí)間不同的DZL4-1.25-AII鍋爐為測(cè)試對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行能效測(cè)試。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出測(cè)試工況下的熱效率，對(duì)兩臺(tái)鍋爐的各項(xiàng)熱損失進(jìn)行了比較，并分析了產(chǎn)生的原因，提出了提高鍋爐熱效率的措施。

1 鍋爐概況

DZL4-1.25-AⅡ鍋爐為單鍋筒縱置式結(jié)構(gòu)，自然循環(huán)水火管蒸汽鍋爐，爐膛燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過翼型煙道、爐前煙室、螺紋煙管、省煤器、除塵器、引風(fēng)機(jī)、煙囪后排入大氣。兩臺(tái)鍋爐投入運(yùn)行時(shí)間分別為1年和5年，記為1#、5#爐。表1為鍋爐的設(shè)計(jì)參數(shù)。所有試驗(yàn)儀器（見表2）均在檢定（校準(zhǔn)）有效期內(nèi)，儀器狀態(tài)良好。測(cè)點(diǎn)布置如圖1所示。

表1 鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)

1.漏煤計(jì)量和取樣；2.煤計(jì)量和取樣；3.蒸汽壓力；4.給水流量；5.給水溫度；6.給水壓力；7.飛灰取樣；8.煙氣分析；9.排煙溫度；10.入爐冷空氣溫度；11.爐渣計(jì)量和取樣。

圖1 測(cè)點(diǎn)布置圖

表2 試驗(yàn)設(shè)備

2 測(cè)試過程

測(cè)試方法和步驟依據(jù)《工業(yè)鍋爐能效測(cè)試與評(píng)價(jià)規(guī)則》（TSG G0003-2010）進(jìn)行。在鍋爐熱工況穩(wěn)定的情況下連續(xù)測(cè)試4h，每15min記數(shù)一次。1#和5#爐測(cè)試期間耗煤量分別為2064.4kg和2536.8kg。煤樣采集量分別為24.5kg、29.6kg。煤樣縮分后送化驗(yàn)室分析，表3為兩臺(tái)爐的煤樣分析。爐渣、漏煤和飛灰等采集后也送化驗(yàn)室分析。其他試驗(yàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，鍋筒水位和煤斗的煤位與試驗(yàn)開始時(shí)一致。測(cè)試期間給水壓力、蒸汽壓力、煙氣中O2、RO2和CO含量隨時(shí)間變化如表4所示。

表3 燃料元素分析（收到基）

表4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

大氣壓力平均值為101.40kPa，各項(xiàng)熱損失及測(cè)試計(jì)算結(jié)果匯總?cè)绫?、表6所示。

表5 各項(xiàng)熱損失匯總表

3 測(cè)試熱效率分析與改進(jìn)措施

在測(cè)試工況下，兩臺(tái)鍋爐的測(cè)試熱效率（正平衡與反平衡平均值）分別為76.85%、63.00%。經(jīng)過5年運(yùn)行，在相同出力下，5#鍋爐的燃料消耗量大大增加，熱效率降低13個(gè)百分點(diǎn)，根據(jù)《工業(yè)鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行》（GB/T 17954-2007）的要求，該鍋爐熱效率的合格指標(biāo)應(yīng)為76%，故沒有達(dá)到合格指標(biāo)。

5#爐煙氣中含氧量高達(dá)14.3%，過量空氣系數(shù)3.1，排煙溫度192.3℃，排煙熱損失占15.61%。鍋爐定期檢驗(yàn)報(bào)告提示，部分水冷壁積灰較厚，且煙管水垢較厚，影響到煙氣的傳熱效果，造成排煙溫度過高，故排煙熱損失高。固體不完全燃燒熱損失是由爐渣和飛灰等不完全燃燒造成的，通過化驗(yàn)可知，爐渣含碳量22.34%，飛灰含碳量34.22%，爐渣和飛灰含碳量都過高，固體不完全燃燒熱損失q4占15.12%。

5#爐改進(jìn)措施如下：（1）檢查爐門、看火孔、爐墻、煙道是否嚴(yán)密，出渣機(jī)是否有水封，從而減少漏風(fēng)量，降低過量空氣系數(shù)；在省煤器后加裝氧量計(jì)，方便司爐人員調(diào)節(jié)配風(fēng)量；（2）鍋爐運(yùn)行時(shí)間年限較長，應(yīng)在鍋爐檢修時(shí)清灰和除垢；加強(qiáng)鍋爐本體和管道保溫，對(duì)局部保溫破損的地方進(jìn)行填補(bǔ)或更換；（3）調(diào)整煤層厚度和爐排速度，使煤與空氣充分混合并有足夠燃燒時(shí)間；（4）對(duì)入爐煤進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)大塊煤粉碎；在燃煤中加入適當(dāng)?shù)乃郑ê?%～10%）。

通過以上措施可以改善在用鍋爐的運(yùn)行工況，有利于燃煤鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與節(jié)能降耗。

參考文獻(xiàn)：

[1]王利梅，王善武.工業(yè)鍋爐行業(yè)工藝工作現(xiàn)狀與改進(jìn)措施建議.工業(yè)鍋爐，2005（05）

[2]王建國，陸偉靜，劉慶玲.淺論工業(yè)蒸汽鍋爐節(jié)能降耗技術(shù)改造與應(yīng)用.內(nèi)蒙古環(huán)境保護(hù)，2005（02）

[3]劉平安，張曉東.略論工業(yè)鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與節(jié)能的途徑.節(jié)能技術(shù)，2008，26（3）

[4]張清林.提高中國燃煤工業(yè)鍋爐運(yùn)行效率及節(jié)能措施研究.潔凈煤技術(shù)，2005（02）