某300MW電站鍋爐最佳過量空氣系數(shù)的確定

摘 要：文章根據(jù)某300MW鍋爐的主要運(yùn)行參數(shù)，結(jié)合鍋爐熱平衡原理，利用數(shù)學(xué)模型確定了穩(wěn)定負(fù)荷下鍋爐的最佳過量空氣系數(shù)，擬出了最佳過量空氣系數(shù)與鍋爐負(fù)荷之間的關(guān)系曲線，從而確定了鍋爐的最高熱效率。希望運(yùn)用此次的建模結(jié)果，可以有效地幫助電廠合理調(diào)整鍋爐的運(yùn)行參數(shù)，使其達(dá)到優(yōu)化運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電站鍋爐；最佳過量空氣系數(shù)；鍋爐熱效率

前言

鍋爐是火力發(fā)電廠的重要設(shè)備之一，其經(jīng)濟(jì)性也決定了整個(gè)火力發(fā)電廠的運(yùn)行成本。鍋爐運(yùn)行優(yōu)化是節(jié)能降耗、提高能源利用率的有效措施，可以有效提高鍋爐熱效率，降低機(jī)組供電煤耗率，提高電力企業(yè)的競(jìng)爭力。

文章針對(duì)工程實(shí)際采用反平衡法對(duì)該300MW電站鍋爐進(jìn)行分析，為了提高鍋爐效率，優(yōu)化鍋爐運(yùn)行，首先要確定過量空氣系數(shù)。過量空氣系數(shù)是鍋爐運(yùn)行過程中一個(gè)比較重要的參數(shù)，它的大小直接影響鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。所以找到符合工程實(shí)際的某一穩(wěn)定負(fù)荷下的最佳過量空氣系數(shù)對(duì)鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有非常重要的意義[1，2]。

1 過量空氣系數(shù)的定義[3]

為使燃料在爐內(nèi)完全燃燒，減小不完全燃燒熱損失，實(shí)際送入爐內(nèi)的空氣量要比理論空氣量大一些，這個(gè)空氣量叫做實(shí)際供給空氣量，其與理論空氣量的比值稱為過量空氣系數(shù)，即：

？琢=■ （1）

其中：Vk-實(shí)際空氣量；V0-理論空氣量

2 最佳過量空氣系數(shù)的確定

在運(yùn)行過程中，過量空氣系數(shù)過大，爐內(nèi)溫度降低，燃燒惡化，排煙體積增大，鍋爐的機(jī)械不完全燃燒熱損失q4、化學(xué)不完全燃燒熱損失q3和排煙熱損失q2增大；過量空氣系數(shù)過小，又會(huì)導(dǎo)致爐內(nèi)缺氧，燃燒不完全，機(jī)械不完全燃燒熱損失q4和化學(xué)不完全燃燒熱損失q3增大。因?yàn)閝2、q3、q4三項(xiàng)損失之和占鍋爐所有損失的95%以上，所以最佳過量空氣系數(shù)應(yīng)使q2、q3、q4之和為最小[4]。

2.1 最佳過量空氣系數(shù)的確定

綜合前面分析可得到q2+q3+q4的值：

表1 鍋爐負(fù)荷對(duì)最佳過量空氣系數(shù)的影響

3 鍋爐熱效率的確定

工程上常見的鍋爐熱效率的確定方法有二種：一種是正平衡法，即用有效利用熱量除以輸入熱量；另一種是反平衡法，即用100減去鍋爐的各項(xiàng)熱損失。利用反平衡法時(shí)其各項(xiàng)熱損失的測(cè)定較正平衡法方便、準(zhǔn)確，而且通過對(duì)各項(xiàng)熱損失的測(cè)定也可以直觀的找到提高鍋爐效率的途徑。所以文章采用反平衡法計(jì)算鍋爐熱效率。即：

（2）

3.1 散熱損失q5

鍋爐在運(yùn)行中，由于汽包、聯(lián)箱、汽水管道、爐墻等的溫度均高于外界空氣的溫度，這些地方就會(huì)通過自然對(duì)流和輻射換熱向外散發(fā)熱量，形成鍋爐的散熱損失。即：

（3）

其中：q■■-鍋爐額定蒸發(fā)量下的散熱損失；De-鍋爐額定蒸發(fā)量，t/h；D-鍋爐實(shí)際蒸發(fā)量，t/h；

3.2 灰渣物理熱損失q6

鍋爐爐渣排出爐外時(shí)帶出的熱量，形成灰渣物理熱損失。

（4）

經(jīng)查表得ch？茲h=559.8kJ/kg，求得q6=0.0344%。

3.3 鍋爐熱效率

將各項(xiàng)熱損失求和？撞q=q2+q3+q4+q5+q6，并最終求得鍋爐熱效率與過量空氣系數(shù)之間的關(guān)系并利用多項(xiàng)式擬合曲線，該鍋爐運(yùn)行時(shí)，氧量的數(shù)值應(yīng)該在曲線所提供的最佳值附近運(yùn)行，其鍋爐熱效率可以達(dá)到最高值。

4 結(jié)束語

文章通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)，對(duì)已知的鍋爐運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析，利用鍋爐熱平衡的基本理論和方法，通過計(jì)算、查表等手段求得不同過量空氣系數(shù)下鍋爐排煙熱損失q2、氣體不完全燃燒熱損失q3以及固體不完全燃燒熱損失q4的大小，并將計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，擬合出在不同穩(wěn)定負(fù)荷下最佳過量空氣系數(shù)的變化曲線，并利用反平衡的方法求出鍋爐效率，進(jìn)而得出鍋爐效率與過量空氣系數(shù)之間的關(guān)系，為實(shí)際鍋爐的優(yōu)化運(yùn)行提供了理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]閻順林，張斌，劉帥，等.負(fù)荷對(duì)電站鍋爐運(yùn)行參數(shù)影響特性分析及應(yīng)達(dá)值的確定[J].能源工程，2009（6）：32-36.

[2]韓玉杰.電站實(shí)際運(yùn)行過量空氣系數(shù)的計(jì)算及最佳值得確定[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2009（4）：20-21.

[3]嚴(yán)順林，張斌，吳換英，等.電站鍋爐最佳過量空氣系數(shù)的研究[J].發(fā)電設(shè)備，2010（4）：237-240.

[4]葉江明，電廠鍋爐原理及設(shè)備[M].北京：中國電力出版社，2010.

作者簡介：楊松（1976-），女，吉林長春人，長春工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院講師，碩士，主要從事電廠節(jié)能理論及火電機(jī)組經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法方面的研究。