提高供暖熱水鍋爐的燃燒效率探討

侯 紅 霞

(山西省大同煤礦集團(tuán)平旺物業(yè)管理公司，山西 大同 037003)

提高供暖熱水鍋爐的燃燒效率探討

侯 紅 霞

(山西省大同煤礦集團(tuán)平旺物業(yè)管理公司，山西 大同 037003)

為提高鍋爐的燃燒熱效率，對(duì)鍋爐燃燒工況的調(diào)節(jié)，爐膛溫度，過(guò)量空氣系數(shù)等幾個(gè)影響燃燒效率的因素進(jìn)行了探討，研究了提高燃燒效率的新技術(shù)、新方法，以期在保證良好的供暖質(zhì)量前提下，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

鍋爐，燃燒效率，爐膛溫度，調(diào)節(jié)

據(jù)2003年統(tǒng)計(jì)，我國(guó)在用工業(yè)鍋爐保有量為52.74萬(wàn)臺(tái)，總裝容量為1 254 GW；在用熱水鍋爐保有量為16.938萬(wàn)臺(tái)，總裝容量為497.54 GW。我國(guó)燃煤設(shè)備的平均熱效率如表1所示，電廠(chǎng)鍋爐及工業(yè)鍋爐總裝容量巨大，無(wú)論是從我國(guó)鍋爐工業(yè)整體布局來(lái)看，還是從單臺(tái)鍋爐本身來(lái)看，都有很大的節(jié)能潛力。

表1 我國(guó)燃煤設(shè)備的平均熱效率

供熱系統(tǒng)作為能源的直接消耗者和熱能的提供者，對(duì)于區(qū)域鍋爐房供熱、煤、水、電的消耗是構(gòu)成供熱成本的主要部分，也是節(jié)能減排控制的主要內(nèi)容。同煤集團(tuán)平旺物業(yè)管轄的校北街20 t鍋爐房，現(xiàn)有DHL1200×104-13/130/70-AⅡ熱水鍋爐3臺(tái)，供熱面積近40萬(wàn)m2，供熱半徑為800 m，是對(duì)用戶(hù)直接供暖的鍋爐房之一。鍋爐的燃燒狀況直接影響供暖系統(tǒng)本身的綜合熱效率，為此改進(jìn)鍋爐燃燒狀況，提高鍋爐熱效率對(duì)節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境至關(guān)重要。

1 爐膛燃燒工況的調(diào)節(jié)

1.1 燃燒調(diào)節(jié)

由于鍋爐要保持在一定壓力下使用，因此必須依據(jù)負(fù)荷的變化調(diào)節(jié)燃燒，相應(yīng)增減燃料的供給量。隨著燃料量的增減，必須相應(yīng)調(diào)整空氣量，以及煤層、爐膛負(fù)壓等的調(diào)節(jié)，只有科學(xué)地控制燃燒，使鍋爐在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，才能有效地提高熱效率。

鍋爐的節(jié)能主要在于燃燒，而燃燒的關(guān)鍵主要在于爐拱。爐拱的主要作用是儲(chǔ)蓄熱量，調(diào)整燃燒中心，迫使主燃區(qū)后部高溫?zé)煔饬飨驙t排前部，提高前拱溫度，保證點(diǎn)火燃燒所需要的熱量，強(qiáng)化引燃及保溫促燃，提高爐膛溫度，加速新煤著火。其次是延長(zhǎng)煙氣流程，加強(qiáng)爐內(nèi)氣流的混合和攪動(dòng)，促進(jìn)燃料充分燃燒，減少熱損失。校20 t鍋爐沿用傳統(tǒng)的45°傾斜高而短的前拱，和12°傾斜低而長(zhǎng)的后拱，大量改造實(shí)踐證明，后拱傾角取12°為宜，它可以使煙氣在后拱出口獲得足夠的流速，引燃和燃燒都可以達(dá)到很好的效果，同時(shí)保持拱面的光潔度，對(duì)爐膛熱輻射起到好的作用，強(qiáng)化了爐膛的燃燒。

1.2 煤層和火床燃燒的調(diào)節(jié)

校北街20 t鍋爐房采用，由山西恒昌鍋爐設(shè)備有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為SFM輥式分層給煤機(jī)，它采用的傾斜篩，能使落到爐排上的煤層均勻疏松，大塊在下，中塊在中，小塊在上，使得燃煤層的透氣性較好，燃燒效果好，煤的利用率高。煤層大、中、小均勻分布，增大了煤與下部來(lái)的空氣的接觸面積，避免了爐排上出現(xiàn)火口，能顯著地提高火床熱強(qiáng)度，使煤層充分徹底地燃燒，大大提高了燃燒效率。爐膛保持這樣的穩(wěn)定燃燒，也減少不必要的撥火操作。校20 t鍋爐的煤層一般控制在140 mm左右，煤層太厚，未燃盡的煤增多，使得大量煤來(lái)不及燃盡就隨著煤渣掉入出渣口，灰渣可燃物的含量增大，浪費(fèi)了能源，增加了成本，出渣機(jī)也受到一定的損壞。煤層太薄，若通風(fēng)增加時(shí)，給風(fēng)會(huì)將煤層吹散，形成火口，爐排上的火床會(huì)縮短或偏燃，嚴(yán)重影響火床的正常燃燒，使得爐膛溫度下降，降低了燃燒率，因此保持火床厚度均勻非常重要。此外，提高燃燒溫度，還有利于防止受熱面的低溫腐蝕的發(fā)生。

1.3 爐膛負(fù)壓的調(diào)節(jié)

鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，保證爐膛在負(fù)壓20 Pa～30 Pa下運(yùn)行，負(fù)壓值過(guò)小，火焰可能?chē)姵觯瑩p壞設(shè)備或灼傷人員；負(fù)壓值過(guò)高，會(huì)吸入過(guò)多的冷空氣，降低爐膛溫度，燃燒不穩(wěn)定，增加熱損失。爐膛負(fù)壓的大小，主要取決于風(fēng)量。風(fēng)量的大小必須與爐膛燃燒工況相適當(dāng)，當(dāng)送風(fēng)量大而引風(fēng)量小時(shí)，爐膛負(fù)壓小；送風(fēng)量小而引風(fēng)量大時(shí)，爐膛負(fù)壓大。風(fēng)量是否適當(dāng)，可通過(guò)觀(guān)察火焰的顏色來(lái)大致判斷燃燒狀態(tài)，風(fēng)量過(guò)大時(shí)，火焰白亮刺眼；風(fēng)量過(guò)小時(shí)，火焰呈暗紅或暗黃色；風(fēng)量適當(dāng)時(shí)，火焰呈麥黃色(亮黃色)。

1.4 燃燒調(diào)節(jié)的要領(lǐng)

1)燃燒量與燃燒所需空氣量要相配合適，并使煤與空氣混合接觸。

2)爐膛應(yīng)盡量保持一定高溫，避免煤層、風(fēng)量的頻繁大幅度調(diào)整，要減少開(kāi)停爐次數(shù)，以達(dá)到最佳燃燒狀態(tài)。

3)應(yīng)保持火焰在爐內(nèi)合理均布，防止火焰對(duì)鍋爐本體及磚墻造成強(qiáng)烈沖刷。

4)不能驟然增減燃煤量，且分布均勻。增加燃煤量時(shí)，應(yīng)首先增加通風(fēng)量；減弱通風(fēng)量時(shí)，則首先減少燃煤供應(yīng)量，絕不可以顛倒程序。

5)防止不必要的空氣侵入爐內(nèi)，以保持爐內(nèi)高溫，減少熱損失。

6)調(diào)整爐排轉(zhuǎn)數(shù)，適當(dāng)延長(zhǎng)煤在爐內(nèi)停留時(shí)間(不低于30 min～40 min)，保證燃煤在爐膛有足夠的燃燒時(shí)間，防止出現(xiàn)燃燒不均勻和避免結(jié)焦。

7)正在燃燒時(shí)，防止出現(xiàn)燃燒氣體外漏，以免燒壞絕熱材料及保濕材料，在操作中應(yīng)監(jiān)視風(fēng)壓表，調(diào)整通風(fēng)壓力，使其保持穩(wěn)定。

8)在保證鍋爐受熱面不結(jié)露的前提下，盡量降低排煙溫度。

2 爐膛溫度對(duì)熱效率的影響

1)校20 t鍋爐是直接供暖鍋爐，在北方冬季晝夜溫差較大，鍋爐運(yùn)行中，要隨時(shí)注意鍋爐及管道上的壓力表、溫度計(jì)的數(shù)值變化，并根據(jù)室外氣溫的變化進(jìn)行鍋爐負(fù)荷的調(diào)節(jié)，網(wǎng)路供水溫度改變要逐步進(jìn)行，每小時(shí)水溫升高或降低不宜大于20 ℃，以免管道產(chǎn)生不正常的溫度應(yīng)力。對(duì)各外循環(huán)回路中加調(diào)節(jié)閥的熱水鍋爐，運(yùn)行中要經(jīng)常比較各水循環(huán)回路的回水溫度，要注意調(diào)整使其溫度偏差不超過(guò)10 ℃。維護(hù)好外網(wǎng)正常運(yùn)行，避免發(fā)生故障，使大量冷水或低溫度的回水，直接回到了鍋爐中使?fàn)t膛溫度下降，影響了爐膛正常的燃燒，降低了鍋爐的燃燒效率。因此要注意爐膛的溫度條件，對(duì)爐膛溫度進(jìn)行相應(yīng)的控制，提高燃燒時(shí)的爐膛溫度，使鍋爐在接近額定參數(shù)下運(yùn)行，這也是節(jié)約燃料，減少設(shè)備維修，使鍋爐達(dá)到高效率的途徑。

2)要提高爐膛回水溫度，盡量減少大量的冷水直接補(bǔ)到鍋爐的回水上，我們從以下方面進(jìn)行改造：

a.安裝空氣預(yù)熱器，利用空氣吸收煙氣熱量，進(jìn)一步降低排煙溫度，提高鍋爐效率，節(jié)省燃料；提高爐膛的溫度水平，改善燃料的著火與燃燒條件，減少不完全燃燒損失，有助于提高燃燒效率。

b.安裝省煤器，利用給水吸收煙氣熱量，可降低鍋爐排煙溫度，減少排煙熱損失，提高回水溫度，節(jié)省燃料，提高鍋爐效率，又利于爐膛溫度的提升。

c.要充分做好供熱系統(tǒng)的保溫工作，防止管網(wǎng)和鍋爐本體等的散熱損失。應(yīng)最大限度地減少系統(tǒng)補(bǔ)水量和鍋爐的排污水量，既節(jié)約用水，又有利于熱網(wǎng)的穩(wěn)定，重要的是降低了鍋爐加熱冷水消耗的熱量，提高了爐膛溫度。

3 過(guò)量空氣系數(shù)

在保證燃料完全燃燒的前提下，應(yīng)盡量減少過(guò)量空氣系數(shù)，我們通常一般認(rèn)為在1.2～1.4比較合適，在工作中控制這個(gè)系數(shù)有難度，這就要求司爐人員要精心操作，仔細(xì)觀(guān)察，要從爐膛火焰、煙氣顏色、爐膛負(fù)壓等參數(shù)來(lái)綜合判斷過(guò)量空氣的大小，在負(fù)荷增加時(shí)，應(yīng)先增加引風(fēng)，后增加送風(fēng)，爐排轉(zhuǎn)速加快，增加給煤量，以強(qiáng)化燃燒。在負(fù)荷減少時(shí)，應(yīng)先減少送風(fēng)，后減少引風(fēng)，爐排轉(zhuǎn)速降低，減少給煤量，控制好燃料的燃燒，從而提高燃燒效率。

在鍋爐運(yùn)行中，針對(duì)上述影響燃燒效率的各種因素，我們要精心操作、嚴(yán)格控制、從工作中的點(diǎn)滴做起，盡量使鍋爐在額定參數(shù)下運(yùn)行。積累工作中的經(jīng)驗(yàn)，探索和研究提高燃燒效率的新技術(shù)、新方法，來(lái)不斷提高鍋爐的燃燒熱效率，達(dá)到節(jié)能降耗，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。

[1] 沈祥智,吳金星.工業(yè)及電廠(chǎng)鍋爐節(jié)能技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

[2] 李顯海.工業(yè)鍋爐節(jié)能改造技術(shù)與工程實(shí)例[M].北京：金盾出版社，2012.

[3] 張 蕾，馮 飛，涂中強(qiáng)，等.鍋爐設(shè)備及運(yùn)行[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

[4] 司爐讀本[M].第4版.北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2002.

On exploration of improving combustion efficiency of heating boilers

HOU Hong-xia

(PingwangLogisticsManagementCompany,DatongCoalMineGroupofShanxi,Datong037003,China)

In order to enhance the boilers’ combustion efficiency, the paper explores some factors affecting the combustion efficiency, including the adjustment of combustion conditions of boilers, furnace box temperature, and excess air coefficient, and researches the new techniques and methods to improve the combustion efficiency with the premise of ensuring better heating quality to achieve the energy-saving and consumption reduction.

boiler, combustion efficiency, furnace box temperature, adjustment

2014-07-17

侯紅霞(1973- )，女，工程師

1009-6825(2014)27-0140-02

TU832

A