鍋爐運行氧量對鍋爐燃燒效率影響的定量研究

劉思成+寧鈺鑫

【摘要】在不同氧量的燃燒環境中，鍋爐的燃燒效率、煙氣成分以及燃燒特性都會發生相應的變化。實驗表明，如果適當增加運行氧量，燃氣鍋爐的排煙溫度便會升高，同時會提高鍋爐的燃燒效率。基于此，本文以燃氣鍋爐為例，分析運行氧量對鍋爐燃燒效率的影響。

【關鍵詞】鍋爐 氧量 燃燒效率 定量研究

天然氣是重要的清潔能源之一，具有儲量豐富、安全、經濟、環保的優點。推廣使用燃氣鍋爐，能夠最大程度的減少粉塵、二氧化硫的排放，降低鍋爐燃燒對環境的危害。鍋爐運行過程中，其氧量與燃燒效率成正相關的關系，因此很多企業都會采取富養燃燒的方式，提高鍋爐的燃燒效率。

一、運行氧量對燃氣鍋爐的影響

（一）運行氧量影響燃燒特性

鍋爐的燃燒特性，會隨著運行氧量的變化而發生變化。絕熱燃燒溫度則為1520攝氏度；當運行氧量為1000m3/h時，排煙溫度為142攝氏度，絕熱燃燒溫度為1550攝氏度；運行氧量增加至2000m3/h時，排煙溫度為145攝氏度，絕熱燃燒溫度則為1600攝氏度；直到運行氧量為4000m3/h時，排煙溫度為152攝氏度，絕熱燃燒溫度為1640攝氏度。

根據上述數據能夠發現，絕熱燃燒溫度與排煙溫度都受到運行氧量的影響，雖然理論燃燒溫度并不存在，但是卻能夠反應鍋爐內的溫度變化。如果鍋爐的理論燃燒具有較高的溫度，那么實際溫度也會比較高，同時可提高爐內對流傳熱、輻射傳熱的效果。增加燃氣鍋爐內的運行氧量，就會增加煙氣的排放，降低對流傳熱的系數，從而使運行氧量影響排煙的實際溫度，但是煙氣中并沒有過多的氧氣，通常濃度會保持在1.6%左右。

（二）運行氧量影響鍋爐效率

鍋爐的燃燒效率，會隨著運行氧量的變化而發生變化。以北京燃氣動力發展有限公司為例，分析運行氧量變化對熱效率的影響：當運行氧量為0m3/h時，鍋爐的熱效率為百分之九十；當氧量為1000m3/h時，熱效率是90.5%；當進去鍋爐的氧量為2000m3/h時，熱效率則為91.0%；如果氧量增加到4000m3/h，熱效率便接近于92.0%。結合上述實驗結果能夠發現，鍋爐實際的燃燒效率與運行氧量成正相關的關系。根據上述數據分析，能夠發現，運行氧量與鍋爐的熱效率有密切的關系：當送進鍋爐中的氧量增加，就會直接增加助燃劑中氧氣的含量，使燃氣能夠得到更加充分的燃燒，降低未燃燒天燃氣的含量，減少鍋爐產生的不完全燃燒損失以及排煙熱損失。因此，氧量的計算需要結合實際的需求，盡可能的減少能源的浪費以及熱量的損失，從而提高鍋爐的燃燒效率。

二、調節運行氧量方法及環保的影響

（一）調節鍋爐運行氧量的方法

根據第一部分與第二部分所述內容，運行氧量直接影響鍋爐的效率，因此需要學科的控制運行氧量。當鍋爐處于高負荷的狀態時，內部溫度較高，具有良好的著火條件，因此燃燒相對穩定，但是會造成一定的排煙熱損失。為了提高鍋爐的效率，就要降低排煙熱損失，同時升高鍋爐內部的溫度降低排煙速度，延長煙氣停留的時間，并且能夠在一定程度上降低不完全燃燒損失，提高高爐效率。如果鍋爐處于低負荷運行時，就會降低燃燒的效率，提高不完全燃燒損失，此時需要減少鍋爐的漏風現象，保障內部溫度，從而提高鍋爐效率。

以改變鍋爐的送風量為基礎，調節鍋爐的運行氧量，使過剩空氣系數達到最佳。如果過剩的空氣系數較大，就會降低燃氣鍋爐的熱效率，同時提高煙氣的流速，增加不完全燃燒損失。另外，提高過剩空氣系數時，就會使爐內的氧量剩余，隨煙氣排出，造成資源的浪費，增加成本。結合上述內容，燃氣鍋爐在運行時需要保持恰當的運行氧量，以送風機為調節氧量的媒介，以煙氣中氧量的成分作為調節的依據，將運行氧量調制最佳狀態，降低燃氣鍋爐的排煙熱損失與不完全燃燒損失，從而提高鍋爐的運行效率。

（二）對環境的影響

燃氣鍋爐主要以天然氣作為燃燒介質，天然氣本身就具有環保的功效同時還具有較高的熱值，是重要的清潔能源之一，如果更好的控制鍋爐的運行氧量，便能夠有效的降低鍋爐燃燒對環境的影響，促進人類與自然環境的和諧相處。另外，使用燃氣鍋爐能夠有效的節約燃料的支出成本，節省處理燃料殘渣的過程，提高單位的經濟效益與工作效率。

首先，燃氣鍋爐與燃煤鍋爐相比，有效的減少了煙塵、氮氧化物的排放，有利于提高環境的質量。就燃氣鍋爐而言，如果增加運行氧量，就會增加鍋爐排放的煙氣量，同時增加二氧化碳的含量，因此需要合理的控制運行氧量，保障排放的二氧化碳在合理的范圍內。以北京燃氣動力發展有限公司的鍋爐運行為例：當運行氧量為4000m3/h時，就會減少24488m3/h的二氧化碳排放量，因此使用燃氣鍋爐能夠有效的降低對環境的污染，從而發揮保護環境的作用，落實科學發展觀。其次，通常情況下，燃煤鍋爐會產生大量的渣滓，而燃氣鍋爐不會產生固體廢物，這樣的現象能夠更好的保護環境，促進人與環境的和諧相處。因此，需要增加鍋爐內的運行氧量，提高鍋爐的燃燒效率，降低鍋爐的排煙熱損失、不完全燃燒損失，實現更高的經濟價值。另外，將燃氣鍋爐進行推廣，最大程度的代替燃煤鍋爐，從而實現保護環境的目的，落實可持續發展政策。

三、結語

綜上所述，鍋爐的運行氧量影響著鍋爐的燃燒特質以及運行效率，因此需要結合實際控制好爐內的氧量，盡可能的減少排煙熱損失、不完全燃燒損失以及散熱損失，提高鍋爐的燃燒效率。另外，在使用燃氣鍋爐的基礎上控制運行氧量，能夠提高環保效益與經濟效益，促進社會發展。endprint