淺析如何提高電站鍋爐效率

任遠波

摘 要：本文通過對電站鍋爐效率性能指標的研究，利用相關的計算公式，從理論上分析主要影響因素，剖析指標分解及構成，針對性制定預控措施，為電站EPC項目提供支持。

關鍵詞：電站;鍋爐效率;影響;分析;預控

中圖分類號：TQ1V23 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）13-0118-02

1 現狀

隨著技術的發展，業主對電站鍋爐效率性能的要求越來越高，為了贏得市場，滿足合同要求，致使很多性能指標越來越激進，甚至冒進，因此，如何把控或預控性能指標風險成了EPC項目工作的重中之重，也是考驗一個公司從設計、采購、監造、施工以及調試等全鏈條的性能預控能力;但由于各環節人員對性能指標認知或了解并不充分，制定措施無從下手或缺少針對性，存在一定的盲目性，因此，本文主要結合摩洛哥杰拉達350MW電站EPC項目，對電站鍋爐效率性能指標影響因素進行分析及預控，提煉主要預控方向，給出針對性預控建議。

2因素分析

2.1鍋爐效率影響分析

鍋爐效率是指鍋爐的有效利用熱量占鍋爐輸入燃料低位發熱量的百分比ηg[1]：

公式：

Q1：單位鍋爐輸出熱量;Qar，net：燃料低位發熱量;q2：干煙氣損失;q3：煤種H2與H2O熱損失;q4：空氣中水分引起損失;q5：燃料不完全燃燒;q6：輻射及對流熱損失;q7：不可計熱損失。

2.2識別影響因素

（1）采用反平衡計算方法[2]，鍋爐效率主要取決于各項損失，以下為杰拉達350MW電站鍋爐實際試驗工況下測量的損失：

通過2.1鍋爐效率計算公式，并結合對350MW鍋爐的實際測量得知，影響因素主要有：

1）干煙氣損失;2）煤種H2與H2O熱損失;3）空氣中水分引起損失;4）燃料不完全燃燒;5）輻射及對流熱損失;6）不可計熱損失。

其中1）、5）及6）一般取設計值，2）跟煤質有關系，試驗時確認符合試驗要求煤質即可，3）為大氣條件，不可預控，4）項為可以預控損失。因此，本次識別主要對象為不完全燃燒損失。

（2）采用正平衡方法[3]，鍋爐效率為輸入與輸出熱量比值，輸入為煤，輸出為蒸氣，由于按完全損失計算，不能發現鍋爐輸出能量問題，因此我們也應從輸出能量上進行探討措施，實際采用正平衡分析，正平衡熱效率的計算公式可用下式表示：

熱效率=有效利用熱量/燃料所能放出的全部熱量×100%=鍋爐蒸發量×（蒸汽焓-給水焓）/燃料消耗量×燃料低位發熱量×100%。

式中，鍋爐蒸發量-實際測定，kg/h;蒸汽焓-由表焓熵圖查得，kJ/kg;給水焓-由焓熵圖查得，kJ/kg;燃料消耗量-實際測出，kg/h;燃料低位發熱量-實際測出，kJ/kg。

從上述熱效率計算公式可以看出，正平衡試驗只能求出鍋爐的熱效率，而不能得出各項熱損失。因此，通過正平衡試驗只能了解鍋爐的蒸發量大小和熱效率的高低，不能找出原因，無法提出改進的措施，但是這并不妨礙本次識別的對象：輻射換熱、工質流失、汽水阻力、管道清潔度。

（3）綜合分析。綜上所述，鍋爐效率影響識別因素分別為不完全燃燒、輻射換熱、工質流失、汽水阻力、管道清潔度。

3 預控措施

從理論角度分析得知鍋爐在正常運行的狀態下，其輸入的熱量應與輸出的熱量保持平衡，但是在實際運行中，往往會出現復雜多變的問題影響鍋爐效率的提高，因此為了提高鍋爐有效利用的熱量，通過降低各項熱損失，加強鍋爐燃燒調整等解決方法來提高鍋爐效率是正確的。針對上述分析出的五個因素，進行具體分析并提出預控措施。

3.1不完全燃燒控制措施

不完全燃燒主要由大渣、飛灰、CO三部分組成。由燃料種類和燃燒方式決定，同時受外界條件的影響比較多，與燃用的煤質、煤粉細度、運行工況、燃燒效率、燃盡時間、運行調整手段均有關系;鍋爐設計時除以上考慮因素外，也應借鑒與該煤種相近的鍋爐運行情況，同時根據煤種情況和煤粉細度估算大渣和飛灰的大小，從而確定出該項熱損失的大小。

首先，鍋爐配置成熟的燃燒器，還要考慮如何保證爐膛內充分燃燒，確保擁有足夠燃燒行程（即爐膛高度），相關措施也已在上部分列出;其次，安裝專業要檢查燃燒器，保證燃燒器安裝角度;再次，調試單位做好冷風力場試驗，摸清爐內氣流分布情況，同時，調整煤粉最佳細度，并加以優化燃燒調整，對照灰渣、飛灰、CO測試結果，尋找最佳運行工況，為試驗單位提供參考，一般CO控制會很低或為零;試驗單位在此基礎上進一步優化，確保不完全燃燒降到最低。

3.2 輻射換熱控制措施

輻射換熱由爐膛布置形式、周界表面積、保溫層厚度和環境溫差等決定，雖然此項損失作為鍋爐損失的一部分，但就其難于測量、工作量大，一般取鍋爐設計值，但如果保溫效果控制好，可以進一步降低輻射換熱，其影響也不容忽略;根據以往各項目經驗，爐膛燃燒區域處于強烈燃燒狀態，其保溫外層超溫可能性較大，有時可達70℃～80℃，尤其是燃燒器部位，最高可達120℃，同時，入孔門區域也可能存在超溫情況。

鍋爐運行中受熱面會積灰和結渣，影響鍋爐正常燃燒，爐膛結渣將使水冷壁輻射吸熱量減少，為保證鍋爐出力，必須增加燃料量，而使爐膛出口煙溫升高，煙氣量增加，排煙損失增加，嚴重時出現水冷壁爆管。

對流受熱面積灰將使傳熱系數K降低，吸熱量減少，排煙溫度升高。加強鍋爐運行期間的定期吹灰不僅可以提高換熱效率，也可降低排煙溫度，提高鍋爐的燃燒效率。

由于灰和熔渣的傳熱系數較小，如果積灰和結渣比較嚴重，傳給工質的熱量將大幅度減少，所以爐膛內風粉配比調整要合理，風速和風率調整要適當，防止煤粉沖刷爐墻，避免爐膛局部溫度過高，定期對受熱面進行吹灰和除渣。