過量空氣系數對工業鍋爐熱效率的影響

孫 偉

（南通市節能監察中心，江蘇 南通 226000）

相比較于發達國家，我國目前在工業鍋爐方面的平均熱效率比較低下，總體來說相較落后，甚至對于我國國家對工業鍋爐熱效率所規定的標準水平都僅僅是勉強達到。[1]對于工業鍋爐來說，影響其熱效率的因素有很多，不僅僅是在運行中工作人員的技術操作，還有鍋爐自身的機械設備等級，都會在一定程度上影響到鍋爐的熱效率。不過在所有的影響因素中，過量空氣系數對于鍋爐熱效率來說發揮著不可忽略的作用。

1 過量空氣系數的影響作用及現狀

1.1 過量空氣系數對工業鍋爐熱效率的影響

在工業鍋爐使用期間，空氣過勝率偏高或者偏低都會影響鍋爐的熱效率。如果過量空氣比太低，則工業鍋爐運行期間化學和機械不完全燃燒熱損失增加，這降低了工業鍋爐的經濟效率并對工業鍋爐的熱效率產生不利影響。如果工業鍋爐使用期間空氣過剩率偏高，會導致工業鍋爐燃燒過程中產生的煙氣量增加，由于煙氣排放引起的熱量損失會隨之增加，同時產生煙氣的體積流量隨之也升高。由于煙氣的排放量增加而導致鍋爐內部的溫度下降，影響爐內燃料的燃燒質量，因此爐內的燃料不會完全燃燒，工業鍋爐的熱效率會大大降低。[2]所以，如果要使我國工業鍋爐熱效率有所提升，則不可以忽略過量空氣系數對鍋爐熱效率所造成的影響，必須要將過量空氣效率控制在最合適的范圍之間。在鍋爐使用期間，使實際參與的空氣量與理論上需要的空氣量能夠達到相對的平衡，使鍋爐內部的燃料得到充分的燃燒，同時還會使燃燒過程中產生的煙氣量達到最小，最終使工業鍋爐的熱效率得到提高。

1.2 我國工業鍋爐過量空氣系數的現狀

目前，我國工業鍋爐在使用過程中，空氣的剩余率普遍偏高，幾乎所有的工業鍋爐過量空氣系數都高于限定值，一般情況下，過量空氣系數每降低0.3，工業鍋爐的熱效率就會提高約1%，因此降低過量空氣系數對于提高我國工業鍋爐的熱效率來說至關重要。[3]對于我國工業鍋爐過量空氣系數偏高的主要原因可以分為以下幾點：（1）工業鍋爐運行的過程中，對配風的設計不合理，導致實際參與到鍋爐運行的空氣量大大增加。（2）整個工業鍋爐運行系統中，存在漏風的情況。（3）在工業鍋爐使用期間，因為工作人員的操作問題，導致有大量的冷空氣進入鍋爐內部。（4）我國對于工業鍋爐進行調風的技術比較落后，尤其是燃煤和生物質鍋爐。

2 詳細分析各個因素對于工業鍋爐熱效率的影響

2.1 煙氣排放熱損失對鍋爐熱效率的影響

對于我國工業鍋爐來說，在工業鍋爐使用的過程中由于產生煙氣排放而出現的熱損失，是降低工業鍋爐熱效率最主要的因素，而排煙熱損失的大小主要是受到煙氣排放體積的大小和所需要排煙溫度的大小影響。一般情況下，工業鍋爐使用期間排煙的溫度大多是固定不變的，所以影響鍋爐排煙熱損失高低主要是煙氣排放體積的大小，因此排煙過程中所造成熱量損失的大小就會隨著空氣剩余率的改變而改變，如果實際進入鍋爐的空氣量遠高于理論所需的空氣量，不僅會使鍋爐在使用時產生煙氣的體積增多，還會使鍋爐內部的溫度發生改變，同時還會增大工業鍋爐設備內部的壓力，因此對工業鍋爐設備的要求大大提高，提高工業鍋爐的造價，使成本大大增加。[4]過高的過量空氣系數會使鍋爐運行所需要的燃料總量提高，增加了對燃料的浪費，進而使我國工業鍋爐的熱效率大幅度降低。因此，在工業鍋爐實際的運行過程中，要控制好過量空氣系數，盡可能地將煙氣排放的體積降到最低，這時，由于相應的空氣過剩率是鍋爐的最佳空氣過剩率，因此使工業鍋爐煙氣排放引起的熱量損失最小化，從而有效地提高了中國工業鍋爐的熱效率。

2.2 燃料的燃燒效率對鍋爐熱效率的影響

在工業鍋爐使用期間，為了能夠使鍋爐的熱效率得到提高，需要保證鍋爐內部燃料的完全燃燒，必須要使工業鍋爐在使用期間燃料的燃燒率充分提高，從而能夠有效地降低在工業鍋爐使用期間地化學和機械地不完全燃燒而造成的熱損失，使鍋爐內部的溫度得到顯著提高，這樣實際空氣的消耗量就會比理論空氣的需求量略微偏高，使空氣過剩率的大小較為適合，處在合適的范圍之內。在工業鍋爐正常使用中，鍋爐內部的燃料越是燃燒的充分，鍋爐內部的溫度就會越高，從而使過量空氣系數越低，而此時所得到的過量空氣系數也是在工業鍋爐最佳過量空氣系數的范圍內。[5]因此，在工業鍋爐的使用期間，要使鍋爐內燃料的得到更加充分的燃燒，從而能夠使空氣過剩率得到下降，工業鍋爐內部的溫度也會隨之升高，從而減少由于化學和機械的不完全燃燒而造成的熱量損失，最終才可以使工業鍋爐的熱效率得到提高。同時，工業鍋爐的空氣過剩率不應太小，否則供給鍋爐進行正常工作的空氣量會不足，鍋爐內的燃料燃燒得不夠完全徹底，使爐內的溫度有所下降，在燃料燃燒過后，剩余部分的碳含量也會增加，大大增加了工業鍋爐在燃料燃燒過程中造成的熱量損失，導致工業鍋爐的熱效率不能得到提升。

3 結束語

我國工業鍋爐在熱效率方面表現得相對落后，在提高工業鍋爐熱效率的技術方面還有較大的發展空間，為了能夠有效提高工業鍋爐的熱效率，應當正確的判斷選取合適的過量空氣系數，只有嚴格將過量空氣系數控制在最佳的范圍內，才能夠有效減少鍋爐運行過程中的熱損耗，保證工業鍋爐的熱效率得到提高。