王晟罡
(延長油田股份有限公司七里村采油廠,陜西 延長 717111)
1燃煤鍋爐是利用煤燃燒所放出的熱量加熱工質(zhì)(水:H2O)生產(chǎn)具有一定壓力和溫度的蒸汽(或熱水)的設(shè)備。從能量平衡的觀點來看,當(dāng)鍋爐工況穩(wěn)定時,輸入鍋爐的熱量與鍋爐輸出的熱量應(yīng)當(dāng)平衡。由于送入爐內(nèi)的燃料不會全部燃燒放熱,而燃料燃燒放出的熱量也不會全部被水吸收,生成蒸汽或熱水。因此鍋爐輸出的熱量包括有效利用熱和各項熱損失兩個方面,有效利用熱是鍋爐用以產(chǎn)生蒸汽(熱水)及加熱蒸汽(熱水)的熱量,各項熱損失是在燃燒和傳熱過程中以各種方式損失掉的熱量。
鍋爐在穩(wěn)定狀態(tài)下,相對于1Kg燃煤的熱平衡方程式為:Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6(KJ/Kg),相應(yīng)的百分比熱平衡方程式為:100%=q1+q2+q3+q4+q5+q6(%)
其中:
(1)Qr是伴隨1Kg燃煤輸入鍋爐的總熱量(KJ/Kg)。
式中Qar:燃煤的低位發(fā)熱量(KJ/Kg);是輸入鍋爐中熱量的主要來源。
hrm:燃煤的物理顯熱量(KJ/Kg);燃煤溫度一般低于30℃,這一項熱量相對較小。
hrs:相對于1Kg燃煤的入爐石灰石的物理顯熱量(KJ/Kg);這一項熱量相對更小。
Qwl:伴隨1Kg燃煤輸入鍋爐的空氣在爐外被加熱的熱量(KJ/Kg);如果一、二次風(fēng)入口暖風(fēng)器未投入,這一部分熱量也可不計算在內(nèi)。
(2)Q1是鍋爐的有效利用熱量(KJ/Kg);在反平衡熱效率計算中,是利用其它熱損失來求出它的。
2影響鍋爐熱效率的原因
依據(jù)鍋爐在穩(wěn)定狀態(tài)下,相對于1Kg燃煤的熱平衡方程式,可得到影響鍋爐熱效率的原因有:(1)排煙溫度高,排煙熱損失大;(2)爐膛出口煙氣含氧量不當(dāng);(3)傳熱較差或長期運行導(dǎo)致傳熱惡化;(4)爐膛負(fù)壓過大導(dǎo)致漏風(fēng)嚴(yán)重;(5)鍋爐保溫性差;(6)管線布置不合理,使流體流動阻力變大;(7)火焰在爐膛內(nèi)位置不合適;(8)電機無變頻,在鍋爐低負(fù)荷時耗電較多。
3提高鍋爐熱效率的方法
3.1 降低排煙熱損失q2:
排煙熱損失即煙氣離開鍋爐排入大氣所帶走的熱量損失。一般排煙溫度每升高15℃,排煙熱損失將上升1%,一般鍋爐的排煙熱損失為4%~8%,排煙溫度由兩方面決定,一是鍋爐受熱面的大小,受熱面越多,排煙溫度越低。二是受熱面積灰、結(jié)渣、結(jié)垢,使傳熱惡化,排煙溫度升高。因此必須及時吹灰(打渣),保持受熱面外壁清潔,同時要保證軟化水、除氧水及蒸汽的品質(zhì),防止出現(xiàn)汽水管道結(jié)垢現(xiàn)象。
3.2 降低化學(xué)不完全燃燒熱損失-q3:
爐膛出口煙氣含氧量的大小反映的是燃料是否完全充分燃燒,是過量空氣系數(shù)a的體現(xiàn),當(dāng)a值較大時會使引風(fēng)機負(fù)荷變大,耗電量增大,同時使排煙熱損失增大。a過大還會使?fàn)t膛溫度變低,使?fàn)t膛輻射傳熱能力下降,導(dǎo)致熱效率變低,破壞燃燒所需的高溫環(huán)境。當(dāng)a值小時,燃燒得不到所需要的氧氣而產(chǎn)生化學(xué)不完全燃燒熱損失。。因此在鍋爐運行中,要保持空氣過剩系數(shù)為1.4左右,有較高的爐膛溫度,使燃料與空氣充分混合,延長煙氣停留時間,促進(jìn)煙氣中可燃物燃盡。不完全燃燒熱損失比較大時,這要要求我們的現(xiàn)場操作人員根據(jù)鍋爐負(fù)荷的變化,及時調(diào)整配風(fēng)比,風(fēng)煤比等,保證過??諝庀禂?shù)合理,以降低化學(xué)不完全燃燒熱損失。
3降低機械不完全燃燒熱損失-q4:
機械不完全燃燒熱損失又稱可燃固體(固定碳)不完全燃燒熱損失。它是部分固體可燃物在爐內(nèi)不完全燃燒隨飛灰和爐渣一同排出爐外而造成的熱損失,由飛灰不完全燃燒熱損失和爐渣不完全燃燒熱損失兩部分組成。鍋爐設(shè)計使用燃煤粒度為6mm~13mm,最大顆粒小于40mm,而實際使用燃煤為末煤或混煤,在燃燒中飛灰不完全燃燒現(xiàn)象嚴(yán)重,增大了機械不完全燃燒熱損失,因此應(yīng)解決燃煤顆粒度問題。燃料的灰分越少,揮發(fā)分越多,則機械不完全燃燒熱損失就越小,因此應(yīng)盡量燃用灰分少的煤,保證煤的灰分含量不大于14%。
爐渣含碳量偏大,使?fàn)t渣不完全燃燒熱損失大幅度增大,應(yīng)根據(jù)鍋爐負(fù)荷情況合理調(diào)整爐排速度和煤層厚度,爐排后部以略有紅火為宜,使燃煤能得以燃盡。
另外,前、后拱上吊渣現(xiàn)象比較嚴(yán)重,影響爐膛內(nèi)熱量反射,這也是造成爐膛溫度降低,灰渣含碳量偏高的主要因素,應(yīng)利用檢修期間及時除焦渣。
4管道布置上的原因
汽水管道和風(fēng)煙管道的彎頭和閥門可增大管道中流體流動的阻力。同時系統(tǒng)中有的閥門不能完全開啟,形成了對流體的節(jié)流,增加了工質(zhì)的局部阻力損失。建議在大修時對管線重新布置,減少不必要的彎頭和閥門,對必須用彎頭的地方,采用較大的曲率半徑,以減少流體流動阻力損失。
近年來,為提高鍋爐熱效率和鍋爐運行的經(jīng)濟性,我們不斷現(xiàn)場研究,尋找問題,整理資料,結(jié)合實際編制了《鍋爐運行操作規(guī)程》、《司爐工操作100問》等重要資料,并對司爐人員定期培訓(xùn),提高現(xiàn)場管理人員的素質(zhì),使鍋爐房的管理工作較以前有很大的提高。并從已從以下幾方面進(jìn)行了努力,并取得了良好的效果。
4.1 根據(jù)鍋爐負(fù)荷情況及時合理地調(diào)整送引風(fēng)機擋板開度,并利用檢修期間檢查處理煙風(fēng)道、爐墻存在的漏風(fēng)點,使空氣過剩系數(shù)趨近于1.4。
4.2 及時吹灰除焦渣和防止結(jié)垢,保持受熱面內(nèi)外清潔。
4.3 解決燃煤煤種問題,保證顆粒度為6mm~13mm,最大顆粒小于40mm,煤的灰分含量不大于14%。
4.4 根據(jù)鍋爐負(fù)荷情況合理調(diào)整爐排速度和煤層厚度,爐排后部以略有紅火為宜,保持高的爐膛溫度,使燃煤能燃盡。
4.5 汽包、聯(lián)箱、管道、構(gòu)架、爐墻和其他附件等的保溫良好。
4.6 根據(jù)負(fù)荷情況合理調(diào)整鍋爐運行臺數(shù),使鍋爐運行在經(jīng)濟負(fù)荷區(qū)內(nèi)。
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