鍋爐運(yùn)行最佳氧量的確定

孫 毅，王 海，王 宇

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院，銀川，750001; 2.寧夏京能寧東發(fā)電有限公司，銀川，750001;3.四平熱電公司，四平，136001）

1 設(shè)備概況

本鍋爐為哈爾濱鍋爐廠引進(jìn)美國(guó)CE公司技術(shù)，自行設(shè)計(jì)制造的HG1021/18.2YM4型亞臨界壓力、一次中間再熱、自然循環(huán)汽包爐，采用單爐體負(fù)壓爐膛，呈倒U型布置。在爐膛上部垂直布置輻射再熱器和分隔屏過(guò)熱器、后屏過(guò)熱器。在爐膛出口水平煙道上依次布置后屏再熱器、末級(jí)再熱器和末級(jí)過(guò)熱器。在后部豎井中自上而下布置低溫立式過(guò)熱器、臥式過(guò)熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器。過(guò)熱器的調(diào)溫主要靠噴水減溫，采用二級(jí)噴水。再熱器的調(diào)溫主要靠燃燒器上下擺動(dòng)角度，再熱器進(jìn)口導(dǎo)管上裝有兩只霧化噴嘴式的噴水減溫器，做為事故緊急噴水。鍋爐采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，配5臺(tái)MPS磨煤機(jī)，額定負(fù)荷下4臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用。鍋爐的燃燒方式采用四角切圓燃燒，在爐膛四角布置煤粉燃燒器。

2 氧量對(duì)鍋爐效率的影響

氧量是鍋爐運(yùn)行中的重要參數(shù)，氧量的變化會(huì)引起灰渣未燃燼含碳量、排煙溫度、送風(fēng)機(jī)總電耗等參數(shù)的變化。若氧量過(guò)小，燃燒的空氣量不足，燃燒不完全，將導(dǎo)致不完全燃燒熱損失增加；若氧量過(guò)大，將會(huì)造成排煙熱損失增加。因此定量分析氧量對(duì)鍋爐效率的影響有重要的意義。

氧量發(fā)生變化對(duì)固體不完全燃燒熱損失q4和排煙熱損失q2的影響非常明顯，q4和q2的反向變化使兩者之和存在最小植，此時(shí)鍋爐的效率達(dá)到最大，此時(shí)的氧量即鍋爐運(yùn)行的最佳氧量。

3 鍋爐最佳氧量的確定實(shí)驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)條件

試驗(yàn)期間控制每個(gè)負(fù)荷下爐膛出口氧量變化0.5～1.0%，每個(gè)工況下鍋爐穩(wěn)定燃燒2h，試驗(yàn)期間進(jìn)行煤質(zhì)、飛灰、爐渣取樣，并測(cè)量排煙溫度。通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算鍋爐熱效率，確定鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行的最佳氧量。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

額定負(fù)荷下變氧量試驗(yàn)分三個(gè)工況進(jìn)行，分別控制氧量為3.0%；3.9%；4.7%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2，鍋爐效率隨氧量變化曲線見圖1。

表1 額定負(fù)荷變氧量試驗(yàn)鍋爐熱效率計(jì)算結(jié)果

圖1 鍋爐效率及熱損失隨氧量的變化關(guān)系

圖2 鍋爐運(yùn)行最佳氧量與鍋爐負(fù)荷的關(guān)系

由表1和圖1可知，隨氧量增加，鍋爐熱效率先增加后減小，在氧量為3.9%左右時(shí)鍋爐效率達(dá)到最大。當(dāng)氧量由3.0%增加到3.9%時(shí)，排煙熱損失由6.7%增加到6.83%，而固體未完全燃燒熱損失由0.42%減小到0.2%，固體未完全燃燒熱損失減小的幅度大于排煙熱損失增加的幅度，因此當(dāng)氧量由3.0%增加到3.9%時(shí)，鍋爐熱效率增加0.09個(gè)百分點(diǎn)。

當(dāng)氧量由3.9%增加到4.7%時(shí)，排煙熱損失由6.83%增加到7.08%，而固體未完全燃燒熱損失由0.2%減小到0.14%，排煙熱損失增加的幅度大于固體未完全燃燒熱損失減小的幅度，因此當(dāng)氧量由3.9%增加到4.7%時(shí)，鍋爐熱效率減小0.19個(gè)百分點(diǎn)。

所以鍋爐在額定負(fù)荷下運(yùn)行，當(dāng)控制氧量在3.9%時(shí)鍋爐效率最大，這時(shí)的氧量即為額定負(fù)荷下的鍋爐最佳氧量。

240MW變氧量試驗(yàn)分三個(gè)工況，氧量為3.5%、4.2%和4.7%。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知隨氧量的增加排煙損失的影響高于固體未完全燃燒熱損失對(duì)鍋爐熱效率的影響，所以240MW負(fù)荷下省煤器出口氧量從3.5%逐漸增加到4.2%和4.7%后，鍋爐熱效率逐漸降低，從 92.70%降低到92.46%和92.27%。

180MW變氧量試驗(yàn)進(jìn)行了三個(gè)工況，氧量為5.0%、5.5%和6.1%，結(jié)果得出鍋爐的最佳氧量為5.0%。

由300MW，240MW.，180MW鍋爐運(yùn)行時(shí)的最佳氧量可得出，合理鍋爐運(yùn)行的氧量與鍋爐負(fù)荷之間的關(guān)系，為運(yùn)行人員提供一定的操作依據(jù)。曲線見圖2所示。

4 結(jié)論

氧量是鍋爐重要的參數(shù)，氧量的多少影響著排煙熱損失，固體不完全燃燒熱損失，從而影響鍋爐效率。本文通過(guò)變氧量試驗(yàn)得出了本鍋爐，額定負(fù)荷下鍋爐運(yùn)行的最佳氧量3.9%，并通過(guò)240MW，180MW變氧量試驗(yàn)得出的最佳氧量，畫出了最佳氧量與鍋爐負(fù)荷的關(guān)系曲線，對(duì)鍋爐運(yùn)行有著重要的理論依據(jù)。

[1]侯昭毅.1025t/h鍋爐燃燒調(diào)整試驗(yàn)及優(yōu)化運(yùn)行[J].電力設(shè)備,2009,6.

[2]范從振.鍋爐原理[M].北京:水利電力出版社,1986