浅谈锅炉的节煤运行

2011-02-19肖桂田阜新发电有限责任公司辽宁阜新123000

中国科技信息 2011年24期

肖桂田阜新发电有限责任公司，辽宁阜新 123000

浅谈锅炉的节煤运行

肖桂田阜新发电有限责任公司，辽宁阜新 123000

从我国传统的经济角度和能源结构来看，燃煤锅炉由于一次性投资费用较低颇受人们青睐，特别是在煤资源丰富，环保要求不高的区域人们更喜欢选择它。但是在煤资源贫乏的地区，煤价并不是很低，故油、气与煤相比有一定竞争能力。人们喜欢燃煤锅炉的另一个原因是操作简单。但燃煤锅炉的污染：废渣、废气、废水“三废”俱全，治理亦较困难（特别是脱硫，目前燃煤锅炉的脱硫技术已取得一定成果，但投资费用高，操作过程繁，占地面积大），从社会效益看燃煤锅炉应该在安全运行的同时注意煤的节约和对环境的污染。本文中着重探讨在锅炉运行中的几项节煤措施，对锅炉的安全经济高效运行具有重要的指导意义。

节煤；安全运行；锅炉

前言

根据2000年12月30日《世界能源导报》报道，我国能源的形势仍是严峻的。中国人口占世界人口的20%，人均能源的资源占有量不到世界平均水平的一半。我国已探明的一次能源储备中，煤炭约占总储量的90%。在我国一次能源的生产和消费构成中，煤炭约占2/3，是我国能源工业的支柱。五十年代开始发展以热电联产为主、锅炉房为辅的集中供热方式供应城市工业、民用采暖。到二十一世纪集中供热已成为城市一项重要基础设施，在提高能源利用率、改善城市大气环境质量、促进生产、方便群众等方面起到了重要作用。国家计委、国家经贸委、建设部和国家环保总局曾对热电联产具有节约能源，改善环境，提高供热质量等综合效益给予了充分肯定。基于我国目前的能源结构状况，提高锅炉的热效率、降低锅炉及供热系统的热损耗、节约能源，是我国能源供需之间的不平衡得到缓解是一项十分重要的任务。

1 煤的燃烧条件

为了使煤的燃烧过程进行得快（单位时间内燃烧得多,放出热量多）,不完全燃烧损失少,即迅速而完全的燃烧,必须保证下述三个最基本的条件：

1.1 保持一定的高温环境

温度是燃烧的首要条件。因为燃烧要从着火开始,在着火前的准备阶段中,干燥过程都要吸收热量。因此要求炉膛具有较高的温度,提供足够的热量。

1.2 充足而适量的空气

煤只有和空气(其中的氧)接触才能燃烧。为使燃烧完全,必须供应足够的空气。实际运行的锅炉中,供应的空气量经常是偏多的。而空气量过多,会降低炉膛温度对着火与燃烧是不利的,因此供应的空气量要适当。

1.3 必需的时间和空间

燃料完全燃烧需要一定的时间。可燃气体能完全燃烧的时间取决于在炉膛内停留的时间,也就是取决于炉膛的容积。为此,必须保证足够的炉膛容积。

2 节煤措施

基于煤的燃烧条件，只要能保证设计煤种有必要的燃烧条件，就能保证锅炉出力和热效率，也就是变相节煤。

2.1 动力配煤

我国可供开发的煤炭资源数量有限、品种分布不均匀。优质燃料多用于冶金、化工等部门，工业锅炉只能依附于煤炭市场，供应什么煤种就燃用什么煤种。目前，工业锅炉用煤品种多变，质量下降；而供应量是根据行业标准的规定，按设计用煤种进行设计的。燃煤实际品种与设计煤种的特性指标相差较大，这是造成我国工业锅炉运行效率低、出力低的原因之一。采用动力配煤是缓和供需矛盾，提高锅炉运行效率的有效途径。

为适应锅炉达到正常燃烧工况的需要，为科学利用煤炭资源，人为的按合适的重量比选取当地的可供应的两种（或两种以上）单煤，混配成的具有一定特性指标的新煤种，称为动力配煤。

动力配煤的配置原则：1) 要在当地资源允许的条件下选取单煤；2) 选取的单煤之中最少要有一种不能在锅炉上单独燃用的；3) 混配时，一般以Qar,net，Vdaf为主要配煤参数，此两项必须计算，达到配煤指标规定范围；4) 尽量优选两种单煤配制，遇到下列情况之一者方选取三种煤配制：① 用两种煤混配后，某一主要参数或两个以上参数均不能达到配煤特性指标时；② 为了合理利用某一煤种的需要时。③配置比例应简整，配制中要求混匀；④ 选用的单一煤种的煤质参数必须以化验数据为准，进货时的产品参数能作为动力配煤计算的原始参数；⑤通过生产实践应用一个时期后，用反馈信息不断改进配方。

动力配煤优化配方是合理利用燃料的途径之一。它解决了煤种与炉型不相适应的矛盾，开辟了合理利用劣质煤的可行性途径，使得煤质稳定，减少司炉工人的体力劳动，有利于锅炉安全运行。由于优化配方接近于锅炉设计煤种，使锅炉保持经济运行状态，提高了锅炉热效率，降低了成本，节约了煤炭，经济效果明显。

2.2 炉膛的合理设计

锅炉中的锅筒、水冷壁和对流管束是锅炉的主要受热面。省煤器、蒸汽过热器和空气预热器是锅炉的辅助受热面，各辅助受热面依具体情况，按实际需要而增设。

目前我国工业锅炉普遍存在的问题是：有些产品，在鉴定出厂时的热效率和出力等指标都较高，但实际运行中的热效率与鉴定热效率差距很大。主要原因是燃烧工况不佳。这里有设备本身的问题，也有运行管理的问题。就设备本身分析，出力和效率主要受到两个方面因素的制约：一是锅炉结构设计，制造和安装是否先进合理；二是锅炉所燃用的煤料是否与设计燃料相接近，而这两者又相互联系和制约。所以炉膛的合理设计对于提高热效率、节煤是非常必要的。

纵观锅炉的发展过程，锅炉受热面由小到大，传热方式由单纯的传导对流换热到重视辐射换热，一步步发展到现代锅炉。在炉膛里配置适当的炉拱，它有利于锅炉吸收有效的辐射热，又有利于保护水冷壁。再辅以一定比例的对流受热面和尾部附属受热面（如省煤器）以充分利用烟气热量，减少热量损失，以利节煤。

2.3 风量的合理调节

炉内燃烧所需一、二次风均来自送风机，为了保证锅炉实现经济安全燃烧，就必须合理组织炉内燃烧工况，保持最佳过剩空气系数。

燃料在锅炉内燃烧，燃烧过程不同，燃烧情况也不同。如链条炉的燃烧过程是分区段的，沿炉排长度方向燃烧所需空气量各不相同。在炉排的前部即热力准备阶段，基本上不需要空气；在尾部即灰渣形成阶段，可燃物所剩无几，需要的空气也不多。空气需要量最大的区段在炉排中段挥发物和焦炭的燃烧区域。显而易见，合理的调节送风量，适应不同燃烧阶段对空气量的需要，可以减少不完全燃烧热损失和排烟热损失，提高锅炉的热效率，达到节煤的目的。

运行实践表明，要切实做到按煤燃烧的需要配风并非易事，除小风室之间的隔离密封结构必须良好有效外，对炉排宽度方向上的配风均匀性要特别给予重视。实验证明配风的均匀性与诸多因素有关，其中以进风口尺寸的影响最为显著，随进风口与风室的截面比的增大而更趋均匀。此外，对于单侧进风的锅炉，可设置导风板或采用风室节流挡板装置，对改善炉排横向配风的均匀性有效。对于炉排宽度较大的炉子，则应采取双侧送风的方式。

二次风能在锅炉内形成烟气漩涡，一方面增加了悬浮煤粉在炉膛内停留的时间，而使燃料充分的燃烧，另一方面能使炉膛内的温度梯度降低，提高了炉膛内受热面的利用率，所以采用二次风系统的锅炉热效率可提高5～10%。

调节送风量是通过改变送风机挡板开度或送风机转速，配合改变二次风挡板开度实现的。在调节过程中，要根据负荷的变化和炉膛出口氧量值的高低进行的。根据以往的运行经验，保持氧量在4%-5%的范围内锅炉燃烧最经济。

2.4 锅炉的微机控制

锅炉微机控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，我国现有中、小型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的1/3。提高热效率，降低耗煤量，降低耗电量，用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。

采用微机控制可以直观而集中的显示锅炉各运行参数，能对运行状况进行准确的记录。在锅炉运行中可以随时方便的修改各种运行参数的控制值并修改系统的控制参数。

采用微机控制可以提高锅炉的热效率和节煤。采用计算机控制后锅炉热效率可提高5～10%，据用户统计，一台20t/h的锅炉，全年平均负荷70%，以平均热效率提高5%计，全年节煤800t，按380元/t计算每年节约304000元。

采用微机控制可以节电。锅炉系统中包含鼓风机、引风机、给水泵等大功率电动机，这些设备大部分时间里是不会满负荷输出的，原有方式采用阀门和挡板控制流量，浪费非常严重。通过对风机水泵进行变频控制可以平均节电达到30%～40%。

2.5 锅炉及供热系统的维护

积灰对提高锅炉热效率十分有害，当锅炉有效散热面积灰1mm厚时，热效率要下降4～5%。因此及时清除锅炉受热面的积灰是提高锅炉热效率和节煤的有效措施。目前清除锅炉积灰主要有机械及化学方法，而以化学方法应用较广。化学清灰剂是用硝酸钾、硫黄混合粉末组成，使用时用高压空气喷入炉膛与烟灰起化学反应，使灰垢变得松散而脱落。

为了减少锅炉和供热系统的散热损失必须加强维护，对锅炉本体及管道要做好保温。热力管网及阀门等漏水也是热损失一个不可忽视的环节，热力管路的绝热保护必须妥善处理。对使用热水管道集汽罐排气时，尽量使用自动排气阀或密闭关锁阀门，避免用户乱开阀门放热水。另外经常检查供热系统中阀门、接头及散热器，随时消除漏水现象。

加强管理包括技术管理及成本管理两方面。在技术管理方面，应根据具体情况尽可能设置完善的管理系统。如燃烧中应该有取样装置，各种计量装置及仪表。设置水质化验室，以适应煤的工业分析、烟气分析和灰渣含碳量分析等需要。在成本管理方面，燃料管理是十分重要的工作。煤场的煤应按煤种分别堆放。做好防风雨措施，减少自然损耗。蒸汽和热水是锅炉房的产品，产量要有计划，分析要有计量。锅炉设备维修管理也是十分重要的，停炉时要有检查制度，并派专人维修，对操作人员要加强节能意识的教育，形成一个人人讲节能，人人关心节能的局面。