锅炉热效率测试的影响因素探析

陆馗枢

( 贵州省遵义市产品质量检验检测院，贵州 遵义 563000)

0 引言

循环流化床锅炉的热效率通常情况下只有65%～72%，热效率低导致了资源的浪费，提高了经济成本，影响了循环流化床锅炉的发展。为了更好的节约资源，降低经济投入，实现循环流化床锅炉的发展必须将循环流化床锅炉的运行热效率提高到80%或者更高。

1 影响循环流化床锅炉热效率的主要因素

锅炉运行热效率受到很多因素的影响，其中最主要的因素是锅炉的机械没有完全燃烧导致q4 的损失太高。一般在锅炉的排渣和飞灰使锅炉机械没有完全燃烧，损失了过高的q4。通常情况下，燃烧正常的循环流化床锅炉的炉渣含碳量在1.8%以下。但是飞灰的含碳量比较高，通常会达到30～50%。这就造成了锅炉热效率运行损失的q4 达到了10%以上甚至更高，进一步造成了锅炉热效率的运行效率降低。

q4 循环流化床锅炉是如此之高，主要是由于无烟煤循环流化床锅炉的设计无法适应循环流床锅炉，其存在高固定碳含量，低挥发分，高灰熔点，点火温度低的特殊性质，机械强度低的原煤粉碎机速率，热稳定性差，进入锅炉内加剧了冲进，增加细煤颗粒的数量。这些特征使燃料在炉内燃烧时产生的温度区域比较狭窄。燃料的燃烧率受到高温的影响。低于燃料的燃烧温度不再燃烧，产生了大量的细煤颗粒，不能排出燃烧炉外。

显然，为了提高循环流化床锅炉的热效率，减少其他各种热损失，突出解决粉煤灰烧的问题。因此，要提高燃烧效率使之达到允许的热损失范围。

循环流化床燃烧技术，流化床燃烧，分级燃烧循环燃烧和微正压燃烧特性，可以有效的燃用无烟煤。从实际出发，根据无烟煤燃烧特性，并采取适当措施，以进一步提高循环流化床锅炉的设计，燃烧效率提高90%以上是可以做到的。

图1 循环流化床锅炉结构

2 提高燃烧效率的重要途径

2.1 提高燃料在密相区的燃烧份额

在密集的区域，在额定条件下的燃料的燃烧锅炉的煤量的比例来计算在密相区占燃料燃烧产生的份额。在其中密相区物料浓度大，热存储容量大，耐高温和易于控制。在炉中燃烧的燃料的流化床，反应强烈，大部分燃料中的停留时间长，燃烧效率高。因此，提高燃烧份额密集的地区，不仅减轻了负担稀相区燃烧，还提供一个足够大的热量带，使稀相区建立的高温烟气循环灰。加速粉煤灰(含有循环灰分)燃烧，使锅炉的燃烧效率得到了很大程度上的提高。

根据炉内燃烧份额的密集区而异，一般高达约50—60%的循环流化床锅炉热加热表面也可以是更高的。

2.2 提高密相区气化率

炉床的固体燃料在燃烧的同时仍存在的还原反应。部分CO2会还原成CO(固体燃料的气体)因为循环流化床的分级燃烧时，密相区的上部会产生浓厚的还原气氛。CO 会通过稀相区，然后再与风混合，使其燃烧迅速，提高了炉膛内的温度。在燃烧时，产生的温度通常保持在950℃到1000℃之间，相比进入稀相区前，要高了50℃到100℃，有效的提高了循环流化床锅炉的循环倍率。CO 气体的增加，间接的提高了密相区的燃烧份额，更加好的控制了密相区的热平衡。

2.3 增大排渣量的份额

燃料中的灰份最终以炉渣和飞灰的形式排出炉外。炉渣中可燃物少，而飞灰中含碳量非常大。显然，增大排渣占然灰分中的份额，也就是减少了可燃物排出总量，减少q4。

2.4 提高锅炉循环倍率

在对锅炉循环倍率的试验中得知，锅炉的燃烧效率会随着循环倍率的提高而提高。分离器的分离效率会随着循环倍率的提高而提高。

相当小的灰颗粒被截留下来参加循环燃烧。另一方面部分的材料的浓度在稀相来回运动，形成密相区域内循环流动，产生循环倍率高炉内的循环。大量均匀的热量进入稀相区的温度维持炉膛内的温度，降低炉中的温度梯度。同时获得更有效的燃料燃烧。显然，循环比率有明显的作用，提高了燃烧效率。

3 提高燃烧效率的技术措施

3.1 改进锅炉燃烧结构

3.1.1 密相区。锅炉燃烧的重要区域之一是密相区。循环流化床锅炉分级燃烧、燃烧份额、过量空气系数、炉型特点等影响着密相区锅炉燃烧布风板面积。为了减少粉煤灰的淘洗和冷渣，低倍率循环流化床锅炉的比例增加，可以选择较低的横截面风。要尽量避免风速过高的循环倍率循环流化床锅炉。采用高燃烧热强度的横截面是不适当的。它不仅降低了燃烧效率，甚至导致在该地区的产热下降，影响锅炉出力。高度相关的燃料密集的地区需要正常的化学反应过程中，管加热区以及平稳过渡到稀相区。不应过短，一般大于3 米。

3.1.2 稀相区。飞灰燃尽的重要影响区域是稀相区飞灰燃烧的程度。只有飞灰包括循环灰燃烧的十分充分，而且飞灰粒子的含碳量比设计q4 值要低，才能使飞灰得到充分的燃尽。

3.2 燃料选择要合适，入炉煤粒径要控制到位

如果飞灰含碳量一样多，那灰分低的飞灰排出的可燃物的总量也比较低。对于固定碳而言，其含的碳值越高，燃烧就更难，那么燃烧的时间就要相对的更长。所以在煤质选择方面，要选择固定碳含量高并且无烟煤碳化程度高的煤炭，这种煤炭还有挥发水分较低的优势。如果选择不好的燃料，那么其在同样的条件下载炉内燃烧，也会产生含碳量量高的飞灰。所以在选择燃料时，通常情况下其Ay 不应该超过25%，要从实际出发，根据具体的情况来选择燃料，而不是一味的选择热值高，灰分少的燃料。

3.3 减少外来影响

锅炉燃烧效率会受到许多因素的影响，包括锅炉超负荷和低负荷的运行、负荷运行时波动的频繁次数过多等。如果热电站主要以供热为主，那锅炉的燃烧效率厚道负荷运行的影响是避免不了的。所以要加强热用户的供热调度，确保锅炉运行的稳定性。

4 结语

为了提高企业的经济效益，促进循环流化床锅炉的发展，必须坚定不移的提高锅炉的热效率。而提高锅炉热效率最有效的方法就是提高飞灰的燃尽程度，减少其他因素造成的q4值的损失。所以要创新锅炉设计方法，提高煤炭选择的多样性，运用先进设备来操作循环流化床锅炉。

［1］吕俊复.循环流化床锅炉运行与检修［M］.中国水利水电出版社，2003

［2］王传文.降低锅炉排烟热损失的措施［J］.莱钢科技.2009(01)

［3］王富勇.循环流化床锅炉的热效率分析［J］.能源与环境.2005(03)