锅炉运行氧量对锅炉燃烧效率影响的定量研究

刘思成+宁钰鑫

【摘要】在不同氧量的燃烧环境中，锅炉的燃烧效率、烟气成分以及燃烧特性都会发生相应的变化。实验表明，如果适当增加运行氧量，燃气锅炉的排烟温度便会升高，同时会提高锅炉的燃烧效率。基于此，本文以燃气锅炉为例，分析运行氧量对锅炉燃烧效率的影响。

【关键词】锅炉 氧量 燃烧效率 定量研究

天然气是重要的清洁能源之一，具有储量丰富、安全、经济、环保的优点。推广使用燃气锅炉，能够最大程度的减少粉尘、二氧化硫的排放，降低锅炉燃烧对环境的危害。锅炉运行过程中，其氧量与燃烧效率成正相关的关系，因此很多企业都会采取富养燃烧的方式，提高锅炉的燃烧效率。

一、运行氧量对燃气锅炉的影响

（一）运行氧量影响燃烧特性

锅炉的燃烧特性，会随着运行氧量的变化而发生变化。绝热燃烧温度则为1520摄氏度；当运行氧量为1000m3/h时，排烟温度为142摄氏度，绝热燃烧温度为1550摄氏度；运行氧量增加至2000m3/h时，排烟温度为145摄氏度，绝热燃烧温度则为1600摄氏度；直到运行氧量为4000m3/h时，排烟温度为152摄氏度，绝热燃烧温度为1640摄氏度。

根据上述数据能够发现，绝热燃烧温度与排烟温度都受到运行氧量的影响，虽然理论燃烧温度并不存在，但是却能够反应锅炉内的温度变化。如果锅炉的理论燃烧具有较高的温度，那么实际温度也会比较高，同时可提高炉内对流传热、辐射传热的效果。增加燃气锅炉内的运行氧量，就会增加烟气的排放，降低对流传热的系数，从而使运行氧量影响排烟的实际温度，但是烟气中并没有过多的氧气，通常浓度会保持在1.6%左右。

（二）运行氧量影响锅炉效率

锅炉的燃烧效率，会随着运行氧量的变化而发生变化。以北京燃气动力发展有限公司为例，分析运行氧量变化对热效率的影响：当运行氧量为0m3/h时，锅炉的热效率为百分之九十；当氧量为1000m3/h时，热效率是90.5%；当进去锅炉的氧量为2000m3/h时，热效率则为91.0%；如果氧量增加到4000m3/h，热效率便接近于92.0%。结合上述实验结果能够发现，锅炉实际的燃烧效率与运行氧量成正相关的关系。根据上述数据分析，能够发现，运行氧量与锅炉的热效率有密切的关系：当送进锅炉中的氧量增加，就会直接增加助燃剂中氧气的含量，使燃气能够得到更加充分的燃烧，降低未燃烧天燃气的含量，减少锅炉产生的不完全燃烧损失以及排烟热损失。因此，氧量的计算需要结合实际的需求，尽可能的减少能源的浪费以及热量的损失，从而提高锅炉的燃烧效率。

二、调节运行氧量方法及环保的影响

（一）调节锅炉运行氧量的方法

根据第一部分与第二部分所述内容，运行氧量直接影响锅炉的效率，因此需要学科的控制运行氧量。当锅炉处于高负荷的状态时，内部温度较高，具有良好的着火条件，因此燃烧相对稳定，但是会造成一定的排烟热损失。为了提高锅炉的效率，就要降低排烟热损失，同时升高锅炉内部的温度降低排烟速度，延长烟气停留的时间，并且能够在一定程度上降低不完全燃烧损失，提高高炉效率。如果锅炉处于低负荷运行时，就会降低燃烧的效率，提高不完全燃烧损失，此时需要减少锅炉的漏风现象，保障内部温度，从而提高锅炉效率。

以改变锅炉的送风量为基础，调节锅炉的运行氧量，使过剩空气系数达到最佳。如果过剩的空气系数较大，就会降低燃气锅炉的热效率，同时提高烟气的流速，增加不完全燃烧损失。另外，提高过剩空气系数时，就会使炉内的氧量剩余，随烟气排出，造成资源的浪费，增加成本。结合上述内容，燃气锅炉在运行时需要保持恰当的运行氧量，以送风机为调节氧量的媒介，以烟气中氧量的成分作为调节的依据，将运行氧量调制最佳状态，降低燃气锅炉的排烟热损失与不完全燃烧损失，从而提高锅炉的运行效率。

（二）对环境的影响

燃气锅炉主要以天然气作为燃烧介质，天然气本身就具有环保的功效同时还具有较高的热值，是重要的清洁能源之一，如果更好的控制锅炉的运行氧量，便能够有效的降低锅炉燃烧对环境的影响，促进人类与自然环境的和谐相处。另外，使用燃气锅炉能够有效的节约燃料的支出成本，节省处理燃料残渣的过程，提高单位的经济效益与工作效率。

首先，燃气锅炉与燃煤锅炉相比，有效的减少了烟尘、氮氧化物的排放，有利于提高环境的质量。就燃气锅炉而言，如果增加运行氧量，就会增加锅炉排放的烟气量，同时增加二氧化碳的含量，因此需要合理的控制运行氧量，保障排放的二氧化碳在合理的范围内。以北京燃气动力发展有限公司的锅炉运行为例：当运行氧量为4000m3/h时，就会减少24488m3/h的二氧化碳排放量，因此使用燃气锅炉能够有效的降低对环境的污染，从而发挥保护环境的作用，落实科学发展观。其次，通常情况下，燃煤锅炉会产生大量的渣滓，而燃气锅炉不会产生固体废物，这样的现象能够更好的保护环境，促进人与环境的和谐相处。因此，需要增加锅炉内的运行氧量，提高锅炉的燃烧效率，降低锅炉的排烟热损失、不完全燃烧损失，实现更高的经济价值。另外，将燃气锅炉进行推广，最大程度的代替燃煤锅炉，从而实现保护环境的目的，落实可持续发展政策。

三、结语

綜上所述，锅炉的运行氧量影响着锅炉的燃烧特质以及运行效率，因此需要结合实际控制好炉内的氧量，尽可能的减少排烟热损失、不完全燃烧损失以及散热损失，提高锅炉的燃烧效率。另外，在使用燃气锅炉的基础上控制运行氧量，能够提高环保效益与经济效益，促进社会发展。endprint