对600MW超临界火力发电机组锅炉效率的几点探讨

徐亦然

摘 要：目前世界上各国所利用的火力发电机的主要能源大都为煤炭，在我国，煤炭消耗也已成为主要的能源消耗方式。我国的火电机组企业主要类型为600MW火力发电组，锅炉在使用过程中对热的利用率直接影响到资源节约，减少能源损失，提高资源利用率是当前的重点和难题。本文将以600MW火力发电机组的锅炉的相关数据为基础，重点从对火力发电机组锅炉的热平衡和    平衡的公式计算研究、火力发电机组锅炉的    分析以及对热和    的损失的分析及解决措施等方面来进行探讨。

关键词：超临界;火力发电机组;锅炉效率

在全球经济迅速发展的时代大背景影响、工业迅速发展以及中层阶级的快速膨胀的各种因素的综合作用下，能源消费成为全球各国的主要消费方式，中国的能源消费在全球占到了五分之一，虽然我国在大力发展可再生资源和清洁资源，但由于我国在能源技术方面存在的不足，目前仍旧使用煤炭为主要的能源，而我国目前却处在一种能源消耗高、利用率低的不乐观情况下，所以，通过提高火电机组的能源利用率是当前发展的必然趋势。火力发电机组锅炉的热效率和    效率可以最直接、最直观的反映出火电机组对能源的利用率情况，为节约能源提供相对准确的数据与有力的指导。要想提高能源的利用率，就要尽量减少能源在利用过程中的，就必须分析影响热和    损失的主要原因，并探寻解决措施来实现节能。

一、对火力发电机组锅炉的热平衡和  平衡公式的研究

首先，根据600MW超临界火力发电机组锅炉的相关数据，建立锅炉热平衡模型，而后进行列平衡式计算。设消耗的染料量为D3，燃烧低位发热量为Qdw，锅炉的进水量为D1，焓通过水进入锅炉内的量为h1，通过蒸汽口的水流量为D2，通过蒸汽口的焓的量为h2，二热后蒸汽口的水流量为Dz，二热后蒸汽出口的焓的量为hz2，二热后蒸汽进口的焓的量为hz1，排烟损失的热为Q4，炉墙散热损失的热为Q5，由此可得锅炉热平衡方程为：列式为：D3Qdw+D1h1=D2h2+Dz（hz2-hz1）+Q4+Q5。

通过此公式可得出锅炉有效利用的热、锅炉正平衡热效率、排烟及散热损失的热、锅炉反平衡热效率等数据，具体数据如表1。

通过此公式可计算出水    、蒸汽    、燃料    、燃烧    损失率等数据，从而得出    的利用率，具体数据如表2。

二、火力发电机组锅炉的    分析

是在某一环境状况下，某一形式的某一能量中能够最大程度的转化为有用功的部分。在能量转化为有用功的过程中，能量的形式和携带的能力及其系统所处于的环境、状态等条件有着不可忽视的影响，同时，在做功过程中所处的系统和环境同样有着重要的作用。在物理理论上来说，在做功为可逆的情况下，则会获得最多的功，而做功过程如果是不可逆，则在不同的做功过程中会损失不同量的功[1]。但在实践的所有做功过程中，并不存在能够完全利用所有能量的做功过程，且绝大部分的做功过程都为不可逆做功，因此，在所有的做功过程中都不可避免的出现损失能量的现象。在火力发电机组锅炉运用过程中，燃料本身所拥有的化学    在通过燃烧这一过程后转化为烟态的热    ，而燃烧本身是一项不可逆做功过程，所以在此过程中会有一部分的    损失。烟气会将热量传递给壁面和其中的一些设备最后传给热水，在此过程中，由于各个部分之间存在温度差，且也是不可逆过程，所以也有一部分的    在此过程中损失，而燃烧过程中也存在着燃烧不完全的情况，排出后又由于温度差的原因，化学    和热    也会损失。另外，锅炉的保温性能、炉膛漏风等情况也会导致    的损失。

三、对热和    的损失的分析及解决措施

用物理的相关知识对锅炉效率进行分析可得，排烟和散热的损失是两大主要的热损失方式。首先，排烟的温度和排烟的量是影响锅炉热损失的重要因素，排烟的过程中会带走一部分的热，因此，要适当、合理的控制进风量及排出量，且要注意燃烧的状况，做出相应的改进，从而减少熱的损失。其次，保温作用的强弱是影响散热的重要因素，各个部分的材料如果保温性能不强，在加热过程中会增加热量的散失，所以在选择保温材料的时候要注重选择其保温性能，使管道、烟道、炉膛等各个部分均能够起到良好的保温作用，另外，可以对管道等实施在外部喷涂的方式，如在管道外部喷涂高温远红外涂料，有利于提高锅炉的保温和吸热的能力，减少热量损失。最后，燃料燃烧的充分与否也会影响到热损失，如果锅炉处于负荷状态下，则将会有极大的可能性导致燃料燃烧不充分，浪费燃料且增加热量散失，因此要注意不能使锅炉长时间处于低负荷的运行状态下。

在锅炉燃烧过程中的燃烧不可逆损失和传热不可逆损失为主要的    损失方式。燃烧不可逆损失是指绝热燃烧温度对    造成的损失，在绝热燃烧的过程中，随着燃烧温度的升高，    的损失反而会随着减少。为了减少    的损失，常规上通常采用提高供给空气的初始温度或者燃烧低位发热量等方式，并且配合控制过量空气的方式来达到提高绝热燃烧温度的理想效果，但在实际的操作过程中，由于经济条件、环境条件等的种种原因而并不能达到理想中的效果。目前，生物酶及其添加剂被发现能够有利于燃烧，从而被迅速广泛应用于生产中，且其他类的酶及制成的添加剂也同样因为能够在不产生有害物质的前提下有助于燃烧而逐步被应用，就目前的情况来看属于理想，但仅处在初步阶段，其未来价值及成本等还存在过多的不确定性。针对目前的现状，已经有技术人员对生物能源及清洁能源进行了研究，虽不能完全高效的利用新能源，但如果把煤炭资源和新能源进行混合使用，也可以很大程度上达到节能的效果[2]。传热不可逆    损失是指传热过程中的温差对    造成的损失，在燃烧过程中，随着传热温差的不断增大，    的损失会随着增大损失。为了平衡锅炉内外的温度，通常会采用利用改变蒸汽口温度和给水温度的方式，但给水的温度是定数，过热蒸汽的温度控制又存在一定的难度，所以，通过此种方式来降低传热不可逆    的损失还有待改进。

综上所述，我国目前仍旧以火力发电机组为主要的能源消耗方式，煤炭资源在短时间内依旧会是使用最多的能源，本文通过对热平衡和    平衡的探讨与数据分析得出    平衡的分析方式在反应能源损失的整体性以及精确性等方面要略胜于热平衡的分析方式。在减少能源损耗方面，通过加强保温作用、喷涂高温远红外涂料、充分燃烧以及添加酶类的添加剂等方式来减少散热和    的损失，从而提高能源利用率的方式在目前是可行的，但从长远来看需要更加有效的节能方式。

参考文献：

[1]金森旺， 高洪培， 孙献斌，等. 超临界600MW循环流化床锅炉燃用不同煤种燃烧特性及排放特性试验[J]. 热力发电， 2017， 46（4）：46-51.

[2]徐春， 赵学峰， 朱志贵，等. 国产600 MW超临界机组锅炉高温再热蒸汽出口排空气管座裂纹分析与治理[J]. 锅炉技术， 2018， 49（1）：69-73.