浅析如何提高电站锅炉效率

任远波

摘 要：本文通过对电站锅炉效率性能指标的研究，利用相关的计算公式，从理论上分析主要影响因素，剖析指标分解及构成，针对性制定预控措施，为电站EPC项目提供支持。

关键词：电站;锅炉效率;影响;分析;预控

中图分类号：TQ1V23 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）13-0118-02

1 现状

随着技术的发展，业主对电站锅炉效率性能的要求越来越高，为了赢得市场，满足合同要求，致使很多性能指标越来越激进，甚至冒进，因此，如何把控或预控性能指标风险成了EPC项目工作的重中之重，也是考验一个公司从设计、采购、监造、施工以及调试等全链条的性能预控能力;但由于各环节人员对性能指标认知或了解并不充分，制定措施无从下手或缺少针对性，存在一定的盲目性，因此，本文主要结合摩洛哥杰拉达350MW电站EPC项目，对电站锅炉效率性能指标影响因素进行分析及预控，提炼主要预控方向，给出针对性预控建议。

2因素分析

2.1锅炉效率影响分析

锅炉效率是指锅炉的有效利用热量占锅炉输入燃料低位发热量的百分比ηg[1]：

公式：

Q1：单位锅炉输出热量;Qar，net：燃料低位发热量;q2：干烟气损失;q3：煤种H2与H2O热损失;q4：空气中水分引起损失;q5：燃料不完全燃烧;q6：辐射及对流热损失;q7：不可计热损失。

2.2识别影响因素

（1）采用反平衡计算方法[2]，锅炉效率主要取决于各项损失，以下为杰拉达350MW电站锅炉实际试验工况下测量的损失：

通过2.1锅炉效率计算公式，并结合对350MW锅炉的实际测量得知，影响因素主要有：

1）干烟气损失;2）煤种H2与H2O热损失;3）空气中水分引起损失;4）燃料不完全燃烧;5）辐射及对流热损失;6）不可计热损失。

其中1）、5）及6）一般取设计值，2）跟煤质有关系，试验时确认符合试验要求煤质即可，3）为大气条件，不可预控，4）项为可以预控损失。因此，本次识别主要对象为不完全燃烧损失。

（2）采用正平衡方法[3]，锅炉效率为输入与输出热量比值，输入为煤，输出为蒸气，由于按完全损失计算，不能发现锅炉输出能量问題，因此我们也应从输出能量上进行探讨措施，实际采用正平衡分析，正平衡热效率的计算公式可用下式表示：

热效率=有效利用热量/燃料所能放出的全部热量×100%=锅炉蒸发量×（蒸汽焓-给水焓）/燃料消耗量×燃料低位发热量×100%。

式中，锅炉蒸发量-实际测定，kg/h;蒸汽焓-由表焓熵图查得，kJ/kg;给水焓-由焓熵图查得，kJ/kg;燃料消耗量-实际测出，kg/h;燃料低位发热量-实际测出，kJ/kg。

从上述热效率计算公式可以看出，正平衡试验只能求出锅炉的热效率，而不能得出各项热损失。因此，通过正平衡试验只能了解锅炉的蒸发量大小和热效率的高低，不能找出原因，无法提出改进的措施，但是这并不妨碍本次识别的对象：辐射换热、工质流失、汽水阻力、管道清洁度。

（3）综合分析。综上所述，锅炉效率影响识别因素分别为不完全燃烧、辐射换热、工质流失、汽水阻力、管道清洁度。

3 预控措施

从理论角度分析得知锅炉在正常运行的状态下，其输入的热量应与输出的热量保持平衡，但是在实际运行中，往往会出现复杂多变的问题影响锅炉效率的提高，因此为了提高锅炉有效利用的热量，通过降低各项热损失，加强锅炉燃烧调整等解决方法来提高锅炉效率是正确的。针对上述分析出的五个因素，进行具体分析并提出预控措施。

3.1不完全燃烧控制措施

不完全燃烧主要由大渣、飞灰、CO三部分组成。由燃料种类和燃烧方式决定，同时受外界条件的影响比较多，与燃用的煤质、煤粉细度、运行工况、燃烧效率、燃尽时间、运行调整手段均有关系;锅炉设计时除以上考虑因素外，也应借鉴与该煤种相近的锅炉运行情况，同时根据煤种情况和煤粉细度估算大渣和飞灰的大小，从而确定出该项热损失的大小。

首先，锅炉配置成熟的燃烧器，还要考虑如何保证炉膛内充分燃烧，确保拥有足够燃烧行程（即炉膛高度），相关措施也已在上部分列出;其次，安装专业要检查燃烧器，保证燃烧器安装角度;再次，调试单位做好冷风力场试验，摸清炉内气流分布情况，同时，调整煤粉最佳细度，并加以优化燃烧调整，对照灰渣、飞灰、CO测试结果，寻找最佳运行工况，为试验单位提供参考，一般CO控制会很低或为零;试验单位在此基础上进一步优化，确保不完全燃烧降到最低。

3.2 辐射换热控制措施

辐射换热由炉膛布置形式、周界表面积、保温层厚度和环境温差等决定，虽然此项损失作为锅炉损失的一部分，但就其难于测量、工作量大，一般取锅炉设计值，但如果保温效果控制好，可以进一步降低辐射换热，其影响也不容忽略;根据以往各项目经验，炉膛燃烧区域处于强烈燃烧状态，其保温外层超温可能性较大，有时可达70℃～80℃，尤其是燃烧器部位，最高可达120℃，同时，入孔门区域也可能存在超温情况。

锅炉运行中受热面会积灰和结渣，影响锅炉正常燃烧，炉膛结渣将使水冷壁辐射吸热量减少，为保证锅炉出力，必须增加燃料量，而使炉膛出口烟温升高，烟气量增加，排烟损失增加，严重时出现水冷壁爆管。

对流受热面积灰将使传热系数K降低，吸热量减少，排烟温度升高。加强锅炉运行期间的定期吹灰不仅可以提高换热效率，也可降低排烟温度，提高锅炉的燃烧效率。

由于灰和熔渣的传热系数较小，如果积灰和结渣比较严重，传给工质的热量将大幅度减少，所以炉膛内风粉配比调整要合理，风速和风率调整要适当，防止煤粉冲刷炉墙，避免炉膛局部温度过高，定期对受热面进行吹灰和除渣。