摘 要：通过对影响锅炉热效率的因素分析，探讨提高煤粉炉锅炉效率的措施。
关键词：煤粉炉 节能措施 最佳空气过剩系数 煤粉经济细度
1 前言
锅炉是火力发电厂的主要设备之一，其作用是将燃料的化学能转变成蒸汽的热能，即吸收煤燃烧所放出的热量把给水加热成具有一定温度和压力的过热蒸汽。
提高锅炉热效率可以降低发电厂的供电煤耗。锅炉热效率每提高1%,机组效率可提高0.3～0.4%,供电煤耗可降低3～4克/千瓦时。如果一台200MW机组的锅炉，年利用小时数为5500，则每年节约标准煤约4000吨。因此火电厂锅炉的节能就显得尤为重要。
2015年大唐保定热电厂10、11号机组锅炉效率分别完成90.87％、90.30％，比设计锅炉效率（91.85%）分别降低0.98％、1.55％，影响供电煤耗分别升高3.92克/千瓦时、6.20克/千瓦时，影响全年标煤量消耗增加10016吨。因此提高10、11号锅炉效率对我厂节能降耗工作的作用将十分明显。
2 决定锅炉热效率的主要因素
火电厂煤粉炉在实现能量转换的过程中就必然存在着一定的能量损失。这些损失有：由于锅炉排烟温度高于环境温度所造成的排烟热损失q2；由于炉内一些可燃性气体未完全燃烧造成的化学不完全燃烧热损失q3；由于煤粉在炉内不可能完全燃尽所产生未燃尽碳热损失q4；由于炉墙向四周散热所造成的散热热损失q5；由于炉渣带出的热量所造成的排渣热损失q6。在这几个损失中排烟热损失q2、未燃尽碳热损失q4和散热热损失q5较大，尤以q2和q4影响最大。
锅炉热效率是锅炉的有效利用热占煤粉在炉内放出热量的百分比。锅炉热效率在数值上等于100减去以上所述五项损失后所得的百分数。决定锅炉热效率的主要因素是q2和q4。在运行中表现出的就是如何控制好排烟温度和排烟量，如何减小炉渣和飞灰可燃物。飞灰可燃物每降低1%，锅炉热效率约提高0.3%。
下表为影响2015年10、11号锅炉效率的主要指标：
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3 煤粉炉节能措施
3.1合理控制入炉风量
入炉风量的控制是锅炉优化燃烧的关键，过大和过小都对锅炉燃烧带来不利的影响。入炉风量的控制是通过监视表盘氧量表来实现的。表盘氧量大说明锅炉进风量大，两者的近似关系为α=21/(21-O2)。大氧量运行一方面会造成炉内温度下降，影响炉内辐射换热；另一方面势必引起预热器漏风的增加、排烟量增大和排烟温度的上升，不但增加了q2，而且还增加了送引风机负荷，增加了尾部受热面的磨损。所以烟气含氧量不能太大。小氧量运行会使燃料与煤粉接触机会减少，引起炉渣和飞灰可燃物增大，引起q4增大，所以烟气含氧量也不能太小。由此可见供给炉内的空气量要取一个合适值，使q2+q3+q4之和最小，这个合适值就是最佳空气过剩数。最佳空气过剩数可通过锅炉燃烧优化调整予以确定。
炉膛出口氧量偏离最佳值每变化1%，对200MW锅炉，其锅炉热效率要降低约0.25%。为了能使运行人员根据炉膛出口氧量值大小来正确调节入炉风量，则必须要保证氧量表准确。因此要定期对炉膛出口氧量表进行校对。
另外入炉风量的大小还要根据锅炉不同的负荷、入炉煤质的变化及时予以调整。锅炉高负荷时可取较小氧量，低负荷时可取较大氧量。锅炉入炉煤为发热量高的优质烟煤时可取较小氧量，入炉煤为发热量低的劣质烟煤时可取较大氧量。以确保锅炉燃烧的安全性和经济性。
运行中还要及时关闭炉膛、烟道处的各种孔、门，以减小漏风，增强锅炉燃烧。
3.2合理控制煤粉细度
煤粉细度对锅炉燃烧有重要的影响。煤粉越细，煤粉燃烧越完全，炉渣和飞灰可燃物就越小，对应的未燃尽碳热损失q4就小，锅炉效率就越高，但制粉耗电率、金属消耗就会增加，另外还会使煤粉着火提前，炉膛火焰中心降低，有可能烧坏燃烧器喷口；反之相反。因此对于一定的煤种和锅炉设备，入炉煤粉的细度存在一个最佳值，即煤粉经济细度。在煤粉经济细度下，锅炉的不完全燃烧损失和制粉电耗及金属消耗之和最小。锅炉煤质不同，其煤粉经济细度也不同。
煤粉经济细度可通过公式法、曲线法和试验法来确定。各电厂由于不具备试验条件，故通常采用公式法。
对于固态排渣煤粉炉燃用无烟煤、贫煤和烟煤时，在无燃尽指数Bp的分析值时，煤粉经济细度R90j可按下式计算。
R90j=0.5nVdaf
式中：n---煤粉均匀性指数，对于球磨机可取1.0；
Vdaf---煤的干燥无灰基挥发分。如果煤源基本稳定，可取近两月锅炉用煤的的平均值。如果煤源不稳定，可取半年到一年左右入炉煤的平均值。
用此公式求出煤粉的经济细度后，把运行磨煤机的煤粉细度调整到此值即可。
另外锅炉在高负荷时可取煤粉细度粗一点，低负荷时取细一些。锅炉在燃烧发热量高的优质烟煤时可取粗一点，发热量低的劣质烟煤时可取细一些。
值得说明的是为了准确掌握煤粉细度，首先必须安装能准确取煤粉试样的取样器，以确保煤粉试样具有可靠的准确性和广泛的代表性。还有要安装能等速取样的飞灰取样器以代替老式的不能实现等速取灰的撞击式取灰器，以保证飞灰试样的准确性。
3.3调整好燃烧器的配风以及运行方式
对于四角布置的燃烧器，要尽量保持同一层四个燃烧器的风量、负荷一致，在燃烧允许和汽温条件允许的情况下，适当开大下排二次风，减小上排二次风，以保证火焰中心“正”和较低的火焰中心，以防止炉内结焦和降低炉膛出口烟温，减小q2。
对于中间仓储式热风送粉制粉系统，三次风量对排烟温度和排烟量也有影响。运行时要保持制粉系统稳定运行，避免用开冷风的办法来控制磨煤机的出口温度。如果磨煤机出口温度升高，可以采取关小热风、开大制粉系统再循环风门的方法来调节；如果粉位高，可以采取减小给煤量、关小排粉机入口挡板甚至停止制粉系统的方法来降低粉位。这样，既控制了粉位，又降低了排烟温度，提高了锅炉效率。
3.4适时安排锅炉燃烧优化调整
由于锅炉设备的不断改造，煤质的经常变化，负荷率的变化等因素，使锅炉的燃烧状态也在不断地变化，因此，在实际运行中锅炉燃烧调整的随意性很大，而燃烧调整的水平又受到运行人员水平的限制，所以大部分锅炉的燃烧状况远没有达到优化状态。因此生产技术管理部门要适时安排对锅炉进行燃烧优化调整试验，优化运行主要各参数，如氧量、煤粉细度、一二次的配比、二次风旋流强度等，以提高锅炉燃烧水平，提高锅炉热效率，同时还要对运行人员加强“锅炉燃烧技术和运行调整技术”方面知识的培训，以提高运行人员水平。
3.5运行人员要及时掌握入炉煤质的变化
化验人员每天要把入炉煤质化验结果及时通知运行人员，以便他们根据入炉煤质的变化及时调整锅炉燃烧，经常检查各参数与额定值是否符合。凡影响燃烧调整的各项缺陷，要通知检修及时消除。要按照规定及时做好锅炉的清焦和吹灰工作，以使锅炉处于经济状态下运行。
3.6加强制粉系统运行管理
加强制粉系统运行管理的目的是降低制粉电耗。对中间仓储式制粉系统，要定期对其系统进行优化试验，保证球磨机的通风量、钢球装载量等为最佳值，从而保证煤粉细细度为经济细度。
3.7加强设备运行检查，减少厂房通风，减少工质和热量的损失
对已损坏的受热面保温要及时修复。厂房内的各门窗要及时关闭，尤其是冬天。以降低散热损失。要加强运行设备的巡检检查，减少汽、水、油等工质的“跑、冒、漏、滴”，减少工质和热量的损失。
4.结束语
火电厂锅炉节能是一项长期而艰巨的任务，意义重大，参与的人多，带来的社会和经济效益巨大。作为火电厂锅炉技术管理和运行人员要在“安全第一”的原则下，做好锅炉燃烧调整工作。在实际工作中，应首先考虑调整风量到最佳值，以保证最佳的风煤配合；其次再考虑调整磨煤机的组合和燃烧器的运行方式、煤粉细度等。
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