江苏省特种设备安全监督检验研究院泰州分院江苏泰州225300
摘要：近年来，循环流化床锅炉的应用范围变得越来越广，大大提高燃料的利用效率，是重要的节能设备。对提高锅炉热效率及节能措施和构建进行探讨，是社会不断发展的必然趋势，对于推动我国市场经济可持续发展发挥着重要作用。本文就锅炉的工作原理和流程进行阐述，提出提高锅炉热效率和节能的有效措施，以有效缓解我国能源供给不平衡问题。
关键词：锅炉；热效率；节能
概述：在火力发电厂燃煤机组锅炉设备运行过程中，设法提高锅炉的热效率，降低燃料消耗量，提高锅炉的经济性，是十分重要的。锅炉的燃烧效率表示燃烧完全的程度。若要提高锅炉的燃烧效率，必须设法调整和组织好炉内的燃烧工况，使燃料充分燃烧，降低化学不完全燃烧热损失和机械不完全燃烧热损失。燃料燃烧不好，会使气体不充分燃烧损失和固体不完全燃烧损失增大，使锅炉燃烧效率降低。使燃料充分燃烧必须有三个条件：
一是要有足够量的空气，燃料与空气要充分混合。
二是要有足够高的炉膛温度，以使燃料的燃烧反应能迅速进行。
三是要使燃料在炉内具有一定的停留时间，以使燃料与氧能得到充分反应。对于燃煤锅炉而言，热平衡方程为：q1+q2+q3+q4+g5+q6=100%式中，q1：为锅炉有效利用热百分数；q2：为排烟热损失百分数；q3：为化学不完全燃烧热损失百分数；q4：为机械不完全燃烧热损失百分数；q5：为锅炉散热损失百分数；q6：为炉渣物理热损失百分数。对于大容量电站锅炉，可燃性气体未完全燃烧热损失已相当小，只要锅炉不出现严重缺风运行的异常工况，降低这项热损失的可能性不大，在锅炉运行中，其本体的散热面积和保温条件已经确定，从运行角度去降低锅炉散热损失也几乎不可能，灰渣物理热损失所占比例相对很小，其值也很小，通过运行降低这项损失的手段不多。
由此可见，排烟热损失，固体未完全燃烧热损失在锅炉各项热损失中所占比例较大，实际运行中其变化也较大，因此尽力降低这两项损失是提高锅炉热经济性的关键。下面对从降低锅炉排烟热损失和减少固体未完全燃烧热损失的方面进行分析，找到提高锅炉热效率的方法。最终达到提高燃煤机组锅炉运行的安全性、稳定性和经济性的目的。
一、锅炉热效率影响因素
锅炉吸收高温烟气的热量给水加热或使之汽化，形成一定质量和数量的蒸汽。但燃料在燃烧过程中并非完全燃烧，燃烧产生的热量一部分被锅炉中的水和汽吸收，这部分热量为有效利用热，有效利用热所占比例即锅炉热效率。其余部分热量则为损耗，锅炉中的热损耗主要有化学不完全燃烧、排烟热损、机械不完全燃烧、散热损和灰渣热损等。化学不完全燃烧是指烟气中的CO、H2和CH4等可燃烧气体未经燃烧便排出炉外所造成的热损。工业锅炉中因化学不完全燃烧导致热损所占的比例约为2%。排烟热损约占锅炉热损的20%甚至更多，是各热损中所占比例最多一个因素。排烟温度和空气过剩系数决定了排烟热损的总量。每降低12～15℃的排烟温度，锅炉热效率将提高1%甚至更多。
机械不完全燃烧热损是锅炉内未完全燃烧固体颗粒或因炉排而漏掉的煤所带热量而排出炉外。针对层燃炉，主要包括炉渣、飞灰、烟道灰和漏煤。燃油锅炉此部分热损相对较小。散热损是指锅炉运行中，因锅筒、集箱、炉墙和烟气水汽管道等向环境中散失热量的总和为散热损。灰渣热损是指因排出的灰渣所带走的热量。主要与炉渣量和炉渣温度有关，与燃料的含灰量成正比关系。
二、锅炉热效率的提高途径
通过分析影响锅炉热效率的因素，在最大程度上降低热损失，才能提高锅炉热效率，达到节能目的。主要通过以下措施来提高锅炉热效率。
①降低排烟热损失
溶渣和灰的传热系数很小，锅炉受热面结渣积灰会增加受热面的热阻，传给锅水的热量大大减小，会提高炉内和各段烟温，造成排烟温度升高。合理调整风粉配合比例，调整风速大小，防止因炉膛局部温度过高造成飞灰粘结在受热面上形成结渣，从而影响传染效果。应定期对锅炉受热面进行吹灰和除渣处理，保证排烟温度在正常合理的温度区间内。针对锅炉用燃烧器，如果一次风喷口是沿炉膛高度方向上采用层状布置有，当不同层次的燃烧器，将会造成排烟温度过度而造成热损。一般情况下，选用下层燃烧器，达到降低排烟和炉膛出口温度。合理配风并减少送入锅炉的过剩空气量，控制炉内过量空气系数及锅炉的漏风量，使燃料重复燃烧，可提高锅炉热效率，因此要合理监视和分析锅炉氧量表和风压表数据。
②减少固体未完全燃烧热损失影响灰渣可燃物是否充分燃烧的主要因素之一是煤粉粒度大小，煤粉颗粒粒度越小，燃烧后的剩余可燃物越少，燃烧经济性就越高。但并非煤粉颗粒越小越好，如果颗粒太小则受热面越易粘灰，影响传热效率；相反情况下，如果煤粉颗粒过大，则一定会出现不完全燃烧，所以应选择合理的煤粉颗粒值来降低固体未完全燃烧热损失。
另一方面，煤粉颗粒是否完全燃烧取决于燃烧炉内氧气含量的多少，送入炉内的氧气含量过低，不仅产生不完全燃烧气体，还出现煤粉颗粒出现燃烧不完全现象；炉内氧气含量取决于空气量，为提高炉内氧气含量势必增加空气总量，炉内空气总量增加又会使炉膛内温度下降，从而影响完全燃烧程度，因为空气系数过大或过小均对煤粉颗粒的完全燃烧不利，所以应通过燃烧调整试验确定合适的过量空气系数达到煤粉完全燃烧。
③燃烧调整
燃料在炉膛内燃烧的程度，炉膛内温度的高低，以及煤粉进入炉膛时点燃难易程度，直接影响炉内飞灰和灰渣可燃物含量的高低。如果炉膛内煤粉燃烧工况较差，煤粉进入炉膛后必将推迟燃烧，造成飞灰增加含煤量。为保证炉膛内燃烧工况较佳，必须调整燃烧器的风率配比、一次风粉浓度和风量，使锅炉处于最佳燃烧工况下，重视燃烧工况的调整是减少固体未完全燃烧热损失的重要方面。
④燃煤质量
燃煤的组成成分对提高燃烧速度和燃烧完全程度的影响很大，挥发份多的煤易着火燃烧，挥发份少的煤着火困难且不易燃烧完全，煤中的灰份多会阻碍可燃质与氧气的接触，使炭粒不易燃烧完全，影响锅炉热效率，煤中灰的组成成分不同还直接影响灰熔点的高低，对受热面的结渣，积灰和磨损都有影响，而煤中水分过多也不利于燃烧，使着火困难，并降低燃烧温度，还会使烟气体积增大而降低锅炉效率。而在设计中，燃用不同煤种的锅炉，其炉膛的结构形状和大小，受热面的布置方式及受热面积大小不同，采用的燃烧设备，制粉系统的形式和布置方式也不一样，配备的辅机容量，台数与设计煤种紧密相关，因此保证燃用设计煤种是锅炉安全经济运行的关键。
结束语
综上所述，锅炉热效率的提升很大程度上将提高锅炉的运行效率，为企业创造更多的经济效益。在锅炉燃烧过程中可以采取多种因素对其热效率加以提升，来降低其影响因素的不良发展态势，如燃料自身的质量、配风量控制、炉内结焦、减少排烟等方法。同时还要与时俱进，学习和引进先进的技术措施及管理方法，利用新工艺、新方法对其进行很好的改良，以便更好地提高锅炉的热效率，促进工业建设的发展，为国民经济的可持续发展提供保障。
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