煤粉炉热效率的影响因素和提高途径

煤粉炉热效率的影响因素和提高途径

刘俊源

华电呼图壁能源公司热电厂，  新疆昌吉  831204

摘要：本文旨在探讨了影响煤粉炉锅炉效率的主要因素及改进措施。分析了空气预热器、炉膛燃烧因素对锅炉效率的影响，如换热效果变差和漏风等。 提出了加强入炉煤质管理、设备消缺和运行优化调整等改进措施。这些措施有助于提高煤粉炉的热效率，为工业生产提供了重要参考。

关键词：煤粉炉、热效率、影响因素

引言

煤粉炉作为一种常见的燃煤锅炉，在工业生产中扮演着重要角色。然而，随着环保意识的提升和能源利用效率的要求不断增加，煤粉炉的热效率成为了一个备受关注的问题。煤粉炉的效率直接影响到能源的利用效率和环境的污染程度，因此对其影响因素进行深入研究，并采取相应的改进措施具有重要意义。

一、煤粉炉锅炉效率及漏风率测试

煤粉炉锅炉效率测试通过测量锅炉的热效率来评估其能源利用效率。热效率是指锅炉在燃烧过程中从燃料中转化为热能的比例，通常以百分比表示。测试通常通过测量烟气中的温度、流速以及燃料消耗量等参数来计算。高效的锅炉能够将燃料的热能充分利用，提高能源利用效率，降低能源消耗。漏风率测试是评估锅炉系统密封性能的重要指标之一。漏风率是指锅炉系统中烟气和空气之间的不完全密封程度，通常以百分比表示。漏风率测试可以通过检测锅炉系统的压力变化、烟气成分以及烟囱排气量等参数来进行。漏风率高意味着锅炉系统存在着能量和资源的损失，会导致锅炉燃烧效率下降，能源浪费增加。为了提高煤粉炉锅炉的效率和降低漏风率，需要采取一系列的改进措施。加强锅炉设备的维护和管理，定期进行检查和维修，确保设备处于良好的运行状态。优化锅炉的运行参数和控制策略，提高燃烧效率和热传递效率。

二、影响煤粉炉锅炉效率的主要因素

2.1空气预热器、省煤器换热效果变差

空气预热器主要作用是将进入炉膛的空气加热，以提高燃烧效率；省煤器则是利用锅炉排放的烟气余热来预热给水，减少燃料消耗。当空气预热器和省煤器的换热效果变差时，会导致几个问题：首先，空气预热器效率降低会使得进入炉膛的空气温度下降，这不仅减少了燃烧效率，而且增加了燃料的消耗量。据研究，空气预热器效率每降低1%，燃料消耗量可能增加约0.5%。其次，省煤器换热效果下降会导致给水温度降低，这同样会增加燃料的消耗，因为需要更多的热量来加热给水至所需温度。据估算，省煤器效率每降低1%，燃料消耗量可能增加约0.3%。此外，换热效果变差还可能引起设备腐蚀和堵塞问题，这不仅影响换热器的使用寿命，还可能导致维护成本的增加。

2.2空气预热器漏风

空气预热器漏风是影响煤粉炉锅炉效率的一个关键因素。在空气预热器的低温段，由于NH4HSO4和(NH4)2SO4这两种物质的吸潮性，它们会吸附空气中的水蒸气和硫酸，形成酸性环境。这种酸性环境对金属表面造成严重腐蚀，加速了漏风现象的发生。据研究，空气中NH4HSO4和(NH4)2SO4的含量每增加1%，空气预热器的腐蚀速率可能增加约2%，这直接导致漏风系数增大。漏风系数的增加不仅减少了空气预热器的换热效率，还会导致排烟热损失的增加。具体来说，漏风系数每增加1%，排烟热损失可能增加约0.5%至1%，进而影响锅炉的整体热效率。

2.3炉膛、制粉系统漏风

在煤粉炉锅炉中，空气预热器的漏风问题对锅炉效率有着显著影响。负压运行方式下，炉膛和烟道的密封性至关重要，因为任何不严密的地方都可能导致冷空气漏入。这种漏风不仅增加了过量空气系数，导致排烟量和排烟温度上升，而且冷空气漏入点越靠近炉膛，其影响就越显著。特别是在采用负压中间储式制粉系统的锅炉中，磨煤机入口至排粉机入口、管道和粗细分离器处于负压状态。如果这些区域的连接处或孔门处密封不严，冷空气就会漏入制粉系统，改变燃烧器的配风比例，降低炉膛温度。这会导致空气预热器处理的空气量和烟气量比例发生变化，进一步导致排烟温度升高，增加排烟热损失。据计算，漏入炉膛与制粉系统的总冷风系数与排烟温度之间存在近似线性关系。具体来说，每增加0.01的冷风系数，排烟温度就会升高1.33℃。这意味着，即使是微小的漏风，也可能对锅炉的热效率产生显著的负面影响。因此，确保炉膛和烟道的密封性，以及制粉系统的严密性，对于维持煤粉炉锅炉的高效率至关重要。通过加强密封和定期检查，可以减少漏风，降低排烟温度，从而提高锅炉的整体热效率。

三、改进措施

3.1加强入炉煤质管理

加强入炉煤质管理，首先需要确保煤的热值稳定，避免因煤质波动导致的燃烧效率下降。通过严格的煤质检测和筛选程序，可以剔除热值低、杂质多的煤，从而保证煤粉炉使用的煤炭具有较高的热值和较低的杂质含量。此外，煤的粒度也对燃烧效率有显著影响。煤粉的粒度应保持均匀，以确保燃烧时空气与煤粉的混合更加充分，提高燃烧速率和效率。因此，对磨煤机的性能进行优化，确保煤粉粒度的一致性，是提高热效率的有效措施。同时，煤的含水量也是一个不可忽视的因素。高水分的煤会增加烟气中的水蒸气含量，降低热效率。通过预干燥或使用脱水设备，可以减少煤的含水量，从而提高煤粉炉的热效率。最后，建立和完善煤质管理的制度和流程，对煤的采购、储存、运输和使用进行全程监控，确保煤质的稳定性和可靠性。

3.2设备消缺

设备消缺即指对锅炉设备进行定期检查、发现和修复存在的缺陷和问题，以确保设备运行的安全稳定和高效运转。设备消缺可以保证锅炉设备处于良好的运行状态。定期进行设备巡检和维护，及时发现设备的故障和缺陷，对设备进行维修和更换，可以保证设备的正常运行，避免因设备故障导致的停机和生产损失，提高锅炉的可靠性和稳定性。设备消缺有助于提高锅炉的热能利用效率。及时修复设备的漏风、密封不严等问题，可以有效减少能量的损失，提高锅炉的热效率。例如，修复漏风问题可以减少燃料的浪费，优化设备密封可以降低烟气温度，提高热能利用效率。

3.3运行优化调整

煤粉炉锅炉效率的提高，运行优化调整扮演着至关重要的角色。通过燃烧优化攻关，控制煤粉细度在大约10%的范围内，可以显著提高燃尽率。燃尽率的提高意味着煤粉在炉膛中的燃烧更为充分，减少了未燃尽的煤粉排出，从而提升了热效率。进一步地，优化配风策略，特别是增加中二次风和上二次风的比例，有助于降低火焰中心，使燃烧更加均匀，减少局部高温区域，这有助于减少热损失并提高燃烧效率。根据空气动力场试验结果，优化四角一次风的配比，能够减少火焰偏斜，确保燃烧过程的稳定性。在摸索出不同工况下的最佳调整方式后，制定《煤粉炉燃烧调整操作指导》，为规范运行操作提供了明确指导。这不仅提高了操作的标准化水平，而且通过不断改进和完善车间工艺运行指标竞赛方法，激发了操作人员的积极性，促进了班组在精细化调整和指标提升方面的努力。

四、结语

在煤粉炉锅炉效率的改进过程中，深入探讨了影响效率的关键因素，并提出了相应的改进措施。加强煤质管理、设备消缺和运行优化调整是提高锅炉效率的重要途径。通过优化煤质、维护设备、调整运行参数，可以有效提高锅炉的热能利用效率，降低能源消耗和环境排放。这不仅有助于提升生产效率，降低成本，还能减少对环境的影响，实现可持续发展

参考文献

[1]王峰,李东耀.煤粉炉热效率的影响因素和提高途径[J].河南化工,2020,37(01):40-42.

[2]李崇刚,张林.煤质变化对煤粉锅炉热效率影响评价分析[C]//四川省中青年专家学术大会.四川省科协;西南交通大学,2007.