如何提高鍋爐熱效率
鍋爐是用途廣、使用頻率高的重要的特種設(shè)備之一。
鍋爐熱效率是指單位時間內(nèi)鍋爐總有效利用熱量占輸入鍋爐總熱量的百分比。
如何能提高鍋爐熱效率，節(jié)約燃料，是國家和企業(yè)共同關(guān)心的問題。
提高鍋爐熱效率就是增加有效利用熱量，減少鍋爐各項熱損失，其中重點是降低鍋爐排煙熱損失、固體未完全燃燒損失，減少氣體不完全燃燒熱損失。
1.降低排煙熱損失
根據(jù)熱平衡原理，熱損失減少了，有效利用熱量就增加了，熱效率就會提高。
根據(jù)鍋爐的熱平衡方程Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 KJ/Kg
Qr-鍋爐的輸入熱量
Q1-被工質(zhì)吸收的有效利用熱量
Q2-排煙熱損失
Q3-氣體不完全燃燒熱損失
Q4-固體不完全燃燒熱損失
Q5-爐體散熱損失
Q6-灰渣物理熱損失及其他熱損失
其中：Q2、Q4占鍋爐輸入熱量Qr的15-30%。
影響排煙熱損失的因素主要是排煙溫度和排煙容積(排煙量)
排煙溫度越高排煙熱損失越大，排煙量也越多。要減少排煙熱損失，就要將低排煙溫度和排煙量。
1.1 防止受熱面結(jié)渣和積灰
鍋爐運行時，受熱面積灰或結(jié)渣，以及鍋爐超負荷運行等，都會使鍋爐排煙溫度升高。因此，鍋爐運行時，應(yīng)注意保持受熱面的清潔，并盡量避免超負荷運行，已將低排煙熱損失。一般情況，排煙溫度每降低15℃可節(jié)煤1%，受熱面結(jié)垢1.5毫米厚，多浪費燃料6%。受熱面積灰1毫米厚多浪費10%的燃料。
由于溶渣和灰的傳熱系數(shù)很小，鍋爐受熱面結(jié)渣積灰會增加受熱面的熱阻，同樣大的鍋爐受熱面積，如果結(jié)渣積灰，傳給工質(zhì)的熱量將大幅度減小，會提高爐內(nèi)和各段煙溫，從而使排煙溫度升高，運行中，合理調(diào)整風(fēng)，粉配合，調(diào)整風(fēng)速風(fēng)率，避免煤粉刷墻，防止爐膛局部溫度過高，均可有效的防止飛灰粘結(jié)到受熱面上形成結(jié)渣，運行中應(yīng)定期進行受熱面吹灰和及時除渣，可減輕和防止積灰，結(jié)焦，保持排煙溫度正常。
1.2 合理運行煤粉燃燒器
在設(shè)計改造鍋爐時，應(yīng)合理增加鍋爐受熱面，加裝省煤器。一般裝有省煤器的水管鍋爐，排煙熱損失約為6-12%；不裝省煤器時，該數(shù)值往往高達20%以上。
大容量鍋爐的燃燒器一次風(fēng)噴口沿爐膛高度布置有數(shù)層，當鍋爐減負荷或變工況運行時，合理的投停不同層次的燃燒器，會對排煙溫度有所影響，在鍋爐各運行參數(shù)正常的情況下，一般應(yīng)投用下層燃燒器，以降低爐膛出口溫度和排煙溫度。
另外，排煙量增大，會使排煙熱損失增加。而排煙量又與爐膛出口過量空氣系數(shù)α1有關(guān)，而α1過底，燃料燃燒缺乏空氣，是化學(xué)不完全燃燒損失和固體不完全燃燒損失加大；α1過高，一方面煙氣量增加，使排煙熱損失q2加大，另一方面是顱內(nèi)溫度降低，燃燒惡化，使固體不完全燃燒損失q4和化學(xué)不完全燃燒損失q3增大。當排煙溫度為300℃時，爐膛出口過量空氣系數(shù)α1每增加1時，熱效率就降低0.09%。排煙溫度選定應(yīng)根據(jù)燃料種類和燃燒方式，通過技術(shù)經(jīng)濟指標來確定。一般工業(yè)鍋爐中水管鍋爐的排煙溫度約在160-200℃范圍內(nèi)。
1.3 注意給水溫度的影響
鍋爐給水溫度降低會使省煤器傳熱溫差增大，省煤器吸熱量將增加，在燃料量不變時排煙溫度會降低，但在保持鍋爐蒸發(fā)量不變時，蒸發(fā)受熱面所需熱量增大，就需增加燃料量，使鍋爐各部煙溫回升，這樣排煙溫度受給水溫度下降和燃料量增加兩方面影響，一般情況下保持鍋爐負荷不變，排煙溫度會降低，但利用降低給水溫度來降低排煙溫度不可取，會因汽機抽汽量減小使電廠熱經(jīng)濟性降低。
1.4 避免進入鍋爐風(fēng)量過大
鍋爐生成煙氣量的大小，主要取決于爐內(nèi)過量空氣系數(shù)及鍋爐的漏風(fēng)量，鍋爐安裝和檢修質(zhì)量高，可以減少漏風(fēng)量，但是送入爐膛有組織的總風(fēng)量卻和鍋爐燃料燃燒有直接關(guān)系，在滿足燃燒正常的條件下，應(yīng)盡量減少送入鍋爐的過?？諝饬浚^大的過量空氣系數(shù)，既不利于鍋爐燃燒，也會增加排煙量使鍋爐效率降低，正確監(jiān)視分析鍋爐氧量表和風(fēng)壓表，是合理配風(fēng)的基礎(chǔ)。
1.5 注意制粉系統(tǒng)運行的影響
1）對中間儲倉式制粉系統(tǒng)， 運行中應(yīng)注意減小三次風(fēng)量。三次風(fēng)一般設(shè)計布置在燃燒器的最上層，由于三次風(fēng)的風(fēng)溫不高，并含有一定煤粉，三次風(fēng)的噴入會推遲燃燒，使火焰中心提高，從而提高排煙溫度。
2）運行中，合理調(diào)整制粉系統(tǒng)，保證合格的煤粉細度，提高各分離元件的分離效率，盡量減小三次風(fēng)的含粉量，有利于保持爐內(nèi)正常的火焰中心不使其抬高。
因此，在設(shè)計改造鍋爐時，應(yīng)合理增加鍋爐受熱面，加裝省煤器。一般裝有省煤器的水管鍋爐，排煙熱損失約為6-12%；不裝省煤器時，該數(shù)值往往高達20%以上。
二、減少固體不完全燃燒熱損失
固體不完全燃燒熱損失是燃用固體燃料鍋爐熱損失中較大的一項熱損失。它包括部分燃料經(jīng)爐排掉入灰斗的漏煤損失Qlm，未燃盡的可燃物包裹在灰渣中被排除落入灰斗造成的灰渣損失Qhz和未燃盡的碳粒隨煙氣帶走的飛煙損失Qfh。影響固體不完全燃燒熱損失的主要因素有鍋爐的燃燒方式、燃料特性、鍋爐運行情況等。因此，根據(jù)不同煤種和燃燒方式，監(jiān)測和控制爐膛出口過量空氣系數(shù)α1，提高司爐工操作水平都是減少固體不完全燃燒熱損失的有效途徑。
2.1 合理調(diào)整煤粉細度
煤粉細度是影響灰渣可燃物的主要因素之一，理論上，煤粉越細，燃燒后的可燃物越少，有利于提高燃燒經(jīng)濟性，但煤粉越細，
受熱面越易粘灰，影響傳熱效率，增大制粉電耗，但是煤粉過粗
炭顆粒大，很難完全燃燒，飛灰可燃物含量將會大大升高，所以應(yīng)選擇合理的煤粉細度值來降低固體未完全燃燒熱損失。
2.2 控制適量的過量空氣系數(shù)
炭顆粒的完全燃燒需要與足夠的氧氣進行混合，送入爐內(nèi)的空氣量不足，不但會產(chǎn)生不完全燃燒氣體，還會使炭顆粒燃燒不完全，但空氣量過大，又會使爐膛溫度下降，影響完全燃燒
因而過量空氣系數(shù)過大或過小均對炭顆粒的完全燃燒不利，應(yīng)通過燃燒調(diào)整試驗確定合適的過量空氣系數(shù)。
2.3 加強燃燒調(diào)整
爐膛內(nèi)燃料燃燒的好壞，爐膛溫度的高低，煤粉進入爐膛時著火的難易，對飛灰及灰渣可燃物的含量有直接影響，爐膛內(nèi)燃燒工況不好，就不會有較高的爐膛溫度，煤粉進入爐膛后，就沒有足夠的熱量預(yù)熱和點燃，必將推遲燃燒，增加飛灰含炭量，要使爐膛內(nèi)燃燒工況正常，需對燃燒器的風(fēng)率配比，一次風(fēng)粉濃度及風(fēng)量進行調(diào)整，掌握燃燒器特性，使鍋爐處于最佳燃燒工況下，重視燃燒工況的調(diào)整是減少固體未完全燃燒熱損失的重要方面。
三、減少氣體不完全燃燒熱損失
氣體不完全燃燒損失對熱率影響也較大。氣體不完全燃燒熱損失是指一部分可燃氣體（CO、H2等）未能燃燒放熱而隨煙氣排出造成的熱量損失。燃料在爐膛中燃燒時，如果空氣量不足、燃料與空氣混合不良、爐膛容積太小或爐膛溫度太低，就可能因供氧量不足、可燃氣體在爐膛內(nèi)停留時間過短或達不到著火點而使部分可燃氣體不能完全燃燒，都會造成氣體不完全燃燒熱損失的增加。因此，在鍋爐運行時要合理調(diào)節(jié)空氣量，根據(jù)不同燃燒方式分配好送風(fēng)，加強空氣與燃料的混合，擴大空氣與燃料的接觸面積，延長煙氣在爐內(nèi)的停留時間，修造節(jié)能拱和合理地組織二次風(fēng)等都是降低氣體不完全燃燒熱損失的有效途徑。
鍋爐的汽水損失，除了檢修質(zhì)量不高造成的跑，冒，滴，漏外，主要是鍋爐運：行中排污和疏水造成的?！∫虼藨?yīng)從以下方面減小汽水損失
1）保證鍋爐的給水品質(zhì)，鍋爐的給水品質(zhì)高，在鍋爐設(shè)計的鍋水濃縮倍率下，排污率減小。
2）提高汽水分離裝置的安裝和檢修質(zhì)量，提高汽水分離效果，
3）運行中保持鍋爐負荷，水位，汽壓等參數(shù)穩(wěn)定，使鍋爐汽水分離裝置在正常情況下運行。
4）在鍋爐啟停和異常情況下，及時合理的開啟和關(guān)閉疏水，運行中認真檢查疏水門，排污門有無泄漏，及時處理，減少不必要的熱量損失。
國外經(jīng)驗分享 ：
目前國外鍋爐提高實際運行熱效率的措施通常包括：
1）大量采用冷凝或半冷凝技術(shù)回收煙氣余熱，從而大幅降低排煙溫度，將排煙熱損失降至最低。
2）采用燃燒智能管控裝置，根據(jù)對煙氣成分的持續(xù)監(jiān)測，自動調(diào)整燃燒空燃比，確?？杖急仁冀K保持最優(yōu)狀態(tài)，從而基本避免不完全燃燒熱損失，并持續(xù)降低排煙熱損失。
3）采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)監(jiān)管在線鍋爐水垢狀況，科學(xué)指導(dǎo)水質(zhì)管控和除垢。
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