浅谈我省在役锅炉存在的问题及对节能减排的影响.doc

浅谈我省在役层燃和室燃炉锅炉存在的问题及对节能减排的影响昆明锅炉有限责任公司 张庆志云南航天工业总公司 吕昭信目前在云南省运行的层燃和室燃锅炉大多数是按照平原地区设计制造的产品。这些锅炉在高原运行，炉膛中燃料的燃烧和换热有变化外，锅炉原始排尘浓度也有较大的不同。这些在锅炉设计、制造和使用时均应予以考虑。一 、按照平原地区设计制造的锅炉在高原地区运行存在的问题1、 鼓引风机流量和压力小云南地处高原大多数地区海拔在1500 m以上，随着海拔的提高空气密度要降低。昆明的空气密度约为平原地区80%左右，所以在相同空气过剩系数的前提下昆明地区的运行的锅炉风机的流量应是平原地区的1.25倍。另外高原运行时，为了保证燃料完全燃烧，往往不得已需要较高的过剩空气系数。则进一步的要求增大风机的流量，由于风机的流量加大，系统的阻力也相应加大。所以按平原地区配备的锅炉风机流量和压力都不能满足锅炉在高原地区的要求。2、 锅炉出力不足因为锅炉鼓引风机满足不了高海拔地区锅炉正常运行流量和压力的要求，锅炉的燃料消耗量降低。从而是锅炉出力降低。为保证燃料完全燃烧，入炉内空气量的增加，导致炉内烟气质量流量的增加，理论燃烧温度下降，炉内换热量明显降低。进一步加剧了锅炉输出热量的。另外我省运行的锅炉和本省煤种不相适应。我省目前运行的锅炉多数为燃用二类和三类烟煤的锅炉，我省也有大量的二类和三类烟煤，表面上来看这些烟煤与锅炉所需煤种还是适应的。但是这些锅炉最适应的煤其挥发份一般大于35%以上，而我省的二类和三类烟煤挥发份一般不大于25%。锅炉燃用这样的煤着火情况不好，就影响了锅炉的出力。经大量的锅炉运行情况证明在云南运行的锅炉多数出力一般在6070%左右。3、 锅炉热效率下降影响锅炉热效率的因素很多。在锅炉设计时，按标准大气压进行烟风阻力计算及选用风机。在高海拔地区因为空气稀薄，锅炉风机的流量和压力均不能满足要求，使得锅炉供风量不足。从而使锅炉运行时的气体不完全燃烧损失（Q3）和固体不完全燃烧损失（Q4）增加。通常小锅炉设计时，为了使锅炉紧凑，一般均取较大的炉排热负荷和炉膛容积热负荷。过大的炉排热负荷使得锅炉送风阻力加大，加剧了高海拔地区锅炉供风量不足。因为炉膛容积热负荷大，炉膛体积减小，使得炉膛内的烟气停留时间减少，更加剧了气体不完全燃烧损失（Q3）和固体不完全燃烧损失（Q4）增加。锅炉和本省煤种不相适应不但影响了锅炉的出力，而且影响到燃料是否能完全燃烧。这也影响到固体不完全燃烧损失（Q4）增加。 另外随着大气压力的下降，火焰黑度下降从而影响炉膛系统黑度axt下降，炉膛总换热量Q1下降，导致炉膛烟气出口温度t1有所升高。下表列出了不同大气压力对送风量、炉膛系统黑度和炉膛出口温度的影响。大气压力P/MPa送风量Vk/m3/h炉膛系统黑度axt炉膛出口温度t1/0.1026340.11910170.0929270.11210280.0832930.10510410.0737640.0971044为了保证燃料完全燃烧，需要较高的过剩空气系数。进入炉内空气量的增加，导致炉内烟气质量流量的增加，理论燃烧温度下降，炉膛内换热量明显降低，同时过剩空气系数的上升本身也使得排烟热损失（Q2）增加。也有文献认为t1的升高使对流换热面的传热温差增加，对流换热量增加。这样，总的效果是热效率维持不变。但我们认为，虽然炉膛出口烟气温度升高，因为对流受热面的吸热面积未变，对流受热面吸热量的只能增加能部分补偿炉膛受热面吸热量的减少，对流受热面出口的烟气温度还是升高了。另外因为锅炉运行过程中对流受热面较辐射受热面更易积灰，特别是燃煤锅炉，使得对流受热面换热量减低，排烟温度升高。这也增加了锅炉的排烟热损失（Q2）增加。4、 锅炉的原始排尘浓度增加随着海拔的提高，环境的大气力压力的降低，炉膛的背压减少。同时为保证锅炉的正常运行，应加大风量。在这种情况下炉排上的灰更易被吹起，从而使得锅炉的原始排尘浓度增加。二、在役锅炉存在的问题对我省节能减排的影响因为我省运行的层燃和室燃锅炉大多存在出力不足，为了满足生产需求，司炉往往采用加大燃料进给量（如链条炉用加大煤层厚度，加快炉排速度）的方法锅炉的出力。是锅炉偏离了最佳运行常态，造成了锅炉气体不完全燃烧损失（Q3）和固体不完全燃烧损失（Q4）增加。这些与造成锅炉热效率的其他因素相互影响，造成了大量能源浪费和废弃物的增加。影响我省节能减排工作。三、应对措施这些锅炉在高原运行，炉膛中燃料的燃烧和换热有变化外，锅炉原始排尘浓度也有较大的不同。这些在锅炉设计、制造和使用时均应予以考虑。1、锅炉选型一般锅炉试制后应进行锅炉热工测试，测试工作一般在本地进行，所以新置锅炉选型时尽量选在高原设计制造的锅炉。在选低海拔地区设计制造的锅炉时，锅炉的蒸发量应选大2530%。2、合理选用风机在设计锅炉时，按锅炉运行地点的海拔高度选用风机。一般锅炉风机流量的应选低海拔地区风机流量的1.27倍。压力应选低海拔地区风机流量的1.3倍。风机也不要过大，否则会增加风机的电耗。3、适当降低锅炉的炉排热负荷适当降低锅炉的炉排热负荷可降低鼓风的阻力降低鼓风机的电耗。同时也减少了锅炉的原始排尘浓度。 4、适当降低锅炉的炉膛的容积热负荷。适当降低锅炉的炉膛的容积热负荷可降低炉膛内烟气的流速，延长烟气在炉膛内的停留时间。降低气体不完全燃烧损失（Q3）和飞灰中固体不完全燃烧损失。但炉膛容积过大是火焰在炉膛中的充满度变坏，炉膛温度降低，影响燃料的燃烧和烟气与工质的换热。5、 适当增加对流受热面积。对于排烟温度过高的锅炉，可增加尾部受热面。6、 改造锅炉炉拱提高煤种的适应性。四、结束语目前在云南省运行的层燃和室燃锅炉大多数是按照平原地区设计制造的产品。因为海拔的提高空气变稀薄，加上锅炉煤种适应性与我省煤种资源不十分相符，使得锅炉存在出力不足、热效率降低、锅炉原始排尘浓度增加。所以有必要对目前在云南省运行