过量空气系数对锅炉运行效率的影响

1、过量空气系数对锅炉运行效率的影响刘娟，胡三高（华北电力大学能源动力与机械工程学院，北京， 102206 ） 摘 要过量空气系数既可以反映锅炉的经济运行 , 又可以反映锅炉运行工人燃烧操作的技术水平。因此， 过量空气系数是锅炉运行非常重要的燃烧技术经济指标。过量空气系数过高或过低都不利于燃烧，都会影 响锅炉的热效率，固应在运行中尽可能使用一个最佳值。现有电厂的运行过量空气系数都高于设计值，严 重影响了电厂锅炉热效率。本文介绍了过量空气系数的计算方法，通过对某电厂的锅炉进行热力计算，比 较分析了不同过量空气系数对锅炉运行效率的影响，控制过量空气系数对降低排烟损失提高锅炉效率，降 低减温水量和节约能

2、源有重要的影响，合理调整过量空气系数是锅炉节煤主要技术措施。现有运行中，在 尽可能保证燃料得到充足的氧气而完全燃烧的前提下，过量空气系数愈低，燃烧愈经济。 关键词 ：过量空气系数，锅炉效率，节能1. 引言 近年来，世界范围内对能源需求的增长致使核能、 水能、太阳能和风能等新能源得到了 很大地应用，但在近期内发展规模有限， 而传统的能源煤炭， 在能源消耗结构中仍然占 有很大的应用份额，而且在未来相当长的时期内这种趋势不会有大的改变。 近年来，火电技术得到快速发展，我国火电发电量比重在70%以上，1000MW超超临界机组的不断投运，标志着我国已成功掌握世界先进的火力发电技术。我国的能源资源特点决定

3、了我国以煤为基础。我国是能耗大国，能源紧缺的问题严重， 提高能源利用率是当前急待解决的难题。 我国的工业锅炉普遍存在热效率不高、 耗煤量大的 缺点，加强锅炉节煤管理势在必行。 随着节能减排工作的纵深开展，保证机组效率、减少排 放，愈来愈成为各发电企业的首要任务。 节能减排对机组的要求是以大代小和优化运行， 提 高机组效率。锅炉燃料燃烧后排放出的烟尘， 污染了大气环境，其中一个原因是在锅炉运行时过量空 气系数控制不当，而使锅炉炉膛内燃烧工况不佳，即浪费能源，又达不到消烟除尘的目的， 因此在运行中，过量空气系数的控制应引起重视。 本文着重就影响锅炉效率的因素之一 过量空气系数进行分析，用以找出解决

4、办法，提高锅炉效率，达到节能增效的目的。在锅炉的实际运行中，过量空气系数实质上是反映燃煤和空气配合的一项数值，是衡量锅炉燃烧配风的尺度。过量空气系数过大，表示炉内供风过多，不仅降低炉温，恶化燃烧， 而且使烟气量增加，从而引起锅炉排烟热损失增加， 锅炉效率降低，同时也使风机的电耗以 及厂用电率和供电煤耗增加。 但是，过量空气系数太小又不能保证燃煤的充分燃烧。 过量空 气系数对锅炉的燃烧和经济运行有很大的影响。2. 运行中过量空气系数的确定2.1 过量空气系数定义 现有的锅炉燃烧设备难于保证燃料和理论空气量的彻底混合。为了使燃料尽可能地完全 燃烧，必须多供给一些空气量，这部分空气量称过量空气量。实

5、际空气量 （即理论空气量与 过量空气量之和）与理论空气量之比为过量空气系数 记为a。在锅炉运行中，通过烟气分析准确、迅速地测量过量空气系数，是保证锅炉安全经济运 行的基础。根据过量空气系数的定 义，计算公式为1 ：<2-l)鱼）、烟气中剩余可燃气体（CO H2、CH）所引起的化学不完全燃烧热损失（）及未燃尽碳粒所引起的机 械不完全燃烧热损失（）是 随着过量空气系数 a直而变化的，炉膛出口过量空气系数对*.、：也、阮有直接影响，如图21 所示。当a增加时，空气量增多了，燃料有 更多的机会遇到空气，使化 学不完全燃烧热损失（）和机械不完全燃烧热损失（'）可以减少。但也 召致排烟热损失

6、 （）升高。这样a 增加时， 增加而 及 减少，由图可见，0增加时，疇川炖召吟:細.先减少后增加，它们的总 和为一下凹的曲线，其最低点的值即为 最佳a直囚。这时锅炉的热损失 最小，经济性最高。在现有运行中，部分电厂只对 采取了控制措施，以求达到灰渣含碳量的指标，使飞灰 可燃物含量下降。这样会增加煤粉在炉内的停留时间，同时过量空气系数相应增加。在锅炉各损失中，排烟损失（）所占比例较大，而影响排烟损失（）的重要因素是排烟温度和 过量空气系数。一 般来说排烟温度 每升高12-15 C, 将提高1%,所以应降低排烟温度 。 本文研究计算后得出，适当降低过量空气系数 可降低排烟温度，减少排烟损失，提高锅

7、炉热 效率。3. 利用热力计算进行理论计算过量空气系数是一项重要 指标，锅炉运行中过量空气系数的合 格指标，并作为锅炉经济 运行的关键指标之一进行监控。各类不同类型的锅炉，都有一个最佳过量空气系数，但在实 际运行中几乎所有的炉子都超过了设计值。炉膛形式、燃烧设备、煤质以及负荷不同时，炉 膛的过量空气系数也不相同，当过量空气系数过大时，会造成燃煤与空气混合不均匀，有的区域出现空气不足，另外区域又严重过 剩，致使炉膛平均温度降低，影响了燃烧工况，排烟量增大，带出热量增加，也就是排烟热损失增加。 过量空气系数过小时， 燃料不能充分燃烧， 能源没有得到最好的利用。最好的做法是，在尽可能保证燃料得到充

8、足的氧气而完全燃烧的 前提下，过量空气系数愈低，燃烧愈经济。本文对内蒙古通辽某 电厂的锅炉本 体进行了热力 计算，并与电厂实测数据进行了比较。 该厂使用亚临界2 X600MW机组，汽包锅炉。本文利用锅炉热力 计算从理论上分析了锅炉效率 以及各 受热面出口烟温随炉膛出口过量空气系数变化的 情形，利用热力计算进行了多 次校 核计算，本文并对所得数据进行了整理，绘制出了曲线。该电厂使用的煤种为烟煤，电厂 现有运行数据采用的过量空气系数大 于等于1.2，作者 计算了过量空气系数分 别为1 . 18和1 . 15情况下的锅炉热力 计算，并进行了比较分析。表3-1为ECR负荷下不同过量空气系数时，锅炉热力

9、 计算得到的主要参数。表3-1 ECR负荷时过量空气系数变动后的锅炉主要参数过量空气系数1 .21 .181 .15实际燃煤量（t/h ）462.9460 .178458.301炉膛出口烟气温度C）964964.8965末级过热出口烟温C）678674671.4省煤器出口烟温（C）403402396排烟温度（C）150148146.8再热气温（C）541541541减温水量（t/h ）29 .128127.2锅炉热效率（%）92 .6192 .7692.96图3.1为锅炉主要受热面出口温度随过量空气系数变化曲线，可见，过量空气系数在一定范围内改变对各 受热面出口烟温影响不大。350 -J-1.

10、S5O綁-750 -?00 -£00沾0 -笛。TO -3501.18抑0 T图3.1受热面出口温度随过量空气系数变化曲线图3.2和图3.3为锅炉效率和减温水量随过量空气系数变化曲线，在一定范围内随着过量空气系数降低，锅炉热效率提高，锅炉减温水量有所下降。图3.2锅炉效率随过量空气系数变化曲线（负荷）ECR减温水量（t/h）29.5图3.3 锅炉减温水量随过量空气系数变化曲线（ECR负荷）4. 结论以额定工况为 例，电厂额定工况运行时的过量空气系数为1.2，将其下调为1.18、1.15分别进行了热力计算，过量空气系数每次的下降都使锅炉效率提高近计算结果表明，在保证充分燃烧的前提 下，

11、减小入炉空气量，对炉膛出 口及各主要受热面出口烟温影响不大， 过量空气系数 下调时，排烟温度稍有降低但降低不大，此时由于燃烧生成的烟气量减少，排烟热损失降低，机械不完全燃烧热损失有 所增大，但由于锅炉燃烧状况良好并且煤质挥发 分高，灰分少，排烟热损失仍是锅炉各项热损失的主导因素，故总损失是降低的，锅炉效率提高。从排烟温度看，变化不大，这表明，降低过量空气系数对 于排烟热损失的减少 更多的是 体现在烟气量的减少上。 从燃料量来 看，过量空气系数的降低，使锅炉 单位煤耗降低，达到 了节能节煤的效果。通过分析可见，过量空气系数是影响锅炉效率重要因素之一，锅炉运行中，应在保证充分燃烧的前提 下，尽可能降低过量空气系数。 应该在施工和运行中加强对过量空气系数的 测 控和要求，以节 约能源，改善供电供热品质。参考文献：1 樊泉贵阎维平锅炉原理，中国电力岀版社2 樊泉贵阎维平锅炉原理，中国电力岀版社3 于静涛李九如过量空气系数对供热锅炉运行的影响，应用