锅炉运行的性能分析及其烟气含氧量优化探讨

【摘 要】节能减耗是目前我国推行可持续发展战略以来的重要决策之一，同时也是电力行业降低投入成本实现利益最大化的必经之路。加强对锅炉燃烧的调整，可以减少整个机组的成本投入，同时也降低了煤的耗损量，本文将从锅炉运行的性能分析以及烟气含氧量的优化方面进行探讨。

【关键词】锅炉；运行性能；烟气含氧量；优化策略

锅炉是火力发电厂运行的重要组成部分，它的运行性能会直接影响到整个电厂的经济效益。在目前的发电站内，评定锅炉运行性能好坏的重要指标就是锅炉的效率。

1 锅炉运行的现状以及性能分析

1.1 我国锅炉燃料的应用现状

我国的基本国策是一切的发展都要以及节约资源保护环境为前提，坚决不走先污染后治理的发展老路。因此，在节约资源的同时，我们也要积极开发新能源，创造使用清洁能源的条件。锅炉作为一次性能源的最大消耗者之一，他所消耗的能源主要有以下几个特点：第一，一般都是非可再生的一次性能源，比如：煤炭、石油、天然气等等。第二，它的消耗量非常大，据不完全统计，我国煤炭开采量的80%以上都用在了锅炉等燃烧设备上。第三，环保性差，对环境的伤害极大，现在锅炉的燃用品仍是以煤炭为主，同时也投入了众多的工业以及生活上的垃圾在锅炉内燃烧，这使得锅炉排出的废气污染性极大。第四，也是最重要的一点，锅炉燃烧的热效率低，熵值却过大。这不但造成了燃煤的浪费，同时也使得我国温室效应以及大气污染的环境问题日益加剧。因此，对锅炉运行性能以及烟气含氧量的优化是我国推动各项事业发展的首要任务。

1.2 锅炉运行的性能分析

对锅炉机组的热力系统进行随时的监测分析，进而优化锅炉运行设备中的各项参数是促使锅炉节能减耗最为有效的手段之一。锅炉的运行过程中会涉及到化学反应、传热传质等，其在运行当中也会对很多的参数造成影响。比如：煤质参数、运行参数、运行状况等等。现如今，我国提高锅炉运行经济性的主要方式就是对在线监测得到的数据进行耗差的分析。但是因为无法实现对煤质以及煤渣含碳量的在线分析，所以我们仍然不能够对锅炉运行效率的监测。这给锅炉的优化发展带来了不小的阻力。

在锅炉的实际运行过程中，为了让燃料可以充分燃烧，实际供给的空气量比理论上的空气供给量要大的多。这多供给的空气量，我们通常称它为过量空气量。过量空气系数就是实际供给空气量与理论供给空气量的比值。过量空气系数会直接对排烟热损失以及化学不完全燃烧热损失以及机械不完全燃烧热损失产生影响。当炉膛出口处的过量空气系数增大的时候，排烟热损失、虎穴不完全燃烧热损失以及机械不完全热损失会先减少然后增加。这里会出现一个最小值，这个最小值对应的空气系数就是最佳过量空气系数。

2 锅炉运行中最佳含氧量的确定以及优化

锅炉是工矿企业中使用数量最多的主要动力设备之一。但是截至目前为止，我国在锅炉热效率的利用率上却只能达到理想效率的80%。对锅炉热效率产生影响的因素有很多，比如运行设备本身的问题或者是操作人员的问题，也有可能是运行中工作状态变化的问题。但是在众多影响因素中，燃烧效率是对锅炉热效率影响最大的一个因素。而影响燃烧效率最大的因素就是过量空气系数。过量空气系数的确定主要是根据锅炉燃烧的经济性决定的。如果过量空气系数过大的话会是排烟热损失增加；如果它过小又会增加气体不完全燃烧热损失以及固体不完全燃烧热损失。因此，为了保证锅炉运行的性能，一定要确定一个最佳过量空气系数，以此来确保几种“热损失和”是处于最小状态。现在很多电厂的锅炉是依靠经验来预测确定最佳值的，但是，锅炉的运行工况是处于不断变化的状态，如果仅仅依靠经验的话，那准确度一定会大大降低。因此，如果可以根据负荷以及煤种点变化及时修正该负荷下的最佳过量空气系数来作为新的经验值，就可以大大避免上文所述的误差。

3 锅炉运行参数对锅炉效率的影响

维持锅炉内部过剩空气的稳定，保证最大程度的燃烧效率是锅炉燃烧过程中最为重要的任务之一。对燃煤的锅炉来讲，维持炉内过剩空气稳定一般是通过保持一定的风煤比来实现的。这种方式只有在煤质相对比较稳定的情况下，才能较好的维持锅炉内部过剩空气的稳定，一旦煤质发生了变化，就不能保证锅炉内过剩空气的稳定，从而也不能保证最大的燃烧效率。

要想达到最大的燃烧效率，一定要经常对炉内的过剩空气系数或者是含氧量进行检测，并根据检测结果来适当的进行风量调整。以期可以保持最佳的风煤比，维持炉内最佳的过剩空气的稳定。因此，送风调节系统常常是利用测试氧量来进行信号的校正。但需要注意的一点是，氧量信号并不是一个固定的数值。要根据炉内燃烧的情况，在负荷高的时候，降低一些氧量，在负荷低的时候，增加一些氧量。从这我们也可以看出，最佳氧量的校正信号也必须要参照负荷来进行修正。

4 锅炉运行方式的优化探究

在科技水平日益进步的今天，节能减耗已经成为了锅炉优化发展的改进方向之一，如何通过分析影响锅炉效率的因素进而找到最为有效的锅炉运行方式，提高锅炉的热效率也已经成为了新的研究课题。下文将就几种优化方式进行简单的介绍分析：

4.1 进行降低排烟热损失

通过控制露风（在锅炉运行过程中，要注意检查水封槽水位的变化，在进行锅炉排渣的时候，防止出现渣斗中没有书的情况。对于正在运行中的制粉系统，要在保证安全的前提之下，减少冷风的使用，躲开热风。这样可以降低排烟温度（大概能降低1-1.5度）。提高烟道入孔门以及保温层的严密性，防止烟道出现漏风的情况。

4.2 防止空预器中出现堵灰的情况

用化学方法清洗空预器的时候，一定要将其彻底洗干净并且要保证它的控干时间，最大程度防止残存的污垢留在受热面。一定要给空预器进行吹灰，在入炉中灰分的质量分数高以及燃烧不好的时候，还要增加对空预器的吹灰次数。这样做也可以在一定程度上降低排烟温度。因此，一定要定期的对炉膛内以及烟道进行细致彻底的“大扫除”。尽量减少飞灰堆积。

4.3 减少未完全燃烧热损失

减少未完全燃烧热损失其实就是要求合理的控制氧量。随时掌握煤质以及煤粉细度的变化。在锅炉正常运行中，可以适当的降低一次风压，提高一次风温。同时也要注意运行过程中根据负荷的变化，及时的进行炉膛与风箱之间压力差的调整以及各层之间二次风配比的调整，把握好二次风送入的时机。

4.4 延长燃烧的时间

在锅炉运行的过程当中，可以适当的降低锅炉炉膛内的负压，尽量提高锅炉顶部切二次风的比例。在锅炉满负荷的时候全开顶部的反切二次风挡板层，与此同时也要适当的提高底部二次风的开度。这样做可以保证煤粉能在炉膛内充分的燃烧。要提高锅炉的运行效率，除了要注意控制漏风、保持换热面不积灰以及促使燃烧充分之外，还有颇为关键的一点就是要严格控制好锅炉的运行氧量以及煤粉的细度。这些都会对锅炉的运行产生直接的影响。

5 总结

通过上文的叙述，我们可以知道，锅炉炉膛出口处的运行氧量是评定锅炉运行性能的重要参数。它不但会对锅炉的工作效率起到很大的影响，同时也会对锅炉运行中的其他参数产生影响。最终影响到整个机组的煤消耗率。因此，本文简单介绍了锅炉运行的性能以及锅炉烟气含氧量的计算方法以及优化策略。以期可以达到节能降耗的最终目的。

参考文献：

[1]吴海姬，张蕾，徐治皋.锅炉运行氧量对锅炉效率影响的定量分析[J].锅炉技术，2009.

[2]周建新，司风琪，仇晓智.基于SVR和GA的锅炉运行氧量基准值的优化确定[J].东南大学学报（自然科学版），2008.