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摘要:过量空气系数的高低是衡量我国工业锅炉热效率的重要因素。研究过量空气系数,对我国工业锅炉热效率的提高以及大气环境质量的改善,有重要意义。本文通过分析过量空气系数对供热锅炉热效率的影响,指出了过量空气系数的增大是一些锅炉热效率下降的重要因素,并指出了实际施工过程中导致过量空气系数增大的影响因素。
关键词:过量空气系数;锅炉热效率;大气环境
我国现有约50万台燃煤工业锅炉,是大气环境的主要污染源。因此,加强对燃煤工业锅炉经济运行的监控,使锅炉在外界工况下高效率工作,在保证产值的基础上节能降耗,从而减少烟尘排放总量,能有效改善大气环境质量。
一、我国工业锅炉经济运行现状
目前在我国,锅炉的经济运行一般以6项热工指标来衡量,分别是热效率、出力、过量空气系数、排烟温度、炉墙外表平均温度、灰渣含碳量。调查表明,我国大部分燃煤工业锅炉在经济运行上表现为热效率低,出力低,过量空气系数高,排烟温度高,炉墙外表面平均温度高,灰渣含碳量高,运行不佳。影响燃煤工业锅炉无法经济运行的原因,除了煤质、燃烧设备本身因素的影响外,还受通风方式落后、监督管理不力这两方面的影响[1]。
二、过量空气系数影响工业锅炉热效率
锅炉的热效率指的是锅炉运行的经济效率:热效率高,锅炉运行时热损失少;热效率低,锅炉运行时热损失多。锅炉的热损失包括排烟热损失、散热损失、灰渣显热损失、固体不完全燃烧热损失和气体不完全燃烧热损失,其中排烟热损失占锅炉热量比重较大,占8-20%。因此,提高锅炉运行的热效率,就要减少锅炉的各项热损失。
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正确调节炉内过量空气系数,能减少锅炉的排烟热损失,可以有效提高锅炉热效率。过量空气系数λ指的是工业锅炉在运行时,实际助燃空气量与理论空气量的比值。过量空气系数的高低,直接影响锅炉燃烧产生的烟气量。过量空气系数λ=1时,燃料燃烧充分,且烟气量较少,这是工程实际中是无法实现的最理想状态;λ<1时,燃料燃烧不完全,易产生CO,或冒黑烟产生积碳,甚至结焦;λ>1时,是工程实际中常用的燃烧方式,但排烟量的增加,会导致排烟热损失,使助燃风机的能耗增加[2]。
燃油燃气锅炉的过量空气系数λ应小于等于1.2,当λ值可以达到1<λ≤1.1,甚至在1<λ≤1.05之间时,将燃烧产生的烟气量控制在了一个合理范围内,排烟热损失较低,燃气燃烧器的品质达到最佳。
三、实际施工过程中,过量空气系数影响工业锅炉热效率
锅炉在实际运行中,其落后的通风方式主要表现在三个方面:第一,在锅炉设计安装过程中,风机与锅炉的匹配失调。由于安装人员思想保守,认为大风机更为稳妥和高效,因此在锅炉设计安装时选用大风机,导致锅炉运行时过量空气系数过大,“大马拉小车”的同时,造成不必要的排烟热损失。第二,在锅炉的运行过程中,不对鼓风量、引风量进行调整。司炉工在燃烧操作时,仅据负荷的变化,调整锅炉燃煤量,而不调整鼓风机、引风机阀门,因此,当燃煤量少时,过量空气系数较大,造成热损失;当燃煤量多时,过量空气系数较小,燃烧不充分。第三,不少锅炉尚未配备过量空气系数表,司炉工只能凭经验操作。这导致锅炉在实际运行时,过量空气系数值很大,锅炉热效率很低[3]。
目前对工业锅炉的监管,主要分为安全运营监管和环保监管。环保执法部门对锅炉的监管内容,主要包括烟尘排放量是否达标,以及热效率低、能耗高、冒黑烟的锅炉是够被淘汰,不包括对锅炉工人的燃烧操作规范程度的监测,以及对操作过程中过量空气系数的高低值监测。运营部门对锅炉的安全监测,主要包括锅炉使用年限是否到期,锅炉部件及运行是否完好,不包括对实际操作中,过量空气系数大小可能带来的安全隐患。因此,尽管能耗高、热效率低、烟囱冒黑烟的锅炉已经被许多地方淘汰,各地方政府下大力气投巨资改造锅炉,改用了设计能耗低,热效率高的锅炉,但实际操作中,由落后的通风方式以及锅炉工燃烧操作的规范程度不当,导致锅炉热效率低,排烟量大,能耗高的情况仍无法得到改善。
结语
综上,针对我国燃煤工业锅炉热效率低、能耗高、过量空气系数高的现状,安全监管部门有必要将过量空气系数表的配备安装纳入职能范畴,环保部门有必要将过量空气系数作为必查环保指标,将其作为环保执法的依据,保证锅炉的经济运行。这样一来,锅炉使用单位配备了过量空气系数表,锅炉工按过量空气系数表的指示进行操作,使用单位的风机安装注意与锅炉的匹配,才能将过量空气系数控制在合理范围内,通过节能降耗,大气环境质量才能得到改善。
参考文献:
[1]赵俊杰,罗立权,吴豪,等.过量空气系数对燃煤电站锅炉热效率和脱硝的影响[J].锅炉技术,2015,46(03):30-34+39.
[2]赵贵林,李荣花,黄琼英.燃气锅炉过量空气系数对锅炉热效率的影响研究[J].化工设计通讯,2017,43(08):123-124.
[3]王朝阳,闫高磊,何华明.过量空气系数对工业锅炉热效率的影响[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2016(09):191-192.
论文作者:索化宁
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/9/17
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