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摘要：电厂锅炉是发电过程中耗电量最大的设备之一，其能源的利用效率直接影响到电厂各个结构性能发挥和运行成本。锅炉运行是在复杂参数和操作过程中得以进行的，其运行性能的好坏会直接影响到电厂节能降耗目标的实现, 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
引言
节能降耗是国家持续发展的战略决策, 也是电力企业降低经营成本的必由之路。加强锅炉燃烧调整可提高机组的经济性, 降低供电煤耗率。锅炉的完全燃烧除合理的燃烧调整外, 应加强对风量的配比。保持合理的过剩空气系数,过剩空气系数过大或过小都将造成锅炉效率低。它直接影响炉内燃烧的好坏和排烟热失的大小。运行中准确、迅速地测定它, 是督锅炉经济运行的主要手段。
1 燃煤锅炉运行现状
中国工业锅炉现状，锅炉平均容量逐年增加，燃煤锅炉的容量和台数占工业锅炉总容量、总台数的65%左右。对近年来锅炉产品进行了统计分析，结合国家节能减排工作的实施，对在用燃煤工业锅炉存在的问题进行分析。结果表明:锅炉总体技术水平落后，单机容量小;除尘与脱硫技术水平低，燃煤锅炉污染物排放高;自动控制水平低;锅炉用煤质量不稳定，不能满足锅炉设计要求;锅炉节能工作监督和管理体系不完善。提出在城市中心区采用燃油、燃气锅炉或电加热锅炉，推广新型高效煤粉锅炉，对燃煤工业锅炉节能减排改造给以投融资扶持等措施，以提高燃煤工业锅炉效率，减少污染物排放。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。
2 锅炉运行的性能分析
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。
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。
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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 锅炉运行中烟气含氧量探讨
氧量过高说明风量过大，增加通风机、引风机负荷，不经济；过低，则燃烧不充分。高负荷氧量高，NOX排放增加，环保性能降低，同时送引风电耗增加，经济性降低。
（1）锅炉在高负荷运行工况下，氧量过高危害：各大风机的出力过大，可导致风机动叶调节裕度不够大；氧量过大必然导致壁温过高，一号机壁温在高负荷时就已接近报警值，大大增大了减温水，经济性降低；导致排烟温度提高，降低了锅炉的经济性；各风机出力增大电流增大，厂用电率增加；氧量过大，烟气流速增大，使空预器出口灰分含碳量增加，燃料不完全燃烧损失增加；使烟气侧左右分布更加不均匀；增加S化物、NOX气体的产生；
（2）高负荷氧量低，会降低炉温，燃烧不够充分，浪费燃料。高负荷氧量低，会降低炉温，燃烧不够充分，浪费燃料：由于后期供氧减少使燃料不能完全燃烧损失；由于还原性气体增加，使炉子更加容易结焦，长时间运行壁温运行条件比较恶劣；氧量过低会使炉子的燃烧稳定性降低，不利于炉膛的安全。使燃烧时间延长，排烟温度提高；
（3）锅炉烟气中的含氧量在3% ~ 8%范围内应属于合理范围,如果发现锅炉烟气中含氧量过高,可以从以下方面找原因。
炉排配风不合理,如个别风室给风量过大造成了对应部位炉排供风量过大;锅炉负荷过低造成了炉排漏风过大;燃烧状况不理想形成风口等燃烧不均匀现象等;锅炉炉墙、省煤器、空气预热器及连接烟道的密封不严,造成漏风过大; 燃烧调节不合理,人为造成鼓引风机风量大于实际需要量; 煤质差、负荷低时易出现烟气量大,含氧量高; 锅炉本身可能存在缺陷;仪表显示不准确有可能造成误判断。
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过高、过低的原因。以期可以达到节能降耗的最终目的。
参考文献：
[1]张希光, 王继承. 提高锅炉炉膛出口烟气含氧量的测量准确度减少锅炉结焦和降低机组煤耗[1].节能技术,2001,19(3) ;2～31.
[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.
论文作者:黄保桦
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/21
标签：锅炉论文; 含氧量论文; 烟气论文; 空气论文; 氧量论文; 过大论文; 系数论文; 《电力设备》2019年第1期论文;