摘要：对锅炉运行性能与烟气含氧量进行优化研究，得出炉膛出口烟气含氧量的最优化运行参数，可用于指导运行人员进行锅炉运行参数调整，提高锅炉运行热效率，从而降低机组发电成本。
关键词：节能减排；锅炉；烟气含氧量；
节能减排是目前全世界最密切关注的话题，中国作为目前世界上最大的能源消耗大国自然更加重视节能减排，特别是近年来国家出台的一系列节能减排的相关规定与措施更是证明了我国从工业化社会买入生态化社会的决心。我国北方由于地理位置的因素在冬季会大量使用煤火供热取暖，这也直接导致了我国北方在冬季严重雾霾的现象。
1 锅炉运行中烟气含氧量过高的因素分析
1.鼓风机吹入空气过多，过剩空气增加。由于锅炉运行期间需要鼓风机吹入新鲜空气以保证炉内的燃烧，在这一过程中如果鼓风机吹入的空气过多就会引起炉内的过剩空气极具增加从而引起炉内的燃烧原材料燃烧速度过快不能完全燃烧并且在这一过程中还会带走热能造成热损失。烟气中的含氧量也会在这一时刻得到提升。并且更需要注意的是过剩空气过多还会造成燃烧原材料的浪费而锅炉所消耗的能源材料基本都是不可再生的，所以这一现象是非常不利于节能减排的。
2.炉体不严造成烟气含氧量过高。锅炉的炉体都是封闭式的，除了鼓风机为锅炉提供必要的空气之外炉体的其他部分都应该是严密封闭的，不过在锅炉使用到了一定年限时，锅炉的炉体就会出现缝隙从而使炉外空气流入炉内造成过剩空气增多最终导致烟气含氧量过高。炉体封闭不严除了会造成烟气含氧量过高还会对炉内的热能造成不必要的消耗导致热能流失。
3.烟道挡板开度过大导致烟气含氧量过高。锅炉的烟道内有挡板为了防止过多空气的流入，但是很多时候烟道挡板的开合度过大这时就会导致过多空气流入造成烟气含氧量过高。
2 锅炉运行中烟气含氧量过低的因素分析
1.鼓风量不够过剩空气过少。在锅炉的燃烧过程中必须有着空气的参与，毕竟燃烧是不可能发生在真空状态下的。为了能够提高其燃烧的速度，一般实际环境中锅炉内的空气都要比表准规定的空气多很多，这一部分多出来的空气我们称之为过剩空气，过剩空气是由鼓风机引入的，如果鼓风机所引入的空气不够，造成过剩空气减少那么烟气中的含氧量也会随之下降从而导致整个锅炉的燃烧效率降低，热效应达不到预期目的最终可能会出现锅炉熄灭的可能性。
2.燃烧物过多引起的烟气含氧量过低。锅炉在燃烧运行中需要燃烧物及燃烧原材料的供应但如果过多的原材料的供应则会造成火力和温度的降低最终导致燃烧原材料无法完全燃烧，在浪费的资源的同时还可能造成熄火现象的出现。从某种意义上来说，燃烧原材料过多的最可能因素是护炉工对燃烧速度控制的不到位或为贪图方便而在锅炉运行时添置了过多的燃烧原材料。
3.锅炉中燃烧残渣过多引起的烟气含氧量过低。在已经使用的锅炉二次启动前，工作人员应当对锅炉的内部进行检查和清理，对热控区、干馏区和燃尽区内的灰尘和残渣进行清扫，因为燃烧残渣和灰尘是无法被燃烧的而进入鼓风机内的灰尘则可能会堵塞鼓风口，这两种情况都会导致锅炉的燃烧不完全从而致使烟气含氧量过低。
3 氧量对锅炉运行性能影响
1.对锅炉热效率影响。在200 M W、180 M W、160 M W负荷下，炉膛出口
烟气含氧量和排烟温度、飞灰可燃物含量的关系。在此基础上，进行锅炉的热力计算，得到炉膛出口烟气含氧量变化对排烟热损失、固体未完全燃烧热损失、锅炉热效率等参数的影响对于200 M W负荷，在其它运行条件不变的情况下，炉膛出口烟气含氧量由3.1%调整到3.3%，飞灰可燃物含量降低了1.8%，灰渣可燃物含量降低了0.59%，从而使得固体未完全燃烧热损失降低了0.53%。经计算，在200 M W、180 M W、160 MW负荷下，炉膛出口烟气含氧量分别为3.6%、3.8%、4.5%时，锅炉效率最高。
图1不同负荷下氧量与辅机功耗的关系
2.对辅机电耗的影响。在200 M W、180 M W、160 M W负荷下，炉膛出口烟气含氧量与锅炉辅机功耗的关系如图1所示。由图1可见，在各个负荷下，锅炉辅机功耗随着氧量的增加而增加。
3.对烟气NOx含量影响。由图2可见，在不同负荷下，随着氧量的增加，烟气中NO x含量先减小后增加。在200 M W、180 M W、160 M W负荷下，当炉膛出口烟气含氧量分别超过3.6%、3.8%、4.5%后，机组锅炉运行过程中烟气NOx含量表现为上升的趋势。2.4对锅炉结渣影响锅炉运行煤种的灰熔点ST为1 240℃，灰熔点较低。
图2不同负荷下氧量与烟气NO x含量的关系
根据炉膛出口烟温来判断锅炉运行时的结渣情况，炉膛出口烟温设计值是1 060℃，但在实际运行过程中，发现按此温度运行，炉膛结渣严重，所以一般控制在980℃以内。不同负荷下炉膛出口烟温如图9所示。，200 MW额定负荷时，当氧量高于3.6%时，炉膛出口烟温也高于980℃，炉内受热面容易结渣，因此对于额定负荷，氧量应控制在3.6%以内，才能有效地防止炉内受热面的结渣。在180 M W、160MW负荷时，炉膛出口烟温均低于980℃，均能有效地防止炉内受热面结渣。另外，当炉膛出口烟气含氧量较低时，在炉内出现还原性气氛中，熔点较高的Fe2O3还原为熔点较低的F e O，从而使灰熔点大大降低，增加锅炉结渣的可能。研究资料表明，当锅炉燃烧实际氧量在3%以下时，CO含量将急剧升高，炉内局部气氛将发生显著变化。因此，建议氧量不低于3%。
4 锅炉运行方式的优化探究
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。
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。
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.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。
总之，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，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]吴蕾，锅炉运行氧量对锅炉效率影响的定量分析.2017.
[2]周建琪，浅谈锅炉运行性能与烟气含氧量优化研究.2017.
论文作者:黄伟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2018/12/18
标签：锅炉论文; 含氧量论文; 烟气论文; 炉膛论文; 空气论文; 负荷论文; 氧量论文; 《基层建设》2018年第32期论文;