摘要：现今，我国主要的电能生产方式为火力发电。然而，作为主燃料的煤在燃烧过程中利用率较低，并会产生有害物质，在锅炉内通过排烟管道释放到空气中，对环境造成一定的污染。因此，我们必须要提高电厂锅炉燃烧工作时的热效率，进而减少能源的消耗浪费，为工厂节约一定的能源，提高其经济效益。并在一定程度上保护环境，响应国家可持续发展，构建和谐节约型经济社会的号召。本文针对电厂锅炉在燃烧工作时产生问题的可能性进行了陈列，并一一作出了解决的方案。即电厂锅炉运行时出现的问题及正确处理措施和预防方案。
关键词：电厂锅炉；热效率；运行维护
在燃煤供热锅炉实际运行中，热效率一般都很低，燃料浪费和大气污染非常严重。根据相对误差分析，此类锅炉热效率测定以正平衡法较为准确。在实际应用工程中，燃煤供热锅炉以煤气比作为经济运行和节煤的主要指标，但是当煤种改变时，工况改变时，就很难比较，实际测试对燃煤供热锅炉的热效率的宏观定性分析，实际锅炉的热效率和锅炉的结构、燃烧装置、操作技术水平、辅助设备、水质、煤种等各方面有关，进行研究和分析热效率降低的原因，寻求减少热损失的有效措施和技术改造对策，以提高热效率，达到节能降耗的目的。
1影响锅炉热效率的因素
（1）热量损失：电厂锅炉在燃烧产热发电的过程中，会因为受到各种各样的因素影响而损失掉一部分热量，从而影响锅炉的热效率。这边列举了以下几个主要的热量损失原因：化学成分没有完全充分的燃烧掉导致的热量损失、机械没有完全充分燃烧导致的热量损失、燃烧中散热导致的热量损失、排烟及排渣导致的热量损失等。
（2）煤质的不同：火力发电的主要生产原料是煤。然而，现如今基本上每个火力发电厂都有属于自己的专用设计煤。因此，煤质质量的好坏对电厂锅炉工作的热销率会产生一定的影响。但是，如何才能设计选用出质量好的煤质呢？这就需要我们关注一些关键的指标。例如：干燥无灰基挥发份Vdaf、收到基灰分Aar、收到基水分Mar、干燥基全硫St、及煤灰的熔融特性T、煤的可磨性系数等。只有当这些指标都合格达标的时候，才能保证锅炉的热效率不受影响，正常的运行并进行能量转化。
（3）二次风影响：在电厂锅炉燃烧实际操作的过程中，经常会遇到一些由于各种操作不当或设备故障导致的问题。例如，排烟时温度过高，主再热气温过低，燃烧器的喷嘴口烧毁等都会对电厂锅炉的正常发电产生影响。而这些问题中也有一定的二次风变化的因素。
2燃煤供热锅炉（煤粉、层燃）热损失的分析
为了提高锅炉经济性，实际企业锅炉运行中主要考虑锅炉热损失，从性质上讲以两类热损失为主，及未完全燃烧热损失和传热热损失。未完全燃烧热损失又为机械未完全燃烧热损失q4和化学未完全燃烧热损失q3，对于燃煤锅炉中排烟热损失及机械未完全燃烧热损失两项，占锅炉热损失90%以上。锅炉排烟温度是由于高于外界空气温度而造成的热失，在室燃炉的各项热损失中q2约为4%～8%，q2在排烟温度每增加15℃～20℃时q2增加1%左右，即锅炉热效率降低1%左右。机械不完全燃烧热损失，由于灰中含有未燃尽的碳造成的热损失，通常以降低飞灰含碳量和灰渣含碳量来衡量损失情况。
2.1排烟热损失分析q2（排烟热损失）
对于煤粉炉影响排烟温度的因素大致包括以下几种情况：a）受热面积飞灰会引起受热面吸热量下降传热下降，吹灰对降低煤粉炉中空预器内风量减少；b）空预器传热量下降，导致排烟温度升高。对于受热面积灰的影响，炉膛出口温度正常，而排烟温度明显偏高产生的原因，大致由于下管式空预器积灰和省煤器积灰引起；c）系统漏风产生的温度效应不同对过剩系数α系数产生影响。炉膛和制粉系统的漏风，会导致排烟温度上升，另一方面炉膛漏风部位，越接近炉底，会使传热下降。对于水平烟道和尾部烟道漏风，由于对流传热的比例的增大，漏风产生的温度效应不同，最终导致排烟温度下降，产生温降效应。因此，可认为漏风产生的综合影响为排烟温度相对未漏风不变或轻微下降，另一方面漏风由于风室串风、炉门不严、烟道、烟箱、出渣门、吹灰器、煤斗、炉排等情况会造成空气过剩系数α增大；d）燃料的种类燃烧的配风方式，对提高燃烧效率，是燃料尽可能燃烧完全，对排烟温度的影响也很大。
2.2机械不完全燃烧热损失q4分析（固体不完全燃烧损失）
对于一定的煤种，q4热损失完全取决于飞灰含碳量，灰渣含碳量，降低灰飞含碳量及炉渣含碳量，是减少热损失的一项有效途径。对于煤粉炉而言，影响飞灰含碳量，灰渣含碳量的主要因素有，改善着火燃烧条件，如提高热风温度、风量、煤粉颗粒大小，风煤比系数，煤粉浓度等。煤的挥发分高，着火温度低，着火距离近，燃烧过度和完全燃烧，但容易结焦，挥发性低的煤种，燃烧稳定性和经济性下降，但是同时挥发分增加，灰飞含碳量明显下降。煤粉越细，燃烧时燃尽时间越短，飞灰可燃物含量越小，燃烧越完全。通常煤粉细度R90<10%，细度对飞灰可燃物不大，当大于R90>15%时，飞灰可燃物迅速增大。煤粉浓度（煤粉与空气质量之比），对着火稳定的影响，试验表明煤粉的浓度增加，着火容易，特别是对劣质煤着火总是有利的。煤粉炉中增加一次风量、煤粉浓度、气流温度，在一次风量20℃升至300℃时，着火热可减少60%，升至400℃时，着火热可减少80%。此时，对降低飞灰含碳量和稳定燃烧非常有利。
2.3传热热损失分析
水垢厚度与浪费燃料，对于中小型锅炉水垢厚度增加锅炉热效率下降。锅炉运行空气过剩系数α的最佳值，才能保证燃烧最大可能燃尽，最大限度提高锅炉燃烧效率。锅炉高负荷运行、煤层增厚、炉排速度加快，造成灰渣含碳量增加；低负荷运行时煤层过薄、煤层阻力不均匀，大量空气从煤层中流失，造成燃烧不完全，也会造成灰渣含碳量增加。空气量过大过小都无益空气过剩系数α过高，火焰温度就会过低，燃烧速度减慢，结果导致传热量减少，同时，烟气量增大，排烟温度增大。
3电厂锅炉热效率的提升
3.1降低排烟热损失
3.1.1防止受热面结渣和积灰
由于溶渣和灰的传热系数很小，锅炉受热面结渣积灰会增加受热面的热阻，同样大的锅炉受热面积，如果结渣积灰，传给工质的热量将大幅度减小，会提高炉内和各段烟温，从而使排烟温度升高，运行中，合理调整风，粉配合，调整风速风率，避免煤粉刷墙，防止炉膛局部温度过高，均可有效的防止飞灰粘结到受热面上形成结渣，运行中应定期进行受热面吹灰和及时除渣，可减轻和防止积灰，结焦，保持排烟温度正常。
3.1.2合理运行煤粉燃烧器
大容量锅炉的燃烧器一次风喷口沿炉膛高度布置有数层，当锅炉减负荷或变工况运行时，合理的投停不同层次的燃烧器，会对排烟温度有所影响，在锅炉各运行参数正常的情况下，一般应投用下层燃烧器，以降低炉膛出口温度和排烟温度。
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3.1.3注意给水温度的影响
锅炉给水温度降低会使省煤器传热温差增大，省煤器吸热量将增加，在燃料量不变时排烟温度会降低，但在保持锅炉蒸发量不变时，蒸发受热面所需热量增大，就需增加燃料量，使锅炉各部烟温回升，这样排烟温度受给水温度下降和燃料量增加两方面影响，一般情况下保持锅炉负荷不变，排烟温度会降低
但利用降低给水温度来降低排烟温度不可取，会因汽机抽汽量减小使电厂热经济性降低。
3.1.4避免进入锅炉风量过大
锅炉生成烟气量的大小，主要取决于炉内过量空气系数及锅炉的漏风量，锅炉安装和检修质量高，可以减少漏风量，但是送入炉膛有组织的总风量却和锅炉燃料燃烧有直接关系，在满足燃烧正常的条件下，应尽量减少送入锅炉的过剩空气量，过大的过量空气系数，既不利于锅炉燃烧，也会增加排烟量使锅炉效率降低，正确监视分析锅炉氧量表和风压表，是合理配风的基础。
3.1.5注意制粉系统运行的影响
1），对中间储仓式制粉系统，运行中应注意减小三次风量.三次风一般设计布置在燃烧器的最上层，由于三次风的风温不高，
并含有一定煤粉，三次风的喷入会推迟燃烧，使火焰中心提高，从而提高排烟温度.
2），运行中，合理调整制粉系统，保证合格的煤粉细度，提高各分离元件的分离效率，尽量减小三次风的含粉量，有利于保持炉内正常的火焰中心不使其抬高.
3.2保持锅炉稳定负荷，降低未完全燃烧热损失
想要充分的利用能源，使得能源可以得到完全的燃烧，就要对锅炉的负荷率做到全面了解，根据锅炉的负荷特点对锅炉中的燃烧时间进行调整。在放置煤粉时，要尽量将煤粉放置在锅炉的中心位置，再配以合适的风力，使得煤粉能够得到充分的燃烧。将煤粉中的粗细煤粉分离开，将两者按适当比例进行混合燃烧，这样能够最大限度的提高燃烧率。劣质煤粉对燃烧的稳定性具有严重的影响，因此在进行煤粉的选择时，尽可能选择优质煤粉，以保障锅炉燃烧的稳定性。入炉煤的煤质应达到规定的标准，即挥发份，低位热值，由于入炉煤的取样分析与实际燃用煤的低位发热量误差较大，操作人员可参照煤的低位发热量，在煤量调整中，应控制下两层煤量较大，为基础煤量，最上层为调节煤量，用于正常的调节。控制煤量的原则是最底层最大，最上层最小。低负荷时，停止炉膛的吹灰工作，减少吹灰对燃烧的影响。加强设备维护，确保设备正常运转。加强对送风机、引风机、一次风机、磨煤机、给煤机、辅助风挡板、燃烧器、油枪等设备的检查和重要参数的监视，做好入炉煤质的记录工作，以备在煤质发生较大变化时，可通过有关记录，判明各煤仓煤质的情况；在特殊情况下还可采用在机组负荷稳定的情况下，分别增加各给煤机相同煤量，根据主汽压力上升、氧量变化的大小，确定当时煤质的情况。
3.3防止结焦
结焦现象的产生将是影响锅炉正常燃烧的主要因素。在燃烧材料质量不是很高的前提下，锅炉在燃烧的过程中会使温度变化较为明显，进而导致锅炉前后、内外壁水管等处都将出现结焦等现象，情况严重的话将出现水管爆裂等现象，所以必须对锅炉结焦等现象进行严格的控制。结焦现象的产生主要与锅炉内燃烧过程中的炉膛温度有关，所以在控制的过程中首先要针对锅炉炉膛内的温度进行合理的控制，通常情况下可以在炉膛内设置安装一个安全报警系统，这样在运行过程中就可以对温度进行严格的把控，当温度升高时通过报警系统来进行调节。同时要求锅炉人员必须在锅炉运行一段时间以后，进行清理检查，报警系统必须处于正常状态下，方能进行很好的预防炉膛内的温度升高，减少结焦现象的发生，从而确保锅炉热效率的稳定运行。
3.4降低机械不完全燃烧损失
燃料煤在炉膛内，没有完全燃烧，随飞灰和炉渣被排出炉外，造成的热损失，称为机械不完全损失。包括经炉排掉入灰斗的漏煤损失、可燃物包裹在灰渣中被排出的炉渣损失和碳粒随烟气排出的飞灰损失。如果控制不好，将会造成很大的热能损失。特别是在燃用细颗粒燃料煤时，在燃烧中，不但飞灰不完全燃烧现象严重，而且炉渣的含碳量也经常超标，这都增大了机械不完全燃烧损失。当燃料的灰份越少挥发分越多时，则机械不完全燃烧损失就越小，因此，当改用的颗粒均匀的低灰中煤时，效果就非常好。此外，炉渣含碳量偏大，也会使炉渣不完全燃烧损失大幅度增大，所以，还要根据锅炉负荷情况调整炉排速度和煤层厚度，以及定期清理前后拱的灰渣，增强炉膛内的热量反射，使炉排后部的火色发红充分燃尽等措施，来最大限度的降低此项的损失。而且，在企业的经济考核内容中，通过对炉渣含碳量考核，（含碳量必须小于25%），也是降低机械不完全损失的一项保证。
4电厂锅炉的运行与维护
为了保证电厂锅炉的长期性安全使用，必须定期维护与检查锅炉的运行情况。从而有效预防电厂锅炉热效率的下降和可避免思维意外事故的发生。
在锅炉运行的过程中，常会遇到以下常见问题：锅炉管内水侧被腐蚀（炉水的PH值小于7）、锅炉管内火侧积灰（烟气流动时附着在管内侧）、锅炉管内水侧积污垢（水中有硬度成分残留）等。
定期进行锅炉的维护是非常必要的：定期交换连续使用过的两台电厂锅炉设备。对于小型的电厂锅炉则可以使其与一台可以维持24小时的供水系统的软水箱进行串联。这样进行交换处理过的水中所含的杂质较少，硬度成分较少，就算经过充分的燃烧、高温高压的蒸发后也不会残留太多无法蒸发过滤的硬质成分。保证锅炉给水蒸汽品质。在供给的水质中加入适量的纯碱或烧碱以调节其PH值，最好控制在（9-11）之间。若炉水PH值小于7，则会导致锅炉管内的水侧被腐蚀。同时锅炉给水含有的离子含量超出指标，会造成过热器受热面及汽轮机通流部分结垢。定期检查电厂锅炉水位调节器的功能是否异常；经常冲洗水位表，保持玻璃的清洁程度；定期清除污垢，维持锅炉的正常运行；定期检查燃烧器控制系统；加固螺栓，防止松动，影响正常工作；检查安全阀门；定期清理排烟道处的污垢残留等。
5结论
综上所述，通过燃煤供热锅炉热效率中，锅炉燃烧过程中热力特性，各项参数变化情况，热损失的多方面因素，如燃烧工况、燃烧设备、操作工艺、锅炉结构等因素，同时提出了对燃煤供热锅炉（煤粉炉、层燃炉），减少热损失，提高锅炉热效率，促使锅炉经济运行，节能降耗减排的有效各项技术改造措施和方法。
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论文作者:孙永超
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/23
标签：锅炉论文; 损失论文; 热效率论文; 温度论文; 排烟论文; 炉膛论文; 电厂论文; 《电力设备》2017年第15期论文;