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1、第38卷云南电力技术Vol138No142010年8月YUNNANELECTRICPOWERApr12010火电厂锅炉热效率计算及误差分析陈祥张新锋(云南省电力设计院,云南昆明650011)摘要:对火电锅炉燃烧系统的阐述,分析了影响锅炉热效率的主要因素以及解决办法,给出具体热效率计算方法及误差分析,本文分析认为,定期输入煤质参数对于计算热结果的误差影响不大,但在煤质参数变化过大时,煤质参数的重要性将显现出来,最后文章对火电锅炉的热效率计算进行展望,并阐述了其亟待解决的问题。关键词:火电锅炉热效率计算误差中图分类号:TK22411文献标识码:B文章编号:1006-7345(2010)04
2、-0088-0311电站锅炉燃烧系统电站锅炉在产生蒸汽的过程中,把煤的化学能转化为高温高压的蒸汽中的储能,这一步的转化效率就是锅炉热效率,它是对锅炉进行燃烧优化时的主要目标。锅炉燃烧系统的任务之一是保证煤粉的充分燃烧,一定的燃料完全燃烧需要的空气量是一定的,实际中要使燃料完全燃烧,空气必须过量,实际的空气量与参加反应的空气量的比例即为过量空气系数(A),一般要使过量空图1最佳过量空气系数气系数大于1,当过量空气系数较小时,燃料不易充分燃烧,因而会使飞灰中的含碳量增大,这2锅炉热效率的计算部分的热损失叫做机械未完全燃烧热损失锅炉的热效率一般有两种计算方法:正平衡(q4),当过量空气系数较
3、大时,烟气量又会增和反平衡。本文主要考虑反平衡计算。多,烟气带走的热损失增大,这部分热损失叫做反平衡法又叫热损失法,即:排烟热损失(q2),存在一个最佳的过量空气系Q2+Q3+Q4+Q5+Q6G=100-@100数,使这两部分热损失的和最小,而q2和q4构成Qr了锅炉的两部分主要热损失,因此此时的锅炉热=100-q2+q3+q4+q5+q6(1)效率也就最高,如图1所示。烟气中未参加反应式中,G为锅炉热效率(%),Q2~Q6分别为的氧气含量与过量空气系数有直接的关系,因此每千克煤对应的锅炉排烟热损失热量、化学未完存在一个最佳的烟气含氧量。全燃烧热损失热量、机械未完全燃烧热损失热量、在一
4、定的工况下,烟气含氧量反映的是风和散热损失热量和灰渣物理热损失热量,单位均为煤的总配比,而锅炉中各层风的大小关系则会影kJ/kg,它们占输入热量的百分率即为q2~q6响到风和煤粉的混和情况,也会对燃烧产生影响,(%),下面分别计算式中各项。所以提高锅炉热效率的两个主要的手段是寻找最211输入热量佳的含氧量和合适的配风方式。锅炉的输入热量主要包括两部分:高位发热y量Qrx(kJ/kg)、低位发热量QDW(kJ/kg),输收稿日期:2010-05-1188第38卷火电厂锅炉热效率计算及误差分析2010年第4期入热量的如下式所示。的炉渣还具有相当高的温度引起的,对于固态排yQr=QDW+Qr
5、x(2)渣锅炉来说,按照锅炉的排渣率和排渣温度进行212排烟热损失计算,其数量级大约在012%。由于目前没有直当烟气离开锅炉的最后受热面时,仍含有一接在线测量装置。按照国标,固态排渣炉的tlz取部分热量,形成排烟热损失q2(%),它一般都占为约定值800e,而一般锅炉的沉降灰份额acjh可到5%以上,而且排烟温度每升高12~15e,q2近似值取为0,因而沉降灰温度tcjh可随意取值。[2]约增加1%。q2可下式得到:3热效率计算与误差分析Q2q2=@100(3)上面的计算中所需的部分量采用的是约定值Qr或离线的定期分析值,不能够在锅炉运行中在线gyH2OQ2=Q2+Q2(4)获得,这给
6、热效率的实时计算造成了很大的困难,式中:有必要采取一些措施,并分析其对于计算结果可gyQ2为干烟气带走的热量(kJ/kg)靠性的影响。H2OQ2为烟气所含水蒸气的显热(kJ/kg)对于那些无法在线实时获取的量中,比较典型gy其中Q2可根据单位煤燃烧生成的干烟气体的是煤质参数,这些参数包括煤的应用基低位发热积、排烟温度计算。同时还应考虑考虑到空预器y量QDW,如果需要在线计算,可以通过定期输入定漏风、飞灰含碳量。漏风率可以通过试验测定。值的方法来实现。但采用这样的方式无法反映实时飞灰含碳量可以飞灰含碳设备在线获得。的煤质情况,存在一定的误差,为误差1。213化学未完全燃烧热损失q2是锅炉
7、最大的热损失。在q2的计算过程化学未完全热损失q3是指排烟中残留的可燃中,对于排烟氧量O2我们假定估算的误差为1%气体如CO、H2、CH4和重碳氢化合物CmHn等未(这个误差已经很大,实际中不会有这么大误放出其燃烧热而造成的热损失。对燃煤锅炉,q3差),这样,根据经验,由于排烟氧量估计误差一般忽略不计,在计算中可作0处理。最终对于q2的影响是小于0105%的,为误差2。214机械未完全燃烧热损失在文献[3]中给出了一个计算煤高位发热机械未完全燃
