过量空气系数对锅炉运行效率的影响

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1、过量空气系数对锅炉运行效率的影响刘娟，胡三高（华北电力大学能源动力与机械工程学院，北京，102206）[摘要]过量空气系数既可以反映锅炉的经济运行,又可以反映锅炉运行工人燃烧操作的技术水平。因此，过量空气系数是锅炉运行非常重要的燃烧技术经济指标。过量空气系数过高或过低都不利于燃烧，都会影响锅炉的热效率，固应在运行中尽可能使用一个最佳值。现有电厂的运行过量空气系数都高于设计值，严重影响了电厂锅炉热效率。本文介绍了过量空气系数的计算方法，通过对某电厂的锅炉进行热力计算，比较分析了不同过量空气系数对锅炉运

2、行效率的影响，控制过量空气系数对降低排烟损失提高锅炉效率，降低减温水量和节约能源有重要的影响，合理调整过量空气系数是锅炉节煤主要技术措施。现有运行中，在尽可能保证燃料得到充足的氧气而完全燃烧的前提下，过量空气系数愈低，燃烧愈经济。[关键词]：过量空气系数，锅炉效率，节能1.引言近年来，世界范围内对能源需求的增长致使核能、水能、太阳能和风能等新能源得到了很大地应用，但在近期内发展规模有限，而传统的能源——煤炭，在能源消耗结构中仍然占有很大的应用份额，而且在未来相当长的时期内这种趋势不会有大的改变。近年

3、来，火电技术得到快速发展，我国火电发电量比重在70%以上，1000MW超超临界机组的不断投运，标志着我国已成功掌握世界先进的火力发电技术。我国的能源资源特点决定了我国以煤为基础。我国是能耗大国，能源紧缺的问题严重，提高能源利用率是当前急待解决的难题。我国的工业锅炉普遍存在热效率不高、耗煤量大的缺点，加强锅炉节煤管理势在必行。随着节能减排工作的纵深开展，保证机组效率、减少排放，愈来愈成为各发电企业的首要任务。节能减排对机组的要求是以大代小和优化运行，提高机组效率。锅炉燃料燃烧后排放出的烟尘，污染了大气

4、环境，其中一个原因是在锅炉运行时过量空气系数控制不当，而使锅炉炉膛内燃烧工况不佳，即浪费能源，又达不到消烟除尘的目的，因此在运行中，过量空气系数的控制应引起重视。本文着重就影响锅炉效率的因素之一——过量空气系数进行分析，用以找出解决办法，提高锅炉效率，达到节能增效的目的。在锅炉的实际运行中，过量空气系数实质上是反映燃煤和空气配合的一项数值，是衡量锅炉燃烧配风的尺度。过量空气系数过大，表示炉内供风过多，不仅降低炉温，恶化燃烧，而且使烟气量增加，从而引起锅炉排烟热损失增加，锅炉效率降低，同时也使风机的电

5、耗以及厂用电率和供电煤耗增加。但是，过量空气系数太小又不能保证燃煤的充分燃烧。过量空气系数对锅炉的燃烧和经济运行有很大的影响。2.运行中过量空气系数的确定2.1过量空气系数定义现有的锅炉燃烧设备难于保证燃料和理论空气量的彻底混合。为了使燃料尽可能地完全燃烧，必须多供给一些空气量，这部分空气量称过量空气量。实际空气量(即理论空气量与过量空气量之和)与理论空气量之比为过量空气系数记为α。在锅炉运行中，通过烟气分析准确、迅速地测量过量空气系数，是保证锅炉安全经济运行的基础。[1]根据过量空气系数的定义，计

6、算公式为：完全燃烧时，可得到：式中：α——过量空气系数；、、——氧气、一氧化碳、氮气在烟气中所占的容积百分比；由上式知，过量空气系数与烟气中氧的容积成分O2基本上一一对应，所以在运行中只要知道了烟气中的含氧量O2，就可以知道运行中的过量空气系数。2.2最佳过量空气系数q，%q2+q3+q4q2q3q4αt图2.1锅炉损失与过量空气系数的关系图从锅炉的热损失来分析，锅炉的排烟损失（）、烟气中剩余可燃气体(CO、H2、CH4)所引起的化学不完全燃烧热损失()及未燃尽碳粒所引起的机械不完全燃烧热损失()是

7、随着过量空气系数α值而变化的，炉膛出口过量空气系数对、、有直接影响，如图2.1所示。当α增加时，空气量增多了，燃料有更多的机会遇到空气，使化学不完全燃烧热损失（）和机械不完全燃烧热损失（）可以减少。但也召致排烟热损失（)升高。这样α增加时，增加而及减少，由图可见，α增加时，先减少后增加，它们的总[2]和为一下凹的曲线，其最低点的值即为最佳α值。这时锅炉的热损失最小，经济性最高。在现有运行中，部分电厂只对采取了控制措施，以求达到灰渣含碳量的指标，使飞灰可燃物含量下降。这样会增加煤粉在炉内的停留时间，同

8、时过量空气系数相应增加。在锅炉各损失中，排烟损失（）所占比例较大，而影响排烟损失（）的重要因素是排烟温度和[3]过量空气系数。一般来说排烟温度每升高12-15℃，将提高1%，所以应降低排烟温度。本文研究计算后得出，适当降低过量空气系数可降低排烟温度，减少排烟损失，提高锅炉热效率。3．利用热力计算进行理论计算过量空气系数是一项重要指标，锅炉运行中过量空气系数的合格指标，并作为锅炉经济运行的关键指标之一进行监控。各类不同类型的锅炉，都有一个最佳过量空气系数，但在实际运行中