王瑞斌(沈陽特種設(shè)備檢測研究院,遼寧沈陽 110035)

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一臺(tái)QXL72-1.6/150/90-AⅡ鍋爐能效測試及分析

王瑞斌
(沈陽特種設(shè)備檢測研究院,遼寧沈陽 110035)

【摘 要】工業(yè)鍋爐主要用于工廠動(dòng)力、建筑采暖等領(lǐng)域。在當(dāng)前能源資源緊張,節(jié)能減排形勢日趨嚴(yán)峻的情況下,部分工業(yè)鍋爐在實(shí)際運(yùn)行中出力不足、熱效率偏低等缺點(diǎn)大大增加了企業(yè)運(yùn)營成本,特別是當(dāng)煤種多變、煤質(zhì)較差時(shí)問題更加嚴(yán)重[1]。在能效測試的基礎(chǔ)上,對(duì)一臺(tái)QXL72-1.6/ 150/90-AⅡ型鍋爐運(yùn)行熱效率低的原因進(jìn)行了分析。從排煙熱損失、化學(xué)不完全燃燒熱損失、機(jī)械不完全燃燒熱損失、散熱損失及灰渣物理熱損失5各方面提出了提高鍋爐熱效率的有效措施。

【關(guān)鍵詞】鏈條鍋爐 能效測試 熱效率 節(jié)能

1 引言

如何使鏈條爐排鍋爐的效率達(dá)到或接近設(shè)計(jì)效率是一項(xiàng)重要課題，這就要求我們分析影響鍋爐運(yùn)行效率的各種不利因素，進(jìn)而采取相應(yīng)的措施去消除或減小其不利影響，以使鍋爐的熱效率得到提高。

下面根據(jù)工業(yè)鍋爐熱工性能試驗(yàn)規(guī)程的熱效率反平衡測量法，對(duì)某供暖公司QXL72-1.6/150/90-AⅡ型鍋爐進(jìn)行能效測試，分析各項(xiàng)熱損失產(chǎn)生的原因，并提出減少熱損失，提高鍋爐熱效率的途徑。

2 能效測試

供暖公司所使用的QXL72-1.6/150/90-AⅡ型熱水鍋爐于2009年2月投入使用。鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)如表1。

本次測試為摸清其實(shí)際運(yùn)行熱效率，在司爐人員認(rèn)為最佳狀態(tài)下(爐排轉(zhuǎn)速、風(fēng)量、煤層厚度同定)采用反平衡法對(duì)該鍋爐進(jìn)行能效測試。測試結(jié)果如表2。

3 影響熱效率的主要因素

3.1 排煙熱損失

排煙熱損失是煙氣離開鍋爐末級(jí)受熱面帶走的部分熱量， 是鍋爐最主要的熱損失。排煙熱損失主要取決于排煙溫度和過量空氣系數(shù)的大小。

(1)排煙溫度。鍋爐排煙溫度為212℃，高于設(shè)計(jì)值的170。停爐檢查爐膛發(fā)現(xiàn)該爐水冷壁管和對(duì)流管有堵灰現(xiàn)象，檢查鍋筒發(fā)現(xiàn)鍋筒內(nèi)壁結(jié)垢約2～3mm，為灰白色堅(jiān)硬片狀垢，對(duì)流管管口處可見垢層厚約3～4mm，對(duì)水冷壁管做割管檢查發(fā)現(xiàn)垢7～9mm。鍋爐引風(fēng)機(jī)、煤閘板損壞無法隨煤質(zhì)變化調(diào)節(jié)給煤量、引風(fēng)量，引風(fēng)機(jī)長期開度過大，導(dǎo)致鍋爐過量空氣系數(shù)偏高，爐膛內(nèi)大量熱量被過量空氣帶走造成排煙熱損失升高。(2)過量空氣系數(shù)。鍋爐運(yùn)行中爐膛及煙風(fēng)道不同程度的漏風(fēng)現(xiàn)象，送引風(fēng)配風(fēng)不合理會(huì)造成空氣過剩系數(shù)偏大，2.46遠(yuǎn)高于規(guī)定的1.75。爐排布風(fēng)橫向不均，爐排部分煤層過早燃盡，一定程度上增大了過量空氣系數(shù)。

3.2 化學(xué)不完全燃燒熱損失

化學(xué)不完全燃燒熱損失主要受空氣過剩系數(shù)的影響。在過量空氣系數(shù)為2.46的情況下，爐膛溫度低，導(dǎo)致不完全燃燒熱損失增大，CO含量在545ppm，q3為0.5%。

3.3 機(jī)械不完全燃燒熱損失

機(jī)械不完全燃燒熱損失指固體碳顆粒在爐內(nèi)未完全燃燒即隨飛灰和爐渣一同排出爐外而造成的熱損失，由飛灰不完全燃燒熱損失和爐渣不完全燃燒熱損失兩部分組成[3]。該鍋爐飛灰可燃物含量達(dá)到18.84%，爐渣可燃物含量22.76%，煤炭燃燒不充分導(dǎo)致q4高達(dá)17.57%。而造成這些的原因主要有:

(1)燃料保存不完善，水分過大，以至于燃燒結(jié)束時(shí)煤炭顆粒還未完全燃燼；煤炭顆粒過大也會(huì)導(dǎo)致固體碳不完全燃燒。(2)煤層過厚，導(dǎo)致燃燒不完全；進(jìn)煤速度過快，煤炭在爐膛內(nèi)來不及完全燃燒；風(fēng)煤配比不合適，不能提供適合煤炭充分燃燒的空氣量。(3)粉煤偏多，煤層堆壓過實(shí)透風(fēng)性差，燃燒不充分，固體不完全燃燒熱損失高。(4)爐排布風(fēng)橫向不均，爐排部分煤層燃燒不充分，爐渣含碳量高，導(dǎo)致固體不完全燃燒損失增加，鍋爐熱效率降低。

3.4 表面散熱損失

鍋爐運(yùn)行中，由于保溫材料并非完全絕熱， 鍋爐的介質(zhì)和工質(zhì)的熱量通過爐墻、煙風(fēng)道、架構(gòu)、汽水管道的外表面散發(fā)出來。表面散熱大小主要是由鍋爐外壁相對(duì)面積及外壁溫度所決定的。該鍋爐根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出散熱損失q5為1.37%。

3.5 灰渣物理熱損失

灰渣物理熱損失指爐渣排出爐外帶走的熱量損失。該鍋爐q6計(jì)算為1.04%。

4 提高熱效率的措施

通過分析熱效率低的原因，提出以下提高鍋爐熱效率的有效措施。

(1)由于該鍋爐結(jié)垢嚴(yán)重，應(yīng)采取化學(xué)清洗和機(jī)械除垢相結(jié)合的方式進(jìn)行除垢，考慮到多數(shù)水冷壁管結(jié)垢達(dá)7 mm，化學(xué)清洗難度較大且費(fèi)用較高，建議鍋爐換管，以解決因結(jié)垢而導(dǎo)致的換熱惡化、排煙溫度升高的問題[2]。加強(qiáng)爐內(nèi)吹灰，減少受熱面積灰，以保持受熱

表2 鍋爐能效測試數(shù)據(jù)

面清潔，減少磨損，加強(qiáng)換熱。(2)優(yōu)化配煤，使燃燒性能和結(jié)焦性能與設(shè)計(jì)值接近。根據(jù)燃煤特性，調(diào)整煤層厚度及風(fēng)煤配比，控制煤炭顆粒細(xì)度，提高著火燃燒速度，強(qiáng)化燃燒。延長煤炭顆粒在爐膛內(nèi)的燃燒時(shí)間，使顆粒燃燒充分[3-4]。(3)裝設(shè)排煙氧含量在線監(jiān)控裝置以監(jiān)控鍋爐運(yùn)行過量空氣系數(shù)，維修風(fēng)機(jī)并加設(shè)變頻裝置；檢查煙、風(fēng)道漏風(fēng)之處，用石棉帶進(jìn)行密封，提高鍋爐密封和保溫性，加強(qiáng)爐膛負(fù)壓控制，以降低過量空氣系數(shù)，減少排煙損失[5]。(4)鍋爐運(yùn)行中應(yīng)監(jiān)測爐膛出口一氧化碳含量，合理調(diào)節(jié)風(fēng)量，降低排煙中一氧化碳的含量，降低化學(xué)不完全燃燒熱損失。(5)保證鍋爐水質(zhì)對(duì)保障鍋爐運(yùn)行安全性和熱效率具有重要意義，應(yīng)加強(qiáng)水質(zhì)化驗(yàn)和監(jiān)管工作，立鍋爐水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，對(duì)鍋爐給水、鍋水進(jìn)行在線監(jiān)測[6-7]。裝設(shè)自動(dòng)排污系統(tǒng)以減少手動(dòng)排污不及時(shí)、不合理等造成的熱量損失。

5 結(jié)語

在多次能效測試的基礎(chǔ)上，對(duì)QXL72-1.6/150/90-AⅡ型鍋爐熱效率低和出力不足的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，得出鍋爐由于運(yùn)行中存在受熱面積垢、風(fēng)機(jī)調(diào)控不合理、風(fēng)道漏風(fēng)、水處理工作不力等問題，導(dǎo)致鍋爐因排煙溫度、爐渣含碳量、過量空氣系數(shù)等偏高而熱效率降低。以此為依據(jù)提出了一系列整改措施以進(jìn)一步提高鍋爐的熱效率，節(jié)能降耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。

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