电站锅炉机械未完全燃烧的热损失分析方法探讨

2016-02-04撰文丁也张远

中国机械 2016年6期

关键词：分析方法

撰文/丁也张远

■830011 新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院电站锅炉检验所新疆乌鲁木齐

电站锅炉机械未完全燃烧的热损失分析方法探讨

撰文/丁也张远

■830011 新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院电站锅炉检验所新疆乌鲁木齐

摘要：对于需要进行煤碳燃烧的电站来讲，锅炉机械未完全燃烧问题的存在，将导致电站锅炉燃烧的热效率受到影响，继而不利于电站实现能源的节能管理。因此，本文提出了一种因子分析模型，并且利用该模型对电站锅炉机械未完全燃烧的热损失分析，从而为提高电站锅炉燃烧效率提供了一种有效工具。关键词：电站锅炉机械；未完全燃烧；热损失；分析方法

随着能源的日渐消耗，世界各国都开始号召企业进行节能减排。而对于热电站来讲，由于其是供热锅炉的耗能和排放大户，所以首先需要加快自身的节能改造，从而更好的响应国家的政策号召。为了达成这一目的，电站开始寻求方法对锅炉机械未完全燃烧的热损失展开分析，以便通过实现锅炉机械的节能改造达成企业的节能减排目标。

电站锅炉机械未完全燃烧的热损失概述

在电站锅炉运行的过程中，会出现较多的未完全燃烧热损失。而这些热损失主要由化学未完全燃烧热损失和机械未完全燃烧热损失构成，容易导致锅炉燃烧出现较多的能源浪费。降低不完全燃烧热损失，则能有效提高锅炉效率。在这些热损失中，机械未完全燃烧热损失的大小主要由机械设备的燃烧工况决定，所以可以反映出设备的工况好坏。而通过分析电站锅炉机械未完全燃烧的热损失，就能够及时发现影响锅炉运行工况的因素，继而为锅炉的设计和运行管理提供更多的依据。

电站锅炉机械未完全燃烧的热损失分析方法

a分析模型

在分析电站锅炉机械的未完全燃烧热损失时，需要建立相应的分析模型。具体来讲，就是将可观测并且能够反映锅炉运行工况的变量设定为xp，并且假定其依赖不可观测随机变量Fm，从而得到分析模型。其中，，是一个原始变量向量。，是模型的主因子向量，为因子载荷矩阵，aij为该矩阵中的元素，被称之为因子载荷。使用该模型分析锅炉未完全燃烧的热损失时，需要进行因子载荷矩阵的求解。如果p=m，则说明原始变量与主因子的个数相等。所以，通常会选取特征值大于1因子数为空间维数，以便使m＜p。在分析锅炉运行工况时，采取该模型只需要对几个主因子进行分析，所以能够找到影响机械未完全燃烧热损失的主要因素。就目前来看，使用这种因子分析法分析锅炉未完全燃烧的热损失具有一定的直观吸引力，但是同时也需要完成对原始数据的采集整理［1］。然而在分析实际问题时，往往难以得到准确却全面的原始数据，所以也会导致分析的结果受到一定程度的影响。

b分析过程

利用因子分析法分析锅炉机械的未完全燃烧热损失，可以选取主蒸汽流量、排烟温度、主蒸汽温度、炉渣含碳量、主蒸汽压力和煤粉细度等十七个变量。在采集和整理数据时，可以使用SPSS软件包进行数据的分析和整理，并且利用该软件进行因子分析。而通过分析可以发现，能够利用五个主因子代替这十七个变量进行热损失的分析，即温度因子、锅炉负荷因子、煤粉细度分子、燃尽因子和燃料特性因子，对全部变量的方差贡献率分别可以达到30.1%、25.6%、12.8%、8.3%和5.6%，所以这些因子可以较好反映锅炉的运行状况。在温度因子中，主蒸汽温度、排烟温度和再热蒸汽温度等变量都占有较大的荷载，所以该因子其实是由各温度变量组成的。而锅炉负荷因子由主蒸汽流量、主蒸汽压力和排烟温度等变量组成，煤粉细度因子主要由煤粉细度决定，相较于其他因子相对独立。除此之外，燃尽因子主要由炉膛出口氧量、炉渣含碳量和飞灰含碳量构成，并且与这三个变量呈负相关性［2］。而燃料特性由燃料水分、燃料挥发分和燃料灰分等几个变量组成，可以反映出燃料的特性。

c分析结果

通过使用因子分析法分析电站锅炉机械未完全燃烧的热损失可以发现，燃料燃尽因子除了与飞灰含量和炉渣含量有关，还与炉膛出口氧量有较大的负相关性。在炉膛出口氧量增大的情况下，锅炉燃尽因子将随之减小。所以，想要降低机械的未完全燃烧热损失，还需要使锅炉的氧量得到提高。而分析锅炉的运行过程可以发现，锅炉的设计为锅炉全燃烧提供了充足空气量，但是由于炉内空气流动较差，所以氧气无法充分参与煤的燃烧。因此，导致锅炉产生未完全燃烧热损失的原因其实是设备微观缺氧［3］。想要进行这种情况的改善，还需要使锅炉的二次风速得到提高，从而加强炉内的空气流通。所以，在进行电站锅炉结构的改造时，需要确保锅炉炉膛的空气流动强度。而参照锅炉实际运行情况，采取因子分析法得到的分析结果与锅炉实际运行情况相接近。通过提高锅炉的二次风速，电站锅炉机械未完全燃烧热损失从3.6%降低导了1.5%。