过量空气系数对工业锅炉热效率的影响

2018-11-30孙伟

炎黄地理 2018年11期

孙伟

（南通市节能监察中心，江苏南通 226000）

相比较于发达国家，我国目前在工业锅炉方面的平均热效率比较低下，总体来说相较落后，甚至对于我国国家对工业锅炉热效率所规定的标准水平都仅仅是勉强达到。[1]对于工业锅炉来说，影响其热效率的因素有很多，不仅仅是在运行中工作人员的技术操作，还有锅炉自身的机械设备等级，都会在一定程度上影响到锅炉的热效率。不过在所有的影响因素中，过量空气系数对于锅炉热效率来说发挥着不可忽略的作用。

1 过量空气系数的影响作用及现状

1.1 过量空气系数对工业锅炉热效率的影响

在工业锅炉使用期间，空气过胜率偏高或者偏低都会影响锅炉的热效率。如果过量空气比太低，则工业锅炉运行期间化学和机械不完全燃烧热损失增加，这降低了工业锅炉的经济效率并对工业锅炉的热效率产生不利影响。如果工业锅炉使用期间空气过剩率偏高，会导致工业锅炉燃烧过程中产生的烟气量增加，由于烟气排放引起的热量损失会随之增加，同时产生烟气的体积流量随之也升高。由于烟气的排放量增加而导致锅炉内部的温度下降，影响炉内燃料的燃烧质量，因此炉内的燃料不会完全燃烧，工业锅炉的热效率会大大降低。[2]所以，如果要使我国工业锅炉热效率有所提升，则不可以忽略过量空气系数对锅炉热效率所造成的影响，必须要将过量空气效率控制在最合适的范围之间。在锅炉使用期间，使实际参与的空气量与理论上需要的空气量能够达到相对的平衡，使锅炉内部的燃料得到充分的燃烧，同时还会使燃烧过程中产生的烟气量达到最小，最终使工业锅炉的热效率得到提高。

1.2 我国工业锅炉过量空气系数的现状

目前，我国工业锅炉在使用过程中，空气的剩余率普遍偏高，几乎所有的工业锅炉过量空气系数都高于限定值，一般情况下，过量空气系数每降低0.3，工业锅炉的热效率就会提高约1%，因此降低过量空气系数对于提高我国工业锅炉的热效率来说至关重要。[3]对于我国工业锅炉过量空气系数偏高的主要原因可以分为以下几点：（1）工业锅炉运行的过程中，对配风的设计不合理，导致实际参与到锅炉运行的空气量大大增加。（2）整个工业锅炉运行系统中，存在漏风的情况。（3）在工业锅炉使用期间，因为工作人员的操作问题，导致有大量的冷空气进入锅炉内部。（4）我国对于工业锅炉进行调风的技术比较落后，尤其是燃煤和生物质锅炉。

2 详细分析各个因素对于工业锅炉热效率的影响

2.1 烟气排放热损失对锅炉热效率的影响

对于我国工业锅炉来说，在工业锅炉使用的过程中由于产生烟气排放而出现的热损失，是降低工业锅炉热效率最主要的因素，而排烟热损失的大小主要是受到烟气排放体积的大小和所需要排烟温度的大小影响。一般情况下，工业锅炉使用期间排烟的温度大多是固定不变的，所以影响锅炉排烟热损失高低主要是烟气排放体积的大小，因此排烟过程中所造成热量损失的大小就会随着空气剩余率的改变而改变，如果实际进入锅炉的空气量远高于理论所需的空气量，不仅会使锅炉在使用时产生烟气的体积增多，还会使锅炉内部的温度发生改变，同时还会增大工业锅炉设备内部的压力，因此对工业锅炉设备的要求大大提高，提高工业锅炉的造价，使成本大大增加。[4]过高的过量空气系数会使锅炉运行所需要的燃料总量提高，增加了对燃料的浪费，进而使我国工业锅炉的热效率大幅度降低。因此，在工业锅炉实际的运行过程中，要控制好过量空气系数，尽可能地将烟气排放的体积降到最低，这时，由于相应的空气过剩率是锅炉的最佳空气过剩率，因此使工业锅炉烟气排放引起的热量损失最小化，从而有效地提高了中国工业锅炉的热效率。

2.2 燃料的燃烧效率对锅炉热效率的影响

在工业锅炉使用期间，为了能够使锅炉的热效率得到提高，需要保证锅炉内部燃料的完全燃烧，必须要使工业锅炉在使用期间燃料的燃烧率充分提高，从而能够有效地降低在工业锅炉使用期间地化学和机械地不完全燃烧而造成的热损失，使锅炉内部的温度得到显著提高，这样实际空气的消耗量就会比理论空气的需求量略微偏高，使空气过剩率的大小较为适合，处在合适的范围之内。在工业锅炉正常使用中，锅炉内部的燃料越是燃烧的充分，锅炉内部的温度就会越高，从而使过量空气系数越低，而此时所得到的过量空气系数也是在工业锅炉最佳过量空气系数的范围内。[5]因此，在工业锅炉的使用期间，要使锅炉内燃料的得到更加充分的燃烧，从而能够使空气过剩率得到下降，工业锅炉内部的温度也会随之升高，从而减少由于化学和机械的不完全燃烧而造成的热量损失，最终才可以使工业锅炉的热效率得到提高。同时，工业锅炉的空气过剩率不应太小，否则供给锅炉进行正常工作的空气量会不足，锅炉内的燃料燃烧得不够完全彻底，使炉内的温度有所下降，在燃料燃烧过后，剩余部分的碳含量也会增加，大大增加了工业锅炉在燃料燃烧过程中造成的热量损失，导致工业锅炉的热效率不能得到提升。