谈过量空气系数与燃煤工业锅炉经济运行的监控

谈过量空气系数与燃煤工业锅炉经济运行的监控

　1过量空气系数及其与锅炉热效率的关系在锅炉的实际运行中，由于燃烧设备难以保证燃煤和空气的彻底混合，只供给理论空气量是不可能达到完全燃烧的。为使燃煤尽可能完全燃烧，必须多供给-些空气，这多供给的空气称为过量空气。供入炉内的实际空气量与理论空气量的比值称为过量空气系数。

　　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，表示向炉内供风过多，这不仅降低炉温，恶化燃烧，而且使烟气量增加，从而引起锅炉排烟热损失及引风机用电量增加。反之，过量空气系数太小，又不能保证燃煤的充分燃烧。过量空气系数既可反映锅炉运行的经济性，又可反映司炉工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。

　　锅炉运行的经济性，通常用锅炉的热效率来衡量，即热效率高，锅炉运行时热损失少；热效率低，锅炉运行时热损失多。锅炉的热损失包括：排烟热损失、散热损失，灰渣显热损失、气体不完全燃烧热损失和固体不完全燃烧热损失。其中排烟热损失占送入锅炉热量的8~20%.提高锅炉运行热效率的办法是减少锅炉的各项热损失。正确调节炉内过量空气系数是减少锅炉排烟热损失，提高锅炉热效率的主要措施。研究表明，当排烟温度在160~200C时，过量空气系数每降低0.1排烟热损失将减少0.46~0. 61%排烟温度越低，过量空气系数越低，则排烟热损失越少。

　　目前我国燃煤工业锅炉满负荷运行时，炉膛内的过量空气系数-般在3.0左右，如果合理配风，将过量空气系数从3.0降低至2.0，则排烟热损失将减少5%左右，意味着热效率提高5%.有人研究发现，锅炉热效率提高1%，则节煤0.5%.可以推算得出，一个年耗煤500万T的城市，如果锅炉热效率提高5%，则节煤12. 5万T，其经济效益、环境效益都非常显著。

　　2我国燃煤工业锅炉的运行现状及分析所谓锅炉的经济运行，主要是指锅炉在外界工况下高效率工作，以降低燃煤消耗。我国燃煤工业锅炉大约50万台，是污染大气环境的主要污染源。因此，加强燃煤工业锅炉经济运行的监控，节能降耗，从而减少烟尘排放总量，无疑是改善大气环境质量的有效手段。

　　目前在我国，一般以热效率、出力、过量空气系数、排烟温度、炉墙外表平均温度、灰渣含碳量等6项热工指标来衡量锅炉是否经济运行。调查表明，我国大部分燃煤工业锅炉未能经济运行，表现为热效率低，出力低，过量空气系数高，排烟温度高，炉墙外表面平均温度高，灰渣含碳量高。燃煤工业锅炉未能经济运行的原因，除了燃烧设备本身因素的影响以及煤质对锅炉燃烧运行的影响外，还有两方面的重要原因，第一通风方式落后；第二、监督管理不力。

　　落后的通风方式首先表现在锅炉设计安装时风机与锅炉的匹配失调。许多锅炉在设计安装时，设计安装人员思想保守，认为大的风机保险，因而形成“大马拉小车”锅炉运行时过量空气系数表现得非常大。其次表现在锅炉运行时以鼓、引风量不变的方式通风。许多锅炉在起炉和正常运行时，鼓、引风阀门保持同一状态，司炉工在燃烧操作时，仅据锅炉负荷的变化，调整燃煤量，而不调整鼓、引风机阀门。因此，当燃煤量少时，过量空气系数表现得较大；当燃煤量多时，过量空气系数表现得相对较小。第三表现在许多锅炉未配备过量空气系数表。锅炉运行时，司炉工只能凭经验操作，因而过量空气系数往往表现得很大，致使锅炉热效率很低。

　　目前，锅炉运行的主要管理部门一劳动部门尚未把锅炉经济运行的监控作为重要的工作目标，他们一般侧重于锅炉安全运行的监督管理。而环保部门对锅炉的监督管理也仅是烟尘排放是否达标，并促使锅炉使用单位淘汰能耗高、热效率低、烟囱冒黑烟的锅炉而已，而对如何通过设计安装人员的设计安装促使锅炉与风机匹配，以及如何通过司炉工的燃烧操作，促使锅炉运行时过量空气系数尽量小而达到锅炉经济运行的目的，目前尚无良策。因此，尽管许多地方淘汰了能耗高、热效率低、烟囱冒黑烟的锅炉，改用了设计能耗低，热效率高的锅炉，但由于落后的通风方式以及司炉工燃烧操作的技术水平低，仍使锅炉运行热效率低，能耗高。这恐怕就是各地方政府下大力气投巨资改造锅炉，但大气环境质量仍未得到较大改善的一要原因。

　　3建立过量空气系数指标强化工业锅炉经济运行我们认为，若改变我国燃煤工业锅炉热效率低、能耗高、过量空气系数高的现状，环保部门有必要将热工指标一过量空气系数作为一项环保指标，将其作为环保执法的依据，用于锅炉经济运行的监控。将过量空气系数作为环保指标必然促使锅炉使用单位安装风机时注意与锅炉的匹配，必然促使锅炉使用单位给锅炉配备过量空气系数表，也必然促使司炉工按照过量空气系数的指示燃烧操作。如此，锅炉的热效率完全可以提高5%.由于节能降耗，必然使大气环境质量得到较大的改善。

　　制订过量空气系数指标要考虑锅炉使用年限，锅炉出力，锅炉燃烧方式以及锅炉燃用煤种等因素。下表为链条炉燃用烟煤时的过量空气系数表。

　　表过量空气系数使用年限不足3年3年以上将过量空气系数作为环保指标的显著特点是：利于环保部门的现场检查。过量空气系数测（下转第41页下）硫元素。总的说来，第一群主要以碎屑来源为主，而第二群则一般与有机质，特别是腐殖酸的吸附作用有关。

　　2.5结论2.5.1吉林省南部的通化、白山地区主要煤矿煤中的微量元素含量及组成特征和世界及其它典型地区煤炭中微量元素的分布规律较为一，但Cu、Sr、Hg等元素在煤中呈明显富集，而Cr、Ni等铁族元素含量则偏低。

　　2.5.2本区煤中大部分微量元素含量高于东北地区煤炭平均值，这是由于该区基岩主要由玄武岩构成，而玄武岩中微量元素含量一般高于其它岩石。

　　2.5.3大多数微量元素与基质元素有显著正相关，表明与基质元素有共同来源和密切依存关系。聚类谱系可分为两个大类，第一类来源为土壤、沉积物等碎屑物质；第二类来源于有机质，但两类中有些元素间仍然有较显著的正相关，说明煤炭中微量元素的构成不同于岩石、土壤，还与有机物的地球化学行为有关。