工业锅炉设计中提高热效率的探讨

工业锅炉设计中提高热效率的探讨

由于自身结构原因和所用燃料约束，工业锅炉热效率通常情况下较低，一般为72%-78%，而在实际工作中由于管理、操作、司炉等一系列原因导致工业锅炉实际热效率更低，一般为70%-75%.而在发电、供热设备中总是希望尽可能提高锅炉的热效率，降低燃料的消耗量，使锅炉的热经济性达到较高的程度。随着国家提出建设节约型和谐社会的号召，分析影响锅炉热效率的各项热损失产生的原因，研究与探讨影响提高热效率的方法有着重大的意义。

　　锅炉的热效率各项损失燃料通过燃烧将热量释放出来，并通过各种传热方式，将热量传递给吸热介质，理想状况下，燃料释放的热量等于介质吸收的热量，此时的热效率为100%.然而实际中存在着各种散热损失，反平衡测量法就是通过计算各种热损失来确定锅炉热效率的间接方法。

　　锅炉反平衡效率的计算公式为：燃烧损失；q5为散热损失；q6为灰渣物理热损失。下面给出各项热损失对热效率的影响因素：排烟热损失指烟气离开锅炉末级受热面时带走的部分热量，在排烟温度为200弋作用时标准值约为11%12%，是锅炉主要热损失之一。排烟损失q1主要取决于排烟温度和过量空气系数的大小。

　　锅炉排烟温度是反映锅炉设计、运行状况及设备健康水平的综合性参数。在锅炉运行中，操作不当引起排烟温度升高或排烟量增大，都会增加排烟热损失，使锅炉热效率下降。工业锅炉的排烟温度一般为180-200弋，排烟温度每增进15-20弋，排烟热损失q2增进1%左右。排烟温度偏高的原因：有的锅炉尾部没有装设受热面，烟道余热没有被完全利用；大部分锅炉没有装吹灰器或没有使用吹灰器；没有水处理装备，由此造成受热面积灰甚至结垢，影响传热能力，辐射吸热量减少，排烟温度升高，排烟损失增大；炉膛或烟道漏风严重，增加烟气带走的热损失，同时造成炉膛温度降低，使得锅炉热效率降低。

　　由于锅炉炉膛是负压，若炉门、炉墙、灰斗、烟道等不严密，大量空气被抽入炉膛，使炉膛和烟道中的烟气量大大增多，破坏正常燃烧，增大排烟量，或是由于送引风、配风不合理，风机时间供给的风量偏大都会导致过量空气系数a偏大。这不但增大了排烟热损失，造成炉膛温度降低，同时增大了其它热损失。

　　1.2化学不完全燃烧热损失化学不完全燃烧热损失指燃烧过程中产生的可燃气体未完全燃烧而随烟气排走所造成的热损失。q3的标准值一般为2.4%，工业锅炉一般为0%3%，主要受燃煤的挥发和空气过量系数的影响。炉膛内温度过低，燃烧过程太慢或是配风不均匀，炉膛内气流扰动不好，空气与煤在燃烧过程中析出的可燃气体不能很好的混合接触，空气过量系数过小或局部过小，燃烧由于氧气量不足，导致化学不完全燃烧热损失增大；空气过量系数过大，燃烧则由于炉膛温度降低，同样导致化学不完全燃烧热损失增大。

　　机械不完全燃烧损失机械不完全燃烧热损失指固体碳颗粒在炉内未完全燃烧即随飞灰和炉渣一同排出炉外而造成的热损失。机械不完全燃烧热损失反映了煤炭燃烧的完全程度，是判断锅炉热效率的重要指标。燃煤工业锅炉的机械不完全燃烧损失q4―般高达8%12%，是锅炉的主要热损失，由飞灰不完全燃烧损失和炉渣不完全燃烧损失两部分组成。机械不完全燃烧损失高的主要原因有：燃料中因水分过大或挥发分过低均会延缓着火，以至于燃烧结束时煤炭颗粒还未完全燃烬，煤炭颗粒过大也会导致固体炭不完全燃烧。

　　煤层过厚或者进煤速度过怏，运行中不调整煤层厚度，煤炭在炉膛内来不及完全燃烧，风煤配比不合适，送风不合理，不能提供适合煤炭充分燃烧的空气量。

　　炉膛的结构合理与否，如锅炉的几何结构，高矮胖瘦，炉拱的覆盖面积与炉膛的布置，后拱与水平倾角，燃烧室拆烟墙形状。

　　炉排形式和配风结构不合理，侧密封装置的设计和安装不好，使大量的风从炉排两侧窜出，相应的炉排中间部位风量不足。

　　散热损失是指锅炉运行中，由于保温材料并非完全绝热，锅炉介质和工质的热量通过炉墙、烟风道、架构、汽水管道的外表面散发出来的热损失。工业锅炉的散热损失平均为3%4%，主要是由于锅炉表面保温较差，维护不好，有的墙裂缝，有的人孔门、检修门内侧的绝热材料脱落，炉门烧坏变形，关不严等造成的。

　　提高热效率的措施针对以上影响锅炉热效率的主要因素，采取以下措施。

　　降低排烟热损失降低排烟温度设计锅炉时，首先要对该参数进行科学选定。锅炉排烟温度的合理选定，直接影响到锅炉机组的经济性和其尾部受热面工作的安全性。选择并在实际操作中达到较低的排烟温度，可以较明显降低锅炉的排烟热损失，有利于提高锅炉的热效率，节约能源及降低锅炉的运行费用。

　　在工业锅炉尾部装省煤器或空气预热器。省煤器利用锅炉尾部的烟气热量加热给水，降低排烟温度，提高锅炉效率，节约燃料消耗量。空气预热器可改善燃料的着火条件和燃烧过程，提高理论燃烧温度，强化炉膛的辐射。

　　治理炉膛结焦。具体方法有：增加锅炉运行氧气浓度，避免炉膛内还原性气氛而导致灰熔点降低；加强炉内吹灰，减少受热面积灰以保持受热面清洁，减少磨损。

　　调整火焰在炉膛中的位置。火焰在炉膛中的位置可以通过调节各层热风阀的开度进行调整，开大上层风门、关小下层风门可降低火焰高度，使烟气在炉膛中的流动路线变长，燃料燃烧的空间变大、时间变长，可有效降低排烟温度。

　　保证软化除氧水及蒸汽的品质，防止出现汽水管道结垢。严格锅炉补给水的水处理，消除水中的溶解氧和其它盐类杂质，对不符合要求的回水进行必要的水处理。

　　2.1.2调整过量空气系数锅炉运行中应检查底部冷灰斗、炉墙、炉门、风道的密封情况，关闭入孔门、检查孔等，合理调整炉膛负压，合理匹配鼓、引风机，合理选择风机时间供给的风量，避免炉膛及烟风道的漏风，调整合适的过量空气系数，减少排烟带走的热损失，提高锅炉的热效率。

　　降低化学不完全燃烧损失化学不完全燃烧损失主要是一氧化碳气体未完燃烧而随烟气排出而产生的热损失。锅炉设计中应尽量选用合理的煤种，运行中应检测炉膛出口一氧化碳含量，合理调节风量，降低排烟中一氧化碳的含量；合理设计炉拱以加强炉内气流扰动，提高炉内温度，均匀配风，避免局部风量不足。

　　降低机械不完全燃烧损失降低机械不完全燃烧损失是提高锅炉热效率的首要条件。在运行中应尽可能降低锅炉的漏煤、炉渣与飞灰的可燃物含量，而由于飞灰占总灰量的比例相对大，设法降低飞灰含碳量尤其重要。

　　合理调整煤粉系度。大块煤砸碎，燃煤加湿，增加黏度，减少漏煤，避免炭粒过大，影响炭粒完全燃烧。

　　适当提高炉温。加未燃带，砌筑耐火砖拱，加大炉拱对炉排的遮盖面积。

　　延长烟气在炉内停留时间。合理设计炉拱形状、后拱与水平倾角、燃烧室拆烟墙形状等使炉内形成a状气流，加二（下转第181页如何提高食品实验室检验结果的准确性孔令梅（曲阜市产品质量监督检验所山东曲阜273100）食品的质量不仅直接关系到企业的发展，也关系到消费者的健康和生命安全。因此，在食品检验过程中，保证检验结果的准确性是很重要的。实验室资质认定评审准则和食品检验机构资质认定评审准则，从管理、技术两个方面，对食品实验室提出了严格的要求。笔者从事食品检验工作多年，就如何提高食品实验室检测数据的准确性谈以下观点。

　　一个实验室的水平高低优劣，很大程度上取决于人员的素质与水平。食品检验人员和技术管理人员应当熟悉食品安全以及相关法律和有关食品安全标准、检验方法原理、掌握检验技能、标准操作程序、质量控制要求、实验室安全与防护知识、计量和数据知识等。从事食品检验活动的人员应当持证上岗，检验人员中具有中级以上（含中级）专业技术职称或同等能力人员的比例应当不少于30%.所以实验室应重视人才的培养，加强技术培训，根据产品标准、检测方法的变更、设备更新和开拓新检验领域工作的需要，通过自学和外派培训学习，学习新标准、新的检测方法、测量不确定度评定等理论和实际操作方法，不断提高检验人员技术能力水平。严格按照程序文件、作业指导书及按操作规程进行检验检测，不忽视检验过程中的每一个细小环节，明白细节决定成败的道理；审核人员要深刻理解标准，灵活的运作标准，掌握审核技巧以及出现异常检测数据时的处理方法，提高检测数据的准确性。

　　设施和检测条件设施和环境是检测工作的重要基础条件，是直接影响检测数据准确性的重要要素。食品检验机构应当具备固定的检验工作场所以及专用于食品检验活动所需的冷藏和冷冻、数据处理与分析、信息传输设施和设备等工作条件。如果检测条件达不到检测方法的要求，有可能对整个检测活动产生不良影响，造成检测数据无效。因此所选择的检测设备的量程、精度要与所检样品的项目相适宜，在使用前要校准或核查，并按检定周期进行计量检定，经常对所有仪器设备进行维护，保证其量值准确可靠。检测时尽量在检测标准规定的检测环境条件下进行，特别是对于一些检测环境条件影响较大的检测项目，必须严格检测环境条件。

　　检验标准和方法检验标准和方法是实验室实施检测工作的依据，是实验室开展检测工作所必须的资源，也是组成实验室质量管理体系所必须的作业指导书。正确的选择检测方法对提高检测数据的准确性是至关重要的，它能规范检测工作，减少检测工作的随意性，保证检测数据的准确性，这就要求检测人员根据项目的要求，制定相应的检测程序，选择合适的检测方法，应优先选择国家标准、行业标准，地方标准作为检测的依据。

　　设备和标准物质仪器设备和标准物质是实验室开展检测工作所必须的重要资源，也是保证检测工作质量、获取可靠测量数据的基础。食品检验机构应当配备满足所开展的检验活动必需的仪器设备、样品前处理装置以及标准物质<物质>或标准菌<毒>种等。所用仪器设备的技术指标和功能应满足标准要求，量程应与被测参数的技术指标相适应；每台仪器设备及软件、标准物质均应有与其校验状况相对应的标识来表明其状态（合格、准用、停用），并按检定或校准结果的修正值对检测值进行修正。仪器设备（包括软件）、标准物质（物质）或标准菌（毒）种等有专人管理，满足溯源要求。

　　样品抽取和制备样品的抽取及样品的制备是检测工作中最重要的第一步工序，也是关键的一步。正确的抽取具有代表性的均匀样品，是保证检测数据准确性的重要环节，因此抽取样品一定要严格按照标准规定的方法或经批准的抽样实施方案规定进行，以确保检测数据能真实反映原样品的情况，提高检测数据的准确性。样品制备时要严格按照检测标准规定的方法进行，使所制备的样品保持原始样品的特性，提高后续检测工作的准确性。

　　为确保检测结果的准确有效，实验室应有质量控制程序和质量控制计划，以监控检测工作的全过程。因此，实验室应经常利用内部手段，如盲样检测、留样检测、人员比对、方法比对等验证检测工作的可靠性，并借助外部力量验证检测能力。在检测过程中，不是不允许出现问题，需要发现问题并控制它，找出原因，针对原因采取改进措施，从而提高实验室检测数据的可靠性、稳定性和准确性。

　　检验过程、原始记录检测过程是整个检测工作的核心，为了提高检测数据的准确性，要求对同一样品的相同检测项目进行平行试验，以减少随机误差，同一样品通常要求平行测定2~4次，同时进行空白实验，以消除试剂和杂质引入的误差。原始记录是整个检验过程和检验结果信息的真实记录，是编制检验报告的基础，更是检测水平的体现。原始记录主要包括样品编号、产品名称、样品数量、检验项目、检验依据、使用仪器、检验方法、样品处理条件和时间、计量单位和计算公式、测量和测量读数，以及测量过程中其他一些必要的描述等，必须包含有"足够“的信息，使检测工作通过原始记录能够”复现“。

　　结果报告是实验室检测工作的最终产品，也是实验室工作质量的最终体现，结果报告的准确性和可靠性，直接关系客户的切身利益，也关系到实验室的形象和信誉。在检测过程结束后，实验室应及时出具检测数据和结果，应注意以下几点：（！）检验依据的正确性，即按照相关技术规范或标准的要求和规定的程序；（2）检验报告的及时性，按规定时限向客户提交结果报告；（3）检验报告的准确性，即对报告的质量要求，应当准确、清晰、客观、真实、易于理解；（4）对使用计量单位的要求，应当使用法定计量单位；（5）严格按GB/T8170-2008数据修约规则与极限数值的表示和判定进行数据处理，结果报告值与标准中规定的小数位保持一致，检测结论用语一定要科学合理、言简意赅、准确明了，让人看了不会产生歧义。

　　总之，在食品检验过程中，应严格从检验流程的各个环节加以控制，从样品抽取、制备、校准仪器设备、配制试剂、选择检验方法、控制实验室环境、操作人员的熟练程度及对相关检验项目等几方面加以控制，以确保检验结果的准确性。I科（上接第195页）次风以增加炉内气流和煤粉混合，加强搅拌作用。

　　提高运行管理水平。合理配风，合理调节风量，选择合适的煤层厚度和炉排速度，选择合适的过量空气系数，堵漏风。

　　加强维护保养，整修锅炉本体及管道保温层，防止和减少热量损失。消除供热系统中阀门和接头等部位的跑、冒、滴、漏现象。在锅炉辐射段保温层内喷涂高温远红外涂料，提高炉膛吸热能力，减少热量损失。