浅谈火电厂锅炉主要运行参数的耗差

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仪表仪器设备
2019年第6期
中国机械
MACHINE CHINA
1火电站锅炉效率的数学模型
当前，在国内使用着很多不同版本的锅炉效率计算模型。

基于通用锅炉性能试验规程，我们介绍正平衡法与反平衡法两种计算方式。

正平衡法是通过测定输入锅炉的热量和锅炉有效利用的热量来计算锅炉的效率，在实际的应用当中，针对燃料的消耗量的测定很困难，针对有效利用热量的测定更是难上加难，正平衡法的实际意义小于理论意义。

反平衡法是通过测定火电站锅炉的诸多热损失进而计算锅炉效率，这一方法更贴合实际测量情况，在实践中普遍使用。

利用反平衡法计算火电站锅炉效率，需要掌握锅炉效率，同时需要确定火电站锅炉的各项热损失量。

火电厂锅炉主要的热损失列举如下：排烟热损失q 2、气体未完全燃烧的热损失q 3、机械未完全燃烧热损失q 4、散热损失以及灰渣物理热损失q 5，灰渣物理热损失q 6。

以下公式中q 2至q 6依次代表上述燃烧热损失。

火电站锅炉效率的计算公式：ηg =100-( q 2+ q 3+ q 4+ q 5 + q 6)
针对锅炉的排烟热损失与机械未完全燃烧热损失，我们给出相关解释。

q 2是由于排烟温度比外部环境温度高而造成热传递性热损失，它是火电站锅炉热损失中损耗最大的一项，占比一般在4%~8%之间，排烟的温度与排烟的容积是影响它的主要因素。

其计算公式为：
q 2=Q 2/Q r *100
其中，Q 2为干烟气带走的热量与烟气所含水蒸气热量之和，Q r 为输入的燃料热量。

q 4是由于灰尘与炉渣燃烧不充分导致的物质热损失，这一损失仅次于排烟的热损失。

其计算公式为：
q 4=33727A ar C / Q r
其中A ar 为燃料中的基灰分含量，C 为灰渣中平均碳量与燃煤灰量百分比，Q r 为输入的燃料热量。

2煤消耗偏差的数学模型
主要运行参数由于和目标参数值有差距而造成的煤消耗变化数学模型：[δB i ]=-[δE] i B b
其中[δB i ]是某一参数和目标参数值有差距而引
起的煤消耗相对变化量，这一数值为正值时表示煤消耗是增加的，这一数值为负值时表示煤消耗是减少的。

[δE] i 是某一参数和目标参数值有差距而引发的经济数值相对变化量。

这一变化可以是相对效率的变化，比如我们熟知的锅炉效率与机组效率；这一变化亦可以是某一参数和目标参数值有差距导致的当前机组热耗率的相对变化量。

B b 是火电厂发电基准的煤消耗比率，该值的含义同[δB i ]含义类似，这一数值为正值时表示经济量时增加的，这一数值为负值时表示经济量是减少的。

火电厂锅炉其他参数，例如排烟时的温度、含氧比率、飞灰含碳量等和目标参数值有差距时都会对经济量产生影响，这种对经济量产生的影响通过火电厂锅炉效率的变化加以反映。

这种情况下，只需要针对这类参数进行其造成的锅炉效率相对变化量计算，就可以在误差范围内得到相应的[δE] i 值。

3若干因数变化引起的消耗差
3.1火电厂锅炉排烟温度连续性改变引起的消耗差如果我们假定仅有锅炉的排烟温度和目标参数值有差距而其余参数都为正常数值，那么依据排烟热损失的计算，我们可以直接得到由于排烟含氧量和目标参数值有差距导致的排烟损失变化量。

实际运行过程中，影响排烟温度的主要因素有受热面的积灰程度、漏风、锅炉给水温度、制粉系统的设计及运行等。

其中漏风是指炉膛的漏风、制粉系统的漏风及烟道的漏风，是排烟温度升高的主要原因之一，是与运行管理、检修以及设备结构有关的问题。

通常在大小修中安排锅炉本体及制粉系统的查漏和堵漏工作，在运行中关闭各看火孔等。

对于受热面积灰的问题，火电厂普遍采用蒸汽吹灰和声波吹灰相结合的吹灰方式定期进行吹灰。

受热面积灰情况还受进入炉膛煤特性的影响需具体进行分析。

3.2火电厂锅炉飞灰燃烧含碳量改变引起的消耗差飞灰中没有燃尽是火电厂锅炉中碳非完全燃烧热损失的主要体现。

依据机械未完全燃烧热损失的有关计算公式，我们可以直接得到飞灰含碳量和目标参数
浅谈火电厂锅炉主要运行参数的耗差
何 蛟
（宁夏东部热电股份有限公司 宁夏 银川 750000）
摘要：
基于反平衡法对于火电厂锅炉热效率的计算，我们提出了火电厂锅炉主要运行参数和目标数值发生差异时导致的煤消耗偏差数学处理模型。

本模型给出了当锅炉运转时其主要运行参数和煤消耗之间的关系式，基于实例的探究，本模型可
以适应实际情况，并且能够较为精确地计算出因锅炉运行参数偏离目标值而产生的耗差值，为现场监测提供有力分析工具。

关键词：
火力发电厂锅炉；锅炉效率；运行参数；耗差
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值有差距而导致的机械未完全燃烧损失变化量。

通过测量分析，影响飞灰含碳量的主要原因是煤粉细度、煤种特性、燃烧器的结构特性、热风温度、炉内空气动力场和锅炉负荷等。

其中煤粉细度是影响煤粉的燃烧和燃尽性能的主要因素，考虑不完全燃烧损失和制粉能耗的关系，确定煤粉经济细度或最佳细度，以保证较高的锅炉效率和较低的飞灰含碳量是当前运行工作中重要的控制手段。

降低飞灰含碳量的具体措施主要包括以下几种：①调节制粉系统的运行方式，尽可能维持理想的煤粉细度；②实际煤种尽量符合设计煤种，确保燃烧的稳定性；③提供合适的炉温和理想的含氧量，调节进入炉膛的一二次风量，使炉膛具有良好的炉内空气动力场。

3.3火电厂锅炉排烟含氧量连续性改变引起的消耗差
火电厂锅炉普遍采用测量烟气中的含氧量进而监测是否有过量空气进入锅炉。

依据排烟损失的相关计算式，我们可以直接得到排烟含氧量和目标参数值有差距导致的排烟损失变化量。

影响排烟含氧量的因素有锅炉负荷、燃料性质、配风工况等。

主要控制措施有通过锅炉燃烧调整试验，确定最佳的锅炉氧量和一、二次风量配比，制定出在不同机组负荷和燃料种类时的锅炉氧量控制曲线，使锅炉不完全燃烧热损失与排烟热损失之和最小。

实际运行过程中，火电厂一般采取调节送风机挡板开度来控制进入炉膛的二次风量，以达到对燃料燃烧过程进行优化调节，使实际烟气含氧量接近最佳烟气含量，从而达到节能降耗的目的。

4结语
数学模型与实际的匹配情况以及基本数值的可信程度直接决定了煤消耗偏差结果的精确性。

采用科学合理的消耗偏差计算模型，可以实现精确计算火电厂锅炉主要运行参数由于和目标参数值有差距而造成的煤消耗变化，正确评估对电厂煤耗影响，科学合理指导工作人员采取有效措施解决问题，为火电厂煤耗节能做出贡献。

参考文献：
[1]刘亮,李录平,柏湘杨等.混煤热解特性及燃烧过程的实验研究[J].动力工程,2006(1).
[2]许振宇,陈鸿伟,高建强.火电厂锅炉主要运行参数的耗差分析[J].热力发电,2007(2).
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4减少阀门泄漏的相关对策
4.1 对于阀杆泄漏应对措施
石油化工企业的日常生产活动相对其他企业而言具有一定的特殊性，因此，所选用的阀杆材料需要具备良好的耐腐蚀性和强度以及韧性等。

此外，在具体的应用过程中，还要采取一定的措施不断强化阀杆表面，从而增强阀杆表面的耐磨损以及耐腐蚀性能。

为了保证阀门的密封性，减少生产过程中泄漏事故的出现，需要合理选择使用的阀杆材料。

4.2对于阀体连接处泄漏应对措施
在石油化工企业的生产实践中，阀体连接处泄漏现象的发生较为普遍，因此要采取相应措施进行合理密封。

在具体的应用过程中，当然可以根据渗漏的情况，选择合适的垫片进行密封，比较常用的垫片主要有凹凸式平垫片或者榫槽式平垫片。

此外，近年来，在一些企业的生产活动中普遍采用了“O”形密封圈密封技术。

此技术的应用，可以获得理想的径向挤压变形。

这样，即使不轴向加载也可以达到理想的密封效果。

另外，在生产过程中，一些低压小通径的阀门泄露，为了减小阀体重量和结构尺寸，可以采用内螺纹连接。

对于阀体连接处的泄露，使用平垫片或“O”形密封圈进行密封，密封效果会非常明显。

4.3对于填料函泄漏应对措施
如果阀门填料函密封不佳的话，出现泄露也不可避免。

要想确保达到理想的密封效果，就需要对压盖螺栓进行定期检查，经常拧紧，尤其是要及时对填料进行更换。

另外，选择对不同的填料密封以及填料密封进行组合应用，这样既能提高阀门使用的可靠性，也能获得良好的密封效果，阀门的使用寿命也会大大增强。

4.4对于阀门内漏的应对措施
阀门的内漏，一般都是因为阀门的设计和制造工艺不佳所导致的。

因此，要做好阀门的优化选型，在进行阀门形式选择的时候，要注意结合企业日常生产的实际需求以及工艺条件的要求等，进行全面优化考虑。

对于阀门的选用，首先要　满足有关工艺要求、设计规范；其次，还要结合企业自身生产实际情况，使其尽可能与操作条件相匹配，最大限度地满足生产实际的使用要求。

此外，还要考虑企业的生产实际环境，对阀门所使用的制造材料进行针对性选择，如石油化工装置的阀门，应该选择耐腐蚀、耐高温的材料。

当然，还需要结合工作点的工艺需求，合理选用阀芯和阀体的材料。

参考文献：
[1]张智.浅析石油化工装置阀门密封原理及泄漏原因[J].广东化工,2015(12).
[2]纪晓山.石油化工装置阀门密封原理及泄漏处理[J].化工设计通讯,2017(3).
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