工业锅炉节能监测分析

工业锅炉节能监测分析

根据国家标准《工业锅炉节能监测方法》GB/T15317-1994的规定，对企业工业锅炉的监测共5项监测指标，其中测试项目4项：分别是排烟温度、排烟处空气过量系数、炉渣含碳量和炉体外表面温度；检查项目1个：即考察锅炉热效率。该标准对这5项监测指标的具体监测方法、计算方法和合格指标都作了详细规定，同时还要求在监测后对锅炉监测结果进行分析评价并提出改进建议。本文试图围绕着五项监测指标，对其作出尽可能全面而深入的分析，努力探讨各项指标与锅炉运行状况之间的关系。某项指标不合格可能反映了锅炉的哪些方面存在问题，应当从哪些方面寻找分析指标不合格的原因，目的是能给大家进行监测分析时提供尽可能的提示，避免挂一漏万。进行监测分析，主要是提出监测结果不合格的原因和问题所在，并提出改进方向和建议，包括以下三个方面：（1）监测指标不合格的原因。（2）不合格造成的后果。（3）提出整改建议。

1排烟温度

排烟热损失是锅炉的主要热损失之一，可达10%～20%。排烟热损失主要取决于排烟温度和过量空气系数的大小。在锅炉运行中为了减少排烟热损失，应在满足燃烧反应需要的前提下尽量保持较低的空气系数，应尽可能避免燃料室及各部分烟道的漏风，以降低排烟热损失。排烟温度也不是越低越好，因为太低的排烟温度势必要增加锅炉尾部受热面，这是不经济的；同时还会增加通风阻力，增加引风机的电耗；此外过低的排烟温度若低于烟气露点以下，将会引起受热面的腐蚀，危及锅炉的安全运行。最合理的排烟温度应根据排烟热损失和尾部受热面的金属耗量与烟气露点等进行技术经济核算来确定。

造成锅炉排烟温度升高除没有装设尾部受热面以外，还受烟气短路、受热面积灰与结垢、运行负荷等因素的影响。要降低排烟热损失，应防止锅炉烟气系统烟灰的结垢和堆堵。这种现象多数发生在锅炉受热面上，包括炉膛的水冷壁和省煤器等处。合理的锅炉设计要求是把碳氢化合物在锅炉内燃烧完全，既提高了煤的燃烧率，又可防止锅炉冒黑烟，但是由于种种原因，烟管及省煤器的烟垢堵塞是不可避免的。因此应定期检查锅炉炉膛及水冷壁以及空气预热器和省煤器的运行状况，及时对锅炉吹灰、清除烟垢，以及采取其它一些有效的措施，保持受热面清洁，最大限度地提高传热效率，充分吸收利用炉膛中燃煤的热量，从而降低了排烟温度，提高锅炉的使用寿命和运行效率。

2过量空气系数

过量空气系数是一项重要指标，国家工业锅炉节能监测标准严格规定了锅炉运行中过量空气系数的合格指标，并作为锅炉经济运行的关键指标之一进行监控。各类不同类型的锅炉，都有一个最佳过量空气系数，但实际上几乎所有的炉子都超过设计值。过量空气系数，是根据燃料的性质、燃烧方式、燃烧设备等条件来确定的，当过量空气系数过大时，会造成燃煤与空气混合不均匀，有的区域出现空气不足，另外区域又严重过剩，致使炉膛温度降低，排烟量增大，带出热量增加，也就是排烟热损失增加。最好的做法是，在尽可能保证燃料得到充足的氧气而完全燃烧的前提下，使过量空气系数愈低，燃烧愈经济。造成空气过剩有以下几个原因：

2.1炉排下部的风室隔断不严，各风室互相串风。．

链条锅炉燃料的燃烧过程，是沿链条长度方向分布的。在炉排前部和后部不进行激烈的燃烧，需要少量的空气；而中部主燃区则需要大量空气。现代锅炉的分室送风技术是在链条下面分成几个风室，各个风室之间装有隔板，每个风室可以独立调节风量，保证燃烧良好。如果炉排下部的风室隔断不严，各风室互相串风，或者炉排两侧密封不严，就不能按照在锅炉内的燃烧过程合理地分配空气量。需要空气的区段得不到足够的空气，而不需要空气的区段却大量进入空气，从而大大影响其合理配风的有效性。

2.2锅炉烟气系统的漏风，主要发生在锅炉排放炉渣的部位。这种情况比较普遍，也很严重。目前大部分锅炉出厂时安装了机械除渣设备，但安装不正确，比如虽安装了链板除渣器，但没有用渣斗插入水封中；有些锅炉出厂时就没安装除渣器，甚至不配除渣门，锅炉使用单位就做一个简易出渣门，或用钢板临时堵一下除渣口，这样做的效果很差，不能起到隔绝空气的作用。

2.3应当指出的是锅炉本体的漏风，炉墙漏风也很普遍，但还不为人们所重视。锅炉炉墙砌体一般是各类耐火砖、红砖墙及保温砖等，其本身气密性就差，再加上耐火砖缝的耐火泥都是塑性的，这些都会导致锅炉炉墙漏风。尤其是快装锅炉的炉墙较薄，如果炉墙砌筑不好，锅炉漏风量将会很大；由于锅炉整体刚性较差，锅炉在运输和吊装过程中炉墙砖缝就会松动而漏风。

2.4锅炉燃烧调整的操作技术较差，造成风量配置不当。

上面已经提到，煤在炉排上的燃烧是分段、分区进行的。煤在预热干燥时，可以完全不需要空气；在挥发分析出区，有一部分可燃性气体已经开始燃烧，因此需要供给少量空气；挥发分和焦炭的燃烧区域是燃烧的主要部分，需要送人大量的空气。所以机械化层燃锅炉的合理操作，在于煤的不同燃烧过程供给不同的空气量，分段送风门的实际开度要经常随炉排速度、燃煤粒度、水分的变动及火床面上的燃烧情况加以调整。层燃锅炉操作技术水平的高低，表现在是否能按煤的燃烧各区段正确调节空气量，所以应加强对锅炉操作人员的节能技术培训，提高操作技能，以降低空气系数。

2.5锅炉仪表配备不够齐全。

一般10t/h以下锅炉所配备的仪表除压力表、水位计、温度表外，大都没有安装氧量表或者空气过剩系数表，这对锅炉操作人员现场控制空气系数带来很大的限制。对于一时还加装不上监测仪表的锅炉，可凭经验观察火焰判断燃烧情况，火焰呈青黄色表示空气量合适，呈刺眼的白色表示空气量过多，发黄呈桔红色表示空气量不足。另外根据排出的烟气颜色，也能帮助判断空气量的多少，烟气呈淡灰色表示空气量合适，呈白色表示空气量过剩，黑色表示空气量不足。

3炉渣含碳量

炉渣含碳量主要用于反应锅炉的机械不完全燃烧热损失。它是指一部分燃料进入锅炉以后，没有参与燃烧化学反应，就随着各种途径带出炉外面而造成的热能损失。对层燃炉来说，机械不完全燃烧热损失是最大的损失项，可达15%～20%以上。

造成炉渣含碳量高的原因很多，主要有以下几点：

3.1在机械化层燃炉(链条炉、往复炉)中，燃煤水分和挥发分对煤炭着火的快慢和燃烧温度的高低有显著的影响，另外煤粒度过大，或原煤未经洗拣都会造成煤炭燃烧不完全。煤炭水分过大，会造成煤着火延后；煤炭的挥发分高，就容易着火燃烧，反之就不易着火，所以燃用煤炭水分过大或者挥发份较小的煤种，因着火推迟，最后导致在整个燃烧过程结束时，煤炭来不及完全燃烬，造成炉渣含碳量超标。

3.2锅炉运行参数调整不合理，主要包括煤层厚度、进煤速度、风煤配比等。机械化层燃炉煤层过厚，燃煤不易烧透，造成燃烧不完全；进煤速度太快，燃煤还没有完全燃烧就已经到达炉排末端，被排出炉膛；煤风配比不合适，不能根据煤层厚度、炉排速度和煤的燃烧情况，适当调整送风机风门开度，以保证提供充足的氧气供煤炭充分燃烧，使炉渣含碳量增加。

3.3炉膛温度过低。炉膛温度的高低是燃料燃烧好坏的重要因素。过低的炉膛温度不能维持炉膛内良好的燃烧。为了保证炉内燃烧的稳定，炉膛出口的温度不宜低于800℃。炉膛温度偏低是目前工业锅炉运行中较为普遍的问题。造成的原因除了漏风严重和风量配置不当外，助燃拱的型式、低负荷、炉膛水冷系数过大等也是造成炉膛温度低的主要因素。

（三）导师制的作用