燃煤工业锅炉热效率测试及分析

【摘 要】 通过对同一结构的新旧工业锅炉进行热效率测试，计算出各项热损失，分析了热损失偏差产生的原因，并提出改进措施，为燃煤工业锅炉的经济运行与节能降耗提供指导。

【关键词】 工业锅炉 热效率 测试分析 节能

目前，我国在用燃煤工业锅炉的实际热效率平均为60%～65%[1-2]，运行热效率普通偏低，耗能高，浪费严重。刚投入运行的锅炉，其热效率测试结果能够达到《锅炉节能技术监督管理规程》（TSG G0002-2010）的要求，然而运行时间越长的燃煤工业锅炉，热效率明显下降，多数达不到《工业锅炉经济运行》（GB/T 17954-2007）的要求，能源浪费严重[3]。积极开展工业锅炉热工测试工作，建立工业锅炉的能效测试报告、能耗状况记录及节能改造技术资料的安全技术档案，对指导经济运行和节能降耗具有重要意义[4]。

本文以两台结构相同、但运行时间不同的DZL4-1.25-AII锅炉为测试对象，对其进行能效测试。通过试验数据，计算出测试工况下的热效率，对两台锅炉的各项热损失进行了比较，并分析了产生的原因，提出了提高锅炉热效率的措施。

1 锅炉概况

DZL4-1.25-AⅡ锅炉为单锅筒纵置式结构，自然循环水火管蒸汽锅炉，炉膛燃烧产生的烟气经过翼型烟道、炉前烟室、螺纹烟管、省煤器、除尘器、引风机、烟囱后排入大气。两台锅炉投入运行时间分别为1年和5年，记为1#、5#炉。表1为锅炉的设计参数。所有试验仪器（见表2）均在检定（校准）有效期内，仪器状态良好。测点布置如图1所示。

表1 锅炉设计参数

1.漏煤计量和取样；2.煤计量和取样；3.蒸汽压力；4.给水流量；5.给水温度；6.给水压力；7.飞灰取样；8.烟气分析；9.排烟温度；10.入炉冷空气温度；11.炉渣计量和取样。

图1 测点布置图

表2 试验设备

2 测试过程

测试方法和步骤依据《工业锅炉能效测试与评价规则》（TSG G0003-2010）进行。在锅炉热工况稳定的情况下连续测试4h，每15min记数一次。1#和5#炉测试期间耗煤量分别为2064.4kg和2536.8kg。煤样采集量分别为24.5kg、29.6kg。煤样缩分后送化验室分析，表3为两台炉的煤样分析。炉渣、漏煤和飞灰等采集后也送化验室分析。其他试验数据现场测试。试验结束时，锅筒水位和煤斗的煤位与试验开始时一致。测试期间给水压力、蒸汽压力、烟气中O2、RO2和CO含量随时间变化如表4所示。

表3 燃料元素分析（收到基）

表4 试验数据表

大气压力平均值为101.40kPa，各项热损失及测试计算结果汇总如表5、表6所示。

表5 各项热损失汇总表

3 测试热效率分析与改进措施

在测试工况下，两台锅炉的测试热效率（正平衡与反平衡平均值）分别为76.85%、63.00%。经过5年运行，在相同出力下，5#锅炉的燃料消耗量大大增加，热效率降低13个百分点，根据《工业锅炉经济运行》（GB/T 17954-2007）的要求，该锅炉热效率的合格指标应为76%，故没有达到合格指标。

5#炉烟气中含氧量高达14.3%，过量空气系数3.1，排烟温度192.3℃，排烟热损失占15.61%。锅炉定期检验报告提示，部分水冷壁积灰较厚，且烟管水垢较厚，影响到烟气的传热效果，造成排烟温度过高，故排烟热损失高。固体不完全燃烧热损失是由炉渣和飞灰等不完全燃烧造成的，通过化验可知，炉渣含碳量22.34%，飞灰含碳量34.22%，炉渣和飞灰含碳量都过高，固体不完全燃烧热损失q4占15.12%。

5#炉改进措施如下：（1）检查炉门、看火孔、炉墙、烟道是否严密，出渣机是否有水封，从而减少漏风量，降低过量空气系数；在省煤器后加装氧量计，方便司炉人员调节配风量；（2）锅炉运行时间年限较长，应在锅炉检修时清灰和除垢；加强锅炉本体和管道保温，对局部保温破损的地方进行填补或更换；（3）调整煤层厚度和炉排速度，使煤与空气充分混合并有足够燃烧时间；（4）对入炉煤进行预处理，对大块煤粉碎；在燃煤中加入适当的水分（含水量8%～10%）。

通过以上措施可以改善在用锅炉的运行工况，有利于燃煤锅炉的经济运行与节能降耗。

参考文献：

[1]王利梅，王善武.工业锅炉行业工艺工作现状与改进措施建议.工业锅炉，2005（05）

[2]王建国，陆伟静，刘庆玲.浅论工业蒸汽锅炉节能降耗技术改造与应用.内蒙古环境保护，2005（02）

[3]刘平安，张晓东.略论工业锅炉经济运行与节能的途径.节能技术，2008，26（3）

[4]张清林.提高中国燃煤工业锅炉运行效率及节能措施研究.洁净煤技术，2005（02）

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