趙茹斌ZHAO Ru-bin

（焦作丹河發(fā)電有限公司，焦作 454000）

（Jiaozuo Danhe Power Generation Co.，Ltd.，Jiaozuo 454000，China）

0 引言

火力發(fā)電廠是利用煤、石油、天然氣或其他燃料的化學(xué)能生產(chǎn)電能的工廠。在火力發(fā)電廠中，鍋爐的作用是利用燃料燃燒放熱來(lái)產(chǎn)生一定質(zhì)量和數(shù)量的蒸汽。從能量守恒的觀點(diǎn)來(lái)看，當(dāng)鍋爐工況穩(wěn)定時(shí)，輸入鍋爐的熱量與鍋爐輸出的熱量應(yīng)當(dāng)平衡。鍋爐輸出的熱量包括有效利用熱和各項(xiàng)熱損失兩個(gè)方面。鍋爐熱平衡方程，見(jiàn)公式（1）：

對(duì)于燃煤鍋爐來(lái)說(shuō)，熱損失主要包括排煙熱損失、化學(xué)不完全燃燒熱損失、機(jī)械不完全燃燒熱損失、鍋爐散熱損失、爐渣物理熱損失幾部分。公式（1）可以表達(dá)為：

式中Qr——燃料和隨燃料一起進(jìn)入鍋爐的熱量，Q1——有效利用熱量，Q2——排煙損失熱量，Q3——化學(xué)不完全燃燒損失熱量，Q4——機(jī)械不完全燃燒損失熱量，Q5——鍋爐散熱量，Q6——爐渣物理?yè)p失熱量。

將公式（2）各項(xiàng)均除以總輸入熱量Qr，并乘以100%，則可用熱量的百分?jǐn)?shù)寫(xiě)出鍋爐熱平衡方程。見(jiàn)公式（3）：

式中q1——鍋爐有效利用熱百分?jǐn)?shù)，q2——排煙熱損失百分?jǐn)?shù)，q3——化學(xué)不完全燃燒損失熱百分?jǐn)?shù)，q4——機(jī)械不完全燃燒損失熱百分?jǐn)?shù)，q5——鍋爐散熱損失百分?jǐn)?shù)，q6——爐渣物理熱損失百分?jǐn)?shù)。

從公式（3）可以看出，要想提高鍋爐有效利用熱，必須降低其它各項(xiàng)損失熱百分?jǐn)?shù)。

1 排煙熱損失

1.1 定義 煙氣離開(kāi)鍋爐排入大氣所帶走的熱量損失，叫做排煙損失，它是由于排出鍋爐的煙氣焓高于進(jìn)入鍋爐的冷空氣焓而造成的。

1.2 計(jì)算公式

式中q2——排煙損失百分?jǐn)?shù)（%），K1、K2——系數(shù)，根據(jù)不同的燃料品種選取，αy——鍋爐排煙處的過(guò)?？諝庀禂?shù)，Ty——排煙溫度（℃），tk——冷空氣溫度（℃），q4——機(jī)械不完全燃燒損失百分?jǐn)?shù)（%）。

1.3 影響因素 影響排煙熱損失的主要因素是排煙溫度和排煙容積，排煙溫度越高，排煙容積越大，排煙熱損失就越大。在排煙溫度相同時(shí)，煙氣容積越大，則排煙熱損失也越大。燃料水分越大或排煙處過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)大，都會(huì)導(dǎo)致排煙處煙氣容積增大，排煙熱損失增加。鍋爐運(yùn)行時(shí)，受熱面上發(fā)生結(jié)渣或積灰時(shí)，受熱面的換熱能力降低，煙氣的傳熱量減少，造成排煙溫度升高。在鍋爐運(yùn)行時(shí)，漏風(fēng)不僅會(huì)使排煙容積增大，而且還會(huì)使排煙溫度升高，這是因?yàn)槁┤氲睦淇諝馐孤╋L(fēng)點(diǎn)處的煙溫降低，使漏風(fēng)點(diǎn)之后所有的受熱面?zhèn)鳠崃慷紲p少，故使排煙溫度升高，而且漏風(fēng)點(diǎn)越靠近爐膛，影響越大。

1.4 采取措施 及時(shí)清理受熱面。在運(yùn)行中及時(shí)吹灰、打焦和清除結(jié)垢，在停爐時(shí)，對(duì)受熱面進(jìn)行徹底清理，從而保持受熱面內(nèi)外清潔。采購(gòu)原煤時(shí)注意燃煤質(zhì)量，同時(shí)加強(qiáng)煤場(chǎng)管理，做好燃料儲(chǔ)存，制粉過(guò)程中，對(duì)原煤、煤粉干燥，提高煤粉的干燥程度。加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)整和設(shè)備維護(hù)，適當(dāng)減少過(guò)量空氣系數(shù)。加強(qiáng)對(duì)鍋爐的檢查與維護(hù)，減少漏風(fēng)。

2 化學(xué)不完全燃燒熱損失

2.1 定義 化學(xué)不完全燃燒熱損失是指鍋爐排煙中殘留的可燃?xì)怏w如CO、H2、CH4和重碳?xì)浠衔顲MHN等未放出其燃燒熱而造成的熱損失。

2.2 計(jì)算 對(duì)于化學(xué)不完全燃燒常采用如下簡(jiǎn)化計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算：

對(duì)于煤粉爐而言，化學(xué)不完全燃燒熱損失一般不大于0.5%，在鍋爐反平衡計(jì)算中常忽略不計(jì)。

2.3 影響因素 化學(xué)不完全燃燒熱損失與燃料性質(zhì)、爐膛過(guò)量空氣系數(shù)、爐膛溫度、爐膛結(jié)構(gòu)及運(yùn)行工況等因素有關(guān)，燃料揮發(fā)分低、風(fēng)粉配合不當(dāng)、空氣量不足、過(guò)?？諝庀禂?shù)過(guò)小、爐膛溫度過(guò)低等，都會(huì)增加化學(xué)不完全燃燒熱損失。

2.4 采取措施 采購(gòu)優(yōu)質(zhì)煤，提高入爐煤揮發(fā)分。加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)整，保持適當(dāng)?shù)倪^(guò)?？諝庀禂?shù)和較高的爐膛溫度以及穩(wěn)定的負(fù)荷。組織好鍋爐內(nèi)空氣動(dòng)力工況，使燃料與空氣得到充分的混合。

3 機(jī)械不完全燃燒

3.1 定義 機(jī)械不完全燃燒熱損失，是部分固體可燃物在鍋爐內(nèi)不完全燃燒隨飛灰和爐渣一同排出爐外而造成的熱損失。即有飛灰、爐渣不完全燃燒熱損失兩部分組成。用q4表示。

3.2 計(jì)算公式 機(jī)械不完全燃料損失率=鍋爐灰渣的機(jī)械不完全燃燒損失+鍋爐飛灰的機(jī)械不完全燃料損失。

對(duì)于機(jī)械不完全燃燒損失熱百分?jǐn)?shù)，通常用如下經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算：

式中32866——?dú)執(zhí)浚扇嘉铮┑陌l(fā)熱量（千焦/千克），Ay——燃料的應(yīng)用基灰分含量重量百分?jǐn)?shù)（%），ahz——灰渣灰比，afh——飛灰灰比，Chz——灰渣中的可燃物含量重量百分比，Cfh——飛灰中的可燃物含量重量百分比，——入爐煤的應(yīng)用基低位發(fā)熱量（千焦/千克）。

3.3 影響因素 從公式（6）可以看出，影響機(jī)械不完全燃燒損失的主要因素有：①燃料的應(yīng)用基灰分，灰分越高，損失越大，②應(yīng)用基低位發(fā)熱量，低位發(fā)熱量越高，損失越?。虎埏w灰、灰渣可燃物含量，含量越高，損失就越大。而燃料的灰分、低位發(fā)熱量與采購(gòu)的原煤質(zhì)量有關(guān)。而飛灰、灰渣可燃物含量與鍋爐燃燒方式、煤粉細(xì)度、爐膛結(jié)構(gòu)、鍋爐負(fù)荷和運(yùn)行工況以及運(yùn)行人員的操作水平有關(guān)。

3.4 采取措施 提高采購(gòu)原煤質(zhì)量，采購(gòu)發(fā)熱量、揮發(fā)分高，灰分少的燃煤。加強(qiáng)對(duì)制粉系統(tǒng)的管理，使用優(yōu)質(zhì)鋼球，并定期更換，進(jìn)而提高磨煤質(zhì)量，降低煤粉細(xì)度。進(jìn)行正確的運(yùn)行調(diào)節(jié)，以保持適當(dāng)?shù)倪^(guò)?？諝庀禂?shù)、爐膛火焰中心位置與火焰充滿程度、爐膛負(fù)壓以及足夠的爐膛溫度，則機(jī)械不完全燃燒熱損失就小。

4 散熱損失

4.1 定義 散熱損失是由于鍋爐爐墻、聯(lián)箱、汽水管道、煙風(fēng)管道等部件的外表面溫度高于周?chē)髿鉁囟榷蛑車(chē)⑹У臒崃俊?/p>

4.2 計(jì)算公式 當(dāng)鍋爐在非額定蒸發(fā)量情況下運(yùn)行時(shí)，按公式（7）計(jì)算：

4.3 影響因素 影響散熱損失的因素有：鍋爐散熱表面積的大小，水冷壁敷設(shè)情況、管道的保溫及周?chē)h(huán)境情況。

4.4 減少損失應(yīng)采取措施 加強(qiáng)對(duì)鍋爐本體及管道的檢查，對(duì)發(fā)現(xiàn)的保溫缺失的、保溫不好的地方，及時(shí)做好維護(hù)工作，減少散熱損失。

5 爐渣物理熱損失

5.1 定義 爐渣排出爐外時(shí)由于它具有較高的溫度而造成的熱損失稱為爐渣物理熱損失。

5.2 計(jì)算公式 爐渣物理熱損失按公式（8）計(jì)算：

式中(ct)lz——爐渣的比熱與其溫度的乘積，也就是爐渣的熱焓，（千焦/千克）。

5.3 影響因素 爐渣物理熱損失的大小與燃料中的灰分含量、爐渣中灰分占燃料總灰分的份量、燃料發(fā)熱量、鍋爐的排渣方式有關(guān)，灰分高或發(fā)熱量低，或排渣率高的鍋爐，該項(xiàng)損失就大。

5.4 采取措施 把好燃煤進(jìn)廠關(guān)，選用發(fā)熱量高、灰分低的燃煤，從而降低爐渣物理熱損失。

6 影響鍋爐損失的主要指標(biāo)

通過(guò)上述闡述可以看出，影響鍋爐損失的指標(biāo)主要有：過(guò)?？諝庀禂?shù)、排煙溫度、送風(fēng)溫度、燃煤發(fā)熱量、燃煤灰分、灰渣及飛灰可燃物含量等。

7 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上闡述，明確了鍋爐各項(xiàng)損失的定義、計(jì)算公式、影響因素、減少損失應(yīng)采取的措施，為減少鍋爐損失及其計(jì)算提供了思路。

[1]張衛(wèi)會(huì)，于慶士，辛國(guó)華合編.火力發(fā)電廠熱力設(shè)備及系統(tǒng).東北電力學(xué)院.

[2]劉鴻遠(yuǎn).一種節(jié)能鍋爐[P].中國(guó)專利:CN103335398A,2013-10-02.

[3]鄧漢生,楊澤新.一種立式節(jié)能鍋爐[P].中國(guó)專利:CN202328 748U,2012-07-11.