提高锅炉安全、节能、环保运行的几点看法

时间：2024-05-20

王巍，霍光明，赵大昊，王海港

河南省锅炉压力容器安全检测研究院，河南郑州 450016

0 引言

由于我国锅炉燃烧设备、配套辅机的技术性能和质量影响，锅炉房管理水平和司炉工技术素质偏低，造成工业锅炉平均运行热效率仅为60%～70%，运行效率与设计鉴定效率相差10%～15%，白白多烧了15%～20%的燃煤。仅此一项，预计每年浪费燃煤为5000万吨～7000万吨，排放烟尘800万吨～1000万吨，排放CO2气体5万吨～6亿吨，不仅严重浪费能源，而且造成环境污染。因此，为了适应生存和发展的需要，必须重视对锅炉使用时安全、节能、环保等方面的全面管理。笔者根据10多年的专业技术工作经历，分析了锅炉使用过程中如下几个方面常见的认识误区，以利有关人员在澄清模糊认识、强化正确认识的同时，提高锅炉管理使用操作技术水平。

1 锅炉运行方面的几个认识误区

1.1 炉膛负压越大越好

燃煤炉如果不设计成负压运行，就不可避免地出现锅炉周围煤、灰、烟、火星乱冒，污染危害工作环境。但这绝不是说负压越大越好。炉膛负压过大，其一是风机电耗大大增加；二是炉膛漏风增加，锅炉热经济性降低，不利于节能；三是飞灰对沿程受热面的磨损加剧；四是会大大降低炉膛燃烧热效率。根据燃烧化学原理：ω∝pn燃煤与空气浓度一定，燃烧时的化学反应速度ω与反应物压力p的n次方成正比，即炉膛压力高些对燃烧有利，负压越大对燃烧速度越不利。

1.2 蒸汽压力波动对机炉设备的安全经济运行没有影响

蒸汽压力是蒸汽质量的重要指标之一。汽压波动过大直接影响机组的安全和经济运行。运行中要求汽压的波动幅值不能太大，汽压过高很危险，原因是：1）因汽压过高引起安全阀起动，造成大量排汽损失；2）安全阀万一发生故障不动作，可能出现爆炸事故；3）机械应力大，会危及锅炉、汽轮机及蒸汽管道安全，还可能引起调速级叶片过负荷；4）蒸汽温度正常而压力升高时，机组末几级叶片的蒸汽湿度增大，使其工作条件恶化，发生水冲击。

1.3 炉膛压力正负与安全没有什么关系

炉膛压力正常与否，对设备、人身的安全有相当的影响。负压过大，加剧了对烟管、尾部对流管壁，如过热器、省煤器的磨损，其磨损量比正常运行状态下大几十倍。时间一长，对流管壁会磨损减薄，且易出现主汽温度偏高，发生超温爆管等事故。正压燃烧（燃油炉除外），对锅炉安全运行危害更大，主要有以下几点：1）受热面和炉排工况恶化；2）炉门、钢架变形，炉墙裂缝；3）加剧对流管壁的磨损；4）金属管壁过热，破坏水循环；5）易使烟管胀口泄漏；6）蒸汽大量带水，恶化蒸汽品质，发生水冲击；7）加剧受热面的腐蚀。因此，各锅炉使用单位要充分认识到炉膛压力与安全的关系，以确保锅炉安全运行。

1.4 定期排污次数越多越好

定期排污主要是指排除锅炉底部的存渣、污垢和腐蚀产物，减轻炉管结垢，防止堵塞，降低锅水含盐量，强化传热效果。有人认为，排污次数增多效果会更好。其实不然。频繁排污一是浪费大量热量，影响供热汽压的稳定；二是对锅炉水循环不利；三是排污阀阀芯、阀杆盘根损耗大，漏泄、爆管现象增加；四是一台锅炉热效率为60%，当压力升至1MPa时，每增加一次排污浪费能源0.2%；当压力升至1.25MPa时，每增加一次排污浪费能源0.5%，如果将排污率提高到20%左右，能源浪费就更大了；五是运行人员劳动量加大。因此，定期排污必须按照“勤排、少排、均匀排”的原则进行，每八小时至少排污一次，设专人操作。一般规定，每个排污点一次排污的时间不得大于30s，严禁超时。

1.5 燃料中的水分越少越好

一般教科书中都介绍，燃料中的水分是有害成分，是燃料中的杂质。水分会吸收燃料燃烧时的放热，增加排烟损失，同时会使燃煤给煤给粉困难；如果燃料油中含水，会使火焰脉动燃烧不稳，甚至锅炉灭火，因而有人认为燃料中的水分越少越好。其实，这是非常错误的。燃煤中的水分过少，一是挥发分容易大量析出；二是储煤有可能自燃；三是上煤过程中煤粉飞扬，污染环境；四是对燃烧不利。

1.6 炉膛过剩空气系数越小越好

炉内燃烧状况好坏，主要撒于风煤（或油、气）配比最佳与否，除了肉眼观察火焰、烟色和排渣外，关键要看炉膛过剩空气系数α1的大小。α1是指炉膛出口处供给每公斤燃料的实际空气量与理论空气量的比值。低α1燃烧，可大大减少硫酸气体（SO3）和氮氧化物（NOX）的产生及环境污染，减轻腐蚀及排烟热损失。但α1过小，固体未完全燃烧热损失q4和气体未完全燃烧热损失q3都增加，烟筒冒黑烟，炉渣及飞灰含碳量增大，燃烧不稳定，而且飞灰和碳黑将沾污、堵塞对流烟道、省煤器及空气预热器。如果增大到一定范围内，可使q3、q4降低，但排烟热损失q2却会增加。