锅炉操作第2部分

影响效率的锅炉操作（第二部分）

在其最简单的形式，效率是能量输出与能量输入的比率，以百分比表示。因此，为了优化效率，重要的是减少投入（燃料是主要来源）和最大化产出（蒸汽生产）。然而，这两个目标往往会产生相反的结果。这两部分的文章回顾了运营商的责任，有效地管理各种技术和关键功能，将优化效率，无论燃料或锅炉类型。

第2部分：关键操作功能

燃烧器调整

燃料和燃烧空气在燃烧器中结合并释放热量。为了在炉子宽度上保持最佳的热量分布，空气和燃料流必须均匀地供应给所有燃烧器。当单个燃烧器调整影响特定燃烧器时，它们也会影响相邻的燃烧器。大多数锅炉有多个燃烧器在平行流动路径上的前和/或后炉壁。燃烧器必须在设计上相似，并且必须以相同的方式调整以优化气流分布。

调整通常可以改变燃烧器中的湍流和流量。湍流的增加增加了空气-燃料混合。它还增加燃烧强度，提供更快的热量释放，减少灰中未燃烧的碳（UBC），允许在更少的多余空气中运行，并提高锅炉效率。然而，也可能导致结渣增加、氮氧化物排放增加和风扇功耗增加。

通过燃料制备系统中的分流装置或通过煤炭输送管道中的流量平衡装置，也可以对单个燃烧器进行燃料流量调节。虽然可能，但燃料流动的动态平衡是困难的。与燃烧空气调节一样，对相邻燃烧器的潜在影响需要可靠的相对流量反馈，才能作为有效的动态操作工具。火焰表征系统和燃烧后成分传感器的进步可以为在线燃料平衡提供更精确的反馈。就地煤和燃烧空气流量测量装置也被用于实时空气和燃料流量测量。操作人员可以使用的一个工具是Flame Doctor®火焰监测系统。该系统可以连接到任何壁式燃烧装置，以监测每个单独燃烧器的火焰质量，并与所有燃烧器进行比较。有了这些信息，操作员就可以调整单个燃烧器的空气和燃料流量，以平衡整个系统，提高燃烧效率，减少多余的空气，降低炉子的氮氧化物排放。

通过燃料制备系统中的分流装置或通过煤炭输送管道中的流量平衡装置，也可以对单个燃烧器进行燃料流量调节。

过火（分段）机场调整

用于减少氮氧化物的燃烧器系统通常是分段的，因此初级燃烧高度通常低于完全燃烧所需的理论空气。完成燃烧过程所需的剩余空气通过OFA端口单独引入，位于最高燃烧器区域上方。根据调试期间进行的参数测试，分级气流通常作为负载的函数而变化。这一阶段的空气完全燃烧挥发的固定碳和CO气体以上的燃烧器区域允许显著减少氮氧化物的形成在燃烧器区域的还原性大气。虽然通常情况下能够确保完全燃烧和排放达标，但燃料类型、燃料配制质量或燃料和航空运输系统的任何变化都需要密切监测OFA系统的性能。

过量空气

平衡通风锅炉的总燃烧气流一般是通过调节强制风机的风量和用诱导风机控制炉膛的风量与燃料流量的关系来控制。过量空气是在理论上燃烧一定量燃料（化学计量空气）所需量以上的额外燃烧空气。多余的空气弥补了炉内的混合不足。增加过量空气的好处包括增加燃烧强度，减少碳损失和/或CO形成，减少结渣条件。缺点包括增加风扇功耗，增加烟囱上的热损失，增加管道侵蚀，并可能增加氮氧化物形成。

对于大多数煤灰，特别是来自美国东部的烟煤，如果灰烬颗粒周围不存在游离氧（还原条件），则固体到液体的相变发生在较低的温度下。其结果是，更多的结渣发生在锅炉运行时，多余的空气不足，局部还原条件可能发生。

在低过剩空气条件下，炉壁也可能发生局部管道金属浪费，但其影响不太明确。缺乏自由氧（一种还原气氛）和硫（来自燃料）的存在是已知的管道金属浪费的原因。高氯含量也会促进管子的浪费。虽然大多数煤和常规燃料含有很少的氯，但在垃圾衍生燃料中这是一个严重的问题。

燃料条件

燃料工况对各类锅炉的燃烧性能影响很大。燃料条件包括温度、压力和颗粒大小。较低的温度、较低的压力和较大的颗粒尺寸有助于不完全燃烧和增加灰中未燃烧的碳。相反，如果燃料更热、更细，燃烧就会得到改善。然而，在这些条件下，氮氧化物排放和结渣也会增加。

燃料工况对各类锅炉的燃烧性能影响很大。

燃料配制设备对锅炉性能的影响

燃料准备设备为燃烧准备燃料，对排放有重大影响。制备设备包括燃煤机组上的破碎机、粉碎机和干燥系统；燃油装置上的燃油加热器和油泵；垃圾锅炉上的垃圾处理、混合或干燥设备；或燃料处理，混合，施胶和输送设备上的燃烧装置。如果该设备没有得到适当的维护和操作，燃料可能不会完全燃烧，在烟道气中的灰或CO中留下UBC。

操作人员必须监视燃料配制设备。了解设备，其维护记录和操作特性是必不可少的。

燃烧不同的燃料

燃料供给系统和炉排设计是基于特定的燃料类型和尺寸的煤，木材，树皮，垃圾或其他类型的固体燃料。如果没有按照指定的设计保持适当的尺寸，那么操作困难和效率低下可能会发生。

煤粉装置的燃料制备、施胶、输送和燃烧设备是为处理一种特定类型的煤或类似的煤而设计的。炉体和炉面的设计目的是将烟气冷却到指定设计煤的灰的初始变形温度以下。如果煤的特性与设计规格相差很大，那么炉子就会吸收不足或吸收过多。这将导致在吸收不足的条件下产生更大的结渣，而在炉中产生更少的蒸汽。过度吸收条件导致对流通道中用于过热的可用热量减少。这就需要对操作人员或设计进行更改，以达到所需的最终蒸汽状态。

大多数以天然气或废气为燃料的锅炉是在工业发电厂和供热站。大多数用于加热、冷却和工艺蒸汽的包式锅炉现在都是用天然气燃烧的。操作人员了解操作这些装置的所有安全条件和程序是非常重要的。

由于燃料价格优惠，将燃煤锅炉转换为天然气锅炉带来了其他独特的挑战。在有过热器的公用事业和大型工业装置上，这可能需要对热阱进行物理更改，以及对燃烧器和燃料处理设备进行更改。

给水和锅炉水调理要求

锅炉的主要功能是通过管壁将燃烧气体的热量传递给水并产生蒸汽。干净的金属管是良导体，但水中的杂质会聚集在金属管的内表面。这些沉积物减少了传热，提高了管道温度，并可能导致管道故障。水的调节是必要的，以减少沉积物和维持单位的可用性。

管道沉积物减少传热，提高管道温度，并可能导致管道故障。

吹灰器操作

吹灰器是一种自动化装置，它使用蒸汽、压缩空气或高压水来清除管道表面的积灰。吹灰通过减少污垢和堵塞来改善传热。然而，过度吹灰会导致运行成本增加，管腐蚀和增加吹灰器维护。相反，不频繁的吹灰器操作会降低锅炉的效率和容量。最佳吹灰取决于负荷条件、燃烧质量和燃料。传统上，传热表面的清洁度留给操作人员的判断力和经验。

然而，先进的吹灰控制系统正在部署，以协助运营商提供最佳的吹灰性能。这些智能吹灰系统主要依靠监测锅炉传热性能来确定吹灰器的运行频率。由于清洗完全是根据需要进行的，因此智能吹灰系统非常适合处理不断变化的燃料混合物的操作。基于炉的吹灰设备越来越多地采用先进的控制方案来监控选定区域的热流密度，监督鼓风机运行的有效性，并最大限度地减少对炉壁管的热冲击。