工业锅炉运行方式分析

　　本文通过对一台20吨锅炉运行情况的分析，指出工业锅炉合理的运行方式，以求达到安全、经济的目标。笔者在实践中看到，有许多工业锅炉是在偏离设计工况的条件下工作，有的长期低压运行，也有的长期超负荷运行，这对锅炉本身的使用寿命以至运行的经济性都产生了不良后果。
　　供分析用的是一台DZD20-25/400型锅炉，该锅炉生产的蒸汽送至厂蒸汽站的分配联箱，再分送至各用汽单位，分配联箱安全阀定压0.08Mpa起跳，生产用汽最大压力0.4Mpa，厂内设有一台1000kw汽轮发电机组，在不发电的情况下，为保证生产用汽，锅炉只能低压运行，运行压力1Mpa左右，过热蒸汽温度340℃，由于低压运行，带来了一系列问题。
　　一、由于压力降低从而使汽水混合物的饱和温度降低，导致燃料消耗量的减少，最终使炉膛温度降低，炉膛温度降低对燃料的燃烬不利，可导致机械未完全燃烧损失q4的增加，在压力降低的情况下如试图提高蒸发量，则必须多进煤，增加送引风量使风煤协调，因炉膛温度水平低，易导致煤的不完全燃烧，使烟囱冒黑烟，污染环境。锅炉的效率也会降低。如该锅炉因具有半室燃的特性，故低压运行时尚能燃烧良好，但遇有负荷增大的情况，就必须多进煤，这时就易冒黑烟，为了克服这个缺点，进行了操作技术上的改进，首先是将主汽门适当关小，以求提高压力，从而提高炉膛温度，同时注意风量的调配，使引风不过大，增加烟气在炉内的停留时间，注意使用二次风，加强搅拌和混合，控制输煤电压即控制给煤量控制煤层厚度，采取了这些措施，基本上消除了黑烟，锅炉燃烧良好，但对于一般层燃链条炉，因其着火条件不及DZD炉，低压运行时在燃烧方面碰到的问题较多，有时不是单纯改进操作方法就能解决，而必须结合煤种在锅炉的结构方面作一定改进，才可能达到正常运行。
　　二、低压运行导致蒸汽严重带水。锅炉在设计参数下工作蒸汽速度有一个合理的范围，经汽水分离装置后可以获得较干燥的蒸汽品质，反之，在保持锅炉铭牌出力下低压运行，蒸汽速度显著增大，蒸汽带水也增大，这将对过热器的工作带来影响，一方面蒸汽流速的增加将改善过热器的冷却条件，对过热器的工作有利，另一方面由于饱和蒸汽压力降低，蒸汽密度降低，传热性能下降，对降低过热器壁温不利，但总的来讲，由于烟气温度的降低，对过热器的工作是有利的，蒸汽中水分的增加会在过热器蛇形管底部结垢，埋下事故隐患，导致超温破坏。
　　三、低压运行工况，炉膛中烟气温度低，若灰粒中多硬性物质，灰粒粗大而有棱角，使灰粒变硬，则灰粒的磨损也大，由于燃料为高硫煤烟气露点高，烟气温度低，易引起尾部受热面腐蚀，大修检查发现，锅炉的省煤器腐蚀较为严重，每次检修均要更换数根管子，而空气预热器在运行4年以后，已全部更换了一次。
　　四、低压运行造成大马拉小车，浪费能源。低压运行时送引风机挡板均要关小，造成节流损失，消耗能源。给水泵也存在负荷不足的现象，这样就增加了损失，由于辅机损失增大，从而使锅炉机组净效率下降。
　　低压运行对锅炉的工作和经济性有不良影响，同样，超负荷运行对锅炉的工作也是不利的。
　　锅炉在设计中允许有一定的超负荷能力，短时过负荷运行是允许的，但实践中有些锅炉因为热负荷较大，而锅炉容量又较小，于是盲目地使锅炉处于长期超负荷运行状态，这对设备本身是极为不利的，将严重地影响到设备的使用年限。
　　在超负荷工况，为了多发汽，必须多耗燃料，使烟气流速增加，而使烟气侧对流放热系数增大，同时由于烟气温度增加，使传热温差增加，因而使对流过热器吸热量增加的值超过负荷增加值使出口汽温增高，这对过热器的工作是很不利的。由于整个炉膛温度水平的提高使各受热面的工作条件恶化，长期超温运行，会引起金属材料的损坏。在超负荷情况下，飞灰浓度大，烟气流速高引起强烈磨损。
　　金属磨损量T∝GW2τ/2g g/㎡
　　式中　G—飞灰质量流量 g/㎡·s
　　　　　w—飞灰速度 m/s
　　　 　 τ—时间 h
　　　　　g—重力加速度 9.81m/s2
　　长期超负荷运行使受热面很快损坏,大大缩短设备的使用寿命。
　　由以上的分析可知,锅炉无论是低压运行或是超负荷运行,都不是正确的运行方式,最经济安全的运行方式还是在额定参数，经济负荷范围内运行,可以达到最佳效果。
　　在工作锅炉的运行实践中,另外一个影响比较大的问题是负荷频繁变化，给运行工作带来一些问题，例如某厂生产不正常，加上调度原因，就存在开关车频繁，负荷不稳的问题，在自发电的情况下，因为以汽定电，结果汽负荷高时可以多发电，汽负荷低时就只能少发电，不能维持发电量的均衡，在用汽负荷多变的情况下，常形成汽压交变从而对汽包增加热冲击和热疲劳作用，易致疲劳破坏，对炉墙耐火砌体也易导致开裂，致使漏风增加，锅炉热效率下降。以上这些问题都是由于用汽负荷波动大所致，如果消除了负荷波动，就从根本上解决了这个问题，如果有条件在锅炉房内装设蒸汽蓄热器可以均衡用汽负荷的波动，从而解决上述问题。