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摘要：通过对50台层燃工业锅炉进行锅炉运行工况热效率简单测试，得出了各项热损失的分布情况，进而研究锅炉各项热损失与锅炉热效率的权重关系，分析了导致各种热损失的增加的主要因素，提出了控制各项热损失的主要措施。
关键词：工业锅炉；简单测试；因素；措施
前言
工业锅炉是重要的热能动力设备，在国民经济发展、居民生活中起着不可或缺的作用。据统计，截止2009年底，中国在用锅炉59.52万台，其中工业锅炉58.48万台，占锅炉总台数的98.25%，工业锅炉总量呈逐年上升的态势。工业锅炉一般为低参数运行，并且多为层燃方式，其数量多、分布广，耗煤量约占全国年耗煤总量的1 /3，而且效率低、污染物排放高[1]。通过分析及研究工业锅炉各项热损失的大小，找出层燃工业锅炉的节能对策，以提高层燃工业锅炉的效率、降低污染物排放和促进工业锅炉的可持续发展。
1.锅炉热平衡组成
2.各项热损失对锅炉热效率的影响
锅炉在实际运行过程中，各项热损失的大小直接影响了锅炉的热效率，进一步研究锅炉各项热损失与锅炉热效率的权重关系，对锅炉的节能改造具有更重要的意义。
根据TSG G0003-2010《工业锅炉能效测试与评价规则》[3]中的相关规定，对50台层燃工业锅炉进行了锅炉运行工况热效率简单测试，得出了各项热损失的分布情况。对于锅炉的散热损失q5，根据锅炉的额定出力和实际出力情况，直接查表或进行折算计算出其散热损失，对某一台锅炉其散热损失相对固定，因此，对锅炉的散热损失不进行分析。
对50台层燃工业锅炉的排烟热损失、固体未完全燃烧热损失、气体未完全燃烧热损失、灰渣物理热损失进行数学统计，做出如下图示。
从图2可以看出，固体未完全燃烧热损失q4在5%～20%范围内的所占的比例比较大，在20%～35%的范围内，也有一定数量的分布。固体未完全燃烧热损失包括炉渣热损失、漏煤热损失和飞灰热损失3部分。由于在锅炉运行工况热效率简单测试中，漏煤和飞灰的含灰量占入炉燃料总灰量的重量百分比是选取的，且两者所占的最大比例为25%，而炉渣含灰量所占的最小比例为75%，因此在简单测试中，固体未完全燃烧热损失主要与炉渣含碳量有关。
3.导致q2、q4增加的主要因素分析
3.1导致q2增加的主要因素分析
锅炉排烟热损失决定于排烟温度和过量空气系数，因此从这两个方面对导致排烟热损失增加的因素进行分析。
3.1.1排烟温度的影响
排烟温度升高是导致排烟热损失增加的主要方面，因此在锅炉运行中必须对排烟温度重点加以监控。导致排烟温度升高主要有以下因素：
（1）受热面结渣、积灰。炉膛的水冷壁、过热器、对流管束、省煤器或者预热器积灰都会使烟气侧热阻增大，导致传热减弱，造成排烟热损失增加。
（2）过量空气系数过大。正常情况下，随着炉膛出口过量空气系数的增加，排烟温度升高。过量空气系数增加后，虽然烟气量增加，烟速提高，对流放热加强，但传热量增加的程度不及烟气量增加的多。可以理解为烟速提高后，烟气来不及把热量传给工质就离开了受热面。
（3）给水温度。一般来说，当给水温度升高时。如果维持燃料量不变，省煤器的传热温差降低，省煤器的吸热量降低，使排烟温度升高。
（4）燃料中水分。燃料中水分的增加使烟气量增加，因此排烟温度升高；
3.1.2 过量空气系数的影响
在排烟温度不变的情况下，过量空气系数增加，排烟热损失也增加。过量空气系数过大，还会导致风机耗电量增加，因此要合理的控制过量空气系数。过量空气系数过大有以下几个主要原因：
（1）送风量太大。
（2）炉膛漏风较大。负压锅炉的炉膛是负压，空气如果从炉膛的人孔，检查孔、炉管穿墙处漏入炉膛，都会使炉膛出口过量空气系数增大。
（3）尾部受热面漏风较大.由于锅炉尾部的负压较大，空气容易从尾部竖井的检查孔及省煤器管穿墙处漏入。
3.2导致q4增加的主要因素分析
炉渣含碳量高，会使固体未完全燃烧热损失增大，使得锅炉的热效率降低，造成炉渣含碳量偏高主要有以下几个原因：
（1）过量空气系数。锅炉在实际运行中.炉渣含碳量与过量空气系数是紧密相联的。过量空气系数过小，空气供应不足，燃料不能充分燃烧.将使炉渣含碳量急剧上升；而过量空气系数过大，会大大降低炉膛温度，导致燃烧不充分，使得炉渣含碳量增加。
（2）燃用煤种与设计煤种不同。各种不同种类的工业锅炉都是根据不同燃料的特征来设计锅炉的参数，由于我国的燃煤工业锅炉以层燃锅炉为主，而层燃锅炉对煤种的适应性较差，当燃用煤种发生变化时，其燃烧情况必然会发生变化，一般是变得更差些。由此可以看出，除了由于锅炉质量、运行时间和管理方面的原因以外，燃煤煤质状况，尤其是收到基低位发热量与锅炉设计煤种不匹配，会对炉渣含碳量偏高产生较大的影响，进而对锅炉固体未完全燃烧热损失的增大和整个锅炉热效率降低也会产生比较大的影响。
（3）配风不合理。沿炉排长度方向配风不合理，不能满足各阶段燃烧所需的空气量，不利于燃料的着火和充分燃烧。沿炉排宽度方向配风不均匀，而煤层厚度沿炉排宽度方向是均匀的，就会使得风量偏小的区域燃料燃烧不充分，炉渣含碳量增大。
4.控制措施
4.1控制排烟热损失的措施
从设计制造方面来讲.可以增大空气预热器的传热面积，以降低排烟温度。但是降低排烟温度要适当，一方面当排烟温度比较低时，随着烟气温度的进一步降低，与空气的温差减少，即空气预热器的传热面积增加很多，烟气温度却降低很少；另一方面当排烟温度较低，预热器管的壁温低于烟气露点时，会发生低温腐蚀，运行一二年就要更换预热器，严重时半年就要更换。所以在设计时，锅炉排烟温度不能太低。
从运行方面来讲，根据上述对排烟热损失增加的主要因素分析，保证锅炉燃烧良好，防止冒黑烟，定期除灰，保持受热面清洁，降低过量空气系数，减少漏风，都可以有效的降低排烟热损失。
4.2 控制固体未完全燃烧热损失的措施
在运行方面为减小沿炉排宽度方向风压的不均匀性，可采用双面进风方式，也可以在风室中加装导流栅或均流挡板；在尾部烟道加装氧量表，通过测量烟气中的含氧量来实时调整配风量，实现自动燃烧，是获得最佳过量空气系数最好的办法。
针对煤质的不同，为减少固体未完全燃烧造成的热损失，提高锅炉的热效率，必须加强司炉人员的技术操作水平，使司炉人员及时掌握入炉煤的煤质情况，以便针对不同的煤质进行相应的燃烧调整。加强各种煤种的混烧及配煤技术，通过不断的进行燃烧调整试验，保证煤的固体未完全燃烧热损失减低，提高锅炉的热效率。
参考文献：
[1]谭美健，毛健雄.适用于中国燃煤工业锅炉的先进技术[A].2004中美工业锅炉先进技术研讨会论文集[C].北京：中国动力工程学会，2004.1-17
[2]张力.锅炉原理[M].北京：机械工业出版社，48
[3]TSG G0003-2010.《工业锅炉能效测试与评价规则》[s]
关键词：工业锅炉；简单测试；因素；措施
前言
工业锅炉是重要的热能动力设备，在国民经济发展、居民生活中起着不可或缺的作用。据统计，截止2009年底，中国在用锅炉59.52万台，其中工业锅炉58.48万台，占锅炉总台数的98.25%，工业锅炉总量呈逐年上升的态势。工业锅炉一般为低参数运行，并且多为层燃方式，其数量多、分布广，耗煤量约占全国年耗煤总量的1 /3，而且效率低、污染物排放高[1]。通过分析及研究工业锅炉各项热损失的大小，找出层燃工业锅炉的节能对策，以提高层燃工业锅炉的效率、降低污染物排放和促进工业锅炉的可持续发展。
1.锅炉热平衡组成
2.各项热损失对锅炉热效率的影响
锅炉在实际运行过程中，各项热损失的大小直接影响了锅炉的热效率，进一步研究锅炉各项热损失与锅炉热效率的权重关系，对锅炉的节能改造具有更重要的意义。
根据TSG G0003-2010《工业锅炉能效测试与评价规则》[3]中的相关规定，对50台层燃工业锅炉进行了锅炉运行工况热效率简单测试，得出了各项热损失的分布情况。对于锅炉的散热损失q5，根据锅炉的额定出力和实际出力情况，直接查表或进行折算计算出其散热损失，对某一台锅炉其散热损失相对固定，因此，对锅炉的散热损失不进行分析。
对50台层燃工业锅炉的排烟热损失、固体未完全燃烧热损失、气体未完全燃烧热损失、灰渣物理热损失进行数学统计，做出如下图示。
从图2可以看出，固体未完全燃烧热损失q4在5%～20%范围内的所占的比例比较大，在20%～35%的范围内，也有一定数量的分布。固体未完全燃烧热损失包括炉渣热损失、漏煤热损失和飞灰热损失3部分。由于在锅炉运行工况热效率简单测试中，漏煤和飞灰的含灰量占入炉燃料总灰量的重量百分比是选取的，且两者所占的最大比例为25%，而炉渣含灰量所占的最小比例为75%，因此在简单测试中，固体未完全燃烧热损失主要与炉渣含碳量有关。
3.导致q2、q4增加的主要因素分析
3.1导致q2增加的主要因素分析
锅炉排烟热损失决定于排烟温度和过量空气系数，因此从这两个方面对导致排烟热损失增加的因素进行分析。
3.1.1排烟温度的影响
排烟温度升高是导致排烟热损失增加的主要方面，因此在锅炉运行中必须对排烟温度重点加以监控。导致排烟温度升高主要有以下因素：
（1）受热面结渣、积灰。炉膛的水冷壁、过热器、对流管束、省煤器或者预热器积灰都会使烟气侧热阻增大，导致传热减弱，造成排烟热损失增加。
（2）过量空气系数过大。正常情况下，随着炉膛出口过量空气系数的增加，排烟温度升高。过量空气系数增加后，虽然烟气量增加，烟速提高，对流放热加强，但传热量增加的程度不及烟气量增加的多。可以理解为烟速提高后，烟气来不及把热量传给工质就离开了受热面。
（3）给水温度。一般来说，当给水温度升高时。如果维持燃料量不变，省煤器的传热温差降低，省煤器的吸热量降低，使排烟温度升高。
（4）燃料中水分。燃料中水分的增加使烟气量增加，因此排烟温度升高；
3.1.2 过量空气系数的影响
在排烟温度不变的情况下，过量空气系数增加，排烟热损失也增加。过量空气系数过大，还会导致风机耗电量增加，因此要合理的控制过量空气系数。过量空气系数过大有以下几个主要原因：
（1）送风量太大。
（2）炉膛漏风较大。负压锅炉的炉膛是负压，空气如果从炉膛的人孔，检查孔、炉管穿墙处漏入炉膛，都会使炉膛出口过量空气系数增大。
（3）尾部受热面漏风较大.由于锅炉尾部的负压较大，空气容易从尾部竖井的检查孔及省煤器管穿墙处漏入。
3.2导致q4增加的主要因素分析
炉渣含碳量高，会使固体未完全燃烧热损失增大，使得锅炉的热效率降低，造成炉渣含碳量偏高主要有以下几个原因：
（1）过量空气系数。锅炉在实际运行中.炉渣含碳量与过量空气系数是紧密相联的。过量空气系数过小，空气供应不足，燃料不能充分燃烧.将使炉渣含碳量急剧上升；而过量空气系数过大，会大大降低炉膛温度，导致燃烧不充分，使得炉渣含碳量增加。
（2）燃用煤种与设计煤种不同。各种不同种类的工业锅炉都是根据不同燃料的特征来设计锅炉的参数，由于我国的燃煤工业锅炉以层燃锅炉为主，而层燃锅炉对煤种的适应性较差，当燃用煤种发生变化时，其燃烧情况必然会发生变化，一般是变得更差些。由此可以看出，除了由于锅炉质量、运行时间和管理方面的原因以外，燃煤煤质状况，尤其是收到基低位发热量与锅炉设计煤种不匹配，会对炉渣含碳量偏高产生较大的影响，进而对锅炉固体未完全燃烧热损失的增大和整个锅炉热效率降低也会产生比较大的影响。
（3）配风不合理。沿炉排长度方向配风不合理，不能满足各阶段燃烧所需的空气量，不利于燃料的着火和充分燃烧。沿炉排宽度方向配风不均匀，而煤层厚度沿炉排宽度方向是均匀的，就会使得风量偏小的区域燃料燃烧不充分，炉渣含碳量增大。
4.控制措施
4.1控制排烟热损失的措施
从设计制造方面来讲.可以增大空气预热器的传热面积，以降低排烟温度。但是降低排烟温度要适当，一方面当排烟温度比较低时，随着烟气温度的进一步降低，与空气的温差减少，即空气预热器的传热面积增加很多，烟气温度却降低很少；另一方面当排烟温度较低，预热器管的壁温低于烟气露点时，会发生低温腐蚀，运行一二年就要更换预热器，严重时半年就要更换。所以在设计时，锅炉排烟温度不能太低。
从运行方面来讲，根据上述对排烟热损失增加的主要因素分析，保证锅炉燃烧良好，防止冒黑烟，定期除灰，保持受热面清洁，降低过量空气系数，减少漏风，都可以有效的降低排烟热损失。
4.2 控制固体未完全燃烧热损失的措施
在运行方面为减小沿炉排宽度方向风压的不均匀性，可采用双面进风方式，也可以在风室中加装导流栅或均流挡板；在尾部烟道加装氧量表，通过测量烟气中的含氧量来实时调整配风量，实现自动燃烧，是获得最佳过量空气系数最好的办法。
针对煤质的不同，为减少固体未完全燃烧造成的热损失，提高锅炉的热效率，必须加强司炉人员的技术操作水平，使司炉人员及时掌握入炉煤的煤质情况，以便针对不同的煤质进行相应的燃烧调整。加强各种煤种的混烧及配煤技术，通过不断的进行燃烧调整试验，保证煤的固体未完全燃烧热损失减低，提高锅炉的热效率。
参考文献：
[1]谭美健，毛健雄.适用于中国燃煤工业锅炉的先进技术[A].2004中美工业锅炉先进技术研讨会论文集[C].北京：中国动力工程学会，2004.1-17
[2]张力.锅炉原理[M].北京：机械工业出版社，48
[3]TSG G0003-2010.《工业锅炉能效测试与评价规则》[s]