锅炉漏风对传热和热效率的影响

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  摘 要:锅炉不同位置的漏风对锅炉运行产生的影响也不尽相同,对整个锅炉传热效率的影响也存在差异。在锅炉运行当中,不仅需要满足各种使用需求,而且要做好相关节能工作。在这种条件下,漏风问题不容忽视,需要深入、科学的研究相关产生原因,做好相关预防工作,为锅炉运行的节能、经济做出应有贡献。本文从漏风特点入手,阐述了锅炉漏风对传热和热效率造成的影响,以供同行工作参考。
  关键词:锅炉;漏风;热力计算
  锅炉漏风是锅炉运行中的常见现象,是影响锅炉运行经济、安全的主要环节,更是造成锅炉能耗损失的关键环节。就目前工作中常见的锅炉漏风问题进行分析,整个锅炉漏风主要可以分为炉膛漏风、炉膛出口漏风以及烟道漏风三个方面,这三个方面的漏风问题如果得不到有效的控制,很容易让空气从炉膛外进入到烟道中,从而影响到锅炉的传热和热效率,同时还会增加锅炉风机的损耗。
  一、锅炉漏风概述
  锅炉运行不仅需要满足各方面的使用要求,而且要做好相关节能工作。但是在目前的锅炉运行当中,漏风问题极为常见和普遍,一般锅炉在运行的过程中长期处于微负状态下,这个时候锅炉炉膛和烟道内的气压明显低于锅炉外部环境的大气压,这个时候一旦炉门、炉膛以及路墙上产生密封不严实的问题,那么必然会造成锅炉外部的空气向炉膛内散发,从而产生热量损失。特别是对于烟道的漏风而言,其一旦产生不仅达不到预计的燃烧要求,而且会造成大量热能的流失,是一项耗费材料大、功效低的工作状态。根据多年工作实践分析,这一环节的热能损失和原料浪费十分严重,但是却很少被相关工作人员重视。节能作为一项综合工程,任何一个环节产生漏风问题必然都会造成锅炉节能、经济影响,因此在锅炉运行中,我们必须要高度重视锅炉漏风问题,将漏风作为主要的治理措施。
  锅炉炉膛漏风是造成锅炉温度低、效率差的主要原因,也是影响锅炉运行效率、热损失、材料耗费的主要因素。在燃料燃烧的时候,供给的空气不可能百分之百的同燃料发生反应,为了使得燃料能够尽可能的发生燃烧,送风的同时必须要增加冗余量,因此在锅炉燃烧的时候实际空气输送量远远大于预计空气量,这就使得空气量与理论空气供输量之间存在着一个过量空气系数,这种系数的控制对于整个锅炉燃烧十分关键。因此在锅炉漏风问题的分析当中,我们必须要从多个不同的环节入手去研究,将漏风产生原因作为主要工作内容,从而保证锅炉运行安全性和经济性。
  二、锅炉漏风对传热、热效率的影响分析
  1、锅炉漏风对过热传热的影响
  在目前锅炉构成当中,高温过热器是不可缺少的重要组成部分,它通常都设置在靠近炉膛或者是烟道内。高温过热器漏风问题的产生主要是因为锅炉本体负压运行条件下,使得外部的空气进入到其中,从而造成空气大幅度增高、排烟量降低,不仅使得传热的温差变小,而且造成了传热效率的降低,也就是我们常说的传热性变差;同时空气的不断进入使得烟道内的烟气容积不断的上升,单位流量增高,從而影响到烟道对流传热系数,甚至是影响到锅炉的整体运行状况。
  2、漏风对省煤器的影响
  省煤器中的对流传热与高温过热器的对流传热是相同的,差异之处仅是烟气侧温度较低,烟气侧的辐射放热很小,另外工质侧是液体,放热系数比较大。漏风量越大,省煤器的平均传热温差越来越小,烟气流速是越来越大,这与高温过热器的现象是一致的。根据工作实践得出,省煤器的传热系数是增大的,这与高温过热器正好相反。产生如此的结果是由两个原因造成的:一是烟气流速增大使烟气侧对流放热系数增大,烟气温度降低使烟气侧辐射放热系数减小。但是由于省煤器处在接近锅炉尾部,烟气的平均温度很低致使整个烟气侧辐射放热程度很小,与对流放热不在一个数量级上,因此整个烟气侧放热系数是增大的。二是由于工质是水,工质侧的放热系数与烟气侧的放热系数不在相同水平上,对整个放热系数的影响不大。两者综合,则省煤器的放热系数是增加的。
  3、空气预热器漏风对锅炉效率的影响
  空气预热器与省煤器都布置在锅炉的尾部,漏风对传热的影响基本相同。但空气预热器漏风来源于空气侧,漏风的温度高于环境温度,此外空气预热器的漏风直接影响排烟温度。冷端漏风使排烟温度下降的幅度比热端漏风使排烟温度下降的幅度大得多。冷端漏风使锅炉效率下降的幅度很小,甚至几乎不变,但热端漏风使锅炉效率下降的幅度很大。空气预热器热端漏风对锅炉热效率的影响程度大于空气预热器冷端漏风的影响。当空气预热器的热端漏风时,漏入的空气温度虽然较高,但与烟气的温度相比,温差比较大。所以降低了烟气的平均烟温,使传热性能变差,传热量降低,热端的出口烟量增加,出口烟温降低不大。烟气进入冷端后传热系数增加了,但因进口烟温略有下降,且传热面积较小,故总的烟气放热量增加不多,冷端出口烟温就降低得很小,热端减少的放热量几乎全部被排烟带走,所以排烟损失大幅度增大,锅炉效率就降低得很多。
  当冷端漏风时,漏入的空气温度虽然较低,但烟气与冷风的温差比热端小得多。因而,冷端传热温差的减小不如热端大,且传热面积较小,导致总传热量减小的幅度也明显小于热端,排烟损失的增加和锅炉效率的降低均小于热端漏风的影响。
  4、漏风对燃料利用的影响
  炉墙及烟道漏风严重,燃料水分高,则排烟容积就大,排烟损失增加,造成锅炉热效率降低,燃料销耗量增大。并且由于炉膛和烟道中一般都有一定的负压,外界冷空气会从炉墙、烟道等不严密处,造成过剩空气系数的变化,与受热面积的热交换能力变化。因此,锅炉漏风问题应引起锅炉使用单位及主管部门的重视。锅炉各处受热面漏风影响的机理不完全相同,对传热量减少的影响也不完全一样。漏风一方面降低了受热面的传热温差,另一方面使对流传热系数增加,但总的传热量是减少的,还会影响燃料的利用率。在高温烟气处存在一定份额的烟气辐射放热量,漏风后这部分热量将减少;随烟温降低,受热面烟气辐射放热系数逐渐减小;在低温烟气处,如尾部烟道,烟气辐射放热量非常小,漏风对此的影响完全可以忽略不计。因此,漏风后高温受热面传热系数会减小,随烟温降低,受热面传热系数减小的幅度变小,在锅炉尾部传热系数会增大。
  三、结束语
  空气预热器漏风会使锅炉效率下降,但热端漏风的影响比冷端大,主要原因是热端漏风温度与烟温的差值比较大,传热温差下降的幅度大,且热真个传热面积大于冷端。所以,在设计制造和运行中,特别要严格控制空气预热器热真个漏风。漏风不仅会引起排烟热损失,影响传热性能,还会使漏风以后的受热面磨损加剧,引风机电耗增加以及因漏风过大而迫使锅炉降低出力运行,所以应努力想法把漏风减少到最低限度。■
  参考文献
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