摘 要：锅炉是火力发电厂的关键设备之一，其效率直接影响电厂的经济效益，在现代电站中，反映锅炉运行状况好坏的主要性能指标是锅炉效率。因此，为了节约可利用能源，必须提高锅炉效率。本论文摘要从锅炉运行的参数方面提供了提高锅炉效率的方法。
　　我们建立了最佳过量空气系数模型和锅炉效率在线计算模型。在最佳过量空气系数模型中，我们通过matlab进行数据拟合得到了过量空气系数与热损失的关系曲线，得到了四组不同数据下的最佳过量空气系数，其中第二组基于现场湿烟气分析结果的计算，得到的最佳过量空气系数为1.1900；基于现场干烟气分析结果的计算，得到的最佳过量空气系数为1.2250。锅炉效率在线计算模型中，我们用同样的方法得到了锅炉效率与过量空气系数的关系曲线，发现随着过量空气系数的增大，锅炉效率先增加后减小。存在一个最佳过量空气系数使锅炉效率最大。
　　一、最佳过量空气系数模型
　　（1）最佳过量空气系数
　　锅炉效率的定义式为：
　　由于在各项热损失中q2， q3， q4是主要的三项损失，占锅炉全部热损失的 以上，所以q2+q3+q4之和最小也就是使锅炉效率最大。使燃烧热损失之和最小的炉膛出口过量空气系数称为最佳过量空气系数。
　　（2）理论计算模型[1]
　　理论空气量是指燃料完全燃尽所需的化学当量干空气量。理论上计算过量空气系数的公式如下：
　　上式中没有考虑机械不完全燃烧热损失q4。所以除α变大导致O2偏大外，燃烧工况不好时，因q4偏大，也会导致O2可能偏大。仅靠（5-2）式求得的值，并不一定是真实的过量空气系数，以此调整送入锅炉的空气量可能使燃烧更加恶化，因此需要建立实际计算模型进行求解。
　　（3）实际计算模型
　　与大气相比，烟气中的水蒸气含量较高，变化范围较大，为便于比较，监测方法规定以除去水蒸气后标准状态下的干烟气为基准表示烟气中有害物质的测定结果。煙气湿态体积就是烟气的实际体积，干态体积是去掉烟气中水蒸汽含量后的体积。二者的测量方法有所不同，所以我们分别基于现场湿烟气分析结果和干烟气分析结果进行计算。
　　最佳过量空气系数模型求解
　　二、最佳过量空气系数模型求解
　　根据题目的附录2中炉膛口飞灰含碳量 与过量空气系数的数据，利用Matlab进行数据拟合，得到的拟合公式和拟合图如下：
　　由图分析可知，由于喷入炉膛的煤粉不可能完全燃烧，当过量空气系数高时，煤粉燃烧的比较彻底，燃烧效率较高，而提高过量空气系数需要增大送引风机电耗，所以排烟温度升高，飞灰含碳量降低。
　　题目的附录1所给的锅炉运行主要参数中，排烟温度、主气流量、烟气含氧量和机组负荷共有四组数据（见表2），每组数据对应不同的最佳过量空气系数。我们利用Matlab对每组数据对应的过量空气系数与热损失的关系进行拟合，最终得到的最佳过量空气系数及热损失q2+q3+q4的结果如表1所示：
　　我们分别基于干烟气分析结果和湿烟气分析结果对四组数据进行曲线拟合，得到八组拟合图。第二组数据的拟合图如下所示（其余三组图见附录1）：
　　结果分析：
　　由图中可以看出，当α增加时，燃料同空气的反应机会加大，使化学不完全燃烧热损失q3和机械不完全燃烧热损失q4减少，却导致排烟热损失q2升高。三项损失的总和为一下凹的曲线，其最低点的值即为最佳α值。这时锅炉的热损失最小，经济性最高。基于现场湿烟气分析结果的计算，得到的最佳过量空气系数α湿=1.1900；基于现场干烟气分析结果的计算，得到的最佳过量空气系数α干=1.2250。
　　观察图可以发现，基于现场湿烟气和干烟气的分析结果基本一致，说明我们所得到的结果比较合理。
　　参考文献
　　[1] 韩玉杰，电站实际运行过量空气系数的计算及最佳值的确定，应用能源技术，第4期：31，2009.
　　[2] 李智，蔡九菊，曹福毅，胡俊宇，电站锅炉效率在线计算方法，节能，第4期：28，2005.
　　[3] 范从振，锅炉原理[M].北京：中国电力出版社，2003.