談過量空氣系數(shù)與燃煤工業(yè)鍋爐經(jīng)濟運行的監(jiān)控

　1過量空氣系數(shù)及其與鍋爐熱效率的關(guān)系在鍋爐的實際運行中，由于燃燒設(shè)備難以保證燃煤和空氣的徹底混合，只供給理論空氣量是不可能達到完全燃燒的。為使燃煤盡可能完全燃燒，必須多供給-些空氣，這多供給的空氣稱為過量空氣。供入爐內(nèi)的實際空氣量與理論空氣量的比值稱為過量空氣系數(shù)。

　　過量空氣系數(shù)實質(zhì)上是反映燃煤和空氣配合的一項數(shù)值，是衡量鍋爐燃燒配風(fēng)的尺度。過量空氣系數(shù)過大，表示向爐內(nèi)供風(fēng)過多，這不僅降低爐溫，惡化燃燒，而且使煙氣量增加，從而引起鍋爐排煙熱損失及引風(fēng)機用電量增加。反之，過量空氣系數(shù)太小，又不能保證燃煤的充分燃燒。過量空氣系數(shù)既可反映鍋爐運行的經(jīng)濟性，又可反映司爐工燃燒操作的技術(shù)水平，因此，過量空氣系數(shù)是鍋爐運行非常重要的燃燒技術(shù)經(jīng)濟指標。

　　鍋爐運行的經(jīng)濟性，通常用鍋爐的熱效率來衡量，即熱效率高，鍋爐運行時熱損失少；熱效率低，鍋爐運行時熱損失多。鍋爐的熱損失包括：排煙熱損失、散熱損失，灰渣顯熱損失、氣體不完全燃燒熱損失和固體不完全燃燒熱損失。其中排煙熱損失占送入鍋爐熱量的8~20%.提高鍋爐運行熱效率的辦法是減少鍋爐的各項熱損失。正確調(diào)節(jié)爐內(nèi)過量空氣系數(shù)是減少鍋爐排煙熱損失，提高鍋爐熱效率的主要措施。研究表明，當(dāng)排煙溫度在160~200C時，過量空氣系數(shù)每降低0.1排煙熱損失將減少0.46~0. 61%排煙溫度越低，過量空氣系數(shù)越低，則排煙熱損失越少。

　　目前我國燃煤工業(yè)鍋爐滿負荷運行時，爐膛內(nèi)的過量空氣系數(shù)-般在3.0左右，如果合理配風(fēng)，將過量空氣系數(shù)從3.0降低至2.0，則排煙熱損失將減少5%左右，意味著熱效率提高5%.有人研究發(fā)現(xiàn)，鍋爐熱效率提高1%，則節(jié)煤0.5%.可以推算得出，一個年耗煤500萬T的城市，如果鍋爐熱效率提高5%，則節(jié)煤12. 5萬T，其經(jīng)濟效益、環(huán)境效益都非常顯著。

　　2我國燃煤工業(yè)鍋爐的運行現(xiàn)狀及分析所謂鍋爐的經(jīng)濟運行，主要是指鍋爐在外界工況下高效率工作，以降低燃煤消耗。我國燃煤工業(yè)鍋爐大約50萬臺，是污染大氣環(huán)境的主要污染源。因此，加強燃煤工業(yè)鍋爐經(jīng)濟運行的監(jiān)控，節(jié)能降耗，從而減少煙塵排放總量，無疑是改善大氣環(huán)境質(zhì)量的有效手段。

　　目前在我國，一般以熱效率、出力、過量空氣系數(shù)、排煙溫度、爐墻外表平均溫度、灰渣含碳量等6項熱工指標來衡量鍋爐是否經(jīng)濟運行。調(diào)查表明，我國大部分燃煤工業(yè)鍋爐未能經(jīng)濟運行，表現(xiàn)為熱效率低，出力低，過量空氣系數(shù)高，排煙溫度高，爐墻外表面平均溫度高，灰渣含碳量高。燃煤工業(yè)鍋爐未能經(jīng)濟運行的原因，除了燃燒設(shè)備本身因素的影響以及煤質(zhì)對鍋爐燃燒運行的影響外，還有兩方面的重要原因，第一通風(fēng)方式落后；第二、監(jiān)督管理不力。

　　落后的通風(fēng)方式首先表現(xiàn)在鍋爐設(shè)計安裝時風(fēng)機與鍋爐的匹配失調(diào)。許多鍋爐在設(shè)計安裝時，設(shè)計安裝人員思想保守，認為大的風(fēng)機保險，因而形成“大馬拉小車”鍋爐運行時過量空氣系數(shù)表現(xiàn)得非常大。其次表現(xiàn)在鍋爐運行時以鼓、引風(fēng)量不變的方式通風(fēng)。許多鍋爐在起爐和正常運行時，鼓、引風(fēng)閥門保持同一狀態(tài)，司爐工在燃燒操作時，僅據(jù)鍋爐負荷的變化，調(diào)整燃煤量，而不調(diào)整鼓、引風(fēng)機閥門。因此，當(dāng)燃煤量少時，過量空氣系數(shù)表現(xiàn)得較大；當(dāng)燃煤量多時，過量空氣系數(shù)表現(xiàn)得相對較小。第三表現(xiàn)在許多鍋爐未配備過量空氣系數(shù)表。鍋爐運行時，司爐工只能憑經(jīng)驗操作，因而過量空氣系數(shù)往往表現(xiàn)得很大，致使鍋爐熱效率很低。

　　目前，鍋爐運行的主要管理部門一勞動部門尚未把鍋爐經(jīng)濟運行的監(jiān)控作為重要的工作目標，他們一般側(cè)重于鍋爐安全運行的監(jiān)督管理。而環(huán)保部門對鍋爐的監(jiān)督管理也僅是煙塵排放是否達標，并促使鍋爐使用單位淘汰能耗高、熱效率低、煙囪冒黑煙的鍋爐而已，而對如何通過設(shè)計安裝人員的設(shè)計安裝促使鍋爐與風(fēng)機匹配，以及如何通過司爐工的燃燒操作，促使鍋爐運行時過量空氣系數(shù)盡量小而達到鍋爐經(jīng)濟運行的目的，目前尚無良策。因此，盡管許多地方淘汰了能耗高、熱效率低、煙囪冒黑煙的鍋爐，改用了設(shè)計能耗低，熱效率高的鍋爐，但由于落后的通風(fēng)方式以及司爐工燃燒操作的技術(shù)水平低，仍使鍋爐運行熱效率低，能耗高。這恐怕就是各地方政府下大力氣投巨資改造鍋爐，但大氣環(huán)境質(zhì)量仍未得到較大改善的一要原因。

　　3建立過量空氣系數(shù)指標強化工業(yè)鍋爐經(jīng)濟運行我們認為，若改變我國燃煤工業(yè)鍋爐熱效率低、能耗高、過量空氣系數(shù)高的現(xiàn)狀，環(huán)保部門有必要將熱工指標一過量空氣系數(shù)作為一項環(huán)保指標，將其作為環(huán)保執(zhí)法的依據(jù)，用于鍋爐經(jīng)濟運行的監(jiān)控。將過量空氣系數(shù)作為環(huán)保指標必然促使鍋爐使用單位安裝風(fēng)機時注意與鍋爐的匹配，必然促使鍋爐使用單位給鍋爐配備過量空氣系數(shù)表，也必然促使司爐工按照過量空氣系數(shù)的指示燃燒操作。如此，鍋爐的熱效率完全可以提高5%.由于節(jié)能降耗，必然使大氣環(huán)境質(zhì)量得到較大的改善。

　　制訂過量空氣系數(shù)指標要考慮鍋爐使用年限，鍋爐出力，鍋爐燃燒方式以及鍋爐燃用煤種等因素。下表為鏈條爐燃用煙煤時的過量空氣系數(shù)表。

　　表過量空氣系數(shù)使用年限不足3年3年以上將過量空氣系數(shù)作為環(huán)保指標的顯著特點是：利于環(huán)保部門的現(xiàn)場檢查。過量空氣系數(shù)測（下轉(zhuǎn)第41頁下）硫元素�？偟恼f來，第一群主要以碎屑來源為主，而第二群則一般與有機質(zhì)，特別是腐殖酸的吸附作用有關(guān)。

　　2.5結(jié)論2.5.1吉林省南部的通化、白山地區(qū)主要煤礦煤中的微量元素含量及組成特征和世界及其它典型地區(qū)煤炭中微量元素的分布規(guī)律較為一，但Cu、Sr、Hg等元素在煤中呈明顯富集，而Cr、Ni等鐵族元素含量則偏低。

　　2.5.2本區(qū)煤中大部分微量元素含量高于東北地區(qū)煤炭平均值，這是由于該區(qū)基巖主要由玄武巖構(gòu)成，而玄武巖中微量元素含量一般高于其它巖石。

　　2.5.3大多數(shù)微量元素與基質(zhì)元素有顯著正相關(guān)，表明與基質(zhì)元素有共同來源和密切依存關(guān)系。聚類譜系可分為兩個大類，第一類來源為土壤、沉積物等碎屑物質(zhì)；第二類來源于有機質(zhì)，但兩類中有些元素間仍然有較顯著的正相關(guān)，說明煤炭中微量元素的構(gòu)成不同于巖石、土壤，還與有機物的地球化學(xué)行為有關(guān)。