麻辣女兵之米轮同居:过剩空气系数

过剩空气系数a对锅炉热损失的影响

（抚顺矿业集团页岩炼油厂，辽宁 抚顺 113115）

　　【摘要】过剩空气系数a（又称炉膛过剩空气系数），通常以实际燃烧空气量与理论燃烧空气量之比来衡量过剩空气量的多少，它选择合理与否，直接影响锅炉的热损失，影响锅炉的热效率。
　　【关键词】实际燃烧空气量；理论燃烧空气量；过剩空气系数   　【中图分类号】TK16           【文献标识】A
　　【文章编号】1671－5969（2007）08－0145-01

　　锅炉燃料在燃烧过程中，需要充足的空气以完成猛烈的氧化反应，空气系数a对锅炉燃烧工况及热效率有着重要的影响，空气系数α偏小，炉膛中空气供应不足，燃烧不良，将使锅炉的机械不完全燃烧热损失和化学不完全热损失增大，会降低锅炉的热效率。空气系数a过大，会使锅炉排出的烟气量增多，将使锅炉排烟热损失增大，引风机、鼓风机电能耗量增加，也会降低锅炉的热效率。因此空气系数a选择合理否，取决于锅炉型式、燃烧种类、燃烧方式等因素，空气系数a选择合理，会使能量损失减少，获取较高的锅炉热效率，并使锅炉安全运行。
     一、空气系数对锅炉热损失的影响
      （一）空气系数a的概念
　　1．理论燃烧空气量：每公斤应用基完全燃烧所需要的空气量称为理论燃量。
　　2．实际燃烧空气量：为了保证燃烧良好，实际送入炉膛的空气量总要比理论燃烧空气量多一些，并将实际送入的空气量称为实际燃烧空气量。
　　3．过剩空气量：炉膛中实际燃烧空气量与理论燃烧空气量之差称为炉膛过剩空气量。
　　4．过剩空气系数：实际燃烧空气量与理论燃烧空气量之比来衡量过剩空气量的多少，称为过剩空气系数。由于燃料燃烧在炉膛出口处基本结束，又称过剩空气系数为炉膛过剩空气系数。
　　（二）a对化学不完全燃烧热损失q3的影响
　　化学不完全燃烧热损失q3：燃料中的可燃物质，没有与氧充分反映，而在排出的烟气中含有CO，H2，CH4等可燃气体所引起的热损失。
　　当燃料完全燃烧时，过剩空气系数“氧”的计算式为：a=21/21-O2
　　当燃料不完全燃烧时，过剩空气系数“氧”的计算式为：a=21/21-（O2-2CH4-0.5CO-0.5H2）
　　可见，过量空气系数a过大，主要作用化学不完全燃烧热损失q3减少，次要作用，炉膛温度降低，化学不完全燃烧热损失q3增加。
　　减少化学不完全燃烧热损失有三种途径：炉膛内的燃料得到充分混合；提高炉膛内燃烧温度；加强司炉工操作水平。
　　（三）a对机械不完全燃烧热损失q4的影响
　　机械不完全燃烧热损失q4，又称固体不完全燃烧热损失，是由于进入炉膛的燃料中，有一部分没有参与燃烧而被排出炉外，因而引起的热损失。它由三部分组成：
　　1．灰渣损失：未参与燃烧或未燃尽的碳粒与灰渣一同落入灰斗所造成的损失。
　　2．漏煤损失：部分燃料经炉排落入灰坑造成的损失。
　　3．飞灰损失：未燃尽的碳粒随烟气带走所造成的损失。
　　若过剩空气系数a过小，机械不完全燃烧热损失q4会增加，过剩空气系数a增大，则机械不完全燃烧热损失q4会降低。在燃用气体燃料时，不需测定机械不完全燃烧热损失q4。
　　减少机械不完全燃烧热损失有二种途径：一是对于层燃锅炉，合理布置前后拱，进行分断送风。对于无烟煤，前拱响应大，后拱也不应小。对于烟煤，前拱相应小，后拱根据煤块粒而定。二是通过计算，引入二次风，形成扰动旋涡，使燃料充分燃烧，可减少机械不完全燃烧热损失q4（二次风：在层燃炉中，习惯上从炉排下送入的空气称为“一次风”，从炉膛处喷入的空气称为“二次风”）。
　　（四）a对排烟热损失q2的影响
　　烟气热损失是由于烟气离开锅炉排入大气时，烟气温度比冷空气温度要高很多，排烟所带走的热量损失称为排烟热损失。影响排烟热损失的主要因素是排烟温度和排烟容积。如过剩空气系数a大，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q2就增加。为减少排烟损失，必须尽力设法减少烟道各处的漏风，在锅炉安装时，应重视炉墙、烟道等砌筑的严密性。减小过剩空气系数a，排烟损失可以降低，但q3，q4会增加。可见过剩空气系数a的大小，不仅与排烟损失q2有关，还与化学不完全燃烧热损失q3、机械不完全燃烧热损失q4有关，所以合理的过剩空气系数a值应使q2，q3，q4三项热损失的总和最小。
     二、合理选择空气系数a，使q2，q3，q4达到最佳值
　　锅炉最佳过剩空气系数一般指的是炉膛出口处的最佳过量空气系数。它可以通过实验的方法进行测定，锅炉根据不同燃料及不同燃烧方式，选择合理的过量空气系数，化学不完全燃烧热损失和机械不完全燃烧热损失将达到最佳值。实验证明：对东北地区层燃炉燃用烟煤、和室燃炉燃用粉煤、重油及煤气而言，过剩空气系数a控制在下表范围内，化学不完全燃烧热损失和机械不完全燃烧热损失及排烟热损失将达到最佳值。

      作者简介：张起（1959—），男，抚顺矿业集团有限责任公司页岩炼油厂生产技术科科长，机械工程师。