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摘要：在我国的经济发展过程中，煤炭是十分重要的能源材料形式之一，锅炉是使用煤炭发电、供热的常见设备，但由于煤炭燃烧会形成煤烟型大气污染，因此，为了保护大气环境，有相当部分的燃煤锅炉被改为了燃油或燃气锅炉。锅炉的设计都是按照满负荷设计的，锅炉处于高负荷运行状态时，锅炉的热效率也会很高，燃料能够充分燃烧、整个炉膛能够中燃料与空气的配比处于最优状态，能够保证锅炉运行的安全和经济。当锅炉处于低负荷运行状态时，燃料与空气配比差、燃料燃烧不充分、热效率大幅度降低甚至可能出现灭火的风险。本文主要探讨锅炉低负荷状态下运行的优化方式，希望可以提高低负荷状态下锅炉的安全性和经济性。
关键词：锅炉；低负荷；安全运行；经济运行
引言：
相较于传统的燃煤锅炉，燃油锅炉不仅具备环保的优势，还具备占地面积小、热效率高、自动化程度高等优势，但同时燃油锅炉存在运行成本高的问题。对于企业来讲，让锅炉保持低负荷运行通常是不得已的选择，原因通常为锅炉产品的需求量降低，但为了保证企业生产的安全性和经济利润空间，让锅炉在低负荷状态下也保证安全运行并尽可能提高经济程度，是企业技术研发和改革的关键之一。在燃油锅炉运行过程中，如果长时间保持低负荷运行，很难保证燃油的燃烧质量和效率，容易出现燃油未燃尽低落在烟道尾部的情况，这样容易导致燃油在烟道尾部复燃。低负荷运行过程中，燃油锅炉容易出现低温腐蚀的问题，但热电厂不可避免会遇到需要低负荷运行的时候，减少对减温水的使用、保留一定幅度的减温门开度、投入热风能够有助于燃油锅炉的低负荷运行。
1.锅炉低负荷状态下存在的问题
锅炉的设计都是按照额定负荷进行的，长期保持低负荷运行不利于锅炉的正常运行，容易对锅炉造成额外磨损，影响锅炉的使用寿命。但对于使用燃油锅炉的企业来讲，保持低负荷运行有时是不得已的选择，那么通过技术改良来促使锅炉在低负荷运行状态下也保证安全，是保证锅炉平稳运行、保证企业经济利润空间的关键。
1.1 安全性问题
锅炉正常运行过程中，炉膛因内部燃油燃烧而产生高温，冷却循环水壁管能够保持稳定的运行，确保管中的水能够正常冷却到极限允许温度。且在持续的循环流动过程中，水冷壁内始终有一层因为循环水连续冲刷而形成的水膜，这层水膜也是保证水冷壁管能够安全运行的关键。但在燃油锅炉处于低负荷运行状态时，锅炉内投入的燃油量小，炉膛内火焰燃烧范围小，炉壁温蒂必然出现下降，这时水冷壁接触到的热量减少，不利于锅炉机组冷却循环水的应用，可能会导致管内水文无法下降至必要温度，而出现爆管的可能性，影响锅炉的安全运行。
而且锅炉在低负荷运行状态下，燃油与空气混合后燃烧火焰的稳定性会发生改变。因为锅炉内燃油两、通气量减少，势必会导致炉膛内火焰燃烧的位置、范围发生变化，导致炉膛温度降低、火焰充满度差，这样的燃烧不完全有可能导致炉膛爆炸。
送风机、引风机都是锅炉运行的必要配套设备，在锅炉低负荷运行状态下，这些风机的运行也处于低负荷状态。在低于额定负荷时，风机管路压力大于风机压力容易产能生风机喘振，导致气流发生猛烈碰撞，影响风机的运行安全。
1.2 经济性问题
锅炉在低负荷运行状态下，炉膛内的温度不断下降，燃料与空气的配备很差，燃料的燃烧效果很差，燃料的热量不能充分释放，锅炉出口处的汽温低于额定温度。无论是通过锅炉发电还是通过燃油燃烧提供动力，企业都会面对成本升高、收益下降的问题，这相当于在压缩企业的利润空间，不利于企业的长期生存和发展。而且，在低负荷运行状态下，燃油燃烧产生的硫氧化物会因出口处汽温下降而在低温受热面上结露，硫氧化物与水蒸气混合形成硫酸蒸汽会对低温受热面形成腐蚀，造成锅炉机组的磨损；而且，如果烟气中的灰尘因为结露现象而在低温受热面上结成硬块，还有可能对后续的设备造成堵塞，加大机组运维的工作量和难度。这都相当于在增加企业的生产成本。
1.3 自动调节问题
燃油锅炉运行过程中，机组可以根据汽包水位进行自动给水调节，以满足蒸发量的变化需求。在自动调节系统中，调节阀接受汽包水位、蒸汽流量、给水流量三个方面的信号，其中汽包水位对调节阀的影响最大。在锅炉低负荷运行过程中，汽包水位波动剧烈，调节阀的自动调节难度大。
2.锅炉低负荷安全经济运行的具体措施
2.1 保证水冷壁安全运行
保证水冷壁安全运行时防止水冷壁管超温爆管、保证锅炉安全运行的重要环节，可用方式是增加低负荷状态下的循环冷却水循环动力，保证壁管中的含汽率。以燃油锅炉的额定负荷30t/h为标准，不同负荷下应有不同的当量饱和蒸汽压力、饱和温度、饱和蒸汽比容、过热蒸汽压力控制范围，这样才能使锅炉在低负荷情况下也安全运行。当量饱和蒸汽压力是指不同锅炉负荷时，蒸汽占有同样体积时的饱和蒸汽压力，是需要操作人员控制的重要参数。当量饱和蒸汽压力如下表所示：
表1 不同负荷下的当量饱和蒸汽压力
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2.2 调整燃油锅炉燃烧方式
燃油锅炉需要在低负荷情况下进行合理配风和稳燃，保证炉膛内的燃烧稳定。配风需要根据燃油质量、喷嘴喷入角度来调节，使炉膛内的火焰保持在桔黄色，尽可能避免燃油的不完全燃烧，避免锅炉机组出现大量的结块、结露现象。在锅炉运行中，如果不需要使用喷嘴投入燃料，则操作人员需要将配风器挡板置于关闭状态，避免炉膛温度的不必要下降。喷入燃油的喷嘴需更换为蒸汽雾化油枪，减小喷嘴的开孔直径，降低喷入燃油的体量，使炉膛内的燃油燃烧保持稳定状态，也保证炉膛内火焰燃烧的均衡，保证炉膛内温度的均衡。
2.3 对锅炉机组进行优化
燃油锅炉需要使用耐腐蚀材料制作空气预热器等设备，避免硫氧化物与水蒸气的结合物对低温受热面形成大面积腐蚀。耐腐蚀材料能够保证燃油锅炉的运行不低于3.5万h。同时，通过热风再循环系统保证锅炉的排烟温度，使结合物温度维持在结露点以上，进一步减小大面积腐蚀的可能性。在锅炉运行过程中，操作人员要坚持在锅炉停炉时清焦，减少灰尘导致的结块现象，避免造成后续的空气预热器、引风机堵塞问题，避免造成机组漏风现象。
结束语：
锅炉低负荷安全经济运行需要从水冷壁、炉膛、预热器、过热器等方面入手调整，降低锅炉出现爆管、炸膛、风机喘振、低温受热面腐蚀的可能性，保证锅炉的自动调节能力，为企业降低生产成本、扩大利润空间。锅炉低负荷下的安全经济运行对企业安全生产有着重要的意义，针对锅炉内的燃烧研究有现实意义。
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