鍋爐負荷對鍋爐煙塵測試影響的探討

一、引言
鍋爐煙氣中污染物排放量與鍋爐負荷密切相關，在進行鍋爐排放煙塵測試中，應進行鍋爐運行出力的測試，并規定只有在鍋爐運行出力大于該鍋爐定額負荷70%的狀況下進行測試才有效，雖然標準中給出了一些鍋爐運行出力的測算方法,如流量孔板法、水表法、水箱法及耗煤量法等，但在實際工作中有些鍋爐房不具備標準規定負荷監測條件,使得負荷測試無法進行或偏差極大。因此對不具備計量條件的鍋爐負荷測試是一個非常實際的問題。鍋爐的負荷率與監測期間的耗煤量有關，而鍋爐燃煤產生的煤氣量、空氣過剩系也與耗煤量有關，又因為煙氣量和空氣過量系數可以現場測試，故可以用煙氣量和空氣過剩系數計算監測期間的耗煤量，從而計算鍋爐負荷率。
在煙塵測試中，煙塵濃度時隨著負荷率的增加直線上升的，當負荷率為60% ，煙塵濃度僅額定負荷的30%，負荷率為80%時，煙塵濃度上升到額定濃度的65%，當超負荷時，煙塵排放濃度便急劇上升。這也是煙塵測試中，必須要測定負荷率的原因。
二、公式推導
根據文獻可知，鍋爐的負荷率計算公式為
E=B/B0
式中：B為監測期間耗煤量kg/h；
B0為額定負荷下耗煤量kg/h。
其中，
B0=Q0D/ηQYDW
式中：Q0為鍋爐額定負荷下的有效利用熱kj/Kg；
η為鍋爐的熱效率；
QYDW為燃煤的低位發熱值kj/Kg；
D為鍋爐蒸汽量。
由該公式可知，鍋爐額定負荷下耗煤量與其額定負荷下的有效利用熱量，煤質和鍋爐的熱效率有關。根據文獻[2]可知，對于蒸汽鍋爐的Q0可按每1kg蒸汽需要2512kj熱量計算熱量計算。鍋爐的熱效率η分臥式工業鍋爐與立式鍋爐兩種情況。臥式工業鍋爐在70%-80%，取0.75。立式鍋爐在60%-70%，取0.65。不同地質的煤進行熱質分析，低位熱值大約在19200-23030kj/kg，取21000kj/kg。由此估算， B0臥式鍋爐為0.16D kj/h， B0立式鍋爐為0.18D kj/h。
B=Vnd/V0α
式中：Vnd為實測煙氣流量Nm3/h；
V0為燃燒1kg煤產生的理論煙氣量Nm3/kg；
α為空氣過量系數。
監測期間的耗煤量與燃燒1kg煤產生的理論煙氣量，實測煙氣量和空氣過剩系數有關。而實測煙氣量和空氣過量系數可以現在直接測定。1kg煤產生的理論煙氣量可以由煤的燃燒理論得到。根據文獻可知，不同煤種，燃燒所需的理論空氣量不同，褐煤在3.6～6.0Nm3/kg，取4.9Nm3/kg，煙煤在7.5～8.5Nm3/kg，取8Nm3/kg，無煙煤在7.0～10.0Nm3/kg，取9.5Nm3/kg。
在鍋爐排放煙塵測試中，通過現場測定的煙氣量與空氣過量系數，應用該計算公式推導出鍋爐的負荷率，從大體上確定生產工況是否滿足監測的要求,這關系到監測數據的代表性、準確性和該次監測的有效性問題。
三、計算鍋爐煙塵排放濃度
標準中規定鍋爐煙塵排放濃度是指實測煙塵排放濃度乘以負荷K值，為真實的鍋爐煙塵排放濃度。
標準中規定的負荷K值的換算：

四、結論
在鍋爐煙塵測試過程中,可以通過鍋爐煙氣的排放量、空氣過剩系數等計算鍋爐的負荷率,為同步掌握鍋爐的燃燒負荷成為可能。
生產企業及其鍋爐司爐人員應當保持鍋爐在規定的負荷下運行，嚴格控制爐膛燃料與空氣配比，堅持做到合理調整供風系統的過剩氧量，力爭在較低的過量空氣系數下（a<2）,使燃料充分燃燒，同時要注意避免或盡量消除漏風現象對鍋爐運行系統的影響。