鍋爐是什么?

從能源利用的角度看 , 鍋爐是一種能源轉換設備。在鍋爐中 , 一次能源 ( 燃料 ) 的化學貯藏能通過燃燒過程轉化為燃燒產物 ( 煙氣和灰渣 ) 所載有的熱能 , 然后又通過傳熱過 程將熱量傳遞給中間載熱體 ( 例如水和蒸汽 ), 依靠它將熱量輸送到用熱設備中去。

CO傳感器很早被鍋爐廠家引進并小范圍試點，但由于爐內溫度高，傳感器性能等制約因素，一直未能列入鍋爐燃燒調整參考指標。隨著近幾年中國制造工藝的突飛猛進，裝設CO傳感器并作為有效平衡高效燃燒、低氮排放、高溫腐蝕/結焦三者關系成為可能。以下根據現場試驗數據對影響CO濃度的影響因素進行探討。

一、燃盡風門開度的影響

SOFA風門開度調整試驗期間，#1機組運行在600MW負荷工況時，將SOFA風門分別調整至30%、20%、10%開度時，機組穩定半個小時，記錄爐膛CO濃度水平等參數，具體如表1所示。

表1 不同SOFA 風門開度時爐膛CO 濃度

由此可知，SOFA風門開度在20%以上時，其對爐膛CO濃度影響很大，但對NO x 影響十分有限；SOFA風門開度在10%時，爐膛CO濃度能降低至20000ppm以內，說明降低燃盡風率有利于緩解高溫腐蝕。另外，在SOFA風門開度大于20%時，減小其開度對脫硝入口NO x 濃度影響較小。因此在高負荷段時，SOFA風門開度保持在10%-30%之間，既能降低爐膛CO濃度，又能保證脫硝入口NO x 含量在可控范圍內。

二、風量調整的影響

在600MW以上穩定負荷時段且尾部CO含量過高時，進行變風量試驗。試驗參數如表2所示，風量調整前后主要參數曲線如圖1所示。

表2 高CO 工況下調整試驗參數

620MW穩定工況下，增大總風量50t/h，尾部CO從超過4000ppm（具體數值未知，已超量程）降至350ppm。若以初始值4000ppm計算，此時排煙熱損失增大0.16%，化學不完全燃燒熱損失減小1.25%。

630MW穩定工況下，增大總風量80t/h，尾部CO從1000ppm降至450ppm。此時排煙熱損失增大0.11%，化學不完全燃燒熱損失減小0.21%。

另外，CO每降低1000ppm，q 3 降低0.3459%，煤耗降低近似折算為1.11g/kWh。單獨對比鍋爐效率提升及引風機電耗增加對經濟性的影響，計算值如表3所示。

表3 經濟性對比數據

三、O2-CO協同控制邏輯及投運策略

投入CO控制回路之前必須投入氧量自動，CO控制器輸出值疊加到氧量設定值，CO對氧量設定值的控制限值為±0.5%，CO設定值跟隨實際負荷變化，負荷及CO設定值對應關系如表4所示。

表4 負荷及CO 設定值對應關系

另外，CO傳感器靈敏度為1%，量程為4000ppm，控制回路設定值死區暫定為±100ppm。為了防止CO測量回路中的隨機干擾，設定了30s的信號濾波，且定義CO測量值低于50ppm點為壞點，當兩側CO測量值都被定義為壞點時，CO自動控制回路退出。

通過增加CO測點，增加了鍋爐運行的參數監視，運行人員可以在兼顧鍋爐效率、脫硝控制和參數偏差的基礎上，控制局部的燃燒不完全，減少高溫腐蝕的速度，提升鍋爐效率。

CO控制燃燒改進被證明是一種更有效的優化方法，因此燃氣鍋爐的燃燒效率可以通過一氧化碳傳感器在線監測煙道廢氣CO區分內容。在鋼鐵冶煉公司自備電廠中，高爐煤氣、焦爐煤氣和轉爐煤氣的混合氣一般作為鍋爐燃燒的主要能源，因此鍋爐煙道廢氣中CO含量檢測結果可為鍋爐燃燒的改善提供良好的指導。良好的燃燒效率不僅能提高企業的經濟效益，還能節能降耗。鍋爐煙道廢氣中CO含量檢測安裝一氧化碳傳感器，工采網技術工程師推薦一氧化碳傳感器（抗煙氣，帶過濾，CO傳感器） - CO-CF：

一氧化碳傳感器CO-CF主要特性
靈敏度：55～90nA/ppm
響應時間：< 30s
量程：5000ppm
過載：10000ppm
分辨率：0.5ppm
尺寸：Φ20.2*23
使用壽命：2年
存儲周期：6個月
工作溫度：-30～50℃
工作濕度：15～90％RH
負載電阻：10～47Ω
典型應用:一氧化碳報警器

一氧化碳傳感器與報警裝置一起使用，因此傳感器已成為報警裝置中不可缺少的核心部件，其基本原理是固定電位電解。當外部一氧化碳擴散到氣體傳感器時，傳感器的輸出端會被感應，然后產生電流，并將獲得的信息報告給報警裝置。報警裝置中的取樣電路將化學能轉化為電能。如果外部一氧化碳濃度增加，氣體傳感器的輸出電流也會增加，兩者成正比。當電流變化通過報警裝置時，電流會被放大，可以驅動每個設備，實現報警功能。

嚴格來說，當鍋爐正常，燃燒平穩時，鍋爐尾部的煙塵中CO濃度不是很大。然而，當鍋爐低負荷運行時，燃燒不穩定甚至惡化是非常危險的。據統計，70%的燃氣鍋爐爆炸發生在低負荷運行期間。由于低負荷運行時燃燒最不穩定，爐溫降低，燃燒不足，化學不完全指數增加，部分燃氣未燃燒直接進入煙道，導致爐內煙道CO濃度急劇增加。當燃燒進一步惡化時，煙氣中會出現煙氣。CO濃度將進一步增加，造成嚴重的安全事故。

審核編輯黃宇