锅炉是什么?

从能源利用的角度看 , 锅炉是一种能源转换设备。在锅炉中 , 一次能源 ( 燃料 ) 的化学贮藏能通过燃烧过程转化为燃烧产物 ( 烟气和灰渣 ) 所载有的热能 , 然后又通过传热过 程将热量传递给中间载热体 ( 例如水和蒸汽 ), 依靠它将热量输送到用热设备中去。

CO传感器很早被锅炉厂家引进并小范围试点，但由于炉内温度高，传感器性能等制约因素，一直未能列入锅炉燃烧调整参考指标。随着近几年中国制造工艺的突飞猛进，装设CO传感器并作为有效平衡高效燃烧、低氮排放、高温腐蚀/结焦三者关系成为可能。以下根据现场试验数据对影响CO浓度的影响因素进行探讨。

一、燃尽风门开度的影响

SOFA风门开度调整试验期间，#1机组运行在600MW负荷工况时，将SOFA风门分别调整至30%、20%、10%开度时，机组稳定半个小时，记录炉膛CO浓度水平等参数，具体如表1所示。

由此可知，SOFA风门开度在20%以上时，其对炉膛CO浓度影响很大，但对NO x 影响十分有限；SOFA风门开度在10%时，炉膛CO浓度能降低至20000ppm以内，说明降低燃尽风率有利于缓解高温腐蚀。另外，在SOFA风门开度大于20%时，减小其开度对脱硝入口NO x 浓度影响较小。因此在高负荷段时，SOFA风门开度保持在10%-30%之间，既能降低炉膛CO浓度，又能保证脱硝入口NO x 含量在可控范围内。

二、风量调整的影响

在600MW以上稳定负荷时段且尾部CO含量过高时，进行变风量试验。试验参数如表2所示，风量调整前后主要参数曲线如图1所示。

表1 不同SOFA 风门开度时炉膛CO 浓度

表2 高CO 工况下调整试验参数

620MW稳定工况下，增大总风量50t/h，尾部CO从超过4000ppm（具体数值未知，已超量程）降至350ppm。若以初始值4000ppm计算，此时排烟热损失增大0.16%，化学不完全燃烧热损失减小1.25%。

630MW稳定工况下，增大总风量80t/h，尾部CO从1000ppm降至450ppm。此时排烟热损失增大0.11%，化学不完全燃烧热损失减小0.21%。

另外，CO传感器灵敏度为1%，量程为4000ppm，控制回路设定值死区暂定为±100ppm。为了防止CO测量回路中的随机干扰，设定了30s的信号滤波，且定义CO测量值低于50ppm点为坏点，当两侧CO测量值都被定义为坏点时，CO自动控制回路退出。

通过增加CO测点，增加了锅炉运行的参数监视，运行人员可以在兼顾锅炉效率、脱硝控制和参数偏差的基础上，控制局部的燃烧不完全，减少高温腐蚀的速度，提升锅炉效率。

一氧化碳传感器与报警装置一起使用，因此传感器已成为报警装置中不可缺少的核心部件，其基本原理是固定电位电解。当外部一氧化碳扩散到气体传感器时，传感器的输出端会被感应，然后产生电流，并将获得的信息报告给报警装置。报警装置中的取样电路将化学能转化为电能。如果外部一氧化碳浓度增加，气体传感器的输出电流也会增加，两者成正比。当电流变化通过报警装置时，电流会被放大，可以驱动每个设备，实现报警功能。

严格来说，当锅炉正常，燃烧平稳时，锅炉尾部的烟尘中CO浓度不是很大。然而，当锅炉低负荷运行时，燃烧不稳定甚至恶化是非常危险的。据统计，70%的燃气锅炉爆炸发生在低负荷运行期间。由于低负荷运行时燃烧*不稳定，炉温降低，燃烧不足，化学不完全指数增加，部分燃气未燃烧直接进入烟道，导致炉内烟道CO浓度急剧增加。当燃烧进一步恶化时，烟气中会出现烟气。CO浓度将进一步增加，造成严重的**事故。