负荷增加,炉膛出口烟温上升
由于随着锅炉负荷的增加进入炉膛的燃料量成比例地增加,而炉膛水冷壁的吸热量增加的幅度小于燃料量增加的幅度,必然导致炉膛出口烟温上升。
增加锅炉负荷是靠增加进入炉膛的燃料量和风量来实现的,而且锅炉的负荷基本上正比于进入炉膛的燃料量。进入炉膛的燃料量增加时,虽然水冷壁的辐射受热面未变化但由于炉膛温度升高,火焰向水冷壁的辐射传热增加,水冷壁因吸热量增多,管内产生的蒸汽量增加而使锅炉产汽量提高。
水冷壁吸收热量基本依靠辐射换热(水冷壁的辐射吸热量占水冷壁全部吸热量的95%,对流吸热量仅占5%)。由于炉膛内辐射换热量的变化幅度并不等于燃料量的变化幅度。大量试验和生产实践证明,锅炉从50%额定负荷到满负荷,炉膛内火焰的温度升高不超过200℃,炉膛内辐射传热量的增加最大不超过80%。由于进入炉膛的燃料增加一倍,而炉膛内水冷壁的辐射吸热量增加不到一倍。这就导致负荷增加时,燃烧增加的热量大于水冷壁因温度上升而增加的辐射吸热量,最终导致炉膛出口烟温增大。
总结:锅炉受热面吸热量和锅炉负荷的关系,见下图。负荷增加,受热面辐射吸热量的比例是下降的。由于水冷壁主要依靠辐射吸热,所以负荷增加,水冷壁的吸热量在总热量中所占的比例下降,最终导致炉膛出口烟温上升。