電廠鍋爐排煙溫度影響因素及解決措施

【摘 要】火力發(fā)電廠鍋爐的各項(xiàng)熱損失中，排煙熱損失是對鍋爐效率影響最大的一項(xiàng)，約為5%～8%，而影響排煙熱損失的主要因素就是排煙溫度。以印度海薩電廠為例，排煙溫度每升高15～20℃，排煙損失約增加1%，相應(yīng)多耗煤約1.5%。因此，在不引起尾部受熱面低溫腐蝕的前提下，適當(dāng)降低排煙溫度對于提高鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文參考文獻(xiàn)并結(jié)合工作實(shí)踐系統(tǒng)全面地分析了影響排煙溫度的各種因素并提出來了相應(yīng)的可操作的解決措施，對于同類機(jī)組解決排煙溫度高問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)具有普遍的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】鍋爐效率 排煙溫度 節(jié)能減排

一、排煙溫度對鍋爐效率的影響

現(xiàn)代大型鍋爐的熱效率在80%-90%。鍋爐熱損失由排煙熱損失、化學(xué)不完全燃燒損失、機(jī)械不完全燃燒損失、鍋爐散熱損失、灰渣物理熱損失組成，而在這五項(xiàng)熱損失中，排煙損失是對鍋爐效率影響最大的一項(xiàng)損失，約為5～12%，占鍋爐熱損失的60～70%。排煙溫度是鍋爐最后一個(gè)受熱面出口排出煙氣的平均溫度，一般情況下，排煙溫度每升高10℃，排煙熱損失增加0.5～0.8%，因此排煙溫度是鍋爐效率的決定性因素，直接影響著鍋爐效率及機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

二、排煙溫度的影響因素分析

（一）一次風(fēng)率、冷一次風(fēng)摻入量的影響。制粉系統(tǒng)使用的干燥劑是熱一次風(fēng)和冷一次風(fēng)的混合風(fēng)，冷一次風(fēng)和爐膛漏風(fēng)一樣是不經(jīng)過空氣預(yù)熱器而直接進(jìn)入爐膛參與燃燒。當(dāng)熱一次風(fēng)率增加時(shí)，為控制磨煤機(jī)出口溫度，必然增加冷一次風(fēng)摻入量，在爐膛出口過量空氣系數(shù)一定的情況下，一次風(fēng)中的冷一次風(fēng)摻入量越大，流經(jīng)空氣預(yù)熱器的熱一次風(fēng)量越少，風(fēng)速降低，傳熱量下降，排煙溫度升高。

（二）送風(fēng)對排煙溫度的影響。在一定范圍內(nèi)送風(fēng)量增加鍋爐效率將增加，這是因?yàn)檫^量空氣系數(shù)增加將使未燃盡損失Q3和Q4減小，所以送風(fēng)量存在一個(gè)最佳值，即最佳過量空氣系數(shù)，在該值處，排煙損失與未燃盡損失之和為最小。但是，風(fēng)量過大會使煙氣量增加，排煙溫度升高，使鍋爐效率下降。

（三）鍋爐受熱面結(jié)渣、積灰以及受熱面內(nèi)壁結(jié)垢影響。排煙溫度高，從理論上講就是熱量置換能力下降引起的。鍋爐受熱面的結(jié)渣、積灰以及受熱面內(nèi)壁結(jié)垢是導(dǎo)致鍋爐排煙溫度升高的另外一個(gè)主要原因。其對排煙溫度的影響主要體現(xiàn)在傳熱方面。從煙氣側(cè)到汽水側(cè)的傳熱過程中，受熱面表面沉積物的導(dǎo)熱系數(shù)較其它介質(zhì)要小得多，因而其所引起的附加熱阻在總傳熱熱阻中占主導(dǎo)地位。較為輕度的外壁積灰及內(nèi)壁結(jié)垢便會使傳熱量大幅度下降。

（四）煤種的影響。燃料揮發(fā)份降低時(shí)，煤粉著火推遲，燃燒的時(shí)間也會增加，造成爐膛出口溫度增加，導(dǎo)致排煙溫度升高，降低鍋爐效率。 揮發(fā)份過大時(shí)，煤粉著火提前，過于貼近噴口，極易造成噴口結(jié)焦從而造成一次風(fēng)速下降、出力降低，而其它一次風(fēng)速必然上升，對鍋爐爐膛燃燒造成擾動，也可能造成排煙溫度升高。燃料發(fā)熱量對排煙溫度的影響。燃料的性質(zhì)影響著鍋爐的排煙溫度。燃料低位發(fā)熱量降低，在鍋爐出力維持不變時(shí).將直接導(dǎo)致燃料量的增加，煙氣量和流速升高，結(jié)果使排煙溫度升高。

（五）空氣預(yù)熱器漏風(fēng)的影響?？諝忸A(yù)熱器漏風(fēng)分空預(yù)器冷端漏風(fēng)、空預(yù)器熱端漏風(fēng)以及空預(yù)器外部漏風(fēng)，因?yàn)槔涠思巴獠匡L(fēng)溫低于煙溫，因此冷端及外部風(fēng)漏入煙氣側(cè)將導(dǎo)致排煙溫度降低。另一方面，空氣預(yù)熱器發(fā)生漏風(fēng)后，為保證燃燒，此時(shí)進(jìn)入空氣預(yù)熱器的空氣量也應(yīng)相應(yīng)增加，進(jìn)一步降低了排煙溫度?？疹A(yù)器熱端漏風(fēng)，雖然此處風(fēng)溫仍低于煙溫，但是此時(shí)因?yàn)槁╋L(fēng)對煙氣傳熱溫壓的降低成為主要因素，煙氣傳熱溫壓降低將導(dǎo)致后續(xù)傳熱量減少，排煙溫度升高。

三、排煙溫度的降低措施分析

（一）加強(qiáng)運(yùn)行中的燃燒調(diào)整

正常運(yùn)行時(shí)，在保證再熱器溫等參數(shù)正常情況下，可適當(dāng)增加下層燃燒器的出力，減少上層燃燒器的出力，降低火焰中心，改變輻射吸熱量和對流吸熱量的比例，從而達(dá)到調(diào)整排煙溫度的目的。盡量多投入下排粉嘴，下排二次風(fēng)可開小上排二次風(fēng)可開大些，以降低火焰中心。

運(yùn)行中加強(qiáng)一、二次風(fēng)的配合以及風(fēng)粉的配合，在保證磨煤機(jī)出力及磨煤機(jī)不堵塞的情況下，適當(dāng)降低一次風(fēng)壓有利于排煙溫度的降低。降低一次風(fēng)壓的同時(shí)，可以適當(dāng)開大磨煤機(jī)頂部的分離器擋板，以保證合適的煤粉細(xì)度。適度提高磨煤機(jī)出口溫度。提高磨煤機(jī)出口溫度，不僅能加強(qiáng)空氣預(yù)熱器換熱的效果，還可以使進(jìn)入爐膛的風(fēng)粉混合物溫度提高，避免發(fā)生燃燒延遲，進(jìn)而有效的降低排煙溫度。合理降低鍋爐通風(fēng)量。合理減少鍋爐通風(fēng)量，應(yīng)加強(qiáng)對以下幾個(gè)方面的監(jiān)視和調(diào)整：

1.保持較低的氧量：3.0～3.5，維持低氧燃燒，一方面可以減少氮氧化物的生成；降低尾部煙道腐蝕，減輕了排放煙氣對環(huán)境的污染；另一方面還可以減少引、送風(fēng)機(jī)電耗，節(jié)約廠用電。

2.及時(shí)關(guān)閉爐膛火焰觀察孔。在實(shí)際運(yùn)行中，爐膛的負(fù)壓很不穩(wěn)定，波動較大，爐膛的火焰觀察孔經(jīng)常出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象。運(yùn)行人員加強(qiáng)巡回檢查，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)進(jìn)行處理。

（二）利用大、小修機(jī)會及時(shí)查漏消缺

在鍋爐大、小修時(shí)，應(yīng)安排進(jìn)行鍋爐本體及制粉系統(tǒng)的查漏消缺工作，特別是爐底水封槽、爐頂密封及磨煤機(jī)冷風(fēng)門處，考慮采用密封性好的門、孔結(jié)構(gòu)，運(yùn)行時(shí)隨時(shí)關(guān)閉各門、孔，減少鍋爐漏風(fēng)對排煙溫度的影響。

（三）保持鍋爐受熱面的良好導(dǎo)熱性

實(shí)踐證明加強(qiáng)鍋爐受熱面的吹灰工作是降低排煙溫度的最有效措施。運(yùn)行人員應(yīng)根據(jù)各受熱面的積灰和結(jié)渣情況合理安排投運(yùn)鍋爐吹灰器，一般鍋爐水冷壁每天吹灰兩次；鍋爐尾部對流受熱面每天吹灰三次；鍋爐不投油運(yùn)行時(shí)預(yù)熱器的吹灰每天進(jìn)行三次，在鍋爐尾部對流受熱面吹灰后進(jìn)行，低負(fù)荷投油穩(wěn)燃時(shí)預(yù)熱器要投入連續(xù)吹灰。

加強(qiáng)鍋爐排污，減小受熱面熱阻排污主要作用是控制爐水的含鹽濃度和除去爐水中的沉積物，正常情況下，連續(xù)排污能滿足要求，但在給水處理異常、固形物含量高、沉積物形成過多的情況下，鍋爐就需要及時(shí)通過定期排污來滿足水質(zhì)要求。應(yīng)嚴(yán)格控制爐水水質(zhì)指標(biāo)，當(dāng)水冷壁管內(nèi)含垢量達(dá)到400mg/m時(shí)，應(yīng)及時(shí)酸洗。

四、結(jié)束語

鍋爐排煙溫度過高是引起鍋爐效率降低、供電煤耗升高的重要原因，適當(dāng)降低排煙溫度，有利于提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，如果排煙溫度過低將引起空氣預(yù)熱器煙氣流動阻力增大、金屬損耗增加，煙氣如果低于露點(diǎn)，將引起尾部受熱面的低溫腐蝕。因此，如何在有效防止低溫腐蝕的情況下，降低排煙溫度，提高鍋爐效率，增強(qiáng)機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性將一直是一個(gè)重要的有價(jià)值的研究課題。

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作者簡介：胡傳峰（1987.12-）山東鄒城人，助理工程師，從事電廠鍋爐檢修工作。