電站鍋爐排煙溫度偏高的原因分析及控制措施

武世華

（大唐803發(fā)電廠，蘭州 732850）

電站鍋爐排煙溫度偏高的原因分析及控制措施

武世華

（大唐803發(fā)電廠，蘭州 732850）

針對某電廠＃5鍋爐排煙溫度高出設(shè)計(jì)值40℃的問題，從實(shí)際燃煤的煤質(zhì)、漏風(fēng)、燃燒情況、受熱面清潔程度等方面進(jìn)行分析，提出了降低排煙溫度的控制措施，有效提高了鍋爐的效率及經(jīng)濟(jì)性。

鍋爐；排煙溫度；運(yùn)行方式；漏風(fēng)；受熱面

1 設(shè)備概況

某電廠＃5鍋爐自2006年年底投產(chǎn)以來，在85%額定負(fù)荷以上時(shí)，排煙溫度最高達(dá)到180℃，高出設(shè)計(jì)溫度40℃左右，嚴(yán)重影響鍋爐運(yùn)行效率，導(dǎo)致供電耗煤增多，運(yùn)行成本增加，全廠效益下降。

該廠＃5鍋爐是濟(jì)南鍋爐集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的YG-260／9.8-M3型高溫高壓、單汽包自然循環(huán)煤粉爐，鋼制構(gòu)架、全懸掛結(jié)構(gòu)、∏型布置、帶緊身封閉、四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣。采用立式鋼管空氣預(yù)熱器，配有2臺(tái)互補(bǔ)的鋼球磨煤機(jī)，以本爐熱風(fēng)作為干燥劑和輸送劑，帶中間儲(chǔ)倉式乏氣送粉制粉系統(tǒng)，煤粉細(xì)度R90＝20%。該鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

表1＃5鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)

2 排煙溫度偏高的原因分析

2.1 煤質(zhì)對排煙溫度的影響

煤的水分、灰分和低位發(fā)熱量很大程度上會(huì)影響煙氣的容積和特性，進(jìn)而影響鍋爐的排煙溫度。隨著當(dāng)前煤價(jià)的不斷攀升，各火力發(fā)電廠為了節(jié)約生產(chǎn)成本，不得不摻燒小窯煤，所以，鍋爐實(shí)際燃燒煤種與設(shè)計(jì)煤種相差較大，＃5鍋爐實(shí)際燃燒煤種與設(shè)計(jì)煤種參數(shù)對比見表2。

表2＃5鍋爐實(shí)際燃燒煤種與設(shè)計(jì)煤種參數(shù)對比

煤的水分越多，燃燒時(shí)釋放的有效熱量就越少，在保證鍋爐負(fù)荷不變的情況下，勢必要增加燃料量和送風(fēng)量，煙氣流量和流速也會(huì)相應(yīng)增加；與此同時(shí)，煤中的水分由于吸熱而形成蒸汽，同樣增加了煙氣量，結(jié)果都會(huì)導(dǎo)致排煙溫度升高。通常情況下：煤質(zhì)的水分增加5%，鍋爐的效率下降約0.5%［1-3］；燃煤的灰分升高，鍋爐燃燒推遲，爐膛火焰上移，煙氣在爐膛內(nèi)停留的時(shí)間縮短，爐膛內(nèi)輻射換熱量減少，排煙溫度卻升高；燃料低位發(fā)熱量降低，為保證鍋爐額定負(fù)荷，燃料消耗量必然增加，同樣會(huì)造成煙氣量和流速增加，最終導(dǎo)致排煙溫度升高［4］。

2.2 漏風(fēng)對鍋爐排煙溫度的影響

鍋爐漏風(fēng)是排煙溫度升高的主要原因之一，主要有爐膛漏風(fēng)、煙道漏風(fēng)和制粉系統(tǒng)漏風(fēng)等，與企業(yè)的運(yùn)行、檢修以及鍋爐構(gòu)造有關(guān)［5-8］。鍋爐通常是負(fù)壓運(yùn)行，由于爐墻、穿管處不嚴(yán)密，煙道沿程均有空氣漏入，從而使煙氣流程的過量空氣系數(shù)α不斷增大［9］，α可以表示為

式中：Δα為送風(fēng)系數(shù)；Δα1為爐膛漏風(fēng)系數(shù)；Δα2為制粉系統(tǒng)漏風(fēng)系數(shù)和一次風(fēng)摻入冷風(fēng)系數(shù)；Δα3為煙道漏風(fēng)系數(shù)（氧量表之前的煙道漏風(fēng)）。

由該式可知，當(dāng)爐膛出口過量空氣系數(shù)按燃燒調(diào)整的條件保持不變時(shí)，總的漏風(fēng)系數(shù)∑Δαi＝Δα1+Δα2+Δα3增大，送風(fēng)系數(shù)Δα則下降，使得送風(fēng)量下降，空氣預(yù)熱器的傳熱量減少，最終導(dǎo)致鍋爐排煙溫度升高。

（1）爐膛漏風(fēng)。爐膛漏風(fēng)主要是指爐頂、孔門及爐底等密封處漏風(fēng)，還有一些密封填料的脫落導(dǎo)致安裝間隙或設(shè)備接合處漏風(fēng)。爐底水封撈渣期間被破壞時(shí)，大量冷空氣進(jìn)入爐膛，使?fàn)t膛溫度降低，煤粉著火推遲，火心上移，加上隨之增大的煙氣流量和流速，使得鍋爐排煙溫度急劇升高。

（2）制粉系統(tǒng)漏風(fēng)。制粉系統(tǒng)漏風(fēng)主要是磨煤機(jī)風(fēng)門、擋板、落煤管及相應(yīng)管道等處漏風(fēng)，不僅影響磨煤機(jī)的效率，還會(huì)使鍋爐排煙溫度不正常升高。從該廠＃5鍋爐制粉系統(tǒng)運(yùn)行情況（見表3）可以看出，制粉系統(tǒng)漏風(fēng)對排煙溫度的影響相當(dāng)大。

表3＃5鍋爐制粉系統(tǒng)運(yùn)行情況

（3）煙道漏風(fēng)。煙道漏風(fēng)則是水平煙道和尾部垂直煙道上的人孔門、墻體密封處漏風(fēng)。漏風(fēng)位置不同，對排煙溫度的影響程度也不同，鍋爐損失量也不同。

2.3 受熱面清潔程度對排煙溫度的影響

造成鍋爐排煙溫度升高的另外一個(gè)主要原因是鍋爐受熱面的積塵和結(jié)渣，其影響主要表現(xiàn)在熱傳導(dǎo)方面。當(dāng)受熱面出現(xiàn)積塵、結(jié)渣時(shí)，熱阻增加，換熱系數(shù)減小，煙氣與管內(nèi)蒸汽的熱傳量大幅度減小，造成排煙溫度升高；另外，為了保證鍋爐負(fù)荷恒定，需要通過增加燃料量來彌補(bǔ)因積塵和結(jié)渣引起的受熱面吸熱不足，從而造成各段煙溫進(jìn)一步升高，排煙溫度也相應(yīng)升高。

3 降低排煙溫度的措施

3.1 調(diào)整運(yùn)行方式

目前，大多數(shù)火力發(fā)電廠為了降低生產(chǎn)成本，燃用煤種與設(shè)計(jì)煤種偏差較大，只能從燃燒調(diào)整方面入手［10］：在保證鍋爐安全、穩(wěn)定燃燒，主蒸汽溫度、負(fù)荷在額定范圍的情況下，盡量降低一次風(fēng)壓和一次風(fēng)速，二次風(fēng)采用倒塔型配風(fēng)方式，使火焰中心下移；同時(shí)，適當(dāng)減小鍋爐送風(fēng)量，保持低氧量運(yùn)行，使煙氣量降至最小，從而有效降低排煙溫度。

3.2 減少鍋爐漏風(fēng)

（1）減少爐膛漏風(fēng)。在鍋爐運(yùn)行期間，嚴(yán)密關(guān)閉打焦口、看火孔；爐底水封應(yīng)保持良好，當(dāng)出現(xiàn)落焦、拉渣以及水封被破壞等情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)水并關(guān)閉端門；停機(jī)檢修過程中，認(rèn)真檢查爐頂密封存在的漏風(fēng)點(diǎn)，及時(shí)、徹底排除漏點(diǎn)。

（2）減少制粉系統(tǒng)漏風(fēng)。重點(diǎn)檢查各個(gè)連接法蘭的密封、膨脹節(jié)處的密封是否完好，回粉管上的鎖氣器是否牢靠，磨煤機(jī)、給煤機(jī)、排粉機(jī)、粗粉分離器、細(xì)粉分離器的檢查口和防爆膜是否嚴(yán)密，及時(shí)排除泄漏點(diǎn)；運(yùn)行中關(guān)閉制粉系統(tǒng)木塊分離器清理口時(shí)，特別要注意制粉系統(tǒng)冷風(fēng)門的嚴(yán)密性，必要時(shí)根據(jù)煤種揮發(fā)分適當(dāng)提高磨煤機(jī)出口溫度，關(guān)閉停運(yùn)給粉機(jī)相應(yīng)的一次風(fēng)擋板。

（3）減少鍋爐尾部煙道漏風(fēng)。運(yùn)行中及時(shí)將水平煙道和尾部垂直煙道上的人孔門關(guān)閉嚴(yán)密；鍋爐停運(yùn)檢修過程中，將不嚴(yán)密的墻體進(jìn)行封堵和密封，盡量消除漏風(fēng)。

3.3 提高受熱面的清潔程度

（1）加強(qiáng)受熱面吹灰。運(yùn)行時(shí)，利用目前現(xiàn)有的吹灰設(shè)備定期對燃燒室、過熱器、后煙道進(jìn)行吹灰，受熱面保持高度清潔，介質(zhì)換熱系數(shù)增大，吸熱能力增強(qiáng)，從而有效降低排煙溫度。為了有效控制鍋爐受熱面結(jié)渣、積灰，該廠＃5鍋爐水冷壁和高溫過熱器采用蒸汽吹灰，后煙道采用激波吹灰。在煤種、主蒸汽流量、主蒸汽壓力、氧量、制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式及環(huán)境溫度基本保持不變的情況下，對鍋爐進(jìn)行全面蒸汽吹灰后，鍋爐排煙溫度的變化情況見表4。

表2 蒸汽吹灰前、后參數(shù)對比

（2）保持空氣預(yù)熱器清潔。運(yùn)行中，為了防止管式空氣預(yù)熱器堵灰和積灰，在煙氣阻力允許的范圍內(nèi)盡可能提高煙氣流速，保證空氣預(yù)熱器有一定的自吹灰能力；同時(shí)，利用大小修機(jī)會(huì)對空氣預(yù)熱器進(jìn)行清洗和疏通，保持空氣預(yù)熱器管壁清潔。由于＃5鍋爐采用三級管式空氣預(yù)熱器，沒有設(shè)置專門的吹灰器，當(dāng)空氣預(yù)熱器積灰、結(jié)垢時(shí)，只能在鍋爐停運(yùn)檢修期間對其進(jìn)行清理和疏通。2014年＃5鍋爐進(jìn)行B級檢修時(shí)，對空氣預(yù)熱器進(jìn)行積灰清理和疏通后，在主蒸汽流量、主蒸汽壓力、氧量、環(huán)境溫度保持基本相近的情況下，排煙溫度的變化情況見表5。

表5 空氣預(yù)熱器疏通前、后參數(shù)

4 結(jié)論

本文對某電廠＃5鍋爐排煙溫度偏高的原因進(jìn)行分析，針對各個(gè)影響因素，從運(yùn)行方式、設(shè)備維護(hù)方面提出了降低排煙溫度的控制措施，經(jīng)過一段時(shí)間的驗(yàn)證，鍋爐排煙溫度明顯降低，有效提高了鍋爐的效率和經(jīng)濟(jì)性。

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（本文責(zé)編：劉芳）

TK 223.3

B

1674-1951（2015）07-0065-03

武世華（1984—），男，甘肅會(huì)寧人，助理工程師，從事發(fā)電廠集控運(yùn)行工作（E-mail：gshnwsh＠163.com）。

2014-12-25；

2015-05-27