鍋爐排煙溫度與鍋爐效率的關(guān)系

摘 要：本文從熱電廠鍋爐排煙溫度升高的原因進(jìn)行分析，排煙溫度的高低直接關(guān)系著熱電廠的經(jīng)濟(jì)效益，通過了解鍋爐排煙溫度升高的因素分析，為鍋爐運行和設(shè)計提供一些參考，從而有效的提高鍋爐熱效率，進(jìn)而提高熱電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：熱電廠 熱損失 鍋爐效率 熱損失 排煙溫度

提高電廠的熱經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)設(shè)法降低電廠的放熱損失?；痣姍C組主要有兩項熱損失，一是汽輪機系統(tǒng)的排汽冷凝放熱，從熱力循環(huán)上看，對凝汽式機組而言，這項熱損失是無法避免的；二是 鍋爐的排煙熱損失，鍋爐的排煙量越大、排煙溫度越高，該項損失就越大。影響鍋爐效率主要有排煙熱損失和燃料未完全燃燒熱損失，燃料未完全燃燒熱損失主要與燃料的物理和化學(xué)特 性、燃燒設(shè)備以及然料與空氣的混合過程有關(guān)， 本文就排煙溫度與鍋爐效率和電廠經(jīng)濟(jì)性之間的關(guān)系、對燃用不同煤種的鍋爐排煙溫度的合理選取、以及鍋爐在實際運行中排煙溫度偏高等問題作簡單討論和分析。

1、排煙溫度與鍋爐效率和電廠經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系

分析排煙溫度高低對鍋爐效率和電廠經(jīng)濟(jì)性水平影響，首先應(yīng)了解鍋爐效率與電廠經(jīng)濟(jì)性之間的關(guān)系。兩者的關(guān)系通?？捎霉╇娒汉闹祦肀硎荆?/p>

NTHR------------汽輪機凈熱耗

η----------------鍋爐效率 %

APR ----------------輔機用電率 %

F ----------------------電廠供電煤耗值

-----------------標(biāo)準(zhǔn)煤的低位發(fā)熱值

從 （ 1 ） 式可看出，供電煤耗值在汽輪機凈熱耗與廠用電率不變時，隨鍋爐效率的增加而降低。因而，若使整個電廠的熱經(jīng)濟(jì)性處于較高的水平，鍋爐一定要具有較高的熱效率。當(dāng)前我國大機組的經(jīng)濟(jì)性落后于國際先進(jìn)水平，除了汽輪熱耗較大原因外，鍋爐效率較低 也是影響因素之一。

2 排煙溫度與鍋爐效率的關(guān)系

鍋爐效率的大小取決于燃料的種類和成份、燃燒時的過量空氣系數(shù)、空氣預(yù)熱器進(jìn)出口溫度 等，計算鍋爐效率通常有輸入一輸出計算法 （正平衡方法）和熱損失計算法 （ 反平衡方法 ）。正平衡法不適合大型機組計算，先就熱損失法計算加以敘述。采用熱損失法計算時，必須先計算以后下這些熱損失：①干燃燒產(chǎn)物的熱損失；②由空氣中水分引起的熱損失；③由燃料中水分引起的熱損失④由燃料中的氫燃燒后所生產(chǎn)的水分引起的損失⑤由未燃盡的可燃物引起的損失⑥向周圍的熱輻射的熱損失⑦其他的熱損失。

1）至（4）就是通常所指的是熱損失q2 ，鍋爐效率與排煙溫度兩者的關(guān)系如下。（1）干燃燒產(chǎn)物熱損失是排煙熱損失中最大的一項，干燃燒產(chǎn)物熱損失的百分比可按下式計算

式中Ldr ------------------干燃產(chǎn)物熱損失百分比%

pd-----------------氣體干燃產(chǎn)物，燃燒產(chǎn)物總量減去水蒸氣量，kg/106kj

Tg------------------排煙溫度，℃

Ta-----------------基準(zhǔn)溫度，℃ 通常為20℃

（2）由空氣中的水分引起的熱損失，這個與鍋爐所在地理位置有關(guān)

式中La--------------有空氣中水分引起的熱損失百分比，%

Wa---------------燃燒空氣空氣中的水分，由鍋爐所在地點的環(huán)境溫度和相對濕度一級參加燃燒的空氣量確定kg/106kj

（3）燃燒中水分熱損失

式中Lf--------------燃燒中水分引起的熱損失百分比，%

Wc-------------燃料中的水分含量 ，kg/106kj

Tg------------------排煙溫度，℃

Ta-----------------基準(zhǔn)溫度，℃ 通常為20℃

以上式中可以看出排煙溫度與鍋爐熱損失有直接關(guān)系，當(dāng)排煙溫度升高時，熱損失增大，鍋爐效率隨之降低。數(shù)據(jù)分析，排煙溫度每升高20℃，鍋爐效率降低約1%。

2.2 運行過程中排煙溫度偏高的原因

實際運行過程中，除了設(shè)計計算不當(dāng)和實際燃料與設(shè)計燃料性質(zhì)有差距是造成排煙溫度偏高的主要因素，排煙溫度過高還與以下因素有關(guān)系。①受熱面的積灰對排煙溫度的影響：受熱面的積灰使煙氣與受熱面之間的傳熱受阻增加，傳熱量減少，爐膛蒸發(fā)受熱面和灰塵會使?fàn)t膛內(nèi)的輻射熱減小而導(dǎo)致爐膛出口煙氣溫度升高，使得對流區(qū)的受熱面溫度升高，而處于水平煙道和尾部煙道中的受熱面有積灰，也會導(dǎo)致煙氣溫度升高，受熱面?zhèn)鬟f效率降低。無論是爐膛區(qū)域還是對流區(qū)域，積灰過多，都會使得排煙溫度升高。實際運行過程過程中，爐膛內(nèi)積灰是不可避免的，鍋爐在設(shè)計的過程過程中，設(shè)計師也會根據(jù)燃料的性能和結(jié)渣特點設(shè)計合理的爐膛尺寸和對流受熱面。電廠在運行過程中還會在受熱面安裝吹灰設(shè)備，防止?fàn)t膛積灰過多，保證鍋爐正常運行。②鍋爐漏風(fēng)對排煙溫度的影響，國內(nèi)一般鍋爐的通風(fēng)方式都是采用平衡通風(fēng)方式，爐膛和煙道系統(tǒng)都處于負(fù)壓狀態(tài)，因此，爐膛和對流煙道的嚴(yán)密性對排煙溫度有著很大的影響，冷空氣的進(jìn)入使得過量空氣系數(shù)增加，其結(jié)果使得排煙量和排煙溫度都增加，漏風(fēng)點的位置越靠近爐膛，影響越大，。漏風(fēng)會減低爐膛的溫度，增加了煙氣的流量，使得煙氣的溫度下降，受熱面的傳熱量減少，排煙溫度就會上升。計算結(jié)果表明如果爐膛中漏風(fēng)系數(shù)每增加10%，排煙溫度會上升10℃，對流煙道系數(shù)每增加10%，排煙溫度會上升6℃。③鍋爐運行系數(shù)對排煙溫度的影響，相同容量的前提下，鍋爐給水溫度增加，使得爐膛中凈熱輸入量下降，燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣質(zhì)量流量都會下降，過熱器、再熱器吸熱量降低，各級受熱面出口煙氣溫度上升。此外，給水溫度的增加也會造成省煤器的溫壓下降，使得預(yù)熱器進(jìn)口煙氣溫度上升，導(dǎo)致排煙溫度升高。鍋爐制粉系統(tǒng)對排煙溫度也有一定的影響，熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)中，當(dāng)鍋爐制粉系統(tǒng)運行和調(diào)整不良時，會導(dǎo)致排煙溫度升高，鍋爐熱效率下降，排煙溫度也因此升高。這是由于從磨煤機入口至排粉機入口，管道和粗細(xì)口分析器均處于負(fù)壓狀態(tài)，此區(qū)段內(nèi)各元件如果連接處或孔門處不嚴(yán)密，冷空氣就會進(jìn)入制粉系統(tǒng)，當(dāng)冷空氣過大時，會使經(jīng)過燃燒器的冷空氣發(fā)生變化，爐膛溫度會降低，使得經(jīng)過冷空氣預(yù)熱器的煙氣量和空氣量之間的比例發(fā)生變化，最終導(dǎo)致煙氣溫度上升。

3、結(jié)論

通過以上分析可以看出，改善實際運行過程中的吹灰系統(tǒng)、減少鍋爐本體和制粉系統(tǒng)的漏風(fēng)，可以有效的降低排煙溫度，從而提高鍋爐熱效率，進(jìn)而增加熱電廠的經(jīng)濟(jì)性，可以帶來更多的經(jīng)濟(jì)利益。

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作者簡介：

安伯勝（1973.4）男，漢族，東北電力大學(xué)，熱能動力工程，本科，主要從事電廠運行及維護(hù)工作。