超高壓鍋爐排煙溫度高的原因分析及處理

文/徐強(qiáng)，華電章丘發(fā)電有限公司

我國是世界上最重要的煤炭生產(chǎn)國家，因此，以煤燃料為基礎(chǔ)的火電生產(chǎn)仍然是目前比較普遍的電力能源生產(chǎn)方式。雖然火電存在諸多環(huán)保問題，但其存在仍然有重要的必要性，而提升煤燃料熱轉(zhuǎn)化效率是當(dāng)前最重要的工作。在所有問題中，排煙溫度過高是造成熱轉(zhuǎn)化效率不高的最主要原因，針對(duì)這一問題做好相應(yīng)的分析研究，并采取切實(shí)有效的辦法和措施，解決問題的同時(shí)，提升火電企業(yè)的成本控制，也促進(jìn)節(jié)能減排，是多方面受益的選擇。

1 超高壓鍋爐排煙溫度高問題現(xiàn)狀

超高壓鍋爐主要是指在鍋爐正常工作狀態(tài)下壓力，出口蒸汽壓力為11.8-14.7MPa的鍋爐，超高壓鍋爐及其技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，其目的就是要提升鍋爐的節(jié)能減排效果，使得其環(huán)保性能得到更大保證。在國內(nèi)很多地方都被廣泛應(yīng)用，對(duì)我國的電力能源市場供應(yīng)有較為重要的影響。在實(shí)際運(yùn)用過程中，發(fā)現(xiàn)這些鍋爐普遍存在排煙溫度過高的問題。通過對(duì)一些實(shí)際生產(chǎn)狀態(tài)下電廠的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行考察，發(fā)現(xiàn)很多機(jī)組處于正常運(yùn)行時(shí)難以滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)，其排煙溫度要比設(shè)計(jì)值高出大概10℃左右。當(dāng)煤種選擇發(fā)生變化，其最高偏差可達(dá)到約20℃。鍋爐排煙熱損失是非常大的一項(xiàng)內(nèi)容，要占全部熱損的5-6%。按照有關(guān)資料的分析和計(jì)算，對(duì)于145MW熱電機(jī)組，其發(fā)生的排煙溫度每高出10℃，整個(gè)鍋爐的電力生產(chǎn)效率就會(huì)下調(diào)0.5-0.6%，而導(dǎo)致的電力生產(chǎn)煤耗提升2g/kw.h。而排煙中氧的含量每提升1.0%，則整個(gè)鍋爐的電力生產(chǎn)效率會(huì)下調(diào)0.35%，其實(shí)際耗煤量會(huì)升高1.3g/kw.h。而且，這種排煙溫度過高的問題不是個(gè)別現(xiàn)象，很多電廠采用的超高壓鍋爐設(shè)備都存在這樣的問題，針對(duì)這些問題，研究具體的解決辦法，有非常重要的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

2 超高壓鍋爐排煙溫度高的原因分析及其處理

對(duì)于超高壓鍋爐排煙溫度過高問題的解決辦法，必須針對(duì)鍋爐的實(shí)際情況，研究具體存在的問題和情況，并提出相應(yīng)的解決辦法和措施，提升鍋爐的節(jié)能減排效果。

2.1 超高壓鍋爐排煙溫度高的根本原因

對(duì)于超高壓鍋爐來說，煙氣容積是造成排煙效率的關(guān)鍵影響因素，其主要取決于燃料水分、爐膛過量空氣系數(shù)及各處的漏風(fēng)量。排煙溫度過高的直接原因主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1.1 燃燒與運(yùn)行工況問題。實(shí)際使用煤種與鍋爐設(shè)計(jì)中確定的煤種有所偏差。要根據(jù)具體的煤質(zhì)，對(duì)鍋爐燃燒情況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，確定最佳空氣系數(shù)，盡量提高一次風(fēng)溫度，同時(shí)適當(dāng)提高頂部二次風(fēng)的比例，使煤粉充分燃燒。

2.1.2 爐膛和制粉系統(tǒng)漏風(fēng)。因?yàn)闋t膛以及制粉系統(tǒng)存在漏風(fēng)問題，導(dǎo)致制粉系統(tǒng)摻加冷風(fēng)時(shí)未流經(jīng)空預(yù)器就直接吹入爐膛，在爐膛口形成過量。在空氣系數(shù)不變的條件下造成空預(yù)器的空氣流速降低，同時(shí)傳熱相關(guān)的系數(shù)及數(shù)量有顯著下降。因?yàn)榭疹A(yù)器的出口處風(fēng)的溫度提升，傳熱溫差降低，進(jìn)而降低了實(shí)際的傳熱量，排煙溫度自然升高。

2.1.3 通風(fēng)量過大。如果鍋爐內(nèi)的通風(fēng)量過大，超過了需要的程度，就會(huì)造成氧含量超過需求，煙氣數(shù)量會(huì)有非常明顯的增加，同時(shí)排煙的溫度也會(huì)增加，鍋爐的燃燒效率就會(huì)下降。

2.1.4 空預(yù)器內(nèi)漏。因?yàn)榭疹A(yù)器在不同方向上存在密封不嚴(yán)問題，發(fā)生嚴(yán)重內(nèi)漏！?？疹A(yù)器在受熱發(fā)生膨脹后，其熱端的實(shí)際漏風(fēng)量會(huì)加大，從而減少了煙氣側(cè)的傳熱溫度差。

2.1.5 煤粉研磨細(xì)度不充分。如果進(jìn)入鍋爐的煤粉粗細(xì)程度不均或顆粒過粗，沒有達(dá)到應(yīng)有的細(xì)度標(biāo)準(zhǔn)，使得爐膛內(nèi)的燃燒發(fā)生一定程度的延遲，燃燒火焰的高度會(huì)升高，因而排煙的溫度也會(huì)升高。

2.1.6 導(dǎo)管發(fā)生結(jié)垢問題。在超高壓鍋爐系統(tǒng)中，如果水冷壁、過熱器、省煤器、再熱器等有導(dǎo)管裝置的設(shè)備，其導(dǎo)管的內(nèi)壁會(huì)因?yàn)槟承┰虬l(fā)生結(jié)垢，進(jìn)而影響到導(dǎo)熱效率的發(fā)揮，直接造成了排煙溫度的進(jìn)一步上升。

2.1.7 沒有及時(shí)對(duì)鍋爐進(jìn)行吹灰處理。鍋爐受熱面上累積過多灰塵沒有處理，會(huì)造成受熱面和煙氣間的傳熱效率降低，導(dǎo)致其傳熱量降低。而爐膛內(nèi)的蒸發(fā)面發(fā)生積灰問題，對(duì)流區(qū)受熱面溫度也會(huì)持續(xù)升高，排煙溫度會(huì)繼續(xù)升高。

2.2 降低超高壓鍋爐排煙溫度的具體措施

2.2.1 有效提升爐體封閉性

在鍋爐出口空氣不變條件下，爐膛以及制粉裝置如果出現(xiàn)漏風(fēng)會(huì)導(dǎo)致送風(fēng)量的持續(xù)降低，而空氣預(yù)熱器因?yàn)榉忾]性差而傳熱效率會(huì)產(chǎn)生下降問題。必須通過細(xì)致的檢查確保爐體的密封性能，發(fā)現(xiàn)有任何漏風(fēng)處要及時(shí)修補(bǔ)，這對(duì)于提升排煙溫度調(diào)整有直接的影響。

2.2.2 降低風(fēng)冷處理的風(fēng)量

當(dāng)煤粉研磨系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，盡可能降低冷處理通風(fēng)量，同時(shí)提升熱風(fēng)的使用量，在安全前提下提升磨煤機(jī)出口的溫度，并選擇更切實(shí)合理的風(fēng)速。為有效確保磨煤機(jī)出口的溫度不會(huì)超出限制標(biāo)準(zhǔn)，可以增加冷風(fēng)量，此時(shí)，空氣預(yù)熱器流過的風(fēng)量會(huì)逐漸減少，排煙的溫度會(huì)得到一定程度的控制。

2.2.3 降低爐膛燃燒高度

滿足相同承載負(fù)荷下，盡量提高每一臺(tái)給粉機(jī)出力，使得運(yùn)行給粉機(jī)數(shù)量減少，上層給粉機(jī)盡量不進(jìn)行投入，以有效降低鍋爐爐膛內(nèi)火焰的高度。有效提高一次風(fēng)合理溫度，還能使?fàn)t膛內(nèi)進(jìn)入的風(fēng)粉混合物總體溫度增加，進(jìn)而降低鍋爐的排煙溫度。要減少超高壓鍋爐通風(fēng)量，強(qiáng)化鍋爐各環(huán)節(jié)的監(jiān)視以及作業(yè)模式的調(diào)整，使得鍋爐內(nèi)保持低氧燃燒的狀態(tài)。要強(qiáng)化鍋爐各個(gè)受熱面的灰塵處理，將影響導(dǎo)熱性能的灰塵除去，也有助于降低鍋爐的排煙溫度。

3 結(jié)束語

綜上所述，超高壓鍋爐是目前熱電生產(chǎn)領(lǐng)域中普遍采用的基礎(chǔ)設(shè)施，與過去的鍋爐模式相比，有更好的節(jié)能減排效果。但同時(shí)也存在排煙溫度過高的問題，而排煙溫度過高會(huì)造成熱轉(zhuǎn)化效率降低，節(jié)能減排效果受到影響，并導(dǎo)致電力生產(chǎn)企業(yè)的效益降低。因此，對(duì)排煙溫度過高現(xiàn)象從根本上查找其原因，并做好針對(duì)性的解決，這既是企業(yè)發(fā)展的需要，也是社會(huì)基于環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)對(duì)熱電企業(yè)的現(xiàn)實(shí)要求。企業(yè)對(duì)這些問題的解決程度，也是企業(yè)自身建設(shè)的標(biāo)志。