660MW超臨界鍋爐排煙溫度高原因分析及應對

邱松

摘要：為了進一步挖潛增效，提高機組運行經(jīng)濟性，針對大唐淮北虎山發(fā)電廠660MW超臨界鍋爐投產(chǎn)以來引起排煙溫度過高的主要原因進行了分析，并提出了應對措施，望給相關(guān)方面問題的探討與解決提供參考。

關(guān)鍵詞：排煙溫度;一次風量;積灰;煤質(zhì)

鍋爐的排煙熱損失是由于排煙溫度高于進入鍋爐的空氣溫度（基準溫度）這部分熱量未被利用而造成的損失，排煙熱損失是鍋 爐效率各項損失中最大的一項，約占總熱損失的4%～12%。影響排煙熱損失的主要因素是排煙焓的大小，而影響排煙焓大小的又是排煙容積和排煙溫度，所以排煙溫度越高，排煙熱損失越大，一般情況下，排煙溫度升高10～15℃，排煙熱損失增加1%，同時過高的排 煙溫度對電除塵及脫硫系統(tǒng)的安全運行構(gòu)成威脅。大唐淮北虎山發(fā)電廠#1機組自2013年投產(chǎn)以來時常出現(xiàn)排煙溫度過高現(xiàn)象，特別是在 2020年6-9月該現(xiàn)象更為突出，排煙溫度最高達160℃，超過設(shè)計值（124℃）36℃，嚴重制約著機組運行的經(jīng)濟性和安全性。

設(shè)備概況

大唐淮北虎山發(fā)電廠#1機組鍋爐型號為：DG2086/25.4-Ⅱ9型，該鍋爐為東方鍋爐（集團）股份有限公司制造的一次中間再熱、變壓運行，帶內(nèi)置式汽水分離器啟動系統(tǒng)，固態(tài)排渣、單爐膛平衡通風、Π型布置、全鋼構(gòu)架懸吊結(jié)構(gòu)、露天布置超臨界本生（Benson）直流鍋爐。設(shè)計煤種為淮南潘集煤，校核煤種為國投新集煤。燃燒方式為前后墻對沖燃燒，采用24只低NOX軸向旋流燃燒器，前后墻各12只，分三層對稱布置。配備6臺HP1003型中速 磨煤機的正壓直吹式制粉系統(tǒng)，鍋爐尾部設(shè)置分煙道，正常運行時 采用煙氣擋板調(diào)整再熱器出口汽溫，鍋爐裝設(shè)脫硫系統(tǒng)，采用固態(tài)排渣。

一、排煙溫度高主要原因分析

排煙溫度升高原因可以分為真實升高和虛假升高兩大類，所謂真實升高原因是指客觀上確實使得排煙溫度升高的原因，如漏風、制粉系統(tǒng)摻冷風量大、制粉系統(tǒng)一次風量過大、受熱面積灰、環(huán)境 溫度升高等;虛假升高是指表面上排煙溫度比設(shè)計值高，但客觀上并非如此，如測點位置不當、測點原件故障等。其中真實升高原因又可以分為兩類：一類是可以通過運行、檢修、管理和設(shè)備改造消除的原因;而另外一類是不易消除的原因，如環(huán)境溫度升高、煤質(zhì) 折算水分高等。結(jié)合現(xiàn)場實際情況，下面主要針對引起排煙溫度高的真實原因具體分析。

1.漏風引起排煙溫度升高

漏風是指爐膛漏風、制粉系統(tǒng)漏風及煙道漏風，是排煙溫度 升高的主要原因之一，是與運行管理、檢修以及設(shè)備結(jié)構(gòu)有關(guān)的問 題。爐膛漏風主要指爐頂密封、看火孔、人孔門及爐底渣系統(tǒng)處漏風;爐膛及煙道各處漏風，都將使排煙處的過量空氣系數(shù) 增大，只能增加排煙熱損失和引風機電耗，且漏風點越靠近爐膛，其影響越大，特別是爐底渣系統(tǒng)漏風量的增加，一方面會造成空預器入口風量的減少，一方面會造成火焰中心上移，爐膛出口煙溫升高。

2.一次風量過大引起排煙溫度升高HP中速磨煤機實際運行中，為了保證磨煤機運行安全，確保不發(fā)生堵管等現(xiàn)象的發(fā)生，運行控制中磨煤機通風量往往偏離了設(shè)計值，為了保證同樣給煤量下磨煤機出口溫度得到控制，進入磨一 次風量越大，相應進入磨煤機的冷風量比例增加，造成進入空預器進行換熱的一次風量相對減少，從而導致排煙溫度上升。在制粉系統(tǒng)風煤曲線自動控制方面磨煤機通風量未能根據(jù)給煤量進行很好的修正，使得高給煤量和低給煤量情況下進入 磨煤機通風量區(qū)別不大，從而造成排煙溫度的升高。

3.冷一次風量過多引起排煙溫度升高制粉系統(tǒng)摻冷風量過多和爐膛漏風引起排煙溫度升高的主要原因是一樣的，冷風越多使得進入空預器的一次風量越少，造成空預器的換熱量下降，從而引起排煙溫度升高。

4.受熱面結(jié)渣、積灰引起排煙溫度升高

受熱面結(jié)渣、積灰是導致排煙溫度升高的原因之一，其對排煙溫度的影響主要表現(xiàn)在傳熱方面。鍋爐受熱面結(jié)渣、積灰將使受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)降低，鍋爐吸熱量降低，煙氣放熱量減少，空預器入口煙溫升高，從而導致排煙溫升高，空氣預器堵灰則使空氣預器傳熱面積減少，也將使煙氣的放熱量減少，使排煙溫度升高。

5.入爐煤質(zhì)變化引起排煙溫度升高

近年來為了加強市場競爭，控制燃料成本，眾多電廠入爐煤品質(zhì)下降。該廠自2013年以來入爐煤中使用了大量褐煤摻燒，該褐煤 特性主要表現(xiàn)在高揮發(fā)份、低發(fā)熱量、灰分大、可磨性系數(shù)低，入爐煤品質(zhì)偏離設(shè)計煤種。此煤質(zhì)的特性對燃燒調(diào)整及排煙溫度的影 響呈現(xiàn)出多方面的特性，主要有以下幾個方面：

（1）控制磨煤機出口溫度引起排煙溫度升高。由于褐煤的高 揮發(fā)份特性，為了防止自燃、爆燃異常的發(fā)生，必須嚴格控制磨 煤機出口溫度，該廠進行褐煤摻燒時一般磨煤機出口溫度控制在 58～65℃之間（磨煤機出口設(shè)計溫度為77℃），從而造成入磨冷一次風的大量增加，引起排煙溫度升高。

（2）制粉系統(tǒng)出力下降引起排煙溫度升高。由于該煤的可磨性系數(shù)較低，造成制粉系統(tǒng)出力降低，同時制粉系統(tǒng)設(shè)備的磨損加重，反過來進一步影響制粉出力。

（3）低發(fā)熱量、高灰分引起排煙溫度升高。同樣負荷情況下燃 用該低發(fā)熱量的褐煤，使得入爐燃煤量增加、入爐總的冷一次風量 升高;同時若吹灰不及時，積存在受熱面上的灰、渣使得傳熱效果變差，相對固定換熱面的空預器來說必然造成出口煙溫的上升。

二、應對措施

1.加強入爐煤質(zhì)管理

針對當前電廠采購煤質(zhì)品質(zhì)下降的趨勢難以根本改變的現(xiàn)實，必須通過加強入爐煤質(zhì)管理來降低其對燃燒調(diào)整的不利影響，主 要從以下諸方面著手：

（1）控制摻混比例。將入爐煤發(fā)熱量、水分含量及負荷預測曲線作為摻混比例控制對象。

（2）完善加倉方式。采取下層磨煤機摻燒方式對爐膛結(jié)渣、積灰及排煙溫度的控制 更為有利。

（3）加強入爐煤雜物篩查。及時清除入爐煤雜物，降低制粉系統(tǒng)非正常啟停次數(shù)。

2.完善運行控制措施

（1）提高監(jiān)盤質(zhì)量。及時根據(jù)給煤量情況調(diào)節(jié)制粉系統(tǒng)風量偏置，提高制粉系統(tǒng)風量控制的合理性，避免高、低給煤量時制粉 系統(tǒng)通風量一樣的情況，通過總一次風量控制降低冷一次風量比率;

（2）豐富調(diào)整手段。做好負荷預測，及時調(diào)整制粉系統(tǒng)運行方式，盡量維持磨煤機在高出力下運行;加強燃燒調(diào)整，及時通過風 量及各風門調(diào)節(jié)控制火焰中心;試驗并掌握均等配風及束腰配風 對燃燒的影響。

（3）加強吹灰管理。確保爐膛吹灰、尾部煙道吹灰能及時執(zhí)行;認真執(zhí)行再熱器煙道擋板開啟放灰定期工作，

3.加強設(shè)備管理

加強設(shè)備維護與改造，采取有效措施根本上消除制粉系統(tǒng)熱風隔絕門、熱風調(diào)整門內(nèi)漏嚴重現(xiàn)象，及時消除鍋爐本體及爐膛漏風;加強制粉系統(tǒng)風量、風壓等測點的消缺與校驗，防止因測量誤差導致磨煤機實際運行中一次風量偏大現(xiàn)象;

4.完善控制邏輯

對制粉系統(tǒng)風量控制邏輯進一步完善，確保風煤比的合理性。完善吹灰控制，增加空預器吹灰跳步功能，避免吹灰中斷后再次吹 灰方式控制的不合理性。

5.進行設(shè)備改造

針對鍋爐設(shè)計缺陷利用檢修機會進行合理改造，通過增加尾部傳熱面積降低煙溫等方法消除不利影響。

三、結(jié)語

當前電力市場競爭激烈，火電企業(yè)必須降低生產(chǎn)成本，才能提高企業(yè)效率和競爭力。影響鍋爐排煙溫度升高的因素較多，實際運行中必須根據(jù)每臺機組的運行現(xiàn)狀進行具體分析，抓住主要原因并 采取針對性措施，從而實現(xiàn)降低煤耗、提高效益的真正目的。

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