煤粉鍋爐排煙溫度高的原因分析與防范

于一利

（華電國際萊城發(fā)電廠，山東　萊蕪　271100）

·節(jié)能與環(huán)保·

煤粉鍋爐排煙溫度高的原因分析與防范

于一利

（華電國際萊城發(fā)電廠，山東萊蕪271100）

摘要：對華電國際萊城發(fā)電廠鍋爐煙氣溫度偏高的主要影響因素（即爐膛、水平煙道積灰，磨煤機(jī)運(yùn)行數(shù)量的不同，一、二次風(fēng)配比及制粉用熱風(fēng)量等）進(jìn)行研究分析，并采取了相應(yīng)的改進(jìn)措施，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：排煙溫度；吹灰器；磨煤機(jī)；運(yùn)行方式；負(fù)荷；漏風(fēng)

鍋爐排煙損失在鍋爐損失占最大的比列，一般達(dá)5%～12%。排煙溫度的變化影響了鍋爐熱效率的大小。即排煙溫度越高，鍋爐熱損失越大。通常鍋爐排煙溫度每增加14～20℃，鍋爐的排煙損失大約增加1%。

目前大部分火力發(fā)電廠鍋爐的排煙溫度都控制在110～140℃，而華電國際萊城發(fā)電廠300MW機(jī)組Ⅰ、Ⅱ期鍋爐煙氣溫度一直偏高，嚴(yán)重影響了鍋爐機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。于是根據(jù)發(fā)電廠設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際情況，通過分析、總結(jié)，找出了鍋爐排煙溫度偏離的主要影響因素。

一、吹灰器的類型不合適

目前，本廠300MW機(jī)組尾部煙氣溫度的設(shè)計(jì)值是135℃。3、4號鍋爐依然采用聲波吹灰和脈沖吹灰同時(shí)的方式，使受熱面吸熱量減少，于是排煙溫度升高，效果不好。只有2號爐的吹灰系統(tǒng)采用蒸汽吹灰，吹灰效果還比較理想，排煙溫度基本能保持在設(shè)計(jì)值范圍內(nèi)。在吹灰器設(shè)備改造之前，利用大、小修或時(shí)間較長的臨修，對水平煙道進(jìn)行了人工清灰，但所能維持的時(shí)間較短，于是采取相應(yīng)措施如下。

第一，對空預(yù)器的吹灰器改造升級，如將吹灰器改為蒸汽吹灰器；

第二，配合熱工檢修人員提高機(jī)組自動調(diào)節(jié)品質(zhì)；

第三，加強(qiáng)鍋爐吹灰器的運(yùn)行維護(hù)。

二、磨煤機(jī)運(yùn)行方式、風(fēng)配比及風(fēng)量

1.磨煤機(jī)運(yùn)行方式影響了排煙溫度

（1）不同的負(fù)荷段應(yīng)選擇不同的磨煤機(jī)運(yùn)行方式。當(dāng)負(fù)荷低于220MW時(shí)，根據(jù)煤質(zhì)情況應(yīng)盡量保持A、B磨煤機(jī)運(yùn)行。磨煤機(jī)運(yùn)行方式不合理時(shí)，會是鍋爐火焰中心抬高，造成熱負(fù)荷集中在爐膛上部，鍋爐出口煙溫升高。當(dāng)磨煤機(jī)檢修時(shí)，磨煤機(jī)運(yùn)行臺數(shù)的變化影響了爐膛燃燒中心位置。磨煤機(jī)檢修完畢后，馬上恢復(fù)正常的磨煤機(jī)運(yùn)行。

（2）相同的磨煤機(jī)運(yùn)行方式下，燃燒器的運(yùn)行方式不同、燃燒器出力不均同樣都會造成排煙溫度升高。

（3）燃料的煤質(zhì)變化較大，同時(shí)調(diào)整磨煤機(jī)的運(yùn)行方式。鍋爐燃用低發(fā)熱量的差煤，要求用下層磨煤機(jī)運(yùn)行、保證足夠的煤粉細(xì)度。防止鍋爐燃燒不充分，造成鍋爐的飛灰含碳量升高，燃料的燃燒不完全損失升高，致使鍋爐的排煙溫度變大。燃用高發(fā)熱量的好煤時(shí)，確保爐膛充分燃燒，優(yōu)先投運(yùn)上層磨煤機(jī)。如果煤中硫含量高，可能造成爐膛結(jié)焦，降低灰熔點(diǎn)。如果鍋爐運(yùn)行的負(fù)荷較高，爐膛溫度自然較高，如果磨煤機(jī)運(yùn)行方式不合理，很可能使?fàn)t膛發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象，致使火焰中心上移，使排煙溫度增大。

2.一、二次風(fēng)配比分析

一次風(fēng)與二次風(fēng)的配合是以一次風(fēng)量能滿足揮發(fā)分的燃燒為原則。一次風(fēng)量和一次風(fēng)速的提高都對著火不利。一次風(fēng)量增加，煤粉氣流加熱到著火溫度所需熱量增加，著火點(diǎn)推遲。一次風(fēng)速高，著火點(diǎn)靠后；一次風(fēng)速低，易造成一次風(fēng)管堵塞，還可能燒壞燃燒器。一次風(fēng)溫高，煤粉氣流達(dá)到著火點(diǎn)所需熱量減少，著火點(diǎn)提前。二次風(fēng)混入一次風(fēng)的時(shí)間要合適。如果在著火前混入，則著火延遲；如果過遲混入，則著火后的燃燒缺氧。二次風(fēng)一下子全部混入一次風(fēng)對燃燒也是不利的，因?yàn)槎物L(fēng)的溫度大大低于火焰溫度，大量低溫的二次風(fēng)混入則會降低火焰溫度，燃燒速度減慢，甚至造成熄火。二次風(fēng)速一般應(yīng)大于一次風(fēng)速。二次風(fēng)速比較高時(shí)，才能使空氣與煤粉充分混合；二次風(fēng)速又不能比一次風(fēng)速大太多，否則會迅速吸引一次風(fēng)，使混合提前，影響著火。總之，二次風(fēng)混入應(yīng)及時(shí)而強(qiáng)烈，才能使混合充分，燃燒迅速而完全。燃用低揮發(fā)分煤時(shí)，應(yīng)提高一次風(fēng)溫，適當(dāng)降低一次風(fēng)速，選用較小的一次風(fēng)率，這對煤粉的著火燃燒有利。燃用高揮發(fā)分煤時(shí)，一次風(fēng)溫應(yīng)低一些，一次風(fēng)速高一些，一次風(fēng)率大一些。有時(shí)有意使二次風(fēng)混入一次風(fēng)的時(shí)間早一些，將著火點(diǎn)推后，以免結(jié)渣或燒壞燃燒器。

3.制粉用熱風(fēng)量的影響

磨煤機(jī)的主要功能之一是干燥給煤。大部分磨煤機(jī)向熱風(fēng)中通入冷風(fēng)來降低磨煤機(jī)入口煤粉的溫度，同時(shí)使磨煤通風(fēng)量增大，從而減少了冷卻空氣預(yù)熱器的風(fēng)量，使鍋爐排煙溫度增大。加強(qiáng)對一、二次風(fēng)的配比及制粉用熱風(fēng)量的調(diào)整，多用系統(tǒng)熱風(fēng)量，降低排煙溫度。二次風(fēng)的配比不合適，一次風(fēng)速太高或一次風(fēng)溫度太低，則煤粉燃燒著火推遲，火焰中心升高，爐膛出口溫度及排煙溫度都會升高；同樣，若二次風(fēng)量太大，會使得煙氣流速升高，火焰中心也會升高，從而導(dǎo)致同樣的結(jié)果。

三、負(fù)荷的影響

1.運(yùn)行情況

機(jī)組正常運(yùn)行中排煙溫度與負(fù)荷也有著非常密切的關(guān)系。3、4號機(jī)組運(yùn)行在遠(yuǎn)方自動調(diào)度（ADS）方式下，負(fù)荷波動比較大，而且很難確定磨煤機(jī)的運(yùn)行方式及啟停時(shí)間，高負(fù)荷時(shí)爐膛溫度比較高，此時(shí)如果燃燒調(diào)整不當(dāng)或者煤質(zhì)不好，爐膛結(jié)焦會比較嚴(yán)重，同樣引起排煙溫度的升高。

2.制定降低排煙溫度措施

（1）根據(jù)負(fù)荷變化趨勢及周期的變化，準(zhǔn)確判斷磨煤機(jī)的啟停時(shí)間。

（2）負(fù)荷低于220MW時(shí)，根據(jù)煤質(zhì)情況應(yīng)盡量保持A、B磨煤機(jī)運(yùn)行。

（3）加強(qiáng)燃燒調(diào)整。負(fù)荷高時(shí)應(yīng)根據(jù)煤質(zhì)情況進(jìn)行合理配風(fēng)，以保持火焰中心穩(wěn)定，減小爐膛結(jié)焦的程度。

四、其他因素的影響

1.過剩空氣系數(shù)對煙氣溫度的影響

在鍋爐正常運(yùn)行中,鍋爐煙氣損失是鍋爐損失中最大的。排煙熱損失與排煙溫度的大小及過量空氣系數(shù)有直接的關(guān)系。在鍋爐的排煙溫度恒定時(shí)，排煙損失就只同過剩空氣系數(shù)的大小有關(guān)。過剩空氣系數(shù)增大，就會增加鍋爐排煙損失；過剩空氣系數(shù)降低，排煙損失也會降低。在鍋爐的過剩空氣系數(shù)增大時(shí)，送引風(fēng)機(jī)耗電量增加。鍋爐的熱經(jīng)濟(jì)性下降，使得廠用電增加，增大廠用電率。所以，鍋爐完全燃燒的情況下，控制較低的過剩空氣系數(shù)，使得排煙損失降低，廠用電率降低。

（1）氧量影響了鍋爐燃燒。通常情況下氧量越大，燃料的燃燒充分、穩(wěn)定，如果氧量過大就會降低爐膛中心溫度，阻礙了燃料的充分燃燒，大量的可燃性氣體未來的及燃燒就被煙氣帶出爐膛，從而使化學(xué)不完全燃燒損失增加；氧量過小，燃料燃燒不完全而使機(jī)械不完全燃燒損失增加，甚至發(fā)生滅火。

（2）氧量影響了鍋爐排煙熱損失。鍋爐氧量增加，使得煙氣總流量增加，從而增大了排煙熱損失。

2.磨煤機(jī)電耗及排粉溫度的影響

有時(shí)候?yàn)榱诉M(jìn)一步降低磨煤機(jī)電耗，而采取粉位高停止磨煤機(jī)的方式來解決，但是這種方式下也會因?yàn)槟ッ簷C(jī)用冷風(fēng)量減少而導(dǎo)致排煙溫度升高，為此采取如下的方案來解決。

（1）磨煤機(jī)停運(yùn)時(shí)，應(yīng)盡量停運(yùn)上層的磨煤機(jī)，同時(shí)相應(yīng)降低給粉機(jī)出力，以延長停磨時(shí)間和降低火焰中心，盡量減小排煙溫度升高的幅度，磨煤機(jī)保持在最大出力下運(yùn)行，其磨煤機(jī)出口溫度保持在允許范圍內(nèi)的高限，以增加磨煤機(jī)冷風(fēng)用量，降低鍋爐煙氣溫度。

（2）充分發(fā)揮輸粉機(jī)的作用。當(dāng)鄰爐粉倉粉位低時(shí)應(yīng)及時(shí)啟動輸粉機(jī)。

（3）負(fù)荷在220MW以下時(shí)，應(yīng)及時(shí)停運(yùn)第3套磨煤機(jī)。降低于排粉溫度的常規(guī)做法是停止給煤機(jī)，進(jìn)行燒粉，然后再進(jìn)行制粉。這種方法雖然能夠降低粉溫，但是會因?yàn)榻o煤機(jī)停運(yùn)導(dǎo)致磨煤機(jī)冷風(fēng)用量增大，使得排煙溫度升高，同時(shí)也會使蒸汽參數(shù)發(fā)生一定程度的擾動。因此應(yīng)根據(jù)各粉倉粉溫的特點(diǎn)分別采取加大制粉量的同時(shí)加大給粉機(jī)出力，即加大煤粉的流動量；減小給粉機(jī)的出力，同時(shí)提高磨煤機(jī)的出力，以快速提高粉位來降低粉溫，進(jìn)行磨煤機(jī)的切換。

3.鍋爐結(jié)焦

鍋爐結(jié)焦使鍋爐傳熱惡化，結(jié)焦后不但會嚴(yán)重影響機(jī)組的安全運(yùn)行，還會使排煙溫度過高。燃料場來煤質(zhì)量較差時(shí)，應(yīng)同燃料人員聯(lián)系，以便加強(qiáng)監(jiān)視和采取相應(yīng)調(diào)整措施。加強(qiáng)同灰運(yùn)人員聯(lián)系和檢查及監(jiān)視，防止?fàn)t底渣斗堵渣。

（1）若因燃燒器磨損，導(dǎo)致爐內(nèi)煤粉氣流發(fā)生紊亂、著火點(diǎn)提前、煤粉貼壁燃燒等造成燃燒器、水冷壁發(fā)生結(jié)焦，正常運(yùn)行中不能消除，應(yīng)該適當(dāng)增大燃燒器的一、二次風(fēng)速，降低鍋爐受熱面結(jié)焦。

（2）在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，控制磨煤機(jī)參數(shù)在正常范圍內(nèi)，監(jiān)視受熱面壁溫及煙溫的變化，控制在正常范圍內(nèi)，防止超溫現(xiàn)象發(fā)生。

（3）煙氣中的氧量按以下規(guī)定進(jìn)行調(diào)整，嚴(yán)禁缺氧燃燒：當(dāng)電負(fù)荷大于270MW時(shí)，將氧量設(shè)定為3.5%，并嚴(yán)密監(jiān)視兩側(cè)送風(fēng)機(jī)電流及送風(fēng)風(fēng)壓的變化情況，盡量保持兩側(cè)送風(fēng)風(fēng)壓一致，并及時(shí)修正氧量設(shè)定值，使其始終符合要求；當(dāng)電負(fù)荷低于270MW時(shí)，氧量按規(guī)程規(guī)定執(zhí)行，并盡量控制在低限4%左右運(yùn)行。

（4）加強(qiáng)燃燒的就地檢查，若發(fā)現(xiàn)結(jié)焦、堵渣等異常情況，則應(yīng)及時(shí)聯(lián)系清除，并對燃燒進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

五、結(jié)語

經(jīng)過采取大量的降低鍋爐排煙溫度措施后，同樣負(fù)荷下排煙溫度下降4℃，排煙熱損失下降大約0.5%。

中圖分類號：TK229.6

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-0711（2016）01-0077-03

收稿日期：（2015-10-28）