電站鍋爐排煙溫度升高原因的歸類(lèi)研究

馬凌波，王豐超

（新疆維吾爾自治區(qū)特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，新疆 烏魯木齊 830011）

電站鍋爐排煙溫度升高原因的歸類(lèi)研究

馬凌波，王豐超

（新疆維吾爾自治區(qū)特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，新疆 烏魯木齊 830011）

電站鍋爐在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中排煙溫度會(huì)有所升高，但如果超出規(guī)定范圍值將會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)大量熱損失的情況，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量污染，消耗更多燃料，對(duì)電站鍋爐經(jīng)濟(jì)效益最大化造成不利影響。因此尋找電站鍋爐排煙溫度升高的原因具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文將以某電站鍋爐為例，通過(guò)對(duì)其運(yùn)行日志數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，對(duì)電站鍋爐排煙溫度升高原因進(jìn)行歸類(lèi)，并在此基礎(chǔ)上提出幾點(diǎn)相關(guān)解決措施。

電站鍋爐；排煙溫度升高；原因歸類(lèi)；解決措施

電站鍋爐排煙溫度每升高10～15℃，不僅會(huì)增加大約1%的熱損失，同時(shí)也會(huì)使得鍋爐效率大大減慢，其需要的燃料以及產(chǎn)生的污染物也相繼增加。為了保障電站鍋爐實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定運(yùn)行，并有效保障電站鍋爐經(jīng)濟(jì)效益實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，需要對(duì)電站鍋爐排煙溫度升高的原因進(jìn)行深入分析研究，并及時(shí)尋找出相應(yīng)的解決措施對(duì)其進(jìn)行全面整改。

1 某電站鍋爐運(yùn)行日志數(shù)據(jù)分析

根據(jù)某電站鍋爐的運(yùn)行日志我們可以得知，在100%負(fù)荷之下，該電站鍋爐的設(shè)計(jì)給水溫度為205℃，而實(shí)際運(yùn)行值為220℃，高出設(shè)計(jì)值15℃；其空氣入口溫度的設(shè)計(jì)值為30℃，而其夏季氣溫較高時(shí)其入口溫度實(shí)際值為34℃，在冬季氣溫較低時(shí)其入口溫度實(shí)際值為27℃。不僅如此，在二級(jí)空預(yù)器出口空氣溫度方面，設(shè)計(jì)值為327℃而實(shí)際運(yùn)行至則365℃，高出設(shè)計(jì)值38℃。其排煙溫度在100%負(fù)荷狀態(tài)下，設(shè)計(jì)值為138℃，而實(shí)際運(yùn)行值卻高達(dá)174℃，二者之間相差了36℃。

由此我們可以看出，該電站鍋爐在100%負(fù)荷之下其排煙溫度明顯升高，并且與預(yù)先設(shè)定的設(shè)計(jì)值之間存在較大差異。

2 電站鍋爐排煙溫度升高原因歸類(lèi)

2.1 煤種變化

通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，該電站在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中使用的煤種并非與其設(shè)計(jì)煤種完全一致，在碳元素、氫元素、氧元素、硫元素以及灰分、水分等方面，相較于原本的設(shè)計(jì)煤種，實(shí)際運(yùn)行煤種的元素成分值均有所變化，譬如說(shuō)原本設(shè)計(jì)煤種當(dāng)中的碳元素含量應(yīng)當(dāng)為59%，但實(shí)際運(yùn)行煤種的碳元素含量只有50%，而原本設(shè)計(jì)煤種的水分值應(yīng)當(dāng)為8%，但實(shí)際運(yùn)行煤種的水分值則為9%。由于元素含量發(fā)生變化，也使得煤種最終的低位發(fā)熱值以及揮發(fā)分值均與設(shè)計(jì)煤種相比有所下降，進(jìn)而導(dǎo)致電站鍋爐排煙溫度升高。

2.2 摻冷風(fēng)量

所謂的摻冷風(fēng)指的是將冷風(fēng)直接摻入到一次風(fēng)中或是制粉系統(tǒng)當(dāng)中，最后將其送入至爐膛當(dāng)中，而由于沒(méi)有經(jīng)過(guò)空氣預(yù)熱器進(jìn)行加熱處理，也會(huì)使得原本在預(yù)熱器當(dāng)中的通風(fēng)量驟然減少，同時(shí)傳熱系數(shù)、溫壓等相較于原本數(shù)值均呈現(xiàn)出略有下降的問(wèn)題，因此使得空氣預(yù)熱器無(wú)法達(dá)到應(yīng)有的吸熱量，最終導(dǎo)致電站鍋爐排煙溫度出現(xiàn)過(guò)高問(wèn)題。

2.3 積灰堵灰

在空氣預(yù)熱器或是過(guò)熱器、省煤器等設(shè)備當(dāng)中，因長(zhǎng)期工作運(yùn)行容易出現(xiàn)積灰問(wèn)題，如果沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)吹灰處理，那么將會(huì)使傳熱熱阻進(jìn)一步增加，在大大降低傳熱系數(shù)的同時(shí)無(wú)法有效保障煙氣具備較高的放熱量，此時(shí)受熱面無(wú)法獲得較高的吸熱量，而出口煙的溫度會(huì)相應(yīng)升高，電站鍋爐排煙溫度自然也會(huì)隨之相應(yīng)升高。與此同時(shí)，電站鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的空氣動(dòng)力工作情況也需要進(jìn)行實(shí)時(shí)關(guān)注和調(diào)整，否則容易導(dǎo)致火焰貼墻，進(jìn)而出現(xiàn)結(jié)焦等問(wèn)題。

2.4 受熱面不足

受熱面無(wú)法充分吸熱也會(huì)在一定程度上促使電站鍋爐排煙溫度迅速升高，而導(dǎo)致受熱面無(wú)法充分吸熱的原因主要為受熱面不足以及缺乏良好的受熱結(jié)構(gòu)。根據(jù)該電站鍋爐運(yùn)行日志顯示，在100%負(fù)荷下其一級(jí)空氣預(yù)熱器與二級(jí)空氣預(yù)熱器的實(shí)際吸熱量均沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)吸熱量，因此導(dǎo)致該電站鍋爐排煙溫度迅速上升的原因更有可能是因?yàn)槭軣崦娌蛔恪?/p>

2.5 漏風(fēng)原因

制粉系統(tǒng)、爐膛以及煙道等出現(xiàn)漏風(fēng)情況，也容易導(dǎo)致電站鍋爐排煙溫度迅速升高，而造成漏風(fēng)情況出現(xiàn)的原因可能同設(shè)備結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行管理、檢修等有著直接關(guān)系，根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)證明，熱空氣溫度與送風(fēng)量成明顯的反比例關(guān)系，也就是說(shuō)送風(fēng)量越小，熱空氣溫度越高，同時(shí)空氣預(yù)熱器中的傳熱溫壓也會(huì)相對(duì)有所下降，而這也將直接導(dǎo)致電站鍋爐排煙溫度升高。另外，如果煙道出現(xiàn)漏風(fēng)情況，將直接影響煙溫，相比于正常情況下煙溫將大幅下降，而傳熱溫壓也會(huì)隨之出現(xiàn)下降情況，導(dǎo)致受熱面無(wú)法擁有較高的吸熱量，最終導(dǎo)致電站鍋爐出現(xiàn)排煙溫度過(guò)高的問(wèn)題。

2.6 給水溫高

根據(jù)運(yùn)行日志顯示，在100%負(fù)荷下電站鍋爐的設(shè)計(jì)給水溫度應(yīng)當(dāng)為205℃，而實(shí)際運(yùn)行值為220℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出設(shè)計(jì)值15℃；給水溫度升高使得蒸發(fā)量能夠得到有效保障，同時(shí)可以在一定程度上使得燃料供給量能夠有效減少，爐膛出口溫度也能夠有所下降，但與此同時(shí)，較高的給水溫度也會(huì)使得省煤器無(wú)法保障原有的傳熱溫差，其吸熱量將大幅驟減，進(jìn)而使得電站鍋爐排煙溫度迅速升高。

2.7 氣溫變化

其空氣入口溫度的設(shè)計(jì)值為30℃，而其夏季氣溫較高時(shí)其入口溫度實(shí)際值為34℃，在冬季氣溫較低時(shí)其入口溫度實(shí)際值為27℃。由于冬季氣溫比較低，因此使得空氣預(yù)熱器入口風(fēng)溫也相對(duì)比較低,受此影響，空氣預(yù)熱器的傳熱溫壓將會(huì)呈現(xiàn)上升狀態(tài)，使得煙氣不斷增加放熱量,此舉將有效降低電站鍋爐的排煙溫度。但是在夏季氣溫較高的情況下則恰恰相反，由于空氣預(yù)熱器入口風(fēng)溫比較高，導(dǎo)致其傳熱溫壓減小,進(jìn)而使得煙氣放熱量也隨之減少,最終導(dǎo)致電站鍋爐排煙溫度不斷上升。

3 解決電站鍋爐排煙溫度升高的具體措施

3.1 防漏堵漏

考慮到漏風(fēng)因素是導(dǎo)致電站鍋爐排煙溫度升高的一大重要原因，因此在實(shí)際鍋爐運(yùn)行之前，需要由工作人員認(rèn)真檢查爐底的排渣井以及爐頂?shù)拿芊馇闆r，根據(jù)實(shí)際工況選擇與之相對(duì)應(yīng)的門(mén)結(jié)構(gòu)與孔結(jié)構(gòu)，在電站鍋爐的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中隨時(shí)將各個(gè)門(mén)、孔進(jìn)行關(guān)閉，并對(duì)制粉系統(tǒng)冷風(fēng)門(mén)及其密閉性進(jìn)行嚴(yán)格控制。工作人員可以通過(guò)將鎖氣器安裝在煤機(jī)落煤管位置處，進(jìn)而有效避免制粉系統(tǒng)出現(xiàn)漏風(fēng)等問(wèn)題。

3.2 改善摻冷風(fēng)

摻冷風(fēng)也同樣是導(dǎo)致電站鍋爐排煙溫度升高的原因之一，針對(duì)這一情況可以通過(guò)在電站鍋爐實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，確保煤種燃點(diǎn)始終高于風(fēng)粉混合物溫度的基礎(chǔ)之上，對(duì)風(fēng)粉混合物溫度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)高，同時(shí)盡可能減少在一次風(fēng)箱中摻入的冷風(fēng)量，從而使得風(fēng)粉混合物的溫度能夠得到有效提高，而在維持一次風(fēng)率的前提之下，能夠迅速降低排煙溫度。通過(guò)使用此方法，將送粉風(fēng)溫由原來(lái)的230℃提高至310℃之后，在不改變一次風(fēng)率下排煙溫度確實(shí)從原來(lái)的175℃降低到了165℃。

3.3 吹灰工作

前文提及，導(dǎo)致電站鍋爐排煙溫度升高的另一大重要原因?yàn)榉e灰和堵灰，因此需要在電站鍋爐的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中及時(shí)對(duì)燃燒室進(jìn)行吹灰處理，在有效增加輻射受熱面熱有效系數(shù)的同時(shí)，也能夠適當(dāng)增加冷水壁吸熱量，進(jìn)而有效完成對(duì)流受熱面的吹灰工作，使其吸熱能力得到大幅提升，達(dá)到有效降低電站鍋爐排煙溫度的目的。

3.4 調(diào)整燃燒

根據(jù)實(shí)際情況可以由工作人員適當(dāng)調(diào)整噴燃器的角度，使其能夠略微向下，將火焰中心位置稍稍下移，此舉能夠使得爐膛輻射吸熱量得到有效提升，進(jìn)而將其爐膛出口溫度，使得電站鍋爐排煙溫度也能夠因此而有所下降。

3.5 檢查元件

檢測(cè)電站鍋爐排煙溫度的元件如果發(fā)生故障，也有可能導(dǎo)致其錯(cuò)誤地顯示排煙溫度升高，因此在對(duì)電站鍋爐排煙溫度升高原因進(jìn)行分析的過(guò)程中，不僅需要考慮測(cè)量元件是否發(fā)生故障，同時(shí)還需要在日常工作當(dāng)中定期對(duì)檢測(cè)排煙溫度的元件進(jìn)行維修和管理，從而能夠在發(fā)現(xiàn)元件出現(xiàn)故障時(shí)，可以第一時(shí)間對(duì)其進(jìn)行維修和更換處理，避免影響其對(duì)排煙溫度的正常測(cè)量。不僅如此，在設(shè)置排煙溫度檢測(cè)點(diǎn)的過(guò)程當(dāng)中，如果檢測(cè)點(diǎn)位置缺乏合理性，其測(cè)量得到的數(shù)值同樣也無(wú)法有效反映出真實(shí)的排煙溫度，因此在設(shè)置溫度測(cè)點(diǎn)時(shí)還需要對(duì)整體煙道截面和實(shí)際情況進(jìn)行充分考量。

4 結(jié)語(yǔ)

本文以某電站鍋爐的實(shí)際運(yùn)行狀況和排煙情況為例，通過(guò)分析其運(yùn)行日志數(shù)據(jù)了解到該電站鍋爐排煙存在溫度過(guò)高的情況。而通過(guò)進(jìn)一步分析研究我們可以得知，該電站鍋爐排煙溫度過(guò)高主要是由于漏風(fēng)、積灰堵灰、煤種變化等眾多原因?qū)е碌?。因此在?duì)電站鍋爐排煙溫度升高原因進(jìn)行分析的基礎(chǔ)之上，提出通過(guò)采取防漏堵漏、改善摻冷風(fēng)等一系列措施有效控制電站鍋爐排煙溫度，為電站實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)化創(chuàng)造有利條件。

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