鍋爐排煙溫度與鍋爐效率的關系

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

關鍵詞：熱電廠 熱損失 鍋爐效率 熱損失 排煙溫度

提高電廠的熱經濟性，應設法降低電廠的放熱損失。火電機組主要有兩項熱損失，一是汽輪機系統的排汽冷凝放熱，從熱力循環上看，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特 性、燃燒設備以及然料與空氣的混合過程有關， 本文就排煙溫度與鍋爐效率和電廠經濟性之間的關系、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濟性的關系

分析排煙溫度高低對鍋爐效率和電廠經濟性水平影響，首先應了解鍋爐效率與電廠經濟性之間的關系。兩者的關系通常可用供電煤耗值來表示：

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

-----------------標準煤的低位發熱值

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濟性處于較高的水平，鍋爐一定要具有較高的熱效率。當前我國大機組的經濟性落后于國際先進水平，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、空氣預熱器進出口溫度 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系如下。（1）干燃燒產物熱損失是排煙熱損失中最大的一項，干燃燒產物熱損失的百分比可按下式計算

式中Ldr ------------------干燃產物熱損失百分比%

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

Tg------------------排煙溫度，℃

Ta-----------------基準溫度，℃ 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

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系，當排煙溫度升高時，熱損失增大，鍋爐效率隨之降低。數據分析，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，除了設計計算不當和實際燃料與設計燃料性質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，爐膛蒸發受熱面和灰塵會使爐膛內的輻射熱減小而導致爐膛出口煙氣溫度升高，使得對流區的受熱面溫度升高，而處于水平煙道和尾部煙道中的受熱面有積灰，也會導致煙氣溫度升高，受熱面傳遞效率降低。無論是爐膛區域還是對流區域，積灰過多，都會使得排煙溫度升高。實際運行過程過程中，爐膛內積灰是不可避免的，鍋爐在設計的過程過程中，設計師也會根據燃料的性能和結渣特點設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備，防止爐膛積灰過多，保證鍋爐正常運行。②鍋爐漏風對排煙溫度的影響，國內一般鍋爐的通風方式都是采用平衡通風方式，爐膛和煙道系統都處于負壓狀態，因此，爐膛和對流煙道的嚴密性對排煙溫度有著很大的影響，冷空氣的進入使得過量空氣系數增加，其結果使得排煙量和排煙溫度都增加，漏風點的位置越靠近爐膛，影響越大，。漏風會減低爐膛的溫度，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。計算結果表明如果爐膛中漏風系數每增加10%，排煙溫度會上升10℃，對流煙道系數每增加10%，排煙溫度會上升6℃。③鍋爐運行系數對排煙溫度的影響，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，燃料燃燒產生的煙氣質量流量都會下降，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，使得預熱器進口煙氣溫度上升，導致排煙溫度升高。鍋爐制粉系統對排煙溫度也有一定的影響，熱電聯產企業中，當鍋爐制粉系統運行和調整不良時，會導致排煙溫度升高，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，管道和粗細口分析器均處于負壓狀態，此區段內各元件如果連接處或孔門處不嚴密，冷空氣就會進入制粉系統，當冷空氣過大時，會使經過燃燒器的冷空氣發生變化，爐膛溫度會降低，使得經過冷空氣預熱器的煙氣量和空氣量之間的比例發生變化，最終導致煙氣溫度上升。

3、結論

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

參考文獻：

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[2] 翟培強，環境溫度變化對鍋爐效率影響[J].華中電力，2005，（2）.

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作者簡介：

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