淺析超臨界鍋爐排煙溫度偏高的原因及對策

鄭方方 程樂超

【摘要】本文針對超臨界鍋爐試運行期間排煙溫度高的問題，通過熱力計算分析機組排煙溫度高的原因，并提出了相應(yīng)的處理措施，為類似問題提供借鑒，對于保證鍋爐運行的安全性和經(jīng)濟性具有十分重要的實際意義。在煤粉爐運行過程中，排煙溫度高是影響鍋爐燃燒效率的最主要因素。因此需要采取有效措施來降低鍋爐排煙溫度，提高電廠鍋爐運行的經(jīng)濟性。

【關(guān)鍵詞】超臨界；鍋爐；排煙溫度

一、排煙溫度偏高的原因分析

（一）進入爐膛及制粉系統(tǒng)的漏風(fēng)

由于爐膛漏風(fēng)與制粉系統(tǒng)漏風(fēng)（包括摻冷風(fēng)）不經(jīng)過空預(yù)器直接進入爐膛，在爐膛過量空氣系數(shù)一定的情況下導(dǎo)致空預(yù)器空氣流速降低，傳熱系數(shù)和傳熱量下降直接導(dǎo)致排煙溫度升高；同時，空預(yù)器出口熱風(fēng)溫度升高（傳熱面積不變）使傳熱溫壓減小，進一步減少傳熱量而導(dǎo)致排煙溫度升高。制粉系統(tǒng)配入冷風(fēng)的變化不僅影響排煙溫度，而且影響燃燒系統(tǒng)中一、二、三次風(fēng)的合理配比。因此，要設(shè)計出符合運行條件的鍋爐，就要求必須考慮制粉系統(tǒng)實際用風(fēng)情況，將鍋爐的熱力計算和制粉系統(tǒng)的熱力計算作為一個整體來進行，根據(jù)計算結(jié)果來判定受熱面布置是否合理，不合理時應(yīng)增減受熱面。

（二）一次風(fēng)率

一次風(fēng)率是指一次風(fēng)量占總風(fēng)量的百分比。一次風(fēng)率高，標(biāo)志進入磨煤機的熱風(fēng)量增加，磨出口溫度升高，同樣磨入口溫度升高。一次風(fēng)率越高，磨出口溫度越高，需要摻入冷風(fēng)來降低磨出口溫度，通過空預(yù)器的有組織風(fēng)量減少，換熱率降低，排煙溫度升高；如果減少一次風(fēng)率，同樣的磨入口溫度，磨出口溫度降低，不需要摻入更多的冷風(fēng)，通過空預(yù)器的有組織風(fēng)量增多，換熱率增加，排煙溫度降低。一次風(fēng)率升高，消耗熱能多，相當(dāng)于漏風(fēng)。

（三）受熱面積灰

受熱面積灰、結(jié)渣增加熱阻，將使傳熱系數(shù)降低，煙氣放熱量減少，火焰中心上移，排煙溫度升高。空氣預(yù)熱器堵灰則空氣預(yù)熱器傳熱面積減小，也將使煙氣的放熱量減少，排煙溫度升高。若吹灰器投用不及時，致使鍋爐尾部受熱面積灰、堵灰嚴(yán)重，使排煙溫度升高。

（四）省煤器水工況

省煤器的傳熱量直接受到給水量變化的影響，從而影響排煙溫度。給水溫度對排煙溫度也有一定影響。當(dāng)機組負(fù)荷變化或是高壓加熱器投停，會影響到給水溫度的變化。在高低壓加熱器投運不全的情況下，給水溫度下降，排煙溫度也會隨之降低。通常情況下給水溫度達(dá)到265度時，每降低10度排煙溫度會下降1.5度，此時給水溫度對排煙溫度的影響較小。

（五）煤種

燃料中的水份、灰份增加以及低位發(fā)熱量降低均使排煙溫度上升。這是因為這些變化將使煙氣量和煙氣比熱增加，煙氣在對流區(qū)中溫降減小，排煙溫度上升。即排煙溫度與煤收到基水分成正比，與煤的發(fā)熱量成反比。當(dāng)前煤炭資源緊張，入爐煤種與設(shè)計煤種相差較多，這也是造成排煙溫度升高的一個重要原因。

（六）環(huán)境溫度

當(dāng)冷空氣溫度升高時，排煙溫度也會隨之升高。排煙溫度夏天高，冬天低。相同進風(fēng)溫度，排煙溫度高，排煙損失越大，反之亦然。所以用排煙溫度與進風(fēng)溫度差來標(biāo)定排煙熱損失大小。空預(yù)器進風(fēng)溫度升高10度，排煙溫度升高6～7度。

二、排煙溫度偏高的對策

（1）入爐煤控制。針對入爐煤品質(zhì)復(fù)雜多樣，加強摻配煤管理，科學(xué)摻配經(jīng)濟煤種，入爐煤低位熱值不低于3600大卡/千克，保證揮發(fā)份35%以上。

（2）防止受熱面積灰。采用動態(tài)蒸汽吹灰法，投入影響排煙溫度較大的吹灰器運行；定期對再熱器煙氣檔板進行放灰，在爐膛和尾部煙道吹灰期間要適當(dāng)?shù)卦黾釉贌崞鳠煔鈸醢宸呕业拇螖?shù)。

（3）氧量控制技術(shù)。鍋爐最佳氧量一般控制3.0～3.5%之間，負(fù)荷高時氧量低一些，負(fù)荷低時氧量高一些。最低不能低于2.0%，如果低于2.0%，首先，機械不完全燃燒損失迅速增加；其次，風(fēng)量降低，空氣動力場不穩(wěn)定，影響鍋爐安全運行機制。偏離最佳氧量值1.0%，排煙溫度升高約10℃。

（4）空預(yù)器漏風(fēng)率。嚴(yán)格控制空預(yù)器的漏風(fēng)率在5%以下或更低。根據(jù)空預(yù)器入出口風(fēng)、煙溫設(shè)計值及排煙溫度可以大概判斷漏風(fēng)情況。

（5）制粉系統(tǒng)調(diào)整。在保證磨煤機設(shè)備安全和滿足制粉系統(tǒng)防爆要求的情況下，根據(jù)實際燃用煤種，按照推薦值，實時調(diào)整磨煤機出口溫度。盡快進行風(fēng)量標(biāo)定和熱態(tài)一次風(fēng)調(diào)平試驗，以保證各層一次風(fēng)速偏差在5%以內(nèi)。根據(jù)不同的煤質(zhì)參數(shù)調(diào)整煤粉細(xì)度，盡可能均勻各燃燒器之間的煤粉濃度分布，并優(yōu)化磨煤機組合方式。高負(fù)荷時，盡量運行下層制粉系統(tǒng)，但應(yīng)避免造成水冷壁壁溫升高，并注意調(diào)整再熱汽溫。提高磨煤機出口溫度保證制粉系統(tǒng)安全的情況下，中儲式制粉系統(tǒng)磨煤機出口溫度70℃，直吹式制粉系統(tǒng)磨煤機出口溫度90℃（磨煤機出口溫度升高1℃，排煙溫度降低1℃）。冷風(fēng)量減少，經(jīng)過空預(yù)器的有組織風(fēng)量增加，排煙溫度降低；磨機入口溫度升高，提高了工作效率。

造成鍋爐排煙溫度升高的原因有多種，既有空氣預(yù)熱器自身的原因，又有鍋爐系統(tǒng)的原因。排煙熱損失在鍋爐所有熱損中占比最大，影響鍋爐效率較多。在當(dāng)前電力市場競爭激烈的形勢下，為了提高自身的競爭力，則需要采取有效措施，降低排煙溫度，從而降低生產(chǎn)成本，提高電廠運營的經(jīng)濟性。通過采取上述一系列措施后，該機組鍋爐排煙溫度大幅下降，并接近設(shè)計值，取得了很好的效果。

參考文獻

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