超高壓鍋爐排煙溫度高的原因分析及處理

文/徐強，華電章丘發電有限公司

我國是世界上最重要的煤炭生產國家，因此，以煤燃料為基礎的火電生產仍然是目前比較普遍的電力能源生產方式。雖然火電存在諸多環保問題，但其存在仍然有重要的必要性，而提升煤燃料熱轉化效率是當前最重要的工作。在所有問題中，排煙溫度過高是造成熱轉化效率不高的最主要原因，針對這一問題做好相應的分析研究，并采取切實有效的辦法和措施，解決問題的同時，提升火電企業的成本控制，也促進節能減排，是多方面受益的選擇。

1 超高壓鍋爐排煙溫度高問題現狀

超高壓鍋爐主要是指在鍋爐正常工作狀態下壓力，出口蒸汽壓力為11.8-14.7MPa的鍋爐，超高壓鍋爐及其技術的產生和發展，其目的就是要提升鍋爐的節能減排效果，使得其環保性能得到更大保證。在國內很多地方都被廣泛應用，對我國的電力能源市場供應有較為重要的影響。在實際運用過程中，發現這些鍋爐普遍存在排煙溫度過高的問題。通過對一些實際生產狀態下電廠的運行狀態進行考察，發現很多機組處于正常運行時難以滿足設計目標，其排煙溫度要比設計值高出大概10℃左右。當煤種選擇發生變化，其最高偏差可達到約20℃。鍋爐排煙熱損失是非常大的一項內容，要占全部熱損的5-6%。按照有關資料的分析和計算，對于145MW熱電機組，其發生的排煙溫度每高出10℃，整個鍋爐的電力生產效率就會下調0.5-0.6%，而導致的電力生產煤耗提升2g/kw.h。而排煙中氧的含量每提升1.0%，則整個鍋爐的電力生產效率會下調0.35%，其實際耗煤量會升高1.3g/kw.h。而且，這種排煙溫度過高的問題不是個別現象，很多電廠采用的超高壓鍋爐設備都存在這樣的問題，針對這些問題，研究具體的解決辦法，有非常重要的現實價值。

2 超高壓鍋爐排煙溫度高的原因分析及其處理

對于超高壓鍋爐排煙溫度過高問題的解決辦法，必須針對鍋爐的實際情況，研究具體存在的問題和情況，并提出相應的解決辦法和措施，提升鍋爐的節能減排效果。

2.1 超高壓鍋爐排煙溫度高的根本原因

對于超高壓鍋爐來說，煙氣容積是造成排煙效率的關鍵影響因素，其主要取決于燃料水分、爐膛過量空氣系數及各處的漏風量。排煙溫度過高的直接原因主要體現在以下幾個方面：

2.1.1 燃燒與運行工況問題。實際使用煤種與鍋爐設計中確定的煤種有所偏差。要根據具體的煤質，對鍋爐燃燒情況隨時進行調整，確定最佳空氣系數，盡量提高一次風溫度，同時適當提高頂部二次風的比例，使煤粉充分燃燒。

2.1.2 爐膛和制粉系統漏風。因為爐膛以及制粉系統存在漏風問題，導致制粉系統摻加冷風時未流經空預器就直接吹入爐膛，在爐膛口形成過量。在空氣系數不變的條件下造成空預器的空氣流速降低，同時傳熱相關的系數及數量有顯著下降。因為空預器的出口處風的溫度提升，傳熱溫差降低，進而降低了實際的傳熱量，排煙溫度自然升高。

2.1.3 通風量過大。如果鍋爐內的通風量過大，超過了需要的程度，就會造成氧含量超過需求，煙氣數量會有非常明顯的增加，同時排煙的溫度也會增加，鍋爐的燃燒效率就會下降。

2.1.4 空預器內漏。因為空預器在不同方向上存在密封不嚴問題，發生嚴重內漏！。空預器在受熱發生膨脹后，其熱端的實際漏風量會加大，從而減少了煙氣側的傳熱溫度差。

2.1.5 煤粉研磨細度不充分。如果進入鍋爐的煤粉粗細程度不均或顆粒過粗，沒有達到應有的細度標準，使得爐膛內的燃燒發生一定程度的延遲，燃燒火焰的高度會升高，因而排煙的溫度也會升高。

2.1.6 導管發生結垢問題。在超高壓鍋爐系統中，如果水冷壁、過熱器、省煤器、再熱器等有導管裝置的設備，其導管的內壁會因為某些原因發生結垢，進而影響到導熱效率的發揮，直接造成了排煙溫度的進一步上升。

2.1.7 沒有及時對鍋爐進行吹灰處理。鍋爐受熱面上累積過多灰塵沒有處理，會造成受熱面和煙氣間的傳熱效率降低，導致其傳熱量降低。而爐膛內的蒸發面發生積灰問題，對流區受熱面溫度也會持續升高，排煙溫度會繼續升高。

2.2 降低超高壓鍋爐排煙溫度的具體措施

2.2.1 有效提升爐體封閉性

在鍋爐出口空氣不變條件下，爐膛以及制粉裝置如果出現漏風會導致送風量的持續降低，而空氣預熱器因為封閉性差而傳熱效率會產生下降問題。必須通過細致的檢查確保爐體的密封性能，發現有任何漏風處要及時修補，這對于提升排煙溫度調整有直接的影響。

2.2.2 降低風冷處理的風量

當煤粉研磨系統正常運行時，盡可能降低冷處理通風量，同時提升熱風的使用量，在安全前提下提升磨煤機出口的溫度，并選擇更切實合理的風速。為有效確保磨煤機出口的溫度不會超出限制標準，可以增加冷風量，此時，空氣預熱器流過的風量會逐漸減少，排煙的溫度會得到一定程度的控制。

2.2.3 降低爐膛燃燒高度

滿足相同承載負荷下，盡量提高每一臺給粉機出力，使得運行給粉機數量減少，上層給粉機盡量不進行投入，以有效降低鍋爐爐膛內火焰的高度。有效提高一次風合理溫度，還能使爐膛內進入的風粉混合物總體溫度增加，進而降低鍋爐的排煙溫度。要減少超高壓鍋爐通風量，強化鍋爐各環節的監視以及作業模式的調整，使得鍋爐內保持低氧燃燒的狀態。要強化鍋爐各個受熱面的灰塵處理，將影響導熱性能的灰塵除去，也有助于降低鍋爐的排煙溫度。

3 結束語

綜上所述，超高壓鍋爐是目前熱電生產領域中普遍采用的基礎設施，與過去的鍋爐模式相比，有更好的節能減排效果。但同時也存在排煙溫度過高的問題，而排煙溫度過高會造成熱轉化效率降低，節能減排效果受到影響，并導致電力生產企業的效益降低。因此，對排煙溫度過高現象從根本上查找其原因，并做好針對性的解決，這既是企業發展的需要，也是社會基于環保標準對熱電企業的現實要求。企業對這些問題的解決程度，也是企業自身建設的標志。