電站燃煤鍋爐排煙溫度高原因分析及控制措施

陳廣義

摘 要：電站燃煤鍋爐排煙溫度高是導(dǎo)致鍋爐排煙熱損失的主要原因，進(jìn)而對鍋爐機(jī)組運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性造成了影響。為此，本文首先分析了電站燃煤鍋爐排煙溫度高原因，其次分析了電站燃煤鍋爐排煙溫度高控制措施及預(yù)防措施，旨在為電站燃煤鍋爐排煙溫度高問題的解決和預(yù)防提供參考，進(jìn)而提高電站燃煤鍋爐運(yùn)行性能和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：電站燃煤鍋爐;排煙溫度高原因;控制措施

引言：據(jù)統(tǒng)計，鍋爐排煙熱損失占據(jù)了鍋爐熱損失的60-70%，減少鍋爐排煙熱損失不但能夠降低鍋爐機(jī)組運(yùn)行成本，還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)。鍋爐排煙溫度升高10℃，鍋爐排煙熱損失會增加0.5%-0.8%，由此可見，減少鍋爐排煙熱損失的根本方式是降低鍋爐排煙溫度，這需要電站分析排煙溫度高原因，并且采取解決和預(yù)防方式。

1.電站燃煤鍋爐排煙溫度高原因分析

1.1燃燒煤質(zhì)量較低

不同煤種的質(zhì)量不同，如果燃煤質(zhì)量較低，燃煤的水分便會較多，在燃燒過程中釋放的有效熱量便會減少，但電站燃煤鍋爐的負(fù)荷是固定的，此時想要達(dá)到供電要求，便需要增加燃煤量，進(jìn)而增加送風(fēng)量，相應(yīng)的燃煤產(chǎn)生的煙氣流量便會增加，進(jìn)而提高排煙溫度;此外，燃煤水分在吸收熱量會轉(zhuǎn)換為水蒸氣，同樣會增加燃煤煙氣流量，進(jìn)而提高排煙溫度。如果燃煤質(zhì)量較低，燃煤的灰分便會較多，燃煤燃燒便會延遲，鍋爐內(nèi)火焰便會上移，煙氣在鍋爐內(nèi)停留時便會縮短，鍋爐內(nèi)的輻射換熱量便會降低，進(jìn)而提高排煙溫度[1]。

1.2磨煤機(jī)摻加風(fēng)量較大

為了確保電站燃煤鍋爐及整個發(fā)電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，鍋爐中各個部件的運(yùn)行溫度都需要被控制在合理范圍內(nèi)，例如，磨煤機(jī)出口溫度便需要控制在較低范圍內(nèi)，因此磨煤機(jī)入口位置處會摻加一部分冷風(fēng)，以此來降低磨煤機(jī)出口溫度，但如果摻加風(fēng)量較大，便會降低空預(yù)器風(fēng)量，進(jìn)而導(dǎo)致排煙溫度升高。此外，如果冷風(fēng)和熱風(fēng)混合進(jìn)入磨煤機(jī)，風(fēng)道內(nèi)便會出現(xiàn)風(fēng)速和溫度分布不均勻的情況，甚至?xí)a(chǎn)生渦流，這些會降低風(fēng)量測量準(zhǔn)確程度，一旦操作人員無法掌握風(fēng)量，更加容易導(dǎo)致?lián)郊语L(fēng)量較大問題，進(jìn)而導(dǎo)致排煙溫度升高。

1.3鍋爐存在漏風(fēng)問題

鍋爐漏風(fēng)是導(dǎo)致電站燃煤鍋爐排煙溫度高的主要原因之一，常見的漏風(fēng)位置有制粉系統(tǒng)、煙道、爐膛，常見的漏風(fēng)原因有鍋爐構(gòu)造不合理、鍋爐日常維護(hù)不到位、鍋爐檢修不科學(xué)等[2]。具體來講，制粉系統(tǒng)漏風(fēng)不但會增加鍋爐排煙溫度，還會降低磨煤機(jī)運(yùn)行效率;煙道漏風(fēng)分為垂直煙道漏風(fēng)和水平煙道漏風(fēng)兩種，不同漏風(fēng)位置對排煙溫度升高程度的影響不同，導(dǎo)致的鍋爐排煙熱損失也不同;爐膛漏風(fēng)會導(dǎo)致冷空氣的進(jìn)入，降低爐膛運(yùn)行溫度，導(dǎo)致火焰上移，增加燃煤煙氣流量，進(jìn)而提高排煙溫度。

1.4空預(yù)器溫度較高

空預(yù)器溫度較高這一問題主要發(fā)生在夏天溫度較高的環(huán)境下，因為空氣溫度的提高會增加空氣預(yù)熱器入口風(fēng)溫度，降低空氣預(yù)熱器傳輸空氣的溫差，降低電站燃煤鍋爐煙氣放熱量，進(jìn)而提高排煙溫度。此外，空預(yù)器溫度提高會減少制粉系統(tǒng)對熱風(fēng)的需求量，減少空預(yù)器內(nèi)的一次性流過風(fēng)，進(jìn)而提高排煙溫度。并且導(dǎo)致空預(yù)器溫度較高的原因普遍為環(huán)境因素，是不可避免的，如果電站為了降低空預(yù)器溫度而選擇增加受熱面，到冬天時則會導(dǎo)致空預(yù)器溫度較低問題。

1.5受熱面結(jié)構(gòu)不合理

受熱面結(jié)構(gòu)不合理屬于電站燃煤鍋爐自身的結(jié)構(gòu)問題，會對排煙過程的傳熱效率效率造成不利影響，進(jìn)而提高排煙溫度。常見的受熱面結(jié)構(gòu)不合理表現(xiàn)有受熱面面積較小、位置不合理、結(jié)構(gòu)不符合排煙走向等，這都些都會降低鍋爐的傳熱量，減小鍋爐的傳熱溫差和傳熱系數(shù)，影響鍋爐進(jìn)行正常的熱能轉(zhuǎn)換，進(jìn)而提高排煙溫度。

1.6受熱面清潔不到位

在燃燒過程中會產(chǎn)生一定量的煙氣，煙氣中會攜帶一定量的煙塵和結(jié)渣，如果鍋爐受熱面存在質(zhì)量缺陷、腐蝕、磨損等問題，煙塵和結(jié)渣便會在受熱面堆積成灰層，提高受熱面的熱阻，降低受熱面的傳熱效率和換熱系數(shù)，減小煙道內(nèi)蒸汽與煙氣的熱傳量，進(jìn)而提高排煙溫度[3]。鍋爐受熱面清潔不到位還體現(xiàn)在煙道尾部存在污垢上，這同樣會對受熱面的傳熱效率造成影響，進(jìn)而提高排煙溫度。此外，排煙溫度提高后，鍋爐自身為了維持負(fù)荷穩(wěn)定，需要增加燃煤量，會進(jìn)一步增加煙塵和結(jié)渣量，進(jìn)一步降低受熱面的清潔程度，進(jìn)而陷入到惡性循環(huán)中。

2.電站燃煤鍋爐排煙溫度高控制措施

2.1確保燃煤質(zhì)量

燃煤質(zhì)量是影響電站燃煤鍋爐排煙溫度的重要因素，為此，電站需要盡量確保燃煤質(zhì)量，這不但能夠降低排煙溫度，還能夠為電站經(jīng)濟(jì)效益提供有效保障。具體來講，電站需要加大對燃煤質(zhì)量的檢查力度和燃煤類型的篩選力度，對燃煤進(jìn)行水分、灰分占比檢驗，結(jié)合檢驗結(jié)果確定燃煤質(zhì)量，并且盡量選擇水分、灰分含量較低的燃煤類型;燃煤類型的選擇還需要結(jié)合鍋爐運(yùn)行的其他影響因素及需求，如鍋爐類型及結(jié)構(gòu)、鍋爐燃煤充分程度、排煙溫度降低需求等，這樣才能夠真正確保燃煤質(zhì)量，從源頭上規(guī)避排煙溫度較高問題。此外，電站需要在排煙溫度得到有效控制的基礎(chǔ)上，盡量選擇造價較低的燃煤類型，以此來確保經(jīng)濟(jì)效益。

2.2減少磨煤機(jī)一次風(fēng)量

第一，磨煤機(jī)出口溫度之所以要被控制在一定范圍內(nèi)，是為了避免燃煤出現(xiàn)揮發(fā)分爆燃情況，但如果燃煤的揮發(fā)分較高，電站則可以適當(dāng)提高磨煤機(jī)出口溫度，同時也可以適當(dāng)減少磨煤機(jī)一次風(fēng)量;據(jù)統(tǒng)計，磨煤機(jī)出口溫度每提高1℃，排煙溫度可以降低0.75℃左右。第二，電站可以適當(dāng)增加一次風(fēng)風(fēng)粉混合物溫度，前提是不會對制粉系統(tǒng)及爐膛的安全運(yùn)行造成影響，這樣便能夠適當(dāng)減少磨煤機(jī)一次風(fēng)量[4]。第三，電站需要科學(xué)進(jìn)行一次風(fēng)風(fēng)粉配比，定定期測量磨煤機(jī)風(fēng)速，校驗風(fēng)量測量設(shè)備，以此來降低一次風(fēng)風(fēng)量測量的誤差，進(jìn)而合理控制磨煤機(jī)一次風(fēng)量。

2.3避免鍋爐漏風(fēng)問題

針對制粉系統(tǒng)漏風(fēng)問題，操作人員需要認(rèn)真檢查系統(tǒng)內(nèi)各個連接法蘭的緊密程度、膨脹節(jié)位置處的密封程度、回粉管鎖氣器的穩(wěn)固程度、一應(yīng)設(shè)施防爆膜及檢查口的密封程度，及時發(fā)現(xiàn)并處理漏風(fēng)問題;如果由于運(yùn)行需求需要關(guān)閉木塊分離器清理口，則需要確保冷風(fēng)門的密封程度，必要情況下可以參照煤種的揮發(fā)程度增加磨煤機(jī)出口溫度，并且關(guān)閉一次風(fēng)擋板。針對煙道漏風(fēng)問題，操作人員需要確定關(guān)閉煙道上的入孔門;一旦出現(xiàn)漏風(fēng)問題，在鍋爐停止運(yùn)行后，檢查并封堵漏風(fēng)墻體。針對爐膛漏風(fēng)問題，操作人員需要嚴(yán)格監(jiān)管鍋爐運(yùn)行過程，確定關(guān)閉看火孔和打焦口，保持爐底水封良好，一旦出現(xiàn)水封損壞、落焦、拉渣等問題，需要及時為鍋爐補(bǔ)充水分，同時關(guān)閉端門;在鍋爐停止運(yùn)行后，檢查具體的漏風(fēng)位置，并進(jìn)行徹底封堵。

2.4控制空預(yù)器溫度

空預(yù)器溫度較高問題的解決方式較少且較為單一，電站只能通過有限的空預(yù)器溫度控制方式來降低空預(yù)器溫度，例如，可以選擇在空預(yù)器周邊安裝一定遮陽設(shè)備來預(yù)防空預(yù)器被太陽直接照射，以及通過物理降溫方式降低空預(yù)器溫度[5]。此外，需要注意的是，空預(yù)器溫度控制不但體現(xiàn)在高溫控制上，也體現(xiàn)在低溫控制上，為了避免空預(yù)器溫度過低，電站可以選擇在空預(yù)器周邊安裝一定暖風(fēng)設(shè)備來提高空預(yù)器溫度，以此來避免排煙溫度過低;此外，還可以結(jié)合季節(jié)及溫度的變化，來選擇不同的受熱面設(shè)置方式，此方式執(zhí)行難度較大，但是空預(yù)器溫度控制效果較好。

2.5完善受熱面結(jié)構(gòu)

在不購置新鍋爐的情況下，想要完善受熱面結(jié)構(gòu)只能應(yīng)用增加受熱面面積的方式，以此來提高傳熱量，降低排煙溫度。但是加受熱面面積不能隨意進(jìn)行，而是需要經(jīng)過精確設(shè)計，增加的受熱面面積需要與爐膛保持一定距離，否則當(dāng)煙氣經(jīng)過受熱面時，傳熱量便會出現(xiàn)提高幅度較大的情況，盡管能夠有效降低排煙溫度，但是當(dāng)煙氣經(jīng)過下一級受熱面時，傳熱量溫差便會降低，進(jìn)而導(dǎo)致傳熱量降低，最終經(jīng)過排煙口的煙氣還是會存在溫度較高的問題。為了在規(guī)避上述情況的前提下，完善受熱面結(jié)構(gòu)，電站可以選擇單純增加低溫受熱面面積的方式，例如，在鍋爐結(jié)構(gòu)中安裝空預(yù)器或省煤器，以此來真正實現(xiàn)降低排煙溫度的目標(biāo)[6]。

2.6做好受熱面清潔工作

第一，電站需要合理應(yīng)用受熱面吹灰設(shè)備，通過吹灰設(shè)備來清潔煙道、過熱器等設(shè)施，以此來及時、有效清除受熱面的煙塵和結(jié)渣，避免煙塵和結(jié)渣在受熱面堆積，提高受熱面的清潔程度，這樣換熱系數(shù)便能夠提高，吸熱能力便能夠增加，繼而降低排煙溫度;具體來講，清潔煙道可以選擇激波吹灰設(shè)備，清潔過熱器可以選擇蒸汽吹灰設(shè)備。第二，電站需要確保空氣預(yù)熱器清潔程度，在電站燃煤鍋爐運(yùn)行過程中，為了避免空氣預(yù)熱器出現(xiàn)堵灰和積灰問題，需要要求空氣預(yù)熱器自帶一定的吹灰功能，這樣便能夠在煙氣阻力的允許下盡量提高煙氣流速，降低排煙溫度;如果空氣預(yù)熱器沒有設(shè)施吹灰設(shè)備，工作人員需要在鍋爐日常檢修時清理空氣預(yù)熱器。

3.電站燃煤鍋爐排煙溫度高預(yù)防措施

3.1合理選擇設(shè)備及安裝位置

電站需要結(jié)合運(yùn)行規(guī)模及燃煤鍋爐現(xiàn)場條件，選擇在磨煤機(jī)入口安裝風(fēng)量測量設(shè)備，并且合理選擇設(shè)備安裝位置，禁止安裝在風(fēng)道轉(zhuǎn)彎位置處、風(fēng)道垂直位置處、風(fēng)門較近位置處。此外，空預(yù)器出口是較為關(guān)鍵的燃煤鍋爐排煙溫度監(jiān)測點(diǎn)，電站需要在每個空預(yù)器出口位置處設(shè)置3-6個監(jiān)測點(diǎn)，以此來實現(xiàn)對排煙溫度的準(zhǔn)確監(jiān)察。

3.2科學(xué)進(jìn)行設(shè)備安裝及調(diào)試

在安裝風(fēng)量測量設(shè)備的過程中，電站需要確保安裝工作嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行，并且加大對安裝工作的監(jiān)管力度，重點(diǎn)監(jiān)管旋流葉片、燃燒器噴口的安裝情況，以及風(fēng)環(huán)同心度情況[7]。在完成風(fēng)量測量設(shè)備安裝工作夠后，為了確保設(shè)備的正常運(yùn)行，電站需要開展設(shè)備調(diào)試工作，調(diào)試內(nèi)容主要有燃燒系統(tǒng)調(diào)試、制粉系統(tǒng)調(diào)試、空氣動力場冷熱態(tài)實驗等，通過調(diào)試來確定燃煤深度、不同類型煤炭燃燒時的配風(fēng)方式、鍋爐在不同負(fù)荷下的氧量控制值等，這些均能夠為鍋爐運(yùn)行及鍋爐排煙溫度控制提供有效參考依據(jù)，不但能夠提高鍋爐運(yùn)行的安全程度和經(jīng)濟(jì)程度，還能夠有效規(guī)避排煙溫度較高在內(nèi)的大部分鍋爐運(yùn)行問題。

結(jié)束語：電站燃煤鍋爐排煙溫度直接關(guān)系到了鍋爐機(jī)組運(yùn)行效率和質(zhì)量，為此，電站需要基于具體排煙溫度較高原因，在鍋爐風(fēng)量測量設(shè)備、安裝、調(diào)試階段，采取針對性預(yù)防措施，同時針對已經(jīng)發(fā)生的排煙溫度較高問題，采取針對性解決措施，并且將鍋爐排煙溫度作為鍋爐機(jī)組運(yùn)行的重要指標(biāo)之一，以此來實現(xiàn)對排煙溫度的重點(diǎn)管理。

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