降低600MW超臨界機組鍋爐排煙溫度的研究

左寒

摘要：針對某600MW超臨界燃煤發動機組，系統分析了各種影響其排風溫度的主要因素，并從其運行參數和優化調節的角度出發，進行了一系列的優化和調節實踐研究，尋找了一種有效地控制其排風溫度的方法和措施。實驗研究的結果顯示：通過改善和增強鍋爐換熱面積的排氣系統吹灰，降低鍋爐的漏風，控制適當的排氣系統總風量、控制制粉系統輸出的風耗和排氣能源消耗、降低鍋爐排風系統能耗和鍋爐一次排氣能耗等措施，可以有效地提高和改善鍋爐制粉工作效率。而通過改善磨煤發動機在進出口溫度就可以有效降低排氣管道中的溫度，增強發電廠在工作時間內的運轉和經濟性。

關鍵詞：超臨界機組，鍋爐，排煙溫

電力企業是我們國家推動節能減排工作重點，提高了我們燃煤火力發電廠的生產效率和工作效率，降低了對煤炭消耗，減少了環境污染，不僅是代表了我們電力企業要想增加社會經濟效益必須做好的工作，更代表了我們電力企業本身所應該擔負起來的所有社會責任。電廠內部供熱源的損失有兩種：凝氣式蒸餾器內部和鍋爐內部供熱源的損失和各類供熱源的損失。鍋爐熱損失主要有5項，分別表現為：鍋爐的排煙和火災損失、化學不完全的燃燒和火災損失、機械不完全燃燒和灰渣物理熱損失、散熱損失以及鍋爐冷卻水損失，在整個鍋爐排氣污染物造成的損失中，鍋爐的排煙一般會直接或間接地影響至整個鍋爐的工作效率，是其中最重要的一個是損失。

1 排煙溫度偏高影響因素分析

1.1 總風量的影響

進入鍋爐的燃料要充分燃燒，就要保持一定的燃料量與總風量的比例，即保持一定的風煤比例。如果風煤比過小，空氣預熱器的傳熱性能不能充分發揮，空氣預熱器與煙氣之間的傳熱減少，會使排煙溫度升高。如果風煤比過大，爐膛內溫度會降低，煙氣會升高，排煙溫度也會升高。因此，有必要通過燃燒優化和調整，找到合適的空煤比。

1.2 鍋爐漏風的影響

目前，大型超臨界參數鍋爐普遍采用平衡通風，從而使得爐膛和煙道處于負壓運行。若鍋爐的密封性差，就可能導致冷空氣泄露到密封松散的地方。鍋爐漏風的部分主要由爐膛、尾煙管和制粉系統組成。其中一些位置的冷風泄露對于排風溫度的影響非常大。爐內冷風泄露可能會顯著地降低其在中心燃燒地帶的溫度，煙霧量也可能比以前增加得更大許多。如果由于冷空氣泄露進入對流換熱煙道，其中的煙氣排出溫度就可能會下降，使得泄漏接觸到點后的受熱表面換熱量減少，煙溫和被排出的煙氣溫度就可能上升。所研究出來的機組經常會遇到挖渣機的故障，當爐底被水封堵破壞時，排氣溫度一次可以達到170℃。由此可以看出，鍋爐漏風對于排風溫度具有非常重要的影響。

1.3 煤質特性的影響

為了有效控制風力發電的使用成本，燃煤電廠所需要燃燒的煤炭類型基本上每天都在發生變化，所以它們的煤質性能每天都不同，也并非總是和建筑工程中所需要設計和使用到的煤炭一樣。研究結果表明，排煙氣體的溫度和釋放率大致與其中的原煤氣體中含水率大小呈現反比，與其中發熱量的釋放率大小也呈現反比。只要其中一種煤炭的含水率已經超出其設計值，那么它所產生和排出的煙氣就會在空氣中高于它的設計值。所以煤氣質量指標與鍋爐設計數值之間的偏差很大，這也是導致鍋爐中氣體和燃燒時的排煙溫度較高的重要影響因素。

1.4 給水溫度的影響

鍋爐給水溫度增加時，省煤器和煙道氣體交換的熱量將降低，煙氣溫度將上升;然而，如果鍋爐負荷保持不變，燃料消耗降低，相應的空氣供給降低，煙氣的體積減少，排氣溫度應該下降。因此，供水溫度對排煙溫度的影響應綜合考慮，不能只從一方面進行片面分析。

1.5 制粉系統的影響

風力的功能作用主要是為了滿足煤粉輸送的點火和煤氣提供氧氣，風量的使用與其選擇有著密切相關，在磨煤機出口溫度一定并保證正常運輸煤分的情況下，減少一次風量，可使一次空氣中冷風量大大地減少，在總風量基本保持不變的條件下，二次空氣中冷風量就會大大地增加，通過空氣預熱器時風量就會大大地增加，可降低排風溫度。一次風量增大后，煤粉在磨機內停留時間變短，煤粉細度變粗，火焰中心向上移動，排氣溫度升高。

2 運行參數調整方面控制排煙溫度的措施

2.1 減少鍋爐的漏風量

單位在正常操作期間，要經常檢查空氣預熱器，進口磨煤機、給煤機煤管，鍋爐本體的檢修門和人孔門、火災探測孔，防爆門等關鍵部件是否有漏風點，如果發現密封空氣泄漏點應該及時防止冷風漏進腔內，保持火焰中心區域溫度，增加爐腔壁、過熱器受熱面等的吸熱，同時，要加強對挖泥機等操作設備的檢查，防止爐底水封被損壞，減少爐室漏風的可能性。

2.2 控制總風量在合適的范圍

在運行調節中，進入爐膛的總風量一般是通過調節鼓風機的出力來控制的。在負荷一定，各制粉系統運行參數不變的情況下，通過調整送風偏置，提高了爐膛總風量。

2.3 控制燃盡風量

在鍋爐正常運行的過程中，SCR的進口和NOX含量通過對燃盡時空氣流量的調節來實現。由鼓風機供給的二次空氣流首先經每層燃燒器上的二次空氣擋板后再進行各層空氣流的組織。總風量在溫度保持不變條件下，排氣擋板的啟動和開放必然也可能會減少二次排氣時最大風量的每一層燃燒器，以便第二層排氣時最大風量與煤粉混合產生的降低，和第二層燃燒時氮氧化物產生的降低;同時，由于鍋爐缺氧和高溫燃燒，延長了鍋爐火焰在燃料完全排放和鍋爐火焰工作所需要的時間，導致了鍋爐火焰在其中心位置發生向上移動，必然也會造成鍋爐排出口的煙氣溫度增加，使排氣溫度增加。

3 結語

燃煤電廠排煙溫度過高，嚴重影響鍋爐效率，對電廠安全和經濟運行十分不利。通過對影響發電廠排煙溫度的各因素的分析和調整，可以得出以下結論。一、加強各受熱面和空中線預器的吹灰，保證各換熱面的清潔。二、鍋爐漏風對排煙溫度有很大影響，應找出各重點部位的漏風點，并進行堵塞。三、合理選擇鍋爐的總風量，在運行中加強調節，尋找最佳的風煤比。四、根據負荷情況合理停止制粉，盡量集中燃燒，保持少量磨煤機運行，充分發揮下層磨氣輸出。五、在滿足環保指標的情況下盡量減少燃氣用量。

參考文獻：

[1]趙明龍，馬越.一種提高城市綠化面積利用率的單車位停車裝置的設計[J].河南科技，2010，（14）：172-173.