鍋爐排煙溫度高的原因分析及對策

謝昊男 楊勇

摘 要：文章主要是從節能降耗的角度出發，針對鍋爐排煙溫度高的問題，分析了其產生的原因，提出了一些可行性的解決方案，望可以為有關人員提供一定的參考和幫助。

關鍵詞：鍋爐;排煙溫度;空氣預熱器

1、前言

電站鍋爐的運行是火電廠中十分重視的問題，鍋爐運行中最大的熱損失是排煙熱損失，減少排煙熱損失不僅能提高鍋爐的效率，增加企業的經濟效益，同時在能源緊缺的情況下對節約能源，實現企業的可持續發展有著重要的意義，而減少排煙熱損失主要就是通過降低排煙溫度來實現，為此將排煙溫度降低到合理范圍內對鍋爐的安全高效運行有著十分重要的現實意義。

2、鍋爐排煙溫度升高的因素

（1）受熱面結渣、積灰。無論是爐膛的水冷壁結渣積灰，還是過熱器、再熱器、省煤器和空氣預熱器積灰，都會因煙氣側的放熱熱阻增大，傳熱惡化使煙氣的冷卻效果變差，導致排煙溫度升高。

（2）過量空氣系數過大。正常情況下，隨著爐膛出口過量空氣系數的增加，排煙溫度升高。過量空氣系數增加后，雖然煙氣量增加，煙速提高，對流放熱加強，但傳熱量增加的程度不及煙氣量增加的多。可以理解為煙速提高后，煙氣來不及把熱量傳給工質就離開了受熱面。

（3）漏風系數過大。負壓鍋爐的爐膛和尾部豎井煙道漏風是不可避免的，并規定了某一受熱面所允許的漏風系數。當漏風系數增加時，對排煙溫度的影響與過量空氣系數增加相類似。而且漏風處離爐膛越近，對排煙溫度升高的影響就越大。

（4）給水溫度過高。當汽輪機負荷太低或高壓加熱器解列時都會使鍋爐給水溫度降低。一般說來，當給水溫度升高時，如果維持燃料量不變，省煤器的傳熱溫差降低，省煤器的吸熱量降低，使排煙溫度升高。

（5）燃煤中的水分過多。燃煤中水分的增加使煙氣量增加，因此排煙溫度升高。

（6）鍋爐負荷的增加。雖然鍋爐負荷增加，煙氣量、蒸汽量、給水量、空氣量成比例地增加，但是由于爐膛出口煙氣溫度增加，所以使排煙溫度升高。負荷增加后爐膛出口溫度增加，其后的對流受熱面傳熱溫差增大，吸熱量增多，所以對流受熱面越多，鍋爐負荷變化對排煙溫度的影響越小。

（7）煤種的熱值偏低。當燃用低熱值煤種時，由于爐膛溫度降低，爐膛內輻射傳熱減少，低熱值煤種中的非可燃成分，主要是N2、CO2、H2O較多，使煙氣量增加，導致排煙溫度升高。

（8）制粉系統的運行方式。當采用上層磨煤機運行時，爐膛的火焰中心升高，煙氣與受熱面傳熱時間縮短，進而導致鍋爐排煙溫度的上升。

（9）爐膛火焰中心。爐膛火焰中心越高，煙氣與受熱面的換熱時間就越少，鍋爐排煙溫度必然會上升。

（10）磨煤機出口溫度偏低。磨煤機運行時，其出口溫度由冷一次風量調節控制。倘若磨煤機出口溫度設定較低，意味著進入磨煤機的冷一次風量較多，故流經空預器的熱一次風量會相應減少，冷卻介質的減少使得排煙溫度升高。

3、降低鍋爐排煙溫度的對策

（1）加強鍋爐受熱面的吹灰。加強鍋爐受熱面的吹灰工作是降低排煙溫度的最有效措施，特別是水冷壁、過熱器、再熱器部分以及省煤器部分。

（2）適當減少鍋爐的送風量。鍋爐燃燒生成的煙氣量的多少，取決于爐內過量空氣系數及鍋爐的漏風量，保持較低的氧量，可以降低氮氧化物生成，也可降低引風機電耗來節省廠用電。過大的過量空氣系數，既不利于鍋爐燃燒，也會增加鍋爐排煙量而使鍋爐效率降低。所以在滿足燃燒正常的條件下，應盡量減少送入鍋爐的空氣量。

（3）降低爐本體和制粉系統漏風。爐本體及制粉系統漏風是排煙溫度升高的主要原因之一，在爐膛出口過量空氣系數不變的情況下，爐膛及制粉系統漏風將使送風量下降，空氣預熱器的傳熱系數下降。送風量下降又使空氣預熱器出口熱風溫度升高，傳熱溫差下降。傳熱系數及傳熱溫差的下降均使空氣預熱器的吸熱量降低，導致排煙溫度升高。另外空氣預熱器的煙道漏風也使煙溫下降，傳熱溫差降低使受熱面的吸熱量下降，也會使排煙溫度升高。所以降低漏風量也是降低排煙溫度的手段之一。

（4）控制合適的給水溫度。當鍋爐給水溫度降低時，主給水將增加在省煤器處的吸熱量，燃料量不變時，排煙溫度會降低，但如果保持鍋爐蒸發量不變，由于主給水溫度下降，蒸發受熱面所需熱量增大，為了維持負荷和主汽溫度不變，就需要增加燃料量，使鍋爐各部煙溫上升，受到給水溫度下降和燃料量增加兩方面影響，最終導致排煙溫度還會上升。因此需要控制合適的給水溫度。

（5）燃用低水分高熱值的煤種。水分越低，可燃成分越高，煙氣量就越少，鍋爐排煙溫度就越低。

（6）控制合適的磨煤機出口溫度。在保證安全的前提下，保持較高的磨煤機出入口溫度，即盡量減少冷風用量，增加熱風用量，提高空氣預熱器的換熱效果，進而降低排煙溫度。

（7）采用合理的制粉系統運行方式。鍋爐運行中，應盡可能保持底層磨煤機運行的運行方式，即降低了火焰中心位置，增加了煙氣與受熱面的換熱時間，是降低排煙溫度比較有效的手段之一。

（8）根據機組負荷不同及時增減磨煤機運行臺數。在低負荷時停運部分磨煤機后，爐膛火焰會更加集中且火焰中心降低，對穩定燃燒有積極的作用，停運磨煤機的順序應自上而下。

（9）合適的煤粉細度。通過調整磨煤機分離器轉速來保證合適的煤粉細度，控制進入爐膛的煤粉著火點，有利于保持爐內正常的火焰中心而不被抬高，同時合理調整各層磨煤機的出力，控制爐膛兩側溫度偏差，有助于爐內的換熱，降低排煙溫度。

（10）控制合適的送風機入口空氣溫度。鍋爐運行中，送風機入口溫度過高時，會減少空氣預熱器的傳熱溫差，使得傳熱量減少，雖然這可以提高爐內燃燒溫度和燃燒的經濟效果，但也會使爐內煙氣溫度上升，最終導致排煙溫度升高，所以我們要從防止低溫腐蝕和降低排煙溫度兩方面綜合考慮，控制合適的送風機入口溫度。

（11）降低爐內火焰中心高度。通過進行調整一二次風的配比，在保證安全的情況下，適當降低下層二次風量，開大上層二次風，并提高下層燃燒器的出力，降低或停用上部燃燒器，達到降低火焰中心的目的，也是有效降低排煙溫度的方法。

4、結束語

當前，鍋爐是火力發電廠運行的重要組成部分，據測算，鍋爐排煙熱損失每增加1%，發電煤耗就增加1.86g/kWh，鍋爐運行的節能問題已經是個不容忽視的重要難題。只有適當降低排煙溫度，才能提高鍋爐運行的經濟性。但從設計角度看，當排煙溫度過低時，空氣預熱器的金屬消耗增加，設備成本增加，煙氣的流動阻力也增大，當煙氣低于露點溫度時，會引起尾部受熱面的低溫腐蝕。如何有效防止低溫腐蝕，并降低排煙溫度，提高鍋爐運行的經濟性依舊我們未來研究的方向。

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