鍋爐排煙溫度高原因分析與對(duì)策

侯海軍

（山西瑞光熱電有限責(zé)任公司, 山西 晉中 030600）

鍋爐排煙溫度高原因分析與對(duì)策

侯海軍

（山西瑞光熱電有限責(zé)任公司, 山西 晉中 030600）

針對(duì)某廠2號(hào)鍋爐排煙溫度異常升高這一問題,深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際測(cè)試、分析和研究,結(jié)合運(yùn)行的燃燒調(diào)整和近年來鍋爐的技改情況,從可能影響排煙溫度高的因素逐一排查,找出了原因,并制定了對(duì)策,排煙溫度降低至正常運(yùn)行區(qū)間,確保了鍋爐和電袋除塵器安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

鍋爐；排煙溫度；空氣預(yù)熱器

0 引言

大型電站鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行一直是火電廠重視的問題，這不僅牽扯企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而且在能源日益短缺的將來對(duì)節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展更具重大意義。我國(guó)煤炭60 %以上消費(fèi)用在發(fā)電方面，節(jié)能降耗對(duì)電站鍋爐尤為重要。鍋爐效率與其各項(xiàng)損失密切相關(guān)。鍋爐的損失由排煙損失、機(jī)械不完全燃燒損失、灰渣物理?yè)p失、化學(xué)不完全燃燒損失、散熱損失組成，而在這5項(xiàng)損失中，排煙損失是對(duì)鍋爐效率影響最大的一項(xiàng)損失，約為5～10%[1]。排煙溫度的高低直接決定著鍋爐效率的高低，排煙溫度的升高，會(huì)直接導(dǎo)致排煙熱損失的增加。同時(shí)，鍋爐排煙溫度過高，將影響電袋除塵器的布袋壽命。因此，降低排煙溫度至合理區(qū)間，對(duì)鍋爐和電袋除塵器的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行意義重大。

1 鍋爐基本情況

2號(hào)鍋爐2012年初投產(chǎn)，于2014年4月進(jìn)行了低氮燃燒器改造，同步引增合一與空預(yù)器柔性密封改造， 低氮改造后水冷壁出現(xiàn)了高溫腐蝕的現(xiàn)象。出于安全考慮，自2014年7月中旬和2015年 9月中旬，利用2號(hào)鍋爐停機(jī)的機(jī)會(huì)，2次改造增加部分主燃燒器噴口面積、封堵火上風(fēng)OFA(Over Fire Air)噴口，逐漸恢復(fù)燃燒器至低氮改造前的狀態(tài)。

2號(hào)鍋爐自2015年3月中旬停機(jī)，期間進(jìn)行超低排放改造，并于2015年7月1日啟機(jī)。啟機(jī)后發(fā)現(xiàn)相同負(fù)荷下排煙溫度較1號(hào)鍋爐高25 ℃左右（相同邊界條件下，1號(hào)鍋爐排煙溫度約130 ℃，2號(hào)鍋爐排煙溫度約155 ℃，最高可達(dá)170 ℃），影響鍋爐效率下降1%左右，同時(shí)也嚴(yán)重影響了布袋除塵器的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

2 排煙溫度高原因分析

根據(jù)2號(hào)鍋爐的實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)比1號(hào)鍋爐的實(shí)際運(yùn)行情況，一次風(fēng)風(fēng)煤比、磨煤機(jī)出口混合風(fēng)粉溫度、磨煤機(jī)運(yùn)行方式組合、環(huán)境溫度、煤質(zhì)、給水溫度這些因素可以排除，重點(diǎn)考慮測(cè)點(diǎn)的準(zhǔn)確性、外部漏風(fēng)、空預(yù)器換熱效率對(duì)排煙溫度的影響[2]。

2.1 排煙溫度測(cè)點(diǎn)的標(biāo)定試驗(yàn)

對(duì)2號(hào)鍋爐空預(yù)器出口排煙溫度用網(wǎng)格法進(jìn)行了標(biāo)定。負(fù)荷150 MW時(shí)，實(shí)際排煙溫度左側(cè)為154.9 ℃，右側(cè)為145.5 ℃。分布式控制系統(tǒng)DCS （Distributed Control System）上左側(cè)空預(yù)器排煙溫度3個(gè)測(cè)點(diǎn)平均值為161.1 ℃， 右側(cè)為151.0 ℃。可以看出左側(cè)DCS顯示比標(biāo)定值偏高6.2 ℃，右側(cè)偏高5.5 ℃。由于測(cè)量的誤差問題，實(shí)測(cè)和DCS顯示偏差5～6 ℃也屬于正常的誤差范圍，以及整個(gè)排煙溫度升高的前后很長(zhǎng)時(shí)間段，都以DCS上的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，因此可以推斷真實(shí)的排煙溫度確實(shí)是升高了，不存在表計(jì)失真問題。

2.2 低氮改造的影響

為了更好地找出導(dǎo)致排煙溫度升高的原因，通過橫向?qū)Ρ韧蓉?fù)荷下的1號(hào)鍋爐與2號(hào)鍋爐的運(yùn)行參數(shù)以及縱向?qū)Ρ?號(hào)鍋爐低氮改造前、低氮改造后部分主燃燒器噴口恢復(fù)前、部分主燃燒器噴口恢復(fù)后、燃燒器噴口基本恢復(fù)至改造前4個(gè)時(shí)間段的運(yùn)行參數(shù)，參考2臺(tái)鍋爐2014年全年同等負(fù)荷下的修正后的排煙溫度進(jìn)行對(duì)比。

a）2014年8月份以前2臺(tái)鍋爐在同等負(fù)荷下修正后的排煙溫度基本一致，自8月30日開始2號(hào)鍋爐修正后排煙溫度開始上升，至15年7月份2號(hào)鍋爐修正后排煙溫度比1號(hào)鍋爐修正后排煙溫度高約25 ℃。

b）2號(hào)鍋爐于2014年5月上旬完成低氮改造，改造后啟動(dòng)至8月份陸續(xù)運(yùn)行約2個(gè)月，調(diào)取歷史數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)這段時(shí)間內(nèi)同等負(fù)荷下2號(hào)鍋爐與1號(hào)鍋爐、2號(hào)鍋爐與低氮改造前的修正后排煙溫度基本一樣，熱耗率驗(yàn)收工況THA（Turbine Heat Acceptance）75%負(fù)荷時(shí)省煤器入口煙溫為350～360℃，2號(hào)鍋爐低氮改造并沒有影響省煤器入口煙溫以及排煙溫度的變化。

c）2號(hào)鍋爐自2015年3月份停機(jī)后更換B側(cè)空預(yù)器部分換熱元件，自7月份點(diǎn)火啟動(dòng)以來至今排煙溫度進(jìn)一步上升，9月份再次對(duì)燃燒器噴口恢復(fù)和OFA噴口做封堵處理，而省煤器出口煙溫并沒有發(fā)生變化。

2.3 外部漏風(fēng)影響

對(duì)鍋爐本體全部檢修入孔門及冷灰斗至干渣機(jī)可能漏風(fēng)的部位進(jìn)行了多次全面檢查，2015年9月份，發(fā)現(xiàn)冷灰斗下部和干渣機(jī)過渡段的膨脹節(jié)破損，有明顯漏風(fēng)現(xiàn)象，隨即組織人員對(duì)其就行修補(bǔ)，排煙溫度逐步下降了20 ℃。

2.4 空預(yù)器換熱效率

通過之前的分析，外部漏風(fēng)對(duì)排煙溫度影響約20 ℃，低氮改造以及后續(xù)的主燃燒器兩次改動(dòng)對(duì)排煙溫度沒有造成明顯變化，那么排煙溫度還偏高5 ℃的問題最大可能在空預(yù)器。為了解2號(hào)鍋爐排煙溫度的趨勢(shì)變化，選取2014年8月至2015年3月同等負(fù)荷（75%THA）穩(wěn)定工況下的參數(shù)分析，見圖1。

圖1 2號(hào)鍋爐修正后排煙溫度與空預(yù)器差壓變化趨勢(shì)圖

從圖1看出，2號(hào)鍋爐修正后排煙溫度隨著空預(yù)器差壓的增加而上升，差壓更大的一側(cè)排煙溫度更高。2015年3月中旬2號(hào)鍋爐停機(jī)前A側(cè)的排煙溫度與空預(yù)器差壓低于B側(cè)，7月啟機(jī)后至今A側(cè)的排煙溫度與空預(yù)器差壓高于B側(cè)，由于B側(cè)空預(yù)器更換了部分換熱元件，使得B側(cè)空預(yù)器換熱效率更高，降低了B側(cè)的排煙溫度。

計(jì)算2號(hào)鍋爐2014年8月至2015年3月空預(yù)器的空氣側(cè)效率與煙氣側(cè)效率，空預(yù)器的空氣側(cè)效率并沒有發(fā)生變化，而空預(yù)器煙氣側(cè)的效率出現(xiàn)了一定程度的下降。因此，2號(hào)鍋爐自2014年8月底以來排煙溫度不斷升高最可能的原因就是空預(yù)器堵塞導(dǎo)致空預(yù)器的換熱效率下降，2號(hào)鍋爐自低氮改造發(fā)生高溫腐蝕后出于安全考慮，爐膛出口NOx偏高導(dǎo)致噴氨量居高，再加上燃煤含硫量較高，導(dǎo)致硫酸氫氨附在空預(yù)器換熱元件上影響空預(yù)器的換熱效率。

2015年9月份停爐對(duì)空預(yù)器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)冷端有明顯的硫酸氫氨附著物，隨即對(duì)空預(yù)器進(jìn)行沖洗。啟動(dòng)后排煙溫度回到2014年8月份之前的正常范圍。

3 建議

a) 由于冷灰斗與干渣機(jī)過渡段膨脹節(jié)自投產(chǎn)以來，一直沒有進(jìn)行過維修或更換，材質(zhì)老化嚴(yán)重。利用檢修機(jī)會(huì)，對(duì)冷灰斗與干渣機(jī)過渡段膨脹節(jié)進(jìn)行徹底更換。

b) 嚴(yán)格控制脫硝選擇性催化還原法SCR （Selective Catalytic Reduction）的投運(yùn)溫度、氨氮比、氨的逃逸率、空預(yù)器差壓。加強(qiáng)空預(yù)器吹灰，減少硫酸氫氨在空預(yù)器蓄熱元件上的附著量。

c) 每次停爐對(duì)空預(yù)器蓄熱元件進(jìn)行檢查，必要時(shí)進(jìn)行沖洗或更換?？疹A(yù)器一定要沖洗干凈，沖洗后一定要立即進(jìn)行烘干，防止換熱元件銹蝕等失效，必要時(shí)抽出蓄熱包進(jìn)行清洗；保證換熱元件有足夠的換熱效率。

4 結(jié)束語

從上述分析看出，影響2號(hào)鍋爐排煙溫度升高的主要原因?yàn)殄仩t底部漏冷風(fēng)和空預(yù)器換熱效率降低。鍋爐底部漏冷風(fēng)這一問題可以一次性徹底解決，而硫酸氫氨附著空預(yù)器蓄熱元件和脫硝工藝有關(guān)，不可避免。尤其是我國(guó)目前大力推行超低排放，脫硝工藝的氨逃逸產(chǎn)生的硫酸氫氨對(duì)空預(yù)器換熱效率的影響更為突出。在運(yùn)行中加強(qiáng)脫硝運(yùn)行調(diào)整，控制氨逃逸，定期對(duì)脫硝煙道進(jìn)行流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)和調(diào)整，利用檢修對(duì)空預(yù)器進(jìn)行徹底檢查和沖洗等，從各個(gè)環(huán)節(jié)著手，就能很好地保證空預(yù)器的換熱效率，控制好排煙溫度，提高鍋爐效率。

[1] 王春昌.鍋爐漏風(fēng)對(duì)排煙溫度及排煙損失的影響[J].熱力發(fā)電, 2007(8):19-20.

[2] 陶新青.關(guān)于火電廠鍋爐排煙溫度高的原因分析及處理的研究[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011（6）:10-11.

Reason and Countermeasure of High Temperature of Exhaust Gas from Boiler

HOU Haijun

（Shanxi Ruiguang Thermal Power Co., Ltd., Jinzhong, Shanxi 030600, China）

In view of high temperature of exhaust gas of No.2 boiler of a certain plant, countermeasures like practical testing, analyzing, and researching on site were carried out. Combined with the combustion adjustment during operation and the technical reform of boiler in recent years, each fact that would affect the exhaust gas temperature was investigated and the reasons were finally determined. Countermeasures were thus set out correspondingly. Consequently, the exhaust gas temperature is lowered to the normal range so as to have guaranteed the security and economic operation of the boiler and the electric-bag filter.

boiler; exhaust gas temperature; air pre-heater

TK229.6+3

B

1671-0320（2016）04-0051-03

2016-01-10，

2016-06-03

侯海軍（1970）,男，山西平陸人，2009年畢業(yè)于北京理工大學(xué)工商管理專業(yè)，工程師，從事鍋爐脫硝技術(shù)管理工作。