鍋爐排煙溫度高的原因及解決措施探討

李二偉

（河南開祥精細(xì)化工有限公司，河南義馬 472300)

鍋爐排煙溫度高的原因及解決措施探討

李二偉

（河南開祥精細(xì)化工有限公司，河南義馬 472300)

介紹了煤粉爐運(yùn)行過程中，排煙溫度高對(duì)鍋爐燃燒效率影響，并分析鍋爐排煙溫度高的原因、控制鍋爐排煙溫度高的技術(shù)措施和降低電廠鍋爐排煙溫度的管理措施。

排煙溫度；鍋爐燃燒效率；經(jīng)濟(jì)性

在當(dāng)前電廠生產(chǎn)過程中，煤粉爐應(yīng)用較為廣泛，這主要是因?yàn)樵诿悍蹱t運(yùn)行過程中，煤被破碎成細(xì)小粉末后，其比表面積增加，這也使煤粉與空間接觸面積增加，煤粉燃燒強(qiáng)度得以提高。在煤粉爐運(yùn)行過程中，排煙溫度高是影響鍋爐燃燒效率的最主要因素。因此需要采取有效措施來降低鍋爐排煙溫度，可以通過增加爐膛容積、降低燃燒溫度等來降低鍋爐受熱面的溫度，從而使排煙溫度能夠降低。也可以通過增加各級(jí)受熱面、省煤器、空氣預(yù)熱器等的面積來降低煙氣溫度。部分理論上的措施在實(shí)際應(yīng)用過程中具有較大的難度，因此需要針對(duì)實(shí)際鍋爐運(yùn)行中排煙溫度的具體原因來采取具有針對(duì)性的技術(shù)和管理措施，確保使電廠鍋爐排煙溫度能夠降下來，提高電廠鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

1 鍋爐排煙溫度高的原因分析

1.1 煤種

在鍋爐運(yùn)行過程中，鍋爐煙氣量和煙氣特性與煤的成分有直接的關(guān)系，煤的水分和發(fā)熱量會(huì)直接導(dǎo)致排煙溫度的變化，即煤的排煙溫度與收到水分成正比，與發(fā)熱量成反比。但當(dāng)前由于我國煤炭資源緊張，這也使煤種發(fā)生了較大的變化，大部分電廠燃煤種類都較為復(fù)雜，從而造成排煙溫度升高，影響了鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 進(jìn)入制粉系統(tǒng)和爐膛的冷風(fēng)系數(shù)

當(dāng)鍋爐處于負(fù)壓燃燒狀態(tài)時(shí)，從鍋爐的各門孔處或是不嚴(yán)密的部位會(huì)有中分空氣進(jìn)入到爐膛內(nèi)，在爐膛出口過量空氣系數(shù)不變的情況下，由于冷空氣的漏入，會(huì)減少流經(jīng)空氣預(yù)熱器的空氣量，降低空氣流速，造成傳熱系數(shù)下降，從而對(duì)總傳熱量帶來較大的影響。這也充分說明當(dāng)爐膛內(nèi)和制粉系統(tǒng)中冷風(fēng)量增加時(shí)，都會(huì)影響到空氣預(yù)熱器的傳熱量，使排煙溫度得以提高。

1.3 給水溫度

省煤器的傳熱量直接受到給水變化的影響，并進(jìn)而影響排煙溫度。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷變化或是高壓加熱投停，都會(huì)影響到給水溫度的變化。在高低壓加熱器全部投運(yùn)的情況下，給水溫度下降時(shí)，排煙溫度也會(huì)隨之降低。通常情況下給水溫度達(dá)到265℃時(shí)，每降低10℃排煙溫度會(huì)下降1.5℃，這也充分說明給水溫度對(duì)排煙溫度的影響并不大。

1.4 冷空氣溫度

部分鍋爐處于露天環(huán)境下，隨著外界氣溫的變化會(huì)對(duì)冷空氣溫度帶來較大的影響，從而造成鍋爐排煙溫度與設(shè)計(jì)值發(fā)生偏離。當(dāng)冷空氣溫度升高時(shí)，排煙溫度也會(huì)隨之升高。但冷空氣溫度隨季節(jié)變化是客觀存在的，這個(gè)因素?zé)o法改變。

1.5 爐膛出口過量空氣系數(shù)

通過增加爐膛出口過量空氣系數(shù)，可以增加空預(yù)器的空氣量，使空預(yù)器傳熱量得以提高，從而使排煙溫度下降。爐膛出口過量空氣系數(shù)增加時(shí)，流過半輻射及對(duì)流受熱面的煙氣量也會(huì)隨之增加，使受熱面煙氣溫度降幅變?nèi)酰瑥亩斐膳艧煖囟鹊纳仙?。因此?dāng)爐膛出口過量空氣系統(tǒng)處于正常變動(dòng)范圍時(shí)，對(duì)排煙溫度所造成的影響較小，而且通過調(diào)整過量空氣系數(shù)，主要是針對(duì)燃燒工況和降低不完全燃燒，所以爐膛過口過量空氣系數(shù)這個(gè)因素對(duì)排煙溫度的影響通?？梢院雎圆挥?jì)。

1.6 空氣預(yù)熱器漏風(fēng)系數(shù)

針對(duì)空氣預(yù)熱器漏風(fēng)系數(shù)這一因素進(jìn)行分析時(shí)，在其減少的情況下，會(huì)使空氣預(yù)熱器平均空氣量、流經(jīng)空氣預(yù)熱器的平均煙氣量和總的傳熱量都會(huì)出現(xiàn)減少的情況，而漏入煙氣中的空氣平均溫度則會(huì)有所上升，從而致使鍋爐排煙溫度提高。但當(dāng)空氣預(yù)熱器漏風(fēng)系數(shù)減少時(shí)，排煙熱損失也會(huì)隨之減少，因此會(huì)有效地提高鍋爐效率。

另外，對(duì)于鍋爐排煙溫度的影響因素較多，如受熱面布置、受熱面積灰等情況，而且各影響因素既單獨(dú)作用，同時(shí)也相互具有一定的聯(lián)系性，關(guān)系十分復(fù)雜，這也使鍋爐排煙溫度高的原因呈現(xiàn)出復(fù)雜化的特點(diǎn)。

2 控制鍋爐排煙溫度高的技術(shù)措施

2.1 減少爐膛漏風(fēng)

通過減少爐膛漏風(fēng)，將漏風(fēng)部位采用有效的密封措施，以此來對(duì)鍋爐排煙溫度進(jìn)行控制。在具體實(shí)踐工作中，需要選拔先進(jìn)的爐膛門孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)還要進(jìn)一步改進(jìn)油槍的性能，強(qiáng)化爐膛熄火保持技術(shù)水平，改造爐膛中渣斗或是機(jī)械出渣處較大空隙處，并進(jìn)一步提高鍋爐運(yùn)行的整體負(fù)荷水平，以此來對(duì)鍋爐排煙溫度高的情況進(jìn)行有效控制。

2.2 合理地降低一次風(fēng)率

在鍋爐正常運(yùn)行過程中，要想實(shí)現(xiàn)對(duì)制粉系統(tǒng)通風(fēng)量的有效控制，則需要實(shí)現(xiàn)一次風(fēng)率的降低。這種情況下，磨煤機(jī)出力會(huì)有所降低，但磨煤量的干燥劑量會(huì)出現(xiàn)下降現(xiàn)象，這就在燃料蒸發(fā)水分所需熱量不變的情況下需要干燥劑具有適宜的初溫，這樣才能進(jìn)一步減少摻冷風(fēng)量，降低制粉系統(tǒng)漏風(fēng)量，達(dá)到排溫溫度降低的目標(biāo)。

2.3 投用乏氣再循環(huán)

運(yùn)用乏氣再循環(huán)能夠降低制粉系統(tǒng)中干燥劑量，即實(shí)現(xiàn)一次風(fēng)率的降低，投入乏氣再循環(huán)對(duì)一次風(fēng)率和制粉系統(tǒng)的影響是一樣的。

2.4 結(jié)構(gòu)方面的措施

在鍋爐運(yùn)行工況條件下，當(dāng)受熱面?zhèn)鳠崃坎粔驎r(shí)，也會(huì)

導(dǎo)致鍋爐排煙溫度升高現(xiàn)象發(fā)生。受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)、傳熱溫差和受熱面的面積都會(huì)對(duì)受熱面?zhèn)鳠崃繋碚娼拥挠绊?，這其中，最為可能的一種方法即是通過增加傳熱面積，而且增加的受熱面要盡可能的與爐膛距離遠(yuǎn)一點(diǎn)，這樣才能達(dá)到良好的降低排煙溫度的效果。這主要是由于當(dāng)增加的受熱面與爐膛距離較近時(shí)，會(huì)增加該級(jí)的傳熱量，降低出口煙溫，但下一級(jí)受熱面的傳熱溫差會(huì)減少，從而使傳熱量也會(huì)隨之減少，出口煙溫下降幅度相較于進(jìn)口煙溫降低的幅度小，最終作用于排煙溫度時(shí)所帶來的降幅也減小。因此在具體實(shí)施過程中，要合理增加低溫受熱面，以此來達(dá)到降低排煙溫度的目的。

2.5 完善受熱面的吹灰

受熱面積處存在較多灰塵、結(jié)渣和結(jié)垢現(xiàn)象時(shí)，必然會(huì)影響受熱面的傳熱量，從而造成排煙溫度升高。針對(duì)這種情況下，需要對(duì)受熱面的灰塵、結(jié)渣和結(jié)垢現(xiàn)象進(jìn)行有效處理，確保受熱面保持良好的清潔度，以此來達(dá)到降低排煙熱損失的目標(biāo)。在鍋爐運(yùn)行過程中，煤灰熔點(diǎn)、爐膛燃燒區(qū)溫度、爐內(nèi)煤灰的輸運(yùn)特性等都是會(huì)造成鍋爐發(fā)生結(jié)焦問題。燃煤固有的特性決定了煤灰熔點(diǎn)不可改變的特性，因此在實(shí)際工作中可以從爐膛燃燒區(qū)溫度、爐內(nèi)煤灰輸運(yùn)特性兩方面入手來改善鍋爐結(jié)焦的問題?？梢圆扇∮行Т胧﹣斫档蜖t內(nèi)氣流的運(yùn)行速度，以此來改善爐內(nèi)煤類的輸運(yùn)特性。爐膛內(nèi)燃燒區(qū)溫度與燃煤發(fā)熱值、燃煤揮發(fā)分、熱風(fēng)溫度等都具有較大的關(guān)系，當(dāng)熱風(fēng)溫度較高時(shí)，則表明燃燒區(qū)溫度也呈現(xiàn)較高水平。在實(shí)際鍋爐運(yùn)行時(shí)，可以通過提高熱風(fēng)溫度來使燃燒區(qū)溫度上升，從而使一些揮發(fā)分較低的難燃煤種能夠入爐后實(shí)現(xiàn)完全燃燒。但部分高揮發(fā)分和易結(jié)焦的煤種，如果提高熱風(fēng)溫度，則會(huì)增加鍋爐結(jié)焦的可能性。

3 降低電廠鍋爐排煙溫度的管理措施

3.1 加強(qiáng)設(shè)備管理

通過加強(qiáng)對(duì)鍋爐的維護(hù)和改造，有效地降低電廠鍋爐排煙溫度。可以采取有效措施來控制內(nèi)漏現(xiàn)象，及時(shí)消除漏風(fēng)問題，重視制粉系統(tǒng)風(fēng)量和風(fēng)壓等測點(diǎn)的校驗(yàn)工作。充分地利用機(jī)組檢修機(jī)會(huì)來重點(diǎn)排查鍋爐系統(tǒng)風(fēng)門，做好相關(guān)壓測來消除空預(yù)器氧量偏低的根本原因。做好吹灰器的維護(hù)工作，使其保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，加強(qiáng)對(duì)制粉系統(tǒng)的管理，提高其運(yùn)行的效率，為機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ)。

3.2 加強(qiáng)吹灰管理

在具體工作中，可以通過加強(qiáng)對(duì)電量的管理來有效地提升機(jī)組負(fù)荷水平，從而保證爐膛吹灰和尾部煙道吹灰的有效實(shí)施和及時(shí)執(zhí)行。定期對(duì)再熱器煙道檔板進(jìn)行開啟放灰，在爐膛和尾部煙道吹灰期間要適當(dāng)?shù)卦黾釉贌崞鲹醢彘_啟放灰的次數(shù)，進(jìn)一步加大對(duì)吹灰系統(tǒng)的巡檢力度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)吹灰系統(tǒng)的缺陷并對(duì)其進(jìn)行有效消除，提高鍋爐運(yùn)行的效益

3.3 進(jìn)行設(shè)備改造

可以充分地利用鍋爐檢修的時(shí)機(jī)，針對(duì)鍋爐設(shè)計(jì)上存在缺陷的部位進(jìn)行合理和科學(xué)的改造，特別是針對(duì)排煙溫度高的問題，可以通過增加尾部傳熱面積來有效地消除鍋爐設(shè)計(jì)中存在的不利影響因素，降低排煙溫度，保證鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

3.4 完善控制邏輯

為了保證風(fēng)和煤比例的匹配度，需要進(jìn)一步完善制粉系統(tǒng)風(fēng)量控制邏輯，把控好吹類控制，強(qiáng)化空氣預(yù)熱器吹灰跳步功能，這樣即使吹類中斷后，再次進(jìn)行吹風(fēng)過程中也能夠保證吹灰方式控制的合理性。

3.5 加強(qiáng)入爐煤質(zhì)管理

當(dāng)時(shí)受制于多種因素的影響，電廠采購煤質(zhì)的品質(zhì)呈逐年下降的趨勢(shì)，針對(duì)于這個(gè)問題，可以通過強(qiáng)化入爐煤質(zhì)管理，對(duì)燃燒情況進(jìn)行調(diào)整，盡可能的減少煤質(zhì)下降所帶來的不利影響。具體可以通過控制摻混比例、完善加倉方式、加強(qiáng)入爐煤雜物篩查等來提高燃燒的效率。

3.6 提高監(jiān)盤質(zhì)量

針對(duì)煤量情況來對(duì)制粉系統(tǒng)的風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，有效的保證制粉系統(tǒng)風(fēng)量控制的合理性。通過總一次風(fēng)量控制降低冷一次風(fēng)量比率；及時(shí)根據(jù)煤種變化調(diào)整磨煤機(jī)出口溫度控制；及時(shí)根據(jù)機(jī)組負(fù)荷情況調(diào)整爐底渣系統(tǒng)冷卻風(fēng)門開度，降低底渣系統(tǒng)漏風(fēng)量。

4 結(jié)束語

鍋爐運(yùn)行過程中，煤在燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生較多的熱損失。其中，排煙熱損失占總損失的比重較大，而且還會(huì)對(duì)電廠煤耗帶來較大的影響。一旦電廠鍋爐排煙溫度過高時(shí)，則會(huì)對(duì)鍋爐使用效率帶來較大的影響。在當(dāng)前電力市場競爭不斷加劇的新形勢(shì)下，電廠為了提高自身的競爭能力，則需要采取有效的措施來降低生產(chǎn)成本。在實(shí)際運(yùn)作中可以通過控制鍋爐排煙溫度高問題來提高機(jī)組運(yùn)行效益，實(shí)現(xiàn)電廠煤耗的降低，為電廠整體經(jīng)濟(jì)效益的提高奠定良好的基礎(chǔ)。

Discussion on the Reason and Countermeasure of Boiler Exhaust Smoke High Temperature

Li Er-wei

This paper introduces the influence of the high exhaust gas temperature on the combustion efficiency of the boiler and analyzes the causes of the high boiler exhaust gas temperature，the technical measures to control the boiler exhaust gas temperature and the management measures to reduce the exhaust gas temperature of the power plant The.

exhaust gas temperature；boiler combustion efficiency；economy

TM621.2

A

1003–6490（2017）11–0219–02

2017–09–10

李二偉（1973—），男，河南三門人，工程師，主要研究方向?yàn)榛?、環(huán)保工程。