運用先進技術降低注汽鍋爐排煙熱損失

張偉 馬向波 楊立華

【摘 ?要】注汽鍋爐的熱損失當中，排煙損失是最大的一項，一般占到7～8%，機械不完全燃燒損失占到1～2%，而化學不完全燃燒損失、散熱損失、灰渣物理顯熱損失只占很少份額。所以在研究鍋爐經(jīng)濟性時應重點控制排煙損失和機械不完全燃燒損失，而影響排煙損失的主要是排煙量（用排煙氧量來標志大?。┖团艧煖囟龋绊憴C械不完全燃燒損失的主要是飛灰可燃物含量，這三個指標是研究鍋爐效率最應注意的。

【關鍵詞】注汽鍋爐;排煙損失;機械不完全熱損失

我所在單位的注汽鍋爐由于長期運行設備老化或因其它原因造成熱效率逐漸降低，雖然通過調(diào)整爐膛內(nèi)火焰形狀，改變?nèi)剂蠝囟?、壓力、流量等措施可以改善一些，但是仍然沒有解決問題。通過在現(xiàn)場長期監(jiān)測燃燒各參數(shù)，發(fā)現(xiàn)排煙熱損失在鍋爐各項熱損失中所占比例最大。一般情況下，排煙溫度每升高15℃，排煙損失約增加1%，同時也對鍋爐的安全運行構成威脅。

1、排煙溫度高的原因

在理論分析與總結(jié)現(xiàn)場經(jīng)驗的基礎上，對排煙溫度升高的原因進行了總結(jié)，其主要原因有以下幾個方面：

（1）爐膛系統(tǒng)漏風;

（2）過?？諝饬看?

（3）受熱面積灰;

（4）對流段入口水溫高;

（5）燃料溫度低;

2、排煙溫度高的原因分析及解決措施：

2.1漏風

（1）分析

漏風是指爐膛及煙道漏風，是排煙溫度升高的主要原因之一，重點是輻射段末端爐管入、出口，特別是與對流段連接部位，由于管線振動造成與爐管接觸的爐襯松脫，另外在鍋爐搬遷時，需要將對流段與輻射段分離，爐管的連接部位拆卸過程中，發(fā)生碰撞位移，爐膛煙氣長期沖刷，致使間隙逐漸增大;爐膛尾部安裝有可以人員進出的爐門，通過保溫棉密封爐門四周，如果爐門安裝過程中保溫棉部分掉落，造成縫隙，煙氣流會從此處沖出。這是設備運行管理、檢修以及設備結(jié)構有關的問題。

（2）措施

大修、小修中鍋爐本體采用密封比較好的門、孔結(jié)構。設備運行過程中加強對爐體的檢查，發(fā)現(xiàn)密封出現(xiàn)問題及時采取措施。進入爐膛檢修工作完成后，應對門、孔等部位進行密封，保證密封質(zhì)量。經(jīng)驗表明，這一措施可降低排煙溫度約2-3℃。

2.2過?？諝饬看?/p>

（1）分析

鍋爐在實際運行中，為了保證鍋爐安全燃燒，送入爐膛的實際空氣量往往大于燃料完全燃燒的理論空氣量，如果空氣量不足，會造成爐膛火焰發(fā)暗，發(fā)軟，甚至燃燒不完全而冒煙煙，為防止這種情況的發(fā)生，操作人員往往將風門開度調(diào)大，從而導致排煙量過大，排煙溫度升高。

（2）措施

設計合理的燃料空氣比例，并測量煙氣中的含氧量，防止實際運行中過?？諝饬科蟆５諝饬恳膊荒苓^低，否則會導致火焰軟散，熱效率低，因此，要根據(jù)原始設計及設備的具體狀況來決定燃料空氣配比比例。

2.3 受熱面積灰

（1）分析

受熱面積灰指鍋爐受熱面積灰、結(jié)焦，鍋爐受熱面積灰將使受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)降低，鍋爐吸熱量降低，煙氣放熱量減少，從而導致排煙溫度升高。

（2）措施

運行中加強鍋爐吹灰，適當縮短吹灰間隔;及時調(diào)整燃燒，防止冒黑煙，保持各受熱面的清潔，控制爐膛壓力0.5KP以下。

2.4 對流段入口水溫高

由于給水預熱器旁通閥開度控制不當，或在夏季鍋爐給水預熱器入口水溫度高，導致對流段入口水溫升高，給水在對流段吸收的熱量少，從而使排煙溫度升高。但如果對流段入口給水溫度控制過低，低于煙氣的露點溫度，會在對流段翅片管發(fā)生低溫腐蝕，所以要根據(jù)環(huán)境溫度變化的規(guī)律，及時調(diào)整對流段入口水溫，一般控制在116～138℃。

2.5燃油溫度低

燃油溫度低，會引起火焰燃燒不良，造成排煙溫度升高，適當?shù)奶岣呷加蜏囟?，可以解決這一問題，試驗證明，燃油溫度由75℃提高至80℃后，排煙溫度可降低3～4℃，但燃油溫度不易過高以防止揮發(fā)成分爆燃。

3.通過設備改進，運用先進技術降低排煙熱損失，提高鍋爐熱效率，提高鍋爐運行安全性。

在實踐中總結(jié)的經(jīng)驗及實際測試的結(jié)果表明，合理的配風及良好的霧化對降低排煙溫度起著重要的作用。

3.1設計、調(diào)試“燃燒自動跟蹤系統(tǒng)”改善配風

我單位的注汽鍋爐均使用北美燃燒器，在燃燒控制方式上采用原鍋爐配套的風門調(diào)節(jié)方式，不能自動跟蹤分析鍋爐煙氣變化，鍋爐燃燒受各種參數(shù)變化影響較大，如果未及時調(diào)整燃燒參數(shù)，導致燃燒器瓦口嚴重結(jié)焦，容易發(fā)生二次燃燒等嚴重事故。針對這一情況，在作業(yè)區(qū)技術部門的幫助指導下，設計并調(diào)試“燃燒自動跟蹤系統(tǒng)”。如圖所示：

安裝在煙道內(nèi)的氧化鋯氧含量分析儀將數(shù)據(jù)傳送到鍋爐控制主機，經(jīng)過PID調(diào)節(jié)程序的內(nèi)部運算，輸出一個變量控制信號，傳遞給風機變頻，通過這種閉環(huán)控制系統(tǒng)，動態(tài)調(diào)節(jié)風機頻率，改變進入爐膛的空氣量，使燃料空氣比例保持在最佳狀態(tài)，從而達到穩(wěn)定、經(jīng)濟控制鍋爐燃燒的目的。

通過在現(xiàn)場實際應用，收到了很好的效果。由于采用PID運算控制，提高了其控制精度，提高了鍋爐的燃燒效率。該項目在我中心站的兩臺鍋爐實施，鍋爐平均煙溫由243.6℃下降到227.1℃，下降了16.5℃，由理論數(shù)據(jù)得出，鍋爐煙溫每降低15℃，鍋爐熱效率提高1%。即鍋爐熱效率提高1.1%。利用KM900煙氣分析儀測試，實測鍋爐的平均熱效率由81.93%提高到83.24%，提高了1.31%，節(jié)能效果明顯，鍋爐運行穩(wěn)定性也有了較大的提高。

3.2設計調(diào)試“霧化自動跟蹤系統(tǒng)”確保良好的霧化

我單位注汽鍋爐在霧化控制上采用原鍋爐配套的氣動薄膜調(diào)節(jié)閥，由于使用期限較長，閥體、閥芯腐蝕磨損嚴重，不能自動跟蹤控制霧化壓力，鍋爐燃燒受霧化壓力影響較大，霧化效果差，嚴重影響鍋爐高效、穩(wěn)定運行。通過與作業(yè)區(qū)技術組結(jié)合，設計并調(diào)試“霧化自動跟蹤系統(tǒng)”。如圖所示：

通過壓力變送器采集壓力信號，傳送到PID調(diào)節(jié)儀，經(jīng)過PID調(diào)節(jié)儀的內(nèi)部運算，輸出一個4-20mA的電流控制信號，傳遞給霧化電動閥，通過這種閉環(huán)控制系統(tǒng)，準確的調(diào)節(jié)霧化電動閥的開度，從而達到穩(wěn)定控制霧化壓力的目的。

通過對排煙溫度升高的各種原因進行了分析，找到了幾點引起排煙溫度升高的因素，并提出了一些簡單可行的措施和方案，為鍋爐設計和設備改造治理、降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率提供參考。

參考文獻：

[1] 張永照 ?陳聽寬 ?工業(yè)鍋爐 ? 北京 ? 機械工業(yè)出版社 ?1985

[2] 徐 ?東 注汽系統(tǒng)熱效率 ?遼寧 ?石油鉆采工藝 ?2003

（作者單位：中油遼河油田公司曙光采油廠）