超臨界機組鍋爐運行排煙溫度偏高原因分析

王四超

（山西潞光發(fā)電有限公司，山西 長治 046600）

隨著超臨界機組鍋爐在近年來電力行業(yè)之中的應用，使得電力行業(yè)的運行與發(fā)展都上升到了一個新的高度。但是在具體的應用過程中，超臨界機組鍋爐的排煙溫度偏高問題也給電力行業(yè)帶來了很大的困擾。因此，關于超臨界機組鍋爐運行過程中的排煙溫度偏高問題，越來越多人開始對其原因及改進措施加以高度重視。

1 超臨界機組鍋爐排煙溫度偏高的原因分析

1.1 機組鍋爐的選擇不合理

在電廠進行鍋爐選擇的過程中，通常都會選擇排煙溫度比較低的機組，這種機組鍋爐的合理應用不僅可以實現(xiàn)燃料的節(jié)約，同時也可以實現(xiàn)效率的提升，進而實現(xiàn)電廠經(jīng)濟效益的進一步提升。但是這種機組鍋爐的應用也會為電廠帶來一定的不利影響，若排煙溫度太低，那么燃料的選擇就會更加困難，且燃料的熱損耗也會對鍋爐效率造成影響[2]。由此可見，一味注重低排煙溫度機組鍋爐的選擇是導致機組鍋爐排煙溫度偏高的一個主要原因。

1.2 高硫煤種的低溫腐蝕

在很多電廠進行鍋爐燃料的選擇過程中，通常都會選擇有著較高硫含量的煤，而在實際的燃燒過程中，由于硫自身就具備著一定的腐蝕性，尤其是在水溫比較低的燃燒條件之下，機組鍋爐之中的省煤器就會被硫腐蝕。同時，如果鍋爐的尾部溫度不夠高，排放出來的煙就會含有水蒸氣，這些水蒸氣也會和燃料之間產(chǎn)生化學反應，進而有三氧化硫生成，腐蝕掉鍋爐的受熱面。這種情況也是導致超臨界機組鍋爐排煙溫度偏高的一個主要原因。

1.3 貧煤和無煙煤鍋爐設計之中的排煙溫度選擇

在對貧煤燃燒鍋爐或者是無煙鍋爐進行設計的過程中，考慮到煤種有著很低的揮發(fā)性，所以為保障其快速點燃并保障其燃燒的穩(wěn)定性，通常都需要在爐膛結(jié)構(gòu)的設計方面以及設備的選取方面采取一定的措施。所以空氣風溫的取值比較高，按照揮發(fā)份數(shù)的大小，通常會將熱風溫度選擇在340℃～400℃，而這樣的溫度又不至于增加太多的預熱器受熱面，所以在預熱器的位置就需要具備比較大的溫壓。在整個機組鍋爐之中，排煙溫度、熱風溫度、空氣預熱器出口端的煙氣又和空氣溫壓之間有著直接關系，所以如果想要通過加大溫壓值來保障熱風溫度的提升，就必須要將排煙溫度提升。

1.4 進入制粉系統(tǒng)和爐膛的冷風系數(shù)

鍋爐處于負壓燃燒狀態(tài)時，從鍋爐的各門孔處或是不嚴密的部位會有一定量的冷空氣進入到爐膛內(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，會減少流經(jīng)空氣預熱器的空氣量，降低空氣流速，造成傳熱系數(shù)下降，從而對總傳熱量帶來較大的影響。這也充分的說明書當爐膛內(nèi)和制粉系統(tǒng)中冷風量增加時，都會影響到空氣預熱器的傳熱量，使排煙溫度得以提高。

1.5 給水溫度變化的影響

給水溫度變化也會對排煙溫度造成影響。在給水溫度發(fā)生變化時，為了保障加熱給水熱量變化的適應，就需要對燃料量加以改變。如果降低了給水溫度，給水加熱過程中的熱量需求也會隨之增加，就需要加大燃料的用量，進而提升爐膛出口處的溫度。這樣的情況不僅很容易導致機組鍋爐排煙溫度的上升，也會增加機組運行之中的煤消耗。

1.6 空預器漏風系數(shù)的影響、

在機組鍋爐運行的過程中，如果空氣預熱器的漏風系數(shù)過大，就會升高爐膛出口處的溫度，增加排煙量，進而導致排煙溫度的升高，同時也會降低鍋爐的運行效率。這種情況在鍋爐負荷降低的條件下很容易出現(xiàn)，所以在這種條件下，工作人員可以適當將爐膛負壓降低，以此來減小漏風系數(shù)，避免排煙溫度大幅度上升，同時也可以有效提升鍋爐的運行效率。

1.7 受熱面吹灰不合理

如果受熱面的吹灰效果不合理，就會導致受熱面上的灰分增加，進而形成嚴重的積灰情況和結(jié)焦情況，這樣就會影響到爐內(nèi)的水循環(huán)效果，提升爐膛出口處的溫度。如果爐膛尾部出現(xiàn)了積灰現(xiàn)象，排煙溫度就會顯著上升。同時，由于灰分過高，煤的發(fā)熱會隨之降低，這樣的情況也會進一步增加煤的消耗量，導致煙氣量和煙氣流速的上升，這也是導致排煙溫度偏高的一個主要原因。

2 超臨界機組鍋爐排煙溫度偏高的改進措施

（1）加強對磨煤機出口溫度的控制。相比較國外的技術而言，我國超臨界機組鍋爐之中的制粉系統(tǒng)出口溫度會偏低一些，因此，要想實現(xiàn)鍋爐排煙溫度的合理降低，電力企業(yè)就應該對磨煤機出口溫度加以有效控制。如果出口的溫度過低，磨煤機在實際工作過程中就會缺乏足夠的干燥動能，進而很容易在出煤時出現(xiàn)出口堵塞情況，很多的煤粉會附著在排風粉管壁上，影響到磨煤機系統(tǒng)的正常使用。如果出口的溫度過高，制粉系統(tǒng)則很容易爆炸，進而對生產(chǎn)安全造成威脅。因此在實際的生產(chǎn)過程中，電力企業(yè)一定要注重磨煤機出口溫度的合理控制，在保障制粉系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的基礎上實現(xiàn)排煙溫度的合理降低。

（2）加強對超臨界機組鍋爐溫差的控制。在超臨界機組鍋爐的應用過程中，如果給水溫度太高，煤氣出口位置的排煙溫度與鍋爐用水溫度之間的溫差就會減小，大多數(shù)機組鍋爐之中的排煙溫度與給水溫度之間應該相差80℃左右，如果兩者溫差在70℃以下，超臨界機組鍋爐在傳熱方面的效能就會降低，這樣就會導致機組鍋爐排煙溫度的上升[3]。

因此，要想讓超臨界機組鍋爐在運行之中的排煙溫度得到有效控制，電廠一定要注重對給水溫差的合理控制。

（3）加強對機組鍋爐冷壁給水溫度的控制。在超臨界機組鍋爐的爐膛之內(nèi)，冷壁受熱面并沒有汽水混合物的受熱段，所以，如果水溫升高到了臨界點，所有的水都將轉(zhuǎn)化成蒸汽，這就很容易導致臨界區(qū)域傳熱惡化的情況發(fā)生。所以，電廠一定要將水冷壁進口溫度控制在合理的范圍之內(nèi)，讓容易出現(xiàn)傳熱惡化的管段盡量和熱負荷最大的區(qū)域避開。通常情況下，當給水溫度降低10℃時，機組鍋爐的排煙溫度就可以降低2℃～3℃。但是在此過程中，電廠也應該注意不要一味降低給水溫度，雖然通過降低給水溫度的方法可以讓鍋爐排煙溫度偏高的問題得到有效解決，但是隨著給水溫度的降低，鍋爐的燃料消耗也會降低。

（4）一次風速的合理應用。在電廠的制粉系統(tǒng)之中，乏汽所應用的干燥劑大多是熱風加冷風的形式，在增加一次風速的情況下，為了讓磨煤機出口溫度得到有效控制，就需要增加冷風量，通過這樣的方式，不僅可以保障爐膛出口位置的空氣系數(shù)不變，同時也可以降低空氣預熱器之中流過的熱風量，進而導致排煙溫度的上升。因此，要想有效降低排煙溫度，一個關鍵的方法就是一次風速的降低，具體改進過程中，電廠可以按照不同的負荷來控制燃燒器的增減。當部分的燃燒器被停用之后，一次風速就可以得到有效降低，且爐膛之中的火焰會變得更加集中，火焰的中心也會隨之降低[4]。由此可見，這樣的改進方法不僅可以有效降低超臨界機組鍋爐實際運行過程中的排煙溫度，同時也可以讓鍋爐的燃燒更加穩(wěn)定，有效促進燃料的充分燃燒，實現(xiàn)能源和成本的進一步節(jié)約。但是在實際的改進過程中，電廠應該注意按照從上到下的順序來停用燃燒器。

（5）優(yōu)化受熱面的吹灰措施。在對受熱面進行優(yōu)化的過程中，可以通過在線監(jiān)測診斷技術來了解各個受熱面實際的積灰情況，然后由運行人員直接進行吹灰器的操作，讓傳統(tǒng)的周期性吹灰轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)吹灰，這樣就可以有效提升機組鍋爐運行的經(jīng)濟性和安全性，并實現(xiàn)排煙溫度的合理降低。

（6）提高監(jiān)盤人員的操作水平。為了有效解決超臨界機組鍋爐運行過程中的排煙溫度偏高問題，電廠也應該注重提升監(jiān)盤人員的操作水平。在此過程中，電廠需要對監(jiān)盤人員進行專業(yè)的知識和技術培訓，并通過仿真模擬的形式進行操作演練，使其在充分掌握相關知識與技術的情況下實現(xiàn)應變能力的進一步提升。同時也應該注重對監(jiān)盤人員工作態(tài)度的良好培養(yǎng)，并通過嚴格的獎罰制度來對其加以管理。這樣才可以保障機組鍋爐排煙溫度偏高問題的及時有效解決。

3 結(jié)語

綜上所述，超臨界機組鍋爐排煙溫度偏高的問題給電廠的工作效率、安全以及成本方面造成了一定程度的不利影響。所以，電廠應該全面了解這種情況對于電廠正常運行的不利影響，明確這種問題的產(chǎn)生原因，并通過合理化的措施來加以改進。通過這樣的方式，才可以有效保障電廠的運行效率與安全性，并進一步節(jié)約電廠的運行成本。