關(guān)于降低煤粉鍋爐排煙溫度的研究

何帥 弋秦濤

摘 要 為降低煤粉鍋爐排煙熱損失，提高鍋爐熱效率，節(jié)約煤炭資源，減少因燃煤燃燒而產(chǎn)生的環(huán)境污染物。本文從鍋爐結(jié)焦積灰、鍋爐漏風(fēng)、一、二次風(fēng)配比不當(dāng)、制粉系統(tǒng)調(diào)整不當(dāng)、空預(yù)器入口環(huán)境風(fēng)溫高來分析煤粉鍋爐排煙溫度高的原因，并針對(duì)分析的原因制定相應(yīng)的策略，來降低煤粉鍋爐的排煙溫度，以供相關(guān)工作人員在實(shí)際工作中參考。

關(guān)鍵詞 降低;煤粉鍋爐;排煙溫度

引言

在煤粉鍋爐的各項(xiàng)熱損失當(dāng)中，排煙熱損失是最大的一項(xiàng)，占爐膛燃煤熱量的4%～8%，影響排煙熱損失的因素有排煙容積和排煙溫度，其中排煙溫度越高，排煙熱損失越大，排煙溫度每升高10至15℃，排煙熱損失就會(huì)增加1%，不但降低了鍋爐的熱效率，同時(shí)加大了環(huán)境污染物的排放。

1煤粉鍋爐簡(jiǎn)介

煤粉鍋爐是以煤粉為燃料，煤粉在爐膛中燃燒釋放熱能，將給水加熱成過熱蒸汽的熱能動(dòng)力裝置。鍋爐整體結(jié)構(gòu)包括鍋爐本體及輔助設(shè)備。鍋爐本體包括汽包、爐膛、燃燒器、過熱器、水冷壁、空預(yù)器、省煤器、框架和爐墻;輔助設(shè)備包括磨煤機(jī)、給煤機(jī)、引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、給水泵、除渣設(shè)備、除塵輸灰設(shè)備等。我公司熱動(dòng)力站設(shè)置4*320t/h煤粉鍋爐和2*50MW汽輪發(fā)電機(jī)組。鍋爐為高溫高壓、燃用煤粉、單爐膛、四角切圓燃燒、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼結(jié)構(gòu)、全懸吊結(jié)構(gòu)、π型布置、自然循環(huán)汽包爐。設(shè)計(jì)排煙溫度140℃，但最高運(yùn)行排煙溫度達(dá)170℃，排煙熱損失大大增加，同時(shí)對(duì)布袋除塵器壽命造成一定影響，鍋爐經(jīng)濟(jì)效益降低，因此研究如何降低煤粉鍋爐排煙溫度十分必要[1]。

2分析煤粉鍋爐排煙溫度過高的原因

（1）鍋爐結(jié)焦、積灰。煤粉鍋爐在過熱器、水冷壁及燃燒器噴燃口區(qū)域容易結(jié)焦，在空預(yù)器、省煤器區(qū)域容易積灰。受熱面結(jié)焦和積灰會(huì)使傳熱熱阻進(jìn)一步增加，在降低傳熱系數(shù)的同時(shí)無法保障煙氣具有較高的放熱量，進(jìn)而導(dǎo)致鍋爐排煙溫度升高;如果燃燒器噴燃口結(jié)焦，會(huì)影響煤粉著火燃燒，破壞火焰四角切圓，推遲煤粉燃燒，導(dǎo)致排煙溫度升高。如果不及時(shí)組織吹灰，結(jié)焦、積灰嚴(yán)重時(shí)，威脅鍋爐燃燒穩(wěn)定，甚至被迫停爐。

（2）鍋爐漏風(fēng)。排煙溫度升高的主要原因之一就是漏風(fēng)，漏風(fēng)包括煙道漏風(fēng)、爐膛漏風(fēng)、制粉系統(tǒng)漏風(fēng)及爐底漏風(fēng)。煤粉鍋爐一般為平衡通風(fēng)方式，爐膛和煙道處于負(fù)壓狀態(tài)，爐膛和煙道的嚴(yán)密性對(duì)排煙溫度有很大的影響，冷空氣的漏入使過量空氣系數(shù)增加，必須通過降低流經(jīng)空預(yù)器的送風(fēng)量，來維持合理的氧量，結(jié)果使排煙量和排煙溫度均升高;制粉系統(tǒng)漏風(fēng)及爐底漏風(fēng)會(huì)使?fàn)t膛溫度降低，爐膛火焰中心位置升高，爐內(nèi)輻射傳熱量減少，換熱時(shí)間減少，使鍋爐排煙溫度升高。

（3）一、二次風(fēng)配比不當(dāng)。一次風(fēng)主要功能是干燥、攜帶煤粉進(jìn)入爐膛，并提供煤粉著火初期的氧量。一次風(fēng)和二次風(fēng)的配比原則是一次風(fēng)量滿足煤粉揮發(fā)分燃燒，一次風(fēng)速與一次風(fēng)量的提高都對(duì)煤粉著火不利。進(jìn)入磨煤機(jī)的一次風(fēng)如果過多使用冷一次風(fēng)結(jié)果會(huì)減少流經(jīng)空預(yù)器的空氣量，進(jìn)而導(dǎo)致排煙溫度升高。一、二次風(fēng)的配比不合適，一次風(fēng)速太高或一次風(fēng)溫過低，會(huì)導(dǎo)致煤粉著火推遲，火焰中心位置升高，爐膛出口煙溫和排煙溫度都會(huì)升高;同樣如果二次風(fēng)量太大，會(huì)使煙速升高，火焰中心位置也會(huì)升高，導(dǎo)致排煙溫度升高。

（4）制粉系統(tǒng)調(diào)整不當(dāng)。運(yùn)行磨煤機(jī)的選擇也會(huì)影響鍋爐排煙溫度，如果多使用上層磨煤機(jī)運(yùn)行，或者上層磨煤機(jī)出力偏大，都會(huì)造成火焰中心上移，造成煤粉在爐膛內(nèi)燃燒時(shí)間變短，減少了水冷壁輻射吸熱，更多的熱量將攜帶至尾部煙道，造成鍋爐排煙溫度升高;同時(shí)如果磨煤機(jī)出口煤粉顆粒度過粗，也會(huì)推遲著火，提高火焰中心高度，使鍋爐排煙溫度升高。

（5）空預(yù)器入口環(huán)境風(fēng)溫高。空預(yù)器入口風(fēng)溫隨環(huán)境溫度的升高而升高，特別是在夏季，空預(yù)器入口風(fēng)溫達(dá)30℃以上，空預(yù)器入口風(fēng)溫高，空預(yù)器的傳熱溫差就小，煙氣的放熱量就會(huì)降低，從而使排煙溫度升高。通常情況下空預(yù)器入口風(fēng)溫每升高10℃，鍋爐排煙溫度就會(huì)升高6-7℃。但環(huán)境風(fēng)溫不能人為改變，不能進(jìn)行調(diào)整來降低排煙溫度[2]。

3降低煤粉鍋爐排煙溫度的策略

（1）減少鍋爐結(jié)焦、積灰。首先要在煤粉鍋爐運(yùn)行中避免結(jié)焦及積灰出現(xiàn)，要控制好燃料管理，關(guān)注煤的成分分析，掌握煤的灰熔點(diǎn)，運(yùn)行操作中控制爐膛出口溫度不大于煤的灰熔點(diǎn)溫度;多去現(xiàn)場(chǎng)通過觀火孔看火，確定著火距離合適，觀察煤粉是否刷墻，并及時(shí)進(jìn)行燃燒調(diào)整;確保煙氣煙道左右兩側(cè)分布均勻，省煤器輸灰系統(tǒng)運(yùn)行正常，防止灰斗積灰，以免造成省煤器、空預(yù)器煙氣側(cè)大面積積灰;按時(shí)執(zhí)行吹灰定期工作，對(duì)水冷壁、過熱器進(jìn)行蒸汽吹灰，對(duì)省煤器和空預(yù)器進(jìn)行激波吹灰，同時(shí)脫銷催化劑層聲波吹灰器按程序持續(xù)運(yùn)行，以保證受熱面及煙氣通道暢通。當(dāng)鍋爐出現(xiàn)結(jié)焦積時(shí)，及時(shí)清焦并加強(qiáng)巡回檢查。

（2）減少鍋爐漏風(fēng)。鍋爐漏風(fēng)是排煙溫度升高的一大重要原因，因此在鍋爐啟動(dòng)前，要認(rèn)真檢查各個(gè)門、孔關(guān)閉，爐底排渣機(jī)密封良好;運(yùn)行中盡量控制煤粉鍋爐微負(fù)壓運(yùn)行，防止負(fù)壓過大造成大量冷風(fēng)進(jìn)入爐膛及煙道;運(yùn)行中盡量提高運(yùn)行磨煤機(jī)出口溫度，備用磨煤機(jī)出口門應(yīng)關(guān)閉，防止制粉系統(tǒng)過多冷風(fēng)進(jìn)入爐膛。

（3）調(diào)整一、二次風(fēng)配比。控制合適的風(fēng)煤比，保持最佳過?？諝庀禂?shù)，即保持合理的氧量，一般控制在3%-5%之間?？刂坪侠淼囊弧⒍物L(fēng)率及風(fēng)速，保證煤粉著火穩(wěn)定，著火距離合適;對(duì)于一、二次風(fēng)配比不當(dāng)，在爐膛不結(jié)焦且制粉系統(tǒng)安全的前提下，提高一次風(fēng)粉混合物溫度，降低一次風(fēng)量和風(fēng)速，鍋爐負(fù)荷變化時(shí)及時(shí)調(diào)整一、二次風(fēng)量。

（4）及時(shí)調(diào)整制粉系統(tǒng)。調(diào)整煤粉鍋爐的火焰中心位置，運(yùn)行中盡量增加下層磨煤機(jī)的負(fù)荷，減少上層磨煤機(jī)的負(fù)荷，或者使上層磨煤機(jī)停運(yùn)備用，同時(shí)調(diào)整磨煤機(jī)保持合適的煤粉細(xì)度，增加爐膛水冷壁吸熱，降低火焰中心位置，降低煤粉鍋爐排煙溫度。

4結(jié)束語

本文對(duì)煤粉鍋爐排煙溫度高的原因進(jìn)行梳理，并總結(jié)減少結(jié)焦積灰、減少鍋爐漏風(fēng)、調(diào)整一、二次風(fēng)配比、及時(shí)調(diào)整制粉系統(tǒng)一系列有效措施，降低煤粉鍋爐的排煙溫度，有效提高了煤粉鍋爐的熱效率、經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬凌波，王豐超.電站鍋爐排煙溫度升高原因的歸類研究[J].中國(guó)設(shè)備工程，2017（6）：123-124.

[2] 倪仁杰.淺談降低鍋爐排煙溫度[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2015（12）：63-65.