鍋爐排煙溫度高的原因分析及對(duì)策

謝昊男 楊勇

摘 要：文章主要是從節(jié)能降耗的角度出發(fā)，針對(duì)鍋爐排煙溫度高的問(wèn)題，分析了其產(chǎn)生的原因，提出了一些可行性的解決方案，望可以為有關(guān)人員提供一定的參考和幫助。

關(guān)鍵詞：鍋爐;排煙溫度;空氣預(yù)熱器

1、前言

電站鍋爐的運(yùn)行是火電廠(chǎng)中十分重視的問(wèn)題，鍋爐運(yùn)行中最大的熱損失是排煙熱損失，減少排煙熱損失不僅能提高鍋爐的效率，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)在能源緊缺的情況下對(duì)節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義，而減少排煙熱損失主要就是通過(guò)降低排煙溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)，為此將排煙溫度降低到合理范圍內(nèi)對(duì)鍋爐的安全高效運(yùn)行有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2、鍋爐排煙溫度升高的因素

（1）受熱面結(jié)渣、積灰。無(wú)論是爐膛的水冷壁結(jié)渣積灰，還是過(guò)熱器、再熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器積灰，都會(huì)因煙氣側(cè)的放熱熱阻增大，傳熱惡化使煙氣的冷卻效果變差，導(dǎo)致排煙溫度升高。

（2）過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)大。正常情況下，隨著爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)的增加，排煙溫度升高。過(guò)量空氣系數(shù)增加后，雖然煙氣量增加，煙速提高，對(duì)流放熱加強(qiáng)，但傳熱量增加的程度不及煙氣量增加的多?？梢岳斫鉃闊熕偬岣吆螅瑹煔鈦?lái)不及把熱量傳給工質(zhì)就離開(kāi)了受熱面。

（3）漏風(fēng)系數(shù)過(guò)大。負(fù)壓鍋爐的爐膛和尾部豎井煙道漏風(fēng)是不可避免的，并規(guī)定了某一受熱面所允許的漏風(fēng)系數(shù)。當(dāng)漏風(fēng)系數(shù)增加時(shí)，對(duì)排煙溫度的影響與過(guò)量空氣系數(shù)增加相類(lèi)似。而且漏風(fēng)處離爐膛越近，對(duì)排煙溫度升高的影響就越大。

（4）給水溫度過(guò)高。當(dāng)汽輪機(jī)負(fù)荷太低或高壓加熱器解列時(shí)都會(huì)使鍋爐給水溫度降低。一般說(shuō)來(lái)，當(dāng)給水溫度升高時(shí)，如果維持燃料量不變，省煤器的傳熱溫差降低，省煤器的吸熱量降低，使排煙溫度升高。

（5）燃煤中的水分過(guò)多。燃煤中水分的增加使煙氣量增加，因此排煙溫度升高。

（6）鍋爐負(fù)荷的增加。雖然鍋爐負(fù)荷增加，煙氣量、蒸汽量、給水量、空氣量成比例地增加，但是由于爐膛出口煙氣溫度增加，所以使排煙溫度升高。負(fù)荷增加后爐膛出口溫度增加，其后的對(duì)流受熱面?zhèn)鳠釡夭钤龃螅鼰崃吭龆?，所以?duì)流受熱面越多，鍋爐負(fù)荷變化對(duì)排煙溫度的影響越小。

（7）煤種的熱值偏低。當(dāng)燃用低熱值煤種時(shí)，由于爐膛溫度降低，爐膛內(nèi)輻射傳熱減少，低熱值煤種中的非可燃成分，主要是N2、CO2、H2O較多，使煙氣量增加，導(dǎo)致排煙溫度升高。

（8）制粉系統(tǒng)的運(yùn)行方式。當(dāng)采用上層磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，爐膛的火焰中心升高，煙氣與受熱面?zhèn)鳠釙r(shí)間縮短，進(jìn)而導(dǎo)致鍋爐排煙溫度的上升。

（9）爐膛火焰中心。爐膛火焰中心越高，煙氣與受熱面的換熱時(shí)間就越少，鍋爐排煙溫度必然會(huì)上升。

（10）磨煤機(jī)出口溫度偏低。磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，其出口溫度由冷一次風(fēng)量調(diào)節(jié)控制。倘若磨煤機(jī)出口溫度設(shè)定較低，意味著進(jìn)入磨煤機(jī)的冷一次風(fēng)量較多，故流經(jīng)空預(yù)器的熱一次風(fēng)量會(huì)相應(yīng)減少，冷卻介質(zhì)的減少使得排煙溫度升高。

3、降低鍋爐排煙溫度的對(duì)策

（1）加強(qiáng)鍋爐受熱面的吹灰。加強(qiáng)鍋爐受熱面的吹灰工作是降低排煙溫度的最有效措施，特別是水冷壁、過(guò)熱器、再熱器部分以及省煤器部分。

（2）適當(dāng)減少鍋爐的送風(fēng)量。鍋爐燃燒生成的煙氣量的多少，取決于爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)及鍋爐的漏風(fēng)量，保持較低的氧量，可以降低氮氧化物生成，也可降低引風(fēng)機(jī)電耗來(lái)節(jié)省廠(chǎng)用電。過(guò)大的過(guò)量空氣系數(shù)，既不利于鍋爐燃燒，也會(huì)增加鍋爐排煙量而使鍋爐效率降低。所以在滿(mǎn)足燃燒正常的條件下，應(yīng)盡量減少送入鍋爐的空氣量。

（3）降低爐本體和制粉系統(tǒng)漏風(fēng)。爐本體及制粉系統(tǒng)漏風(fēng)是排煙溫度升高的主要原因之一，在爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)不變的情況下，爐膛及制粉系統(tǒng)漏風(fēng)將使送風(fēng)量下降，空氣預(yù)熱器的傳熱系數(shù)下降。送風(fēng)量下降又使空氣預(yù)熱器出口熱風(fēng)溫度升高，傳熱溫差下降。傳熱系數(shù)及傳熱溫差的下降均使空氣預(yù)熱器的吸熱量降低，導(dǎo)致排煙溫度升高。另外空氣預(yù)熱器的煙道漏風(fēng)也使煙溫下降，傳熱溫差降低使受熱面的吸熱量下降，也會(huì)使排煙溫度升高。所以降低漏風(fēng)量也是降低排煙溫度的手段之一。

（4）控制合適的給水溫度。當(dāng)鍋爐給水溫度降低時(shí)，主給水將增加在省煤器處的吸熱量，燃料量不變時(shí)，排煙溫度會(huì)降低，但如果保持鍋爐蒸發(fā)量不變，由于主給水溫度下降，蒸發(fā)受熱面所需熱量增大，為了維持負(fù)荷和主汽溫度不變，就需要增加燃料量，使鍋爐各部煙溫上升，受到給水溫度下降和燃料量增加兩方面影響，最終導(dǎo)致排煙溫度還會(huì)上升。因此需要控制合適的給水溫度。

（5）燃用低水分高熱值的煤種。水分越低，可燃成分越高，煙氣量就越少，鍋爐排煙溫度就越低。

（6）控制合適的磨煤機(jī)出口溫度。在保證安全的前提下，保持較高的磨煤機(jī)出入口溫度，即盡量減少冷風(fēng)用量，增加熱風(fēng)用量，提高空氣預(yù)熱器的換熱效果，進(jìn)而降低排煙溫度。

（7）采用合理的制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式。鍋爐運(yùn)行中，應(yīng)盡可能保持底層磨煤機(jī)運(yùn)行的運(yùn)行方式，即降低了火焰中心位置，增加了煙氣與受熱面的換熱時(shí)間，是降低排煙溫度比較有效的手段之一。

（8）根據(jù)機(jī)組負(fù)荷不同及時(shí)增減磨煤機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)。在低負(fù)荷時(shí)停運(yùn)部分磨煤機(jī)后，爐膛火焰會(huì)更加集中且火焰中心降低，對(duì)穩(wěn)定燃燒有積極的作用，停運(yùn)磨煤機(jī)的順序應(yīng)自上而下。

（9）合適的煤粉細(xì)度。通過(guò)調(diào)整磨煤機(jī)分離器轉(zhuǎn)速來(lái)保證合適的煤粉細(xì)度，控制進(jìn)入爐膛的煤粉著火點(diǎn)，有利于保持爐內(nèi)正常的火焰中心而不被抬高，同時(shí)合理調(diào)整各層磨煤機(jī)的出力，控制爐膛兩側(cè)溫度偏差，有助于爐內(nèi)的換熱，降低排煙溫度。

（10）控制合適的送風(fēng)機(jī)入口空氣溫度。鍋爐運(yùn)行中，送風(fēng)機(jī)入口溫度過(guò)高時(shí)，會(huì)減少空氣預(yù)熱器的傳熱溫差，使得傳熱量減少，雖然這可以提高爐內(nèi)燃燒溫度和燃燒的經(jīng)濟(jì)效果，但也會(huì)使?fàn)t內(nèi)煙氣溫度上升，最終導(dǎo)致排煙溫度升高，所以我們要從防止低溫腐蝕和降低排煙溫度兩方面綜合考慮，控制合適的送風(fēng)機(jī)入口溫度。

（11）降低爐內(nèi)火焰中心高度。通過(guò)進(jìn)行調(diào)整一二次風(fēng)的配比，在保證安全的情況下，適當(dāng)降低下層二次風(fēng)量，開(kāi)大上層二次風(fēng)，并提高下層燃燒器的出力，降低或停用上部燃燒器，達(dá)到降低火焰中心的目的，也是有效降低排煙溫度的方法。

4、結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，鍋爐是火力發(fā)電廠(chǎng)運(yùn)行的重要組成部分，據(jù)測(cè)算，鍋爐排煙熱損失每增加1%，發(fā)電煤耗就增加1.86g/kWh，鍋爐運(yùn)行的節(jié)能問(wèn)題已經(jīng)是個(gè)不容忽視的重要難題。只有適當(dāng)降低排煙溫度，才能提高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。但從設(shè)計(jì)角度看，當(dāng)排煙溫度過(guò)低時(shí)，空氣預(yù)熱器的金屬消耗增加，設(shè)備成本增加，煙氣的流動(dòng)阻力也增大，當(dāng)煙氣低于露點(diǎn)溫度時(shí)，會(huì)引起尾部受熱面的低溫腐蝕。如何有效防止低溫腐蝕，并降低排煙溫度，提高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性依舊我們未來(lái)研究的方向。

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