浅谈排烟温度偏高原因探讨

浅谈排烟温度偏高原因探讨

高嵩

大唐国际发电股份有限公司陡河发电厂河北唐山063028

中文摘要：锅炉结渣是危机锅炉安全运行和机组可用率的一个重要问题，锅炉结渣对大容量机组的影响更为突出。论文主要研究锅炉结渣的机理和影响因素，利用壁温计算找出炉膛结渣的区域，提出解决问题的方法。

关键词：排烟；温度；偏高；探讨

1前言

通过热力计算找出原因，提出可能的改造建议，对于保证锅炉运行的安全性和经济性具有十分重要的实际意义。

2排烟温度过高机理

2.1影响排烟温度的因素

排烟热损失一般用下式计算

q2=（Ipy-αpyIlk）（100-q4）/Qr

Ipy排烟热烩排烟处的过量空气系数

Ilk冷空气理论焙

q4机械不完全燃烧热损失(%)

Qr燃料的输入热量

由于燃料燃烧时部分燃料未完全燃烧，因此每千克燃料需要空气量及燃烧以后生成的烟气量要减少，恰值也要相应减少，故引入修正系数(100-qa)。

由上式可以看出，影响排烟热损失的主要因素是排烟温度和排烟容积，这里只研究排烟温度的影响。排烟温度高，热损失就大，增加尾部受热面数量，可以降低排烟温度，但会使投资增加，同时因烟气流动阻力增加而使引风机电耗增加，运行费用增大;但排烟温度过低，锅炉最后受热面的传热温差变小，为了降低排烟温度，就需要增大受热面积，金属消耗量增大，而且排烟温度低尾部受热面易受低温腐蚀，因此，合理的排烟温度应通过技术经济比较来确定。

2.2影响排烟温度偏高的原因分析

2.2.1煤种

锅炉是按一定条件进行设计的，如煤种、漏风系数和给水温度等，但在实际运行中往往不能完全符合设计工况的要求，运行人员应根据实际情况进行调整，使各种指标和参数在一定限度内变动，才能保证锅炉长期经济的运行。煤质发生变化影响煤的燃烧，加上设备缺陷与运行方式等问题，导致排烟温度超出设计值，煤种发生变化，发热量变化幅度大时，将引起各级受热面的烟温的升高，排烟温度可能随之增高。

2.2.2进入炉膛及制粉系统的漏风

漏风是指制粉系统漏风、炉膛漏风及烟道漏风，是排烟温度升高的主要原因之一，是与运行管理、检修以及设备结构有关的问题。由于炉膛漏风与制粉系统漏风(包括掺冷风)不经过空预器直接进入炉膛，在炉膛出「a过量空气系数一定的情况下导致空预器空气流速降低，传热系数和传热量下降直接导致排烟温度升高;同时，空预器出口热风温度升高(传热面积不变)使传热温压减小，进一步减少传热量而导致排烟温度升高。

设计上的不匹配造成制粉系统漏风系数大的主要原因。实际运行中，制粉系统进入的冷风却受多种因素制约。例如，煤的水分较大时，需要较多的热风和较少的冷风，煤的水分较少时，则需要较少的热风和较多的冷风。制粉系统配入冷风的变化不仅影响排烟温度，而且影响燃烧系统中一、二、三次风的合理配比，因此，要设计出符合运行条件的锅炉，就要求必须考虑制粉系统实际用风情况，将锅炉的热力计算和制粉系统的热力计算作为一个整体来进行，根据计算结果来判定受热面布置是否合理，不合理时应增减受热面。

2.2.3受热面积灰

受热面积灰、结渣增加热阻，将使传热系数降低，烟气放热量减少，火焰中心上移，排烟温度升高。空气预热器堵灰则空气预热器传热面积减小，也将使烟气的放热量减少，排烟温度升高。若吹灰器投用不及时，致使锅炉尾部受热面积灰、堵灰严重，使排烟温度升高。

3改善措施

3.1可采用的技术改造方案

对第一个方案，不进行设备改造，投资少、费用低，治理周期相对较短。但该方案的效果有限。即使能够将所有运行条件配置、调整到最佳状况，排烟温度的降低值也不会超过8-9'C。况且象运行煤种这一类条件的改变难度极大，一般只能是来什么煤烧什么煤，自主选择的余地很小。

对第二个方案，即采用热管式前置空气预热器的方案，可以有效降低排烟温度至经济值，但这种方案对于炉膛进风温度直接产生影响。按降低排烟温度25℃估算，热风温度将至少升高35'C，对于炉内燃烧而言，过高的入炉风温有可能要产生燃烧器结焦或炉膛结焦。就空气预热器而言，这么高的出口风温则会使预热器的上部金属超过材料的极限允许温度而过热变形，从而导致空气预热器的漏风等新问题。从受热面布置空间上看，本炉均为回转式空气预热器，结构十分紧凑，空气预热器前的空间难以再布置更多的受热面，这样设计上能够降低的排烟温度达不到经济排烟温度。使节能效果打了折扣。此外，热管式空气预热器的单位造价偏高，每吨重量受热面的价格大致为普通光管的2.5倍，是螺旋肋片管的1.5倍。从本质上看，热管换热器元件的传热为单面传热，尽管它可以用扩展表面的方式增加空气侧的传热面积，但总的传热系数与光管相比增加不多。因此，目前国内普遍认为，前置式热管式空气预热器当用于解决低温受热面的低温腐蚀问题时的推荐方案，若仅从技术经济的观点考虑，则其优势并非很大。

3.2高压省煤器对锅炉工作性能的影响

本锅炉的省煤器布置在空气预热器的上方，其出口温度就是空气预热器的进口温度。如果是在这个位置大幅度降低烟温，空气预热器的出口温度会大大降低，这带来至少三个方面的不利影响;一是必然使锅炉燃烧的稳定性降低，尤其考虑到威海电厂的运行煤种变差，挥发分含量低于设计煤种较多，本来需要更高些的入炉风温来保证燃烧稳定，而不是降低它;二是由于入炉风温降低，炉内着火、燃烧推迟，炉膛出口烟温升高，这将导致排烟温度的升高，从而在某种程度上削弱了省煤器改造的效果;三是风粉混合物的初温降低，将导致飞灰可燃物含量的增加、炉内然烧经济性下降，这样，降低排烟温度所带来的锅炉效率的提高就会部分地为另一个锅炉损失q4损失的增加所抵偿。从而降低了改造效果。

4结论

降低排烟温度：1)运行中检查锅炉各系统情况，以减少锅炉漏风量。2）进行相关的试验分析（如排烟度测量，火焰温度和烟气测试对比分析，一次风速测量），对照分析结果，调整锅炉各参数。3)进行锅炉受热面结渣积灰的清理工作。

参考文献

1华东六省一市电机工程学会.锅炉设备及系统.北京:中国电力出版社.2001

2中国华东电力集团公司技术委员会.锅炉分册.北京:中国电力出版社.2000

3朱权利.锅炉设备及系统.国产600MW超临界火力发电机组技术丛书.北京:中国电力出版社.2006