排烟温度高专题.docx

排烟温度高专题降低排烟温度的必要性燃料费用约占火力发电厂发电成本的70%。因此，如何提高锅炉燃烧的经济性及锅炉热效率，必然成为降耗增益的重点。根据目前锅炉的运行现状，在节能降耗方面，大有潜力可挖。近年来，许多电厂已开展降低锅炉排烟温度的试验研究工作，提出改造费用较省、实施方便且又不影响锅炉整体安全性的技术改造方案。一般情况下。排烟热损失约为48，占锅炉热损失的6070。排烟温度每增加 10，排烟热损失增加0.61.0，从而需多耗煤1.22.4。若以燃用热值为20000kJ/kg煤的410t/h高压锅炉为例，则每年多消耗近万吨动力用煤。多耗煤除了影响锅炉的经济性外还增加了污染物的排放量，加剧了对环境的污染。所以，消除排烟温度过高的问题对于节约燃料、降低污染都具有重要的实际意义。锅炉的各项热量损失中，排烟热量损失所占比例最大。而排烟温度在一定程度上决定了排烟损失的大小。本文在大量参考电力资料的基础上，结合国内火力发电厂的实际运行现状，对影响电站锅炉排烟温度升高的各种原因进行归类分析，并给出降低排烟温度的措拖，为降低排烟温度使锅炉达到安全、经济的运行状态进行参考，以期能对解决电站锅炉排烟温度偏高问题有所帮助。炉膛系统漏风1）锅炉漏风锅炉排烟温度偏高制粉系统漏风烟道漏风磨煤机出口温度偏低2）掺冷风量增多一次风率偏高磨煤机出力下降部分磨煤机停用燃料发热量3）煤种水分灰份挥发份4）锅炉受热面结渣、积灰给水温度5）给水水质6）冷空气温度7）尾部烟道积灰、堵灰8）炉膛出口过量空气系数9）锅炉负荷10）锅炉结构因素11) 测点无代表性或测量元件故障烟气离开锅炉机组的最后受热面时，还具有相当高的温度，该烟温称为排烟温度，排烟温度对锅炉的经济安全运行至关重要，而影响锅炉排烟温度的因素很多，也比较复杂，且它们共同作用，导致锅炉排烟温度上升。排烟温度升高的原因大致分为两大类，一类是通过运行、检修管理和结构改造可以消除的原因，如炉膛、制粉系统、烟道以及低温级空气预热器漏风、给水温度的变化、掺入冷风量的变化、受热面的布置和积灰、结渣等；而另一类致使排烟温度升高的因素是不易消除的。如煤种和冷空气的温度即环境温度对排烟温度的影响。理论分析和现场实际运行参数相结合，对排烟温度升高的各种原因进行比较分析，对排烟温度升高的主要原因进行了总结，造成排烟温度升高的主要原因见上。锅炉漏风锅炉漏风是指炉膛漏风、制粉系统漏风及烟道漏风的总称，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。炉膛漏风主要指炉顶密封、看火孔、人孔门及炉底密封(水封槽)处漏风 ，还有一些密封填料的脱落导致安装间隙或设备接合面漏风，而制粉系统漏风主要是磨煤机风门、挡板处及落煤管口处漏风等，烟道漏风则是指水平烟道和尾部垂直烟道上的人孔门、墙体密封不严密处漏风和空气预热器的密封间隙不严和携带漏风(回转式空气预热器)等。炉膛漏风中以炉底漏风量最大，当炉底水封失去或炉膛掉落大焦砸破炉底时，将使大量冷风从炉底漏人，火焰中心下部或炉膛底部处漏风，不仅抬高了火焰中心，提高了炉膛出口烟气温度(漏风量较大也会使出口烟温下降，同样会使排烟温度升高)，使得对流烟道内的烟温沿烟气流程逐渐升高导致排烟温度升高，严重影响锅炉的经济性和安全运行。炉膛漏风的另一个常见地方是看火孔和人孔门，如果看火孔没有关严，在吹灰的时候容易被吹开，导致冷风漏入。炉膛漏风使炉膛温度降低，锅炉为保持一定的出力必然要增加燃料量，从而使排烟容积增大，排烟温度升高。炉膛顶部漏风，会使得炉膛出口处的烟气温度降低，降低了传热温差，影响烟气和受热面中工质的热传递，结果导致排烟温度升高。制粉系统漏风量的大小和制粉系统的形式有关。由于正压系统容易造成煤粉外冒污染环境，所以正常多采用负压系统。采用负压运行时，由于系统不可能绝对严密，外部冷空气的漏人使一次风温降低，进而使得煤粉着火延迟并缩短了燃尽的时间，火焰中心向上移动，使排烟温度明显增高。一般情况下，制粉系统的漏风系数大约每增加0.05，排烟温度将增高3左右。另外在制粉系统中，因热风的温度比制粉所需的干燥风要求要高，出于安全考虑，运行中有时会利用向热风中掺人一些冷风或温风的方法，来降低磨煤机人口干燥风的温度和增加磨煤通风量，从而使流过空气预热器的空气量减少，空气预热器吸热量降低，最后也会导致排烟温度升高。烟道漏风烟道漏风使得排烟温度升高的原因，在于空气预热器以前的烟道漏风会使烟温下降，传热温压降低，使受热面的吸热量下降而导致排烟温度升高、排烟损失增大。另外，低温级空气预热器因烟气腐蚀和磨损而漏风的现象在电站锅炉中非常普遍，空气预热器漏风是空气侧的空气漏人烟气侧，不仅影响到漏风点下游的传热过程，而且还直接改变烟气的热容量对锅炉排烟温度的影响。空气预热器漏风的结果是烟气温度降低和热传递减弱，降低了一次风和二次风温度，和炉膛内漏人冷风一样，使得排烟温度升高。在氧量不变的情况下。烟道漏风排挤一、二次风量，使排烟温度升高。烟道各处漏风，都将使排烟处的过量空气系数增大，只能增加排烟热损失和引风机电耗，而不能改善燃烧。漏风使排烟热损失增大的原因，不仅是由于它增大了排烟容积，同时漏风也使排烟温度升高。这是因为漏入烟道的冷空气使漏风点处的烟气温度降低，从而使漏风点以后的所有受热面的传热量都减少，故而使排烟温度升高。且漏风点越靠近炉膛，其影响越大。当负荷增加时，可适当减少过量空气系数的运行，而在低负荷时为控制在经济排烟温度运行可适当减小炉膛负压，减小漏风，在保持正常运行的前提下适当减小风量，减少排烟温度和排烟量。掺冷风量增多掺冷风是指因锅炉设计问题，造成预热器出口热风温度偏高，而要保证锅炉燃烧参数，必须在制粉系统或一次风中掺冷风。以前，锅炉厂在锅炉设计计算时往往不考虑制粉系统的实际用风情况，只按锅炉热力计算标准对用热风送粉的中间储仓式制粉系统，取制粉系统漏风系数为0.1。而设计院根据制粉系统设计计算技术规定，选用漏风系数为0.3(磨煤机型号DM350/720钢球磨煤机)，其结果是漏风系数大于0.3。这是因为机组运行时制粉系统按漏风系数0.3运行，势必造成锅炉热风温度提高，需进一步提高掺冷风系数，以维持制粉系统正常运行。设计上不匹配是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，燃用含水分不同的煤种的掺冷风系数是不一样的（见表1-6），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掺冷风和漏风一样，也使流过空气预热器的空气量减少，使空气预热器的吸热量降低，烟气所含有的热量得不到及时的释放，烟气在离开空气预热器尾部受热面时温度仍然很高，这样最终导致排烟温度升高。燃用含水分不同的煤种的掺冷风系数的计算结果名称符号单位计算结果收到基水分War6.277.59.5212漏风系数0.07850.07590.07290.0738掺冷风系数0.13660.10680.05980.0181干燥介质温度185.2209.8251.8305.6一次风率与排烟温度近似成线性关系（如图1-3所示），其斜率K与一次风中所用冷风量大小有关。磨煤机进口温度240左右时，K=11.1,即一次风率每增加1%排烟温度增加11.1。对于热风送粉的锅炉，有时为了控制风粉混合物的温度，通常要在一次风中掺冷风，一次风率升高必然使掺入的冷风量增加，为了控制磨煤机出口温度，使用的干燥剂为热空气加冷空气，对于乏气送粉锅炉，当一次风率增加时，磨煤机筒体通风量增加，虽然磨煤机出力有所增加，但每公斤磨煤量的干燥剂量相对增多，这使冷风的掺入量增加，总之，一次风率的增加将使掺入的冷风量增大，使流过空气预热器的空气减少，最终导致排烟温度升高。降低一次风率是降低排烟温度的有效措施。但需注意：一次风率降低，一次风速跟着降低，一次风速太低，可能使一次风管内积粉，为此须尽可能地使同层一次风管中风速相同，为最大限度地降低一次风率创造条件。通常锅炉冷态所做的一次风速调平，只是调节煤粉混合器前的节流孔板，使并列的管道在纯空气流动状态达到阻力相等，但这并不能做到锅炉正常运行时，同层一次风管内流速相等。这是因为送粉管道的阻力与煤粉浓度有关，它随着煤粉浓度的增加而增加，且增幅相对较大。燃料中的水分或灰分增加以及低位发热量降低均使排烟温度上升。这是因为这些变化将使烟气量和烟气比热增加，烟气在对流区中温降减小，排烟温度上升。燃用无烟煤或贫煤时，由于挥发份含量少，着火温度高，煤粉着火推迟，难以燃尽，造成炉膛出口温度升高，引起排烟温度也同时升高。因煤种在运行中无法控制，故难以找到有效措施来降低排烟温度，但在分析排烟温度高的原因时应考虑煤质变化。例如：三河公司锅炉设计燃烧煤种为山西晋北烟煤，实际燃烧神华煤和准格尔掺烧煤种。煤的成分 (主要是水分和发热量)直接影响锅炉的烟气量和烟气特性，煤中的水分增加，使排烟量上升，导致排烟温度上升。根据相关文献记载，应用基水分和低位发热量对排烟温度的综合影响可用折算水分M来计算，计算表明排烟温度与折算水分M近似成线性关系。最后折算水分M每增大0.1，排烟温度升高0.6。三河公司设计煤种折算水分为1.79，掺烧煤种折算水分为2.49，因此排烟温度因煤种变化升高约4.2。煤中的水分变成水蒸汽，增加了烟气量，水分高，提高了烟气的酸露点，易产生低温腐蚀，为防止或减轻对低温受热面的腐蚀，最有效的方法就是提高空气预热器受热面的壁温，而要提高壁温就要提高排烟温度和入口空气温度。实际中提高壁温最常用的方法是提高空气入口温度，一般使用暖风器或热风再循环。安顺电厂采用的是加装暖风器，利用汽轮机的抽汽来加热冷风，以用来提高进风温度。但进风温度升高会使排烟温度也升高，因而排烟热损失将增大，而使锅炉经济性降低。一般估计，煤中的水分每增加5%，由于损失而使锅炉效率下降0.5%。