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[摘 要]锅炉是最为常用的热工设备，降低锅炉排烟温度对锅炉的安全经济运行及节能降耗有重要的意义，针对其排烟温度过高，导致结焦、热效率偏低的问题展开研究。本文分析了锅炉排烟温度高的原因与解决措施。
[关键词]排烟；温度高；原因；措施
中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0129-01
煤粉炉因煤被破碎成细小粉末而具有较大的比表面积，从而增大了煤粉与空气混合及燃烧的强度，且具有较强的传热（辐射）能力，故得到了广泛的应用。降低排烟温度，理论上来说可以有多种方法：例如，增大炉膛容积，使燃烧温度降低，从而使以后各级受热面的温度都逐级降低，以至于最后的排烟温度也降低，也可以通增加各级受热面的面积来实现，如：增加屏式过热器或高温对流过热器和低温对流过热器的面积：还可以增加省煤器和空气预热器的面积，使各级烟气的烩降增加，各级受热面后的温降增大，从而使经过下级空气预热器的温度，即排烟温度降低然而，增大炉膛容积的方法显然是不现实的，因为炉膛在原始的设计和施工时已经确定，所以改造难度较大如果增加屏式过热器，高温对流过热器和低温对流过热器的面积，则由于各受热面的特点和安装布置的限制，增加面积的方法也是不大可能的，况且效果也不会很明显。
1 锅炉排烟温度高的原因分析
1.1 煤种
煤的成份（主要是水分与发热量）直接影响烟气量及烟气特性，从而导致排烟温度变化。煤的低位发热量越低、收到基水分含量越多，则排烟温度越高，即排烟温度大致与收到基水分成正比，与发热量成反比。但是煤种的变化受我国煤炭资源和燃料供应政策的制约，国内大多数电厂燃煤的种类很杂，煤种变化对排烟温度的影响是必然存在的，所以它不是造成排烟温度升高的主要因素。
1.2 进入制粉系统和炉膛的冷风系数
对于负压燃烧的锅炉，不可避免地总有一部分空气从炉子各门孔或不严密处漏入，在炉膛出口过量空气系数不变的情况下，从炉膛以前的设备漏入冷空气，将使流经空气预热器的空气量减少，空气流速降低，传热系数下降，总的传热量减少。另外，由于空气量减少，而空气预热器的传热面积不变，这将使空气预热器出口的热空气温度升高，传热温差下降，进而又影响到传热量降低。因此，进入炉膛和制粉系统的冷风量增加，都使空气预热器传热量减少，从而造成排烟温度的进一步提高，且这一影响通常比较显著。研究表明：冷风系数（冷风量占总风量的百分比）每增加0.1度，排烟温度约升高12.5度所以进入制粉系统和炉膛的冷风系数是造成排烟温度升高的重要因素。
1.3 给水温度
给水温度的变化影响省煤器的传热量，最终影响排烟温度。但给水温度的变化受机组的负荷变动或高压加热器投停的影响。有实验表明[26]：当高低压加热器全部投运的情况下，100%负荷时，给水温度为265度，给水温度每降低10度，排烟温度下降1.3度左右。可见这一影响不大，所以也不是造成排烟温度升高的主要因素。
1.4 冷空气温度
对于露天布置的锅炉来说，冷空气温度随气温变化很大，这样将影响空气预热器的传热温差和传热量，使得排烟温度偏离设计值。即冷空气温度升高时，排烟温度将升高。但冷空气温度随季节的变化客观存在，无法改变。
1.5 炉膛出口过量空气系数
炉膛出口过量空气系数增加有两方面作用，其一使通过空预器的空气量增加，从而增加空预器传热量，降低排烟温度；另一方面使流过半辐射及对流受热面烟气量增加，受热面烟温降减小，导致排烟温度上升。综合这两个因素，当炉膛出口过量空气系数在正常变动范围之内（固态排渣煤粉炉为1.2～1.3），一般对排烟温度的影响并不明显，且过量空气系数的调整主要考虑燃烧工况和降低化学不完全燃烧损失与机械不完全燃烧损失，因此这一影响因素可忽略。
1.6 空气预热器漏风系数
空气预热器漏风系数减少，一方面使通过空气预热器的平均空气量减少，另一方面又使流经空气预热器的平均烟气量减少，总的传热量有所减少，漏入烟气中的空气的平均温度有所提高。所以，空气预热器漏风系数的减少，总的使排烟温度略有升高。但是由于漏风量减少，使排烟热损失减少，锅炉效率反而得到提高。此外，影响锅炉排烟温度的主要因素还有诸如受热面布置、受热面积灰（包括炉膛结焦）等等，它们之间既单独作用，又相互联系，形成了十分复杂的祸合关系。
2 锅炉排烟温度高的治理措施
2.1 减少炉膛漏风
这要求一方面炉膛的密封要好，采用先进的门孔结构，改进油枪、炉膛熄火保护等明显泄漏处和改进炉膛渣斗与机械出渣处的过大空隙。另一方面应当提高运行负荷水平。
2.2 合理地降低一次风率
一次风率减少，制粉系统的通风量减少，通风量减少虽然使磨煤机出力减少，但减少不多，而每公斤磨煤量的干燥剂量下降，在保证蒸发每公斤燃料水分所需的热量不变下，这时就需要有较高的干燥剂初温，因此可使掺冷风量减少，同时制粉系统的漏风量也将随通风量的减少而降低，从而降低排烟温度。
2.3 投用乏气再循环
投用制粉系统的乏气再循环可使干燥剂量减少，乏气再循环的使用，实质上是降低一次风率，因此乏气再循环对进入制粉系统的影响与一次风率变化的影响相同。
2.4 结构方面的措施
锅炉排烟温度的升高也可以看作是运行工况条件下受热面的传热量不够造成的，传热量与受热面的传热系数、传热温差和受热面的面积有关。提高传热系数、传热温差不大可能，应当设法增加传热面积，并且面积增加的受热面越靠近炉膛，其降低排烟温度的效果越不明显。这是因为受热面的面积增加以后，该级的传热量增加，出口烟温降低，下一级受热面的传热温差减少，传热量会相应减少，使出口烟温下降的幅度比进口烟温降低的幅度小，最终导致排烟温度降幅减小。所以比较可行的方案是合理地增加低温受热面（省煤器或空气预热器的面积），如将光管省煤器改为鳍片式省煤器等。
2.5 完善受热面的吹灰
当受热面积灰、结渣和结垢时会使传热减弱，排烟温度升高。因此，应及时吹灰打渣和清除结垢，保持受热面内外清洁，以降低排烟热损失。影响锅炉结焦的三个主导因素是：煤灰的熔点（或称煤灰的特性）、炉膛燃烧区温度和炉内煤灰的输运特性。煤灰的熔点是燃煤固有的特性，是无法改变的现实，避免或改善锅炉结焦主要集中在改善炉膛燃烧区温度和炉内煤灰的输运特性两方面。炉内煤灰的输运特性，主要是煤粉射流及其燃烬产物煤灰在炉膛流动的速度，改善炉内煤灰的输运特性的办法多是设法降炉内气流的运动速度：而炉膛燃烧区温度不但与燃煤的发热值和挥发份有关，也与热风温度有很大的关系，热风温度高即意味着燃烧区温度高。对于挥发份较低的难燃煤种如烟煤和无烟煤，提高热风温度后燃烧区温度上升，有利于促进入炉煤粉的完全燃烧；但是对于高挥发份、易结焦的褐煤，提高热风温度后燃烧区温度上升却会使锅炉结焦的倾向增加。
3 结论
煤在锅炉燃烧产生的各项损失中，排烟热损失所占的比例较大，是影响电厂煤耗高低的重要因素之一。工业锅炉排烟温度的高低直接影响到排烟热损失，该项热损失是锅炉的一项主要热损失，约占输入能量的5～12%，占锅炉热损失的60%～70%。该项热损失不仅带走大量热量，且污染环境。一般情况下，排烟温度每降低12～15度，排烟热损可减少1%，节约燃料1%。我国许多电站锅炉的排烟温度高于设计值，约比设计值高20～50度。所以，降低排烟温度对于节约燃料！降低污染也具有重要的实际意义。
参考文献
[l] 冯俊凯，沈幼庭.锅炉原理及计算=M：，北京：科学出版社，第二版，1998.
[2] 范从振.锅炉原理阿]，北京：水利电力出版社，1986.
[3] 高新宇，王国顺.在大型燃煤锅炉燃双燃料的探讨[J].电站系统工程，2006，22（6）：21一22.
[4] 孙玉明.双通道燃烧器改造及应用[J].吉林电力，2006，34（4）：40一41.
[关键词]排烟；温度高；原因；措施
中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0129-01
煤粉炉因煤被破碎成细小粉末而具有较大的比表面积，从而增大了煤粉与空气混合及燃烧的强度，且具有较强的传热（辐射）能力，故得到了广泛的应用。降低排烟温度，理论上来说可以有多种方法：例如，增大炉膛容积，使燃烧温度降低，从而使以后各级受热面的温度都逐级降低，以至于最后的排烟温度也降低，也可以通增加各级受热面的面积来实现，如：增加屏式过热器或高温对流过热器和低温对流过热器的面积：还可以增加省煤器和空气预热器的面积，使各级烟气的烩降增加，各级受热面后的温降增大，从而使经过下级空气预热器的温度，即排烟温度降低然而，增大炉膛容积的方法显然是不现实的，因为炉膛在原始的设计和施工时已经确定，所以改造难度较大如果增加屏式过热器，高温对流过热器和低温对流过热器的面积，则由于各受热面的特点和安装布置的限制，增加面积的方法也是不大可能的，况且效果也不会很明显。
1 锅炉排烟温度高的原因分析
1.1 煤种
煤的成份（主要是水分与发热量）直接影响烟气量及烟气特性，从而导致排烟温度变化。煤的低位发热量越低、收到基水分含量越多，则排烟温度越高，即排烟温度大致与收到基水分成正比，与发热量成反比。但是煤种的变化受我国煤炭资源和燃料供应政策的制约，国内大多数电厂燃煤的种类很杂，煤种变化对排烟温度的影响是必然存在的，所以它不是造成排烟温度升高的主要因素。
1.2 进入制粉系统和炉膛的冷风系数
对于负压燃烧的锅炉，不可避免地总有一部分空气从炉子各门孔或不严密处漏入，在炉膛出口过量空气系数不变的情况下，从炉膛以前的设备漏入冷空气，将使流经空气预热器的空气量减少，空气流速降低，传热系数下降，总的传热量减少。另外，由于空气量减少，而空气预热器的传热面积不变，这将使空气预热器出口的热空气温度升高，传热温差下降，进而又影响到传热量降低。因此，进入炉膛和制粉系统的冷风量增加，都使空气预热器传热量减少，从而造成排烟温度的进一步提高，且这一影响通常比较显著。研究表明：冷风系数（冷风量占总风量的百分比）每增加0.1度，排烟温度约升高12.5度所以进入制粉系统和炉膛的冷风系数是造成排烟温度升高的重要因素。
1.3 给水温度
给水温度的变化影响省煤器的传热量，最终影响排烟温度。但给水温度的变化受机组的负荷变动或高压加热器投停的影响。有实验表明[26]：当高低压加热器全部投运的情况下，100%负荷时，给水温度为265度，给水温度每降低10度，排烟温度下降1.3度左右。可见这一影响不大，所以也不是造成排烟温度升高的主要因素。
1.4 冷空气温度
对于露天布置的锅炉来说，冷空气温度随气温变化很大，这样将影响空气预热器的传热温差和传热量，使得排烟温度偏离设计值。即冷空气温度升高时，排烟温度将升高。但冷空气温度随季节的变化客观存在，无法改变。
1.5 炉膛出口过量空气系数
炉膛出口过量空气系数增加有两方面作用，其一使通过空预器的空气量增加，从而增加空预器传热量，降低排烟温度；另一方面使流过半辐射及对流受热面烟气量增加，受热面烟温降减小，导致排烟温度上升。综合这两个因素，当炉膛出口过量空气系数在正常变动范围之内（固态排渣煤粉炉为1.2～1.3），一般对排烟温度的影响并不明显，且过量空气系数的调整主要考虑燃烧工况和降低化学不完全燃烧损失与机械不完全燃烧损失，因此这一影响因素可忽略。
1.6 空气预热器漏风系数
空气预热器漏风系数减少，一方面使通过空气预热器的平均空气量减少，另一方面又使流经空气预热器的平均烟气量减少，总的传热量有所减少，漏入烟气中的空气的平均温度有所提高。所以，空气预热器漏风系数的减少，总的使排烟温度略有升高。但是由于漏风量减少，使排烟热损失减少，锅炉效率反而得到提高。此外，影响锅炉排烟温度的主要因素还有诸如受热面布置、受热面积灰（包括炉膛结焦）等等，它们之间既单独作用，又相互联系，形成了十分复杂的祸合关系。
2 锅炉排烟温度高的治理措施
2.1 减少炉膛漏风
这要求一方面炉膛的密封要好，采用先进的门孔结构，改进油枪、炉膛熄火保护等明显泄漏处和改进炉膛渣斗与机械出渣处的过大空隙。另一方面应当提高运行负荷水平。
2.2 合理地降低一次风率
一次风率减少，制粉系统的通风量减少，通风量减少虽然使磨煤机出力减少，但减少不多，而每公斤磨煤量的干燥剂量下降，在保证蒸发每公斤燃料水分所需的热量不变下，这时就需要有较高的干燥剂初温，因此可使掺冷风量减少，同时制粉系统的漏风量也将随通风量的减少而降低，从而降低排烟温度。
2.3 投用乏气再循环
投用制粉系统的乏气再循环可使干燥剂量减少，乏气再循环的使用，实质上是降低一次风率，因此乏气再循环对进入制粉系统的影响与一次风率变化的影响相同。
2.4 结构方面的措施
锅炉排烟温度的升高也可以看作是运行工况条件下受热面的传热量不够造成的，传热量与受热面的传热系数、传热温差和受热面的面积有关。提高传热系数、传热温差不大可能，应当设法增加传热面积，并且面积增加的受热面越靠近炉膛，其降低排烟温度的效果越不明显。这是因为受热面的面积增加以后，该级的传热量增加，出口烟温降低，下一级受热面的传热温差减少，传热量会相应减少，使出口烟温下降的幅度比进口烟温降低的幅度小，最终导致排烟温度降幅减小。所以比较可行的方案是合理地增加低温受热面（省煤器或空气预热器的面积），如将光管省煤器改为鳍片式省煤器等。
2.5 完善受热面的吹灰
当受热面积灰、结渣和结垢时会使传热减弱，排烟温度升高。因此，应及时吹灰打渣和清除结垢，保持受热面内外清洁，以降低排烟热损失。影响锅炉结焦的三个主导因素是：煤灰的熔点（或称煤灰的特性）、炉膛燃烧区温度和炉内煤灰的输运特性。煤灰的熔点是燃煤固有的特性，是无法改变的现实，避免或改善锅炉结焦主要集中在改善炉膛燃烧区温度和炉内煤灰的输运特性两方面。炉内煤灰的输运特性，主要是煤粉射流及其燃烬产物煤灰在炉膛流动的速度，改善炉内煤灰的输运特性的办法多是设法降炉内气流的运动速度：而炉膛燃烧区温度不但与燃煤的发热值和挥发份有关，也与热风温度有很大的关系，热风温度高即意味着燃烧区温度高。对于挥发份较低的难燃煤种如烟煤和无烟煤，提高热风温度后燃烧区温度上升，有利于促进入炉煤粉的完全燃烧；但是对于高挥发份、易结焦的褐煤，提高热风温度后燃烧区温度上升却会使锅炉结焦的倾向增加。
3 结论
煤在锅炉燃烧产生的各项损失中，排烟热损失所占的比例较大，是影响电厂煤耗高低的重要因素之一。工业锅炉排烟温度的高低直接影响到排烟热损失，该项热损失是锅炉的一项主要热损失，约占输入能量的5～12%，占锅炉热损失的60%～70%。该项热损失不仅带走大量热量，且污染环境。一般情况下，排烟温度每降低12～15度，排烟热损可减少1%，节约燃料1%。我国许多电站锅炉的排烟温度高于设计值，约比设计值高20～50度。所以，降低排烟温度对于节约燃料！降低污染也具有重要的实际意义。
参考文献
[l] 冯俊凯，沈幼庭.锅炉原理及计算=M：，北京：科学出版社，第二版，1998.
[2] 范从振.锅炉原理阿]，北京：水利电力出版社，1986.
[3] 高新宇，王国顺.在大型燃煤锅炉燃双燃料的探讨[J].电站系统工程，2006，22（6）：21一22.
[4] 孙玉明.双通道燃烧器改造及应用[J].吉林电力，2006，34（4）：40一41.