论文部分内容阅读
【摘 要】火力发电厂锅炉的各项热损失中，排烟热损失是对锅炉效率影响最大的一项，约为5%～8%，而影响排烟热损失的主要因素就是排烟温度。以印度海萨电厂为例，排烟温度每升高15～20℃，排烟损失约增加1%，相应多耗煤约1.5%。因此，在不引起尾部受热面低温腐蚀的前提下，适当降低排烟温度对于提高锅炉运行的安全性和经济性有很重要的现实意义。本文参考文献并结合工作实践系统全面地分析了影响排烟温度的各种因素并提出来了相应的可操作的解决措施，对于同类机组解决排烟温度高问题，进而实现节能减排目标具有普遍的指导意义。
【关键词】锅炉效率 排烟温度 节能减排
一、排烟温度对锅炉效率的影响
现代大型锅炉的热效率在80%-90%。锅炉热损失由排烟热损失、化学不完全燃烧损失、机械不完全燃烧损失、锅炉散热损失、灰渣物理热损失组成，而在这五项热损失中，排烟损失是对锅炉效率影响最大的一项损失，约为5～12%，占锅炉热损失的60～70%。排烟温度是锅炉最后一个受热面出口排出烟气的平均温度，一般情况下，排烟温度每升高10℃，排烟热损失增加0.5～0.8%，因此排烟温度是锅炉效率的决定性因素，直接影响着锅炉效率及机组运行的经济性。
二、排烟温度的影响因素分析
（一）一次风率、冷一次风掺入量的影响。制粉系统使用的干燥剂是热一次风和冷一次风的混合风，冷一次风和炉膛漏风一样是不经过空气预热器而直接进入炉膛参与燃烧。当热一次风率增加时，为控制磨煤机出口温度，必然增加冷一次风掺入量，在炉膛出口过量空气系数一定的情况下，一次风中的冷一次风掺入量越大，流经空气预热器的热一次风量越少，风速降低，传热量下降，排烟温度升高。
（二）送风对排烟温度的影响。在一定范围内送风量增加锅炉效率将增加，这是因为过量空气系数增加将使未燃尽损失Q3和Q4减小，所以送风量存在一个最佳值，即最佳过量空气系数，在该值处，排烟损失与未燃尽损失之和为最小。但是，风量过大会使烟气量增加，排烟温度升高，使锅炉效率下降。
（三）锅炉受热面结渣、积灰以及受热面内壁结垢影响。排烟温度高，从理论上讲就是热量置换能力下降引起的。锅炉受热面的结渣、积灰以及受热面内壁结垢是导致锅炉排烟温度升高的另外一个主要原因。其对排烟温度的影响主要体现在传热方面。从烟气侧到汽水侧的传热过程中，受热面表面沉积物的导热系数较其它介质要小得多，因而其所引起的附加热阻在总传热热阻中占主导地位。较为轻度的外壁积灰及内壁结垢便会使传热量大幅度下降。
（四）煤种的影响。燃料挥发份降低时，煤粉着火推迟，燃烧的时间也会增加，造成炉膛出口温度增加，导致排烟温度升高，降低锅炉效率。 挥发份过大时，煤粉着火提前，过于贴近喷口，极易造成喷口结焦从而造成一次风速下降、出力降低，而其它一次风速必然上升，对锅炉炉膛燃烧造成扰动，也可能造成排烟温度升高。燃料发热量对排烟温度的影响。燃料的性质影响着锅炉的排烟温度。燃料低位发热量降低，在锅炉出力维持不变时.将直接导致燃料量的增加，烟气量和流速升高，结果使排烟温度升高。
（五）空气预热器漏风的影响。空气预热器漏风分空预器冷端漏风、空预器热端漏风以及空预器外部漏风，因为冷端及外部风温低于烟温，因此冷端及外部风漏入烟气侧将导致排烟温度降低。另一方面，空气预热器发生漏风后，为保证燃烧，此时进入空气预热器的空气量也应相应增加，进一步降低了排烟温度。空预器热端漏风，虽然此处风温仍低于烟温，但是此时因为漏风对烟气传热温压的降低成为主要因素，烟气传热温压降低将导致后续传热量减少，排烟温度升高。
三、排烟温度的降低措施分析
（一）加强运行中的燃烧调整
正常运行时，在保证再热器温等参数正常情况下，可适当增加下层燃烧器的出力，减少上层燃烧器的出力，降低火焰中心，改变辐射吸热量和对流吸热量的比例，从而达到调整排烟温度的目的。尽量多投入下排粉嘴，下排二次风可开小上排二次风可开大些，以降低火焰中心。
运行中加强一、二次风的配合以及风粉的配合，在保证磨煤机出力及磨煤机不堵塞的情况下，适当降低一次风压有利于排烟温度的降低。降低一次风压的同时，可以适当开大磨煤机顶部的分离器挡板，以保证合适的煤粉细度。适度提高磨煤机出口温度。提高磨煤机出口温度，不仅能加强空气预热器换热的效果，还可以使进入炉膛的风粉混合物温度提高，避免发生燃烧延迟，进而有效的降低排烟温度。合理降低锅炉通风量。合理减少锅炉通风量，应加强对以下几个方面的监视和调整：
1.保持较低的氧量：3.0～3.5，维持低氧燃烧，一方面可以减少氮氧化物的生成；降低尾部烟道腐蚀，减轻了排放烟气对环境的污染；另一方面还可以减少引、送风机电耗，节约厂用电。
2.及时关闭炉膛火焰观察孔。在实际运行中，炉膛的负压很不稳定，波动较大，炉膛的火焰观察孔经常出现漏风现象。运行人员加强巡回检查，发现异常情况及时进行处理。
（二）利用大、小修机会及时查漏消缺
在锅炉大、小修时，应安排进行锅炉本体及制粉系统的查漏消缺工作，特别是炉底水封槽、炉顶密封及磨煤机冷风门处，考虑采用密封性好的门、孔结构，运行时随时关闭各门、孔，减少锅炉漏风对排烟温度的影响。
（三）保持锅炉受热面的良好导热性
实践证明加强锅炉受热面的吹灰工作是降低排烟温度的最有效措施。运行人员应根据各受热面的积灰和结渣情况合理安排投运锅炉吹灰器，一般锅炉水冷壁每天吹灰两次；锅炉尾部对流受热面每天吹灰三次；锅炉不投油运行时预热器的吹灰每天进行三次，在锅炉尾部对流受热面吹灰后进行，低负荷投油稳燃时预热器要投入连续吹灰。
加强锅炉排污，减小受热面热阻排污主要作用是控制炉水的含盐浓度和除去炉水中的沉积物，正常情况下，连续排污能满足要求，但在给水处理异常、固形物含量高、沉积物形成过多的情况下，锅炉就需要及时通过定期排污来满足水質要求。应严格控制炉水水质指标，当水冷壁管内含垢量达到400mg/m时，应及时酸洗。
四、结束语
锅炉排烟温度过高是引起锅炉效率降低、供电煤耗升高的重要原因，适当降低排烟温度，有利于提高机组经济性。但应当认识到，如果排烟温度过低将引起空气预热器烟气流动阻力增大、金属损耗增加，烟气如果低于露点，将引起尾部受热面的低温腐蚀。因此，如何在有效防止低温腐蚀的情况下，降低排烟温度，提高锅炉效率，增强机组运行经济性将一直是一个重要的有价值的研究课题。
参考文献：
[1]周强泰.锅炉原理[M].北京：中国电力出版社，2009.
[2]徐雪源.锅炉排烟温度分析. 北京：锅炉技术，1999.
[3]张桂华，刘玉文，张斌.电站锅炉排烟温度的研究.科技信息[J].2010（34）
作者简介：胡传峰（1987.12-）山东邹城人，助理工程师，从事电厂锅炉检修工作。
【关键词】锅炉效率 排烟温度 节能减排
一、排烟温度对锅炉效率的影响
现代大型锅炉的热效率在80%-90%。锅炉热损失由排烟热损失、化学不完全燃烧损失、机械不完全燃烧损失、锅炉散热损失、灰渣物理热损失组成，而在这五项热损失中，排烟损失是对锅炉效率影响最大的一项损失，约为5～12%，占锅炉热损失的60～70%。排烟温度是锅炉最后一个受热面出口排出烟气的平均温度，一般情况下，排烟温度每升高10℃，排烟热损失增加0.5～0.8%，因此排烟温度是锅炉效率的决定性因素，直接影响着锅炉效率及机组运行的经济性。
二、排烟温度的影响因素分析
（一）一次风率、冷一次风掺入量的影响。制粉系统使用的干燥剂是热一次风和冷一次风的混合风，冷一次风和炉膛漏风一样是不经过空气预热器而直接进入炉膛参与燃烧。当热一次风率增加时，为控制磨煤机出口温度，必然增加冷一次风掺入量，在炉膛出口过量空气系数一定的情况下，一次风中的冷一次风掺入量越大，流经空气预热器的热一次风量越少，风速降低，传热量下降，排烟温度升高。
（二）送风对排烟温度的影响。在一定范围内送风量增加锅炉效率将增加，这是因为过量空气系数增加将使未燃尽损失Q3和Q4减小，所以送风量存在一个最佳值，即最佳过量空气系数，在该值处，排烟损失与未燃尽损失之和为最小。但是，风量过大会使烟气量增加，排烟温度升高，使锅炉效率下降。
（三）锅炉受热面结渣、积灰以及受热面内壁结垢影响。排烟温度高，从理论上讲就是热量置换能力下降引起的。锅炉受热面的结渣、积灰以及受热面内壁结垢是导致锅炉排烟温度升高的另外一个主要原因。其对排烟温度的影响主要体现在传热方面。从烟气侧到汽水侧的传热过程中，受热面表面沉积物的导热系数较其它介质要小得多，因而其所引起的附加热阻在总传热热阻中占主导地位。较为轻度的外壁积灰及内壁结垢便会使传热量大幅度下降。
（四）煤种的影响。燃料挥发份降低时，煤粉着火推迟，燃烧的时间也会增加，造成炉膛出口温度增加，导致排烟温度升高，降低锅炉效率。 挥发份过大时，煤粉着火提前，过于贴近喷口，极易造成喷口结焦从而造成一次风速下降、出力降低，而其它一次风速必然上升，对锅炉炉膛燃烧造成扰动，也可能造成排烟温度升高。燃料发热量对排烟温度的影响。燃料的性质影响着锅炉的排烟温度。燃料低位发热量降低，在锅炉出力维持不变时.将直接导致燃料量的增加，烟气量和流速升高，结果使排烟温度升高。
（五）空气预热器漏风的影响。空气预热器漏风分空预器冷端漏风、空预器热端漏风以及空预器外部漏风，因为冷端及外部风温低于烟温，因此冷端及外部风漏入烟气侧将导致排烟温度降低。另一方面，空气预热器发生漏风后，为保证燃烧，此时进入空气预热器的空气量也应相应增加，进一步降低了排烟温度。空预器热端漏风，虽然此处风温仍低于烟温，但是此时因为漏风对烟气传热温压的降低成为主要因素，烟气传热温压降低将导致后续传热量减少，排烟温度升高。
三、排烟温度的降低措施分析
（一）加强运行中的燃烧调整
正常运行时，在保证再热器温等参数正常情况下，可适当增加下层燃烧器的出力，减少上层燃烧器的出力，降低火焰中心，改变辐射吸热量和对流吸热量的比例，从而达到调整排烟温度的目的。尽量多投入下排粉嘴，下排二次风可开小上排二次风可开大些，以降低火焰中心。
运行中加强一、二次风的配合以及风粉的配合，在保证磨煤机出力及磨煤机不堵塞的情况下，适当降低一次风压有利于排烟温度的降低。降低一次风压的同时，可以适当开大磨煤机顶部的分离器挡板，以保证合适的煤粉细度。适度提高磨煤机出口温度。提高磨煤机出口温度，不仅能加强空气预热器换热的效果，还可以使进入炉膛的风粉混合物温度提高，避免发生燃烧延迟，进而有效的降低排烟温度。合理降低锅炉通风量。合理减少锅炉通风量，应加强对以下几个方面的监视和调整：
1.保持较低的氧量：3.0～3.5，维持低氧燃烧，一方面可以减少氮氧化物的生成；降低尾部烟道腐蚀，减轻了排放烟气对环境的污染；另一方面还可以减少引、送风机电耗，节约厂用电。
2.及时关闭炉膛火焰观察孔。在实际运行中，炉膛的负压很不稳定，波动较大，炉膛的火焰观察孔经常出现漏风现象。运行人员加强巡回检查，发现异常情况及时进行处理。
（二）利用大、小修机会及时查漏消缺
在锅炉大、小修时，应安排进行锅炉本体及制粉系统的查漏消缺工作，特别是炉底水封槽、炉顶密封及磨煤机冷风门处，考虑采用密封性好的门、孔结构，运行时随时关闭各门、孔，减少锅炉漏风对排烟温度的影响。
（三）保持锅炉受热面的良好导热性
实践证明加强锅炉受热面的吹灰工作是降低排烟温度的最有效措施。运行人员应根据各受热面的积灰和结渣情况合理安排投运锅炉吹灰器，一般锅炉水冷壁每天吹灰两次；锅炉尾部对流受热面每天吹灰三次；锅炉不投油运行时预热器的吹灰每天进行三次，在锅炉尾部对流受热面吹灰后进行，低负荷投油稳燃时预热器要投入连续吹灰。
加强锅炉排污，减小受热面热阻排污主要作用是控制炉水的含盐浓度和除去炉水中的沉积物，正常情况下，连续排污能满足要求，但在给水处理异常、固形物含量高、沉积物形成过多的情况下，锅炉就需要及时通过定期排污来满足水質要求。应严格控制炉水水质指标，当水冷壁管内含垢量达到400mg/m时，应及时酸洗。
四、结束语
锅炉排烟温度过高是引起锅炉效率降低、供电煤耗升高的重要原因，适当降低排烟温度，有利于提高机组经济性。但应当认识到，如果排烟温度过低将引起空气预热器烟气流动阻力增大、金属损耗增加，烟气如果低于露点，将引起尾部受热面的低温腐蚀。因此，如何在有效防止低温腐蚀的情况下，降低排烟温度，提高锅炉效率，增强机组运行经济性将一直是一个重要的有价值的研究课题。
参考文献：
[1]周强泰.锅炉原理[M].北京：中国电力出版社，2009.
[2]徐雪源.锅炉排烟温度分析. 北京：锅炉技术，1999.
[3]张桂华，刘玉文，张斌.电站锅炉排烟温度的研究.科技信息[J].2010（34）
作者简介：胡传峰（1987.12-）山东邹城人，助理工程师，从事电厂锅炉检修工作。