论文部分内容阅读
[摘 要]漏风对锅炉运行经济性和设备的安全性有很大影响，尤其预热器漏风严重，风机出力受限或过载运行，使锅炉热效率损失、增加受热面磨损等问题。针对125MW机组锅炉漏风，进行系统研究，指出漏风对设备危害，分析漏风对经济性影响，提出消除漏风措施，通过设备改造和综合治理，机组各项指标提高。
[关键词]漏风；危害；措施；节能
中图分类号：TK223.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0099-01
0 引言
锅炉做为火力发电厂能源转换主要设备之一，其热效率变化对机组经济性有很大影响，对于负压运行锅炉，漏风表现为大量冷空气漏入炉内和预热器漏风，使排烟量增大，送、引风机电耗增加，尾部受热面磨损增加，排烟热损失增加，锅炉效率降低。本文介绍420t/h锅炉漏风问题，进行定量分析漏风危害和热效率影响，采取设备改造和综合治理有效措施。
1 概述
我公司1号锅炉是哈尔滨锅炉厂制造HG-420/13.7-YM3型超高压、自然循环煤粉炉，为单炉膛、一次再热、平衡通风、固态排渣。该锅炉采用立式、螺旋槽管式预热器，双级预热器与下级省煤器交错布置在尾部烟道竖井内。
1号炉经过10年运行和燃用劣质煤，使预热器、烟道、冷灰斗、炉墙护板磨损严重，导致1号炉漏风严重，预热器漏风率为35.7%，尾部烟道氧量增大，排烟温度降低，锅炉总风量达56万m3/h，使送、引风机出力增大、电流升高，厂用电率升高，锅炉效率降低，影响机组的经济性。
2 漏风产生的危害分析
2.1 漏风对锅炉经济性影响
2.1.1漏风对送、引风机电耗影响
预热器漏风使烟道的负压状况变差，排烟阻力增大，送、引风机出力增加、电耗增大。在相同317.9负荷下，漏风系数增加0.41，两台引风机每台电流上升16 A，引风机的电耗增加为：
2×U I cos α =2××6000×16×0.41= 136.34KW
2.1.2漏风对锅炉效率影响
由于冷风的漏入，排烟量增大，造成排烟热损失增大。
以1号炉为例，漏风系数增加0.41时，对于烟煤排烟热损失简化计算：
q 2 = （3.51 · αpy ·△t · 0.41 ·θpy） · 102 %
其中q 2 —— 排煙热损失 %
αpy —— 排烟中空气过剩系数
△t— 温差△t=θpy - t0 ℃
θpy— 排烟温度 ℃
t0 — 送风机出口风温 ℃
对于设计值αpy =1.40 ，θpy=135℃ ，t0 =25℃，则q 2为6.4%。
当漏风系数增加0.41时，q 2′ 为6.62%。两者相差0.22%，锅炉效率降低0.22%。
2.2 漏风加剧尾部受热面磨损
由于漏风使排烟量增加，尾部烟气速度加快。根据烟气对受热面的磨损公式：
M = C · η · K · W3 · T mg/a
式中 M— 磨损速度 mg/a
C— 灰研磨系数，其中大小和煤种有关
Η— 尘粒对管束的碰撞几率 %
K— 烟气中含尘浓度 g/m3
W— 烟气流速 m/s
T— 时间 h
由上式可知，烟气流速越高，磨损越严重。我公司预热器漏风，使低温省煤器烟气量增大，烟速升高，造成每年漏泄3次。
2.3 漏风对气温的影响
由于炉膛和冷灰斗漏入大量冷风，使炉膛火焰中心上移，炉膛出口烟温增高，排烟量增大，烟气流速加快，使对流传热增加，造成过热蒸汽温度升高，严重时超温爆管。
2.4 漏风对锅炉出力的影响
由于预热器漏风严重，造成2台引风机变频出力不能维持炉膛正常负压，须投入工频运行，造成电耗增加和正压运行，锅炉只能降出力运行。
3 改造方案和综合治理措施
3.1 空气预热器改造
对预热器套管由栽入式改插入式，拆除管箱上100mm套管，将烟气入口直管段120mm改为250mm，有效解决了烟气入口管磨损，对漏泄严重预热器12组管箱和膨胀节进行更换。
3.2 锅炉本体治理
（1）对膜式水冷壁连接鳍片部位检查，漏焊部位全部满焊；
（2）水冷壁冷灰斗密封钢板损坏，采用5mm厚钢板焊接；
（3）炉顶顶棚管检查漏焊进行满焊，并对穿顶棚管发亮部位，进行扒顶棚重新密封。
3.3 烟风道治理
对1号炉烟风道漏泄、老化非金属补偿器更换8个。烟风道板壁和接口法兰及风箱和侧水冷壁之间密封连接处缝隙满焊。
3.4 各种孔门治理
对于各层人孔门、炉墙护板不严密处重新密封；对看火孔、打焦孔等安装盖板；对于防爆门腐蚀、损坏进行更换。
4 节能效益分析
以1号炉4个负荷为测试点，分别对1号炉预热器改造前后送、引风机电流进行对比，见表1
1号锅炉全面治理后，锅炉效率同比升高0.54个百分点，带负荷能力提高。竖井烟道漏风系数同比降低0.22，预热器漏风率同比降低26.96%，飞灰含碳量同比降低0.16%，炉渣含碳量同比降低0.37%，送风量减少约10万m3/h，拉动送、引风机耗电率降低0.4个百分点，合计拉动煤耗下降3.2克/千瓦时。全年节约标煤4192吨，充分验证了#1炉漏风综合治理带来的显著成效。
5 结论
综上所述，通过锅炉漏风节能改造，降低送、引风机电耗，减轻锅炉受热面磨损，提高锅炉效率和机组热经济性。
参考文献：
[1] 范从振.锅炉原理[M].南京：东南大学出版社，1986.
[2] 郑体宽.热力发电厂[M].重庆：重庆大学出版社，1995.
[关键词]漏风；危害；措施；节能
中图分类号：TK223.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0099-01
0 引言
锅炉做为火力发电厂能源转换主要设备之一，其热效率变化对机组经济性有很大影响，对于负压运行锅炉，漏风表现为大量冷空气漏入炉内和预热器漏风，使排烟量增大，送、引风机电耗增加，尾部受热面磨损增加，排烟热损失增加，锅炉效率降低。本文介绍420t/h锅炉漏风问题，进行定量分析漏风危害和热效率影响，采取设备改造和综合治理有效措施。
1 概述
我公司1号锅炉是哈尔滨锅炉厂制造HG-420/13.7-YM3型超高压、自然循环煤粉炉，为单炉膛、一次再热、平衡通风、固态排渣。该锅炉采用立式、螺旋槽管式预热器，双级预热器与下级省煤器交错布置在尾部烟道竖井内。
1号炉经过10年运行和燃用劣质煤，使预热器、烟道、冷灰斗、炉墙护板磨损严重，导致1号炉漏风严重，预热器漏风率为35.7%，尾部烟道氧量增大，排烟温度降低，锅炉总风量达56万m3/h，使送、引风机出力增大、电流升高，厂用电率升高，锅炉效率降低，影响机组的经济性。
2 漏风产生的危害分析
2.1 漏风对锅炉经济性影响
2.1.1漏风对送、引风机电耗影响
预热器漏风使烟道的负压状况变差，排烟阻力增大，送、引风机出力增加、电耗增大。在相同317.9负荷下，漏风系数增加0.41，两台引风机每台电流上升16 A，引风机的电耗增加为：
2×U I cos α =2××6000×16×0.41= 136.34KW
2.1.2漏风对锅炉效率影响
由于冷风的漏入，排烟量增大，造成排烟热损失增大。
以1号炉为例，漏风系数增加0.41时，对于烟煤排烟热损失简化计算：
q 2 = （3.51 · αpy ·△t · 0.41 ·θpy） · 102 %
其中q 2 —— 排煙热损失 %
αpy —— 排烟中空气过剩系数
△t— 温差△t=θpy - t0 ℃
θpy— 排烟温度 ℃
t0 — 送风机出口风温 ℃
对于设计值αpy =1.40 ，θpy=135℃ ，t0 =25℃，则q 2为6.4%。
当漏风系数增加0.41时，q 2′ 为6.62%。两者相差0.22%，锅炉效率降低0.22%。
2.2 漏风加剧尾部受热面磨损
由于漏风使排烟量增加，尾部烟气速度加快。根据烟气对受热面的磨损公式：
M = C · η · K · W3 · T mg/a
式中 M— 磨损速度 mg/a
C— 灰研磨系数，其中大小和煤种有关
Η— 尘粒对管束的碰撞几率 %
K— 烟气中含尘浓度 g/m3
W— 烟气流速 m/s
T— 时间 h
由上式可知，烟气流速越高，磨损越严重。我公司预热器漏风，使低温省煤器烟气量增大，烟速升高，造成每年漏泄3次。
2.3 漏风对气温的影响
由于炉膛和冷灰斗漏入大量冷风，使炉膛火焰中心上移，炉膛出口烟温增高，排烟量增大，烟气流速加快，使对流传热增加，造成过热蒸汽温度升高，严重时超温爆管。
2.4 漏风对锅炉出力的影响
由于预热器漏风严重，造成2台引风机变频出力不能维持炉膛正常负压，须投入工频运行，造成电耗增加和正压运行，锅炉只能降出力运行。
3 改造方案和综合治理措施
3.1 空气预热器改造
对预热器套管由栽入式改插入式，拆除管箱上100mm套管，将烟气入口直管段120mm改为250mm，有效解决了烟气入口管磨损，对漏泄严重预热器12组管箱和膨胀节进行更换。
3.2 锅炉本体治理
（1）对膜式水冷壁连接鳍片部位检查，漏焊部位全部满焊；
（2）水冷壁冷灰斗密封钢板损坏，采用5mm厚钢板焊接；
（3）炉顶顶棚管检查漏焊进行满焊，并对穿顶棚管发亮部位，进行扒顶棚重新密封。
3.3 烟风道治理
对1号炉烟风道漏泄、老化非金属补偿器更换8个。烟风道板壁和接口法兰及风箱和侧水冷壁之间密封连接处缝隙满焊。
3.4 各种孔门治理
对于各层人孔门、炉墙护板不严密处重新密封；对看火孔、打焦孔等安装盖板；对于防爆门腐蚀、损坏进行更换。
4 节能效益分析
以1号炉4个负荷为测试点，分别对1号炉预热器改造前后送、引风机电流进行对比，见表1
1号锅炉全面治理后，锅炉效率同比升高0.54个百分点，带负荷能力提高。竖井烟道漏风系数同比降低0.22，预热器漏风率同比降低26.96%，飞灰含碳量同比降低0.16%，炉渣含碳量同比降低0.37%，送风量减少约10万m3/h，拉动送、引风机耗电率降低0.4个百分点，合计拉动煤耗下降3.2克/千瓦时。全年节约标煤4192吨，充分验证了#1炉漏风综合治理带来的显著成效。
5 结论
综上所述，通过锅炉漏风节能改造，降低送、引风机电耗，减轻锅炉受热面磨损，提高锅炉效率和机组热经济性。
参考文献：
[1] 范从振.锅炉原理[M].南京：东南大学出版社，1986.
[2] 郑体宽.热力发电厂[M].重庆：重庆大学出版社，1995.