论文部分内容阅读
大唐洛阳首阳山发电有限责任公司Ⅱ期工程两台300MW机组锅炉（DG1025/18.2-Ⅱ6）设计煤种为：85%义马混煤+15%新安煤。设计煤种的低位发热量为18.18MJ/ kg（4350KC/kg）；灰份为25.2%；可燃基挥发份为34.23%。而近几年来，煤炭市场变为卖方市场，电厂来煤质量严重低于锅炉设计煤种。现在燃煤的基本情况是：低位发热量为15.47MJ/ kg（3700KC/kg）左右；灰份为40%左右；可燃基挥发份为20%左右。
300MW锅炉的烟风温差为排烟温度和送风机进入炉膛温度之差。烟风温差值越小，锅炉的热效率越高，供电煤耗就越低。经查询过资料发现，锅炉排烟温度下降2度，锅炉效率上升1%。
锅炉的热损失由排烟损失，机械不完全燃烧损失、灰渣物理损失、化学不完全燃烧损失、散热损失组成，而在这五项损失中，排烟损失是对锅炉效率影响最大的一项损失，约为5～8%。所以降低排烟损失对提高锅炉效率及全厂的发电经济性有着非常重要的意义。
影响排烟热损失的主要因素是排烟温度及排烟量两项。排烟温度比环境温度高得越多，排烟量越大，排烟损失越大，这一点从求解锅炉效率的正、反平衡法都能证明，首先：锅炉的正平衡公式为：
η= q/（7000×4.18×b）×100%
其中：η-锅炉效率 b-标煤煤耗 q-锅炉产生的热量
当锅炉在相同负荷，相同参数条件下产生相同的蒸汽，排烟温度及排烟量增加，就意味着产生相同质量的蒸汽所需要的标煤量增加，从而造成锅炉效率的下降。
另外，通过反平衡求解锅炉效率的公式：
η=[1-（q2+q3+q4+q5+q6）] 100%
η-锅炉效率 q2-排烟损失 q3-化学不完全燃烧损失 q4-机械不完全燃烧损失 q5-散热损失 q6-灰渣物理损失（而其中q2=（K1α+K2）（Qpy-tf）% 100 其中K1=煤种系数，tf=送风温度，Qpy=排烟温度。）
我们可以清楚地看到，当排烟温度Qpy上升时，排烟损失增大，即q2增大造成锅炉效率的下降。当排烟温度升高12～15℃，排烟热损失约增加1%。从以上分析可知，排烟温度升高时，通过正、反平衡法求锅炉效率都可以得出锅炉效率下降的结论。因此，最佳排烟温度可使得锅炉效率有所提高。
影响锅炉排烟温度的因素有以下方面：
1、过量空气系数对排烟温度的影响
当锅炉负荷变化时，锅炉的风量必然要进行调整。锅炉运行时要保持合适的过量空气系数，过量空气系数过大，会使炉膛出口温度升高，烟气量增加，造成排烟损失增加导致锅炉效率下降。负荷升高时，燃料量增加，空气量增加从而会使排烟温度升高。由于高负荷时炉膛温度高，着火条件好，燃烧稳定，此时可减小过量空气系数，达到减小排烟损失的目的。而低负荷时则应适应减小炉膛负压，以减小漏风，提高炉膛温度，这对稳定燃烧，减少未完全燃烧损失有利。
2、燃料的性质对排烟温度也有很大的影响
（1）、水份对排烟温度的影响
煤中的水份变成水蒸汽，增加了烟气量；水份高，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。据网上有关资料查询，煤中的水份每增加5%，由于损失而使锅炉效率下降0.5%。
（2）、灰份对排烟温度的影响
灰份增加，受热面的沾污和磨损越严重，炉内结渣会影响工质热循环，造成炉膛出口温度升高，而尾部受热面沾污则会便排烟温度显著升高，同时灰份高的煤发热量低，在相同负荷情况下消耗的燃料量增加，造成烟气量和流速升高，导致排烟温度及排烟量都会升高，从而降低锅炉效率。
（3）、挥发份对排烟温度的影响
挥发份减少时，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。
3、给水温度的影响
给水温度变化时，为适应加热给水热量的变化，燃料量也将改变。当给水温度下降时，加热给水所需要的热量增加，燃料量必然要加大，使炉膛出口温度升高。运行经验表明，给水温度每降低10℃，燃煤量增加0.65%。而锅炉效率下降5%～6%。高加解列是造成给水温度降低的重要原因，同时也是造成发电厂的效率大副下降的主要原因之一，因此机组在正常运行中对高加应做好运行维护，有小的缺陷就要立即联系消缺。
4、烟道各处漏风影响。
烟道各处漏风将使排烟处的过量空气系数增大，只能增加排烟热损失和吸风机电耗，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。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。
5、受热面积灰结焦的影响
在锅炉运行中当某些受热面上发生结渣、积灰或结垢时，烟气与这部分受热面的传热量减少，锅炉的排烟温度也会升高。因此，为了保证锅炉经济运行，必须经常保持受熱面清洁。吹灰器的正确运行能有效的清除受热面上的结渣和积灰，维持受热面清洁。
凡事皆有利弊，吹灰也不能过多。吹灰次数过多除了浪费除盐水外，暖管的疏水也不回收，也不可取。要科学的掌握好吹灰次数。
6、冷一次风量的影响
运行时锅炉掺入制粉系统和一次风的冷风量偏大也是导致排烟温度偏高的主要原因。经过数据统计，磨煤机正常运行时在控制好出口温度的前提下，关小磨煤机的冷风，负荷不变的情况下排烟温度最高时下降了5度。
7、火焰中心的影响 调节燃烧，在负荷不高的时候调整各磨煤机的煤量，尽量将下层磨煤机的煤量带至最高，减少上层磨煤机煤量，以让炉膛火焰中心下移。控制好磨煤机的出口温度，保证安全运行的前提下，出口温度越低越好。
综上所述，我们能改变，能调整的因素有以下几点：
1、合理配煤，调整制粉系统
由于火力发电厂的竞争日趋激烈，燃料成本直接关系到火电厂的经济利润，在今后很长一段时间内锅炉掺烧劣质煤将是发电生产工作的重中之重。目前我厂大量掺烧劣质煤，这两个煤种加仓的方式不同，调整方式各不相同。这时应先做到安全，在谈经济指标，不能本末倒置，做不好安全那将无从谈起。
有的煤水份较高、挥发份较高，烟气量增加，煤粉着火提前。应提高一次风的温度，使进入炉膛的燃料含水份减少，从而减少烟气量及排烟温度，提高锅炉效率。
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。这时可适当降低一次风压，使煤粉着火距离提前，在离燃烧器较近的地方着火，但此时要注意防止堵一次风管。可适当降低火焰中心，延长煤粉在炉膛内的停留时间以减少排烟损失。对于我厂的火焰炉来说，可适当开大上层二次风档板，关小下层二次风档板，来压低火焰运行。
2、控制好最佳过量空气系数
负荷变化必然引起排烟温度的改变，负荷增加，烟气量和排烟温度必然增加，这是由于燃料量和空气量增加的结果。炉内过量空气系数α过大或过小，都会使锅炉效率降低（热损失总和增加）。因为一般来说，排烟热损失随α增加而增加，而化学、机械不完全燃烧热损失却随α降低而降低。除非α过大，使炉温降低较多及燃料在炉内停留时间缩短时例外。对应于排烟热损失，机械、化学不完全燃烧热损失之和为最小的α值称为最佳过量空气系数。
3、保持受热面清洁
锅炉受热面的结渣、积灰是导致锅炉排烟温度升高的主要原因之一，其对排烟温度的影响主要体现在传热方面。据有关资料介绍：炉膛积灰厚度由1毫米增加到2毫米时，传热量减少28%，当受热面有三毫米积灰就可造成炉膛传热量下降近40%，相应炉膛出口烟温升高近300度。在锅炉运行中当某些受热面上发生结渣、积灰或结垢时，烟气与这部分受热面的传热量减少，锅炉的排烟温度也会升高。吹灰器的正确运行能有效的清除受热面上的结渣和积灰，维持受热面清洁。
4、减少一次风中掺冷风量
一次风中掺冷风和漏风一样，在炉膛出口过量空气系数不变的情况下，一次风中掺冷风使得流过空气预热器的热风减少，空气预热器吸热量降低，导致排烟温度升高。造成一次风中冷风量用得多的原因有一次风速过高和磨煤机出力的影响。磨煤机出力大时，热风用量大，冷风用量小，排烟温度下降较多。
总结
当燃烧高灰份，低挥发份，低发热量的劣质煤时，应适当减小一次风量，提高一次风温，降低火焰中心，降低炉膛出口溫度及排烟温度，提高锅炉效率。而当负荷变化时，要及时调整过量空气系数，调整燃烧工况，控制排烟温度在经济排烟温度下运行，提高锅炉效率从而提高整个火电发电厂的经济性。
参考文献：
[1]周强泰.锅炉原理[J].中国电力出版社.2009（09）
300MW锅炉的烟风温差为排烟温度和送风机进入炉膛温度之差。烟风温差值越小，锅炉的热效率越高，供电煤耗就越低。经查询过资料发现，锅炉排烟温度下降2度，锅炉效率上升1%。
锅炉的热损失由排烟损失，机械不完全燃烧损失、灰渣物理损失、化学不完全燃烧损失、散热损失组成，而在这五项损失中，排烟损失是对锅炉效率影响最大的一项损失，约为5～8%。所以降低排烟损失对提高锅炉效率及全厂的发电经济性有着非常重要的意义。
影响排烟热损失的主要因素是排烟温度及排烟量两项。排烟温度比环境温度高得越多，排烟量越大，排烟损失越大，这一点从求解锅炉效率的正、反平衡法都能证明，首先：锅炉的正平衡公式为：
η= q/（7000×4.18×b）×100%
其中：η-锅炉效率 b-标煤煤耗 q-锅炉产生的热量
当锅炉在相同负荷，相同参数条件下产生相同的蒸汽，排烟温度及排烟量增加，就意味着产生相同质量的蒸汽所需要的标煤量增加，从而造成锅炉效率的下降。
另外，通过反平衡求解锅炉效率的公式：
η=[1-（q2+q3+q4+q5+q6）] 100%
η-锅炉效率 q2-排烟损失 q3-化学不完全燃烧损失 q4-机械不完全燃烧损失 q5-散热损失 q6-灰渣物理损失（而其中q2=（K1α+K2）（Qpy-tf）% 100 其中K1=煤种系数，tf=送风温度，Qpy=排烟温度。）
我们可以清楚地看到，当排烟温度Qpy上升时，排烟损失增大，即q2增大造成锅炉效率的下降。当排烟温度升高12～15℃，排烟热损失约增加1%。从以上分析可知，排烟温度升高时，通过正、反平衡法求锅炉效率都可以得出锅炉效率下降的结论。因此，最佳排烟温度可使得锅炉效率有所提高。
影响锅炉排烟温度的因素有以下方面：
1、过量空气系数对排烟温度的影响
当锅炉负荷变化时，锅炉的风量必然要进行调整。锅炉运行时要保持合适的过量空气系数，过量空气系数过大，会使炉膛出口温度升高，烟气量增加，造成排烟损失增加导致锅炉效率下降。负荷升高时，燃料量增加，空气量增加从而会使排烟温度升高。由于高负荷时炉膛温度高，着火条件好，燃烧稳定，此时可减小过量空气系数，达到减小排烟损失的目的。而低负荷时则应适应减小炉膛负压，以减小漏风，提高炉膛温度，这对稳定燃烧，减少未完全燃烧损失有利。
2、燃料的性质对排烟温度也有很大的影响
（1）、水份对排烟温度的影响
煤中的水份变成水蒸汽，增加了烟气量；水份高，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。据网上有关资料查询，煤中的水份每增加5%，由于损失而使锅炉效率下降0.5%。
（2）、灰份对排烟温度的影响
灰份增加，受热面的沾污和磨损越严重，炉内结渣会影响工质热循环，造成炉膛出口温度升高，而尾部受热面沾污则会便排烟温度显著升高，同时灰份高的煤发热量低，在相同负荷情况下消耗的燃料量增加，造成烟气量和流速升高，导致排烟温度及排烟量都会升高，从而降低锅炉效率。
（3）、挥发份对排烟温度的影响
挥发份减少时，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。
3、给水温度的影响
给水温度变化时，为适应加热给水热量的变化，燃料量也将改变。当给水温度下降时，加热给水所需要的热量增加，燃料量必然要加大，使炉膛出口温度升高。运行经验表明，给水温度每降低10℃，燃煤量增加0.65%。而锅炉效率下降5%～6%。高加解列是造成给水温度降低的重要原因，同时也是造成发电厂的效率大副下降的主要原因之一，因此机组在正常运行中对高加应做好运行维护，有小的缺陷就要立即联系消缺。
4、烟道各处漏风影响。
烟道各处漏风将使排烟处的过量空气系数增大，只能增加排烟热损失和吸风机电耗，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。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。
5、受热面积灰结焦的影响
在锅炉运行中当某些受热面上发生结渣、积灰或结垢时，烟气与这部分受热面的传热量减少，锅炉的排烟温度也会升高。因此，为了保证锅炉经济运行，必须经常保持受熱面清洁。吹灰器的正确运行能有效的清除受热面上的结渣和积灰，维持受热面清洁。
凡事皆有利弊，吹灰也不能过多。吹灰次数过多除了浪费除盐水外，暖管的疏水也不回收，也不可取。要科学的掌握好吹灰次数。
6、冷一次风量的影响
运行时锅炉掺入制粉系统和一次风的冷风量偏大也是导致排烟温度偏高的主要原因。经过数据统计，磨煤机正常运行时在控制好出口温度的前提下，关小磨煤机的冷风，负荷不变的情况下排烟温度最高时下降了5度。
7、火焰中心的影响 调节燃烧，在负荷不高的时候调整各磨煤机的煤量，尽量将下层磨煤机的煤量带至最高，减少上层磨煤机煤量，以让炉膛火焰中心下移。控制好磨煤机的出口温度，保证安全运行的前提下，出口温度越低越好。
综上所述，我们能改变，能调整的因素有以下几点：
1、合理配煤，调整制粉系统
由于火力发电厂的竞争日趋激烈，燃料成本直接关系到火电厂的经济利润，在今后很长一段时间内锅炉掺烧劣质煤将是发电生产工作的重中之重。目前我厂大量掺烧劣质煤，这两个煤种加仓的方式不同，调整方式各不相同。这时应先做到安全，在谈经济指标，不能本末倒置，做不好安全那将无从谈起。
有的煤水份较高、挥发份较高，烟气量增加，煤粉着火提前。应提高一次风的温度，使进入炉膛的燃料含水份减少，从而减少烟气量及排烟温度，提高锅炉效率。
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。这时可适当降低一次风压，使煤粉着火距离提前，在离燃烧器较近的地方着火，但此时要注意防止堵一次风管。可适当降低火焰中心，延长煤粉在炉膛内的停留时间以减少排烟损失。对于我厂的火焰炉来说，可适当开大上层二次风档板，关小下层二次风档板，来压低火焰运行。
2、控制好最佳过量空气系数
负荷变化必然引起排烟温度的改变，负荷增加，烟气量和排烟温度必然增加，这是由于燃料量和空气量增加的结果。炉内过量空气系数α过大或过小，都会使锅炉效率降低（热损失总和增加）。因为一般来说，排烟热损失随α增加而增加，而化学、机械不完全燃烧热损失却随α降低而降低。除非α过大，使炉温降低较多及燃料在炉内停留时间缩短时例外。对应于排烟热损失，机械、化学不完全燃烧热损失之和为最小的α值称为最佳过量空气系数。
3、保持受热面清洁
锅炉受热面的结渣、积灰是导致锅炉排烟温度升高的主要原因之一，其对排烟温度的影响主要体现在传热方面。据有关资料介绍：炉膛积灰厚度由1毫米增加到2毫米时，传热量减少28%，当受热面有三毫米积灰就可造成炉膛传热量下降近40%，相应炉膛出口烟温升高近300度。在锅炉运行中当某些受热面上发生结渣、积灰或结垢时，烟气与这部分受热面的传热量减少，锅炉的排烟温度也会升高。吹灰器的正确运行能有效的清除受热面上的结渣和积灰，维持受热面清洁。
4、减少一次风中掺冷风量
一次风中掺冷风和漏风一样，在炉膛出口过量空气系数不变的情况下，一次风中掺冷风使得流过空气预热器的热风减少，空气预热器吸热量降低，导致排烟温度升高。造成一次风中冷风量用得多的原因有一次风速过高和磨煤机出力的影响。磨煤机出力大时，热风用量大，冷风用量小，排烟温度下降较多。
总结
当燃烧高灰份，低挥发份，低发热量的劣质煤时，应适当减小一次风量，提高一次风温，降低火焰中心，降低炉膛出口溫度及排烟温度，提高锅炉效率。而当负荷变化时，要及时调整过量空气系数，调整燃烧工况，控制排烟温度在经济排烟温度下运行，提高锅炉效率从而提高整个火电发电厂的经济性。
参考文献：
[1]周强泰.锅炉原理[J].中国电力出版社.2009（09）