1号锅炉排烟温度高的原因分析及解决对策

一 9 6 一 维修改造 石 油 和化 工 设 备 2 0 1 3 年第 1 6 卷 1 # 锅炉排烟温度高的原因分析及解决对策 李亚军 ，张友奇 ，张巍 ( 1 天津滨海 能源发 展股份有 限公司 ， 天津 3 0 0 4 5 7 ) ( 2 天津渤天化工有 限责任 公司 ， 天津 3 0 0 4 8 0 ) 摘要在生产实践中找出了前置旋风筒型锅炉常见的排烟温度高的因素：漏风系数过大、乏气带粉偏高、受热面积灰、 省煤器换热面积不足等，针对以上原因提出了有效解决措施。 关键词锅炉；排烟温度；漏风系数；换热面积；解决措施 天 津 渤 天 化 工 有 限责 任 公 司 热 电厂 现 有 wGZ 9 0 6 2 8 1 型锅炉3 台，C G一 9 0 6 1 2 8 一 MXF 型锅 炉2 台。这5 台炉系 由原7 5 f h 锅炉增容改造为9 0 ff h ，经增容改造后 ，5 台锅炉基本都能达到预期运 行效果 。其中1 炉 由原WGZ 9 0 6 2 8 1 型锅炉增容 改造 为9 0 t h ，煤粉 由前置炉顶部立式叶片喷燃器 送入前置炉燃烧 ，经过与二次室相连的过渡烟道 进入燃烧室、冷却室 ，再 由炉膛出 口送入尾部烟 道至除尘器，经脱硫装置后 由引风机排至烟 囱。 除尘 采用 静 电除 尘器 ，制粉 系统 采用钢 球 磨煤 机，中间储仓式供粉。 该锅 炉设计排烟温 度为 1 4 7 ，最 高不超过 2 0 0 。但 白2 0 0 2 年底1 炉增容改造投运 以来 ，排 烟温度一直在2 0 0 左右 ，最高可达2 4 5 ，比设 计值高 出5 0 之 多，造成极大的热损 失，同时因 排烟温度 高，粉尘 电热阻增大 ，造成 电除尘效率 低 ，烟气 中含灰量增加，引风机叶轮磨损加剧 ， 排放烟尘达不到环保要求。 经长 时问的运行调试和分析 ，将大量运行数 据与其它几 台锅炉进行对 比，认为造成排烟温 度 高 的主要原 因是漏风系数过大 、乏气带粉偏高、 受热面积灰过多、省煤器换热面积不足等原因造 成 。针对这些原因 ，采取了相应 的改造措施 ，排 烟温度 已降到1 6 0 C左右，锅炉效率得到提高，电 除尘运行正常 ，排烟温度有所 降低 ，锅炉运行的 经济效率明显提高。 l 1 锅炉漏风量情况 1 锅炉当时为刚完成改造的锅炉 ，其密封性能 基本完好 ，开关 自如 ，给煤机、空气预热器 、烟 风道 的漏量均较小 。炉膛 出口过量空气系数可表 不为 ： a 1 = Q l +Q z f +13 k y 其中： a 一 炉膛出口过量空气系数 ； a 炉 膛漏 风系数 ； a 一 制粉系统漏风系数，可近似认 为是一个定数 ； B k y 空气预热器 出口过量空气系 数。 由上式可 以看 出，在 o 不变的情况下 ，A o。 增大 ，则 减小 ，即送风量减 少，空气预热器 交换热量 随之减 少，烟温升高 。其 中A a 炉膛漏 风系数与炉膛压力有关。旋风前置炉虽然用水密 封 ，但是渣船水位 随水压而波动 ，形成一间歇 的 冷风通道 。打焦 口处于长期开启状态，该处漏风 量是炉膛漏风量的主体 。漏风量的大小与炉膛 的 负压成正 比关系，炉膛 负压越大 ，漏入炉膛 的冷 风越多 ，烟温越 高，相应 的排烟温度就越 高。经 长期观察与调试 ，发现炉膛负压与排烟温度 的关 系如表1 所示。 表1 炉膛负压与排烟温度的关系 从表 1 可 以看 出，随着炉膛 负压 的增加 ，排 烟温 度呈上升趋势 ，调整炉膛负压可保证锅炉正 常运行 。由于打焦 口不 冒正压 ，因此减少 1 炉漏 风量的方法是尽量 降低炉膛的负压 。另外关 闭各 处孔、 门及制粉系统 ，在检查过程 中做到随开随 关 ，保持渣 船水位 ，不 因压力而影响密封性 。经 采取该措施后 ，保持炉膛负压小于3 0 P a ，排烟温 作者简介：李亚军 ( 1 9 7 6 一)，男，吉林长春人，佳木斯大学 热能 工程 专业毕业 ，学士 ，工程 师。现在天 津滨海能源发 展股份 有 限公司从事设备管理工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第9 期 李亚军等1 锅炉排烟温度高的原因分析及解决对策 9 7 度降低 了1 0 左右。 2乏气风 量配 比 1 锅炉制粉乏气分两部分运转，一部分乏气作 为再循环风从新灰导至粉系统 ，另一部分作为三 次风进入二次室 ，经过实地运行观察 ，当适 当关 小再循环风 门时 ，此时进入 二次室的三 次风量有 相应增加， 由于乏气 带有一定量 的煤粉 ( 一般带 粉量为 1 O -1 5 )，三次风的温度又比较低，必然 影响燃烧 ，导致燃烧滞后 ，使炉膛 出口烟气温度 上升，排烟温度也相应提高。1 锅炉的细粉分离器 是在锅炉增容改造时由原来的T 5 5 9 2 1 5 0 型细粉分 离器改造的HW- G XB I 型高效细粉分离器，分离效 率为9 0 ，三次风带粉量不太多，对排烟温度 的影 响不大 。但在实际运行 过程中，针对 不同运行情 况 ，还是对三次风随时进行 一些调整 ，可在一定 程度上降低排烟温度。 3受热面积灰问题 1 锅炉受热面积灰是导致排烟温度升高的另一 原因 。受热面积灰后 ，其 热阻相 当高，造成传热 恶化 。 由基本传热公式 Q=3 6 k At B j和热 阻的R 的计算公式 R =I k A可以看出，热阻增加使传热系 数降低，从而导致换热量减少。 受热面积灰使尾部受热面换热量不足 ，为弥 补这一点，需在单位 时问 内增加风量和燃料量 ， 从而 使流 经各 段尾 部 受热 面 的烟气 温度 均有 升 高，排烟温度随之上升 。 为减少受热面积灰 ，一是限制炉膛 出 口的烟 气温度，防止二次室 随冷壁结渣、积 灰；二是有 效吹灰 。1 锅炉 的吹灰系统 为程序吹灰系统 ，在 过热器 区域设置 了四台3 5 m长伸缩式吹灰枪 ，在 高温段 省煤器上 部设 置 了两 台2 m短伸缩式 吹灰 枪 ，在低温段省煤器 上部设置了两 台2 m固定旋转 式吹灰器 。从吹灰器运行情况看 ，运行正常 ，效 果较好 ，高温段省煤器 基本无积灰 ，吹灰频率为 一 个班吹灰一次 。从吹灰效果看 ，每次吹灰结束 之后 ，排烟温度大约 降低 1 0 左右 。通过长期观 察 ，对吹灰周期做了适 当调整 ，每次吹灰后排烟 温度都能维持原来的降幅，未发生太大变化 。 4省煤器换热面积不足 该锅 炉 原来 采用 的省煤 器是 蛇形 管 式省 煤 器 ，在高温段布 置 了3 9 排 ，面积2 3 8 5 m ，低温 段布 置 了4 7 排 ，面 积2 8 7 5 m ，总换 热 面积 为 5 26 m2 。 基本传热公式：Q=3 6 k AAt B j ， ( 1 ) 式中：k 一 对流传热系数，W m ；A一 对流 受热面积 ，m ；At - 温差 ，；B j 一 计算燃料消耗 量 ，k g h 。 从式( 1 ) 可 以看 出，如 果省煤器的换热面积过 小，单位时 间内的换热 量就较少 ，大部分热量被 烟气带走 ，导致排烟温度升 高。经过长期运行 统 计 ，发现1 锅炉烟气经过各尾部受热面后的温度变 化如表2 所示 。 表2 1 锅炉烟气经过各尾部受热面后的温度变化 名称 单位 高温段省煤器 高温段预热器 低温段 省煤器 低温段预热器 7 0 5 5 2 6 3 9 2 3 l 7 烟气进口温度 烟气 出口温度 5 2 6 3 9 2 3 l 7 1 9 8 由表2 可 以看 出 ，烟气 经过 高温段 省煤器后 的温度降低 了1 7 9 ，经过低温段省煤器后 降低 了 7 5 ，这个温差 降幅并不很大，经认 真分析后认 为主要原因是省煤器 的换热 面积不足 。经研究决 定在1 锅炉大修时对其进行改造 ，将原来的蛇形管 式省煤器更换成膜式省煤器 ，更换后在高温段布 置 了3 4 排 ，面积2 8 1 m ，低温段布置了4 7 排，面积 3 3 9 7 m ，总换热面积为6 2 0 7 m2 ，比更换前增加了 9 4 7 m 。更换后烟气经过各尾部受热面后 的温度变 化如表3 所示。 表3 更换省煤器后烟气经过各尾部受热面的温度变化 名称 单位 高温段省煤器 高温段预热器 低温段省煤器 低温段预热器 7 0 5 5 0 8 3 6 4 2 7 9 烟气进口温度 烟气出口温度 5 0 8 3 6 4 2 7 9 1 5 6 改造过程涉及的计算公式： 烟气侧放热量公式： Qd f =-由( I -I ”+A a l k o ) ( 2 ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 一 9 8 一 维修改造 石 油 和 化工 设 备 2 0 1 3 年第1 6 卷 式中：Q d f - 烟气侧放热量，k J k g ； 一 考虑热 损失的保温系数 ；I l _ 进 口烟气焓 ，k J k g ；I ” 一 出口 烟气焓 ，k J k g ； A a 一 省煤器的漏风系数 ；I k o 一 冷 空气焓，k J k g 。工质对流吸热量按公式f 3 ) 计算： Q d x = D ( i ” -i ) B j ( 3 ) 式( 3 ) 中：Qd x 一 工质对流吸热量 ，k J k g ；D一 省煤器 工质流量 ，t h ；i 、i 一 省煤器工质进、出 焓，k J k g 。 将 改造前后经过 省煤器受热面 的温差对 比后 发现 ，改造后经过省煤器的温度 ，高温段 比改造 前 降低 了1 8 ，低温段 比改造前 降低 了1 0 ，总 的烟气温度 比改造前降低 了2 8 。 此 外 ，锅 炉 负荷 、给 水温 度 、燃 料 中 的水 分等对排烟温度均有 一定影响。当锅炉负荷增加 时 ，烟 气量 、蒸 汽 量 、给 水量 、空气量 随之 增 加 。但 由于炉膛 出口烟气温度增加 ，所 以排烟温 度会相应升高。给水温度升高时，如维持燃料量 不变，省煤器 的传热温差降低 ，省煤器吸热量 降 低 ，排烟温度将升 高。如果燃料 中的水分过 大， 相应的烟气量将增加 ，排烟温度会升高。针对这 几点 ，在实际运行 中，应根据运行的具体情况 随 时调整 ，可在一定程度上将排烟温度控制在一个 合理 的范围内。 5结束语 针对1 锅炉排烟温度高于设计值这一问题 ，进 行 了全面 的分析 ，采取了一些切实可行的措施 。 措施实施后 ，经过较长时间的运行观察 ，排烟温 度基本可维持在1 5 0 1 6 5 之 问