h循环流化床锅炉排烟温度偏高原因分析及对策.pdf

1 0 2 能 源 技 术 与 管 理 2 0 1 0年第 5期 d o i： 1 0 3 9 6 9 Q is s n 1 6 7 2 9 9 4 3 2 0 1 0 0 5 0 3 9 4 8 0 t h 循环流化床锅炉排烟温度偏高原因分析及对策 张晋轩 ， 郭伟 ( 山西潞安余吾热 电有限责任公 司， 山西 长治 0 4 6 0 1 3 ) 摘要 分析 了锅炉排烟温度升 高的原 因， 通过余吾热电锅炉 系统存在的问题 ， 针对排烟温 度过高的原 因提 出了改善方案， 经过运行实践表明改善措施可行 ， 效果 良好。 关键词 锅炉； 排烟温度 ； 热损失； 效率 中图分类号 T K 2 2 9 6 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 2 _ 9 9 4 3 ( 2 0 1 0 ) 0 5 1 0 2 _ O 2 0 引 言 众所周知 ， 锅炉效率与其各项损失密切相关 。 锅炉的损失 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。排烟热损失是指离开锅炉最后受 热面的烟气温度高于外界空气温度所造成的热量 损失。一般情况下 ， 当排烟温度升高 1 0 1 5时， 排烟热损失约增加 1 ，所以降低排烟温度对提 高锅炉热效率有着非常重要的意义。 1 影响锅炉排烟温度的因素 1 1 水分对排烟温度的影响 煤中的水分变成水蒸汽 ， 增加了烟气量 。 水分 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 是提高空预器受热面的壁温 ，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 ，一般使用暖 风器或热风再循环 。 例如余吾热电， 其采用的是加 装暖风器 ， 利用汽轮机抽汽来加热冷风 ， 以用来提 高进风温度 ，但进风温度升高会使排烟温度也升 高。另外 ， 煤 中水分燃烧后产生大量水蒸汽 ， 降低 了炉膛温度 ，为保证一定的出力必须增加燃料量 和风量， 使得排烟温度升高。一般估计， 煤中水分 每增加 5 ， 由于损失而使锅炉效率下降 0 5 。 1 2 灰分对排烟温度的影响 灰分增加 ， 受热面的沾污和磨损状况要加重 ， 炉 内结渣会影响水循环 ，造成炉膛出 口烟气温度 升高 ，而尾部受热面沾污则会使排烟温度显著升 高 ， 同时灰分高的煤发热量低 ， 在相同负荷情况下 消耗的燃料量增加 ， 造成烟气量和烟气流速升高， 导致排烟量及排烟温度都会升高，从而使锅炉效 率降低 。 1 3 挥发分对排烟温度的影响 挥发分减少时， 煤粉着火推迟 ， 燃烧的时间也 会增加， 造成炉膛 出口烟温增高 ， 导致排烟温度升 高 ， 降低锅炉效率 。 余吾热 电有限公司锅炉所使用 的燃料来源于潞安屯留煤矿 ， 按 照 4 0 原煤 6 0 矸石混合的燃料 ， 成分特征如表 1 所示 。 表 1 余吾热 电燃料成分特征 名 称 结果 收到基低位发热量 ， ( k J k g - ) 收到基灰分 收到基挥发分 空气干燥基水分 收到基碳 收到基氢 ， 收到基氧 收到基氮 收到基硫 收到基水分 1 4 过量空气 系数对排烟温度的影响 炉 内过量空气系数增大 ，将增加烟气流量和 降低绝热燃烧温度 ， 而炉膛出 口烟温变化很小 。 虽 然各对流受热面的吸热量增加， 但流过各受热面 的烟气温降将减小 ， 排烟温度增加。 1 5 入炉煤粒度对排烟温度的影响 通常 ，粒度过小导致炉 内颗粒停 留时间相对 缩短， 未燃尽碳颗粒的比例也因此增加， 造成了分 离过程中由于未燃尽的碳颗粒大量存在而使尾部 受热面出现二次燃烧， 导致排烟温度提高； 同时粒 度过大也会导致排烟温度提升 ， 颗粒太粗 ， 必然导 致流化床锅炉粒子循环量小 ，蒸发量达不到设计 值 ， 燃烧室下部温度偏高， 上部温度偏低 。为了解 m 跎 M 石 ” L n n 6 2 0 1 0年第 5期 张晋轩 ， 等4 8 0 t h循环流化床锅炉排烟温度偏高原 因分析及对策 1 0 3 决这一问题 ， 作为运行手段之一 ， 常加大风量 ， 而 过量空气系数增大， 也会引起排烟温度增加 瞳 。 1 6受热面结渣、 积灰对排烟温度的影响 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。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 ，较为轻度的结渣和积灰会使传 热量大幅度下降。 据有关资料显示 ： 炉膛积灰厚度 由 1 mi n增加到 2 m m时 ， 传热量减少 2 8 ， 当受 热 面有 3 m m积灰 就可造 成炉膛 传热 量下 降近 4 0 ， 相应炉膛 出口烟温升高近 3 0 0 o C。 1 _ 7 给 水 温度对 排 烟温 度 的影 响 通常 ，当给水温度下降时 ，为保证锅炉蒸发 量 ， 加热给水所需要的热量增加 ， 燃料量必然要加 大 ， 致使炉膛 出口温度和排烟温度升高。 尤其是在尾部烟道省煤器积灰时 ，省煤器换 热效率降低 ， 给水加热不足 ， 同样负荷下为满足机 组 出力 ， 加大了给煤量 ， 提 高了炉膛温度 ， 尾部烟 道的烟温增高 ， 双重效应使得排烟温度显著升高。 但有时为了缓解排烟温度过高 ，作为常用运 行手段 ， 需要切 除高加 ， 降低省煤器人 口水温 ， 加 大换热介质之间的温差 ，以达到提高换热器换热 效率 ， 降低排烟温度的 目的。 但是机组整体热损失 非常大 ， 远远大于排烟热损失。同时 ， 为了保证负 荷 ， 需增加给煤量 ， 粗 略计算 ， 切 除高加每小时需 增加 4 t 煤 ， 每月 的煤耗要增加 1 0 0多万元 ， 经济 性影响非常大。 为 7 h i m，使得一次流化风 的投入量大大减少 ， 降 低了排烟温度。 ( 2 ) 增加蒸汽吹扫装置 ， 减少尾部烟道积灰 。 余吾热电运行以来 ， 尾部烟道积灰严重 ， 特别是高 温过热器和再热器部位。原先使用的声波吹灰器 吹灰效果较差 ， 无法满足尾部烟道 的清灰要求 ， 虽 然运行中加长了锅炉吹灰时间 ， 积灰依然严重。 为 了降低排烟温度 ， 满足除尘要求 ， 作为运行手段 ， 频繁 的切除高加 ， 严重影响发电经济性。 为了解决 这一问题 ， 2 0 0 9年对吹灰器进行 了改造 ， 增加了 8 台戴蒙德 的蒸汽吹灰器 ，改造后尾部烟道烟温运 行 中显著降低 。 ( 3 ) 余吾热电使用的燃煤来源于临近 的屯留 煤矿 ，原煤和矸石通过皮带从洗煤厂直接进入 电 厂的筒仓 。从屯留煤矿末矸仓进厂的煤矸石含水 量 非常大 ，原先设 计煤种 的空气 干燥基水分 为 0 4 6 ， 而实际的入炉煤含水量 已达到了 4 7 。 矸 石和原煤经过混煤破碎后 ，经常造成人炉煤斗的 堵塞和破碎机落煤筒的堵塞 ，而大量的水分进入 炉膛 ， 直接造成排烟温度升高。为此 ， 余吾热电投 资 2 5 0 0万元新建煤矸石晾晒场 ，对进厂的煤矸 石进行晾晒，经过晾晒后的煤矸石与原煤混煤后 空气 干燥基 水分 为 1 1 7 ，煤 中含 水量 降低 了 3 4 3 。人炉煤含水量 的减少 ， 降低 了锅炉尾部烟 道的烟气温度 ， 减少 了排烟热损失 ， 提高了锅炉换 热效率 。 ( 4 ) 过量空气系数是锅炉运行非常重要 的燃 烧技术经济指标 。 运行 中严格控制过量空气系数 ， 确保其在合格范围之内， 降低排烟温度。 2 降低 排烟温度 的改善方案 3 结语 以余吾热电有限责任公 司为例 ，该公 司使用 的是布袋除尘设备 ，排烟温度过高不但增加排烟 热损失 ，过高的烟温还会经常使布袋除尘器无法 投用 ， 环保 的压力很大 。 为了解决排烟温度过高的 问题 ， 该公司先后投资近三千万元 ， 从各个方面对 排烟温度进行控制。 ( 1 ) 增加破碎装置， 改善入炉煤颗粒。 余吾热 电原先使用 的是齿辊式破碎机 ，该破碎机对煤 的 破碎效果较好 ， 对矸石的破碎效果较差 ， 造成人炉 煤颗粒过大， 为 了改善人炉煤颗粒 ， 首先在厂外增 加 了矸石临时破碎场 ， 专 门对矸石进行破碎 ， 随后 采购 了山特维克的环锤式破碎机 ，彻底改善 了混 煤的破碎效果。入炉煤主颗粒 由原来的 1 3 m l r n降 为 了解决锅炉排烟温度过高问题 ，对排烟温 度升高的各种原 因进行了分析 ，并针对余吾热电 提出了一些改进措施和方案，为锅炉设备改造治 理、 降低排烟温度 、 提高锅炉效率提供 了指导。 参 考 文 献 1 韩玉杰电站实际运行过量 空气 系数的