锅炉排烟温度高的原因分析及控制措施

1 锅炉排烟温度高的原因分析及控制措施锅炉排烟温度高的原因分析及控制措施 大型锅炉的经济运行是一个急需得到重视的问题 这不仅牵扯企业的经 济效益 而且在能源日益短缺的将来对节约能源 实现持续协调发展更具重 大意义 我国煤炭 60 以上消费用在发电方面 节能降耗对电站锅炉更是迫 在眉睫 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 10 排烟温度的高低直接决定着锅炉效率的高低 排烟温度的提高 会直接导致排烟热损失的增加 本文主要阐述在火电厂及工业锅炉中排烟温 度对锅炉经济性的影响 影响排烟温度的因素及如何降低排烟温度进行分析 一 排烟损失的几点分析一 排烟损失的几点分析 1 排烟温度每降低 10 影响 b 0 5 0 6 bs 约 2 0 g kwh 2 排烟氧量每降低 1 0 影响 b 0 35 0 45 bs 约 1 3 g kwh 3 进风温度 tk 与排烟损失 环境温度每升高 10 排烟温度升高 6 7 出风温度升高 1 3 1 5 排烟损失降低约 0 1 与经验悖反 夏季锅炉排烟温度升高 来自 主汽流量增加 q2 增大 进风温度增加 q2 减小 应按 20 风温修正 排烟温度至较低值 但调节暖风器或再循环升高进风温度 排烟损失是上升 的 因环境温度未变 4 回转式空预器漏风与排烟损失 冷端 py 下降 Trk q2 不变 热端 py 下降 Trk 下降 q2 增加 2 判断 若送 引风机电流增加 py 下降 Trk 下降 热端漏风 热端漏 风率每上升 0 1 将导致 下降 0 2 0 3 bs 上升 0 7g kwh 增加 将导致 bs 增加 二 排烟损失的影响因素二 排烟损失的影响因素 1 烟气容积因素 烟气容积取决于燃料的水分 炉膛过量空气系数及各处的漏风量 1 1 漏风 漏风指炉膛漏风 制粉系统漏风 烟道漏风 是锅炉排烟温度高的重 要原因 炉膛漏风主要指炉顶密封 看火口 人孔门及炉底密封水槽处漏风 制粉系统漏风指备用磨煤机冷风门 档板处漏风 烟道漏风指烟道负压运行 外界空气沿炉墙及烟道不严密处漏风 在所有漏风中 尤以炉底漏风影响最 大 漏风使排烟容积增大 导致排烟损失 q2 增加 1 2 过剩空气系数 衡量锅炉燃烧过程的经济性指标为过剩空气系数 空气系数 对锅炉燃 烧工况及热效率有着重要的影响 空气系数 过大 会使锅炉排出的烟气 量增多 将使锅炉排烟热损失增大 引风机 鼓风机电能耗量增加 也会降 低锅炉的热效率 因此空气系数 选择合理 会使能量损失减少 获取较 高的锅炉热效率 并使锅炉安全运行 当负荷变化时 应适当调整进入炉膛 的燃料和空气量 相应的改变燃烧工况 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 3 完全燃烧损失有利 其次 燃料的性质对排烟温度也有很大的影响 1 3 燃料性质 1 3 1 水分对排烟温度的影响 燃料中的水分对燃烧的影响主要是使燃烧着火困难 并降低燃烧区的温 度 使煤粉燃尽变得困难 水分对排烟温度的影响 煤中的水份变成水蒸汽 增加了烟气量 水分高 提高了烟气的酸露点 易产生低温腐蚀 为防止或 轻减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 一般采用的是加装 暖风器 来提高进风温度 但进风温度升高会使排烟温度也升高 因而排烟 热损失将增大 而使锅炉经济性降低 一般估计 煤中的水份每增加 5 由于损失而使锅炉效率下降 0 5 1 3 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 炉内结渣会影响水循环 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 1 3 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 再次 给水温度的变化对排烟热损 失也有影响 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 4 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 因此要引起重 视 2 排烟温度因素 排烟温度的提高 排烟热焓值增加 会直接导致排烟热损失的增加 一 般排烟温度每升高 15 20 就会使排烟热损失增加 1 由此可见适当降 低排烟温度 有利于提高机组经济性 2 1 积灰与结焦 受热面的积灰与结焦 会影响受热面与高温烟气的传热效果 使烟气不 能被及时冷却 导致排烟温度升高 另外尾部受热面的积灰堵塞 使尾部烟 道形成烟气走廊 产生高温度区和低温度区 在低温度区内空气预热器处烟 气结露腐蚀管壁 管子腐蚀穿透后又造成空气预热器漏风 送风走短路进入 烟道 影响锅炉送风 造成高负荷情况下炉膛缺氧燃烧 引起排烟温度升高 2 2 燃烧及与运行工况 实际煤种与设计煤种相比 往往有一定偏差 应根据煤质 随时调整锅炉燃 烧 确定最佳空气系数和煤粉细度 尽量提高制粉系统温度 同时适当提高 顶部二次风的比例 使煤粉充分燃烧 如果二次风送入不合理 可能导致火 焰中心上移 或火焰中心偏移和过量空气系数不合理 造成烟气在炉膛内部 停留时间过短 烟气与受热面的换热不够充分 从而使排烟温度升高 三 降低排烟温度的调整措施三 降低排烟温度的调整措施 5 由此可见 切实有效地燃烧调整对于降低排烟温度 提高机组经济型是 有利的 但实际中排烟温度的降低又受到机组负荷及外界气温的影响 总结 实践 燃烧调整降低排烟温度的具体排控制调整措施主要包括以下几个方面 1 火焰中心位置的调整 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 2 加强一二次风的配合 风粉的配合 一次风压不宜过大 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 3 在保证磨煤机及燃烧器安全的基础上 尽量提高磨煤机出口一次风温度 有利于降低排烟温度 经验数据 磨煤机出口温度每提高 5 可使排烟温 度降低 3 4 4 调整煤粉细度 降低火焰中心会使排烟温度有所降低 5 通过改变氧量及过量空气系数 在保证煤粉燃烧完全的基础上 适当降 低炉膛出口氧量 可使排烟温度降低 6 合理配风 适当改变两侧风机出力 设法消除两侧烟温偏差 7 及时清除锅炉各处结焦结渣 保证省煤器附近声波吹灰器的可靠性 并 对空气预热器的堵塞及时进行消除 认真执行定期工作 加强受热面吹灰 防止受热面积灰可使排烟温度大大降低 8 尽力消除制粉系统 空预器及炉本体各处漏风 保持正常的炉膛负压 炉膛压力过负会使锅炉漏风加大 6 9 通过改变炉膛负压 白天可以控制在规定的数值以内 夜班自己可以调 的小点 但为了现场的卫生和减少不必要的麻烦 还是保留点负压 可采用 微负压燃烧 改变固体燃料的着火时间 10 通过改变一 二次风刚性 改变炉膛内火焰长度及烟气在炉膛内的滞留 时间 进行排烟温度的调整 11 稳定燃烧 保持汽温汽压在额定范围内 12 按规定进行定期排污连续排污 以保证给水品质合格 可减少热阻 降 低排烟温度 13 保持制粉系统的出力运行 尽量少启用制粉系统或避免倒换制粉系统 14 受热面布置 锅炉设计时 对炉膛沾污系数很难估计 使得受热面布置 不合理 或结构不佳 造成受热面吸热不足 导致锅炉排烟温度高 可增加 省煤器管排 或将省煤器光管改成鳍片式 肋化式省煤器 增加省煤器的吸 热量 降低排烟温度 四 排烟损失与锅炉运行经济性的分析四 排烟损失与锅炉运行经济性的分析 锅炉运行经济性直接取决于锅炉效率 锅炉效率的计算有正平衡法和反 平衡法 对于电站等大型锅炉均采用反平衡法 即测得锅炉各项热损失然后 用热平衡方程 Qr Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 及锅炉效率计算公式 Q1 Q2 100 得出 100 q2 q3 q4 q5 q6 其中 q2 Q2 Qr 100 为排烟热损失占送入锅炉的热量比 q3 Q3 Qr 100 为化学不完全燃烧损失占送入锅炉的热量比 q4 Q4 Qr 100 为机械不完全燃烧损失占送入锅炉的热量比 q5 Q5 Qr 100 为锅炉的散热损失占送入锅炉的热量比 7 q6 Q6 Qr 100 为灰渣物理热损失及冷却水热损失占送入锅炉的热量比 在几项损失中排烟损失所占的比例最大 是锅炉效率的决定因素 直接影响 着锅炉经济性 五 小结五 小结 目前 对于工业企业中锅炉是重要的组成部分 据统计工业锅炉每年 燃煤量约占全国煤炭总量的四分之一 而世界多数国家及我国电力工业中 火力发电约占总发电量的 70