锅炉排烟温度高分析

锅炉排烟温度高分析 刘怀显 中电国华神木发电 有限公司 陕西 神木 7 1 9 3 1 6 摘要 办法 关键词 通过对中电国华 神木发电 有限公司两台 锅炉 排烟温度高的 分析 找出了 原因 提出 解决的 排烟温度煤粉锅炉制粉系统 中电国华神木发电有限公司的两台锅炉系北京巴布科 威尔科克有限公司生产的 B 二十四 个 循环回路 炉膛出口 布置有屏式过热器 水平烟道布置两级对流过热器 炉顶 水平烟道 两侧及斜 底 转向 室直至上级省煤器四周均用膜式管包敷 尾部烟道交叉布置两级省煤器和管式空气预热器 锅炉设计采用神华煤 配有两套D T M 3 2 0 5 8 0 球磨机 中间仓储式乏气送粉制粉系统 锅炉自 2 0 0 0年投产以 来 在调试及试运行过程中就一直存在排烟温度 热风温度超设计值的问 题 满负 荷的情况下 即使两台磨煤机运行时 排烟温度也高达 1 5 3 1 6 0 C 超出设计值 1 3 1 C 2 0 左右 致使锅炉效率只能达到9 1 5 未能过到锅炉设计效率9 2 1 使其经济性受到严重影响 1 排烟温度高的危害 排烟温度的高低直接影响到锅炉的 排烟热损失q z的大小 当 排烟温度升高1 2 1 5 C q z 约增 加 1 所以 应尽量降低排烟温度 q 又是锅炉损失中最大的一项 进而影响锅炉效率和机组的发 电 煤耗 一般情况 排烟温度每升高1 0 0C 机组煤耗将增加2 g K w h 左右 这样对于国华神木发电 有限公司4 1 0 t h 高压锅炉来说 每年要多 消耗近万吨动力 煤 排烟温度超温严重时 往往会影响 到预热器的安全运行 进而影响发电 机组的安 全经济运行 所以 降低排烟温度对于节能降耗 提 高 锅炉的安全稳定性具有重要的实际 意义 2 排烟温度高的原因分析 2 1 制 粉系 统的 运行方 式及调整的 影晌 中电国华神木发电 有限公司的 两台 锅炉配置四 套中间 仓储式乏气送粉的 制粉系统 由 于该公司 燃用的是神华煤 该煤种的特点是低灰 低硫 低熔点 T z 为1 1 6 8 C 高挥发份 高 热值 易发生 煤粉自 燃及制粉系统爆炸 为了防止制粉系统内 积粉自 燃及制粉系 统爆炸 所以 对制粉系统的运行 有严格的 要求 这样制粉系统的 运行调整也受到了 制约 另外燃用神华煤有易结焦的 特点 由 于 乏 气送粉的制粉系统与燃烧有非常密切的联系 也给制粉系统 主要是一次风 的调整带来困难 中 2 7 0 间仓储式的 制粉系统 当 煤粉仓粉位高时 则需要磨煤机停止 运行 大约有 1 1 3 多 的时间磨煤机在 停运 这样乏气送粉的一次风温 冷热风混合温度 原来规定不超过9 0 C 这也是为了 制粉系统 防爆 经过几年的 摸索0 4 年底规定不 超过1 1 0 C 影响排烟温度变化约3 5 C 对于乏气送粉的锅 炉 磨煤机停止后一次风用冷风加热风代替 这使得进入炉膛的冷风增加 通过空 气预热器的风量 减少 排烟温度升高 经试验表明 在磨煤机停运时 现在的排烟温度将升高1 1 1 3 C 1原来升高 在1 5 1 8 0C 排烟温度的降低也受磨煤机出力的影响 磨煤机出力大时 热风用量大 冷风用量小 这样在制粉系统运行时 排烟温度会下降不少 但是出 力大 磨煤机的停运时间长 反倒使得整体排 烟温度升高 所以 要彻底解决排烟温度的问 题 在不影响燃烧及结焦及磨煤机出 力的 情况下应将 一次风的通风量尽量降低 这样磨煤机停止 运行后 掺入的冷风量就会减少 在制粉系统运行中 要保持其出力不变 应尽量采用热风制粉 同时尽量减少冷风的掺入量 只 有这样才能使得通过空 气预热器的风量增加 排烟温度得到降低 另外在一次风压 风速及风量能满足燃烧的 情况下 应 通过对制粉系统再循环的调整来控制磨煤机的出口 温度 即 开大再循环 减少冷风量 这也是为了 增加空气预热器的 通风量来降 低排烟温度 一次风压的高低对排烟温度也有影响 一次风压越高 通过排粉机获得的能量越多 排粉机的出口 温度越高 为了使排粉机的出口 温度不超规定值 就得 降低排粉机入口 温度 也就是减少了制粉系统的热风用量 增加了 冷风用量 排烟温度就升高 但 首先应该满足燃烧的需要 2 2 空气预热器入口 温度的影响 空气预热器入口 温度高 空 气预热器传热温差变小 烟气的放热量就小 从而使排烟温度升高 本公司空 气预热器入口 设置有室外风与室内 风切换档板 冬季一般采用室内风 风 温在3 0 以 上 夏季一 般采用室外风 经验表明 在室外风与室内 风切换时排烟温度将变化6 8 C 经计算 冷空 气温度每变化I C 排烟温度同向 变化约0 5 5 C 所以 空气预热器入口 温度的变化对排烟温度影响 也很大 2 3 锅炉漏风且的影晌 锅炉漏风量主要是制粉系统漏风和炉底 炉膛漏风 锅炉漏风量的多少也是影响排烟温度升高 的 原因 之一 漏风 量的 大小与 运行调 整 设备 状态 设备本身的 结 构以 及检修质 量 有较大关 系 经 计算表明 漏入炉膛与 制粉系统冷风总系统与排烟温度成线性关系 漏入炉膛与制粉总系统冷风系 数增加0 0 1 排烟温度升高1 3 3 C 2 4 发电最及负 荷率的影晌 全年的发电 量多少及负荷率的高低对排烟温度也影响不小 发电 量多 负荷率高 锅炉的结焦 堵灰相对严重 全 年 排烟 温度自 然就高 反 之发电 量少排烟 温度自 然就 低 2 5 凝汽器真空的 影晌 凝汽器的真空高 低 对排烟温度影响也比 较大 夏季外界气温高 凝气器真空低 则 锅炉的蒸 发量就大 锅炉燃烧需要的给粉t与送风量就大 再加上蒸发量大锅炉的结焦与堵灰严重 排烟温 度就高 冬季外界 气温低 凝汽器的真空高 锅炉燃烧需要的 给粉量与送风量就小 再加上蒸发量 小锅炉的结焦与堵灰相对少 排烟温度就低 2 71 2 6 煤种的影晌 煤的成分直接影响烟气量和烟气特性 燃煤中的灰份 水分增加以及低位发热量降低 均使排 烟温度升高 其中主要是水分和发热量 但灰分含量大也有影响 但根据实际燃煤情况来看 锅炉 燃用的煤种与设计煤种相当 所以 煤种不是影响 排烟温度升高的主要原因 2 7 炉膛出口过且空气系数的影响 炉膛过量空气系 统数增加有两方面作用 其一使通过空气预热器的空气量增加 从而增加空 气 预热器的传热量 降低排烟温度 另一方面 使流过半 辐射及对流受热面烟气量增加 受热面烟温 降 低减少 导致排烟温度上升 经计算炉膛出口 过量空气系数在正 常范围变动时 排烟温度的影响 不明显 2 8 给水温度的影响 在负荷和工质的品质不变的 情况下 锅炉给水温度增加 使输入炉膛中的燃料耗量下降 然料燃 烧产生的烟气容积流量下降 过热器吸热量降 低 各级受热面出口 烟气温度上升 给水温度的增加造 成省煤器的传热温差下降 使得预热器进口 烟气沮度上升 导致排烟温度升高 给水温度升高1 0C 排烟温度将升高0 3 C 2 9 受热面管外因 积灰 堵塞 普内 结垢的影晌 受热面积灰 结渣和结垢将使传热系数降低 排烟温度升高 运行中要调整好炉内空气动力工 况 防止火 焰贴墙引起结焦 同 时应加强 锅炉吹灰打焦工作 防止受热面结焦堵灰影响传热效果 同时运行中应保持给水 炉水及燕汽品 质合格防止各受热面管内 结垢影响传热等 可降低排烟温度 3 5 3 排烟温度高的治理 通过对影响排烟温度升高原因的分析 虽然原因比 较多 对逐个原因进行排查 认为煤种对 排 烟温度影响不大 过量空气系数控制在额定值范围内 给水温度也在设计值范围内 受热面结焦 积灰不是很严重 烟气走廊 也 较少 最后把影响 排烟温度升高的主要原因定格在制粉系统运行 方式上 即掺入冷风的数量 另 外负荷率的高 低 真空的高低和送风机入口 风温的高低对排烟温度 的影响也不小 但是追求负荷率是发电 厂的 宗旨 可不能 超出力 运行 另外送风机的入口 温度高 对整体炉效是有好处的 所以 着重对制粉系 统运行方式问题进行 研究 3 1 制粉系统掺入冷风的数f对排烟温度升离的分析 首先我们分析制粉系统掺入冷风对排烟温度的 影响 正常运行中要控制炉膛出口 氧量 即过量 空气系数 当 炉膛出口 过量空 气系 数 一定时 制粉系统掺入冷风的数量增加 预热器出口 过量空 气系数减少 即通过预热器的风量减少 预热器传热系数降低 同时预热器通风量降低 预热器的 出口 风 温上升 使预热器传热温压 下降 传热系 数和 温压降 低导 致预热器吸热量减少 最终 使排 烟 温度升高 对于乏气送粉锅炉 磨煤机停用时 该 制粉系 统所带燃烧器的一次风将直接用热风掺冷 风 代替 这部分风不再干操煤粉 需掺入更多的冷风才能 将排粉机出口 温度控制在要求的值 这使 得制粉系统参入冷风且增加 排烟温度升高 从锅炉实际运行情况看 停两台磨煤机排烟温度将升 高1 1 1 3 1C 可见如果能够控制减少制粉系统拾入冷风率 降低排烟温度是明显的 2 7 2 3 2 调整制 粉系 统推入冷风的数f 对于乏气送粉的 制粉系统 首先应调整一次风的 通风量 在不影响燃烧及制粉系统出力的 前提 下 减少一次风量对排烟温度影响很大 另外应合理使用制粉系统再循环 以 前制粉系 统再循环风 停用 再循环风未投用必然使一次风压升高 制粉系统风量等于一次风量与 再循环风量之和 如果 再循环风关闭 则制粉系 统风量即等于一次风 为了不影响制粉系统出 力 由于 制粉出力与通风量 成正比 根据现场实际情况进行调整 即对于原来的运行方式来说是相应减少了制粉系统通风量 在系统运行时用再循环风适时调整 磨煤机入口 冷风门也由 原先的全开状态适当 关小3 0 左右 热 风门由 原来开度不到4 3 提高到5 3 另外提醒乏气送粉锅炉的制粉系统和燃烧是紧密联系的 所 以调整不能影响燃烧和制粉出力 所以 制粉系统运行方式的调整首先从燃烧侧开始 3 3 一次风速 锅炉燃烧工况的 好坏 不仅需要合适的 一次风率 而且需要合适的一次风速 本锅炉燃用的 是 神华煤 设计风速为2 8 9 m s 但其一次风测量显示为一次风管静压 运行人员 不能直观监视风速 为加强燃烧运行调整 几年来摸索调整及外请专家的测量标定 实 测单管一次风速普遍高 运行 将 原来的一次风压由3 0 0 0 P a 降低至冬季2 3 0 0 P a 2 5 0 0 P a 夏季的2 6 0 0 P a 2 8 0 0 P a 经过这样的调 整 运行一段时间后 锅炉 燃尽度也有所好转 飞 灰和炉渣可燃物也不同程度的下降 同时 将一次小风 门由 原来的1 0 0 关小至6 5 3 4 钢球装载t 乏气送粉系统中钢球装载量直接影响 制粉出力 增加钢球装载量意味着给煤量增加 则所需 干 燥剂也增加 但所需 通风 量也增加 由于干燥风量与制粉系统通风量在不同 钢球装载量下的比 例不 同 通过减少 磨煤机的 钢球装载量 来减少系统通风量 这样磨煤机停运和运行时一次风量变小 根据前面论述排烟温度应该降低 制粉单耗也有了大幅度的降低 磨煤机单 耗由 原来的1 8 K W h t 煤 左右降低至现在的1 4 8 K W h t 煤左右 排粉机单耗降低了5 5 K W h 八煤左右 通过以 上调整 将制粉系统的 冷风量减小 使排烟温度下降非常明显 与最高时期相比 排烟温 度降低了2 0 左右 4 结论与建议 4 1 针对排烟温度高的问 题 通过一次风率和制粉系统运行方式的调整 使进入炉膛的 冷风减少 与最高时期排烟温度下降了2 0 左右 提高锅炉效率约0 5 使发电标准煤耗率下降4 O g k w h 左 右 4 2 对炉膛漏风 炉底漏风和制粉系统漏