发电厂排烟损失影响因素分析和降低措施

1、发电厂排烟损失影响因素分析和降低措施 【摘 要】发电厂在长期运行中，排烟温度普遍高于设计值。排烟温度升高，排烟损失增大，从而导致锅炉效率降低。通过理论分析，并结合现场经验，对引起排烟温度升高的原因进行分析，提出了相应的解决措施和建议。 【关键词】排烟温度；锅炉效率；燃烧调整 0.引言 2009年5月1日起施行的新的特种设备安全监察条例增加了对特种设备节能减排的要求，这就需要特种设备用户把节能减排工作作为一项重要的工作任务来抓。我国能源结构的最大特点是以煤为主，占到3/4以上 ，其中锅炉煤耗达80%左右，我国煤炭60 %以上消耗在发电方面，而锅炉的热损失包括：排烟热损失、机械不完全燃烧热损失，化

2、学不完全燃烧热损失，灰渣物理热损失，飞灰热损失及炉体散热损失。排烟热损失是现代锅炉各项热损失中最主要的一项，约占5% 12% 排烟热损失是因锅炉排出的烟气焓高于冷空气进入锅炉时的焓，所造成的热量损失。提高锅炉燃烧的经济性，主要应从减小排烟热损失着手，影响排烟热损失的主要因素是排烟温度和排烟量。显然，锅炉排出烟气的温度越高，锅炉排烟量越大，排烟热损失就越大。锅炉排烟温度偏高，严重影响了锅炉运行的经济性（一般情况下，排烟温度每升高10，排烟热损失增加0.5% 一0.8% ），同时对炉后电除尘的安全运行也构成威胁，所以有必要根据设备的具体状况，全面分析造成锅炉排烟温度升高的各种因素，制定出切实可行的

3、措施以达到降低排烟温度，减少排烟热损失，提高锅炉效率。 1.锅炉排烟热损失的概念及其与锅炉热效率的关系 1.1 锅炉排烟热损失的概念 锅炉烟气离开最后一级传热面空气预热器时，温度约为120160，含有大量的热量，这部分热量未被利用而从烟囱排出。这部分热量损失占输入热量的百分数称为排烟热损失，通常用q 表示。燃烧所需要的空气是送风机送入的冷风，如果没有附设的暖风器，则风温为室温。如果是负压锅炉，则从炉膛和尾部烟道漏入的也是冷风。从冷空气变为120160的排烟，必然要消耗一部分燃料，所以形成了排烟热损失。很显然，排烟温度越高，空气预热器后的过量空气系数越大，排烟热损失也越大。无论何种类型的锅炉，其

4、热损失都由下列各项组成：排烟热损失 ；化学不完全燃烧热损失 ；机械不完全燃烧热损失 ；散热损失 ；灰渣物理热损失。各种锅炉燃用的燃料不同，燃烧方式和排渣方式不同，上述各项热损失所占的比例也不一样。但总体上来说，排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项。 由上式可知，影响排烟热损失q2的主要因素是排烟焓的大小，而影响排烟焓大小的又是排烟容积和排烟温度，所以排烟温度越高、排烟容积越大，排烟热损失越大，漏风量增加py 越大，排烟热损失越大，运行实践证明排烟温度每增高1020，q2 约增加1%。显然降低排烟温度可降低q2热损失，提高锅炉效率使供电煤耗下降。 1.2 排烟热损失与锅炉热效率的关系 锅炉输出

5、的热量与输入的热量之比称为锅炉的热效率。热效率表明了锅炉利用热量的有效程度。锅炉热效率常用反平衡法进行测试。即我们可以将锅炉输入的热量看作100%，经测试得到锅炉各项热损失所占输入热量的百分数后，将各项热损失剔除，则得锅炉热效率，如下式：=q1=100%-q2-q3-q4-q5-q6，其中：q1为有效利用热量占送入锅炉总热量的百分数，q2为排烟热损失占送入锅炉总热量的百分数，q3为化学不完全燃烧损失占送入锅炉总热量的百分数，q4为机械不完全燃烧损失占送入锅炉总热量的百分数，q5为散热损失占送入锅炉总热量的百分数，q6为灰渣物理热损失占送入锅炉总热量的百分数。一般而言，散热损失所占的比例比较小，

6、且随负荷变化不大；锅炉的灰渣物理热损失很小，可忽略不计；因此，排烟热损失q2和化学不完全燃烧热损失q3、机械不完全燃烧热损失q4一样，是决定锅炉热效率的主要因素之一。一般来说，排烟损失约占送入炉膛热量的6%左右，排烟温度每增加1215，排烟热损失约增加0.5%。所以排烟温度是锅炉运行最重要的指标之一，必须重点监视。排烟热损失q2可按下表估算。过量空气系数及温度如不是表中所列数值，可用插入法求得排烟热损失。 1.3排烟损失的几点分析 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

7、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 2.导致排烟热损失增加的主要因素 锅炉排烟热损失决定于排烟温度和过量空气系数，因此我们从这两个方面对导致排烟热损失增加的因素进行分析。 2.1 排烟温度升高的主要因素 排烟温度升高是导致排烟热损失增加的主要方面，因此在锅炉运行中必须对排烟温度重点加以监控。导致排烟温度升高主要有以下因素： （1）受热面结渣、积灰。无论是炉膛的水冷壁结渣积灰，还是过热器、对流管束、省煤器和预热器积灰都会因烟气侧的放热热阻增大，传热恶化使烟气的冷

8、却效果变差，导致排烟温度升高。 锅炉结焦的原因： a.燃煤煤质差，灰熔点低，是造成锅炉结焦的主要原因。 b. 锅炉结构不合理或水冷壁表面情况不良。 c.锅炉负荷过大，锅炉热负荷过高。 d.炉内空气量不足，燃料与空气混合不好。 e. 煤粉过粗，煤粉燃烧过程拉长。 f. 燃烧调整不当，使火焰中心偏低、偏斜、冲墙等。 g. 发现结焦，未及时除焦或未采取有效措施。 （2）过量空气系数过大。正常情况下，随着炉膛出口过量空气系数的增加，排烟温度升高。过量空气系数增加后，虽然烟气量增加，烟速提高，对流放热加强，但传热量增加的程度不及烟气量增加的多。可以理解为烟速提高后，烟气来不及把热量传给工质就离开了受热面

9、。 （3）漏风系数过大。负压锅炉的炉膛和尾部竖井烟道漏风是不可避免的，并规定了某一受热面所允许的漏风系数。当漏风系数增加时，对排烟温度的影响与过量空气系数增加相类似。而且漏风处离炉膛越近，对排烟温度升高的影响就越大。漏风是指炉膛漏风、制粉系统漏风及烟道漏风，是排烟温度升高的主要原因之一，是与运行管理、检修以及设备结构有关的问题。漏风直接导致排烟热损失增加，实践证明，炉膛漏风系数每增加0.1，排烟温度将随之增加38 ，排烟热损失将增加0.2% 0.4% 炉膛漏风主要指炉顶密封、看火孔、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风门、挡板处漏风；烟道漏风指氧量计前尾部烟道漏风。 （4）给

10、水温度。当汽轮机负荷太低或高压加热器解列时都会使锅炉给水温度降低。一般来说，当给水温度升高时，如果维持燃料量不变，省煤器的传热温差降低，省煤器的吸热量降低，使排烟温度升高。 （5）燃料成分。 a.水分 燃料中水分的增加使烟气量增加，因此排烟温度升高。煤中水分较高能提高烟气的酸露点，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器受热面的壁温，即提高排烟温度和人口空气温度。提高空气人口温度一般使用暖风器， 这样提高冷风温度。但冷风温度升高会使排烟温度升高，导致排烟热损失增大，使锅炉经济性降低。该公司煤中水分每增加1% ，就会因排烟热损失使锅炉效率下降0.59% 。 b

11、.灰分 灰分增加，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。尾部受热面沾污会使排烟温度显著升高，灰分高的煤发热量低，在相同负荷情况下消耗的燃料量会增加，造成烟气量和流速升高，导致排烟温度及排烟量升高，使锅炉效率降低。 c.挥发分 挥发分减少时，煤粉着火推迟，燃烧的时间增加，造成炉膛出口温度增加，导致排烟温度升高，锅炉效率降低。 （6）锅炉负荷。虽然锅炉负荷增加，烟气量、蒸汽量、给水量、空气量成比例地增加，但是由于炉膛出口烟气温度增加，所以使排烟温度升高。负荷增加后炉膛出口温度增加，其后的对流受热面传热温差增大，吸热量增多，所以对流受热面越多，锅炉负荷变化对排烟温度的

12、影响越小。 （7）燃烧工况。当锅炉燃烧不良，经常冒黑烟时，易造成炉膛水冷壁面和对流受热面挂灰，传热热阻增加，烟气冷却效果变差，从而排烟温度升高。 （8）空预器入口风温高 在夏天，空气预热器入口风温高，空气预热器传热温差小，烟气的放热量就少，从而使排烟温度升高。同时对煤粉炉制粉系统需要的热风减少，流过空预器的一次风减少，排烟温度升高，这属于环境因素，是难以克服的，若增加过多的受热面，降低空预器人口烟温，则冬季时，排烟温度会低于露点值，为防止空预器低温腐蚀，必须投入暖风器，来提高排烟温度，这样，辅汽损失会增大，所以要根据环境温度变化的规律，综合考虑设计布置受热面。 （9）受热面布置因素 由于锅炉设

13、计时，对炉膛沾污系数估算不准，使得受热面布置不合理，或者是由于结构不佳造成受热面吸热不足，导致空预器入口烟温偏高，从而使得排烟温度升高，这需要重新设计计算，必要时可采取增加省煤器管排，或将省煤器由光管式改为鳍片式，增加省煤器的吸热量，降低空预器入口烟温，具体可参考科学出版社出版的锅炉和热交换器的积灰、结渣、磨损和腐蚀的防止原理与计算第四章第七节“用合理的锅炉结构设计来减少受热面的积灰和结渣”提出的十一条措施，设计结构合理的锅炉，减少受热面积灰和结渣。 （10）锅内结垢 锅炉水质处理设备出现故障、水处理人员失职或原水品质变坏，导致锅炉给水品质不好；锅内水质监测、控制不良或司炉人员没有按规定进行排

14、污，都可以造成锅内结垢。锅内结垢后，水垢是热的不良导体，炉膛中燃料所产生的热量不能正常地被锅内工质吸收，烟气温度自然会升高；因此，排烟温度也会随之上升。 （11）制粉系统运行方式不合理 a.不同的负荷段应选择不同的制粉系统运行方式。选择制粉系统运行方式不合理时的火焰中心会升高，锅炉热负荷在炉膛较高位置处集中，从而导致排烟温度升高。当制粉系统检修时，制粉系统在运行方式上的调整可能会影响到火焰中心的高度，一旦制粉系统检修工作结束，应立即恢复正常的制粉系统运行方式。 b.相同的制粉系统运行方式下，喷燃器的不同运行方式及喷燃器出力也会影响排烟温度。 c. 当燃煤煤质变化时，也应相应地改变制粉系统的运行

15、方式。当燃用发热量低的煤时，应使用下层制粉系统并且保持较细的煤粉细度，否则燃烧不充分，会使飞灰含碳量增加，燃烧不完全损失增大，从而导致排烟温度升高。当燃用发热量高的煤时，可以保证充分燃烧的情况下使用上层制粉系统。有时煤中硫分高，会导致炉膛结焦严重，会使灰的熔点降低。若此时锅炉运行的负荷较高，那么炉膛温度也会很高，若选择的制粉系统运行方式不合理，则极容易发生炉膛结焦，从而使火焰中心上移，排烟温度升高，排烟损失增大。 （12）制粉系统冷风中掺冷风量多 制粉系统的主要功能之一是干燥给煤。如果利用向热风中掺入冷风的方法来降低磨煤机入口干燥剂温度和增加磨煤通风量，其结果必然会减少流经空气预热器的空气量，导致排烟温度升高。加强对一、二次风的配比及制粉用热风量的调整，多用系