电厂煤粉锅炉排烟温度高的原因及解决措施

Alexandria2020

电厂煤粉锅炉排烟温度高的原因及解决措施

在当前电厂生产过程中，煤粉炉应用较为广泛，这主要在煤粉炉运行过程中，煤被破碎成细小粉末后，其表面积增加，使煤粉与空间接触面积增加，煤粉燃烧强度得以提高。在煤粉炉运行过程中，排烟温度高是影响锅炉燃烧效率的最主要因素。因此需要采取有效措施来降低锅炉排烟温度，提高电厂锅炉运行的经济性。

1、锅炉排烟温度高的原因分析

1.1 漏风漏风是指制粉系统漏风、炉膛漏风、炉底水封及风烟系统漏风.漏风是排烟温度升高的主要原因之一。　在炉膛出口过量空气系数不变的情况下，炉膛及制粉系统漏风将使送风机有组织风量下降，空气预热器的传热系数K下降。此外送风量下降也使得空气预热器出口热风温度升高，空气预热器的传热温压下降，而K及传热温压的下降使空气预热器的吸热量降低，最终使排烟温度升高；风烟系统漏风使排烟热损失升高的原因在于：空气预热器之前的烟道漏风,会造成烟气温度下降，传热温压降低，使受热面的吸热量下降，排烟热损失升高；
空气预热器热端漏风，会造成经过空气预热器的空气量、烟气量增加，漏入烟气中的空气温度低于烟气温度，吸收烟气热量后，烟气温度下降，冷热端温差降低，传热量会减少，从而致使锅炉排烟热损失会有所提高。当空气预热器热端漏风系数减小时，排烟热损失也会随之减少，因此降低空预器热漏风数会有效的提高锅炉效率。热端漏风系数变化5%，影响排烟温度6－8℃；炉底水封漏风，大量冷风从炉底涌入，锅炉氧量是固定的，炉底涌入多少风量，通过预热器风量就减少多少。通过预热器的风量大辐降低，传热系数和传热量锐减，排烟温度大辐升高，一般会升高30℃左右；同时火焰中心上移，炉膛出口温度升高，也会造成排烟温度升高2℃左右；
1.2 锅炉氧量

锅炉氧量高，风量大，烟气量增大，流速加快，烟气来不及把热量传给工质就离开了受热面，烟气温度升高，排烟温度升高。

1.3 炉膛火焰中心高度


在相同的负荷及其它条件不变的情况下，炉膛火焰中心越高，炉膛出口温度越高，受热面吸热量增加，减温水量增加，增加多少减温水，经过省煤器的给水流量就减少多少，省煤器换热量减少，省煤器出口（空预器入口）烟温升高，排烟温度升高。主汽压影响排烟温度，汽压高，温度低，减温水量减少，流经省煤器的水量增加，排烟温度降低（适用减温水量高的锅炉）。
1.4 受热面清洁度


锅炉受热面的结渣、积灰是导致锅炉排烟温度升高的另一个主要原因，其对排烟温度的影响主要体现在传热方面。据有关资料介绍：炉膛积灰厚度由1mm增加到2mm时，传热量减少28%，当受热面有3mm厚的积灰就可造成炉膛传热量下降近40%，相应炉膛出口烟温升高百度以上。另外，结渣和积灰引起受热面吸热不足，为了弥补吸热不足，在一定负荷下，需要增加燃料量，从而造成各段烟温进一步升高，排烟温度也进一步升高。加强锅炉本体吹灰,可有效减少受热面积灰、结渣和结垢现象，确保受热面清洁，对降低排烟热损失效果明显。在锅炉运行过程中，煤灰熔点、炉膛燃烧区温度、炉内煤灰的输运特性等都是造成锅炉发生结焦原因。燃煤固有的特性决定了煤灰熔点不可改变的，因此在实际工作中可以从炉膛燃烧区温度、炉内煤灰输运特性两方面入手来改善锅炉结焦的问题。可以采取有效措施来降低炉内气流的运行速度，以此来改善炉内煤灰的输运特性。炉膛内燃烧区温度与燃煤热值、燃煤挥发份、热风温度等都有较大的关系，当热风温度较高时，则表明燃烧区温度也呈现较高水平。在实际锅炉运行时，可以通过提高热风温度来使燃烧区温度上升，从而使一些挥发份较低的难燃煤种能够入炉后实现完全燃烧。但部分高挥发份和易结焦的煤种，如果提高热风温度，则会增加锅炉结焦的可能性。
1.5 省煤器水工况


省煤器的传热量直接受到给水量变化的影响，从而影响排烟温度。给水温度对排烟温度也有一定影响。当机组负荷变化或是高压加热器投停，会影响到给水温度的变化。在高低压加热器投运不全的情况下，给水温度下降，排烟温度也会随之降低。通常情况下给水温度达到265度时，每降低10度排烟温度会下降1.5度，此时给水温度对排烟温度的影响较小。

   

1.6 一次风率
一次风率是指一次风量占总风量的百分比。一次风率高，标志进入磨煤机的热风量增加，磨出口温度升高，同样磨入口温度升高.一次风率越高，磨出口温度越高，需要掺入冷风来降低磨出口温度，通过空预器的有组织风量减少，换热率降低，排烟温度升高；如果减少一次风率，同样的磨入口温度，磨出口温度降低，不需要掺入更多的冷风，通过空预器的有组织风量增多，换热率增加，排烟温度降低。一次风率升高，消耗热能多，相当于漏风 。
1.6 煤质
燃料中的水份、灰份增加以及低位发热量降低均使排烟温度上升。这是因为这些变化将使烟气量和烟气比热增加，烟气在对流区中温降减小，排烟温度上升。即排烟温度与煤收到基水分成正比，与煤的发热量成反比。当前煤炭资源紧张，入炉煤种与设计煤种相差较多，这也是造成排烟温度升高的一个重要原因。

      

1.7 环境温度

    部分锅炉处于露天环境下，随着外界气温的变化会对冷空气温度带来较大的影响，从而造成锅炉排烟温度与设计值发生偏离。当冷空气温度升高时，排烟温度也会随之升高。排烟温度夏天高，冬天低。相同进风温度，排烟温度高，排烟损失越大，反之亦然。所以用排烟温度与进风温度差来标定排烟热损失大小。 空预器进风温度升高10度，排烟温度升高6-7度。

2、控制锅炉排烟温度高的技术措施高

2.1 减少炉膛漏
风定期进行炉本体及制粉系统的查漏治漏工作，在运行时随时关闭炉本体各检查门、检查孔以及制粉系统木块分离器清理口，关闭给煤机手孔、冷灰斗水封挡板处及时焊补、在运行中经常检查捞渣机水封等。
2.2 制粉系统优化运行
2.2.1合理降低一次风率
一次风率降低10%，排烟温度会降低10℃。尽量降低排粉机(一次风机）出口总风压，能保证磨煤机出力及一次风管的风速20m/s即可。
2.2.2 控制磨煤机入口负压
控制磨煤机入口负压－400pa以上，可以通过开启制粉系统再循环风门来实现，同时又能够降低制粉系统中干燥剂总量，降低一次风率；同时，磨入口负压较小，可以减少制粉系统的漏风量，提高通过空预器的有组织风量，达到降低排烟温度的目的。
2.2.3 提高磨煤机出口温度
保证制粉系统安全的情况下，中储式制粉系统磨煤机出口温度70℃，直吹式制粉系统磨煤机出口温度90℃(磨煤机出口温度升高1℃，排烟温度降低1℃)。冷风量减少，经过空预器的有组织风量增加，排烟温度降低；磨入口温度升高，提高了磨工作效率；
2.2.4 乏气送粉系统降低排粉机出口风压
用再循环风门调节排粉机出口一次风压，一次风管风速在20m/s,降低炉膛内的烟气流速；开启再循环风门后，排粉机入口负压降低,减少系统漏入的冷风量；进行一次风管去阻力改造，降低一次风管阻力，以降低一次风压及一次风率；定期做一次风调平试验。
2.2.5 直吹式制粉系统的密封风压
降低密封风风压，密封风一次风压差不超过1.2kpa(经验值)。密封风是冷风，相当于制粉系统漏风，压力越高，漏风越大，对排烟温度影响越大。
2.2.6 合理投切磨煤机、排粉机运行
负荷不变时，中储式制粉系统尽量多运行磨煤机，少运行排粉机。低负荷保持三台排粉机或两台排粉机运行；负荷不变时，直吹式制粉系统尽量少运行磨煤机，减少冷风量的掺入；保持最佳磨煤机、排粉机运行方式，减少磨煤机、排粉机启停次数。
2.2.7 制粉系统消缺
及时消除制粉系统冷风门、热风门、锁气器等的内漏，粗细粉分离器的外漏等缺陷。

2.3 防止受热面积灰采用动态蒸汽吹灰法，投入影响排烟温度较大的吹灰器运行；定期对再热器烟气档板进行放灰，在炉膛和尾部烟道吹灰期间要适当的增加再热器烟气挡板放灰的次数；
2.4 氧量控制技术锅炉最佳氧量一般控制3.0－3.5%之间，负荷高时氧量低一些，负荷低时氧量高一些。最低不能低于2.0%，如果低于2.0%,首先，机械不完全燃烧损失迅速增加；其次，风量降低，空气动力场不稳定，影响锅炉安全运行机制。偏离最佳氧量值1.0%，排烟温度升高约10℃；定期做氧量测点标定（网格笛孔法），准确掌握盘前氧量与标定氧量的差值，按实际氧量值进行运行调整；
氧量自动调整保证好有，防止氧量大起大落，波动太大。

2.5 炉膛负压
炉膛坚直方向，每十米压力相差近100pa，上高下低，合理选择炉膛负压测点尤其重要。炉膛负压一般控制在正负50pa之间。引风机前风烟系统如果有漏风，随着炉膛负压增加，漏风量增加，烟气量增加，送风量降低，通过空预器的有组织风量降低，排烟温度必然升高，所以炉膛负压不能控制太低。（负压法查炉膛漏风:锅炉运行时，降低炉膛负压至－400pa左右，如果排烟温度升高，说明系统有明显漏风。）

2.6炉膛出口烟温控制（SOFA）
SOFA风增加，主燃区氧量降低，燃料不完全燃烧率增加，到过燃区燃烬煤量增加，汽温升高，炉膛出口温度升高。所以，SOFA风不宜开度过大。受以下三种因素影响：2.6.1 挥发份低，主燃区着火难度增加，更多份额燃料到过燃区燃烧，汽温升高； 2.6.2 缺氧燃烧时，主燃区燃料不完全燃烧率增加。如果是富氧燃烧，风量重新分配对主燃区氧量影响小，主燃区燃料不完全燃烧率变化不大，不会产生温度升高的效果； 2.6.3 过燃风率越大，影响越小。

2.7 空预器漏风率
严格控制空预器的漏风率在5%以下或更低。根据空预器入出口风、烟温设计值及排烟温度可以大概判断漏风情况。
2.8 入炉煤管理针对入炉煤品质复杂多样，加强掺配煤管理，科学掺配经济煤种，入炉煤低位热值不低于3600大卡/千克，保证挥发份35%以上。

       排烟热损失在锅炉所有热损中占比最大，影响锅炉效率较多。在当前电力市场竞争激烈的形势下，为了提高自身的竞争力，则需要采取有效措施，降低排烟温度，从而降低生产成本，提高电厂运营的经济性。

复合相变换热器技术可以很好降低锅炉排烟温度与酸露点腐蚀的矛盾，解决了这个世界性的难题，开拓了锅炉节能的新思路，创造了一种锅炉有效节能的新方法。

复合相变换热技术的主要核心内涵为：

1、能够在锅炉的设计和改造中，大幅度降低烟气的排放温度，使大量中低温热能被有效回收，产生十分可观的经济效益；

2、在降低排烟温度的同时，保持金属受热面壁面温度处于较高的温度水平，远离酸露点的腐蚀区域，从根本上避免了结露腐蚀和由此发生的堵灰，大幅度降低设备的维护成本；

3、保证换热器金属受热面最低壁面温度处于可控可调状态，使复合相变换热器具有相当幅度的调节能力，使排烟温度和壁面温度保持相对稳定，并能适应锅炉的燃料品种以及负荷的变化；

4、在保留热管换热器具有高效传热特性的同时，通过适时排放不凝气体有效解决相变换热器可能出现的老化问题，大大延长设备的使用寿命。

内容来源：余热余能再利用