大容量电站锅炉及辅机能耗诊断(一)

Alexandria2020

大容量电站锅炉及辅机能耗诊断(一)

1.引言  在能源日益紧缺，燃煤质量日渐下降的今天，火力发电企业经营压力日益加大，节能工作变得越来越重要。为评估火力发电企业节能工作状况，能源利用水平和存在的问题，分析原因，制定措施，2009年以来对不同区域、不同类型的27家企业共70台锅炉及辅机开展了节能诊断工作。其中300MW等级亚临界锅炉44台，600MW等级亚临界锅炉6台，600MW等级超临界锅炉18台，1000MW等级超超临界锅炉2台。详细情况如下。

NO.2:锅炉能耗水平检测分析

为摸清各发电企业锅炉能源利用水平,现场对63台锅炉进行简化效率试验,锅炉平均效率为92.15%，比保证值偏低0.30个百分点，使供电标准煤耗升高约1.17g/kW·h。效率低于保证值的锅炉有34台，占检测锅炉总台数的53.97%，效率平均偏低1.28个百分点；效率高于保证值的锅炉有28台，占检测锅炉总台数的44.44%，效率平均偏高0.88个百分点。锅炉效率分布情况见图1。1000MW超超临界机组锅炉效率平均为93.75%，比保证值偏高0.09个百分点，使供电标准煤耗降低0.29g/kW·h；600MW超临界机组锅炉效率平均为92.92%，比保证值偏低0.4个百分点，使供电标准煤耗升高1.52g/kW·h，其中效率最差的比保证值偏低4.02个百分点；600MW亚临界机组锅炉效率平均为92.05%，比保证值偏低0.77个百分点，使供电标准煤耗升高2.75g/kW·h；300MW亚临界机组锅炉效率平均为91.7%，比保证值偏低0.19个百分点，使供电标准煤耗升高0.81g/kW·h。锅炉效率呈现出从亚临界小容量到超临界大容量逐渐升高的趋势,体现出大容量、高参数锅炉设计的日趋完善，各类型锅炉平均效率见图2

2.1 排烟温度检测诊断

排烟量一定情况下,排烟温度升高,排烟损失大致呈正比升高，排烟温度升高10℃，锅炉效率约降低0.5个百分点。

2.1.1 排烟温度分析原则

排烟温度高现场简易分析方法遵循如下原则：（1）预热器入口烟温不高于设计值，可排除蒸发和蒸汽吸热比例失衡、火焰中心升高、预热器前受热面吸热偏少等原因。（2）同时存在一、二次风出口风温低、一、二次风温升和烟温降下降，可判断预热器换热存在不足。（3）预热器烟气侧阻力不高于设计值，可排除预热器堵灰对换热影响。（4）预热器不堵灰，其前烟温正常且烟温降降低幅度小于空气温升降低幅度，可以判断为预热器脏污或换热面积不足。（5）预热器不堵灰，其前烟温正常且烟温降降低幅度大于空气温升降低幅度，可以判断预热器过风量减少（无组织风量或漏风大），但也可能同时存在预热器脏污或换热面积不足问题。

2.1.2 排烟温度检测情况

按照上述原则，根据现场DCS测试条件，对62台锅炉排烟温度进行检测和修正计算，排烟温度偏高锅炉共44台，占锅炉总台数的68.75%，排烟温度平均偏高13.54℃，约使锅炉效率降低0.77%左右。300MW亚临界锅炉，排烟温度平均偏高10.99℃；600MW亚临界锅炉排烟温度平均偏高15.98℃；600MW超临界锅炉排烟温度平均偏高15.83℃；1000MW超临界锅炉排烟温度平均偏高6.69℃。可见排烟温度偏高问题较普遍，对排烟损失影响也较大。各类型锅炉排烟温度偏高情况见图3。

2.1.3排烟温度高原因诊断

各锅炉排烟温度偏高原因分析见表1。

因预热器脏污或换热面积不足造成排烟温度偏高锅炉有23台，占排烟温度偏高锅炉的52.27%。预热器换热面积偏小分两种情况，一是本身设计偏小，二是实际填充偏少。预热器堵灰造成排烟温度偏高锅炉有17台，占排烟温度偏高锅炉的38.64%，预热器堵灰一方面与煤质有关，另一方面与运行管理和设备维护水平有关；因煤质差、水分高、卫燃带布置偏多造成火焰中心高，蒸发与蒸汽吸热比例失衡、烟气量大等因素，造成排烟温度高锅炉有10台，占排烟温度偏高锅炉的22.73%；因送风出力不足，经空预器空气量偏少和预热器空气流量偏差等原因造成排烟温度高锅炉有14台，占排烟温度偏高锅炉的31.82%；因高排汽温偏高，烟气挡板调节不及时造成排烟温度偏高锅炉有2台，占排烟温度偏高锅炉的4.55%。可见预热器脏污或换热面积小、预热器堵灰、送风不足和无组织风量大、煤质差等原因，是造成排烟温度偏高的主要原因，既有设计问题，也涉及运行和煤种原因。

2.1.4降低排烟温度措施

降排烟温度应针对不同原因采取不同措施，火焰中心高就要考虑降火焰中心，如降低一次风速、提高一次风温、降低煤粉细度、减少上层燃烧器运行、热负荷采取正塔形分布、难燃煤种避免放在上层燃烧、喷燃器摆角尽量下摆等；若为预热器堵灰脏污，运行中应加强的预热器吹灰，检修机会彻底清理预热器蓄热片，预热器冷端金属温度保持在烟气露点以上，避免省煤器泄漏等；若预热器换热面积不足，并有预留空间，可增加部分换热面，或采用高效蓄热板，甚至采用前置预热器。也可考虑将烟气余热利用于低温省煤器或供热加热器等；若排烟温度高原因为送风量不足和掺入冷风量大，应进行送风机扩容，提高磨煤机出口风温，减少制粉系统掺入冷风量，检查消除炉膛、烟道漏风等；若前部换热面换热不足，可适当增加吹灰，并根据具体情况调整受热面。

2.2预热器漏风率检测诊断

排烟温度一定情况下，排烟量增加，排烟损失成正比上升。大多数锅炉预热器前氧量是基本合理的，只是个别锅炉未进行规范的氧量优化试验，因此影响排烟量的主要因素是预热器漏风率。漏风率上升1个百分点,发电标准煤耗约上升0.15 g/kw·h。

2.2.1 预热器漏风率检测情况

预热器漏风率超标锅炉33台，占锅炉总数的47.14%，漏风率平均超标3.95个百分点。可见预热器漏风问题较为普遍，对排烟损失影响较大。

2.2.2 预热器漏风率偏大原因诊断

引起预热器漏风率偏大的主要原因一方面是动静密封间隙大，另一方面一次风压高。间隙大的主要原因包括间隙自动跟踪不能正常跟踪、扇形板卡死不能调整、密封片磨损、吹损得不到及时维护和调整、预热器冷端腐蚀、预热器安装水平度不合格等。一次风压高原因主要是煤质差，磨煤机出力不能满足负荷要求，为保证制粉出力，提高一次风压。

2.2.3 降低预热器漏风率的措施

预热器漏风不但影响其有效换热量，使排烟损失增加，还会导致三大风机耗电率上升，甚至影响锅炉燃烧。解决预热器漏风首先还是强化漏风治理，保证间隙跟踪，及时调整修复间隙。为进一步提高密封水平，可采用一些较为成熟的密封新技术，如双密封、接触软密封等；另外加强燃料管理，优化配煤掺烧试验，尽可能降低一次风压。

2.3 固体不完全燃烧损失检测诊断

固体不完全燃烧损失决定于入炉煤热值、收到基灰分、飞灰炉渣可燃物及份额、石子煤热损失等，由固体不完全燃烧损失计算公式由公式可知，热值越低、收到基灰分和飞灰炉渣可燃物越高、石子煤热损失越大，则固体不完全燃烧损失越大。入炉煤热值、收到基灰分决定于煤质，飞灰炉渣可燃物及石子煤热损失既决定于煤质，也决定于设备水平和运行方式。

2.3.1 固体不完全燃烧损失检测情况

固体不完全燃烧损失偏高锅炉有26台，占锅炉总台数的41.27%,固体不完全燃烧损失平均偏大1.06个百分点，约使供电标准煤耗上升3.91g/kwh。

2.3.2 固体不完全燃烧损失偏高原因诊断

各锅炉固体不完全燃烧损失偏高原因分析见表2

煤质差必然存在热值低和灰分大直接引起的固体不完全燃烧损失,这种情况占锅炉总数的96.15%。

因煤质差、灰分高，导致煤粉颗粒与氧接触面积减少，增加氧向灰颗粒内部的渗透困难，进而影响燃烧速度和强度，使燃烧不充分；或因煤质差，煤量需求大，磨煤和干燥出力紧张，磨煤机得不到及时维修，出力进一步降低，为保证负荷而提高一次风量，一次风管、分离器及喷燃器通流面积相对不足，引起一次风速高，风温低和煤粉粗，使燃烧不充分的锅炉有21台，占固体不完全燃烧损失偏大锅炉的80.77%，是影响固体不完全燃烧损失的主导因素。

煤质差矸石多，制粉出力紧张，中速磨风环间隙偏大得不到及时恢复，为提高出力保持高料位运行等原因，造成石子煤量大，石子煤热值高，从而使固体不完全燃烧损失上升的锅炉有9台，占固体不完全燃烧损失偏大锅炉的34.62%。

因局部缺氧燃烧使固体不完全燃烧损失上升的锅炉有6台，占固体不完全燃烧损失偏大锅炉的23.08%，主要体现在“W”火焰锅炉高负荷工况加风燃烧不稳，缺氧燃烧和沿炉膛宽度方向氧量分布严重不均（中部缺氧）。

因炉膛温度低使固体不完全燃烧损失上升的锅炉有5台，占固体不完全燃烧损失偏大锅炉的19.23%。炉膛温度低与燃煤灰分、水分大，热值低和炉膛设计容积热负荷偏低有关。

因送、引风机出力不足使固体不完全燃烧损失上升的锅炉有4台，占固体不完全燃烧损失偏大锅炉的15.38%。送、引风机出力不足导致高负荷工况缺氧燃烧，飞灰可燃物升高。

有2台600MW超临界锅炉为四角切圆燃烧方式，由于底部二次风口面积相对偏小，托粉能力不足，造成煤粉离析严重，炉渣可燃物偏高，占固体不完全燃烧损失偏大锅炉的8.33%。

2.3.3 降低固体不完全燃烧损失的措施

热值低、灰分大直接造成的固体不完全燃烧损失只能通过改变煤种解决；飞灰、炉渣可燃物造成的固体不完全燃烧损失要根据引起的原因区别对待。如煤粉粗、一次风速高引起的损失，可调整合理的煤粉细度，如无调整余地，可对中速磨进行增速改造，对钢球磨增加装球量或改善钢球配比，通过增加磨煤出力降低一次风速，改善煤粉细度，也可增加喷燃器喷口面积，降低一次风速；针对石子煤量大问题，可减小风环间隙，加强磨煤机维护，及时修复磨损碾磨件，保持合理的一次风率和风温，保持合理的磨煤机料位等；炉膛温度低锅炉可适当调整卫燃带或在适当位置喷涂隔热涂料，提高炉温；局部缺氧可改善动力场分布，保持氧量分布均匀性，送、引风机出力不足首先要对预热器和烟风道漏风和阻力大问题进行治理，仍然不足时可考虑风机增容改造，如增速、增加叶片数等；四角切圆燃烧超临界600MW机组锅炉底部风口面积小，托粉能力不足，可考虑增加底部二次风喷口面积。

内容来源：烧锅炉的孩子