熊傳家

(南化公司連云港堿廠,江蘇 連云港 222042)

影響鍋爐排煙溫度的因素及其優(yōu)化措施

熊傳家

(南化公司連云港堿廠,江蘇 連云港 222042)

介紹了在運行中影響鍋爐排煙熱損失的因素,通過采取優(yōu)化調(diào)整的技術(shù)措施,使鍋爐排煙溫度降低。

鍋爐;排煙溫度;熱損失

連云港堿廠在用4臺中壓煤粉鍋爐,在運行中存在鍋爐燃燒達不到最佳工況的現(xiàn)象,具體體現(xiàn)為排煙溫度偏高。為了解決此問題進行攻關(guān),以達到降低排煙溫度,減少排煙熱損失的目的。

1 影響鍋爐排煙熱損失因素的分析

通過分析,找出引起排煙溫度升高的原因主要有以下幾個方面:

1.1 漏風(fēng)對排煙溫度的影響

漏風(fēng)是指爐膛漏風(fēng)、制粉系統(tǒng)漏風(fēng)及煙道漏風(fēng),是排煙溫度升高的主要原因之一。爐膛漏風(fēng)主要指爐頂密封、看火孔、人孔門及爐底碎渣機處漏風(fēng);制粉系統(tǒng)漏風(fēng)指給煤機、磨煤機進出口、以及備用磨煤機風(fēng)門、擋板處漏風(fēng);煙道漏風(fēng)指氧量計前尾部煙道漏風(fēng)。

爐膛出口過量空氣系數(shù)α可表示為:

式中:△α——送風(fēng)系數(shù);

△α1——爐膛漏風(fēng)系數(shù);

△α2——制粉系統(tǒng)漏風(fēng)系數(shù);

△α3——煙道漏風(fēng)系數(shù)。

由上式知道,α保持不變,當漏風(fēng)系數(shù)Σ△α′=△α1+△α2+△α3升高時,則送風(fēng)系數(shù)△α下降,即通過空預(yù)器的送風(fēng)量下降,排煙溫度升高。

1.2 制粉系統(tǒng)對排煙溫度的影響

1.2.1 制粉溫度低

表1 磨出口溫度允許值

為保證磨煤機安全運行,通常對磨煤機出口的溫度有所限制。《電站磨煤機及制粉系統(tǒng)選型導(dǎo)則》(DL/T 466-2004)中規(guī)定了磨煤機出口溫度(可見表1)。例如儲倉式制粉系統(tǒng),采用煙煤時不超過70℃;采用貧煤時不超過130℃。另一方面,為了提高制粉系統(tǒng)能力,在運行中往往會保持較大的給煤量,因此,磨煤機出口溫度會控制得比較低,這樣進入爐膛的三次風(fēng)溫度也會比較低,從而影響燃燒區(qū)的溫度,使爐膛火焰中心上移,引起排煙溫度升高。因此磨煤機出口溫度在保證制粉系統(tǒng)安全運行的前提下可適當提高,以降低排煙溫度。

1.2.2 三次風(fēng)率偏高

磨煤機實際運行中,為了保證磨煤機的最大出力,三次風(fēng)速運行控制往往高于設(shè)計值,如連云港堿廠2#鍋爐按設(shè)計三次風(fēng)的風(fēng)速為49 m/s,而實際運行中確達到60 m/s以上,設(shè)計一次風(fēng)速為22 m/ s、二次風(fēng)速為45 m/s,由于三次風(fēng)布置在一、二次風(fēng)上方,三次風(fēng)量越大,進入燃燒區(qū)的冷風(fēng)就越多,爐膛內(nèi)的煤粉的后期燃燒越推遲,從而導(dǎo)致排煙溫度升高。

1.3 空預(yù)器入口風(fēng)溫高引起排煙溫度升高

夏天,空氣預(yù)熱器入口風(fēng)溫高,空氣預(yù)熱器傳熱溫差小,煙氣的放熱量就少,從而使排煙溫度升高。同時制粉系統(tǒng)需要的熱風(fēng)減少,流過空預(yù)器的風(fēng)量減少,排煙溫度升高,這屬于環(huán)境因素,是難以克服的;若增加受熱面,降低空預(yù)器入口煙溫,則冬季時,排煙溫度會低于露點值,為防止空預(yù)器低溫腐蝕,必須投入熱風(fēng)再循環(huán),來提高排煙溫度,這樣電耗會增大。所以要根據(jù)環(huán)境溫度變化的規(guī)律,綜合考慮設(shè)計布置受熱面。

1.4 受熱面布置及積灰的原因引起排煙溫度升高

由于鍋爐設(shè)計時,對爐膛沾污系數(shù)估算不準,使得受熱面布置不合理,或者是由于結(jié)構(gòu)不佳造成受熱面吸熱不足,導(dǎo)致空預(yù)器入口煙溫偏高,從而使得排煙溫度升高,這需要重新進行設(shè)計校核計算,必要時可采取增加省煤器管排,或?qū)⑹∶浩饔晒夤苁礁臑轹捚?增加省煤器的吸熱量,降低空預(yù)器入口煙溫。受熱面積灰指鍋爐受熱面積灰、結(jié)渣及空預(yù)器傳熱元件積灰。鍋爐受熱面積灰將使受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)降低,鍋爐吸熱量降低,煙氣放熱量減少,空預(yù)器入口煙溫升高,從而導(dǎo)致排煙溫度升高;空氣預(yù)熱器堵灰則使空氣預(yù)熱器傳熱面積減少,也將使煙氣的放熱量減少,使排煙溫度升高。

1.5 過?？諝庀禂?shù)對排煙溫度的影響

爐內(nèi)過剩空氣系數(shù)α過大或過小,都會對鍋爐的排煙熱損失率產(chǎn)生直接影響。一般來說,送風(fēng)系數(shù)△α下降,即通過空預(yù)器的送風(fēng)量下降,排煙溫度升高。同時過?？諝庀禂?shù)α的大小對鍋爐化學(xué)不完全燃燒熱損失、機械不完全燃燒熱損失都有很大影響。因此最合理的過剩系數(shù),不能簡單按照排煙熱損失進行確定,而應(yīng)使 q2、q3、q4之和為最小,此時的α被稱為最佳過?？諝庀禂?shù)。在調(diào)整過剩空氣系數(shù)中還要考慮氣溫特性,過低過?？諝庀禂?shù)可能引起氣溫偏低,因此對過剩空氣系數(shù)的控制應(yīng)綜合考慮。

2 優(yōu)化調(diào)整的技術(shù)措施

2.1 減少系統(tǒng)漏風(fēng)

在鍋爐大、小修中及日常運行中,對鍋爐本體及制粉系統(tǒng)進行查漏和堵漏,例如各個連接法蘭密封、膨脹節(jié)處密封、鎖氣器及爐本體密封,特別是爐底碎渣機處和爐頂密封;采用密封比較好的門、孔結(jié)構(gòu)。在運行時,隨時關(guān)閉各看火門孔,運行調(diào)整中爐膛負壓及鋼球磨煤機入口負壓盡量控制的較低等。實踐經(jīng)驗表明,通過綜合治理可有效降低排煙溫度約2～3℃。

2.2 提高制粉溫度

磨煤機出口溫度不宜過高是為了防止揮發(fā)分爆燃,對于揮發(fā)分較高的煙煤,揮發(fā)分大量析出的溫度要在200℃左右,加之目前許多電廠煤質(zhì)下降,因此,提高磨煤機出口溫度的是有一可行性的。

實例1:

連云港堿廠2#鍋爐排煙溫度實際運行值超過了設(shè)計值10℃以上。對鍋爐運行參數(shù)進行全面分析的結(jié)果表明:引起排煙溫度高的原因,除預(yù)熱器存在換熱不足外,運行調(diào)整方面也存在問題。技術(shù)人員對該爐磨煤機出口溫度進行了調(diào)整,結(jié)果見表2。將磨煤機出口溫度每提高4℃,排煙溫度下降了約1℃。減少磨煤機入口冷風(fēng)的比例,提高進入爐膛三次風(fēng)的溫度,可以提高磨煤機出口溫度;若提高三次風(fēng)量,這時排煙溫度變化不明顯;若維持三次風(fēng)量不變,排煙溫度則稍有降低。

表2 磨煤機出口溫度變化對排煙溫度影響

2.3 保持合理的風(fēng)粉配比

定期測量磨煤機風(fēng)速,并校驗一、二、三次風(fēng)量的測量系統(tǒng),防止因測量誤差導(dǎo)致實際運行中個別風(fēng)量偏大,造成爐膛內(nèi)風(fēng)粉的紊亂,因此,要根據(jù)原始設(shè)計及設(shè)備的具體狀況來決定磨煤機不同出力下的風(fēng)煤比。同時滿足磨煤機干燥出力和鍋爐燃燒的要求。

實例2:

在對2#鍋爐排煙溫度高的原因分析中,我們也發(fā)現(xiàn)該鍋爐在運行中三次風(fēng)速最高達到60 m/s以上,這樣必然導(dǎo)致排煙溫度的升高?？刂婆欧蹤C出口檔板,調(diào)整三次風(fēng)速,風(fēng)門關(guān)到85%時(風(fēng)速降到設(shè)計風(fēng)速)比全開時排煙溫度下低了4.2℃,見表3。通過對比可以看出三次風(fēng)速比例失調(diào)對排煙溫度影響較大,因此在運行調(diào)整中不能忽視這一問題。

表3 排粉機出口風(fēng)門開度對排煙溫度影響

2.4 保持受熱面清潔

目前普遍存在煤質(zhì)變差,發(fā)熱量下降、灰分增加的問題。運行中在汽溫能夠維持的前提下,應(yīng)加強鍋爐吹灰工作,同時熱工人員應(yīng)加強日常檢修與維護,確保吹灰器的正常投入,利用停爐機會對空預(yù)器等換熱設(shè)備進行疏通清理,保持各受熱面的清潔,將空預(yù)器壓差控制在合理范圍內(nèi)。

2.5 確定最佳過?？諝庀禂?shù)

最佳過剩空氣系數(shù)α的調(diào)整試驗應(yīng)在穩(wěn)定負荷與煤種狀況下進行;調(diào)整期間不進行吹灰。過?？諝庀禂?shù)的調(diào)整試驗值可在爐膛出口的設(shè)計值附近選3～4個值進行。試驗時保持一次風(fēng)量不變,通過調(diào)整送風(fēng)機的開度和二次風(fēng)門的開度改變過剩空氣系數(shù)值。在每個工況下按照反平衡獲得不同工況下的鍋爐效率,在進行較大空氣系數(shù)調(diào)整時,應(yīng)注意主蒸汽溫度的影響;進行較小過?？諝庀禂?shù)的調(diào)整時,應(yīng)注意燃燒的穩(wěn)定性。

實例3:

還是以2#鍋爐試驗,為了確定最佳過?？諝庀禂?shù),在固定負荷下進行了過剩空氣系數(shù)優(yōu)化調(diào)整試驗,結(jié)果見表4。通過試驗調(diào)整,獲得不同氧量時對應(yīng)的鍋爐效率,指導(dǎo)鍋爐優(yōu)化運行調(diào)整。

表4 氧量調(diào)整對鍋爐效率的影響

3 小 結(jié)

我們通過不斷試驗和分析,在鍋爐排煙溫度調(diào)整控制上取得一些經(jīng)驗,并把這些經(jīng)驗和方法應(yīng)用到其它幾臺鍋爐的運行調(diào)整上,取得了明顯的效果。在鍋爐的日常運行當中要根據(jù)設(shè)備的具體狀況,全面分析造成鍋爐排煙溫度升高的各種因素,并制定出切實可行的措施,以達到減少排煙熱損失的目的。

[1] 山西省電力工業(yè)局編.鍋爐設(shè)備運行[M].北京:中國電力出版社,1996.11

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