郭忠

（神華包頭煤化工分公司，內(nèi)蒙古包頭　014060）

鍋爐排煙溫度高的原因分析及解決措施

郭忠

（神華包頭煤化工分公司，內(nèi)蒙古包頭014060）

鍋爐排煙溫度高，影響鍋爐帶負(fù)荷能力，同時(shí)增加了熱量損失，大大降低了鍋爐的效率，即不節(jié)能，又不環(huán)保。通過對鍋爐存在的問題進(jìn)行技術(shù)分析，有針對性的進(jìn)行技術(shù)改造以及對不同工況的生產(chǎn)情況重新制定操作規(guī)程，其中包括鍋爐風(fēng)量測量裝置改造、鍋爐吹灰系統(tǒng)改造、磨煤機(jī)熱風(fēng)系統(tǒng)改造、鍋爐省煤器改造及漏風(fēng)治理和燃燒調(diào)整的控制措施。經(jīng)過近一年的技術(shù)攻關(guān)和技術(shù)改造，鍋爐排煙溫度高的問題得到了有效地解決，鍋爐出力和相關(guān)參數(shù)全面達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)，鍋爐負(fù)荷受限的問題得到圓滿解決。

排煙溫度技術(shù)改造控制措施

1　概述

某公司電力車間配備四臺由東方鍋爐工業(yè)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的高壓煤粉鍋爐，采用單爐膛п型布置、四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼結(jié)構(gòu)、自然循環(huán)鍋爐爐；電力車間的鍋爐主要為化工裝置提供汽源和為電力車間配套的兩臺50MW直接空冷抽凝汽式供熱汽輪發(fā)電機(jī)組提供汽源以及為全廠冬季取暖提供熱源。

隨著首次化工裝置的試車成功，蒸汽需求量逐漸增大，這時(shí)需要鍋爐能產(chǎn)出更多合格的蒸汽，以保證外界蒸汽負(fù)荷的需求。但是，隨著鍋爐負(fù)荷不斷的增加，鍋爐排煙溫度高這個(gè)嚴(yán)重問題就暴漏了出來。由于鍋爐排煙溫度高，制約了鍋爐出力，三臺鍋爐平均蒸發(fā)量不足（通常情況下啟三備一），達(dá)不到額定出力，滿足不了化工項(xiàng)目的需求；同時(shí)，由于排煙溫度高，大大降低了鍋爐的效率，給整個(gè)公司帶來不小的經(jīng)濟(jì)損失并對公司的安全穩(wěn)定生產(chǎn)帶來了威脅。

2　針對鍋爐排煙溫度高進(jìn)行技術(shù)分析

2.1鍋爐一、二次風(fēng)量及磨煤機(jī)入口風(fēng)量顯示不準(zhǔn)確

鍋爐風(fēng)量是鍋爐的主要運(yùn)行參數(shù)，是運(yùn)行人員對鍋爐進(jìn)行調(diào)整的主要依據(jù)，風(fēng)量測量的準(zhǔn)確性是鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保證。電力車間的三臺鍋爐為同一廠家生產(chǎn)的同一型號的鍋爐，其結(jié)構(gòu)布置完全相同，但是當(dāng)風(fēng)機(jī)液偶開度和電流都基本相同的情況下，風(fēng)量顯示卻偏差很大，由此判斷為鍋爐風(fēng)量顯示不準(zhǔn)，而且經(jīng)常由于風(fēng)量測量裝置堵塞造成風(fēng)量無顯示。同時(shí)，由于磨煤機(jī)的入口風(fēng)量顯示不準(zhǔn)備，運(yùn)行人員無法準(zhǔn)確風(fēng)量，容易導(dǎo)致磨煤機(jī)堵磨或者磨煤機(jī)溫度上升過快導(dǎo)致磨煤機(jī)出口溫度過高而跳磨，甚至發(fā)生爆磨的事故。

2.2鍋爐吹灰系統(tǒng)設(shè)置不合理

鍋爐本體分別布置不同形式的吹灰器：水冷壁分四層四周共布置42臺蒸汽短吹灰器；水平煙道分兩層左右側(cè)共布置8臺脈沖式吹灰器；省煤器分兩層前后共布置12臺脈沖式吹灰器。從運(yùn)行的情況看，布置在水平煙道的8臺脈沖式吹灰器吹灰效果差。脈沖吹灰器本身吹灰效果差，而且布置數(shù)量偏少。通過對爐膛吹灰前、后排煙溫度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，吹灰后排煙溫度下降不明顯，僅為5℃左右。高溫過熱器管間堵灰主要是因?yàn)榇祷尹c(diǎn)數(shù)量少，在燃煤灰分粘度較大時(shí)難以徹底清除所有積灰，日積月累造成管間堵灰。低溫過熱器下部底包墻過熱器上積灰的原因，應(yīng)與煙道的結(jié)構(gòu)有關(guān)。水平煙道前端的爐膛后墻水冷壁上聯(lián)箱明顯高于底包墻，沿前面斜墻上來的煙氣在此轉(zhuǎn)折后自然會在底包墻前部產(chǎn)生一個(gè)低壓的回流區(qū)，煙氣流速越高，該回流區(qū)也會越大，因此會造成大量的飛灰在此聚集沉積。由于低溫過熱器前現(xiàn)有的2個(gè)吹灰點(diǎn)是用來吹掃低過管排的，因而對底包墻幾乎沒有作用，長期的大量飛灰聚集變形成了堆積灰。水平煙道高溫過熱器與底包墻過熱器積灰嚴(yán)重是排煙溫度高的主要原因之一。而且鍋爐水平煙道積灰嚴(yán)重，極易引發(fā)由于過熱器管局部過熱而爆管的惡性事件，給鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行造成極大隱患。

表1　鍋爐改造前后運(yùn)行數(shù)據(jù)對比表

2.3省煤器受熱面布置不足

根據(jù)對運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，和與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比對得出結(jié)論：省煤器受熱面布置不足。

省煤器進(jìn)口煙氣溫度比設(shè)計(jì)值低33℃，但省煤器出口煙氣溫度比設(shè)計(jì)值高44℃，即經(jīng)過省煤器煙氣溫降減少了77℃，導(dǎo)致回轉(zhuǎn)式空預(yù)器進(jìn)口煙氣溫度比設(shè)計(jì)值高43℃。

2.4系統(tǒng)密封不良，漏風(fēng)嚴(yán)重

系統(tǒng)漏風(fēng)會使鍋爐排煙溫度增高，試驗(yàn)通過改變爐膛負(fù)壓，考察漏風(fēng)率對排煙溫度的具體影響，當(dāng)#3鍋爐爐膛負(fù)壓由-90Pa減小至-20Pa后，爐膛漏風(fēng)相對減少，排煙溫度下降了6.4℃。

3　針對鍋爐排煙溫度高采取的技術(shù)改造和控制措施

根據(jù)對造成鍋爐排煙溫度高存在問題的分析結(jié)論，我們有針對性的對鍋爐進(jìn)行了技術(shù)改造，采取了相應(yīng)的技術(shù)措施。經(jīng)過將近一年的精心準(zhǔn)備，對改造方案反復(fù)進(jìn)行研討和修訂，最后完成了設(shè)計(jì)圖紙，并進(jìn)行實(shí)施。

3.1鍋爐風(fēng)量測量裝置改造及磨煤機(jī)入口熱風(fēng)門改造

一次風(fēng)熱風(fēng)道、二次風(fēng)道的橫截面尺寸較大，流場容易發(fā)生擾動，目前采用的單個(gè)文丘里管測量很難保證測量結(jié)果的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性，對一次風(fēng)熱風(fēng)、二次風(fēng)應(yīng)該采用多點(diǎn)測量，一次測量元件采用雙文丘里測風(fēng)裝置。重新對磨煤機(jī)入口風(fēng)量進(jìn)行標(biāo)定，同時(shí)在磨煤機(jī)入口熱風(fēng)管道增加調(diào)節(jié)閥，實(shí)現(xiàn)了磨煤機(jī)入口熱風(fēng)可單獨(dú)調(diào)節(jié)的目的，通過控制冷、熱風(fēng)調(diào)節(jié)閥來控制磨煤機(jī)入口總風(fēng)量。

3.2鍋爐吹灰系統(tǒng)改造

將水平煙道過熱器區(qū)域8臺脈沖吹灰器改為10臺蒸汽吹灰器，吹灰汽源取自低溫過熱器出口聯(lián)箱，100%BMCR工況下蒸汽壓力為11MPa，溫度為391℃，經(jīng)減壓站后壓力為2.5MPa，溫度為316℃。將吹灰器疏水管路原有的直徑為28CM，改為直徑32CM管。提高吹灰器疏水壓力由原來1.5MPa提高到2.0MPa，并延長吹灰疏水時(shí)間。

3.3鍋爐省煤器增加受熱面改造

將管式空氣預(yù)熱器拆除，這樣熱一次風(fēng)溫度由380℃降為320℃，完全滿足磨煤機(jī)運(yùn)行的需要。把原管式空氣預(yù)熱器入口一次風(fēng)道與出口一次風(fēng)道短接。在原管式空氣預(yù)熱器的安裝位置，安裝新增加的省煤器管排共計(jì)160排，每排4圈，去除原下部省煤器入口集箱，改換為內(nèi)部中間聯(lián)絡(luò)集箱，下部左右又各增設(shè)了一支省煤器入口集箱。另外因省煤器入口聯(lián)箱位置的改變，相應(yīng)的鍋爐給水管道及支吊架、空

············氣預(yù)熱器出口一次風(fēng)管道及只吊架、省煤器支撐梁和冷卻風(fēng)管道及支架等相關(guān)設(shè)施都重新進(jìn)行了布置。此項(xiàng)改造新增加省煤器受熱面1208.9m2，省煤器出口煙氣溫度將由441℃降至370℃。

3.4鍋爐系統(tǒng)漏風(fēng)治理

漏風(fēng)主要是指爐膛漏風(fēng)、制粉系統(tǒng)漏風(fēng)以及煙道漏風(fēng)。啟動送風(fēng)機(jī)向爐膛和煙風(fēng)道內(nèi)充壓，燃燒室內(nèi)保持正壓值在50～100Pa，在風(fēng)機(jī)入口處撒入白粉或放煙幕，如有縫隙和不嚴(yán)密處，則白粉或煙霧會從中逸出，并留下痕跡。鍋爐檢修期間，全部進(jìn)行了處理。

3.5控制措施

依據(jù)對生產(chǎn)情況的了解及掌握，以及長期運(yùn)行對設(shè)備特性的摸索，制定出針對不同工況下的一些能有效降低排煙溫度的控制措施：

（1）鍋爐負(fù)荷480t/h時(shí)，氧量維持在3.5%左右，鍋爐負(fù)荷400t/ h時(shí)，氧量維持在4%左右，鍋爐負(fù)荷380t/h時(shí)，氧量維持在4.5%左右，鍋爐負(fù)荷288t/h時(shí)，氧量維持在5.5%左右，鍋爐負(fù)荷240t/h時(shí)，氧量維持在6.5%左右。（2）鍋爐負(fù)荷大于380t/h時(shí)，要加強(qiáng)水冷壁以及水平煙道的吹灰，并控制吹灰壓力在1.5到2.0MPa之間。（3）鍋爐負(fù)荷變化時(shí)，在調(diào)整燃料量的同時(shí)，應(yīng)調(diào)整送、吸風(fēng)量，保持汽壓、汽溫的穩(wěn)定。鍋爐加負(fù)荷時(shí)，應(yīng)先增加吸風(fēng)量，及時(shí)增加送風(fēng)量，隨之再增加磨煤機(jī)出力；鍋爐減負(fù)荷時(shí)，應(yīng)先減小磨煤機(jī)出力，隨之減少送風(fēng)量，并減少吸風(fēng)量，維持爐膛負(fù)壓。（4）在鍋爐負(fù)荷低于240t/h時(shí)，HSOFA二次風(fēng)門和LSOFA二次風(fēng)門保持關(guān)閉。鍋爐負(fù)荷高于240t/h后開始逐步開啟，鍋爐負(fù)荷288t/h時(shí)，HSOFA二次風(fēng)門和LSOFA二次風(fēng)門各開啟20%，鍋爐負(fù)荷400t/h時(shí)，HSOFA二次風(fēng)門開至70%，鍋爐負(fù)荷480t/h時(shí)，HSOFA二次風(fēng)門開至100%。（5）煤粉燃燒器對應(yīng)周界風(fēng)二次風(fēng)門開度為磨煤機(jī)出力函數(shù)，磨煤機(jī)停運(yùn)及出力小于7t/h時(shí)保持10%，大于7t/h后逐漸開啟，當(dāng)磨煤機(jī)出力大于16t/h后保持100%全開。（6）鍋爐正常運(yùn)行過程中，爐膛負(fù)壓控制在-50～-80之間。（7）磨煤機(jī)出力增加時(shí)，應(yīng)先開大磨入口熱風(fēng)門，再增加給煤機(jī)出力。磨煤機(jī)出力減小時(shí)，應(yīng)先減小給煤機(jī)出力，再關(guān)小磨入口熱風(fēng)門。磨煤機(jī)運(yùn)行監(jiān)視調(diào)整要根據(jù)煤質(zhì)、磨煤機(jī)出力綜合考慮一次風(fēng)量、磨煤機(jī)加載力、熱一次風(fēng)母管壓力的調(diào)整，以不堵煤為原則。（8）磨煤機(jī)出力調(diào)節(jié)時(shí)，為使磨出口溫度易于控制，熱一次風(fēng)母管壓力要隨鍋爐負(fù)荷適當(dāng)調(diào)節(jié)，鍋爐負(fù)荷240t/h時(shí)控制在6.0kpa左右，鍋爐負(fù)荷480t/h時(shí)控制在7kpa左右，以保證磨煤機(jī)入口風(fēng)量、出口溫度正常為原則。（9）磨煤機(jī)的正常設(shè)備切換應(yīng)盡量在夜間進(jìn)行，可以防止因磨煤機(jī)切換引起排煙溫度的大幅升高。同時(shí)，在正常運(yùn)行時(shí)，盡可能運(yùn)行A、B、C磨煤機(jī)，盡量避免上層磨煤機(jī)運(yùn)行。

4　改造效果

經(jīng)過技術(shù)改造和嚴(yán)格執(zhí)行制定的控制措施后，鍋爐的過熱蒸汽溫度、壓力、蒸發(fā)量，排煙溫度、氧含量、過?？諝庀禂?shù)等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)全部達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，改造前后鍋爐運(yùn)行數(shù)據(jù)對比如表1所示。

經(jīng)過近一年的技術(shù)攻關(guān)和技術(shù)改造，鍋爐出力和相關(guān)參數(shù)全面達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)，由于排煙溫度高，鍋爐負(fù)荷受限的問題得到圓滿解決。

郭忠（1984—），男，內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)人，本科，助理工程師，主要從事熱電廠生產(chǎn)方面工作。