李晶娜（中國(guó)石油集團(tuán)電能有限公司電力研究設(shè)計(jì)院）

鍋爐系統(tǒng)是火力發(fā)電機(jī)組重要組成部分，如果其發(fā)生漏風(fēng)等問(wèn)題，則必然影響系統(tǒng)熱效率，導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)[1-2]。鍋爐在非缺氧燃燒狀況下增加入爐風(fēng)量往往使?fàn)t膛出口煙氣溫度升高，鍋爐漏風(fēng)的作用和非缺氧正常燃燒狀況下增加入爐風(fēng)量的作用相同．也會(huì)使?fàn)t膛出口煙氣溫度和煙氣焓升高[3]。

中油電能熱電二公司的3#、4#、5#鍋爐為HG—410/9.8—HM16型鍋爐，鍋爐燃燒采用負(fù)壓式平衡通風(fēng)，配置6套風(fēng)扇磨直吹式制粉系統(tǒng)，鍋爐本體和水平煙道密封性較好，鍋爐漏風(fēng)點(diǎn)主要集中在爐膛下部、空氣預(yù)熱器和制粉系統(tǒng)等處。鍋爐漏風(fēng)將對(duì)鍋爐運(yùn)行安全性及經(jīng)濟(jì)性造成不利影響，漏風(fēng)嚴(yán)重情況下甚至可以導(dǎo)致鍋爐滅火。針對(duì)這一運(yùn)行實(shí)際情況，分析了鍋爐漏風(fēng)對(duì)鍋爐的影響，提出應(yīng)對(duì)措施治理漏風(fēng)，提高鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

1 漏風(fēng)對(duì)鍋爐運(yùn)行狀態(tài)的影響

隨著鍋爐運(yùn)行時(shí)間的增加，在高溫和應(yīng)力的作用下，鍋爐爐膛的孔門(mén)發(fā)生變形或關(guān)不嚴(yán)，制粉系統(tǒng)的連接法蘭及焊接連接處，空氣預(yù)熱器管壁的磨損、腐蝕等都會(huì)產(chǎn)生漏點(diǎn)，造成鍋爐漏風(fēng)。鍋爐漏風(fēng)點(diǎn)的不同，對(duì)鍋爐產(chǎn)生的影響也不相同，HG-410/9.8-HM16型鍋爐漏風(fēng)重點(diǎn)部位平面示意圖見(jiàn)圖1。

1.1 爐膛漏風(fēng)對(duì)鍋爐影響

鍋爐入孔門(mén)、檢查孔、防爆門(mén)、爐膛及水冷壁、過(guò)熱器、省煤器穿過(guò)爐墻處漏入的冷空氣，增加了爐膛空氣量，引起輻射傳熱量減少，降低爐膛溫度，破壞了原有一、二次風(fēng)動(dòng)力場(chǎng)，導(dǎo)致火焰偏斜、燃燒惡化、爐膛受熱面結(jié)焦。爐膛底部的冷灰斗及看火孔漏風(fēng)會(huì)使火焰中心上移，爐膛出口煙溫升高，屏式過(guò)熱器結(jié)焦；冷灰斗大量漏風(fēng)時(shí)，甚至發(fā)生鍋爐滅火。

1.2 空氣預(yù)熱器受熱面漏風(fēng)對(duì)鍋爐影響

空氣預(yù)熱器的低溫腐蝕、磨損穿孔，空氣從正壓側(cè)漏入負(fù)壓煙氣側(cè)，將增大引、送風(fēng)機(jī)耗電量，同時(shí)造成燃燒風(fēng)量不足，燃燒惡化，鍋爐效率降低。當(dāng)空氣預(yù)熱器漏泄嚴(yán)重時(shí)，因空氣量不足，會(huì)限制鍋爐出力，而被迫降低負(fù)荷運(yùn)行。

1.3 制粉系統(tǒng)漏風(fēng)對(duì)鍋爐影響

制粉系統(tǒng)漏風(fēng)會(huì)使磨煤機(jī)出口一次風(fēng)溫度降低，使一次風(fēng)粉氣流燃燒滯后。鍋爐在低負(fù)荷運(yùn)行，制粉系統(tǒng)漏風(fēng)嚴(yán)重時(shí)，可引起一次風(fēng)的煤粉濃度降低，一次風(fēng)出現(xiàn)閃燃，引起燃燒不穩(wěn)，嚴(yán)重時(shí)可發(fā)生鍋爐滅火。同時(shí)爐膛和制粉系統(tǒng)漏風(fēng)均會(huì)使排煙溫度升高，降低鍋爐效率。

1.4 電除塵及煙道漏風(fēng)對(duì)鍋爐的影響

煙道和電除塵漏風(fēng)使煙氣溫度降低，當(dāng)煙氣溫度低于煙氣露點(diǎn)，煙氣中的酸蒸汽冷凝下來(lái)，形成酸液，腐蝕煙道、電除塵內(nèi)部構(gòu)件、吸風(fēng)機(jī)葉輪及機(jī)殼等，縮短使用壽命。漏風(fēng)還可增加電除塵的煙氣流速，使氣流不穩(wěn)，影響二次揚(yáng)塵，導(dǎo)致除塵器效率降低，吸風(fēng)機(jī)的電耗增加，鍋爐的凈效率下降。

2 漏風(fēng)對(duì)鍋爐效率的影響

2.1 制粉系統(tǒng)漏風(fēng)對(duì)鍋爐效率的影響

風(fēng)扇磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)中一個(gè)冷風(fēng)門(mén)全開(kāi)時(shí)，鍋爐的冷風(fēng)溫度為30 ℃，排煙溫度為165 ℃，冷風(fēng)通過(guò)鍋爐煙氣量為

式中：Q1為冷風(fēng)通過(guò)鍋爐煙氣量，m3/h；Q2為風(fēng)扇磨設(shè)計(jì)中間值，m3/h；S1為冷風(fēng)門(mén)面積，m2； S2為高溫爐煙管內(nèi)徑橫截面積，m2；α為冷風(fēng)通過(guò)鍋爐膨脹率（排煙溫度與冷風(fēng)溫度比值α=T1/T2=1.44）。其中，Q2為52 500 m3/h，S2為1.18 m2，S1為0.367 2m2；代入式（1）得出Q1為23 525 m3/h，即冷風(fēng)通過(guò)鍋爐煙氣量為23 525 m3/h。

計(jì)算漏風(fēng)對(duì)鍋爐的熱效率的影響：

式中：V 為空氣預(yù)熱器，取5.685 m3/kg；W 為燃煤量，取101 300 kg/h，計(jì)算出Q3為575 890 m3/h。則Q煙氣量%↑為4.0%。借助以上公式計(jì)算得出，鍋爐在各負(fù)荷段，開(kāi)啟一個(gè)冷風(fēng)門(mén)對(duì)鍋爐效率的影響值見(jiàn)表1。

表1 一個(gè)冷風(fēng)門(mén)對(duì)鍋爐在各負(fù)荷段效率的影響

經(jīng)計(jì)算，制粉系統(tǒng)的一個(gè)冷風(fēng)門(mén)開(kāi)啟時(shí)，30 ℃冷空氣漏風(fēng)量進(jìn)入制粉系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)爐膛、水平煙道、尾部煙道，最后以165 ℃離開(kāi)鍋爐，吸風(fēng)機(jī)電耗增加35.7 kWh ，鍋爐效率降低為0.34%～0.5%，損失金額84.55～118.78元/h。

2.2 空氣預(yù)熱器漏風(fēng)對(duì)鍋爐效率的影響

在鍋爐夏季檢修期間對(duì)3#鍋爐空氣預(yù)熱器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)一層低溫段有100多根管漏泄。鍋爐的冷風(fēng)溫度為30 ℃，排煙溫度為165 ℃，現(xiàn)假設(shè)低溫段有100根鋼管漏泄，漏泄點(diǎn)的漏風(fēng)速度以最低速度計(jì)算即：

式中：Q0為空氣預(yù)熱器漏風(fēng)量，m3/h；S0為空氣預(yù)熱器鋼管橫截面積，m2；V0為空氣預(yù)熱器管內(nèi)煙氣流量，m/s。V0為11.5 m/s，漏泄點(diǎn)的面積為鋼管橫截面積S0為0.001 074 6 m2，代入式（2），Q0為4449m3/h，α為1.44，則Q'0=Q0×α=6407m3/h。

通過(guò)計(jì)算100 根空氣預(yù)熱器管漏泄對(duì)風(fēng)機(jī)電耗的影響見(jiàn)表2。

表2 100根空氣預(yù)熱器管漏泄對(duì)風(fēng)機(jī)電耗的影響

3 鍋爐漏風(fēng)的消減措施

3.1 運(yùn)行期間鍋爐本體漏風(fēng)治理

鍋爐運(yùn)行中控制爐膛負(fù)壓在-30～-50 Pa，日常巡檢中對(duì)入孔門(mén)、防爆門(mén)等易漏風(fēng)處進(jìn)行重點(diǎn)檢查，發(fā)現(xiàn)風(fēng)速聲、冒煙等現(xiàn)象及時(shí)進(jìn)行處理。

3.2 停爐檢修期間鍋爐本體漏風(fēng)治理

鍋爐大、小修中安排好鍋爐本體、空氣預(yù)熱器、煙道及電除塵堵漏工作。定期對(duì)鍋爐進(jìn)行漏風(fēng)實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)檢查冷灰斗、爐墻門(mén)孔、各膨脹間隙伸縮縫，等處，發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)點(diǎn)及時(shí)進(jìn)行消除。

3.3 制粉系統(tǒng)漏風(fēng)治理

制粉系統(tǒng)無(wú)論是運(yùn)行還是備用期間，都要嚴(yán)密關(guān)閉給煤機(jī)的檢查孔、冷風(fēng)門(mén)，防止冷風(fēng)漏入制粉系統(tǒng)。對(duì)運(yùn)行制粉系統(tǒng)高溫爐煙混合室出口伸縮節(jié)、高溫爐煙管連接法蘭、風(fēng)扇磨煤機(jī)大門(mén)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)點(diǎn)及時(shí)處理，以保持其嚴(yán)密狀態(tài)。

4 結(jié)束語(yǔ)

鍋爐漏風(fēng)是電廠(chǎng)運(yùn)行中一個(gè)不可忽視的問(wèn)題，嚴(yán)重影響著鍋爐運(yùn)行安全穩(wěn)定性及鍋爐熱效率。鍋爐本體一旦發(fā)生漏風(fēng)將使基準(zhǔn)溫度明顯降低，增大排煙溫度和煙氣總量，導(dǎo)致系統(tǒng)熱效率下降，而為了不影響正常發(fā)電，只能通過(guò)燃料投入量的增加來(lái)彌補(bǔ)[4]?？梢?jiàn)，減少或從根本上避免漏風(fēng)，對(duì)提高鍋爐系統(tǒng)熱效率有重要作用[5-7]。因此鍋爐在檢修后應(yīng)對(duì)爐膛、煙道、風(fēng)道、除塵器及所有孔門(mén)做漏風(fēng)實(shí)驗(yàn)，檢查鍋爐的燃燒室、制粉系統(tǒng)、冷熱風(fēng)系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)等處的嚴(yán)密性，減少和消除鍋爐漏風(fēng)點(diǎn)，提高鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。