相明輝 王新鋼

（煙臺(tái)龍?jiān)措娏夹g(shù)股份有限公司，山東煙臺(tái)264006）

1 鍋爐設(shè)備簡(jiǎn)況及存在的問題

河南省某化工廠#1循環(huán)流化床鍋爐為濟(jì)南鍋爐廠生產(chǎn)的高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐，型號(hào)為YG-170/9.81-M2。鍋爐為單鍋筒，自然循環(huán)，集中下降管，П型布置。由燃燒室、爐膛、水冷旋風(fēng)分離器、返料器組成循環(huán)燃燒系統(tǒng)，爐膛為膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，過熱器分四級(jí)加熱、兩級(jí)減溫，蒸汽經(jīng)鍋筒后依次經(jīng)過屏式過熱器、旋分過熱器、一級(jí)減溫器、低溫過熱器、二級(jí)減溫器、高溫過熱器，尾部設(shè)省煤器和一、二次風(fēng)預(yù)熱器。

根據(jù)國家環(huán)保要求，該鍋爐于2017年進(jìn)行了低氮改造。改造后的近一年內(nèi)鍋爐運(yùn)行工況良好，但自2018年4月開始，鍋爐在運(yùn)行過程中出現(xiàn)排煙溫度逐漸升高的問題（設(shè)計(jì)排煙溫度140 ℃），這不僅導(dǎo)致鍋爐效率降低，影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，而且過高的空預(yù)器出口排煙溫度對(duì)尾部布袋除塵及脫硫設(shè)備構(gòu)成了一定的威脅。

2 空預(yù)器出口排煙溫度高的原因分析

2.1 燃煤顆粒度的影響

根據(jù)對(duì)入爐煤顆粒度的化驗(yàn)結(jié)果，并結(jié)合改造前摸底試驗(yàn)的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：改造前后燃煤顆粒度有比較明顯的變化，燃煤顆粒度粒徑整體分布有減小趨勢(shì)，1 mm以下顆粒度比例較之前有大幅上漲，由之前的17%升高到35%。

改造后在現(xiàn)有燃煤顆粒度和一次風(fēng)壓基本保持不變的條件下，小顆粒煤粉在爐膛中上部燃燒機(jī)會(huì)增大，密相區(qū)燃燒份額減少，相應(yīng)的稀相區(qū)燃燒份額增大。燃燒室床溫較改造前有明顯降低，爐膛出口溫度顯著升高，鍋爐帶負(fù)荷能力明顯增強(qiáng)，同時(shí)爐膛火焰中心位置整體上移導(dǎo)致爐膛水冷壁吸熱量減少，進(jìn)而造成爐膛出口、尾部煙道各段煙溫升高，空預(yù)器出口排煙溫度升高。

2.2 煤質(zhì)變化的影響

鑒于摻配煤種（神木煤、鶴壁煤及其他）的復(fù)雜性，無法通過定量分析煤質(zhì)變化來判斷其對(duì)排煙溫度的影響。因此，本文主要通過在相同負(fù)荷條件下給煤量的變化來判斷煤質(zhì)變化對(duì)排煙溫度的影響，如圖1所示。

從圖1可以看出，在負(fù)荷、氧量等主要運(yùn)行參數(shù)不變的情況下，給煤量有較大的變化。這說明摻配煤種比例發(fā)生了變化，而煤種變化也必然導(dǎo)致密相區(qū)和稀相區(qū)燃燒份額比例發(fā)生變化，從而改變整個(gè)爐膛的熱量分配，且煤質(zhì)好壞也直接決定煙氣量的大小，進(jìn)而影響空預(yù)器出口排煙溫度的高低。這可以很好地解釋在負(fù)荷、氧量等主要參數(shù)基本相同情況下，排煙溫度有時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大波動(dòng)的原因。

圖1 #1爐煤質(zhì)對(duì)排煙溫度的影響

2.3 尾部積灰的影響

該鍋爐連續(xù)兩個(gè)檢修期未進(jìn)行尾部清洗，可能造成尾部煙道積灰，導(dǎo)致受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)降低，尾部受熱面吸熱量減少，空預(yù)器出口排煙溫度升高[1]。改造后前期新增激波吹灰器吹灰，但對(duì)排煙溫度的影響不明顯，經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)，空氣壓縮機(jī)在檢修后管道內(nèi)存在雜物，導(dǎo)致吹灰器有兩個(gè)電磁閥出現(xiàn)故障，這在一定程度上影響了吹灰效果。

2.4 環(huán)境溫度變化的影響

通過搜集改造后的歷史數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在不同季節(jié)特別是夏冬時(shí)期，空預(yù)器出口排煙溫度有比較明顯的變化。夏季空預(yù)器入口風(fēng)溫高，傳熱溫差小，導(dǎo)致空預(yù)器換熱能力降低，從而使空預(yù)器出口排煙溫度升高，如圖2所示。

圖2 不同月份排煙溫度對(duì)比

2.5 溫度表計(jì)的影響

鍋爐低氮改造后，整個(gè)尾部煙道溫度流場(chǎng)發(fā)生變化，但表計(jì)沒有及時(shí)進(jìn)行校核，其測(cè)點(diǎn)位置很難代表整個(gè)流場(chǎng)的溫度水平[2]。對(duì)該爐排煙溫度進(jìn)行標(biāo)定后發(fā)現(xiàn)DCS表盤顯示排煙溫度較實(shí)測(cè)排煙溫度偏高。測(cè)試排煙溫度所用儀器：手持鎧裝熱電偶；測(cè)試方法：采用網(wǎng)格法對(duì)空預(yù)器出口煙溫進(jìn)行測(cè)量（共計(jì)標(biāo)定4次）。從標(biāo)定結(jié)果可以看出：#1爐空氣預(yù)熱器出口實(shí)測(cè)排煙溫度較DCS表盤顯示排煙溫度平均低5 ℃左右。

3 解決措施

針對(duì)該爐空預(yù)器出口排煙溫度高的問題，運(yùn)行人員結(jié)合前期調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，分析了造成排煙溫度高的原因，并通過運(yùn)行調(diào)整、吹灰等手段進(jìn)行了有效調(diào)整。

3.1 燃燒調(diào)整

該爐二次風(fēng)噴口布置方式：下層二次風(fēng)噴口數(shù)量前3后4、上層二次風(fēng)噴口數(shù)量前6后6。調(diào)整前上下二次風(fēng)門開度均為50%，調(diào)整后下層二次風(fēng)門開度100%全開，上層前后墻除兩側(cè)風(fēng)門開度為15%左右外，其余二次風(fēng)門開度為50%。

運(yùn)行調(diào)整的主要思路是通過二次風(fēng)配風(fēng)調(diào)整來降低火焰中心溫度。調(diào)整后通過1～2天的數(shù)據(jù)跟蹤可以發(fā)現(xiàn)：在最優(yōu)風(fēng)門開度工況下，排煙溫度可以降低8～10 ℃。

3.2 尾部煙道吹灰

針對(duì)激波吹灰器吹灰對(duì)排煙溫度的影響，通過兩次投用吹灰器對(duì)尾部煙道各個(gè)受熱面進(jìn)行吹灰試驗(yàn)，結(jié)果表明吹灰效果比較顯著，排煙溫度大幅下降。

吹灰試驗(yàn)一，吹灰開始時(shí)間：2018-08-26T17：30；數(shù)據(jù)記錄：1 h記錄1次。吹灰試驗(yàn)二，吹灰開始時(shí)間：2018-08-29T16：30；數(shù)據(jù)記錄：1 h記錄1次。以上兩次投用吹灰器后效果明顯，排煙溫度大幅下降，降幅為10 ℃左右。

3.3 尾部煙道清洗

尾部煙道長(zhǎng)時(shí)間不清洗會(huì)引起積灰硬化，受熱面吸熱量減少，排煙溫度升高，進(jìn)而導(dǎo)致鍋爐效率下降。建議檢修期間檢查尾部煙道積灰情況并進(jìn)行清洗，這能在一定程度上降低排煙溫度。

4 結(jié)語

本文在對(duì)燃煤顆粒度、煤質(zhì)變化、尾部煙道積灰、環(huán)境溫度變化等方面進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試情況，得出了造成空氣預(yù)熱器出口排煙溫度高的原因。利用運(yùn)行調(diào)整及吹灰等手段，有效降低了空預(yù)器出口排煙溫度，基本可以將高溫季節(jié)的實(shí)際空預(yù)器出口排煙溫度控制在145 ℃以內(nèi)。尾部煙道長(zhǎng)期不清灰會(huì)影響吹灰效果，因此建議在檢修期對(duì)尾部煙道進(jìn)行徹底清洗，可以進(jìn)一步降低鍋爐排煙溫度。