3.1 影响锅炉排烟热损失因素
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排烟热损失主要取决于排烟温度与排烟氧量(过剩空气系数);
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排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的(5%~7%);
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排烟温度每升高10℃.排烟损失约增加0.5%~0.7%);机组发电煤耗升高约1.7 ~2.2g/kWh。
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过高的排烟温度,对锅炉后电除尘及脱硫设备的安全运行也构成威胁。
3.1.1 排烟温度升高的主要原因
1) 漏风对排烟温度影响;
原因分析:漏风是指炉膛漏风、制粉系统漏风及烟道漏风,是排烟温度升高的主要原因之一。
减少漏风采取技术措施:
针对锅炉本体及制粉系统的查漏和堵漏工作;
炉底水封槽和炉顶密封;
在运行时,随时关闭各看火门孔;
尽量调整炉膛负压及钢球磨煤机入口负压控制的较低水平等;
经验表明,通过漏风综合治理可降低排烟温度约下降2~3℃。
2)掺冷风量对排烟温度影响;
原因分析:目前国产锅炉机组,往往在设计时认为进入炉膛的风量中,除炉膛及制粉系统漏风外,其他风均通过预热器。实际上制粉系统在运行时,为了协调锅炉燃烧需要的一次风速和磨煤机风量,往往要掺入部分冷风,以保持一定的磨煤机出口温度,结果使通过预热器的风量小于设计值,因而导致排烟温度升高。
磨煤机出口温度偏低:按照《电站磨煤机及制粉系统选型导则》(DL/T 466-2004)规定的磨煤机出口温度,见表1。锅炉设计时热风温度的选择主要取决于燃烧的需要,所选定的热风温度往往高于所要求的磨煤机入口的干燥剂温度,因此要求在磨煤机入口前掺入一部分温度较低的介质,因此,运行中磨煤机出口温度控制的越低,则冷一次风占的比例越大,即流过空预器的风量流量降低,这样引起排烟温度升高。
一次风率偏高:磨煤机实际运行中,由于磨煤机入口风量测量的不准确,为了保证磨煤机运行安全,风煤比曲线运行控制往往偏离了设计值,按设计RP923型磨煤机出力35t/h时风量为72t/h,实际运行中达到85t/h,风量相差13t/h,在保持一定的磨煤机出口温度下,一次风量越大,则其中冷一次风量也增大,这样将会造成送风量的降低,从而导致排烟温度升高。
采取技术措施:
目前许多电厂煤质下降,磨煤机出口温度的提高是有一定潜力的。可适当提高一次风风粉混合物的温度,减少冷风的掺入量。
设计合理的风粉比曲线,应定期校验一次风量的测量系统,防止因测量误差导致磨煤机实际运行中一次风量偏大。但一次风率控制太低,易造成一次风管内积粉造成堵管与出现烧喷嘴的故障,因此,要根据原始设计及设备的具体状况、运行煤种来决定磨煤机不同出力下的风煤比。同时满足磨煤机干燥出力和锅炉燃烧要求的一次风速,应控制最低一次风风速不低于18m/s。
示例1:
某电厂排烟温度实际运行值超过了设计值10℃ 以上;
习惯投运5台磨煤机,而另外备用磨煤机的冷风门开度经常在30%左右,同时磨煤机出口一次风管隔绝门全开,实测备用磨煤机对应冷风量约70~ 80t/h左右;
通过调整对比。磨煤机出口隔绝门全开,入口冷风门开30%时,锅炉排烟温度为136.43℃ ,磨煤机出口隔绝门全关后,在同样负荷下排烟温度为133.72℃ ,比全开时排烟温度降低了2.71℃ ,因此在运行调整中不能忽视一些设备的缺陷。将磨煤机出口温度提高7℃ ,通过试验排烟温度下降了2℃ 。
3)受热面积灰引起排烟温度升高;
原因分析:受热面积灰指锅炉受热面积灰、结渣及空预器传热元件积灰,锅炉受热面积灰将使受热面传热系数降低,锅炉吸热量降低,烟气放热量减少。空预器入口烟温升高,从而导致排烟温度升高;空气预热器堵灰则使空气预热器传热面积减少,也将使烟气的放热量减少,使排烟温度升高。
减少漏风采取技术措施:各个电厂普遍存在煤质变差,发热量下降灰分增加问题,运行中在汽温保证的前提下优化吹灰,确保吹灰器运行正常,将空气预热器压差控制在合理范围。
4)空预器入口风温高引起排烟升高;
在夏天,空气预热器入口风温高,空气预热器传热温差小,烟气的放热量就少,从而使排烟温度升高。同时制粉系统需要的热风减少,流过空预器的一次风减少,排烟温度升高,这属于环境因素,是难以克服的,若增加过多的受热面,降低空预器入口烟温。
则冬季时,排烟温度会低于露点值,为防止空预器低温腐蚀,必须投入暖风器,来提高排烟温度,这样,辅汽损失会增大,所以要根据环境温度变化的规律,综合考虑设计布置受热面及暖风器。
除环境温度影响外,个别厂热风再循环关闭不严密引起排烟温度升高。
5)受热面布置原因引起排烟温度升高;
由于锅炉设计时,对炉膛沾污系数估算不准,使得受热面布置不合理,或者是由于结构不佳造成受热面吸热不足,导致空预器入口烟温偏高,从而使得排烟温度升高,这需要重新进行设计校核计算,必要时可采取增加省煤器管排,或将省煤器由光管式改为鳍片式,增加省煤器的吸热量,降低空预器入口烟温。
6)煤质变差引起排烟温度升高。
煤质变差水分、灰分增大,发热量降低,燃料消耗量增大,烟气量增大。
加强燃料采购与配煤管理,控制燃煤质量,尽可能接近设计煤种。
通过以上分析,影响排烟温度因素中与锅炉燃烧调整有关主要有漏风、掺冷风量与受热面积灰,因此在运行中要加强调整,最大限度的降低排烟热损失。
3.1.2 通过燃烧调整确定最佳过剩空气系数
除排烟温度对排烟热损失影响大外,过剩空气系数对排烟损失也影响较大,炉内过剩空气系数α过大或过小,都会对锅炉的效率产生直接影响(即锅炉各项热损失总和发生变化)。一般来说,q2将随过剩空气系数的增加而增大,而q4却随α增大而降低,因此最合理的过剩系数,应使q2、q3、q4之和为最小,此时的α被称为最佳过剩空气系数。
α确定方法:在稳定负荷与煤种下进行;同时调整期间不进行吹灰,调整试验值可在炉膛出口的设计值附近选3-4个值进行,试验时保持一次风量不变,通过调整送风机的开度改变过剩系数值。按照反平衡获得不同工况下的锅炉效率,并在不同负荷下进行过剩空气系数的调整,最终获得不同负荷下最佳过剩空气系数曲线。如果锅炉燃烧不同煤种时要进行不同煤种过剩空气系数的调整。