锅炉排烟温度高的分析

摘  要:国产锅炉机组运行中,排烟温度普遍高于设计值.排烟温度升高,排烟损失增大,从而导致锅炉效率降低,煤耗升高,经济效益下降,本文通过理论分析,并结合现场经验,对引起排烟温度升高的原因从环境、设计、设备、管理等不同的角度进行了分析、归纳,针对不同的起因,提出了相应的措施和建议.
关键词:排烟温度   漏风量   双密封    积灰

0  引言

锅炉排烟温度偏高,严重影响了锅炉运行的经济性(一般情况下,排烟温度每升高10℃,排烟损失增加0.5~0.8%),同时对炉后电除尘的安全运行也构成威胁,所以有必要根据设备的具体状况,全面分析造成锅炉排烟温度升高的各种因素,制定出切实可行的措施以达到降低排烟温度,减少排烟损失,提高锅炉效率.

1  排烟温度高的原因分类

在理论分析与总结现场经验的基础上,对排烟温度升高的原因进行了分类(见下图),从图中可见,造成排烟温度升高原因主要有漏风、掺冷风量多、受热面积灰、空预器入口空气温度高及受热面布置原因等,下面就这几方面原因作详细的分析讨论.
    漏风
    炉膛系统漏风
    制粉系统漏风
    空预器入口前烟道漏风
    掺冷风量多
    受热面积灰
    空预器入口风温高
    一次风率偏高
    磨煤机出口温度低
    锅炉受热面积灰
    空预器积灰
    受热面布置原因

2        排烟温度高的原因分析及解决措施

2.1  漏风
2.1.1  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,是与运行管理、检修以及设备结构有关的问题.炉膛漏风主要指炉顶密封、看火孔、人孔门及炉底密封水槽处漏风;制粉系统漏风指备用磨煤机风门、挡板处漏风;烟道漏风指氧量计前尾部烟道漏风.
炉膛出口过量空气系数α可表示为:

α=△α+△α1 +△α2 +△α3
    式中:△α—送风系数
    △α1—炉膛漏风系数
    △α2—制粉系统漏风系数
    △α3—烟道漏风系数
    由上式知道,α保持不变,当漏风系数∑△α`=△α1 +△α2+△α3 升高时,则送风系数△α下降,即通过空预器的送风量下降,排烟温度升高.
1.2  措施
    大修、小修中安排锅炉本体及制粉系统的查漏和堵漏工作,特别是炉底水封槽和炉顶密封及磨煤机冷风门处;采用密封比较好的门、孔结构.在运行时,随时关闭各看火门、孔等.经验表明,这一措施可降低排烟温度约2-3℃.

2  掺冷风量多

2.1  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,都是通过预热器的这一概念所造成.实际上制粉系统在运行时,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.
2.1.1  磨煤机出口温度偏低
    为保证安全运行,通常对磨煤机出口的乏气温度有所限制.例如烟煤储仓制时该温度不超过70℃;烟煤直吹式时不超过80℃;无烟煤虽然无煤粉爆炸的危险,但仍存在自燃问题,设计时乏气温度也不应超过150℃.另一方面,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,磨煤机出口温度控制的越低,则冷一次风的比例越大,即流过空预器的风量降低,引起排烟温度升高.
2.1.2  一次风率偏高
    磨煤机实际运行中,风粉配比曲线偏离了设计值,按设计,RP923型磨煤机出力35T/H时风量为72T/H,实际运行中达85T/H,在保持一定的时磨煤机出口温度下,一次风量越大,则其中冷一次风量也增大,同时,会造成送风量的降低,从而导致排烟温度升高??BR>
2.2  措施
    (1)在炉膛不结焦及制粉系统安全的前提下,可适当提高一次风风粉混合物的温度,减少冷风的掺入量.磨煤机出口温度不易过高是为了防止挥发分爆燃,对于挥发分较高的烟煤,挥发分大量析出的温度要在200℃左右,因此,磨煤机出口温度的提高是有一定潜力的.试验证明,磨煤机出口温度由77℃提高至82℃后,排烟温度可降低3~4℃.
    (2)设计合理的风粉配比曲线,定期测量磨煤机四角风速,并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.但一次风率太低,易造成一次风管内积粉出现烧喷嘴的故障,因此,要根据原始设计及在装设备的具体状况来决定磨煤机的风粉配比比例.
2.3  受热面积灰.
2.3.1  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.
2.3.2  措施
    运行中加强锅炉吹灰,适当缩短吹灰间隔,墙吹为每天两次,长吹每周一、三、五进行;检修人员加强日常检修与维护,确保吹灰器的正常投入,保持各受热面的清洁;空预器加装脉动吹灰装置,利用燃气爆破产生的超声波除灰,并结合蒸汽吹灰,确保了空预器烟气差压在1.2Kpa以下.
2.4  空预器入口风温高
    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.
2.5  受热面布置原因
    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,这需要重新设计计算,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.

3  结语

本文对排烟温度升高的各种原因进行了分析,找到了引起排烟温度升高的因素,并提出了一些切实可行的措施和方案,为锅炉设计和设备改造治理、降低排烟温度提供指导.