鍋爐排煙溫度高的分析

摘  要:國產鍋爐機組運行中,排煙溫度普遍高于設計值.排煙溫度升高,排煙損失增大,從而導致鍋爐效率降低,煤耗升高,經濟效益下降,本文通過理論分析,并結合現場經驗,對引起排煙溫度升高的原因從環境、設計、設備、管理等不同的角度進行了分析、歸納,針對不同的起因,提出了相應的措施和建議.
關鍵詞:排煙溫度   漏風量   雙密封    積灰

0  引言

鍋爐排煙溫度偏高,嚴重影響了鍋爐運行的經濟性(一般情況下,排煙溫度每升高10℃,排煙損失增加0.5~0.8%),同時對爐后電除塵的安全運行也構成威脅,所以有必要根據設備的具體狀況,全面分析造成鍋爐排煙溫度升高的各種因素,制定出切實可行的措施以達到降低排煙溫度,減少排煙損失,提高鍋爐效率.

1  排煙溫度高的原因分類

在理論分析與總結現場經驗的基礎上,對排煙溫度升高的原因進行了分類(見下圖),從圖中可見,造成排煙溫度升高原因主要有漏風、摻冷風量多、受熱面積灰、空預器入口空氣溫度高及受熱面布置原因等,下面就這幾方面原因作詳細的分析討論.
    漏風
    爐膛系統漏風
    制粉系統漏風
    空預器入口前煙道漏風
    摻冷風量多
    受熱面積灰
    空預器入口風溫高
    一次風率偏高
    磨煤機出口溫度低
    鍋爐受熱面積灰
    空預器積灰
    受熱面布置原因

2        排煙溫度高的原因分析及解決措施

2.1  漏風
2.1.1  分析
    漏風是指爐膛漏風、制粉系統漏風及煙道漏風,是排煙溫度升高的主要原因之一,是與運行管理、檢修以及設備結構有關的問題.爐膛漏風主要指爐頂密封、看火孔、人孔門及爐底密封水槽處漏風;制粉系統漏風指備用磨煤機風門、擋板處漏風;煙道漏風指氧量計前尾部煙道漏風.
爐膛出口過量空氣系數α可表示為:

α=△α+△α1 +△α2 +△α3
    式中:△α—送風系數
    △α1—爐膛漏風系數
    △α2—制粉系統漏風系數
    △α3—煙道漏風系數
    由上式知道,α保持不變,當漏風系數∑△α`=△α1 +△α2+△α3 升高時,則送風系數△α下降,即通過空預器的送風量下降,排煙溫度升高.
1.2  措施
    大修、小修中安排鍋爐本體及制粉系統的查漏和堵漏工作,特別是爐底水封槽和爐頂密封及磨煤機冷風門處;采用密封比較好的門、孔結構.在運行時,隨時關閉各看火門、孔等.經驗表明,這一措施可降低排煙溫度約2-3℃.

2  摻冷風量多

2.1  原因分析
    目前國產鍋爐機組,往往在設計時認為進入爐膛的風量中,除爐膛及制粉系統漏風外,都是通過預熱器的這一概念所造成.實際上制粉系統在運行時,要摻入部分冷風,以保持一定的磨煤機出口溫度,結果使通過預熱器的風量小于設計值,因而導致排煙溫度升高.
2.1.1  磨煤機出口溫度偏低
    為保證安全運行,通常對磨煤機出口的乏氣溫度有所限制.例如煙煤儲倉制時該溫度不超過70℃;煙煤直吹式時不超過80℃;無煙煤雖然無煤粉爆炸的危險,但仍存在自燃問題,設計時乏氣溫度也不應超過150℃.另一方面,鍋爐設計時熱風溫度的選擇主要取決于燃燒的需要,所選定的熱風溫度往往高于所要求的磨煤機入口的干燥劑溫度,因此要求在磨煤機入口前摻入一部分溫度較低的介質,磨煤機出口溫度控制的越低,則冷一次風的比例越大,即流過空預器的風量降低,引起排煙溫度升高.
2.1.2  一次風率偏高
    磨煤機實際運行中,風粉配比曲線偏離了設計值,按設計,RP923型磨煤機出力35T/H時風量為72T/H,實際運行中達85T/H,在保持一定的時磨煤機出口溫度下,一次風量越大,則其中冷一次風量也增大,同時,會造成送風量的降低,從而導致排煙溫度升高??BR>
2.2  措施
    (1)在爐膛不結焦及制粉系統安全的前提下,可適當提高一次風風粉混合物的溫度,減少冷風的摻入量.磨煤機出口溫度不易過高是為了防止揮發分爆燃,對于揮發分較高的煙煤,揮發分大量析出的溫度要在200℃左右,因此,磨煤機出口溫度的提高是有一定潛力的.試驗證明,磨煤機出口溫度由77℃提高至82℃后,排煙溫度可降低3~4℃.
    (2)設計合理的風粉配比曲線,定期測量磨煤機四角風速,并校驗一次風量的測量系統,防止因測量誤差導致磨煤機實際運行中一次風量偏大.但一次風率太低,易造成一次風管內積粉出現燒噴嘴的故障,因此,要根據原始設計及在裝設備的具體狀況來決定磨煤機的風粉配比比例.
2.3  受熱面積灰.
2.3.1  分析
    受熱面積灰指鍋爐受熱面積灰、結渣及空預器傳熱元件積灰,鍋爐受熱面積灰將使受熱面傳熱系數降低,鍋爐吸熱量降低,煙氣放熱量減少,空預器入口煙溫升高,從而導致排煙溫度升高;空氣預熱器堵灰則使空氣預熱器傳熱面積減少,也將使煙氣的放熱量減少,使排煙溫度升高.
2.3.2  措施
    運行中加強鍋爐吹灰,適當縮短吹灰間隔,墻吹為每天兩次,長吹每周一、三、五進行;檢修人員加強日常檢修與維護,確保吹灰器的正常投入,保持各受熱面的清潔;空預器加裝脈動吹灰裝置,利用燃氣爆破產生的超聲波除灰,并結合蒸汽吹灰,確保了空預器煙氣差壓在1.2Kpa以下.
2.4  空預器入口風溫高
    在夏天,空氣預熱器入口風溫高,空氣預熱器傳熱溫差小,煙氣的放熱量就少,從而使排煙溫度升高.同時制粉系統需要的熱風減少,流過空預器的一次風減少,排煙溫度升高,這屬于環境因素,是難以克服的,若增加過多的受熱面,降低空預器入口煙溫,則冬季時,排煙溫度會低于露點值,為防止空預器低溫腐蝕,必須投入暖風器,來提高排煙溫度,這樣,輔汽損失會增大,所以要根據環境溫度變化的規律,綜合考慮設計布置受熱面.
2.5  受熱面布置原因
    由于鍋爐設計時,對爐膛沾污系數估算不準,使得受熱面布置不合理,或者是由于結構不佳造成受熱面吸熱不足,導致空預器入口煙溫偏高,從而使得排煙溫度升高,這需要重新設計計算,必要時可采取增加省煤器管排,或將省煤器由光管式改為鰭片式,增加省煤器的吸熱量,降低空預器入口煙溫.

3  結語

本文對排煙溫度升高的各種原因進行了分析,找到了引起排煙溫度升高的因素,并提出了一些切實可行的措施和方案,為鍋爐設計和設備改造治理、降低排煙溫度提供指導.