420th煤粉锅炉排烟温度高的原因分析及改造

宗刚

摘要

我国的能源结构决定了电力工业以煤电为主。与工业发达国家比较，我国电站锅炉（含热电）存在的主要问题：平均容量偏小，热效率低，污染严重，煤种适应性差,事故率较高，自动化程度普遍较低。目前仍以中、小型锅炉居多，燃用烟煤、次烟煤、贫煤、无烟煤，有少量油炉，运行实际热效率平均约85%，与135MW汽轮机配套的420t/h煤粉锅炉，由于锅炉边界参数和运行方式的设计，首次在调试后烟道温度偏高。本文根据锅炉实际运行参数、热试验数据和现场实践，跟踪分析了废气高温的主要原因。通过优化运行方式和设备处理等措施，排烟温温度明显下降，而且效果显著。

关键词：电站锅炉；排烟温度；分析；治理措施

1 前言

宝丰能源动力公司A区2×135MW工程1、2号机组于2016年投产发电以来，机组表现出良好的运行性能。缺憾是锅炉排烟温度高，特别是在夏季锅炉满负荷双磨运行时，排烟温度高达175℃以上，修正后仍然比设计值高出20℃以上。即使在环境温度不到10℃的冬季，双磨时实测排烟温度仍然达到150℃以上，两台锅炉表现出相同的运行特性。本文通过对锅炉几年的运行跟踪，结合热力试验和现场实践，分析了排烟温度高的主要原因，并采取了积极的运行措施和设备治理措施。

2 设备概况

1、2机组选用的SG420/13.7-M751型燃煤锅炉是上锅厂制造原配125MW机组的经典锅炉，这是420t/h锅炉首次与上汽厂制造的第一台135MW反动式汽轮机配套。锅炉采用四角切园燃烧方式，设计煤种低位发热量为20916kJ/kg，配有两套筒式钢球磨煤机，中间仓储式制粉系统，热风送粉，容克式24分仓回转空预器。

3 运行方式对排烟温度的影响

3.1 一次风掺压力冷风

设备或系统一旦有缺陷，只能在运行方式上来弥足。使用压力冷风调温是运行中的无奈之举，对于热风送粉方式，一次风粉温度的设计值行业规定一般不超过160℃，燃用高挥发份煤时取值还要低些。1、2号炉一次风温是用来自送风机出口的压力冷风控制的，在BMCR工况下预热器热风温度设计值是323.5℃，而实际在高负荷运行时，预热器热风温度通常超过350℃，双磨运行时最高达370℃以上，一次风必须掺入大量冷风才能达到规程要求，冷风门常常开足，使预热器的风量减少，导致排烟温度升高，同时还使预热器出风温度升得更高，因此对掺冷风的点需要掺更多的冷风，形成恶性循环。

3.2 磨煤机掺冷风

正常运行时磨煤机出口温度控制70℃左右，尽管制粉系统设置了再循环管来协调制粉通风量与干燥通风量的关系，但仍然需要掺冷风运行。1、2号炉磨煤机进口干燥风温一般控制在280℃至300℃，用冷风调节。如果按热风温度350℃计算，则掺入的冷风量（含磨入口段漏风）约占干燥风量的15%～22%，若三次风率按设计值21.2%计算，则磨煤机掺入的冷风量占锅炉总风量的比例在3.3%至4.6%之间，这部分冷风等同于炉膛漏风。

3.3 其他不确定因素

大氧量能在一定程度上提高锅炉主汽温度，2号炉燃烧调整试验表明，氧量对主汽温度有明显作用，但对排烟温度的影响也几乎是线性的。过去简单的运行小指标竞赛办法促使了人为采用过大的氧量来提高主汽温度，统计数据表明对排烟温度的负面影响在5℃左右，另外煤种、受热面积灰等影响因素这里不作分析。

4 降低锅炉排烟温度的可行性研究

4.1 降低锅炉排烟温度的意义

煤在锅炉燃烧产生的各项损失中，排烟热损失所占的比例较大，是影响电厂煤耗高低的重要因素之一。一般情况下，排烟温度每降低12〜15°C,排烟热损失可减少1%,节约燃料1%。我国许多电站锅炉的排烟温度高于设计值，约比设计值高20〜50C。所以，降低排烟温度对于节约燃料、降低污染也具有重要的实际意义。

4.2 锅炉排烟温度高的原因分析

一般而言，影响排烟温度的主要因素有：

4.2.1 煤种

煤的成份(主要是水分与发热量)直接影响烟气量及烟气特性，从而导致排烟温度变化。煤的低位发热量越低、收到基水分含量越多，则排烟温度越高，即排烟温度大致与收到基水分成正比，与发热量成反比。但是煤种的变化受我国煤炭资源和燃料供应政策的制约，国内大多数电厂燃煤的种类很杂，煤种变化对排烟温度的影响是必然存在的，所以它不是造成排烟温度升高的主要因素。

4.2.2 进入制粉系统和炉膛的冷风系数

对于负压燃烧的锅炉，不可避免地总有一部分空气从炉子各门、孔或不严密处漏入，在炉膛出口过量空气系数不变的情况下，从炉膛以前的设备漏入冷空气，将使流经空气预热器的空气量减少，空气流速降低，传热系数下降，总的传热量减少。另外,由于空气量减少，而空气预热器的传热面积不变，这将使空气预热器出口的热空气温度升高，传热温差下降，进而又影响到传热量降低。

4.2.3 给水温度

给水温度的变化影响省煤器的传热量，最终影响排烟温度。但给水温度的变化受机组的负荷变动或高压加热器投停的影响。有实验表明当高低压加热器全部投运的情况下，100%负荷时，给水温度为265°C,给水温度每降低10°C,排烟温度下降13°C左右。可见这一影响不大，所以也不是造成排烟温度升高的主要因素。

4.3 锅炉排烟温度高的治理措施

4.3.1 减少炉膛漏风

这要求一方面炉膛的密封要好，釆用先进的门孔结构，改进油枪、炉膛熄火保护等明显泄漏处和改进炉膛渣斗与机械出渣处的过大空隙。另一方面应当提高运行负荷水平。

4.3.2 合理地降低一次风率

一次风率减少，制粉系统的通风量减少，通风量减少虽然使磨煤机出力减少，但减少不多，而每公斤磨煤量的干燥剂量下降，在保证蒸发每公斤燃料水分所需的热量不变下，这时就需要有较高的干燥剂初温，因此可使掺冷风量减少，同时制粉系统的漏风量也将随通风量的减少而降低，从而降低排烟温度。

4.3.3 投用乏气再循环

投用制粉系统的乏气再循环可使干燥剂量减少，乏气再循环的使用，实质上是降低一次风率，因此乏气再循环对进入制粉系统的影响与一次风率变化的影响相同。

5 结论

原配125MW机组的420t/h锅炉与上汽厂用引进技术制造的第一台135MW反动式汽轮机首次相配套，机炉之间存在某些边界参数偏差，使投运后炉内受热面的实际吸热分配偏离设计值，这是1、2炉排烟温度高与主汽温度低的主要原因；而运行中大量掺冷风是导致排烟温度高的直接原因。

参考文献

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