台山电厂3号锅炉排烟温度高的原因及对策

摘要：排烟热损失是影响锅炉效率最大的一项损失，一般情况下，排烟温度每升高10℃，排烟损失增加约0.5%～0.8%，所以降低排烟损失对提高锅炉效率及全厂经济运行非常重要。近段时间，3号锅炉运行中一直排烟温度较高，空预器入口烟温亦最高达到385℃，对锅炉安全运行构成了一定的影响。为了保证3号锅炉的安全经济运行，文章针对3号锅炉运行时排烟温度高的原因作出分析，以采取相应的对策。

关键词：锅炉；排烟温度；空预器；结焦；漏风

中图分类号：TK227 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）34-0093-03

一、锅炉概况

台山电厂3号机组锅炉是与600MW四缸四排汽、单轴、凝汽式、中间再热汽轮机配套的亚临界一次中间再热控制循环汽包炉。锅炉采用单炉膛∏型露天布置，全钢架悬吊结构，固态排渣。

锅炉型式：亚临界一次中间再热强制循环汽包炉；

锅炉型号：SG-2028/17.5-M907；

制造厂：上海锅炉厂；

燃烧方式：四角布置切圆燃烧。

锅炉采用正压直吹式制粉系统，一台锅炉配备六台HP-983型中速磨煤机，五台磨煤机运行可带锅炉MCR负荷，一台备用。燃烧器四角布置，切向燃烧，每台磨煤机有四根煤粉管连接至炉膛同一层煤粉喷嘴。最上排燃烧器喷口中心线标高34870mm，距分隔屏屏底20130mm，最下排燃烧器喷口中心线标高25570mm，距炉底冷灰斗转角5969mm。每角燃烧器设有三层启动及助燃油枪，其中最底层四个角为等离子燃烧器。

二、影响锅炉排烟温度高的因素

（一）机组负荷的影响

从实际运行经验以及锅炉DCS上监视曲线来看，在不改变运行方式的情况下，机组负荷增加会导致排烟温度的上升。

（二）空预器运行影响

若空预器入口风温高，空预器传热温差下降，烟气放热量减小，使排烟温度升高。空预器漏风，如果空预器漏风系数大，说明漏入烟气中的空气量大。由于空气温度低，空气与烟气混合后使排烟温度降低。当空预器漏风系数降低后，由于漏入到烟气中的空气量减小，会使排烟温度有所升高。虽然排烟温度上升，但所有送风直接被引风机排入大气，风机出力以及风量均增加，锅炉效率是下降的。空预器换热效果不好或积灰，一二次风温达不到设计数值，锅炉排烟温度增加，导致锅炉效率降低。

（三）锅炉积灰结焦的影响

受热面积灰、堵灰、结焦、使受热面的传热能力降低，烟气散热量减少，从而导致排烟温度升高。当锅炉吹灰后，在保证锅炉主再热蒸汽不变的情况下，减温水量会大幅减少，空预器入口烟温与锅炉排烟温度会降低。

（四）给水品质影响

由于给水品质不合格或锅炉排污不及时，锅炉缺乏保养因素的影响，导致受热面内壁结垢，受热面传热效果下降，从而导致排烟温度上升。

（五）锅炉本体漏风的影响

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、检修以及设备结构相关问题。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。炉膛及制粉系统漏风将使送风量下降，空气预热器的传热系数下降。送风量的下降也使得空气预热器出口热风温度升高，空气预热器的传热温差下降，吸热量降低，最终使排烟温度升高。

（六）锅炉燃烧调整的影响

若炉膛出口烟温高，则炉内辐射传热减少，要产生相同数量的蒸汽就需要向炉内送入更多的燃料，多送入的燃料放出的热量会随烟气排出造成排烟温度升高，锅炉热效率降低。导致炉膛出口烟温高的原因主要有：

1．煤粉细度。煤粉过粗，导致煤粉在炉内燃烬时间延长，未燃烬的煤粉被带至水平烟道甚至竖井烟道内积攒放热，不但使炉膛出口烟温升高，而且易发生二次燃烧或爆炸，严重威胁锅炉设备安全运行。煤粉过细，会导致着火早，煤粉气流擦壁结焦，煤种挥发份高时，控制不好，可能会发生制粉系统爆炸事故。所以要根据煤种的变化，适时调整合适的煤粉

细度。

2．燃烧配风。燃烧配风将直接影响煤粉气流在炉内的燃烧情况、火焰中心位置、氧量、煤质燃烬程度等，从而影响炉膛出口烟温。过剩空气量或送风量过高、火焰中心上移或偏斜、火焰切圆直径偏小、氧量过小或过大、一二次风分层配比不当等，都会造成排烟温度上升。

3．一次风速。一次风率过高不仅影响磨煤机的出力和煤粉细度，还能导致空预器换热效果降低，致使排烟温度升高。

4．磨煤机运行因素．如果磨煤机设备出现问题，会使得出力异常，改变炉膛内燃烧情况，从而影响排烟温度。当磨煤机运行方式发生改变时，炉膛内火焰中心发生变化，燃烧情况也会发生变化，进而影响排烟温度。

5．烟道二次燃烧．炉膛负压过大或低负荷运行时间过长，烟速过低将未燃烬的煤粉带入烟道发生二次燃烧或爆炸造成烟气温度升高。

6．炉底水封不严．炉底密封水和喷淋水量小、渣门关闭不严密会使冷灰斗密封不严，从而使火焰中心上移，同时漏入大量冷空气会使炉内煤粉推迟燃烧，从而导致致排烟温度上升。

7．锅炉受热面布置不合理。和5号机组对比情况来看，同等负荷同样运行方式下，4号机组比5号机组排烟温度高，而两台机组受热面布置上有所差别。

三、相关措施

（一）控制空预器漏风系数及加强对空预器受热面的检查

在正常运行时，空预器漏风控制系统应投入自动位置，与检修及厂家人员联系，选择合理的间隙，尽量降低漏风量。利用锅炉大小修时对空预器受热面检查，发现设计不合理或换热面有问题时，应及时解决。运行中加强空预器的吹灰，防止空预器积灰导致换热效果变差，采取合理吹灰时间间隔，还可以考虑采用加装脉动吹灰装置，利用燃气爆破产生的超声波除灰，并结合蒸汽吹灰的方式。

（二）加强炉本体的吹灰

根据锅炉运行情况，选择合理的吹灰方式与时间，减少受热面积灰、结焦和烟道堵灰等情况的发生。在正常运行时，当锅炉负荷不变时，锅炉换热效果会变得越来越差，给煤量和减温水量会逐渐升高。所以，我们在运行时，要根据运行情况，及时调整本体吹灰方式与吹灰时间。同等负荷下，锅炉吹灰前与吹会后，排烟温度会发生很大的变化，极大的提高了锅炉效率。

（三）采取措施防止锅炉结焦

1．选择合理的运行氧量。锅炉运行氧量即炉内的氧化或还原性气氛，它对锅炉的结焦有非常大的影响，如果锅炉运行氧量偏低，炉内还原性气氛较强，煤的灰熔点就会下降，锅炉就容易结焦。当煤质有波动时，运行人员没办法根据实际情况进行调整，造成锅炉燃烧配风方式不是处于优化状态，特别是上层喷嘴煤粉颗粒燃尽性差，有一部分大颗粒煤粉在炉膛出口处尚未燃尽，导致锅炉炉膛出口烟温偏高，结焦严重，由于炉膛截面大，热负荷较小；当煤质变劣时，煤粉的燃尽性能适应能力不强。根据实际情况，改变锅炉运行氧量，避免炉内出现还原性气氛。由于结焦的主要区域在炉膛出口处，此处容易堵塞烟道，增加烟气阻力，引风机出力更显不足，所以要防止结焦与还原性气氛恶性循环的趋势。机组检修时，对空气预热器进行重点清洗，降低风烟道的阻力，提高风机的出力。

2．控制好一、二次风的配比。保证空气和燃料的良好混合，避免在水冷壁附近形成还原性气氛，防止局部严重积灰、结焦。当一、二次风的位置、风速、风量设计不合理时，尽管炉内总空气量大，但仍会出现局部区域的炽热焦碳和挥发分得不到氧量而出现局部还原性气氛。四角煤粉浓度及各燃烧器配风应尽量均匀，煤粉喷口煤粉量分配不均匀的状况必然造成炉膛局部缺氧和负荷分配不均匀，在燃烧空气不足的情况下，炉膛结焦状况恶化。当燃烧器配风不均匀或者锅炉降负荷，燃烧器缺角或缺对角运行时，炉内火焰中心会发生偏斜。运行时要尽量调平四角风量，避免缺角情况。

3．控制炉内温度水平。炉内温度水平高，将使煤中一些易挥发碱性氧化物汽化或升华，使碱金属化合物在受热面上凝结。碱金属直接凝结在受热面上会形成致密的强黏结性灰。可在初始灰层中形成产生低熔点复合硫酸盐反应的条件，还会使含有碱性化合物的积灰外表层黏结性增强，加速积灰过程的发展。煤灰呈熔化或半熔化状态，熔融灰会直接黏在受热面上，产生严重结焦。在实际运行中应加大运行中过量空气系数，增加配风的均匀性，防止局部热负荷过高和产生局部还原性气氛，调整四角风粉分配的均匀性，防止一次风气流直接冲刷壁面，必要时采取降负荷运行。

4．选择合适的煤粉细度。正常运行中煤粉细度已经固定，这里不多赘述。

5．调整合适的一次风速。适当提高一次风速可以减轻燃烧器附近的结焦，推迟煤粉的着火，可使着火点离燃烧器更远，火焰高温区也相应推移到炉膛中心，可以避免喷口附加结焦。提高一次风速还可以增加一次风射流的刚性，减少由于射流两侧静压作用而产生的偏转，避免一次风直接冲刷壁面而产生

结焦。

6．掺烧不同煤种。煤种掺烧能在一定程度上综合所掺煤种的灰焦特性。低灰熔点煤灰分仍在受热面上沉积，但高熔点固态灰对受热面有一定的冲刷作用，使沉积量降低。经过实际运行经验，当采用石炭煤掺烧时，减温水量会降低很多，同时吹灰时渣量有所降低，排烟温度有所下降。

（四）加强锅炉给水品质监视

加强锅炉给水品质监视，根据锅炉内水质情况，调整锅炉连续排污量或定期对锅炉排污。

（五）增加或改变炉内受热面布置

由发电、设备、生技等部门协调，联系厂家及设计院，对炉受热面改造，以降低排烟温度。

（六）正常运行时加强对锅炉本体漏风检查，停炉时对漏风部位加以处理

降低漏风的方法是炉本体及制粉系统的查漏及堵漏工作，在运行时随时关闭炉本体各看火孔，检查孔以及制粉系统分离器清理口，在运行中经常检查捞渣机内水位等。

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。

（七）加强运行中的燃烧调整

1．采用合理的磨煤机运行方式。上层制粉系统运行导致排烟温度升高，如近期3E制粉系统检修导致排烟温度增加。尽量不采用上五层制粉系统运行。

2．选择合适的磨煤机出口温度。在保证锅炉冷热一次风压合适且制粉系统安全运行前提下，尽量提高磨煤机出口温度。

3．加强二次风门开度的调整。针对制粉系统运行方式的变化，应及时分析各风门的变化对气温及排烟温度的影响。不同的制粉系统运行方式，风门的开度变化可能会有不同的结果。如近期3E磨煤机检修时，DE层风门开度的变化与3E和3F同时运行时所导致的结果是不一样的。

四、结语

通过上面分析，影响锅炉排烟温度因素主要有：锅炉受热面结焦情况，磨煤机运行方式，锅炉吹灰情况，二次风门开度等。

针对国华台电3号机组排烟温度高温度，可以采用以下措施来降低排烟温度：

1．最好不要上五台磨运行，运行时可以采取隔层（五台磨运行时）运行，一方面排烟温度不会太高，另一方面主汽温也不会太低。

2．锅炉吹灰要合理安排，尤其高负荷时更应加强吹灰。

3．增加锅炉受热面，主要是增加过热器受热面，布置在对流换热区域比较好。

作者简介：房红岗（1981-），男，内蒙古赤峰人，广东国华粤电台山发电有限公司助理工程师，研究方向：电厂运行。