影响燃煤锅炉排烟热损失的因素及控制措施

摘要：排烟热损失在锅炉各项热损失占重要比例。通过对影响燃煤锅炉排烟热损失各种因素进行深入分析，提出针对性措施并予以实施，有效地降低了排烟热损失，大幅度提高锅炉效率。

关键词：排烟热损失 效率 烟气流量 排烟温度 漏风

中图分类号：TK22 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）010-038-02

1 引言

内蒙古京科发电有限公司（以下简称京科发电）1号机组2009年竣工投产，其锅炉在额定负荷，环境温度25℃时，排烟温度设计值为145℃。机组投运初期，锅炉负荷未达到额定值时，排烟温度即已超过150℃，明显高于设计值。由此造成的高于设计值的排烟热损失直接影响到锅炉整体经济效益。本文通过对影响燃煤锅炉排烟热损失的因素，制定降低排烟损失的相对措施，以提高锅炉运行的经济性。

2 设备概况

京科发电1？30MW直接空冷供热机组配备的锅炉为北京巴布科克·威尔科克斯有限公司生产的亚临界参数自然循环汽包炉，锅炉采用一次中间再热、平衡通风、前后墙对冲燃烧方式，紧身封闭，固态排渣。制粉系统采用正压直吹式，设置6台MPS型中速辊式磨煤机。锅炉排渣口下面装设一套风冷干式排渣机，尾部烟道设置回转式空气预热器。

3 影响排烟热损失的因素及控制措施

影响排烟热损失的主要因素是烟气流量和排烟温度。烟气流量越大，排烟温度就越高，排烟损失也就越大。对于排烟温度来讲每上升15-25℃，则排烟热损失增加1%。影响烟气流量的主要因素是锅炉漏风量、燃料含水分、过量空气系数。排烟温度偏高的原因有：受热面设计过小、实际煤种偏离设计煤种、运行方式或调整方式不当、火焰中心偏高、受热面污染、制粉系统漏风等；为保证合适的过量空气系数而减少空气预热器的送风量，使其吸热减少以及空气预热器漏风、堵灰也会造成排烟温度升高。针对上述影响因素，结合锅炉运行现状，京科发电进行深入分析，通过不断地摸索经验，根据实际运行情况制定出针对性的控制措施并逐步实施。

3.1 锅炉漏风治理

锅炉漏风主要是指炉膛漏风、炉底漏风、制粉系统漏风和烟道漏风。漏风直接导致排烟热损失增加。实践证明，炉膛漏风系数每增加0.1，排烟温度将随之增加3-8℃，排烟热损失将增加0.2%-0.4%。在所有漏风中，尤以炉底漏风影响最大。由于本厂锅炉排渣方式为干式排渣，炉底密封方式为机械密封，密封效果明显低于设计为炉底双重水封湿式排渣锅炉，且干渣机本身又有很多观察口，并在头部设置事故排渣门，这些设计均可能使大量冷风从炉底漏入，严重影响锅炉的经济性和安全运行；炉膛漏风的另一个常见地方是看火孔和人孔门，尤其是看火孔，当没有将其关严或关闭后未扣紧，在吹灰时容易将孔盖吹开，导致冷风漏入；在氧量不变时，烟道漏风也将排挤一、二次风量，降低了与空气预热器换热的冷风量，使排烟温度上升。因此，自京科发电1号机组投运以来，一直加强漏风治理：通过在保证排渣温度的同时进行炉底冷却风调整门开度调整，尽量减少炉底漏风；加强空预器及烟道漏风治理；关闭停运磨煤机所有风门及给煤机密封风门，减少停运制粉系统进入炉膛风；按时巡检锅炉本体，及时关闭未扣紧的观火孔，对炉底、炉膛、风道等；对安装的人孔及关闭不严的观察孔进行外部密封等措施来降低漏风量。

3.2 防止受热面大量积灰

受热面积灰将使蒸汽从高温烟气中所吸热量减少，而使空预器入口烟温升高；空预器积灰将使冷一、二次风从烟气中所吸热量减少而使空预器出口烟温升高。因此各大电厂都制定了全炉膛吹灰及打焦规定。由于京科电厂发电负荷受电网出力限制，锅炉负荷平均在65%，相对较低。为达到节能效果和尽量减少吹灰对燃烧的影响，特殊制定了符合实际运行工况的吹灰方式：机组负荷210MW以上时，全炉膛吹灰按规定执行；机组负荷210MW以下时，将锅炉短吹共计44台分为4组，每天只吹一组共11只短吹，四组进行循环吹灰；尾部烟道吹灰每2天进行一次。按照此规定执行锅炉定期吹灰，从实际效果来看，低负荷时全炉膛吹灰结束后，空预器出口烟温下降仍可达5-8℃，基本达到了预期的效果。

3.3 合理控制过量空气系数

炉内过量空气系数过大和过小，都会使锅炉各项热损失总和发生变化。一般来说，排烟热损失随空气系数增加而增加，而化学不完全燃烧热损失、机械不完全燃烧热损失却随空气系数增加而降低。因此合理的过量空气系数应使三者之和最少，也就是日常所说的保持最佳过量空气系数。按照京科电厂锅炉设计过量空气系数曲线可看出，在目前60%-70%负荷阶段，过量空气系数应保持在5.2%-6.45%之间。由于锅炉实际运行时，受外界因素影响，实际数值会偏离理论值。针对这一想法，在锅炉在实际运行进行了过量空气系数调整试验，总结出在目前60%-70%负荷阶段，本锅炉最佳过量空气系数应在4.2%-5.0%之间，此时各辅机电耗也基本达到经济值。

3.4 燃料因素分析

运行中，燃料中水分越高，烟气中的水蒸气带走的热量越多，且为保证合格煤粉的正常输送，需要的一次风压越高，由此也造成了火焰中心上移，排烟量也越大，因此燃料中含水量大小对锅炉经济影响非常大。为解决这一难题，就要从燃料管理上入手。由于未设置干煤棚，在雨季来临时为保证干煤供应，除了在清车煤槽中存储一定干煤以备急需之用外，特制定断面纵取方式取煤，保证取到煤跺深处干煤，减少上层湿煤供应量；在雨季来煤湿度较大时，将来煤单独堆至一个煤点，减少直上煤量，待雨天过后采用逐层取煤的方式，将上表面湿度较小的煤取用，将水分较大的湿煤逐层自然风干，然后取用。

3.5 其他控制措施

运行方式上，在保证主汽参数的同时，尽可能采取底层燃烧方式，并调整运行中制粉系统出力，减少上层出力，尽量延长煤粉在炉膛内停留时间；控制各层燃烧器对应二次风门开度，保证上层二次风门开度进行压火；停运燃烧器壁温不超标的前提下关小对应的二次风门开度来减少不直接参与燃烧的二次风量；另外适当提高主汽压力也能达到降低烟温的效果。

4 对比分析

通过近两年的不断摸索，目前京科电厂锅炉排烟温度得到了有效地控制，其他参数指标也明显提高。

对照2010年07月份风烟系统画面（图1）与2012年07月份风烟系统画面（图2）中重要参数可以看出：在机组负荷相同、煤质变差的情况下，通过上述措施的实施与调整，不仅空预器入口烟温明显下降24℃，排烟温度下降近6℃，而且在锅炉总风量降低200t/h以上时，仍能保持主汽压力和主汽温度较高水平，风机电耗也随之下降。

5 总结

通过对影响燃煤机组烟气流量和排烟温度各种因素进行深入分析，总结出降低排烟热损失的相对措施，为同类燃煤机组有效地降低排烟热损失，提高锅炉效率提供了参考。

参考文献：

[1] 张晓梅.燃煤锅炉机组[M].北京：中国电力出版社，2006.

[2] 李东方.电厂锅炉经济运行方式之我见[J].中国城市经济，2010（07）.

[3] 李永华，潘朝红，吕玉坤.发电厂锅炉经济运行[J].2004，37（1）：51-53.