燃煤锅炉排烟温度高的原因分析及处理措施

刘综绪，赵鑫平

(河南省电力公司电力科学研究院，河南 郑州 450052)

0 引言

电站锅炉的经济运行对节约能源、环境保护、实现持续协调发展具有重大意义［1］。锅炉排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项，一般占锅炉热损失的60%～70%。影响排烟热损失的主要因素是排烟温度［2］，一般情况下，排烟温度每升高10℃，排烟损失增加0.5%～0.8%［3］，机组发电煤耗升高1.0 g/kW·h［4］。另外排烟温度偏高对炉后除尘器和脱硫装置及烟囱的安全运行也构成威胁。

显然降低排烟温度可降低排烟热损失，从而提高锅炉效率。降低排烟温度对于节能降耗、提高锅炉的安全可靠性具有重要的实际意义［5］。

1 排烟温度偏高的原因分析

某台660 MW电站燃煤锅炉是上海锅炉股份有限公司生产的超超临界压力变压直流锅炉，四角切圆燃烧，炉底采用风冷干式排渣。采用6套正压直吹式制粉系统，分别对应6层煤粉燃烧器。设计煤种为贫煤，煤粉细度R90=12%。实际运行中，该锅炉在额定负荷时的排烟温度最高到达144℃，高于设计值21℃。

针对该锅炉排烟温度偏高的情况，依据实际燃煤的煤质，从煤粉细度、漏风及燃烧情况等方面分析原因。

(1)实际燃煤的煤质较差。煤质化验结果如表1。

表1 设计煤种与实际煤种的煤质分析

从表1可知，与设计煤种相比，实际燃煤的发热量较低，挥发分较低，灰分较高，水分较高。这表明实际燃煤的着火热较大，着火推迟，将使烟气量和烟气比热增加，烟气在对流区中温降减小，排烟温度上升［6］。在实际运行中，煤种虽不可避免发生变化，但它是调整锅炉燃烧的基本前提。

(2)煤粉较粗。

通过煤粉取样，化验A、B、C三台磨煤机出口的煤粉细度分别为:16.7%、17.1%、14.8%。对于实际煤质，这样的煤粉颗粒较粗，不易着火和燃尽，使得火焰中心上移，容易造成排烟温度升高。

(3)炉底漏风量大。

该锅炉采用干式排渣，而炉底漏风是这种排渣方式主要缺点。干式排渣机本体上两侧的冷却风门开得过多及检修门和观察孔密封不严是导致炉底漏风的主要原因。

炉底漏风使炉内绝热燃烧温度降低，导致火焰中心上移，导致排烟温度升高。另外，在炉膛出口过量空气系数不变的情况下，炉底漏风将使送风量下降，空气预热器的传热系数下降。此外送风量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压下降，进而使空气预热器的吸热量降低，最终导致排烟温度升高。

(4)一次风量较大且磨煤机出口风粉温度较低。

由于运行人员的操作问题，担心煤粉管道堵塞和煤粉着火，将单台磨的一次风量维持在90 t/h以上，磨煤机出口风粉温度不足70℃。

一次风量偏大，会造成风速过大、煤粉浓度偏小，同时煤粉也会变粗，这些均造成煤粉着火推迟，炉膛火焰中心上升，从而使排烟温度升高。一次风率每增加1%，排烟温度增加1～1.1℃［7］;磨煤机出口风粉温度较低时，一方面使燃料在进入炉膛后着火延迟，排烟温度升高。另一个方面因掺入了较多调温冷风来降低磨煤机出口温度，将使经过空气预热器的一次风量减少。流过空气预热器的空气量减少，使空气预热器的吸热量降低，最后导致排烟温度升高［8］。

(5)氧量计测量值偏小。

在风量自动时，利用氧量来修正总风量。由于氧量计测量值比实际情况偏小，从而使得炉内实际的过量空气系数偏大，增加烟气流量和降低绝热燃烧温度。虽然各对流受热面的吸热量增加，但流过各受热面的烟气温降将减小，排烟温度增加［9］。

2 处理措施

(1)降低煤粉细度。将A、B、C磨煤机出口的分离器挡板均关小5°后，重新取样化验煤粉细度，结果分别是:10.1%、9.8%、8.6%。煤粉变细，其着火热降低，着火提前，炉膛火焰中心下降，从而降低排烟温度。

(2)减少炉底漏风。关小干式排渣机本体两侧的小风门和顶部的冷却风门，够冷却炉渣之用即可。在检修门四周加装密封条，同时将炉膛负压由－100 Pa变为－60 Pa。

(3)降低一次风量，提高一次风温。关小磨煤机入口冷一次挡板，提高入口一次风温，磨煤机出口温度由68℃左右升高至87℃左右。将磨煤机入口热一次风挡板关小些，加上冷风已关小，入磨风量由90 t/h左右降为75 t/h左右，同时磨煤机出口温度降至85℃左右。一次风量的降低和一次风温的提高，使得煤粉着火提前，炉膛火焰中心下降，从而降低排烟温度。

(4)定期校验氧量计，提高其准确性。

烟气中氧量轻微变化，就会使锅炉效率变化很大［10］，故提高氧量计的准确性对锅炉优化燃烧、降低排烟温度、提高锅炉效率有积极作用。

(5)减少锅炉结渣，坚持定期吹灰。维持主燃烧区域在微缺氧状态燃烧，这既有利于减少炉膛结渣，同时有利于减少NOx的生成。适当开大偏置二次风挡板，也能减少炉膛结渣。开大上部的燃尽风，降低炉膛出口温度，减少过热器和再热器区域的结渣。减少换热面的结渣，可以增加工质的吸热量，降低烟气温度。另外，坚持定期吹灰，减少受热面的受污程度，提高工质的吸热量，也可降低排烟温度。

3 结论

(1)经过这一系列的调整，锅炉排烟温度降低了16℃，锅炉效率提高约1.0%～1.1%，该炉每年节约标准煤近万吨。

(2)这次调整，主要是从炉膛燃烧着手，使得煤粉着火提前，火焰中心下移，降低炉膛出口温度，从而降低排烟温度。同时，这也会影响汽温的变化，尤其是再热汽温会有所降低。所以，仅调整下三层燃烧器的煤粉细度，且开大低温再热器后的烟气挡板，维持额定再热汽温。

(3)坚持定期对锅炉吹灰，增强受热面的换热性能，提高工质的吸热量，降低烟气温度。

(4)由于条件限制，本次调整没有涉及空预器漏风情况。若空预器密封间隙偏大，导致漏风严重，则空预器的吸热量降低，同样会提高烟气温度。

［1］邵青伍，冯晓君.电厂锅炉排烟温度高的原因及处理措施［J］.内蒙古科技与经济，2008(4):124.

［2］蔡勇.300 MW机组锅炉排烟温度高的原因分析及改进措施［J］.电力系统装备，2008(4):69－70.

［3］范从振.锅炉原理［M］.1版.北京:水利电力出版社，1986.5.

［4］陈禄，杜和冲，等.超临界机组锅炉试运期间的节能措施与技术［J］.节能技术，2011，29(6):544－547.

［5］张红方，王勇，等.基于等效焓降法的低压省煤器系统经济性分析［J］.节能技术，2011，29(5):457－461.

［6］童红政，程暄.300 MW锅炉排烟温度偏高原因分析及对策［J］.华东电力，2007，35(8):103－105.

［7］吴宝光.浅析锅炉排烟温度高影响因素［C］.第三届全国火力发电厂锅炉专业技术交流研讨会.

［8］闫顺林，李永华，等.电站锅炉排烟温度升高原因的归类分析［J］.中国电力，2000，33(6):20－21.

［9］黎云库.锅炉排烟温度高的原因分析及运行中采取的可行性措施［J］.科技创新导报，2008(29):86.

［10］张希光，王继承.提高锅炉炉膛出口烟气含氧量的测量准确度减少锅炉结焦和降低机组煤耗［J］.节能技术，2001，19(3):29－31.