统计分析降低排烟温度优化锅炉运行

蒲勇，姜天文，陈志伟，张志忠

(吉林石化公司动力二厂,吉林 吉林 132000)

统计分析降低排烟温度优化锅炉运行

蒲勇，姜天文，陈志伟，张志忠

(吉林石化公司动力二厂,吉林 吉林 132000)

本文运用统计分析方法，对运行锅炉排烟温度高的原因进行统计分析，提出改进措施，降低排烟温度，提高锅炉效率。

锅炉；燃烧；统计；排烟温度；效率

0 引言

排烟热损失是火力发电厂锅炉损失各项损失中最大的一项，排烟热损失占所有损失中的60%～70%[1]。排烟温度高也威胁到锅炉运行的安全性[2]。目前，国内关于燃煤锅炉排烟温度热损失方面计算非常成熟[3]，理论也比较完整，但是实施缺乏具体性和针对性。吉林石化动力二厂3#锅炉是哈尔滨锅炉厂生产的HG-410/9.8-YM15型锅炉，系高压、自然循环汽包、π型布置、固态排渣煤粉室燃炉，炉膛四角切向布置煤粉燃烧器，按假想切圆组织燃烧。3#锅炉自从投产以来，存在排烟温度高问题，锅炉平均热效率为89.2%,低于90.5%的锅炉设计效率，为此，下面进行统计分析，查找排烟温度升高的原因，并提出解决排烟温度高的方法，制定可行的技术措施，降低排烟温度，提高锅炉效率。

1 影响因素统计分析

现状：3#锅炉自从投用以来，排烟温度一直呈上升趋势(如表1所示)，随着运行时间的增加，部分设备性能、人员技术水平、煤质、操作习惯以及其他外界条件等因素影响排烟温度，严重时，高加无法投用，严重影响锅炉效率。

表1锅炉历年排烟温度对照表

时间最高温度/℃最低温度/℃平均温度/℃测定次数2009年1月1291231257442011年1月1321281307442012年1月137128136672

1.1 受热面减少的影响

通过试验分析(见表2)。先后三次省煤器、过热器堵管导致锅炉受热面减少，由于受热面减少，从烟气侧吸取的热量减少，对烟气的冷却能力不足，导致排烟温度升高，引起锅炉排烟温度上升10℃，这是锅炉排烟温度上升的主要原因之一。

表2锅炉故障前后排烟温度对照表

组别对比月份最高温度/℃最低温度/℃平均温度/℃测定次数 备注故障前2009年11月1291231267202009年12月3日省煤器泄漏，封堵3排故障后2010年1月132124128744故障前2010年8月1341221297442010年9月16日省煤器泄漏，封堵3排故障后2010年10月136123132720故障前2011年10月1381251347202011年11月13日屏式过热器泄漏，封堵3排故障后2011年12月141124136744

表3锅炉清灰前后排烟温度对照表

组别对比月份最高温度/℃最低温度/℃平均温度/℃测定次数 备注观察组2010年11月1361231327202010年9月30日三管检查，同时清理过热器、省煤器等受热面积灰对照组2011年2月140124136744

1.2 锅炉本体和制粉系统漏风的影响

为了将球磨机制粉冷风的掺入量和锅炉排烟温度变化的关系表达出来，经过现场测算统计，得出图1。

图1 球磨机制粉冷风的掺入量和排烟温度关系图

图1可以看出，在保证制粉系统安全稳定运行的前提下，合理控制冷风门开度和消除制粉系统漏风可以有效降低排烟温度[4]。指导运行人员在磨煤机运行调整中尽可能不用冷风制粉，提高锅炉效率，在降耗方面具有非常有效的指导意义[5]。同时，由于操作人员不及时关闭看火孔、人孔，未能及时消除制粉系统各防爆膜、防爆门和磨损的管线阀门漏风，也已经影响到排烟温度升高。

1.3 受热面积灰的影响

2010年10月份单炉检修期间发现过热器、省煤器等受热面积灰严重，清理干净，2011年3月停炉检修发现过热器、省煤器等受热面积灰严重，清理干净。对比选取锅炉运行区间没有故障的2010年11月-2011年3月进行分析。

通过对比3#锅炉在省煤器、过热器等受热面清灰前后，排烟温度明显升高。因此，受热面积灰对锅炉的排烟温度有一定的影响，此锅炉吹灰装置效果一般。

1.4 运行燃烧调整的影响

由于燃烧的原因导致排烟温度的升高主要是由于炉膛燃烧火焰中心上移。炉膛下部水冷壁吸热量减少，炉膛出口温度升高，由于水平烟道和尾部烟道受热面吸热能力有限，最终导致锅炉排烟温度升高。烟气氧含量的影响：烟气氧含量高，过量空气系数增大，使炉膛烟气量增大，虽然烟气体积增大使烟气流速增大，对流换热系数增大，但各受热面的吸热量的增量小于烟气放热量的增量，最终烟气温度会上升[6]。图2对3#锅炉不同负荷下在线监测的数据证明了烟气氧含量和排烟温度的关系。

图2 烟气氧含量和排烟温度关系图

通过图2可以看出: 在运行过程中观察，炉膛燃烧稳定，相同的工况下，随着烟气氧含量的增加，排烟温度会升高，氧含量每增加2%，排烟温度会增加7℃。因此，在锅炉实际运行中，只要将烟气氧含量控制在最佳值[7]，则排烟温度会保持在一个比较低的范围内，此时锅炉经济性最好。

1.5 原料煤的影响

燃烧煤质变化也会导致排烟温度的升高。当煤的灰分含量升高，受热面积灰严重，使传热系数降低，吸热量减少，排烟温度升高；而且一般燃用高灰分煤时，煤的发热量较低，相对于发热量高的煤种必须增大燃煤量，又会使灰量进一步增大，加剧了换热器的积灰。当燃煤挥发份低，煤粉不易点燃，相对于易燃煤种着火推迟，燃尽延后，火焰中心上移，导致排烟温度的升高；当煤粉细度变大，煤粉均匀性差时，煤粉燃尽推迟，排烟温度升高[8]。

1.6 影响排烟温度综合分析

(1)下面应用SPSS13.0统计软件进行统计分析[9]，采用χ2检验；(P<0.01)为差异,有统计学意义。分析如表4。

表4排烟温度影响因素分析表

项目影响组(744)对照组(744)χ2P值受热面减少的影响720(96．8)700(94．1)6．16<0．01系统漏风的影响700(94．1)680(91．4)3．99<0．01受热面积灰的影响716(96．2)685(92．1)11．73<0．01运行燃烧调整的影响711(95．6)701(94．2)1．39<0．01原料煤的影响690(92．7)651(87．5)11．48<0．01

影响因素分析表4可以看出：以上因素均具有统计学意义，可以作为降低排烟温度的影响因素。

(2)经过现场调查和统计数据分析，从“人、机、料、法、环”等方面进一步查找问题根源见图3。

2 改进措施

通过调查分析，制定以下改进措施：

图3 影响因素综合分析图

2.1 通过学习和培训，提高员工节能环保意识

建立严格的监督和考核制度，提高管理水平，使锅炉运行在安全稳定的前提下，做好如下工作：

(1)运行人员及时调整风量，保证氧含量(3%～5%)和飞灰含碳量均匀，并处于低限值;

(2)运行人员合理的调整二次风，密切监视炉膛出口温度，控制火焰中心位置;

(3)运行人员合理控制炉膛负压(20～40 Pa)，在观察锅炉不打正压的情况下尽可能的控制负压处于高限值;

(4)运行人员合理调整制粉系统原煤投用量，避免利用提高制粉一次风压的方法增大制粉系统出力，严禁开冷风制粉;

(5)运行人员加强吹灰器的维护保养和运行监督，确保完好，达到实效，适当缩短吹灰间隔，每天强吹两次;

(6)运行人员及时均匀添加除渣剂，避免锅炉结焦，长期计划为：增设自动添加除渣剂装置;

(7)运行人员均匀给煤，及时添加钢球，使球磨机处于最大出力状态(球磨机电机电流：90 A

(8)锅炉主任、技术人员、值长、班长等管理人员高度重视排烟温度高带来的危害和经济运行的意义，制定降低排烟温度阶段性目标，把排烟温度作为班组小指标竞赛主要内容，从严管理、考核和监督，消除低标准，提升管理水平。

2.2 加强设备管理，消除缺陷

(1)及时检查炉膛、制粉系统和烟道等空间漏风现象，利用大、中、小修做好查漏和堵漏工作;

(2)针对受热面减少现象，我们采取恢复损坏受热面的方法，短期可以达到一定效果。制定更新计划，将目前低效率的受热面更换为热效率高的膜式省煤器和旋转式空气预热器，消除漏风短路和堵管影响换热效率，降低排烟温度，提高换热效率。

2.3 加强原煤管理

合理混配原煤，根据煤种变化及时调整燃烧，减少煤质突变给锅炉带来的影响。

2.4 加强生产信息沟通

及时准确传递生产信息，保证运行人员及时均匀调整锅炉负荷。

2.5 提高锅炉燃烧自动化水平

对锅炉进行系统改造，实现给水、减温水、燃烧调节自动化，减少人为因素干扰，降低员工劳动强度，提高锅炉效率。

3 结论

(1)通过调查和数理统计分析方法，查找影响运行锅炉排烟温度异常升高的因素，总结引起排烟温度升高的各种原因对锅炉效率的影响，制定改进措施。

(2)通过提高员工责任心、节能环保意识、技术水平、管理方法等创新意识，在保证锅炉安稳运行的前提下，尽可能降低排烟温度，可以明显提高锅炉效率，降低生产成本，给电站带来可观的经济效益。

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OptimizetheBoilerbyStatisticsoftheTemperatureofExhaustGas

PUYong，JIANGTian-wen，CHENZhi-wei,ZHANGZhi-zhong

(JilinPetrochemicalCompanythe2ndPowerPlant,Jilin132000,China)

By statistical analysis,the paper elucidates the reason of the higher temperature of exhaust gas of the boiler of power plant,present the method of improvement,and play down the temperature of exhaust gas to increase the efficiency of the boiler.

coal-fired boiler;burning;statistics;exhaust gas temperature;efficiency

2014-05-25修订稿日期2014-07-11

蒲勇(1972～)，男，本科，工程师，从事锅炉运行研究。

TK227

A

1002-6339 (2014) 06-0571-04