350MW机组直流锅炉排烟温度高原因分析及对策

高俊伟

摘 要：锅炉的排烟热损失是由于排烟温度高于进入锅炉的空气温度，而这部分热量未被完全利用造成的损失。每台锅炉都有一个设计的排烟温度，随着运行时间的增长，排烟温度逐渐升高，排烟热损失增大，导致锅炉效率降低、煤耗升高，经济效益下降。文章针对临河发电有限公司2*350MW机组锅炉特点，提出了相应的措施和建议。

关键词：锅炉；排烟温度；分析；措施

引言

中电投宁夏能源铝业临河发电有限公司2*350MW机组锅炉为东方锅炉厂制造的超临界参数、变压运行、螺旋管圈直流锅炉，其型式为单炉膛、一次中间再热、前后墙对冲燃烧方式、平衡通风、固态排渣、紧身封闭、全钢构架的π型炉。锅炉型号：DG1147/25.4-Ⅱ2型。燃烧器采用HT-NR3旋流燃烧器，前后墙布置、对冲燃烧、前墙3层、后墙2层、每层4只燃烧器。配有两台60%BMCR容量三分仓受热面转子转动的空气预热器，一、二次风入口装有暖风器，防止空气预热器冷端腐蚀。锅炉采用冷一次风正压直吹式制粉系统，配备五台长春电力修造厂生产的MPS170 HP-II型中速磨煤机，设计煤粉细度R90为17%。

排烟温度高对锅炉运行的经济性（一般情况下，排烟温度每升高12～15℃，排烟热损失增加0.5%，发电煤耗增加1.86g/kwh左右）和安全性有很大的影响，同时对电除尘设备的安全运行也构成威胁，根据设备的具体状况，全面分析造成锅炉排烟温度升高的各种因素，制定出切实可行的措施以达到降低排烟温度，减少排烟热损失，提高锅炉效率。下面作者就临河发电有限公司2*350MW機组锅炉进行全面的分析。

1 影响锅炉排烟温度高的因素

影响锅炉排烟温度的因素有很多，在理论与实践相结合的基础上，对排烟温度升高的原因进行了分类，造成排烟温度升高原因主要有锅炉各部位的漏风、炉膛过量空气系数大、磨煤机一次风量大、受热面吹灰不及时、空预器入口风温高、锅炉“四管”结垢的问题、煤质变化和煤粉变粗、磨煤机运行方式及台数等。

2 锅炉排烟温度高的原因分析及解决措施

2.1 锅炉各部位漏风

分析：锅炉漏风是排烟温度升高的主要原因之一，分为炉膛漏风、制粉系统漏风及烟道漏风三类。不同部位的漏风对锅炉运行造成的危害也不尽相同，但不管什么部位的漏风，都会使气体体积增大，排烟热损失以及引风机电耗增加。如果漏风严重，引风机出力已达到最大还不能维持规定的炉膛负压，而采取被迫减小送风机出力时，会使不完全燃烧热损失增大，锅炉结渣可能性加剧，甚至不得不限制锅炉出力。

措施：利用机组大修、小修的机会对锅炉本体及制粉系统进行彻底的查漏和堵漏工作，尤其是锅炉本体系统的密封、结合面以及与锅炉连接的重要辅机系统，采用密封比较好的看火孔、风门挡板。在锅炉启动前按要求做风压试验，风压试验合格后再启动。在运行中，检查完毕后随时关闭看火门、孔等。根据经验，这一措施可有效降低排烟温度。

2.2 炉膛过量空气系数过大

分析：进入炉膛的燃料完全燃烧所需要的空气量往往大于理论的空气量，需要有过量的空气才能使燃料完全燃烧。实际空气量与理论空气量的比值称为过剩空气系数，以α表示，其值大小与燃烧方法及燃料性质有关，一般情况下α等于1.15～1.35。以上指的是锅炉中参与燃烧的过剩空气系数，当锅炉炉墙不严密时，烟气从炉膛流经受热面的过程中会漏入空气，使烟气中过剩空气量增多，这些空气无助于燃烧，反而会使锅炉排出的烟气量增多，氧量增加，使引风机能耗增大，锅炉排烟热损失增加，排烟温度升高。

措施：（1）在锅炉运行指标调整过程中，保证炉膛不结焦的情况下，保持较低的氧量：3.0～3.5，维持低氧燃烧，一方面可减少NOX的生成、降低尾部烟道腐蚀、减轻烟气对环境的污染，另一方面可以节约厂用电率，降低排烟温度。（2）发现锅炉漏风缺陷及时通知检修处理。

2.3 磨煤机一次冷风量大

分析：临河发电公司制粉系统采用长春电力修造厂生产的170 HP-II型中速磨煤机，为保证磨煤机的运行安全，往往对磨煤机一次风流量和出口温度有所限制，磨煤机运行中按厂家要求一次风流量>51.6t/h，磨煤机出口温度控制在62-75℃范围内，跳闸值为82℃，为了保持磨煤机一次风量和出口温度在正常范围内，通常需要开大一次冷风来维持，结果使流过预热器的一次风量减小，因而得出的结论是磨煤机出口温度控制得越低，则冷一次风的比例越大，即流过空预器的风量就会降低，引起排烟温度升高。

磨煤机实际运行中风粉配比曲线偏离了设计值，MPS170HP型磨煤机设计出力为40t/h时风量为65t/h左右，实际运行中达70t/h以上，在保持一定的磨煤机出口温度下，一次风量增大，则其中冷一次风量也增大，送风量减少，从而导致排烟温度升高。

措施：（1）在制粉系统安全及炉膛不结焦的前提下，可适当提高磨煤机出口温度，减少进入磨煤机的一次冷风量，尽可能关闭冷一次风挡板，用热一次风挡板调节风量，这不仅能加强空气预热器的换热效果，还可以使进入炉膛的风粉混合物温度升高，有效降低排烟温度。（2）按照合理的风粉配比曲线进行调整，定期测量磨煤机出口温度、风速、风粉浓度以及燃烧器出的温度，综合判断磨煤机出粉情况，减小一次风率。但一次风率也不能太低，容易造成一次风管内积粉喷嘴过热烧损的故障和磨煤机堵塞的现象，因此，要根据原始设计和设备的具体状况来决定磨煤机的风粉配比比例。

2.4 受热面吹灰不及时造成积灰

分析：锅炉受热面积灰分为炉膛、水平烟道和尾部烟道蒸发受热面积灰，受热面的积灰将使烟气与受热面之间的传热热阻增加，锅炉吸热量降低，烟气放热量减少。炉膛蒸发受热面积灰将会使炉膛内的辐射换热减小，导致炉膛出口烟气温度升高；而水平烟道和尾部烟道中受热面积灰时，使该处的传热效率下降，烟气温度升高，以上三种烟气温度升高将直接导致排烟温度的升高。

措施：运行中加强锅炉吹灰工作，适当缩短吹灰间隔，墙式吹灰器吹为每六小时一次，长杆吹灰器每天进行一次；检修人员加强日常检修与维护，确保吹灰器的正常投入，保持各受热面的清洁；空预器加装乙炔脉动吹灰装置，利用乙炔气体爆破产生的超声波除灰，并结合蒸汽吹灰，确保了空预器烟气差压在1.2kpa以下。

2.5 空预器入口风温高

分析：宁夏自治区银川市当地环境最高温度达38℃左右，空气预热器入口一、二次风温高，空气预热器对流换热减少，换热效率下降，从而使排烟温度升高。同时磨煤机出口温度一定的情况下，因环境温度高，冷一次风增大、热一次风减少，流过空预器的风量减少，排烟温度升高。若炉内采取增加受热面的方法来降低空预器入口烟温，到冬季运行时排烟温度又会低于露点温度很多，造成空预器低温腐蚀，降低设备使用寿命，必须投入暖风器来提高空预器入口二次风温度，这样又会增加辅汽的用量。

措施：环境因素是难以克服的，根据环境温度变化的规律，综合考虑锅炉运行方式。

2.6 锅炉“四管”结垢的问题

分析：锅炉省煤器、水冷壁、过热器、再热器管内结垢，造成煙气与管内的水及蒸汽的换热效率下降，保证机组负荷一定的情况下，需要增加燃料量，炉膛烟气温度升高，从而使得排烟温度升高。

措施：做好电厂的水质监督工作，定期化验机组水、汽品质在合格范围之内，对于超临界直流锅炉来说，水质要求较亚临界锅炉严格，当水质不合格，必要时停止机组运行，待水质合格后再重新启动。

2.7 煤质变化和煤粉变粗

分析：（1）当入炉煤挥发分较高时，为保证制粉系统运行安全，需要控制磨煤机出口温度在煤粉自燃范围内，磨煤机冷一次风量增大，热一次风量减少，进入空气预热器的一次风量降低，空气预热器传热效率下降，从而导致排烟温度升高。（2）制粉系统煤粉变粗，进而一次风量偏大的情况下，炉内燃烧推迟，火焰中心上移，排烟温度升高，炉渣变黑、飞灰可燃物增大，严重时会造成空预器着火，影响了锅炉安全和经济运行。

措施：锅炉在正常运行中，加强燃料的管理和制备，煤质突变及时告知运行人员并进行相应的燃烧调整，严格控制制粉系统煤粉细度（按规定控制磨煤机出粉分离器挡板开度）和一、二次风量的调整，加强监视空预器入口烟温及锅炉排烟温度，发现问题及时处理。

2.8 磨煤机运行方式及台数

分析：临河发电有限公司2*350MW机组制粉系统配置五台磨煤机，正常运行中磨煤机四台运行一台备用，锅炉前墙布置由下至上为C、B、D三层燃烧器，后墙布置由下至上为A、E两层燃烧器，燃烧方式采用前、后墙对冲燃烧，正常运行为A、B、C、E磨煤机运行，若底层磨煤机停运检修或非正常运行方式时，需要启动上层磨煤机运行，火焰中心上移，导致锅炉超温和排烟温度升高；当运行中发生煤质变差带负荷能力下降，需要五台磨煤机全部投入运行时，一次风量增大，锅炉氧量升高，送风量随之降低，空气预热器吸热量减少，从而导致排烟温度升高。

措施：锅炉在正常运行中，尽可能按照正常运行方式运行，A、B、C、E磨煤机运行，D磨煤机备用，当五台磨煤机全部投入运行时，保持下层四台磨煤机接近满出力，最上层D磨煤机保持低负荷运行，综合考虑锅炉的运行调整，有效降低了排烟温度同时也减小了锅炉左右侧烟温偏差。

3 结束语

锅炉损失由排烟热损失、机械不完全燃烧热损失、化学不完全燃烧损失、灰渣物理损失及散热损失组成，而这五项损失中排烟热损失是对锅炉效率影响最大的一项。可见，适当降低排烟热损失对提高锅炉效率及全厂发电经济性有着更重要的意义，降低锅炉排烟温度，增强机组运行经济性已成为一个重要课题。

文章通过理论分析和现场经验，对引起350MW直流锅炉排烟温度升高的原因从运行、设计、检修、管理等方面进行了分析、归纳，并提出了一些切实可行的措施和方案，实践中有效降低了临河发电公司1147t/h锅炉的排烟温度，同时也给同类型机组和兄弟单位提供参考。

参考文献

[1]范从振.锅炉原理[M].水利出版社，1986，5.

[2]中电投临河发电公司.集控2*350MW机组运行规程[S].2011，4.

[3]中电投临河发电公司.集控350MW火电机组培训教材[Z].2011，4.