探究电站锅炉排烟温度偏高的原因及控制措施

尤坤坤 杨燕玲

1 中国天楹股份有限公司华电国际邹县发电厂

2 信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份公司上海分公司

探究电站锅炉排烟温度偏高的原因及控制措施

尤坤坤1杨燕玲2

1 中国天楹股份有限公司华电国际邹县发电厂

2 信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份公司上海分公司

锅炉效率与其各项损失密切相关，而其中锅炉排烟热损失影响因素最大，约为5～8%，合理降低排烟温度可以有效提高锅炉效率，降低供电煤耗。结合某厂不同容量锅炉的实际运行特点，从多角度分析造成锅炉排烟温度偏高的主要原因，并提出相应的可行性优化方案及建议。

排烟温度；锅炉效率；过量空气系数；受热面积灰

DOI∶10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2017.02.011

近年来随着环保经济概念的深入发展，火电厂机组运行问题不断得到重视，十二五规划明确指出落实节约优先战略，大幅度提高能源利用效率。火电厂作为我国工业耗能大户，对其有效实施节能，可实现能源节约,推动火力发电行业可持续发展。

电站锅炉的高效运行受多种因素影响，运用反平衡法计算锅炉热效率时可知锅炉损失由机械不完全燃烧损失，散热损失，化学不完全燃烧损失，灰渣物理损失和排烟损失五部分组成，而其中排烟热损失影响最大。根据研究表明，排烟温度每降低13℃，排烟热损失将会减少约1%，同时节约约7%的燃料，可提高锅炉效率约1%，可见锅炉排烟温度的降低对于调高锅炉效率具有重要意义[1]。

1 锅炉排烟温度偏高的理论分析

锅炉排烟热损失是锅炉排烟物理显热造成的热损失，等于锅炉排烟焓与炉空气焓的差值，计算公式如下：

式中：pyI——锅炉排烟焓，kJ/kg；

Ipy根据烟气的排烟温度θpy和αpy查焓温表得出，αpy根据锅炉运行时测得的烟气成分计算得出，θpy实测得出。

式中：k1——煤种系数；

tf——送风温度；

由公式（1）可知，排烟温度是影响锅炉排烟热损失的重要影响因素，通常排烟温度升高10～20℃，可是排烟热损失q2增加约1%。根据q2计算公式（2）可知锅炉排烟温度受炉膛或制粉系统漏风、受热面积灰、磨煤机出口温度、燃烧煤种等多方面因素影响。

2 漏风对排烟温度影响

锅炉漏风是机组运行中常见问题，由于锅炉微负压运行，故极易在不严密部位发生漏风现象。锅炉漏风一般出现在炉膛、烟道和制粉系统。炉膛漏风指炉顶密封、看火孔、人孔门及炉底密封水槽处；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。根据式（2）可知，锅炉漏风pyα增加，在其他条件不变的情况下，排烟热损失增加，即锅炉漏风都会导致锅炉热效率的降低；排烟温度的变化与锅炉风烟系统的漏风位置有关，正常燃烧情况下的炉膛漏风会使排烟温度升高，而烟道漏风会使排烟温度降低[2]。

针对锅炉漏风问题采取的应对措施主要有：锅炉大小修及正常运行过程中，针对锅炉及制粉系统的检查和堵漏工作，各连接法兰密封、膨胀节处密封，锁气器不严及炉本体密封，特别是炉底水封槽和炉顶密封及磨煤机冷一次风风门处理，采用密封比较好的门、孔结构。对于锅炉的负压状况要密切观察，要把其数值控制在规定的范围以内，这样可以有效降低由于负压过大炉膛及烟道漏风的几率。锅炉停运检修后做好空气动力场试验，合理配风控制火焰中心不上移。在锅炉炉膛出口、空气预热器及除尘器出口等关键位置安装氧气表，运行人员可及时发现漏风位置并进行处理。

3 掺冷风对排烟温度影响

掺冷风是指一次风或制粉系统掺入冷风，和漏风一样，在炉膛出口过量空气系数保持不变的情况下，掺入冷风也会使得流经空气预热器的空气量减少，使空气预热器的吸热量降低，最终导致排烟温度升高。掺冷风量增多是由磨煤机出口温度偏低、磨煤机出力降低或停运、一次风率偏高等原因造成，具体分析如图1。

4 受热面传热效率降低对排烟温度影响

受热面传热效率降低可直接导致锅炉排烟温度的升高，具体包括锅炉本体受热面结渣或积灰、受热面管束内壁结垢或氧化皮脱落、空预器传热元件积灰等。

电站锅炉运行过程中，受热面结渣、积灰是一个普遍且长期纯在的问题，由于煤粉燃烧产生大量的灰粒、硫和氮的氧化物，这些物质会以各种形式沉积在受热面的表面，造成受热面的结渣和积灰。由于结渣和积灰的传热效率较金属表面小很多，故使得受热面传热热阻增大、传热量降低，导致排烟温度升高。有关资料表明，炉膛积灰厚度由1 mm增加到2 mm时，传热量减少28%[3]。

图1 锅炉掺冷风的原因分析及解决措施图

给水品质差容易引起受热面内部结垢，水垢的导热系数为金属的1%～1‰，且机组在运行过程中容易产生受热面管子内部氧化皮脱落，增大传热热阻，减少换热量，从而导致排烟温度升高，严重时甚至会引起锅炉爆管。

空预器传热元件积灰会导致传热面积减少，烟气放热量降低，空气换热效果变差，导致一、二次风温降低，使进入炉膛的热风比例降低，掺冷风比例增加，排烟温度上升。

故检修人员要加强日常检修和维护，确保吹灰器正常投入，保持各受热面的清洁，预热器吹灰器也要确保正常运行，确保空预器烟气压差在1.2kPa以下。运行人员要严格遵守吹灰制度，加强锅炉吹灰可降低排烟温度约10℃[4]。对于受热面结焦，在保证安全的前提下，检修人员要及时进行除焦作业。空预器必须定期对空预器进行吹灰，如果空预器差压大于1.4 kPa，则必须停运用高压水冲洗空预器传热元件。

5 锅炉煤种对排烟温度的影响

图2 锅炉煤种对排烟温度影响的原因分析

煤种对排烟温度的影响主要包括水分、灰份、挥发份和燃料地位发热量。由于水分含量和地位发热量直接影响烟气容积和烟气特性，故其对排烟温度的影响较大,具体分析如图2。

根据煤种对排烟温度的影响，加强混配煤工作，尽量保持煤质的稳定性。当燃煤的煤质变化时，运行人员应合理运用制粉系统在循环风门的作用，保证制粉系统的正常出力，保证一次风速在规定的范围之内。

6 结语

电站锅炉的运行效率与电厂的经济效益有着密切的关系，而排烟温度的升高导致锅炉运行效率的降低，不利于锅炉的经济运行，故对于锅炉排烟温度应进行严格的控制，确保锅炉排烟温度在合理范围之内。

[1] 李名武.烟气深度冷却法降低锅炉排烟温度方案探讨[C]//江苏省质量技术监督局.2010江苏省“能量计量与节能减排”论坛论文集.南京：江苏省质量技术监督局，2010:7.

[2] 王春昌. 锅炉漏风对排烟温度及排烟损失的影响[J].热力发电,2007(8)19-22.

[3]崔海鹏.电站锅炉排烟温度高原因分析及其改进措施[D].保定：华北电力大学,2012.

[4]闫顺林，李永华.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)：20-22.

Study on Causes and Control Measures of Flue Gas High Temperature at Power Plant Boiler

You Kunkun1, Yang Yanling2

1.China TIANYING Inc. Huadian Power International Zou County Power Plant
2.Information Industry Electronic 11th Design and Research Institute Science and Technology Engineering Co.,Ltd Shanghai Branch

∶Boiler efficiency is related to all kinds of losses and flue gas heat loss is the most influent factor, which is about 5 to 8%. The author suggests we should reduce flue gas temperature reasonably to improve boiler efficiency and decrease coal consumption for power generation. Combined with practical operation characteristics of different capacity boilers at some power plant, the author analyzes main causes of flue gas high temperature from multi viewpoints and puts forward relative feasible optimization plan and suggestions.

∶Flue Gas Temperature, Boiler Efficiency, Excess Air Coefficient, Ash on Heating Surfaces

尤坤坤（1988-），男，硕士研究生，从事锅炉检修工作。