660MW超超临界锅炉排烟温度高原因与策略研究

王文刚

摘 要：为了进一步增加火力发电厂煤炭资源利用效率，挖掘生产潜力，提高机组运行的经济性，本文首先分析660兆瓦超临界锅炉排烟温度高的原因，然后提出了相应的解决对策，希望通过本次研究，给相关方面的探讨提供一定参考。

关键词：660MW锅炉 超临界锅炉排烟温度 原因 对策

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2018）12-0-01

锅炉排烟所造成的热损失，一直是影响锅炉经济性的主要因素。锅炉排烟热损失主要是由于排烟温度高于进入锅炉内空气的温度，而这部分高出的热量未被利用白白损失。有统计数据显示，排烟热损失是锅炉效率各项损失中最大的一项，占总热量损失的12%左右。而影响锅炉排烟热损失的主要因素是排烟焓的大小，而影响排烟焓大小的因素是排烟容积和排烟温度，所以一旦排烟温度过高，将会大大增加锅炉的排烟热损失。有数据统计显示，当排烟温度升高10到15度，锅炉排烟热损失就会增加1%，同时过高的排烟温度还会进一步对锅炉的电除尘及脱硫系统的安全性造成威胁。

一、设备运行概况

内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司五期1号机组锅炉型号为 （DG2057/29.3-Π2），该机组锅炉为东方锅炉公司制造的2×660MW高效超超临界参数、前后墙对冲燃烧、一次中间再热、单炉膛平衡通风、紧身封闭、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、Π型布置的变压运行直流炉。该机组自投入使用以来，经常会出现排烟温度过高的现象，特别是在每年的6月份～9月份，排烟温度过高现象更为突出，最高温度有时会达到160度以上，超过设计值的120度，对整个机组运行的经济性和安全性造成严重影响。

二、660MW超超临界锅炉排烟温度高原因分析

1.机组锅炉漏风导致的排烟温度过高

机组锅炉出现漏风，主要是指炉膛、制粉系统和烟道出现漏风现象，这三方面的漏风是导致排烟温度升高的主要原因之一，而导致漏风的主要原因是因为锅炉在运行管理检修和设备结构方面存在问题。炉膛漏风主要是指炉顶密封不严、看火孔、人孔门以及炉底渣系统存在漏洞。制粉系统漏风，主要是指磨煤机风门、挡板处存在漏风现象。烟道漏风主要是指氧量计前部和尾部的烟道出现泄漏现象。在整个机组锅炉运行过程中，当漏风系数升高，总送风系数就会呈现下降趋势，通过空预器的风量会下降，从而导致排烟温度升高。炉膛和烟道各处存在漏风点，都会使排烟处的过量空气系数增大，增加排烟的热损失，同时还会大大增加风机的电能消耗，且漏风点越靠近炉膛，造成的影响越大，特别是在炉膛底部炉低渣系统存在漏风时，一方面会导致进入到空预器的风量大量减少，另一方面会造成火焰中心向上移动，炉膛出口烟温度升高。该机组锅炉自投入使用以来，锅炉的整体密封性能较好，在锅炉运行过程中，主要采取固态排渣系统。为了确保底部炉渣系统安全运行，避免设备出现超负荷现象，在高负荷阶段，炉底渣冷却风门增加开放程度，但是在低负荷运行阶段，各个风门开放程度并没有及时回调，使得炉膛底部漏风量增加，造成排烟温度升高。

2.一次风量过大引起排烟温度升高

在中速磨煤机系统运行过程中，为了确保整个系统安全运行，保证不会出现堵塞现象，运行控制中速磨煤机通风量往往偏离正常的设计值，同时为了确保在同样的给煤量下磨煤机的出口温度保持恒定不变，往往会增大一次通风量。一次风量越大，相应的进入磨煤机冷风量比例增加，从而造成空预器进行换热的一次风量相对减少，促使了排烟温度上升。该机组锅炉中制粉系统设计的通风量为106t/h，保证出力通风量在114.4t/h，而实际系统运行过程中，通风量往往会控制在115～130t/h之间，大大高出了系统的设计值范围。而在锅炉制粉系统风煤曲线自动控制方面，由于磨煤机一次通风量的大小并不能结合给煤量的大小综合确定，使得高给煤量和低给煤量标准下，进入到通风机的通风量区别存在的差异不大，从而导致了排烟温度显著升高。

3.冷一次风量过大引起排烟温度升高

制粉系统中冷一次风量的通入量过大，与炉膛漏风引起的排烟温度升高的原理是一样的。在机组锅炉运行过程中，为了确保炉膛出口过量空气系数保持在一个稳定水平，掺入的冷一次风量过大，使得进入空预器的一次风量就越少，从而导致空预器的热量交换能力下降，由此引起排烟温度过高。特别是在上层磨是C和F制粉系统停止运行期间，通风量不足的问题表现得更为明显。而通过进一步开展锅炉燃烧调整试验，也没有进一步检查到出现该种现象的根本原因，通過对二次通风量进行控制和制粉系统运行方式调整，也不能很好的解决上述问题，最后在整个机组锅炉运行过程中通过采取上层备用制粉系统补风手段，通过先将一部分冷风通过磨煤机出口粉渣送入到炉膛内，风量不高的现象才得以缓解。但应用该种解决手段会进一步造成进入炉膛内的冷风量增加，从而导致排烟温度升高。此外，该机组锅炉投入使用以来，制粉系统风门缺陷问题较多，特别是热风隔绝门和调整门出现泄漏的现象十分常见。

4.受热面结渣积累灰尘引起排烟温度升高

受热面结渣积累灰尘是导致排烟温度升高的另外一个重要原因之一，受热面积结渣导致排烟温度升高的影响，主要表现在热量传导方面。锅炉受热面结渣，积累灰尘之后，使得受热面的热传导系数显著降低，锅炉吸收热量降低，烟气排热量减少，从而导致从空预器出口排出的烟温度升高。如果空预器表面积累大量灰尘出现堵塞现象，就会导致空预器传热面积减小，也会使得烟气排放出来的热量减小，使得排烟温度升高。此外，当炉膛内存在结渣和积累灰尘现象后，会引起汽水工质吸热减少，为了弥补这方面缺陷，在一定负荷状态下，需要进一步增加燃料的投入量，这样会促使各个节段的烟温进一步升高，最终导致排烟温度显著升高。该机组于16年底投入运行的，通过进一步检查炉膛，发现内部受热面结闸现象十分严重，特别是在炉膛尾部烟道灰尘积累现象相当严重。炉膛尾部烟道存在大量灰尘，积累的主要原因是多个再热器挡板出现卡顿现象，不能正常开启，而引起挡板卡涩的原因是灰尘大量积累，从而形成了一个恶性循环，最终造成排烟温度不断升高。

三、解决660MW超超临界锅炉排烟温度高的对策分析

1.加强对进入锅炉内的燃煤质量管理

针对现阶段，火电厂采购燃煤品质下降以及难以保障质量的现实，必须通过加强燃煤管理来降低对锅炉燃烧调整产生的不利影响。做好这方面工作，应该从以下几方面入手：首先，要嚴格控制好掺混比例。在燃煤混合过程中，应该将入炉燃煤发热量，水分含量，灰分含量，锅炉负荷预测曲线，作为掺混比例的控制对象；其次，完善加仓方式。褐煤单独加仓对制粉系统安全运行调整的影响，因此，在确保生产效益，运行安全的前提下，适合采用单独加仓；最后，加强对入炉煤杂物的筛选。煤炭资源在进入锅炉之前，一定要清除杂物，避免杂物给煤机、磨煤机安全运行造成影响，提高制粉系统运行的稳定性和安全性。

2.完善运行管理措施

首先，提高监盘质量。要结合每次给煤情况，对制粉系统的送风量作出合理调节，避免出现偏置，确保制粉系统送风量的合理性，避免送风过高或过低。通过对一次风量进行有效控制，来降低冷一次风量的输送比例。同时还要及时根据煤种的变化，对磨煤机出口温度作出适当调整，并根据机组的运行负荷情况，调整炉膛炉底渣系统冷却风门的开张程度，以降低底渣系统出现泄漏情况；其次，妥善做好调整工作。机组在运行过程中要做好负荷预测，根据预测结果，及时调整制粉系统的运行方式，要尽量保证磨煤机维持在高出力状态下。同时还应该进一步加强燃烧调整，及时控制通风量，以及调整各个风门大小来控制锅炉炉膛内的火焰中心，通过多次实验来掌握均等配风等对煤炭燃烧的影响；最后，要加强吹灰管理。通过做好电量管理，提高机组锅炉的运行负荷水平，确保锅炉炉膛吹灰，尾部烟道吹灰能够顺利进行。特别是在炉膛和尾部烟道吹灰期间，应该增加开启和放下次数，做好巡检工作，及时发现系统缺陷，及时采取措施解决。

3.加强设备管理

应该重视设备的维护与改造，要制定完善措施，从根本上消除制粉系统热风隔绝门，热风调整门泄漏等严重问题，及时消除锅炉本体及炉膛漏风现象，并加强各个部分检测校验。利用机组检修机会，加强锅炉系统风门排查，做好相应试验工作。

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