660MW超临界锅炉排烟温度高原因分析及应对

邱松

摘要：为了进一步挖潜增效，提高机组运行经济性，针对大唐淮北虎山发电厂660MW超临界锅炉投产以来引起排烟温度过高的主要原因进行了分析，并提出了应对措施，望给相关方面问题的探讨与解决提供参考。

关键词：排烟温度;一次风量;积灰;煤质

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（基准温度）这部分热量未被利用而造成的损失，排烟热损失是锅 炉效率各项损失中最大的一项，约占总热损失的4%～12%。影响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又是排烟容积和排烟温度，所以排烟温度越高，排烟热损失越大，一般情况下，排烟温度升高10～15℃，排烟热损失增加1%，同时过高的排 烟温度对电除尘及脱硫系统的安全运行构成威胁。大唐淮北虎山发电厂#1机组自2013年投产以来时常出现排烟温度过高现象，特别是在 2020年6-9月该现象更为突出，排烟温度最高达160℃，超过设计值（124℃）36℃，严重制约着机组运行的经济性和安全性。

设备概况

大唐淮北虎山發电厂#1机组锅炉型号为：DG2086/25.4-Ⅱ9型，该锅炉为东方锅炉（集团）股份有限公司制造的一次中间再热、变压运行，带内置式汽水分离器启动系统，固态排渣、单炉膛平衡通风、Π型布置、全钢构架悬吊结构、露天布置超临界本生（Benson）直流锅炉。设计煤种为淮南潘集煤，校核煤种为国投新集煤。燃烧方式为前后墙对冲燃烧，采用24只低NOX轴向旋流燃烧器，前后墙各12只，分三层对称布置。配备6台HP1003型中速 磨煤机的正压直吹式制粉系统，锅炉尾部设置分烟道，正常运行时 采用烟气挡板调整再热器出口汽温，锅炉装设脱硫系统，采用固态排渣。

一、排烟温度高主要原因分析

排烟温度升高原因可以分为真实升高和虚假升高两大类，所谓真实升高原因是指客观上确实使得排烟温度升高的原因，如漏风、制粉系统掺冷风量大、制粉系统一次风量过大、受热面积灰、环境 温度升高等;虚假升高是指表面上排烟温度比设计值高，但客观上并非如此，如测点位置不当、测点原件故障等。其中真实升高原因又可以分为两类：一类是可以通过运行、检修、管理和设备改造消除的原因;而另外一类是不易消除的原因，如环境温度升高、煤质 折算水分高等。结合现场实际情况，下面主要针对引起排烟温度高的真实原因具体分析。

1.漏风引起排烟温度升高

漏风是指炉膛漏风、制粉系统漏风及烟道漏风，是排烟温度 升高的主要原因之一，是与运行管理、检修以及设备结构有关的问 题。炉膛漏风主要指炉顶密封、看火孔、人孔门及炉底渣系统处漏风;炉膛及烟道各处漏风，都将使排烟处的过量空气系数 增大，只能增加排烟热损失和引风机电耗，且漏风点越靠近炉膛，其影响越大，特别是炉底渣系统漏风量的增加，一方面会造成空预器入口风量的减少，一方面会造成火焰中心上移，炉膛出口烟温升高。

2.一次风量过大引起排烟温度升高HP中速磨煤机实际运行中，为了保证磨煤机运行安全，确保不发生堵管等现象的发生，运行控制中磨煤机通风量往往偏离了设计值，为了保证同样给煤量下磨煤机出口温度得到控制，进入磨一 次风量越大，相应进入磨煤机的冷风量比例增加，造成进入空预器进行换热的一次风量相对减少，从而导致排烟温度上升。在制粉系统风煤曲线自动控制方面磨煤机通风量未能根据给煤量进行很好的修正，使得高给煤量和低给煤量情况下进入 磨煤机通风量区别不大，从而造成排烟温度的升高。

3.冷一次风量过多引起排烟温度升高制粉系统掺冷风量过多和炉膛漏风引起排烟温度升高的主要原因是一样的，冷风越多使得进入空预器的一次风量越少，造成空预器的换热量下降，从而引起排烟温度升高。

4.受热面结渣、积灰引起排烟温度升高

受热面结渣、积灰是导致排烟温度升高的原因之一，其对排烟温度的影响主要表现在传热方面。锅炉受热面结渣、积灰将使受热面传热系数降低，锅炉吸热量降低，烟气放热量减少，空预器入口烟温升高，从而导致排烟温升高，空气预器堵灰则使空气预器传热面积减少，也将使烟气的放热量减少，使排烟温度升高。

5.入炉煤质变化引起排烟温度升高

近年来为了加强市场竞争，控制燃料成本，众多电厂入炉煤品质下降。该厂自2013年以来入炉煤中使用了大量褐煤掺烧，该褐煤 特性主要表现在高挥发份、低发热量、灰分大、可磨性系数低，入炉煤品质偏离设计煤种。此煤质的特性对燃烧调整及排烟温度的影 响呈现出多方面的特性，主要有以下几个方面：

（1）控制磨煤机出口温度引起排烟温度升高。由于褐煤的高 挥发份特性，为了防止自燃、爆燃异常的发生，必须严格控制磨 煤机出口温度，该厂进行褐煤掺烧时一般磨煤机出口温度控制在 58～65℃之间（磨煤机出口设计温度为77℃），从而造成入磨冷一次风的大量增加，引起排烟温度升高。

（2）制粉系统出力下降引起排烟温度升高。由于该煤的可磨性系数较低，造成制粉系统出力降低，同时制粉系统设备的磨损加重，反过来进一步影响制粉出力。

（3）低发热量、高灰分引起排烟温度升高。同样负荷情况下燃 用该低发热量的褐煤，使得入炉燃煤量增加、入炉总的冷一次风量 升高;同时若吹灰不及时，积存在受热面上的灰、渣使得传热效果变差，相对固定换热面的空预器来说必然造成出口烟温的上升。

二、应对措施

1.加强入炉煤质管理

针对当前电厂采购煤质品质下降的趋势难以根本改变的现实，必须通过加强入炉煤质管理来降低其对燃烧调整的不利影响，主 要从以下诸方面着手：

（1）控制掺混比例。将入炉煤发热量、水分含量及负荷预测曲线作为掺混比例控制对象。

（2）完善加仓方式。采取下层磨煤机掺烧方式对炉膛结渣、积灰及排烟温度的控制 更为有利。

（3）加强入炉煤杂物筛查。及时清除入炉煤杂物，降低制粉系统非正常启停次数。

2.完善运行控制措施

（1）提高监盘质量。及时根据给煤量情况调节制粉系统风量偏置，提高制粉系统风量控制的合理性，避免高、低给煤量时制粉 系统通风量一样的情况，通过总一次风量控制降低冷一次风量比率;

（2）丰富调整手段。做好负荷预测，及时调整制粉系统运行方式，尽量维持磨煤机在高出力下运行;加强燃烧调整，及时通过风 量及各风门调节控制火焰中心;试验并掌握均等配风及束腰配风 对燃烧的影响。

（3）加强吹灰管理。确保炉膛吹灰、尾部烟道吹灰能及时执行;认真执行再热器烟道挡板开启放灰定期工作，

3.加强设备管理

加强设备维护与改造，采取有效措施根本上消除制粉系统热风隔绝门、热风调整门内漏严重现象，及时消除锅炉本体及炉膛漏风;加强制粉系统风量、风压等测点的消缺与校验，防止因测量误差导致磨煤机实际运行中一次风量偏大现象;

4.完善控制逻辑

对制粉系统风量控制逻辑进一步完善，确保风煤比的合理性。完善吹灰控制，增加空预器吹灰跳步功能，避免吹灰中断后再次吹 灰方式控制的不合理性。

5.进行设备改造

针对锅炉设计缺陷利用检修机会进行合理改造，通过增加尾部傳热面积降低烟温等方法消除不利影响。

三、结语

当前电力市场竞争激烈，火电企业必须降低生产成本，才能提高企业效率和竞争力。影响锅炉排烟温度升高的因素较多，实际运行中必须根据每台机组的运行现状进行具体分析，抓住主要原因并 采取针对性措施，从而实现降低煤耗、提高效益的真正目的。

参考文献：

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