煤粉锅炉排烟温度高的原因分析与防范

2016-02-07于一利

中国设备工程 2016年1期

关键词：运行方式磨煤机漏风

于一利

（华电国际莱城发电厂，山东　莱芜　271100）

·节能与环保·

煤粉锅炉排烟温度高的原因分析与防范

于一利

（华电国际莱城发电厂，山东莱芜271100）

摘要：对华电国际莱城发电厂锅炉烟气温度偏高的主要影响因素（即炉膛、水平烟道积灰，磨煤机运行数量的不同，一、二次风配比及制粉用热风量等）进行研究分析，并采取了相应的改进措施，取得了较好的效果。

关键词：排烟温度；吹灰器；磨煤机；运行方式；负荷；漏风

锅炉排烟损失在锅炉损失占最大的比列，一般达5%～12%。排烟温度的变化影响了锅炉热效率的大小。即排烟温度越高，锅炉热损失越大。通常锅炉排烟温度每增加14～20℃，锅炉的排烟损失大约增加1%。

目前大部分火力发电厂锅炉的排烟温度都控制在110～140℃，而华电国际莱城发电厂300MW机组Ⅰ、Ⅱ期锅炉烟气温度一直偏高，严重影响了锅炉机组运行的经济性。于是根据发电厂设备运行的实际情况，通过分析、总结，找出了锅炉排烟温度偏离的主要影响因素。

一、吹灰器的类型不合适

目前，本厂300MW机组尾部烟气温度的设计值是135℃。3、4号锅炉依然采用声波吹灰和脉冲吹灰同时的方式，使受热面吸热量减少，于是排烟温度升高，效果不好。只有2号炉的吹灰系统采用蒸汽吹灰，吹灰效果还比较理想，排烟温度基本能保持在设计值范围内。在吹灰器设备改造之前，利用大、小修或时间较长的临修，对水平烟道进行了人工清灰，但所能维持的时间较短，于是采取相应措施如下。

第一，对空预器的吹灰器改造升级，如将吹灰器改为蒸汽吹灰器；

第二，配合热工检修人员提高机组自动调节品质；

第三，加强锅炉吹灰器的运行维护。

二、磨煤机运行方式、风配比及风量

1.磨煤机运行方式影响了排烟温度

（1）不同的负荷段应选择不同的磨煤机运行方式。当负荷低于220MW时，根据煤质情况应尽量保持A、B磨煤机运行。磨煤机运行方式不合理时，会是锅炉火焰中心抬高，造成热负荷集中在炉膛上部，锅炉出口烟温升高。当磨煤机检修时，磨煤机运行台数的变化影响了炉膛燃烧中心位置。磨煤机检修完毕后，马上恢复正常的磨煤机运行。

（2）相同的磨煤机运行方式下，燃烧器的运行方式不同、燃烧器出力不均同样都会造成排烟温度升高。

（3）燃料的煤质变化较大，同时调整磨煤机的运行方式。锅炉燃用低发热量的差煤，要求用下层磨煤机运行、保证足够的煤粉细度。防止锅炉燃烧不充分，造成锅炉的飞灰含碳量升高，燃料的燃烧不完全损失升高，致使锅炉的排烟温度变大。燃用高发热量的好煤时，确保炉膛充分燃烧，优先投运上层磨煤机。如果煤中硫含量高，可能造成炉膛结焦，降低灰熔点。如果锅炉运行的负荷较高，炉膛温度自然较高，如果磨煤机运行方式不合理，很可能使炉膛发生结焦现象，致使火焰中心上移，使排烟温度增大。

2.一、二次风配比分析

一次风与二次风的配合是以一次风量能满足挥发分的燃烧为原则。一次风量和一次风速的提高都对着火不利。一次风量增加，煤粉气流加热到着火温度所需热量增加，着火点推迟。一次风速高，着火点靠后；一次风速低，易造成一次风管堵塞，还可能烧坏燃烧器。一次风温高，煤粉气流达到着火点所需热量减少，着火点提前。二次风混入一次风的时间要合适。如果在着火前混入，则着火延迟；如果过迟混入，则着火后的燃烧缺氧。二次风一下子全部混入一次风对燃烧也是不利的，因为二次风的温度大大低于火焰温度，大量低温的二次风混入则会降低火焰温度，燃烧速度减慢，甚至造成熄火。二次风速一般应大于一次风速。二次风速比较高时，才能使空气与煤粉充分混合；二次风速又不能比一次风速大太多，否则会迅速吸引一次风，使混合提前，影响着火。总之，二次风混入应及时而强烈，才能使混合充分，燃烧迅速而完全。燃用低挥发分煤时，应提高一次风温，适当降低一次风速，选用较小的一次风率，这对煤粉的着火燃烧有利。燃用高挥发分煤时，一次风温应低一些，一次风速高一些，一次风率大一些。有时有意使二次风混入一次风的时间早一些，将着火点推后，以免结渣或烧坏燃烧器。

3.制粉用热风量的影响

磨煤机的主要功能之一是干燥给煤。大部分磨煤机向热风中通入冷风来降低磨煤机入口煤粉的温度，同时使磨煤通风量增大，从而减少了冷却空气预热器的风量，使锅炉排烟温度增大。加强对一、二次风的配比及制粉用热风量的调整，多用系统热风量，降低排烟温度。二次风的配比不合适，一次风速太高或一次风温度太低，则煤粉燃烧着火推迟，火焰中心升高，炉膛出口温度及排烟温度都会升高；同样，若二次风量太大，会使得烟气流速升高，火焰中心也会升高，从而导致同样的结果。

三、负荷的影响

1.运行情况

机组正常运行中排烟温度与负荷也有着非常密切的关系。3、4号机组运行在远方自动调度（ADS）方式下，负荷波动比较大，而且很难确定磨煤机的运行方式及启停时间，高负荷时炉膛温度比较高，此时如果燃烧调整不当或者煤质不好，炉膛结焦会比较严重，同样引起排烟温度的升高。

2.制定降低排烟温度措施

（1）根据负荷变化趋势及周期的变化，准确判断磨煤机的启停时间。

（2）负荷低于220MW时，根据煤质情况应尽量保持A、B磨煤机运行。

（3）加强燃烧调整。负荷高时应根据煤质情况进行合理配风，以保持火焰中心稳定，减小炉膛结焦的程度。

四、其他因素的影响

1.过剩空气系数对烟气温度的影响

在锅炉正常运行中,锅炉烟气损失是锅炉损失中最大的。排烟热损失与排烟温度的大小及过量空气系数有直接的关系。在锅炉的排烟温度恒定时，排烟损失就只同过剩空气系数的大小有关。过剩空气系数增大，就会增加锅炉排烟损失；过剩空气系数降低，排烟损失也会降低。在锅炉的过剩空气系数增大时，送引风机耗电量增加。锅炉的热经济性下降，使得厂用电增加，增大厂用电率。所以，锅炉完全燃烧的情况下，控制较低的过剩空气系数，使得排烟损失降低，厂用电率降低。

（1）氧量影响了锅炉燃烧。通常情况下氧量越大，燃料的燃烧充分、稳定，如果氧量过大就会降低炉膛中心温度，阻碍了燃料的充分燃烧，大量的可燃性气体未来的及燃烧就被烟气带出炉膛，从而使化学不完全燃烧损失增加；氧量过小，燃料燃烧不完全而使机械不完全燃烧损失增加，甚至发生灭火。

（2）氧量影响了锅炉排烟热损失。锅炉氧量增加，使得烟气总流量增加，从而增大了排烟热损失。

2.磨煤机电耗及排粉温度的影响

有时候为了进一步降低磨煤机电耗，而采取粉位高停止磨煤机的方式来解决，但是这种方式下也会因为磨煤机用冷风量减少而导致排烟温度升高，为此采取如下的方案来解决。

（1）磨煤机停运时，应尽量停运上层的磨煤机，同时相应降低给粉机出力，以延长停磨时间和降低火焰中心，尽量减小排烟温度升高的幅度，磨煤机保持在最大出力下运行，其磨煤机出口温度保持在允许范围内的高限，以增加磨煤机冷风用量，降低锅炉烟气温度。

（2）充分发挥输粉机的作用。当邻炉粉仓粉位低时应及时启动输粉机。

（3）负荷在220MW以下时，应及时停运第3套磨煤机。降低于排粉温度的常规做法是停止给煤机，进行烧粉，然后再进行制粉。这种方法虽然能够降低粉温，但是会因为给煤机停运导致磨煤机冷风用量增大，使得排烟温度升高，同时也会使蒸汽参数发生一定程度的扰动。因此应根据各粉仓粉温的特点分别采取加大制粉量的同时加大给粉机出力，即加大煤粉的流动量；减小给粉机的出力，同时提高磨煤机的出力，以快速提高粉位来降低粉温，进行磨煤机的切换。

3.锅炉结焦

锅炉结焦使锅炉传热恶化，结焦后不但会严重影响机组的安全运行，还会使排烟温度过高。燃料场来煤质量较差时，应同燃料人员联系，以便加强监视和采取相应调整措施。加强同灰运人员联系和检查及监视，防止炉底渣斗堵渣。

（1）若因燃烧器磨损，导致炉内煤粉气流发生紊乱、着火点提前、煤粉贴壁燃烧等造成燃烧器、水冷壁发生结焦，正常运行中不能消除，应该适当增大燃烧器的一、二次风速，降低锅炉受热面结焦。

（2）在机组正常运行时，控制磨煤机参数在正常范围内，监视受热面壁温及烟温的变化，控制在正常范围内，防止超温现象发生。

（3）烟气中的氧量按以下规定进行调整，严禁缺氧燃烧：当电负荷大于270MW时，将氧量设定为3.5%，并严密监视两侧送风机电流及送风风压的变化情况，尽量保持两侧送风风压一致，并及时修正氧量设定值，使其始终符合要求；当电负荷低于270MW时，氧量按规程规定执行，并尽量控制在低限4%左右运行。

（4）加强燃烧的就地检查，若发现结焦、堵渣等异常情况，则应及时联系清除，并对燃烧进行相应调整。