浅析超临界锅炉排烟温度偏高的原因及对策

郑方方 程乐超

【摘要】本文针对超临界锅炉试运行期间排烟温度高的问题，通过热力计算分析机组排烟温度高的原因，并提出了相应的处理措施，为类似问题提供借鉴，对于保证锅炉运行的安全性和经济性具有十分重要的实际意义。在煤粉炉运行过程中，排烟温度高是影响锅炉燃烧效率的最主要因素。因此需要采取有效措施来降低锅炉排烟温度，提高电厂锅炉运行的经济性。

【关键词】超临界；锅炉；排烟温度

一、排烟温度偏高的原因分析

（一）进入炉膛及制粉系统的漏风

由于炉膛漏风与制粉系统漏风（包括掺冷风）不经过空预器直接进入炉膛，在炉膛过量空气系数一定的情况下导致空预器空气流速降低，传热系数和传热量下降直接导致排烟温度升高；同时，空预器出口热风温度升高（传热面积不变）使传热温压减小，进一步减少传热量而导致排烟温度升高。制粉系统配入冷风的变化不仅影响排烟温度，而且影响燃烧系统中一、二、三次风的合理配比。因此，要设计出符合运行条件的锅炉，就要求必须考虑制粉系统实际用风情况，将锅炉的热力计算和制粉系统的热力计算作为一个整体来进行，根据计算结果来判定受热面布置是否合理，不合理时应增减受热面。

（二）一次风率

一次风率是指一次风量占总风量的百分比。一次风率高，标志进入磨煤机的热风量增加，磨出口温度升高，同样磨入口温度升高。一次风率越高，磨出口温度越高，需要掺入冷风来降低磨出口温度，通过空预器的有组织风量减少，换热率降低，排烟温度升高；如果减少一次风率，同样的磨入口温度，磨出口温度降低，不需要掺入更多的冷风，通过空预器的有组织风量增多，换热率增加，排烟温度降低。一次风率升高，消耗热能多，相当于漏风。

（三）受热面积灰

受热面积灰、结渣增加热阻，将使传热系数降低，烟气放热量减少，火焰中心上移，排烟温度升高。空气预热器堵灰则空气预热器传热面积减小，也将使烟气的放热量减少，排烟温度升高。若吹灰器投用不及时，致使锅炉尾部受热面积灰、堵灰严重，使排烟温度升高。

（四）省煤器水工况

省煤器的传热量直接受到给水量变化的影响，从而影响排烟温度。给水温度对排烟温度也有一定影响。当机组负荷变化或是高压加热器投停，会影响到给水温度的变化。在高低压加热器投运不全的情况下，给水温度下降，排烟温度也会随之降低。通常情况下给水温度达到265度时，每降低10度排烟温度会下降1.5度，此时给水温度对排烟温度的影响较小。

（五）煤种

燃料中的水份、灰份增加以及低位发热量降低均使排烟温度上升。这是因为这些变化将使烟气量和烟气比热增加，烟气在对流区中温降减小，排烟温度上升。即排烟温度与煤收到基水分成正比，与煤的发热量成反比。当前煤炭资源紧张，入炉煤种与设计煤种相差较多，這也是造成排烟温度升高的一个重要原因。

（六）环境温度

当冷空气温度升高时，排烟温度也会随之升高。排烟温度夏天高，冬天低。相同进风温度，排烟温度高，排烟损失越大，反之亦然。所以用排烟温度与进风温度差来标定排烟热损失大小。空预器进风温度升高10度，排烟温度升高6～7度。

二、排烟温度偏高的对策

（1）入炉煤控制。针对入炉煤品质复杂多样，加强掺配煤管理，科学掺配经济煤种，入炉煤低位热值不低于3600大卡/千克，保证挥发份35%以上。

（2）防止受热面积灰。采用动态蒸汽吹灰法，投入影响排烟温度较大的吹灰器运行；定期对再热器烟气档板进行放灰，在炉膛和尾部烟道吹灰期间要适当地增加再热器烟气挡板放灰的次数。

（3）氧量控制技术。锅炉最佳氧量一般控制3.0～3.5%之间，负荷高时氧量低一些，负荷低时氧量高一些。最低不能低于2.0%，如果低于2.0%，首先，机械不完全燃烧损失迅速增加；其次，风量降低，空气动力场不稳定，影响锅炉安全运行机制。偏离最佳氧量值1.0%，排烟温度升高约10℃。

（4）空预器漏风率。严格控制空预器的漏风率在5%以下或更低。根据空预器入出口风、烟温设计值及排烟温度可以大概判断漏风情况。

（5）制粉系统调整。在保证磨煤机设备安全和满足制粉系统防爆要求的情况下，根据实际燃用煤种，按照推荐值，实时调整磨煤机出口温度。尽快进行风量标定和热态一次风调平试验，以保证各层一次风速偏差在5%以内。根据不同的煤质参数调整煤粉细度，尽可能均匀各燃烧器之间的煤粉浓度分布，并优化磨煤机组合方式。高负荷时，尽量运行下层制粉系统，但应避免造成水冷壁壁温升高，并注意调整再热汽温。提高磨煤机出口温度保证制粉系统安全的情况下，中储式制粉系统磨煤机出口温度70℃，直吹式制粉系统磨煤机出口温度90℃（磨煤机出口温度升高1℃，排烟温度降低1℃）。冷风量减少，经过空预器的有组织风量增加，排烟温度降低；磨机入口温度升高，提高了工作效率。

造成锅炉排烟温度升高的原因有多种，既有空气预热器自身的原因，又有锅炉系统的原因。排烟热损失在锅炉所有热损中占比最大，影响锅炉效率较多。在当前电力市场竞争激烈的形势下，为了提高自身的竞争力，则需要采取有效措施，降低排烟温度，从而降低生产成本，提高电厂运营的经济性。通过采取上述一系列措施后，该机组锅炉排烟温度大幅下降，并接近设计值，取得了很好的效果。

参考文献

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[2]汪杰斌，董志龙，曹雷.超超临界锅炉排烟温度高的原因分析及处理[J].安徽电力，2017（03）：1～5.