运用先进技术降低注汽锅炉排烟热损失

张伟 马向波 杨立华

【摘  要】注汽锅炉的热损失当中，排烟损失是最大的一项，一般占到7～8%，机械不完全燃烧损失占到1～2%，而化学不完全燃烧损失、散热损失、灰渣物理显热损失只占很少份额。所以在研究锅炉经济性时应重点控制排烟损失和机械不完全燃烧损失，而影响排烟损失的主要是排烟量（用排烟氧量来标志大小）和排烟温度，影响机械不完全燃烧损失的主要是飞灰可燃物含量，这三个指标是研究锅炉效率最应注意的。

【关键词】注汽锅炉;排烟损失;机械不完全热损失

我所在单位的注汽锅炉由于长期运行设备老化或因其它原因造成热效率逐渐降低，虽然通过调整炉膛内火焰形状，改变燃料温度、压力、流量等措施可以改善一些，但是仍然没有解决问题。通过在现场长期监测燃烧各参数，发现排烟热损失在锅炉各项热损失中所占比例最大。一般情况下，排烟温度每升高15℃，排烟损失约增加1%，同时也对锅炉的安全运行构成威胁。

1、排烟温度高的原因

在理论分析与总结现场经验的基础上，对排烟温度升高的原因进行了总结，其主要原因有以下几个方面：

（1）炉膛系统漏风;

（2）过剩空气量大;

（3）受热面积灰;

（4）对流段入口水温高;

（5）燃料温度低;

2、排烟温度高的原因分析及解决措施：

2.1漏风

（1）分析

漏风是指炉膛及烟道漏风，是排烟温度升高的主要原因之一，重点是辐射段末端炉管入、出口，特别是与对流段连接部位，由于管线振动造成与炉管接触的炉衬松脱，另外在锅炉搬迁时，需要将对流段与辐射段分离，炉管的连接部位拆卸过程中，发生碰撞位移，炉膛烟气长期冲刷，致使间隙逐渐增大;炉膛尾部安装有可以人员进出的炉门，通过保温棉密封炉门四周，如果炉门安装过程中保温棉部分掉落，造成缝隙，烟气流会从此处冲出。这是设备运行管理、检修以及设备结构有关的问题。

（2）措施

大修、小修中锅炉本体采用密封比较好的门、孔结构。设备运行过程中加强对炉体的检查，发现密封出现问题及时采取措施。进入炉膛检修工作完成后，应对门、孔等部位进行密封，保证密封质量。经验表明，这一措施可降低排烟温度约2-3℃。

2.2过剩空气量大

（1）分析

锅炉在实际运行中，为了保证锅炉安全燃烧，送入炉膛的实际空气量往往大于燃料完全燃烧的理论空气量，如果空气量不足，会造成炉膛火焰发暗，发软，甚至燃烧不完全而冒烟烟，为防止这种情况的发生，操作人员往往将风门开度调大，从而导致排烟量过大，排烟温度升高。

（2）措施

设计合理的燃料空气比例，并测量烟气中的含氧量，防止实际运行中过剩空气量偏大。但空气量也不能过低，否则会导致火焰软散，热效率低，因此，要根据原始设计及设备的具体状况来决定燃料空气配比比例。

2.3 受热面积灰

（1）分析

受热面积灰指锅炉受热面积灰、结焦，锅炉受热面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，从而导致排烟温度升高。

（2）措施

运行中加强锅炉吹灰，适当缩短吹灰间隔;及时调整燃烧，防止冒黑烟，保持各受热面的清洁，控制炉膛压力0.5KP以下。

2.4 对流段入口水温高

由于给水预热器旁通阀开度控制不当，或在夏季锅炉给水预热器入口水温度高，导致对流段入口水温升高，给水在对流段吸收的热量少，从而使排烟温度升高。但如果对流段入口给水温度控制过低，低于烟气的露点温度，会在对流段翅片管发生低温腐蚀，所以要根据环境温度变化的规律，及时调整对流段入口水温，一般控制在116～138℃。

2.5燃油温度低

燃油温度低，会引起火焰燃烧不良，造成排烟温度升高，适当的提高燃油温度，可以解决这一问题，试验证明，燃油温度由75℃提高至80℃后，排烟温度可降低3～4℃，但燃油温度不易过高以防止挥发成分爆燃。

3.通过设备改进，运用先进技术降低排烟热损失，提高锅炉热效率，提高锅炉运行安全性。

在实践中总结的经验及实际测试的结果表明，合理的配风及良好的雾化对降低排烟温度起着重要的作用。

3.1设计、调試“燃烧自动跟踪系统”改善配风

我单位的注汽锅炉均使用北美燃烧器，在燃烧控制方式上采用原锅炉配套的风门调节方式，不能自动跟踪分析锅炉烟气变化，锅炉燃烧受各种参数变化影响较大，如果未及时调整燃烧参数，导致燃烧器瓦口严重结焦，容易发生二次燃烧等严重事故。针对这一情况，在作业区技术部门的帮助指导下，设计并调试“燃烧自动跟踪系统”。如图所示：

安装在烟道内的氧化锆氧含量分析仪将数据传送到锅炉控制主机，经过PID调节程序的内部运算，输出一个变量控制信号，传递给风机变频，通过这种闭环控制系统，动态调节风机频率，改变进入炉膛的空气量，使燃料空气比例保持在最佳状态，从而达到稳定、经济控制锅炉燃烧的目的。

通过在现场实际应用，收到了很好的效果。由于采用PID运算控制，提高了其控制精度，提高了锅炉的燃烧效率。该项目在我中心站的两台锅炉实施，锅炉平均烟温由243.6℃下降到227.1℃，下降了16.5℃，由理论数据得出，锅炉烟温每降低15℃，锅炉热效率提高1%。即锅炉热效率提高1.1%。利用KM900烟气分析仪测试，实测锅炉的平均热效率由81.93%提高到83.24%，提高了1.31%，节能效果明显，锅炉运行稳定性也有了较大的提高。

3.2设计调试“雾化自动跟踪系统”确保良好的雾化

我单位注汽锅炉在雾化控制上采用原锅炉配套的气动薄膜调节阀，由于使用期限较长，阀体、阀芯腐蚀磨损严重，不能自动跟踪控制雾化压力，锅炉燃烧受雾化压力影响较大，雾化效果差，严重影响锅炉高效、稳定运行。通过与作业区技术组结合，设计并调试“雾化自动跟踪系统”。如图所示：

通过压力变送器采集压力信号，传送到PID调节仪，经过PID调节仪的内部运算，输出一个4-20mA的电流控制信号，传递给雾化电动阀，通过这种闭环控制系统，准确的调节雾化电动阀的开度，从而达到稳定控制雾化压力的目的。

通过对排烟温度升高的各种原因进行了分析，找到了几点引起排烟温度升高的因素，并提出了一些简单可行的措施和方案，为锅炉设计和设备改造治理、降低排烟温度，提高锅炉热效率提供参考。

参考文献：

[1] 张永照  陈听宽  工业锅炉   北京   机械工业出版社  1985

[2] 徐  东 注汽系统热效率  辽宁  石油钻采工艺  2003

（作者单位：中油辽河油田公司曙光采油厂）