3号燃煤锅炉排烟温度偏高原因分析及调整措施

江彦宏，糜 谡，韦椿力

（华能井冈山电厂，江西 吉安 343000）

为了降低发电煤耗和节能减排，电厂运行人员会在合理范围内提高初参数。其中，排烟温度偏高会使干烟气热损失增加，从而间接造成锅炉效率下降。根据实验表明，排烟温度变化10℃，供电煤耗则会改变1.66 g/kW·h。在这种情况下，降低排烟温度对锅炉节能降耗具有相当重要的意义[1]。

1 设备概况

3号锅炉为单炉膛、一次中间再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、Π型锅炉。锅炉型号为DG2060/26.15-Ⅱ2。在设计煤质条件下，锅炉的主要技术参数见表1，空预器设计参数见表2。

表1 3号锅炉设计煤质下主要技术参数

表2 3号锅炉空预器设计参数

3号锅炉的启动系统带有启动循环泵，在后竖井后烟道内则布置了省煤器管。水冷壁为膜式结构，炉膛下部冷灰斗和中部采用螺旋盘绕膜式水冷壁，炉膛上部采用垂直水冷壁。上、下部水冷壁之间有过渡段，并设置混合和分配集箱。锅炉过热器包括布置在后烟井及水平烟道的包覆过热器、低温过热器，以及布置于水平烟道的屏式过热器和高温过热器。屏式过热器和高温过热器之间进行1次左右交叉。锅炉采用前后墙对冲燃烧方式，在炉膛前、后墙分别布置3层低NOx旋流式煤粉燃烧器，每层6支燃烧器。同时在前、后墙最上层各布置1层燃尽风喷口。

2 存在的问题

根据某热工院锅炉性能试验数据表明：3号机组负荷在660 MW时实测锅炉效率为92.18%，该负荷下空气预热器修正后排烟温度较设计值高20℃左右，从而导致干烟气热损失较高。锅炉效率降低1%，3号锅炉供电煤耗增加3.5 g/kW·h。近几年，3号锅炉排烟温度汇总见表3。

表3 3号锅炉近几年排烟温度

同时，某电厂选择不同的时间节点进行了3个特定负荷的试验，比较空预器入口烟温和设计值的差值。试验情况如图1所示。在进行100%额定负荷试验时，3号锅炉空预器入口烟温与锅炉设计值的差距很大。并且差值随着运行时间延长而变大。在接下来的50%额定负荷试验和75%额定负荷试验中，试验结果和之前的结果基本一致。

图1 3号锅炉50%、75%和100%额定负荷试验数据

由此我们可以得出，3号炉排烟温度高的主要原因是空预器入口烟气温度高。随着负荷上升和机组运行时间增加，空气预热器入口烟温大于设计值的趋势加大。

3 原因分析

3.1 锅炉长周期运行

由于3号锅炉长周期运行，总运行时间达到了523 d。锅炉运行过程中，掺烧过高钠印尼煤、低灰熔点烟煤、高硫无烟煤等经济煤种，造成锅炉各受热面积灰结焦严重，严重影响了受热面的换热效果，导致排烟温度上升。

3.2 燃用煤种变化

受煤炭市场的影响和锅炉经济运行的要求，3号锅炉实际燃用煤种较大偏离设计煤种，设计煤种特征见表4，设计煤种硫分0.9%，全水分10.04%。然而近几年入炉煤平均硫分达1.4%，全水分15%，特别是燃煤中水分的增加导致锅炉燃烧产生的部分热量将消耗在水分的蒸发和过热上，使炉膛燃烧温度水平降低，导致锅炉燃烧稳定性下降，降低煤粉的燃尽程度。同时，燃煤水分的增加，使烟气的体积增大，排烟温度提高，排烟热损失增加，锅炉热效率降低。并且，水分过多会导致原煤仓里的煤留散性恶化，引起原煤仓，落煤管等原煤黏结堵塞，增加制粉系统的频繁启停，严重影响排烟温度[2]。

表4 设计煤种特性

3.3 空预器积灰严重

从表5、表6的数据显示，3号锅炉的排烟温度逐年升高。主要原因是机组运行时间的增加，导致空预器受热面积灰严重，传热系数降低，换热效果变差。再加上为了缓解因空预器差压升高引起引风机失速的发生，3号锅炉在运行过程中频繁进行空预器吹灰造成蓄热元件吹损。同时，锅炉的吹灰蒸汽过热度较低使得吹灰效果不明显，没有起到很好的效果，从而导致排烟温度升高[3]。

表5 3号锅炉排烟温度变化趋势（1）

表6 3号锅炉排烟温度变化趋势（2）

3.4 设备缺陷

3号锅炉磨煤机缺陷率高、一次风量测量不准、磨入口热风道结焦严重等因素，造成运行中磨煤机风煤比偏高，甚至超过3.0，远远超过要求的风煤比2.0～2.2，造成一次风速偏高，一次风率偏大，影响着火热降低、火焰中心上移、排烟温度上升。

3.5 锅炉漏风因素

由于在运行过程中没有合理的控制燃烧参数，再加上锅炉结构和设备没有得到良好的维护和管理，导致烟道和炉膛等位置有可能有漏缝等，导致系统空气系数增加。同时，排渣系统漏风和锅炉顶部漏风都会导致在排烟过程中带走更多的热量，使得热损失增加。同时，运行中多次出现钢带机堵渣的现象。在恢复为处理堵渣所做的安全措施时，部分钢带机外壳开孔恢复得不彻底，造成底部漏风，排烟温度上升[4]。

4 改进措施

4.1 加强设备管理

合理利用机组检修的时间，加强设备的维护和管理。针对之前锅炉运行存在的问题进行改造。在3号锅炉检修过程中，某厂员工对锅炉受热面结焦积灰进行了检查，并对各受热面进行了清洗。同时，由于锅炉吹灰母管的减温器存在内漏现象，严重影响了吹灰蒸汽的品质。对于这个问题，锅炉检修安排更换吹灰母管减温器，并对吹灰母管电动门、气动调门、手动门以及疏水门进行了检修。加强对吹灰器的优化改造，合理安排吹灰方式。

4.2 优化运行方式

由于制粉系统的风量会影响锅炉排烟的温度，因此需要对制粉系统的风量进行有效控制。首先，根据负荷和煤质调整制粉系统的运行方式，从而提高制粉系统的稳定性和燃烧效率，保证系统的安全经济运行；其次，对制粉系统进行加载力曲线优化、分离器转速控制、磨煤机出口温度和差压控制等；最后，利用锅炉检修的机会，对锅炉燃烧器内、外二次风门、燃烬风风门检修并校活，并记录实际开度，建立台账[5]。

4.3 合理进行配煤掺烧

加强对燃料煤的控制，提高对煤质的合理利用。通过优化配煤掺烧，协调掺混比例等措施提高燃煤质量。同时，加强对负荷曲线的分析，熟悉进仓煤炭的发热量等数值，了解锅炉的燃烧情况，确保制粉系统配煤掺烧的科学性。

通过优化调整，在相应的负荷阶段下，某电厂进行了相同的试验。如图2所示，在试验负荷为50%额定负荷和100%额定负荷情况下，3号锅炉启动后，空预器的温降达到或者超过设计值，说明空预器换热能力达到设计值。

图2 3号锅炉启动后空预器换热效果

综上所述，引起3号锅炉空预器入口烟温高的主要原因有以下几点：

（1）锅炉的运行时间较长，使设备存在破损老化的现象。同时受热面结焦积灰程度较深，严重影响换热效果。

（2）燃烧煤质所含全水的比例直接影响锅炉的热效率，导致排烟温度上升，排烟体积增大。

（3）空预器换热板材上积灰严重，降低传热系数，从而换热效率下降，烟温上升。

（4）制粉系统缺陷较多，同时存在冷风量比较大的情况，此时经过空预器的风量会比较低，这样对空预器的换热产生不利影响，并且很难对排烟温度进行有效的控制[6]。

5 结束语

某电厂3号锅炉存在排烟温度过高的问题，导致了机组效率降低，严重影响电厂的安全经济运行。为了解决这一问题，某电厂从运行周期、空预器积灰、燃用煤质变化、设备缺陷等因素对某电厂3号锅炉排烟温度过高问题的原因进行了分析，并且提出了相应的措施，从而有效地缓解3号锅炉排烟温度过高的情况，在一定范围内降低空预器入口烟温，使其低于设计值，为机组的安全经济运行提供进一步保障，提高整体的经济效益。