锅炉论文锅炉排烟温度高原因探讨.doc

锅炉排烟温度高原因探讨摘 要：本文介绍我厂两台哈尔滨锅炉厂生产的HG-670/140-WM10型四角切圆燃烧锅炉排烟温度高的原因，阐述了自投产以来锅炉燃烧调整以及设备老化对排烟温度的影响。分析、研究了该型锅炉的运行中燃烧调整应该注意的一些事项以及设备改造应当采取的措施。关键词： 排烟温度 燃烧调整 省煤器概 述：1 设备概况:XX电厂装有2台200MW机组，锅炉为哈尔滨生产的HG670/140-10WM锅炉，锅炉本体为倒U型布置，固态排渣，燃烧系统为中间储仑热风送粉，采用四角切圆燃烧直流燃烧器,炉前布置了4台DTM350/600低速筒式钢球磨煤机。其主要技术参数：额定蒸发量：670 t/h 主汽压力：13.7MPa主汽温度：540 再热汽温度：540排烟温度：145省煤器水温(入口/出口)：251/267.5省煤器烟温(入口/出口)：387/340锅炉投运以来，初期能满足安全运行的要求，随着机组服役时间的增长，设备存在的问题逐渐暴露出来，致使锅炉的排烟温度升高，在满负荷工况下排烟温度平均在167左右，比设计值高出约20，在夏天，排烟温度甚至达到180。远远高于设计值。锅炉排烟温度提高则排烟损失q2增大, q2是锅炉热损失中最主要的一项,一般排烟温度提高1520，则 q2约增加1%,也就是锅炉效率降低1%。故锅炉运行时排烟温度高于设计值会严重影响锅炉的经济性。2 锅炉排烟温度高的原因及影响因素分析2.1 煤种XX电厂锅炉设计的煤种为当地的劣质无烟煤，水份War=8.14%，灰份Aar=41.408%，挥发份Vd=6.6%，低位发热量Qnet,ar=17639KJ/Kg，其着火性能和燃烧性能相当差。近段时间以来，由于煤炭市场的紧张，入炉煤种的挥发份比设计煤种低2个百分点左右，低位发热量最低只有11000KJ/Kg左右。导致在同样的煤粉细度下，由于挥发份低,着火点相对较高，火焰中心位置也高，使炉膛出口烟温升高。另一方面煤的发热量低，入炉的热量小，就会消耗更多的燃料，产生较多的烟气量，对排烟温度的升高也造成了相当的影响。2.2 炉膛漏风和制粉系统漏风在锅炉负荷和氧量一定的条件下，也就是燃料燃烧所需空气量一样的情况下，漏入炉膛和制粉系统的风量越大，则进入空气预热器的冷风量越小，相反锅炉炉膛则需要更多的燃料来加热所需的空气量，导致流过空气预热器的烟气量增加，空预器空气的出口温度升高，排烟温度升高。XX电厂锅炉在设计时炉膛漏风系数取值为0.05。在实际运行中，锅炉灭火放炮造成炉膛四角留有缝隙及火监视系统的改造，看火孔，打焦孔关闭不严，致使炉膛的漏风远大于设计值。再加上给煤机密封不严，以及磨煤机冷风门的设计，使负压制粉系统漏风量很大。而根据相关资料表明，漏风系数每增加0.01，排烟温度上升1.2。从运行的数据表明，我厂空预器空气的出口温度达到415440，远高于设计值，已充分证实了进入空预器需要加热的冷风量与设计值是不符的。2.3 受热面结垢大容量锅炉中，不允许受热面内部结垢，因而在设计计算时，污垢热阻一般都没有考虑，而在实际运行中，由于给水品质监督不力及运行排污不当，受热面的结垢相当严重，水垢和盐垢的热导率只有金属的几十分之一到几百分之一，大大影响了受热面的传热量。从下表可以看出，XX电厂#1、2炉省煤器的水垢年平均沉积率分别为92.01g/ m2.年和104.6g/m2.年，虽然在2001年及XXXX年分别对#1,2炉本体系统进行了酸洗，但过热器、再热器的盐垢还是无法消除干净，影响排烟温度上升。表1：XX电厂1、2炉受热面结垢数据1炉（95年EDTA酸洗）2炉（96年EDTA酸洗）97年2001年99年XXXX年水冷壁管38.91g/m2407.1 g/m2213.5 g/m2省煤器管49.27 g/m2538.32 g/m2249.0 g/m2563 g/m2过热器管324.7 g/m2794.5 g/m22.4 受热面的结焦和积灰XX电厂燃用的煤为劣质无烟煤，灰分含量高（Aar=41.08%）,挥发分低（Vd=6.6%），为保证燃煤充分燃烧，需保持较高的炉膛热负荷，易造成炉膛结焦及受热面积灰，影响排烟湿度升高。为降低受热面的积灰，XX电厂在炉膛、水平烟道布置了36个湖北某公司生产的IR30蒸汽吹灰器和IK525EL半伸缩式蒸汽吹灰器，以及在尾部烟道省煤器处布置了4个IK525长伸缩式蒸汽吹灰器，在使用的初期，炉膛每吹灰一次，大概能降低排烟温度5左右。现在吹灰后已没有明显的效果，这是因为蒸汽吹灰器由于运行时间过长，及其存在限位开关不好，工作不可靠，喷嘴易堵塞，维护工作量大（使用说明书注明，两年需解体检修）等问题，造成吹灰器的完好率和投入率较低有关。2.5 空气预热器的入口温度为防止低温空气预热器的低温腐蚀，在送风机入口装有热风再循环用经过预热器加热的空气回到入口，提高了空气预热器的入口温度，使空气预热器出口温度有所升高，有助于提高炉内的燃烧温度水平，燃烧的经济效果提高。但也会使炉内烟气温度升高,引风机、送风机电耗增大，空气预热器传热温差减少，使排烟温度升高，对锅炉的经济性是不利的。在实际运行中，空气预热器出口温度已远高于设计值，且我厂的燃煤含硫量并不是太高，对空预器末端的低温腐蚀并不严重，从近期#1、2炉小修对空预器的检查来看，并未发现低温腐蚀的情况。2.6 燃烧调整方面的原因运行调整不当，煤粉细度过大，一、二风配比不当，一次风率过大，造成火焰中心上移，炉膛出口烟温过高，造成排烟温度升高。3 降低排烟温度的技术措施通过对各影响因素的分析，删除煤种因国家宏观调控不作为改进措施外，下面从运行与结构两方面寻求合理的技术措施。3.1 运行系统方面的措施：3.1.1 减少炉膛、制粉系统漏风。锅炉运行的炉膛火焰时有刷墙现象，加之燃烧中心温度较高，使人孔，看火孔等受热变形，关闭困难，要减少炉膛漏风。一方面密封炉膛、制粉系统不严密处，采用先进的门、孔结构，堵住漏风；另一方面提高运行水平，打焦，测温后随时关闭各门、孔，尽可能维持炉膛、制粉系统漏风在设计取值范围内，以便能降低排烟温度。3.1.2 加强化学监督，提高给水品质，控制给水PH值在8.8-9.2之间,保证给水硬度不大于2umol/L, Ca2不大于5ug/L,并加强排污，保持炉水品质合格。在开机过程中，对不合格的凝结水尽量不加回收，对不能进行化学清洗的过热器，再热器进行反冲洗，以除去能溶于水的盐垢。3.1.3 加强对锅炉吹灰器的维护、管理工作，保证其完好并能正常投入使用，按时正确地清灰、除渣，加强运行监督，一旦发现结渣，要及时进行消除，防止继续结成大渣块。3.1.4 满负荷运行情况下，空气预热器出口风温达到415440，排烟温度达167左右。应根据锅炉排烟温度的高低在保证低温空气预热器空气入口管壁温度不低于烟气硫酸蒸汽露点的情况下，适当关小或关闭热风再循环，以增大空气预热器的传热温差，降低排烟温度。3.1.5 合理调整燃烧，一次风率不能过大，保持适中的煤粉细度和煤粉均匀性，调整火焰中心位置合适，防止火焰偏斜，炉膛出口烟温过高。3.2 结构方面的措施：实际运行参数值偏离设计值致使排烟温度升高也可以看作是在运行工况条件下受热面传热量不足所造成的。两炉由于取用的炉膛和制粉系统漏风系数难于保证，以及对于锅炉结垢、积灰等因素不能完全消除的情况下，从而使得实际的排烟温度超过设计值许多，为挽回这种采用燃烧调整手段难以扭转的局面，尽可能设法增加受热面是完全正确和应当的，也是必须的。应知道，增加面积的受热面越靠近炉膛，其降低排烟温度的效果越不明显。从XX电厂1、2炉的实际情况来年看，要增加空气预热器的传热面积存在着相当大的技术困难,其传热面积较大,总受热面积有63547m2,风管的悬吊,连接改造难度很大,再又其空气出口温度达到415-440,超过其410的设计值,因而不予考虑对空气预热器的改造。经东方锅炉股份有限公司锅炉研究所对我厂锅炉认真细致的局部热力计算、锅炉整体热力计算、烟风阻力计算、汽水阻力计算、受压元件、支承梁以及管架的强度计算，并经多次测试分析主要原因之一是省煤器吸热不够，且给水在省煤器中温升较设计值低10以上。因而可以利用肋片的扩展来达到所需受热面的面积，另一方面，肋片管式省煤器具有抗磨损能力强等优点，是目前省煤器改造比较广泛选用的型式之一，决定按32×4 mm螺旋肋片管来进行省煤器的改造。XX电厂#1、2炉省煤器的设备规范：布置形式：光管、错列 给水流量：逆流进水温度：251 进水温度：267.5管子规格：32×4mm 管子排数:47×4排管子材质：st45.8/ 受热面积:1853m2为保证省煤器改造达到预期效果及目的，进行受热面的热力计算,必须依据锅炉的实际运行参数，下面是#1炉部分主要的设计数据: 表2：光管、螺旋肋片省煤器设计数据比较序号名 称单位数 值原设计省煤器值运行数据省煤器改造设计值1管子尺寸Mm32×432×42布置方式-错列错列3横向节距Mm1281284纵向节距Mm32.2605肋片规格Mm16×1.5×126横向排数排94947纵向排数排24168肋片面积M240899基管面积M21626105110总受热面积M21626514011换热量kj/kg428.3823.812进口烟温38745443713出口烟温34041435214烟速m/s7.37.8615进口水温25123123116出口水温267.526517水速m/s1.221.2218布置高度m72090019蛇形管省煤重量kg568126514220锅炉排烟温度145*18216021烟气侧阻力Pa115.7117.7根据国内同类型省煤器进行改造的实例，要达到省煤器的改造的效果，则需要在原来的位置，在原换热面积1853m2的基础上增加到5140m2，改造后省煤器总受热面积比原来有较大的温差，因此其吸热量也有较大幅度的增加，总受热面和总吸热量比原设计分别增加216%和92.34%。4 结束语 通过对#1、2锅炉排烟温度高的原因分析并针对我厂现状，需要对锅炉炉膛、空预器及制粉系统漏风进行专项治理，并关闭热风再循环门，以解决空预器出口热风温度过高的问题。并通过省煤器的改造达到提高给水温度，降低排烟温度的目的。 近几年来，由于运行管理及设备管理制度的不断完善，运行人员的操作水平的不断提高，锅炉运行的稳定性与经济性逐年好转。我们相信，通过设备的改造与创新，运行的精心与调整，降低锅炉的排烟温度，大幅度提高锅炉的燃烧效率，跨入同类型机组的先进水平已为时不远。