鍋爐論文鍋爐排煙溫度高原因探討

1、鍋爐排煙溫度高原因探討摘 要：本文介紹我廠兩臺哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的hg-670/140-wm10型四角切圓燃燒鍋爐排煙溫度高的原因，闡述了自投產(chǎn)以來鍋爐燃燒調(diào)整以及設備老化對排煙溫度的影響。分析、研究了該型鍋爐的運行中燃燒調(diào)整應該注意的一些事項以及設備改造應當采取的措施。關鍵詞： 排煙溫度 燃燒調(diào)整 省煤器概 述：1 設備概況:xx電廠裝有2臺200mw機組，鍋爐為哈爾濱生產(chǎn)的hg670/140-10wm鍋爐，鍋爐本體為倒u型布置，固態(tài)排渣，燃燒系統(tǒng)為中間儲侖熱風送粉，采用四角切圓燃燒直流燃燒器,爐前布置了4臺dtm350/600低速筒式鋼球磨煤機。其主要技術參數(shù)：額定蒸發(fā)量：670 t/h 主

2、汽壓力：13.7mpa主汽溫度：540 再熱汽溫度：540排煙溫度：145省煤器水溫(入口/出口)：251/267.5省煤器煙溫(入口/出口)：387/340鍋爐投運以來，初期能滿足安全運行的要求，隨著機組服役時間的增長，設備存在的問題逐漸暴露出來，致使鍋爐的排煙溫度升高，在滿負荷工況下排煙溫度平均在167左右，比設計值高出約20，在夏天，排煙溫度甚至達到180。遠遠高于設計值。鍋爐排煙溫度提高則排煙損失q2增大, q2是鍋爐熱損失中最主要的一項,一般排煙溫度提高1520，則 q2約增加1%,也就是鍋爐效率降低1%。故鍋爐運行時排煙溫度高于設計值會嚴重影響鍋爐的經(jīng)濟性。2 鍋爐排煙溫度高的原因

3、及影響因素分析2.1 煤種xx電廠鍋爐設計的煤種為當?shù)氐牧淤|(zhì)無煙煤，水份war=8.14%，灰份aar=41.408%，揮發(fā)份vd=6.6%，低位發(fā)熱量qnet,ar=17639kj/kg，其著火性能和燃燒性能相當差。近段時間以來，由于煤炭市場的緊張，入爐煤種的揮發(fā)份比設計煤種低2個百分點左右，低位發(fā)熱量最低只有11000kj/kg左右。導致在同樣的煤粉細度下，由于揮發(fā)份低,著火點相對較高，火焰中心位置也高，使爐膛出口煙溫升高。另一方面煤的發(fā)熱量低，入爐的熱量小，就會消耗更多的燃料，產(chǎn)生較多的煙氣量，對排煙溫度的升高也造成了相當?shù)挠绊憽?.2 爐膛漏風和制粉系統(tǒng)漏風在鍋爐負荷和氧量一定的條件下

4、，也就是燃料燃燒所需空氣量一樣的情況下，漏入爐膛和制粉系統(tǒng)的風量越大，則進入空氣預熱器的冷風量越小，相反鍋爐爐膛則需要更多的燃料來加熱所需的空氣量，導致流過空氣預熱器的煙氣量增加，空預器空氣的出口溫度升高，排煙溫度升高。xx電廠鍋爐在設計時爐膛漏風系數(shù)取值為0.05。在實際運行中，鍋爐滅火放炮造成爐膛四角留有縫隙及火監(jiān)視系統(tǒng)的改造，看火孔，打焦孔關閉不嚴，致使爐膛的漏風遠大于設計值。再加上給煤機密封不嚴，以及磨煤機冷風門的設計，使負壓制粉系統(tǒng)漏風量很大。而根據(jù)相關資料表明，漏風系數(shù)每增加0.01，排煙溫度上升1.2。從運行的數(shù)據(jù)表明，我廠空預器空氣的出口溫度達到415440，遠高于設計值，已充

5、分證實了進入空預器需要加熱的冷風量與設計值是不符的。2.3 受熱面結垢大容量鍋爐中，不允許受熱面內(nèi)部結垢，因而在設計計算時，污垢熱阻一般都沒有考慮，而在實際運行中，由于給水品質(zhì)監(jiān)督不力及運行排污不當，受熱面的結垢相當嚴重，水垢和鹽垢的熱導率只有金屬的幾十分之一到幾百分之一，大大影響了受熱面的傳熱量。從下表可以看出，xx電廠#1、2爐省煤器的水垢年平均沉積率分別為92.01g/ m2.年和104.6g/m2.年，雖然在2001年及xxxx年分別對#1,2爐本體系統(tǒng)進行了酸洗，但過熱器、再熱器的鹽垢還是無法消除干凈，影響排煙溫度上升。表1：xx電廠1、2爐受熱面結垢數(shù)據(jù)1爐（95年edta酸洗）2

6、爐（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過熱器管324.7 g/m2794.5 g/m22.4 受熱面的結焦和積灰xx電廠燃用的煤為劣質(zhì)無煙煤，灰分含量高（aar=41.08%）,揮發(fā)分低（vd=6.6%），為保證燃煤充分燃燒，需保持較高的爐膛熱負荷，易造成爐膛結焦及受熱面積灰，影響排煙濕度升高。為降低受熱面的積灰，xx電廠在爐膛、水平煙道布置了36個湖北某公司生產(chǎn)的ir30蒸汽吹灰器和ik525el半伸縮式蒸汽吹灰器，以及在尾

7、部煙道省煤器處布置了4個ik525長伸縮式蒸汽吹灰器，在使用的初期，爐膛每吹灰一次，大概能降低排煙溫度5左右?，F(xiàn)在吹灰后已沒有明顯的效果，這是因為蒸汽吹灰器由于運行時間過長，及其存在限位開關不好，工作不可靠，噴嘴易堵塞，維護工作量大（使用說明書注明，兩年需解體檢修）等問題，造成吹灰器的完好率和投入率較低有關。2.5 空氣預熱器的入口溫度為防止低溫空氣預熱器的低溫腐蝕，在送風機入口裝有熱風再循環(huán)用經(jīng)過預熱器加熱的空氣回到入口，提高了空氣預熱器的入口溫度，使空氣預熱器出口溫度有所升高，有助于提高爐內(nèi)的燃燒溫度水平，燃燒的經(jīng)濟效果提高。但也會使爐內(nèi)煙氣溫度升高,引風機、送風機電耗增大，空氣預熱器傳熱

8、溫差減少，使排煙溫度升高，對鍋爐的經(jīng)濟性是不利的。在實際運行中，空氣預熱器出口溫度已遠高于設計值，且我廠的燃煤含硫量并不是太高，對空預器末端的低溫腐蝕并不嚴重，從近期#1、2爐小修對空預器的檢查來看，并未發(fā)現(xiàn)低溫腐蝕的情況。2.6 燃燒調(diào)整方面的原因運行調(diào)整不當，煤粉細度過大，一、二風配比不當，一次風率過大，造成火焰中心上移，爐膛出口煙溫過高，造成排煙溫度升高。3 降低排煙溫度的技術措施通過對各影響因素的分析，刪除煤種因國家宏觀調(diào)控不作為改進措施外，下面從運行與結構兩方面尋求合理的技術措施。3.1 運行系統(tǒng)方面的措施：3.1.1 減少爐膛、制粉系統(tǒng)漏風。鍋爐運行的爐膛火焰時有刷墻現(xiàn)象，加之燃燒

9、中心溫度較高，使人孔，看火孔等受熱變形，關閉困難，要減少爐膛漏風。一方面密封爐膛、制粉系統(tǒng)不嚴密處，采用先進的門、孔結構，堵住漏風；另一方面提高運行水平，打焦，測溫后隨時關閉各門、孔，盡可能維持爐膛、制粉系統(tǒng)漏風在設計取值范圍內(nèi)，以便能降低排煙溫度。3.1.2 加強化學監(jiān)督，提高給水品質(zhì)，控制給水ph值在8.8-9.2之間,保證給水硬度不大于2umol/l, ca2不大于5ug/l,并加強排污，保持爐水品質(zhì)合格。在開機過程中，對不合格的凝結水盡量不加回收，對不能進行化學清洗的過熱器，再熱器進行反沖洗，以除去能溶于水的鹽垢。3.1.3 加強對鍋爐吹灰器的維護、管理工作，保證其完好并能正常投入使用

10、，按時正確地清灰、除渣，加強運行監(jiān)督，一旦發(fā)現(xiàn)結渣，要及時進行消除，防止繼續(xù)結成大渣塊。3.1.4 滿負荷運行情況下，空氣預熱器出口風溫達到415440，排煙溫度達167左右。應根據(jù)鍋爐排煙溫度的高低在保證低溫空氣預熱器空氣入口管壁溫度不低于煙氣硫酸蒸汽露點的情況下，適當關小或關閉熱風再循環(huán)，以增大空氣預熱器的傳熱溫差，降低排煙溫度。3.1.5 合理調(diào)整燃燒，一次風率不能過大，保持適中的煤粉細度和煤粉均勻性，調(diào)整火焰中心位置合適，防止火焰偏斜，爐膛出口煙溫過高。3.2 結構方面的措施：實際運行參數(shù)值偏離設計值致使排煙溫度升高也可以看作是在運行工況條件下受熱面?zhèn)鳠崃坎蛔闼斐傻摹蔂t由于取用的爐

11、膛和制粉系統(tǒng)漏風系數(shù)難于保證，以及對于鍋爐結垢、積灰等因素不能完全消除的情況下，從而使得實際的排煙溫度超過設計值許多，為挽回這種采用燃燒調(diào)整手段難以扭轉的局面，盡可能設法增加受熱面是完全正確和應當?shù)?，也是必須的。應知道，增加面積的受熱面越靠近爐膛，其降低排煙溫度的效果越不明顯。從xx電廠1、2爐的實際情況來年看，要增加空氣預熱器的傳熱面積存在著相當大的技術困難,其傳熱面積較大,總受熱面積有63547m2,風管的懸吊,連接改造難度很大,再又其空氣出口溫度達到415-440,超過其410的設計值,因而不予考慮對空氣預熱器的改造。經(jīng)東方鍋爐股份有限公司鍋爐研究所對我廠鍋爐認真細致的局部熱力計算、鍋爐

12、整體熱力計算、煙風阻力計算、汽水阻力計算、受壓元件、支承梁以及管架的強度計算，并經(jīng)多次測試分析主要原因之一是省煤器吸熱不夠，且給水在省煤器中溫升較設計值低10以上。因而可以利用肋片的擴展來達到所需受熱面的面積，另一方面，肋片管式省煤器具有抗磨損能力強等優(yōu)點，是目前省煤器改造比較廣泛選用的型式之一，決定按32×4 mm螺旋肋片管來進行省煤器的改造。xx電廠#1、2爐省煤器的設備規(guī)范：布置形式：光管、錯列 給水流量：逆流進水溫度：251 進水溫度：267.5管子規(guī)格：32×4mm 管子排數(shù):47×4排管子材質(zhì)：st45.8/ 受熱面積:1853m2為保證省煤器改造達到

13、預期效果及目的，進行受熱面的熱力計算,必須依據(jù)鍋爐的實際運行參數(shù)，下面是#1爐部分主要的設計數(shù)據(jù): 表2：光管、螺旋肋片省煤器設計數(shù)據(jù)比較序號名 稱單位數(shù) 值原設計省煤器值運行數(shù)據(jù)省煤器改造設計值1管子尺寸mm32×432×42布置方式-錯列錯列3橫向節(jié)距mm1281284縱向節(jié)距mm32.2605肋片規(guī)格mm16×1.5×126橫向排數(shù)排94947縱向排數(shù)排24168肋片面積m240899基管面積m21626105110總受熱面積m21626514011換熱量kj/kg428.3823.812進口煙溫38745443713出口煙溫34041435214煙速m/s7.37.8615進口水溫25123123116出口水溫267.526517水速m/s1.221.2218布置高度m72090019蛇形管省煤重量kg568126514220鍋爐排煙溫度145*18216021煙氣側阻力pa115.7117.7根據(jù)國內(nèi)同類型省煤器進行改造的實例，要達到省煤器的改造的效果，則需要在原來的位置，在原換熱面積1853m2的基礎上增加到5140m2，改造后省煤器總受熱面積比原來有較大的溫差，因此其吸熱量也有較大幅度的增加，總受熱面和總吸熱量比原設計分別增加216%和92.34%。4 結束語 通過對#1、2鍋爐排煙溫