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(shè)備老化對排煙溫度的影響。分析、研究了該型鍋爐的運(yùn)行中燃燒調(diào)整應(yīng)該注意的一些事項(xiàng)以及設(shè)備改造應(yīng)當(dāng)采取的措施。關(guān)鍵詞： 排煙溫度 燃燒調(diào)整 省煤器概 述：1 設(shè)備概況:xx電廠裝有2臺200mw機(jī)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(fēng)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(jī)。其主要技術(shù)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(yùn)以來，初期能滿足安全運(yùn)行的要求，隨著機(jī)組服役時(shí)間的增長，設(shè)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(fù)荷工況下排煙溫度平均在167左右，比設(shè)計(jì)值高出約20，在夏天，排煙溫度甚至達(dá)到180。遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)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(xiàng),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(yùn)行時(shí)排煙溫度高于設(shè)計(jì)值會(huì)嚴(yán)重影響鍋爐的經(jīng)濟(jì)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(shè)計(jì)的煤種為當(dāng)?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(dāng)差。近段時(shí)間以來，由于煤炭市場的緊張，入爐煤種的揮發(fā)份比設(shè)計(jì)煤種低2個(gè)百分點(diǎn)左右，低位發(fā)熱量最低只有11000kj/kg左右。導(dǎo)致在同樣的煤粉細(xì)度下，由于揮發(fā)份低,著火點(diǎn)相對較高，火焰中心位置也高，使?fàn)t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(huì)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(dāng)?shù)挠绊憽?.2 爐膛漏風(fēng)和制粉系統(tǒng)漏風(fēng)在鍋爐負(fù)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(fēng)量越大，則進(jìn)入空氣預(yù)熱器的冷風(fēng)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(dǎo)致流過空氣預(yù)熱器的煙氣量增加，空預(yù)器空氣的出口溫度升高，排煙溫度升高。xx電廠鍋爐在設(shè)計(jì)時(shí)爐膛漏風(fēng)系數(shù)取值為0.05。在實(shí)際運(yùn)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(guān)閉不嚴(yán)，致使?fàn)t膛的漏風(fēng)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值。再加上給煤機(jī)密封不嚴(yán)，以及磨煤機(jī)冷風(fēng)門的設(shè)計(jì)，使負(fù)壓制粉系統(tǒng)漏風(fēng)量很大。而根據(jù)相關(guān)資料表明，漏風(fēng)系數(shù)每增加0.01，排煙溫度上升1.2。從運(yùn)行的數(shù)據(jù)表明，我廠空預(yù)器空氣的出口溫度達(dá)到415440，遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值，已充

5、分證實(shí)了進(jìn)入空預(yù)器需要加熱的冷風(fēng)量與設(shè)計(jì)值是不符的。2.3 受熱面結(jié)垢大容量鍋爐中，不允許受熱面內(nèi)部結(jié)垢，因而在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，污垢熱阻一般都沒有考慮，而在實(shí)際運(yùn)行中，由于給水品質(zhì)監(jiān)督不力及運(yùn)行排污不當(dāng)，受熱面的結(jié)垢相當(dāng)嚴(yán)重，水垢和鹽垢的熱導(dǎo)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(jìn)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(jié)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(jié)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(fù)荷，易造成爐膛結(jié)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(gè)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(gè)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?yàn)檎羝祷移饔捎谶\(yùn)行時(shí)間過長，及其存在限位開關(guān)不好，工作不可靠，噴嘴易堵塞，維護(hù)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(guān)。2.5 空氣預(yù)熱器的入口溫度為防止低溫空氣預(yù)熱器的低溫腐蝕，在送風(fēng)機(jī)入口裝有熱風(fēng)再循環(huán)用經(jīng)過預(yù)熱器加熱的空氣回到入口，提高了空氣預(yù)熱器的入口溫度，使空氣預(yù)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(jì)效果提高。但也會(huì)使?fàn)t內(nèi)煙氣溫度升高,引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)電耗增大，空氣預(yù)熱器傳熱

8、溫差減少，使排煙溫度升高，對鍋爐的經(jīng)濟(jì)性是不利的。在實(shí)際運(yùn)行中，空氣預(yù)熱器出口溫度已遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值，且我廠的燃煤含硫量并不是太高，對空預(yù)器末端的低溫腐蝕并不嚴(yán)重，從近期#1、2爐小修對空預(yù)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(yùn)行調(diào)整不當(dāng)，煤粉細(xì)度過大，一、二風(fēng)配比不當(dāng)，一次風(fēng)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(shù)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(jìn)措施外，下面從運(yùn)行與結(jié)構(gòu)兩方面尋求合理的技術(shù)措施。3.1 運(yùn)行系統(tǒng)方面的措施：3.1.1 減少爐膛、制粉系統(tǒng)漏風(fēng)。鍋爐運(yùn)行的爐膛火焰時(shí)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(guān)閉困難，要減少爐膛漏風(fēng)。一方面密封爐膛、制粉系統(tǒng)不嚴(yán)密處，采用先進(jìn)的門、孔結(jié)構(gòu)，堵住漏風(fēng)；另一方面提高運(yùn)行水平，打焦，測溫后隨時(shí)關(guān)閉各門、孔，盡可能維持爐膛、制粉系統(tǒng)漏風(fēng)在設(shè)計(jì)取值范圍內(nèi)，以便能降低排煙溫度。3.1.2 加強(qiáng)化學(xué)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(qiáng)排污，保持爐水品質(zhì)合格。在開機(jī)過程中，對不合格的凝結(jié)水盡量不加回收，對不能進(jìn)行化學(xué)清洗的過熱器，再熱器進(jìn)行反沖洗，以除去能溶于水的鹽垢。3.1.3 加強(qiáng)對鍋爐吹灰器的維護(hù)、管理工作，保證其完好并能正常投入使用

10、，按時(shí)正確地清灰、除渣，加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)督，一旦發(fā)現(xiàn)結(jié)渣，要及時(shí)進(jìn)行消除，防止繼續(xù)結(jié)成大渣塊。3.1.4 滿負(fù)荷運(yùn)行情況下，空氣預(yù)熱器出口風(fēng)溫達(dá)到415440，排煙溫度達(dá)167左右。應(yīng)根據(jù)鍋爐排煙溫度的高低在保證低溫空氣預(yù)熱器空氣入口管壁溫度不低于煙氣硫酸蒸汽露點(diǎn)的情況下，適當(dāng)關(guān)小或關(guān)閉熱風(fēng)再循環(huán)，以增大空氣預(yù)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(fēng)率不能過大，保持適中的煤粉細(xì)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(jié)構(gòu)方面的措施：實(shí)際運(yùn)行參數(shù)值偏離設(shè)計(jì)值致使排煙溫度升高也可以看作是在運(yùn)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(fēng)系數(shù)難于保證，以及對于鍋爐結(jié)垢、積灰等因素不能完全消除的情況下，從而使得實(shí)際的排煙溫度超過設(shè)計(jì)值許多，為挽回這種采用燃燒調(diào)整手段難以扭轉(zhuǎn)的局面，盡可能設(shè)法增加受熱面是完全正確和應(yīng)當(dāng)?shù)模彩潜仨毜?。?yīng)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(shí)際情況來年看，要增加空氣預(yù)熱器的傳熱面積存在著相當(dāng)大的技術(shù)困難,其傳熱面積較大,總受熱面積有63547m2,風(fēng)管的懸吊,連接改造難度很大,再又其空氣出口溫度達(dá)到415-440,超過其410的設(shè)計(jì)值,因而不予考慮對空氣預(yù)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(rèn)真細(xì)致的局部熱力計(jì)算、鍋爐

12、整體熱力計(jì)算、煙風(fēng)阻力計(jì)算、汽水阻力計(jì)算、受壓元件、支承梁以及管架的強(qiáng)度計(jì)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(shè)計(jì)值低10以上。因而可以利用肋片的擴(kuò)展來達(dá)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(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，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(jìn)行省煤器的改造。xx電廠#1、2爐省煤器的設(shè)備規(guī)范：布置形式：光管、錯(cuò)列 給水流量：逆流進(jìn)水溫度：251 進(jìn)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(dá)到

13、預(yù)期效果及目的，進(jìn)行受熱面的熱力計(jì)算,必須依據(jù)鍋爐的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，下面是#1爐部分主要的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù): 表2：光管、螺旋肋片省煤器設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)比較序號名 稱單位數(shù) 值原設(shè)計(jì)省煤器值運(yùn)行數(shù)據(jù)省煤器改造設(shè)計(jì)值1管子尺寸mm32×432×42布置方式-錯(cuò)列錯(cuò)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(jìn)口煙溫38745443713出口煙溫34041435214煙速m/s7.37.8615進(jìn)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(cè)阻力pa115.7117.7根據(jù)國內(nèi)同類型省煤器進(jìn)行改造的實(shí)例，要達(dá)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(chǔ)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(shè)計(jì)分別增加216%和92.34%。4 結(jié)束語 通過對#1、2鍋爐排煙溫