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    1. 鍋爐排煙溫度控制分析的論文

      2020-01-13 19:10:34 圍觀 : 177次 來源 : 教育論文網 作者 : 永強

        摘要:在鍋爐各項熱損失中,排煙熱損失是對鍋爐效率影響最大的一項,約為5%-8%,降低排煙溫度對提高鍋爐效率及全廠的經濟運行有著非常重要的意義。
        關鍵詞:排煙熱損失 效率 經濟運行
        1 排煙溫度對經濟性和安全性的影響
        某電廠鍋爐為哈爾濱鍋爐廠有限公司根據美國abb-ce燃燒工程公司設計制造的hg-1020/18.58-ym23型鍋爐,該鍋爐為亞臨界參數、一次中間再熱、單爐膛自然循環汽包鍋爐。設計燃用煙煤,采用平衡通風、中速磨煤機組成的直吹式制粉系統、擺動燃燒器四角切圓燃燒方式,固態排渣煤粉爐,鍋爐為全鋼構架,緊身封閉,爐頂為大罩殼,整體呈倒u型布置。配置2臺哈爾濱鍋爐廠生產的28-vi(t)-1983-smr三分倉回轉式空預器; trl負荷下設計排煙溫度為126.7℃(環境溫度為20℃)。該電廠從#2號爐2009年試運結束,排煙溫度一直偏高,影響了機組的效率。下表是2010年#2號爐各月排煙溫度平均值:
        排煙溫度越低,排煙熱損失就越小,大容量鍋爐的排煙溫度一般控制在110℃-160℃。要降低鍋爐的排煙溫度必須增加鍋爐受熱面,需要增加投資和金屬消耗量;如果排煙溫度過低,達到煙氣露點則煙氣中的so2會凝結在空預器壁面上,形成低溫腐蝕,當燃用含硫量多的燃料時,這種現象更加劇烈。
        排煙溫度升高會使排煙焓值增加,排煙熱損失增加。一般來說,排煙溫度每上升1℃,鍋爐效率下降0.05-0.08%,供電煤耗上升0.17克/千瓦時;因此應進行運行調整,及時對空預器和受熱面吹灰,保持吹灰器較高的完好率和投入率,防止受熱面結渣和積灰。
        2 影響排煙溫度的因素
        影響鍋爐排煙溫度的因素有很多,通常有以下幾個方面:鍋爐負荷、煤質、爐內燃燒情況、受熱面清潔程度、運行調整等有關。
        2.1 鍋爐負荷:鍋爐負荷增加,燃料量增加,各級受熱面出口煙氣和工質溫度增加,爐膛出口煙溫隨之增加,排煙溫度升高。
        2.2 煤質:煤的低位發熱量越低,收到基水分含量越大,排煙溫度越高。煤中灰分、硫份增加,都會使爐膛和尾部受熱面積灰沾污嚴重,使傳熱減弱,從而使排煙溫度升高。
        2.3 煤粉細度:煤粉過粗,達不到經濟細度,導致爐膛著火延遲,使火焰中心升高,排煙溫度上升。
        2.4 過量空氣系數:相關資料表明,過量空氣系數每增加0.1,排煙溫度上升1.3℃.
        2.5 漏風:漏風主要指爐頂密封、看火孔、人孔門及爐底密封水槽處漏風。在爐膛出口過量空氣系數一定的情況下,爐膛的漏風由于不經過空預器直接進入爐膛,當漏風增加時導致進入空預器的空氣量減少,流速降低,傳熱系數和傳熱量下降(特別是爐底漏風還會引起火焰中心上移),導致排煙溫度升高。計算表明,爐膛漏風每增加0.01,排煙溫度上升1.3℃.左右。
        2.6 受熱面積灰或結垢:受熱面積灰使煙氣與受熱面之間的傳熱熱阻增加,傳熱系數降低。鍋爐受熱面積灰將導致鍋爐吸熱量降低,煙氣放熱量減少,空預器入口煙溫升高,從而導致排煙溫度升高。該電廠在水冷壁設置了60臺短蒸汽吹灰器,在過熱器設置了2臺長蒸汽吹灰器,在水平、尾部煙道和空預器設置了脈沖吹灰器,利用乙炔和空氣混合爆燃產生產生的沖擊波和氣流,對積灰進行清除。但是該吹灰器存在死角,從檢修中可以看到,水平、尾部煙道和空預器積灰嚴重,極大的影響了換熱效果,使排煙溫度上升。
        空預器堵灰,一方面使空預器的有效傳熱面積減少;另一方面使堵灰處的煙氣速度降低,而其他處的煙氣速度迅速提高,二者都將使煙氣的放熱量減少,排煙溫度升高。
        因水質或蒸汽品質不合格,在省煤器、水冷壁、過熱器、再熱器管內壁結垢,影響傳熱效率,導致排煙溫度過高。
        2.7 一次風溫:制粉系統出口溫度降低,使進入爐膛的風粉混合物溫度降低,燃燒延遲,排煙溫度上升。
        3 降低排煙溫度的措施
        降低排煙溫度可以從以下幾個方面入手,加強運行調整、設備治理、煤質管理等。
        3.1 降低火焰中心:一方面改變磨煤機運行方式,abcd磨運行方式相對于bcde磨運行方式,由于火焰中心下降,爐膛吸熱量增加,爐膛出口煙溫降低,鍋爐排煙溫度隨之降低,排煙熱損失下降;同時由于煤粉燃燒行程增加,在爐膛高溫區停留時間增加,使得飛灰含碳量下降,固體不完全燃燒熱損失降低,從而使鍋爐熱效率升高,下表是不同磨煤機組合運行方式試驗主要參數表:
        從 上表可以看出,運行abcd磨煤機比運行bcde磨煤機排煙溫度能降低約3.28—3.6℃,且飛灰可燃物也有較大程度的降低,所以,在正常運行中應維持abcd磨組的運行方式。
        二是降低一次風壓,正常工況下,高溫火焰中心應該位于爐膛斷面幾何中心處,而在實際運行中如果負荷等其他條件不變,風壓過高,風速過大,將使進入爐膛的煤粉上移,即火焰中心上移,排煙溫度上升,經驗表明風壓下降0.2kpa,排煙溫度下降2℃。
        三是提高單臺磨煤機出力,在相同負荷下,盡可能提高磨煤機出力,特別是下層磨煤機出力,減少運行臺數,盡量不運行上層磨,降低火焰中心。
        3.2 合理減少鍋爐通風量:一般維持氧量在3.0-3.5%運行。爐膛出口過量空氣系數增加有三方面的作用:一方面使預熱器的空氣量增加,從而增加空預器的傳熱量,降低排煙溫度;另一方面使流過對流受熱面的煙氣量增加,導致排煙溫度上升;三如果送風量過大,爐膛溫度偏低,則排煙溫度升高。三者的總作用的結果使排煙溫度稍高,降低鍋爐運行的經濟性。經計算:爐膛出口過量空氣系數每增加0.1,排煙溫度上升1.3℃。
        3.3 提高一次風溫度:在磨煤機入口前摻入冷風比例大,磨煤機出口溫度控制的越低,流過空預器的風量降低,引起排煙溫度升高,因此在保證制粉系統安全的前提下,可以適當提高一次風風粉混合物的溫度,可以維持在80℃,左右,一般來說磨煤機出口溫度提高10℃,排煙溫度可以降低約2℃。
        3.4 加強汽水品質監督:根據化學要求及時定排或連排,保持管內清潔。利用檢修機會對受熱面進行割管檢查,發現有結垢現象時,及時進行處理,有利于降低排煙溫度。
        3.5 維持經濟煤粉細度:由于設備故障,該電廠煤粉細度一直沒有進行有效的化驗,無法指導運行人員的調整,造成排煙溫度上升。下一步將督促設備管理部門及時修復化驗設備,提供準確的煤粉細度和均勻性數據,指導運行人員操作,降低排煙溫度。
        3.6 定期吹灰:根據煤質和負荷情況及時對水冷壁進行吹灰,根據電廠經驗水冷壁吹灰一次可以降低排煙溫度約4℃。針對脈沖吹灰器效果不佳的狀況,該電廠對2臺空預器改裝了2套蒸汽吹灰裝置,并且準備利用機組檢修機會對過熱器加裝長蒸汽吹灰器。
        3.7 減少各部漏風:在實際運行中,爐膛負壓很不穩定,波動較大,爐膛看火孔經常被鼓開,造成漏風,運行人員應加強巡檢,發現異常及時進行處理。另外在大修和小修中應安排鍋爐本體和煙道的查漏和堵漏工作,特別是爐底水封和爐頂密封等。
        3.8 加強煤質管理:入爐煤發熱量低,則同等負荷下,需要的風量多,煙氣量增加,會造成排煙溫度上升;水分大,煙氣量同樣增加,排煙溫度也上升;根據相關技術標準,低位發熱量每降低100 kj/kg,排煙溫度上升0.34℃。
        4 結束語
        排煙溫度的高低直接影響鍋爐效率,在節能減排日益受到重視的今天,控制好排煙溫度,提高機組的經濟性,是每一位電力人員的責任。
        參考文獻:
        [1]李青,高山,薛延廷.火力發電廠節能技術及應用.中國電力出版社.2007.

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