锅炉排烟温度高原因分析及对策

学术论文陈明庆 2017-11-13 10:50:53
    热电厂锅炉安全经济运行对能源节约、环境保护和持续协调发展有着重大意义。排烟损失在各项热损失中对锅炉效率影响最大。排烟温度升高10 ℃,排烟损失增加0.5%~0.8%。排烟温度升高和排烟量增加会使硫化物、氮化物增加,加剧对环境污染。影响电除尘器效率,造成除尘器输灰困难,损坏设备。降低排烟热损失对提高锅炉效率、维持安全经济运行以及减少污染物的排放等方面都有重要意义。以宏伟热电厂#2炉为例,分析查找排烟温度高的原因。提出解决方案措施,将运行经验进行总结。使机组效益最大化,真正达到安全、环保、经济运行。
    1 设备概况
    大庆电力集团宏伟热电厂#2锅炉为HG-220/9.8-HM12型,由哈炉生产。于1997年9月投产,锅炉采用单汽包、单段蒸发、自然水循环、集中下降管、倒U型室内布置的固态排渣煤粉炉。炉前部为炉膛,四周布置膜式水冷壁,炉膛出口处布置屏式过热器,水平烟道装设两组对流过热器、炉顶水平烟道转向室和尾部包墙均采用膜式管包敷,尾部竖井烟道布置单级省煤器和单级空气预热器。采用FM285·450型风扇磨直吹式制粉系统,燃用褐煤。风扇磨分离器为惯性分离器,风扇磨设计出力18.54 t/h,风扇磨最大出力23.4 t/h,燃煤粒度≤50 mm,煤粉细度R90=45%~50%,风扇磨通风量50000~55000 m3/h,采取高温炉烟与热风相结合,二介质干燥。燃烧器采用正四角切向布置,假想切圆为Φ400 mm。
    2 锅炉排烟温度过高原因分析
    为分析我厂排烟温度高的原因,对# 2锅炉运行数据进行汇总,对锅炉运行轨迹,生产记录、生产状况进行比对、分析。对影响锅炉排烟温度的主要原因,总结为以下几个方面。
    2.1 受热面灰垢污染。
    我厂#2炉水冷壁周围有16台吹灰器。在过热器之间各有两只长伸缩式吹灰器。尾部竖井布置4台固定旋转式吹灰器。由于燃用褐煤灰分较大达21.1%。各受热面吹灰后会不同程度地积累一些灰垢。灰垢使各受热面吸热量降低。同负荷下,燃料消耗增大、炉烟温、排烟温度升高。
    2.2 漏风系数增大对排烟温度的影响
    漏风增大了漏风系数。这是影响排烟温度的主要因素之一。漏风系数增加,主要有两个方面。
    (1)本体及烟道漏风。使烟气量增加,炉温降低,排烟温度升高。运行时负压吸入冷空气,降低了炉膛温度。保持负荷时应增加燃料,以提高蒸发量,燃烧强度增加,使排烟温度升高;同时漏风使火焰中心上移,炉膛出口烟温上升,排烟温度升高。炉底漏风处能吸入更多冷气,增大排烟量。令锅炉效率降低。冷空气混入烟气中,虽使烟气温度降低,但冷气漏入后与受热面传热减少、传热能力减弱,排烟温度必然升高。漏风点与炉膛越近效果越明显。
    (2)制粉系统漏风。风扇磨直吹式制粉系统漏风,一次风量增加。使一次风与二次风不均,煤粉着火推迟,增加燃烧时间,提高了炉烟气温度,排烟温度升高;制粉系统漏风时热耗降低,流过预热器空气量减少,导致热交换减弱使烟度上升,排烟损失增大。
    2.3 送风量对烟气温度的影响
    (1)送风量与排烟温度之间的关系是一定范围内,风量增加热损失Q3和Q4有所减小,锅炉效率增加。此值为最佳过剩空气系数。在此时,热损失之和最小。负荷变化时,应及时调整工况,保持最佳过剩空气系数。避免由送风过大造成的氧量过高。从而提高锅炉效率、增加经济性,降低烟气排放带来的热损失与废气污染。(2)送风温度与排烟温度的关系。夏季送风温度高于设计值,预热器与送风温差降低,预热器热吸收降低,其结果会增高排烟温度。
    2.4 炉膛内积灰、结焦
    炉膛内积灰、结焦,使工质与烟气间热传导降低。使炉膛烟温升高、排烟温度升高。
    2.5 一次风管的风压高
    负荷不变时,一次风压高,风速大或风、煤混合不佳,将影响燃烧,使燃烧滞后,造成火焰中心上移、排烟温度升高。
    2.6 制粉系统出口温度低,煤粉细度粗
    磨出口温度低,使低温的风、煤混合物进入炉膛,制粉出力下降,煤粉细度达不到经济细度。使着火时间滞后或延长燃烧时间,提高火焰中心高度,造成排烟温度升高。
    3 采取的相应措施
    (1)#2锅炉投入吹灰器程控模式,水冷壁、过热器区域、省煤器及预热器等受热面积灰情况得以改善。提高了各部受热面吸热量,提高了吹灰器效率。
    (2)加强定期排污和连续排污,使炉水、主汽品质合格,避免主要受热面内结垢。
    (3)本体及制粉系统漏风是排烟温度升高的主要原因。保持过量空气系数不变时,漏风使送风量下降。风量减少,预热器传热系数降低出口热风温度变高,吸热能力下降、排烟温度升高。烟道漏风会降低烟温与受热面的温差、受热面吸热量减少、排烟温度增高。采取措施将漏风控制在最低。制粉系统应减少冷风量增加热风量。使磨出口温度在规定高值处。运行期间炉膛负压并不稳定,火焰观察孔在负压变正时被动打开。要定时检查各火焰观察孔、人孔等并关闭。确保水封槽密封良好,发现异常及时处理。加强监视及时检查,有积灰堵塞现象及时采取措施或联系检修处理,确保无漏风。达到降低排烟温度目的。制粉系统漏泄及时联系检修处理,风门及时关闭。磨冷风门关闭严密,用调整给煤量和调节热风量的方法,控制磨出口温度在110 ℃~150 ℃之间。磨出口温度升高,可提高预热器换热效果,使风、粉混合物温度提高,可降低排烟温度。提高磨出口温度10 ℃可降低排烟温度大约2 ℃。因此要合理控制磨出口温度。
    (4)采用合理一、二次风配比,加大上层二次风,降低火焰中心高度。合理调整给煤量与出粉量。同负荷下,增大下层磨出粉量,减少上层磨出粉量,以求降低火焰中心。减少送风量,维持低氧燃烧。加强监视,调整烟气含氧量保持在3%~5%。可有效减少氮氧化物生成,降低尾部烟道腐蚀,减少烟气排放对环境污染;还能降低引、送风机电耗,节约厂用电,降低排烟温度,使运行更为安全经济。
    4 结论
    通过分析大庆宏伟热电厂#2锅炉排烟温度高的原因,得出操作中降低排烟温度的具体措施。运行中调整后使#2炉排烟温度大幅下降,达到160 ℃~170 ℃之间,与设计的排烟温度163 ℃温度差缩小,节能减排效果显著。另外诸多原因会使排烟温度升高,如燃用煤种变化、锅炉设计缺陷、设备状况及人员操作水平等。此文仅提供分析方法,随着设备升级改造与人员运行技术进步,会有更多经验和办法用于排烟温度的降低。
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参考文献
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