摘要：本文基于虎山#2锅炉风烟系统主要异常参数，分别对烟道阻力、锅炉漏风、排烟温度进行异常分析。在找出导致参数偏离设计值的主要原因后，简单从运行调整和设备维护两个方面进行优化改进，使三大方面的参数异常得以改善。通过以上工作为660MW机组锅炉风烟系统的运行中的节能降耗、优化运行提供借鉴经验。
关键词：异常分析;优化;节能
引言
当前我们国家正在建立“节约型”社会，电力企业又是耗能大户，是技术相对密集型的企业，锅炉效率低下直接影响到全厂节能总目标的实现。电站锅炉的风烟系统在能源利用方面存在很大问题，不但造成能耗增加和资源的浪费，也影响了风烟系统的运行效率和节能效果，不利于电站的可持续发展。针对这种现象，唯有找出风烟系统实际运行过程中存在的问题并做出详细分析才能提高其运行效率，降低燃煤消耗，达到节能的效果【1】。
虎山＃2号锅炉自投产以来，排烟温度一直高于设计值20℃左右，并且高负荷时经常出现引风机出力不足。满负荷时一次风机电流偏大甚至出力不足的现象。针对该现象，我们在风烟系统运行状态上进行诊断分析，减少风烟系统各项损失，降低能耗，提高效率。
1设备系统概况
大唐淮北发电厂虎山项目工程锅炉型号：DG2086/25.4－Ⅱ9型。其中DG表示东方锅炉厂，2086表示该锅炉BMCR工况蒸汽流量，单位是t/h。25.4表示该锅炉BMCR工况蒸汽压力，单位是MPa。风烟系统，主要是为锅炉提供燃料燃烧所需的空气。该系统的主要设备包括引风机、送风机、一次风机、空预器。风烟系统流程具体见图-1：
图-1风烟系统图
烟气依次流经上炉膛的屏式过热器、末级过热器、水平烟道中的高温再热器，然后至尾部双烟道中烟气分两路。一路流经前部烟道中的立式和水平低温再热器、省煤器，一路流经后部烟道的水平低温过热器、省煤器，最后经过脱硝装置流经布置在下方的两台三分仓回转式空气预热器。
2重点参数分析
虎山＃2号锅炉投产以来，排烟温度高，空预器烟差大的同时导致引风机电流增大，并且一次风机电流增大而一次风量不足，由上表-1可知主要由于以下三个方面明显高于设计值导致。下面对此进行原因分析。
2.1风烟系统阻力
风烟系统各部阻力大，从50%、%75BMCR工况和BRL工况下风烟系统各部阻力与设计值偏离较多，其中空预器一、二次风侧和烟气侧分别高出0.7Kpa、0.6 Kpa和1.0Kpa. 同时电袋除尘器的差压较大。
2.1.1空预器压差
烟风系统压差与流量的平方正比例关系，而烟风流量与负荷、煤质关系较大，所以进行压差趋势比较必须在负荷相近的前提下才有可比性。根据#2炉在相同煤质下满负荷时的空预器压差情况绘制见下图：
图-2 #2炉A空预器烟气压差趋势图
由图-2可知，#2炉空预器压差在12月后压差增加明显，分析可能由于11、12月份氨日消耗量明显增加，怀疑有结晶物在受热面上沉积，加上炉本体吹灰次数的减少，再次吹灰时大量的积灰与硫酸氢氨混合粘在空预器受热面上，造成难以清除的积灰。
综上，空预器阻力大主要是空预器堵灰所致。而空预器堵灰是脱销氨逃逸和空预器未设计上部吹灰器（临时用低压冲洗水改装的简易手动吹灰经常不能及时执行）造成。
2.1.2电袋除尘器压差
#2炉投入以来，电袋除尘器的差压最高高出设计值2 Kpa以上。可能原因主要有六个方面：
（1）袋式除尘器喷吹设备故障较多缺陷处理不及时；
（2）喷吹电磁阀脉冲喷吹周期设定不合理；
（3）脉冲气压较低，喷吹前后压差变化值在100-150pa比较合适）；
（4）布袋板结、布袋的质量有问题（透气性差），喷吹系统泄漏、喷吹管松动（喷口与布袋不能对正）等造成的；
（5）电除尘本体漏风；
（6）氨逃逸较多。
2.1.3其它
虎山#2机组低温省煤器投入后，低温省煤器烟气侧压差在不同负荷下平均大约1.5kpa左右。夏季时高负荷运行时，低温省煤器烟气侧阻力最高可达1.8kpa，远远高于设计1.0kpa。高负荷时引风机可能因超出力而运行在风机性能曲线的不稳定区，造成风机失速，给运行安全带来不利影响。其主要原因为低温省煤器处于烟气侧脱硫入口处，工作环境比较恶劣，加上自身换热器管道布置密集的特点，造成低温省煤器腐蚀严重，积灰所致。
除此之外，屏式过热器、末级过热器、水平烟道中的高温再热器，尾部双烟道中低温再热器、省煤器和低温过热器都具有一定压差，主要原因在于换热面的积灰和吹灰执行不力造成，不过目前上述压差均在设计范围内，可不考虑。
2.2风烟系统漏风
2.2.1空预器漏风
虎山锅炉采用三分仓回转式空气预热器，它不但有空气区与烟气区之间的间隙漏风，还有一次风仓与二次风仓之间漏风。此外，外界的空气也可以通过转轴和机壳之间的间隙漏入烟气区。漏风主要包括径向漏风、轴向漏风、环向漏风。
经调查分析，虎山空预器漏风量大的原因主要为：空预器扇形板间隙特别是#3扇形板较大导致一次风大量漏入了二次风。
2.2.2炉膛漏风
炉本体漏风主要为炉底漏风，锅炉炉底采用除渣方式固态连续，一组双级式钢带冷渣机装于炉膛冷灰斗下部。在正常运行时，炉底液压关断门因排渣需要开启后，未及时关闭造成炉底漏风量增大。
除炉底漏风之外，炉膛顶部顶棚过热器、屏式过热器的蓄热板因磨损而造成间隙过大，从而引起漏风量增大。炉膛周围的窥火孔开启不当，或关闭不及时也是造成漏风的原因之一。不过上述漏风量相比炉底漏风量较小。
2.3排烟温度
烟道阻力和漏风都会使排烟温度过高，总结原因有以下几个方面：
（1）炉膛结焦，虎山＃2锅炉由于施工和调试较仓促未能完成燃烧器检查、冷态通风和动力场试验就仓促上马导致一次风未能很好的调平、火焰中心偏斜，热偏差较大、煤粉刷壁、炉膛温度场不均匀、炉本体漏风等先天缺陷；
（2）锅炉本体漏风，特别是炉底漏风。该部分漏风不经空预器直接进入炉膛成为烟气，导致进入空预器的烟气量大大超过进入空预器空气量减弱了对空预器的冷却造成排烟温度上升；
（3）风烟系统各部阻力大，导致引风机出力不足，从而运行中总风量供给不足导致在空预器前烟温较低的情况下，由于冷风（空预器入口一二次风）对空预器热端的冷却不足，（此原因在环境温度越低时影响越明显）；
（4）在总风量不变的情况下，虎山＃2锅炉6台制粉系统碾磨出力不足，要保证制粉出力增大了一次风率，在给煤量和磨煤机出口温度一定的情况下增大了一次风率必定增加冷一次风用量，导致流经空预器的风量减小，烟气流量增大，而空预器换热一定，故排烟温度升高；
（5）由于风烟系统各部阻力大，导致引风机出力不足，从而运行中总风量供给不足导致在空预器前烟温较低的情况下，由于冷风（空预器入口一二次风）对空预器热端的冷却不足，（此原因在环境温度越低时影响越明显）；
（6）空预器堵灰增大了换热元件的热阻，使空预器换热效果变差，造成排烟温度升高。
3优化建议
由上可知，风烟系统阻力和漏风都会导致排烟温度的上升，所以针对风烟系统主要参数的三个方面异常，我们可以主要从解决阻力和漏风上进行优化。优化可以采取运行和设备维护两种方式相结合。
3.1运行优化调整
在机组正常运行中，风烟系统主要三个异常参数原因分析中空气预热器都有重要影响，所以针对空预器的运行调整尤为重要。
空预器的运行首先应加强空预器吹灰，可将空预器吹灰汽源切为本炉供汽，提高吹灰汽源压力，增加空预器吹灰次数。空预器堵塞主要时因为硫酸氢铵在空预器换热面的形成造成，所以应加强对脱硝系统的调整，尽量减少氨逃逸率，另外冬天空预器迎风面外壳受冷收缩，为防止空预器卡涩将扇形板向上提升，若气温回暖，可将空预器扇形板向下调整以减少空预器漏风，同时冬季环境温度较低，当单侧空预器差压超过设计值时，在总排口NOx不超标前提下，可适当降低堵塞侧脱硝效率，同时采用提高单侧空预器出口烟温等方式分解硫酸氢铵，滤袋除尘器、脱硫系统入口烟温不应高于170℃，注意在压差下降后及时恢复正常运行方式。
除了对空预器的运行调整，在运行中还可以适当减小磨煤机一次风量，适当提高磨煤机出口温度并根据不同负荷适当调整磨煤机分离器转速，以减少制粉系统冷风用量，降低排烟温度。最后对于炉底漏风，可以采取间断开关炉底液压关断门，并根据实际情况控制开启时间的措施。
3.2设备维护优化
对于风烟系统的设备优化建议以下措施：
（1）尽快安排热工，对＃1炉风烟系统参数（炉膛及脱销出口氧量、一二次风量、各磨煤机通风量、炉膛负压、烟气差、排烟温度及空预期入口烟温）测点进行核对，保证准确；
（2）联系电科院，对＃2炉空预器漏风及相关性能进行进行核实，提供准确的运行依据；
（3）利用停炉机会进行锅炉受热面磨损腐蚀检查；
（4）利用停机机会对两台空预器进行检查，对空预器扇形板进行调整和补焊，对空预器换热面透光检查并进行冲洗；
（5）对袋式除尘器进行彻底清灰，并认真优化喷吹程序消除设备缺陷；
（6）对炉本体和烟道做一次风压试验以消除各部漏风；
（7）尽快联系电科院优化协调控制，根据各参数综合调节，可适当增加送风量，以减小漏风所占的比率；
（8）利用停机机会对两台引风机动叶调节机构进行彻底消缺，以保证机组运行的安全性和可靠性。
4结束语
目前通过运行和设备优化，虎山#2锅炉风烟系统烟道阻力已接近设计值内，漏风量也有了很大改善，锅炉排烟温度较以前有了明显的降低，现在平均温度在126℃左右，引风机、一次风机电流在相同水平下分别约下降了20A、10A。
参考文献:
【1】李靖 电站锅炉风烟系统节能分析[N] 科技风 2015.23.055
论文作者:刘海林
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/17
标签：风烟论文; 系统论文; 锅炉论文; 烟气论文; 炉膛论文; 省煤器论文; 阻力论文; 《电力设备》2018年第34期论文;