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摘要：锅炉排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项，一般占锅炉总热损失的60%～80%，是体现机组经济性和安全性的重要指标之一。在设计阶段，一般根据机组容量、设计煤种及辅机匹配等条件，兼顾考虑锅炉整体性能，机组经济性，以及设备投资，与锅炉辅机是否匹配等问题，在运行阶段，主要考虑在不出现因热风温度下降而引起制粉系统干燥出力无法达到要求及低温腐蚀等前提下，尽可能地降低锅炉排烟温度，以提高机组经济性。计算结果显示，一般情况下，排烟温度每升高20℃，锅炉效率至少降低1%，供电煤耗约增加3.5g/(kW•h)，因此排烟温度偏高严重影响机组的经济性。
关键词：电厂锅炉；排烟温度高；原因；解决措施
近年来随着环保经济概念的深入发展，火电厂机组运行问题不断得到重视，十二五规划明确指出落实节约优先战略，大幅度提高能源利用效率。火电厂作为我国工业耗能大户，对其有效实施节能，可实现能源节约，推动火力发电行业可持续发展。电站锅炉的高效运行受多种因素影响，运用反平衡法计算锅炉热效率时可知锅炉损失由机械不完全燃烧损失，散热损失，化学不完全燃烧损失，灰渣物理损失和排烟损失五部分组成，而其中排烟热损失影响最大。根据研究表明，排烟温度每降低13℃，排烟热损失将会减少约1%，同时节约约7%的燃料，可提高锅炉效率约1%，可见锅炉排烟温度的降低对于调高锅炉效率具有重要意义。
1影响电厂锅炉运行的主要因素
1.1排烟热损失
电厂锅炉运行过程中，排烟热损失会对锅炉运行效率带来较大的影响。当锅炉运行时所排出的因温度过高，则会导致排烟热损失增加。锅炉排烟温度受到多种因素的影响，如煤种、受热面积、火焰中心温度和漏风情况等。当漏风、煤粉较湿时都会导致排烟容积增加和排烟温度过高，使排烟损失增加。另外，炉膛、烟道及空预器积灰等情况发生时，会对传热效果带来较大的影响，导致传热温差增大，排烟温度上升，从而对锅炉运行效率带来较大的影响。
1.2固体燃烧损失
导致固体燃烧损失的原因多以燃料性质、燃烧方式、炉膛结构及过量空气系数等为主，当燃烧较细时，煤粉挥发成分较高时，煤粉更易着火，燃烧较为稳定，燃烧也较为充分。但当煤粉含水量较高时，其着火点就会增加，燃烧不完全，从而对锅炉运行的经济性带来较大的影响。
1.3给水的品质
锅炉给水品质直接关系到锅炉运行的效率。当锅炉给水中离子含量较高时，这种情况下蒸汽中的杂质则会增加，影响蒸汽的品质，会导致受热面、蒸汽管道及汽轮机通流等部分有污垢产生，降低受热面传热能力，使排烟温度升高，不利于锅炉运行效率的提高。严重时还会造成管壁烧毁。当汽轮机通流部分积垢较多时，会对汽轮机运行效率及出力带来不利影响，造成汽轮机振动增大，对汽轮机运行安全带来较大的威胁。
2锅炉排烟温度高的原因分析
2.1漏风对排烟温度影晌
锅炉漏风是机组运行中常见问题，由于锅炉微负压运行，故极易在不严密部位发生漏风现象。锅炉漏风一般出现在炉膛、烟道和制粉系统。炉膛漏风指炉顶密封、看火孔、人孔门及炉底密封水槽处;制粉系统漏风指备用磨煤机风门、挡板处漏风;烟道漏风指氧量计前尾部烟道漏风。如果锅炉漏风增加，在其他条件不变的情况下，排烟热损失增加，即锅炉漏风都会导致锅炉热效率的降低;排烟温度的变化与锅炉风烟系统的漏风位置有关，正常燃烧情况下的炉膛漏风会使排烟温度升高，而烟道漏风会使排烟温度降低。
针对锅炉漏风问题采取的应对措施主要有:锅炉大小修及正常运行过程中，针对锅炉及制粉系统的检查和堵漏工作，各连接法兰密封、膨胀节处密封，锁气器不严及炉本体密封，特别是炉底水封槽和炉顶密封及磨煤机冷一次风风门处理，采用密封比较好的门、孔结构。对于锅炉的负压状况要密切观察，要把其数值控制在规定的范围以内，这样可以有效降低由于负压过大炉膛及烟道漏风的几率。锅炉停运检修后做好空气动力场试验，合理配风控制火焰中心不上移。在锅炉炉膛出口、空气预热器及除尘器出口等关键位置安装氧气表，运行人员可及时发现漏风位置并进行处理。
2.2掺冷风对排烟温度影晌
掺冷风是指一次风或制粉系统掺入冷风，和漏风一样，在炉膛出口过量空气系数保持不变的情况下，掺入冷风也会使得流经空气预热器的空气量减少，使空气预热器的吸热量降低，最终导致排烟温度升高。掺冷风量增多是由磨煤机出口温度偏低、磨煤机出力降低或停运、一次风率偏高等原因造成。
2.3受热面传热效率降低对排烟温度影晌
受热面传热效率降低可直接导致锅炉排烟温度的升高，具体包括锅炉本体受热面结渣或积灰、受热面管束内壁结垢或氧化皮脱落、空预器传热元件积灰等。
电站锅炉运行过程中，受热面结渣、积灰是一个普遍且长期纯在的问题，由于煤粉燃烧产生大量的灰粒、硫和氮的氧化物，这些物质会以各种形式沉积在受热面的表面，造成受热面的结渣和积灰。由于结渣和积灰的传热效率较金属表面小很多，故使得受热面传热热阻增大、传热量降低，导致排烟温度升高。有关资料表明，炉膛积灰厚度由1mm增加到2mm时，传热量减少28%。
给水品质差容易引起受热面内部结垢，水垢的导热系数为金属的1%一1%。，且机组在运行过程中容易产生受热面管子内部氧化皮脱落，增大传热热阻，减少换热量，从而导致排烟温度升高，严重时甚至会引起锅炉爆管。
空预器传热元件积灰会导致传热面积减少，烟气放热量降低，空气换热效果变差，导致一、二次风温降低，使进入炉膛的热风比例降低，掺冷风比例增加，排烟温度上升。故检修人员要加强日常检修和维护，确保吹灰器正常投入，保持各受热面的清洁，预热器吹灰器也要确保正常运行，确保空预器烟气压差在1.2kPa以下。运行人员要严格遵守吹灰制度，加强锅炉吹灰可降低排烟温度约10℃。对于受热面结焦，在保证安全的前提下，检修人员要及时进行除焦作业。空预器必须定期对空预器进行吹灰，如果空预器差压大于1.4妙a，则必须停运用高压水冲洗空预器传热元件。
2.4煤种
在锅炉运行过程中，锅炉烟气量和烟气特性与煤的成份具有直接的关系，煤的水分和发热量会直接导致排烟温度的变化，即煤的排烟温度与收到基水分成正比，与发热量成反比。但当前由于我国煤炭资源紧张，这也使煤种发生了较大的变化，大部分电厂燃煤种类都较为复杂，从而造成排烟温度升高，影响了锅炉运行的经济效益。
2.5进入制粉系统和炉膛的冷风系数
当锅炉处于负压燃烧状态时，从锅炉的各门孔处或是不严密的部位会有中分空气进入到炉膛内，在炉膛出口过量空气系数不变的情况下，由于冷空气的漏入，会减少流经空气预热器的空气量，降低空气流速，造成传热系数下降，从而对总传热量带来较大的影响。这也充分的说明书当炉膛内和制粉系统中冷风量增加时，都会影响到空气预热器的传热量，使排烟温度得以提高。
2.6给水温度
省煤器的传热量直接受到给水变化变化的影响，并进而影响排烟温度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当机组负荷变化或是高压加热投停，都会影响到给水温度的变化。在高低压加热器全部投运的情况下，给水温度数下降时，排烟温度也会随之降低。通常情况下给水温度达到265度时，每降低10度排烟温度会下降1.5度，这也充分说明给水温度对排烟温度的影响并不大。
2.7炉膛出口过量空气系数
通过增加炉膛出口过量空气系数，可以增加空预器的空气量，使空预器传热量得以提高，从而使排烟温度下降。炉膛出口过量空气系数增加时，流过半辐射及对流受热面的烟气量也会随之增加，使受热面烟气温度降幅变弱，从而造成排烟温度的上升。因此当炉膛出口过量空气系统处于正常变动范围时，对排烟温度所造成的影响较小，而且通过调整过量空气系数，主要是针对燃烧工况和降低不完全燃烧，所以炉膛过口过量空气系数这个因素对排烟温度的影响通常可以忽略不计。
3降低电厂锅炉排烟温度的管理措施
3.1加强设备管理
通过加强对锅炉的维护和改造，有效的降低电厂锅炉排烟温度。可以采取有效措施来控制内漏现象，及时消除漏风问题，重视制粉系统风量和风压等测点的校验工作。充分的利用机组检修机会来重点排查锅炉系统风门，做好相关压测我来有效的消除空预器氧量偏低的根本原因。做好吹灰器的维护工作，使其保持良好的运行状态，加强对制粉系统的管理，提高其运行的效率，为机组经济运行奠定良好的基础。
3.2加强吹灰管理
在具体工作中，可以通过加强对电量的管理来有效的提升机组负荷水平，从而有效的保证炉膛吹灰和尾部烟道吹灰的有效实施和及时执行。定期对再热器烟道档板进行开启放灰，在炉膛和尾部烟道吹灰期间要适当的增加再热器挡板开启放灰的次数，进一步加大对吹灰系统的巡检力度，及时发现吹灰系统的缺陷并对其进行有效消除，提高锅炉运行的效益。
3.3进行设备改造
可以充分的利用锅炉检修的时机，针对锅炉设计上存在缺陷的部位进行合理和科学的改造，特别是针对排烟温度高的问题，可以通过增加尾部传热面积来有效的消除锅炉设计中存在的不利影响因素，有效的降低排烟温度，保证锅炉运行的经济性。
3.4完善控制逻辑
为了保证风和煤比例的匹配度，需要进一步完善制粉系统风量控制逻辑，把控好吹类控制，强化空气预热器吹灰跳步功能，这样即使吹类中断后，再次进行吹风过程中也能够有效的保证吹灰方式控制的合理性。
3.5加强入炉煤质管理
当时受制于多种因素的影响，电厂采购煤质的品质呈逐年下降的趋势，针对于这个问题，可以通过强化入炉煤质管理，有效的对燃烧情况进行调整，尽可能的减少煤质下降所带来的不利影响。具体可以通过控制掺混比例；完善加仓方式；加强入炉煤杂物筛查等来提高燃烧的效率。
3.6提高监盘质量
针对煤量情况来对制粉系统风量偏雷的问题进行调节，有效的保证制粉系统风量控制的合理性。通过总一次风量控制降低冷一次风量比率；及时根据煤种变化调整磨煤机出口温度控制；及时根据机组负荷情况调整炉底渣系统冷却风门开度，降低底渣系统漏风量。
3.7减少炉膛漏风
建议彻底检查，排除炉本体密封缺陷，包括冷灰斗密封门的结合缝、短吹、长吹的穿墙孔、烟道人孔门、大包顶密封等。此点若能奏效，可降低排烟温度2℃以上。
3.8修正排烟温度显示值
建议根据网格实验结果调整排烟温度测点位置，将其布置在测量值有代表性的位置。以系统信号修正的方法，将排烟温度的显示值修正至真实值，可使DCS排烟温度降低约3．4℃。
3.9适当提高磨煤机出口温度、降低一次风率
根据现场运行状态，将各磨煤机的出口温度定值从目前的80℃，提高至85℃，可降低排烟温度约3．5℃。同时合理降低一次风率至设计值，可降低排烟温度3～4℃。
4电厂锅炉的设备维护
4.1全面实施外部检验工作
锅炉作为特殊设备，需要定期对锅炉进行科学和系统的检验，每年都需要对锅炉进行一次及以上的外部检验，这样可以有效地对锅炉运行状态发生变化的情况采取有效的应对措施。在对锅炉进行检验过程中，需要对锅炉进行全面和系统的水压试验、内外部检验。只有在锅炉整体检验合格后才能投入使用。另外，对于使用中的锅炉，需要其在设计的使用年限范围内，对于没有经过检验的锅炉要停止使用，并对其进行复检，合格后才能接着进行使用。
4.2电厂锅炉的常规维护方案
在电厂的锅炉安装之前，必须要填写正式的申请报告，同时将锅炉的有关资料以及申请报告递交到本地的质检部门，进行安全手续的申办，如尚未得到许可，是不可擅自使用的。应严格按照有关部门的规定对锅炉进行安装、改造及修理。应在安监部门的严格监督下，完成锅炉的安装操作，在验收合格以后，才发放登记使用证。在锅炉的日常使用过程中，必须要对其管道与附属设备给予常规的保养、维修等，从而保证其安全运行，延长其使用寿命。在锅炉正式投入使用以后，电厂不可对锅炉的管路系统以及主体结构进行擅自改造。在保证不停炉的前提下，对锅炉附属的全部设备进行外部检验与保养，在发现冒、漏、滴及跑阀门的状况，必须要立刻给予更换。应保证锅炉主体的清洁，不能出现锈蚀、污垢与渗漏等现象。
总之，锅炉运行过程中，煤在燃烧过程中会产生较多的热损失，这其中排烟热损失占总损失的比重较大，而且还会对电厂煤耗带来较大的影响。一旦电厂锅炉排烟温度过高时，则会对锅炉使用效率带来较大的影响。在当前电力市场竞争不断加剧的新形势下，电厂为了提高自身的竞争能力，则需要采取有效的措施来降低生产成本，在实际运作中可以通过控制锅炉排烟温度高问题来提高机组运行效益，实现电厂煤耗的降低，为电厂整体经济效益的提高奠定良好的基础。
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论文作者:蔺铁军,潘桂新
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/20
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