摘要:锅炉效率与其各项损失密切相关。锅炉的损失由排烟损失,机械不完全燃烧损失,灰渣物理损失,化学不完全燃烧损失,散热损失组成,而在这五项损失中,排烟损失是对锅炉效率影响最大的一项损失,约为5~10%。它不仅影响锅炉效率,而且影响锅炉运行的经济性。炉膛烟气在流经尾部烟道时,因与尾部受热面进行热交换,使尾部烟气温度降低,而排烟温度则是指不参加受热面换热,白白漏掉排烟热量,一般把预热器出口烟气温度称为排烟温度。排烟温度的高低直接决定着锅炉效率的高低,排烟温度的升高,会直接导致排烟热损失的增加。因而,降低排烟温度才是提高锅炉效率的有效途径。
一、排烟损失的几点分析。
1、排烟温度每降低10℃→影响ηb:0.5--0.6%,bs:约2.0g/kwh。
2、排烟氧量每降低1.0%→影响ηb:0.35--0.45 %,bs:约1.3g/kwh。
3、进风温度tk与排烟损失。
环境温度每升高10℃,排烟温度升高6--7℃,出风温度升高1.3--1.5 ℃,排烟损失降低约0.1%(与经验悖反)。夏季锅炉排烟温度升高,来自:①主汽流量增加(q2增大)。②进风温度增加。
4、空预器漏风与排烟损失。
空气预热器漏风系数增大,通过空气预热器的平均空气量和平均烟气量(包括高温烟气和漏入的空气)均增大,漏入烟气中的空气平均温度降低,排烟温度亦降低,经计算炉膛出口过量空气系数在正常范围变动对排烟温度的影响不明显,过量空气系数每增加0.1,排烟温度升高约1℃
二、排烟损失的影响因素。
1、机组负荷。机组负荷增加,蒸汽量、给水流量和燃料量、风量均增加,各级受热面出口烟气和工质温度增加,炉膛出口烟温随之增加。所以,锅炉排烟温度随负荷增减而增减。
2、氧量。过氧量,流过受热面的烟气量就会增加,导致排烟温度升高。假如运行中氧量过小,炉内燃烧工况变差,将会固体未完全燃烧热损失和气体未完全燃烧热损失增加,降低锅炉热效率。
3、给水温度。给水温度降低,省煤器传热温压增加,吸热量增大,锅炉排烟温度将降低。反之,则升高。在负荷和工质的品质不变的前提下,锅炉给水温度增加,使输入炉膛中的燃料消耗量下降,燃料燃烧产生的烟气容积流量下降,过热器、再热器吸热量降低,各级受热面出口烟气温度上升,给水温度的增加造成省煤器的传热温压下降,使得预热器进口烟气温度上升,导致排烟温度升高。给水温度的变化影响省煤器的传热量,最终影响排烟温度。给水温度升高1℃,排烟温度升高0.31℃
4、燃料质量。如燃料水分增加,燃烧产生烟气量增加,排烟温度升高。灰分过高,会使受热面积灰加剧,传热量减少,从而排烟温度升高。
5、主燃烧区的位置。假如在燃用粒度较小燃料时或一、二次配比不当,主燃烧区位置上移,炉膛出口烟气温度升高,排烟温度会随之升高。
6、受热面结焦和积灰。受热面结焦和积灰会使烟气与受热面之间的传热热阻增大,传热系数降低,烟气的传热量减小,排烟温度升高。
7、漏风系数。漏风包括锅炉本体漏风和给煤系统漏风。炉膛漏风和给煤机漏风增加会直接影响炉内燃烧工况,增加烟气流量,排烟温度会升高;在氧量一定的情况下,漏风将使流过(低压)空预器空气量减少,排烟温度升高。
8、一二次风机进口风温。风机进口风温随季节和厂房内温度高低而变化。送风机进口风温升高时,会减少空预器的传热温差,降低传热量,排烟温度升高。送风机进口风温与排烟温度将同向变化。但是,在排烟温度不变的情况下,送风机进口风温升高,排烟热损失减少,锅炉热效率进步。
9、灰份对排烟温度的影响。灰份增加,受热面的沾污和磨损越严重,炉内结焦会影响水循环,造成炉膛出口温度升高,而尾部受热面积灰结焦则会便排烟温度显著升高,同时灰份高的煤发热量低,在相同负荷情况下消耗的燃料量增加,造成烟气量和流速升高,导致排烟温度及排烟量都会升高,从而降低锅炉效率。
10、积灰与结焦。受热面的积灰与结焦,会影响受热面与高温烟气的传热效果,使烟气不能被及时冷却,导致排烟温度升高。另外尾部受热面的积灰堵塞,使尾部烟道形成烟气走廊,产生高温度区和低温度区,在低温度区内空气预热器处烟气结露腐蚀管壁,管子腐蚀穿透后又造成空气预热器漏风。送风走短路进入烟道,影响锅炉送风,造成高负荷情况下炉膛缺氧燃烧,引起排烟温度升高。
11、燃烧及与运行工况。实际煤种与设计煤种相比,往往有一定偏差,应根据煤质,随时调整锅炉燃烧,确定最佳空气系数和煤粉细度,同时适当提高顶部二次风的比例,使煤粉充分燃烧。如果二次风送入不合理,可能导致火焰中心上移,或火焰中心偏移和过量空气系数不合理,造成烟气在炉膛内部停留时间过短,烟气与受热面的换热不够充分,从而使排烟温度升高。
三、降低排烟温度的调整措施
由此可见,切实有效地燃烧调整对于降低排烟温度,提高机组经济型是有利的。但实际中排烟温度的降低又受到机组负荷及外界气温的影响,总结实践,燃烧调整降低排烟温度的具体排控制调整措施主要包括以下几个方面:
1、火焰中心位置的调整。正常运行时,在保证再热器温等参数正常情况下,可适当增加下层燃烧器的出力,减少上层燃烧器的出力,降低火焰中心,改变辐射吸热量和对流吸热量的比例,从而达到调整排烟温度的目的。下排二次风可开小上排二次风可开大些,以降低火焰中心。
2、加强一二次风的配合,一次风压不宜过大,在保证流化状态和床温密封风的情况下,适当降低一次风压有利于排烟温度的降低。
3、通过改变氧量及过量空气系数。在保证煤粉燃烧完全的基础上,适当降低炉膛出口氧量,可使排烟温度降低。
4、合理配风,适当改变两侧风机出力,设法消除两侧烟温偏差。
5、及时清除锅炉各处结焦结渣,保证省煤器附近声波吹灰器的可靠性,并对空气预热器的堵塞及时进行消除。认真执行定期工作,加强受热面吹灰,防止受热面积灰可使排烟温度大大降低。
6、尽力消除給煤系统、空预器及炉本体各处漏风。保持正常的炉膛负压,炉膛压力过负会使锅炉漏风加大。
7、通过改变炉膛负压。可采用微负压燃烧,改变固体燃料的着火时间。
8、稳定燃烧,保持汽温汽压在额定范围内。
9、按规定进行定期排污连续排污,以保证给水品质合格,可减少热阻,降低排烟温度。
10、增加省煤器的受热面。根据神华入厂煤质的特性灰分含量低,可使用螺旋助片省煤器适当的增加省煤器受热面可降低空气预热器入口烟温。
11、加强燃烧调整工作,勤调整,勤操纵。运行中认真监盘观察炉膛燃烧变化和负荷变化,及时调整保证锅炉燃烧的最佳效率。
参考文献:
[1]范从振.锅炉原理.水利电力出版社,1986,5
[2]神华米东热电厂运行日报表和月报表
[3]神华米东热电厂300MW集控运行规程
论文作者:王科研
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/13
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