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在當前電廠生產過程中,煤粉爐應用較為廣泛,這主要在煤粉爐運行過程中,煤被破碎成細小粉末后,其表面積增加,使煤粉與空間接觸面積增加,煤粉燃燒強度得以提高。在煤粉爐運行過程中,排煙溫度高是影響鍋爐燃燒效率的最主要因素。因此需要采取有效措施來降低鍋爐排煙溫度,提高電廠鍋爐運行的經濟性。
1、鍋爐排煙溫度高的原因分析
1.1 漏風
漏風是指制粉系統(tǒng)漏風、爐膛漏風、爐底水封及風煙系統(tǒng)漏風.漏風是排煙溫度升高的主要原因之一?!?/span>
在爐膛出口過量空氣系數(shù)不變的情況下,爐膛及制粉系統(tǒng)漏風將使送風機有組織風量下降,空氣預熱器的傳熱系數(shù)K下降。此外送風量下降也使得空氣預熱器出口熱風溫度升高,空氣預熱器的傳熱溫壓下降,而K及傳熱溫壓的下降使空氣預熱器的吸熱量降低,最終使排煙溫度升高;
風煙系統(tǒng)漏風使排煙熱損失升高的原因在于:空氣預熱器之前的煙道漏風,會造成煙氣溫度下降,傳熱溫壓降低,使受熱面的吸熱量下降,排煙熱損失升高;
空氣預熱器熱端漏風,會造成經過空氣預熱器的空氣量、煙氣量增加,漏入煙氣中的空氣溫度低于煙氣溫度,吸收煙氣熱量后,煙氣溫度下降,冷熱端溫差降低,傳熱量會減少,從而致使鍋爐排煙熱損失會有所提高。當空氣預熱器熱端漏風系數(shù)減小時,排煙熱損失也會隨之減少,因此降低空預器熱漏風數(shù)會有效的提高鍋爐效率。熱端漏風系數(shù)變化5%,影響排煙溫度6-8℃;
爐底水封漏風,大量冷風從爐底涌入,鍋爐氧量是固定的,爐底涌入多少風量,通過預熱器風量就減少多少。通過預熱器的風量大輻降低,傳熱系數(shù)和傳熱量銳減,排煙溫度大輻升高,一般會升高30℃左右; 同時火焰中心上移,爐膛出口溫度升高,也會造成排煙溫度升高2℃左右;
1.2 鍋爐氧量
鍋爐氧量高,風量大,煙氣量增大,流速加快,煙氣來不及把熱量傳給工質就離開了受熱面,煙氣溫度升高,排煙溫度升高。
1.3 爐膛火焰中心高度
在相同的負荷及其它條件不變的情況下,爐膛火焰中心越高,爐膛出口溫度越高,受熱面吸熱量增加,減溫水量增加,增加多少減溫水,經過省煤器的給水流量就減少多少,省煤器換熱量減少,省煤器出口(空預器入口)煙溫升高,排煙溫度升高。
主汽壓影響排煙溫度,汽壓高,溫度低,減溫水量減少,流經省煤器的水量增加,排煙溫度降低(適用減溫水量高的鍋爐)。
1.4 受熱面清潔度
鍋爐受熱面的結渣、積灰是導致鍋爐排煙溫度升高的另一個主要原因,其對排煙溫度的影響主要體現(xiàn)在傳熱方面。據(jù)有關資料介紹:爐膛積灰厚度由1mm增加到2mm時,傳熱量減少28%,當受熱面有3mm厚的積灰就可造成爐膛傳熱量下降近40%,相應爐膛出口煙溫升高百度以上。另外,結渣和積灰引起受熱面吸熱不足,為了彌補吸熱不足,在一定負荷下,需要增加燃料量,從而造成各段煙溫進一步升高,排煙溫度也進一步升高。
加強鍋爐本體吹灰,可有效減少受熱面積灰、結渣和結垢現(xiàn)象,確保受熱面清潔,對降低排煙熱損失效果明顯。在鍋爐運行過程中,煤灰熔點、爐膛燃燒區(qū)溫度、爐內煤灰的輸運特性等都是造成鍋爐發(fā)生結焦原因。燃煤固有的特性決定了煤灰熔點不可改變的,因此在實際工作中可以從爐膛燃燒區(qū)溫度、爐內煤灰輸運特性兩方面入手來改善鍋爐結焦的問題??梢圆扇∮行Т胧﹣斫档蜖t內氣流的運行速度,以此來改善爐內煤灰的輸運特性。爐膛內燃燒區(qū)溫度與燃煤熱值、燃煤揮發(fā)份、熱風溫度等都有較大的關系,當熱風溫度較高時,則表明燃燒區(qū)溫度也呈現(xiàn)較高水平。在實際鍋爐運行時,可以通過提高熱風溫度來使燃燒區(qū)溫度上升,從而使一些揮發(fā)份較低的難燃煤種能夠入爐后實現(xiàn)完全燃燒。但部分高揮發(fā)份和易結焦的煤種,如果提高熱風溫度,則會增加鍋爐結焦的可能性。
1.5 省煤器水工況
省煤器的傳熱量直接受到給水量變化的影響,從而影響排煙溫度。給水溫度對排煙溫度也有一定影響。當機組負荷變化或是高壓加熱器投停,會影響到給水溫度的變化。在高低壓加熱器投運不全的情況下,給水溫度下降,排煙溫度也會隨之降低。通常情況下給水溫度達到265度時,每降低10度排煙溫度會下降1.5度,此時給水溫度對排煙溫度的影響較小。
1.6 一次風率
一次風率是指一次風量占總風量的百分比。一次風率高,標志進入磨煤機的熱風量增加,磨出口溫度升高,同樣磨入口溫度升高.一次風率越高,磨出口溫度越高,需要摻入冷風來降低磨出口溫度,通過空預器的有組織風量減少,換熱率降低,排煙溫度升高; 如果減少一次風率,同樣的磨入口溫度,磨出口溫度降低,不需要摻入更多的冷風,通過空預器的有組織風量增多,換熱率增加,排煙溫度降低。一次風率升高,消耗熱能多,相當于漏風 。
1.6 煤質
燃料中的水份、灰份增加以及低位發(fā)熱量降低均使排煙溫度上升。這是因為這些變化將使煙氣量和煙氣比熱增加,煙氣在對流區(qū)中溫降減小,排煙溫度上升。即排煙溫度與煤收到基水分成正比,與煤的發(fā)熱量成反比。當前煤炭資源緊張,入爐煤種與設計煤種相差較多,這也是造成排煙溫度升高的一個重要原因。
1.7 環(huán)境溫度
部分鍋爐處于露天環(huán)境下,隨著外界氣溫的變化會對冷空氣溫度帶來較大的影響,從而造成鍋爐排煙溫度與設計值發(fā)生偏離。當冷空氣溫度升高時,排煙溫度也會隨之升高。排煙溫度夏天高,冬天低。相同進風溫度,排煙溫度高,排煙損失越大,反之亦然。所以用排煙溫度與進風溫度差來標定排煙熱損失大小。 空預器進風溫度升高10度,排煙溫度升高6-7度。
2、控制鍋爐排煙溫度高的技術措施高
2.1 減少爐膛漏風
定期進行爐本體及制粉系統(tǒng)的查漏治漏工作,在運行時隨時關閉爐本體各檢查門、檢查孔以及制粉系統(tǒng)木塊分離器清理口,關閉給煤機手孔、冷灰斗水封擋板處及時焊補、在運行中經常檢查撈渣機水封等。
2.2 制粉系統(tǒng)優(yōu)化運行
2.2.1合理降低一次風率
一次風率降低10%,排煙溫度會降低10℃。盡量降低排粉機(一次風機)出口總風壓,能保證磨煤機出力及一次風管的風速20m/s即可。
2.2.2 控制磨煤機入口負壓
控制磨煤機入口負壓-400pa以上,可以通過開啟制粉系統(tǒng)再循環(huán)風門來實現(xiàn),同時又能夠降低制粉系統(tǒng)中干燥劑總量,降低一次風率;同時,磨入口負壓較小,可以減少制粉系統(tǒng)的漏風量,提高通過空預器的有組織風量,達到降低排煙溫度的目的。
2.2.3 提高磨煤機出口溫度
保證制粉系統(tǒng)安全的情況下,中儲式制粉系統(tǒng)磨煤機出口溫度70℃,直吹式制粉系統(tǒng)磨煤機出口溫度90℃(磨煤機出口溫度升高1℃,排煙溫度降低1℃)。冷風量減少,經過空預器的有組織風量增加,排煙溫度降低;磨入口溫度升高,提高了磨工作效率;
2.2.4 乏氣送粉系統(tǒng)降低排粉機出口風壓
用再循環(huán)風門調節(jié)排粉機出口一次風壓,一次風管風速在20m/s,降低爐膛內的煙氣流速;開啟再循環(huán)風門后,排粉機入口負壓降低,減少系統(tǒng)漏入的冷風量;進行一次風管去阻力改造,降低一次風管阻力,以降低一次風壓及一次風率;定期做一次風調平試驗。
2.2.5 直吹式制粉系統(tǒng)的密封風壓
降低密封風風壓,密封風一次風壓差不超過1.2kpa(經驗值)。密封風是冷風,相當于制粉系統(tǒng)漏風,壓力越高,漏風越大,對排煙溫度影響越大。
2.2.6 合理投切磨煤機、排粉機運行
負荷不變時,中儲式制粉系統(tǒng)盡量多運行磨煤機,少運行排粉機。低負荷保持三臺排粉機或兩臺排粉機運行; 負荷不變時,直吹式制粉系統(tǒng)盡量少運行磨煤機,減少冷風量的摻入;保持最佳磨煤機、排粉機運行方式,減少磨煤機、排粉機啟停次數(shù)。
2.2.7 制粉系統(tǒng)消缺
及時消除制粉系統(tǒng)冷風門、熱風門、鎖氣器等的內漏,粗細粉分離器的外漏等缺陷。
2.3 防止受熱面積灰
采用動態(tài)蒸汽吹灰法,投入影響排煙溫度較大的吹灰器運行;定期對再熱器煙氣檔板進行放灰,在爐膛和尾部煙道吹灰期間要適當?shù)脑黾釉贌崞鳠煔鈸醢宸呕业拇螖?shù);
2.4 氧量控制技術
鍋爐最佳氧量一般控制3.0-3.5%之間,負荷高時氧量低一些,負荷低時氧量高一些。最低不能低于2.0%,如果低于2.0%,首先,機械不完全燃燒損失迅速增加;其次,風量降低,空氣動力場不穩(wěn)定,影響鍋爐安全運行機制。偏離最佳氧量值1.0%,排煙溫度升高約10℃;
定期做氧量測點標定(網(wǎng)格笛孔法),準確掌握盤前氧量與標定氧量的差值,按實際氧量值進行運行調整;
氧量自動調整保證好有,防止氧量大起大落,波動太大。
2.5 爐膛負壓
爐膛堅直方向,每十米壓力相差近100pa,上高下低,合理選擇爐膛負壓測點尤其重要。
爐膛負壓一般控制在正負50pa之間。引風機前風煙系統(tǒng)如果有漏風,隨著爐膛負壓增加,漏風量增加,煙氣量增加,送風量降低,通過空預器的有組織風量降低,排煙溫度必然升高,所以爐膛負壓不能控制太低。(負壓法查爐膛漏風:鍋爐運行時,降低爐膛負壓至-400pa左右,如果排煙溫度升高,說明系統(tǒng)有明顯漏風。)
2.6爐膛出口煙溫控制(SOFA)
SOFA風增加,主燃區(qū)氧量降低,燃料不完全燃燒率增加,到過燃區(qū)燃燼煤量增加,汽溫升高,爐膛出口溫度升高。所以,SOFA風不宜開度過大。受以下三種因素影響:
2.6.1 揮發(fā)份低,主燃區(qū)著火難度增加,更多份額燃料到過燃區(qū)燃燒,汽溫升高;
2.6.2 缺氧燃燒時,主燃區(qū)燃料不完全燃燒率增加。如果是富氧燃燒,風量重新分配對主燃區(qū)氧量影響小,主燃區(qū)燃料不完全燃燒率變化不大,不會產生溫度升高的效果;
2.6.3 過燃風率越大,影響越小。
2.7 空預器漏風率
嚴格控制空預器的漏風率在5%以下或更低。根據(jù)空預器入出口風、煙溫設計值及排煙溫度可以大概判斷漏風情況。
2.8 入爐煤管理
針對入爐煤品質復雜多樣,加強摻配煤管理,科學摻配經濟煤種,入爐煤低位熱值不低于3600大卡/千克,保證揮發(fā)份35%以上。
排煙熱損失在鍋爐所有熱損中占比最大,影響鍋爐效率較多。在當前電力市場競爭激烈的形勢下,為了提高自身的競爭力,則需要采取有效措施,降低排煙溫度,從而降低生產成本,提高電廠運營的經濟性。
來源:知行合一| 工作室
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