排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项,一般是送入炉膛热量的6%,排烟温度每增加12~15℃,排烟热损失就增加0.5%。所以排烟温度是锅炉运行最重要的指标之一。下面列出几个有可能导致炉膛排烟温度升高的原因:
(1)受热面结渣、积灰。无论是炉膛的水冷壁结渣积灰,还是过热器、对流管束、省煤器和预热器积灰都会因烟气测的热阻增大,传热恶化使烟气的冷却效果变差,导致排烟温度升高。
(2)过量空气系数过大。正常情况下,随着炉膛出口过量空气系数的增加,排烟温度升高。过量空气系数增加后,虽然烟气量增加,烟速提高,对流放热加强,但传热量增加的程度不及烟气量增加的多。可以理解为烟速提高后,烟气来不及把热量传给工质就离开了受热面。
(3)漏风系数过大。负压锅炉的炉膛和尾部竖井烟道漏风是不可避免的,并规定了某一受热面所允许的漏风系数。当漏风系数增加时,对排烟温度的影响与过热空气系数增加相类似。而且漏风处离炉膛越近,对排烟温度升高的影响就越大。
(4)给水温度。当汽轮机负荷太低或高压加热器解列时都会使锅炉给水温度降低。一般说来,当给水温度升高时,如果维持燃料量不变,省煤器的传热温差降低,省煤器的吸热量降低,使排烟温度升高。
(5)燃料中的水分。燃料中水分的增加使烟气量增加,因此排烟温度升高。
(6)锅炉负荷。虽然锅炉负荷增加,烟气量、蒸汽量、给水量、空气量成比例地增加,但是由于炉膛出口烟气温度增加,所以使排烟温度升高。负荷增加后炉膛出口温度增加,其后的对流受热面传热温差增大,吸热量增多,所以对流受热面越多,锅炉负荷变化对排烟温度的影响越小。
(7)燃料品种。当燃用低热值煤气时,由于炉膛温度降低,炉膛内辐射传热减少,低热值煤气中的非可燃成分,主要是N2、CO2、H2O较多,使烟气量增加,所以排烟温度升高。煤粉炉改烧油以后,虽然烧油时炉膛出口过量空气系数较烧煤时低,但由于燃料油中灰分很少,更没有颗粒较大的灰粒,不存在烟气中较大灰粒对受热面的清洁作用,对流受热面污染较严重。所以燃烧不好,经常冒黑烟的锅炉排烟温度升高。当尾部有钢珠除灰装置时,由于尾部较清洁,排烟温度比烧煤是略低。
(8)制粉系统运行方式。对闭式的有储粉仓的制粉系统来讲,当制粉系统运行时,由于燃料中的一部分水分进入炉膛,炉膛温度降低和烟气量增加,制粉系统运行时漏入的冷空气作为一次风进入炉膛,流经空气预热器的空气量减少,使排烟温度升高。反之,当制粉系统停运时排烟温度降低。
版本二:
锅炉排烟温度高的原因分析
1 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 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。
3 给水温度
省煤器的传热量直接受到给水温度变化的影响,并进而影响排烟温度。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。(编者按:同负荷下,给水温度降低,省煤器的工作状态改变,温差变大,传热效率增加,尾部受热面吸热增加,导致排烟温度下降。但给水温度的降低,同时也会导致燃料量和风量的增加,燃料量和风量的增加又会提高排烟温度。综合考虑,尾部吸热量增加导致的排烟温度降低的效果并没有燃料量和风量导致排烟温度升高的效果强,所以排烟温度会呈现上升的趋势。)
4 冷空气温度
部分锅炉处于露天环境下,随着外界气温的变化会对冷空气温度带来较大的影响,从而造成锅炉排烟温度与设计值发生偏离。当冷空气温度升高时,排烟温度也会随之升高。但冷空气温度随季节变化是客观存在的,这个因素无法改变。
5 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。(编者按:过量空气系数增加后,烟气量增加,烟速提高,对流放热加强,但传热量增加的程度不及烟气量增加的多,即烟速提高后,烟气来不及将热量传给工质就离开了受热面,也就是说,随着过量空气系数的增加,排烟温度会升高。)
6 空气预热器漏风系数
针对于空气预热器漏风系数这一因素进行分析时,在其减少的情况下,也会使空气预热器平均空气量、流经空气预热器的平均烟气量和总的传热量都会出现减少的情况,而漏入烟气中的空气平均温度则会有所上升,从而致使锅炉排烟温度会有所提高。但当空气预热器漏风系数减少时,排烟热损失也会随之减少,因此会有效的提高锅炉效率。(编者按:漏风系数增加时,对排烟温度的影响与过量空气系数增加相类似,且漏风处离炉膛越近,对排烟温度升高的影响就越大。)
另外,对于锅炉排烟温度的影响因素较多,如受热面布置、受热面积灰等情况,而且各影响因素即单独作用,同时也相互具有一定的联系性,关系十分复杂,这也使锅炉排烟温度高的原因呈现出复杂化的特点。
控制锅炉排烟温度高的技术措施
1 减少炉膛漏风
通过减少炉膛漏风,将漏风部位采用有效的密封措施,以此来对锅炉排烟温度进行控制。在具体实践工作中,需要选拔先进的炉膛门孔结构,同时还要进一步改进油枪的性能,强化炉膛熄火保持技术水平,改造炉膛中渣斗或是机械出渣处较大空隙处,并进一步提高锅炉运行的整体负荷水平,以此来对锅炉排烟温度高的情况进行有效控制。
2 合理地降低一次风率
在锅炉正常运行过程中,要想实现对制粉系统通风量的有效控制,则需要有效的实现一次风率的降低,这种情况下,磨煤机出力会有所降低,但磨煤量的干燥剂量会出现下降现象,这就在燃料蒸发水分所需热量不变的情况下需要干燥剂具有适宜的初温,这样才能进一步减少掺冷风量,降低制粉系统漏风量,达到排温温度降低的目标。
3 投用乏气再循环
运用乏气再循环能够降低制粉系统中干燥剂量,即实现一次风率的降低,投入乏气再循环其对一次风率和制粉系统的影响是一样的。
4 结构方面的措施
在锅炉运行工况条件下,当受热面传热量不够时,也会导致锅炉排烟温度升高现象发生。受热面传热系数、传热温差和受热面的面积都会对受热面传热量带来真接的影响,这其中,最为可能的一种方法即是通过增加传热面积,而且增加的受热面要尽可能的与炉膛距离远一点,这样才能达到良好的降低排烟温度的效果。这主要是由于当增加的受热央与炉膛距离较近时,会增加该级的传热量,降低出口烟温,但下一级受热面的传热温差会减少,从而使传热量也会随之减少,出口烟温下降幅度相较于进口烟温降低的幅度小,最终作用于排烟温度时所带来的降幅也减小。因此在具体实施过程中,要合理增加低温受热面,以此来达到降低排烟温度的目的。
5 完善受热面的吹灰
受热面积处存在较多灰尘、结渣和结垢现象时,必然会影响受热面的传热量,从而造成排烟温度升高。针对于这种情况下,需要对受热面的灰尘、结渣和结垢现象进行有效处理,确保受热面保持良好的清洁度,以此来达到降低排烟热损失的目标。
在锅炉运行过程中,煤灰熔点、炉膛燃烧区温度、炉内煤灰的输运特性等都是会造成锅炉发生结焦问题。燃煤固有的特性决定了煤灰熔点不可改变的特性,因此在实际工作中可以从炉膛燃烧区温度、炉内煤灰输运特性两方面入手来改善锅炉结焦的问题。可以采取有效措施来降低炉内气流的运行速度,以此来改善炉内煤类的输运特性。炉膛内燃烧区温度与燃煤发热值、燃煤挥发份、热风温度等都具有较大的关系,当热风温度较高时,则表明燃烧区温度也呈现较高水平。在实际锅炉运行时,可以通过提高热风温度来使燃烧区温度上升,从而使一些挥发份较低的难燃煤种能够入炉后实现完全燃烧。但部分高挥发份和易结焦的煤种,如果提高热风温度,则会增加锅炉结焦的可能性。
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