超临界机组锅炉运行排烟温度偏高原因分析

超临界机组锅炉运行排烟温度偏高原因分析

窦智

大唐绥化热电有限公司，黑龙江省绥化市，152000

摘要：近年来超临界机组锅炉在电力行业中的应用使电力行业性能与发展迈上了一个新台阶。但是超临界机组锅炉固有高排烟温度在具体运用中也的确对电力部门造成很大困扰。所以人们日益重视排烟温度偏高的成因及超临界锅炉操作相关的矫正。该论文对超临界锅炉因运行引起排烟温度偏高原因进行了分析，针对上述问题提出了改正方法。希望通过文章的分析与建议可以解决超临界机组锅炉在运行过程中排烟温度过高这一难题，从而对现代能源领域更好地发展以及适应社会能源需求起到一定推动力作用。

关键词：电力企业；超临界机组锅炉；排烟温度偏高

1锅炉运行的排烟温度的影响

1.1锅炉排烟温度和锅炉生产效率的影响

锅炉运行过程中，排烟温度关系到使用锅炉生产效率。锅炉效率一般用加减平衡法来衡量。在将该效率测量方法运用到大型机器上时，不可能得到大型锅炉机器所用燃料及蒸汽的精确数值，若在计算时不能够生成精确数据则会带来麻烦，否则不可能得到锅炉的实际效率。有鉴于此，一般采用热损失计算方法对大型机器进行效率计算。要采用该计算方法就必须具备大型机器锅炉热损失资料。首先要了解大型机组锅炉干燥燃烧产物燃烧热损失，其次要了解水蒸气热损失值，再次要了解燃料中水蒸发热损失值，最后要了解含氢燃料燃烧水蒸气热损失值和大型机组锅炉在运行过程中环境辐射热损失。这5个数据值对于大型锅炉生产效率计算非常必要，而锅炉温度对于效率影响最为明显。

1.2锅炉的效率对电厂经济的影响

锅炉出口温度会对锅炉效率造成影响，锅炉效率又会对电厂经济效益造成直接影响，因此为了提高电厂经济效益就需要提升锅炉生产效率，换而言之就是电厂需要对锅炉出口温度进行解决。从试验结果看：锅炉出口温度偏高将使锅炉效率下降，电厂经济效益下降，对整个能源部门影响较大，所以锅炉出口温度下降是当务之急。

2超临界机组锅炉排烟温度偏高的原因分析

2.1机组锅炉的选择不合理

电厂在选择锅炉时，一般选用排烟温度相对较低的机组，这类机组锅炉合理使用不但能够达到节省燃料，还能达到提高效率的目的，继而达到进一步提高电厂经济效益的目的。但此类机组锅炉在使用过程中也给电厂带来了一些负面影响，如果排烟温度偏高，则燃油选择难度加大，燃油热损耗还会影响锅炉效率。可见，盲目重视低排烟温度机组锅炉选型是造成机组锅炉排烟温度过高的重要因素。

2.2高硫煤种的低温腐蚀

在许多电厂对锅炉燃料选择时，一般选用含硫量高的煤炭，在实际燃烧时，因硫本身具有一定腐蚀性，特别是水温相对较低的燃烧工况下，机组锅炉内省煤器受到硫的侵蚀。与此同时，若锅炉尾部温度不足，则排出的烟气中存在水蒸气，水蒸气还会与燃料发生化学反应，继而存在三氧化硫，对锅炉受热面造成腐蚀。这一状况也是造成超临界机组锅炉排烟温度过高的重要因素。

2.3贫煤和无烟煤锅炉设计之中的排烟温度选择

在贫煤燃烧锅炉或无烟锅炉设计过程当中，鉴于煤种具有极低的挥发性，因此为了确保煤种能够迅速引燃，保证煤种稳定燃烧，一般会在炉膛结构设计层面和设备选择层面上采取措施。因此空气风温数值较大，根据挥发份数，一般选用热风温度为340℃~400℃，且该温度不会使预热器受热面增大过多，因此预热器位置要求有较大温压。纵观机组锅炉，排烟温度，热风温度以及空气预热器出烟端烟气与空气温压也有直接联系，因此若想通过提高温压值保证热风温度升高，则需要提高排烟温度。

2.4进入制粉系统和炉膛的冷风系数

锅炉在负压燃烧条件下，锅炉各门孔或不严处都有一定数量冷空气入炉，当炉口过量空气系数保持恒定时，因冷空气泄漏，将使空气预热器中通过空气量减少，空气流速减小，导致传热系数减小，因而对总传热量产生很大影响。这样也就完全说明了炉内及制粉系统冷风量加大时会对空气预热器传热量产生影响，从而提高排烟温度。

3降低超临界机组锅炉排烟温度的技术措施

3.1对磨煤机出口的温度加强控制

与国外先进技术相比较，国内锅炉制粉系统出烟口温度将低于国外制粉系统，因此为降低锅炉排烟温度应控制磨煤机出烟口温度。若磨煤机出口温度过高，磨煤机运行时干燥动能不够，出煤易阻塞出口，排风粉管壁有大量煤粉粘附，这将给锅炉磨煤机系统运行造成影响，同时给煤炭燃烧带来危害。若所用煤质不好，则火燃烧稳定性相对较差，给整个制粉系统运行带来影响。制粉系统若出口温度过高，将导致制粉系统爆炸，给生产带来隐患。因此，应严格控制磨煤机出磨口温度以确保制粉系统安全工作。维持磨煤机进出口温度偏高，同时确保锅炉运行安全。

3.2对超临界机组锅炉的温差加强控制

对超临界锅炉而言，若锅炉给水温度过高，则锅炉出口排烟温度与锅炉水温相差较小，对多数超临界锅炉而言排烟温度与给水温度相差在80℃左右。对给水温度进行有效控制，有利于超临界锅炉排烟温度下降。

3.3对锅炉水冷壁给水温度加强控制

超临界机组的锅炉房水冷壁的受热面在加热一段管道时不存在，当水温达到临界点时，所有的蒸汽都会转化到近临界区域，传热效果非常容易受到影响。因此，水冷壁的入口水温必须保持在一个合适的范围内，以避免传热可能恶化的管段进入炉子的最高热负荷区域。超临界压力锅炉水冷壁的计算表明，给水温度为200,9℃，水冷壁的入口水温为300,18℃，临界转化点几乎在主燃烧区之上。一般来说，给水温度每提高10℃，烟温就会降低2-3℃。降低进水温度会降低废气温度，但如果蒸发率不变，燃料消耗会随着进水温度的降低而增加。在运行过程中最好保持较高的给水温度，因为由于给水温度较低而造成的损失远远超过了由于废气温度较低而带来的好处。因此，在使用增加碳素省煤器的吸热来降低废气温度的方法时，应考虑到水冷壁管的安全性。

3.4采用合理的一次风速

当一次风速增大时，为使木炭厂出口温度控制在阈值范围之内，热加冷干燥剂制粉系统所用气体量必然增大，并且，假定炉子出口多余空气系数不变，则流经空气预热器热空气流量减小，排烟温度升高。降低一次空气含量，主要通过增减燃烧器个数来实现，以满足各种负荷要求。取出部分燃烧器可降低一次空气流量、增加火焰浓度、降低火焰核心以达到低负荷对燃烧起稳定作用，取出燃烧器次序应自上而下进行。

结束语：

总之，金属冶炼厂循环冷却系统失效主要与催化剂，进给量，进给循环气体量，进给温度相关。为避免因温度过高而影响催化剂活性、破坏设备单元或者引发严重安全事故，应对循环冷却设备失效原因进行分析，制定出科学、合理的循环冷却系统降温方案，从而降低生产安全事故，使冶炼厂获得较大经济效益。有必要对设备故障原因进行分析，制定出科学、合理的冷却系统温度控制方案。

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