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1、精选优质文档-倾情为你奉上论 文 题 目：锅炉排烟温度高的分析及运行中采取的措施学科（专业）：热能动力工程申 请 人：指 导 教 师：摘要电厂锅炉排烟温度偏高是影响锅炉经济运行的一大难题。由于煤质的变化、燃烧组织不合理、炉膛和制粉系统的漏(掺)冷风、受热面积灰(包括炉膛结焦)、受热面结构设计考虑不足以及给水温度、冷空气温度、炉膛出口过量空气系数、空预器漏风率等的变化，使不少锅炉排烟温度长期超过设计值水平。排烟温度的严重超温导致锅炉运行效率降低，影响预热器、电除尘设备的安全经济运行，影响各低温受热面的正常工作，进而危及到锅炉汽机以及发电机组的安全经济的运行降低排烟温度对于节能降耗、提高锅炉的安全
2、经济和稳定性有很重要的现实意义。本文针对锅炉存在的排烟温度偏高的问题，通过理论分析后认为造成锅炉排烟温度偏高的主要原因是漏(掺)入炉膛和制粉系统的冷风量大大超过原设计值，并对此情况提出了改进措施。目前，我国许多电站锅炉排烟温度高于设计值，一般比设计值高出2050。如果对每一个锅炉进行原因分析后提出具体不同的解决方案并进行改造，将会产生明显的社会效益与经济效益。关 键 词：锅炉；排烟温度；分析；研究论文类型：研究报告专心-专注-专业Title: In the boiler discharging fume temperature high analysis and the movement ad
3、opts measureSpeciality:Heat energy power engineeringApplicant:GaoLeiSupervisor:Prof. SunPengABSTRACTThe power plant boiler discharging fume temperature is high is affects the boiler economy movement a big difficult problem. Because the anthrax change, the combustion organization are unreasonable, th
4、e chamber and the milling system leak (mix) the cold wind, the heating area ash (including chamber coking), the heating surface construction design consideration insufficiency as well as for the water temperature, the cold air temperature, the chamber export excess air coefficient, spatial pre-leaki
5、ng out rate and so on change, causes many boiler discharging fume temperature to be in the ultra design value level movement for a long time.The discharging fume temperatures serious excess temperature causes the boiler operation efficiency to reduce, affects the pre-heater, the electricity dedustin
6、g equipments security economy movement, affects various low temperatures heating surface the normal work, then endangers to the boiler steam engine as well as power sets security economy movement reduces the discharging fume temperature to fall regarding the energy conservation consumes, enhances bo
7、ilers security economy and the stability the very vital practical significance.This article discharges fume the temperature high question in view of the boiler existence, after theoretical analysis thought that creates the boiler discharging fume temperature high primary cause is leaks (mixes) enter
8、s the chamber and the milling systems cold wind quantity surpasses the original design value greatly, and proposed the corrective measure to this situation.At present, our country many utility boiler discharging fume temperature is higher than the design value, generally is higher than compared to t
9、he design value 2050. If carries on the reason analysis after each boiler proposed that specifically the different solution and makes the transformation, will have the obvious social efficiency and the economic efficiency.KEY WORDS: Boiler; Discharging fume temperature; Analysis; Research目 录声明第1章 绪
10、论1.1 降低锅炉排烟温度的目的和意义电厂锅炉排烟温度偏高是目前锅炉经济运行中困扰人们的一大难题。为减轻低温腐蚀，一般排烟温度设计在130-150，但燃用高硫煤的锅炉排烟温度高达200。由于煤质的变化、燃烧组织不合理、炉膛和制粉系统的漏风、受热面污染等诸多因素使不少锅炉排烟温度长期超过设计值水平。锅炉排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项，一般约为512，占锅炉热损失的60-70。影响排烟热损失的主要因素是排烟温度，排烟温度每增加10，排烟热损失增加0.61.0，相应锅炉多耗煤1.2-2.4。若以燃用热值为20000kJkg煤的410th高压锅炉为例，则每年多消耗近万吨动力用煤。我国许多电站锅
11、炉的排烟温度高于设计值，约比设计值高2050。所以，降低排烟温度对于节约燃料、降低污染具有重要的实际意义。电力生产要在确保安全的前提下以经济效益为中心，燃料费用约占火力发电厂发电成本的70。因此，如何提高锅炉燃烧的经济性及锅炉热效率，必然成为降耗增益的重点。根据目前锅炉的运行现状，在节能降耗方面，大有潜力可挖。对于早期设计的国产锅炉普遍存在排烟温度偏高的问题，为提高锅炉机组经济性，适应电力发展的需要，提高竞价上网的竞争力，必须对老锅炉机组进行降低锅炉排烟温度的技术改造，以提高锅炉效率。近年来，许多电厂结合大修，提高了部分过热器、再热器管材质，超温现象得以解决，主汽及再热蒸汽参数有所提高，但由于
12、运行调整不当以及由于过热器、再热器的堵管使得主蒸汽、特别是再热蒸汽偏低及两侧汽温偏差较大，主蒸汽温度比设计值低57，再热汽温低1 0的情况较经常出现，使煤耗上升。降低锅炉排烟温度加强锅炉燃烧调整，改造吹灰器并加强运行维护管理，使吹灰器能正常发挥作用。对空气预热器应及时查漏、堵漏，必要时结合检修进行更换，降低漏风系数，通过操作调整和系统改进降低排烟温度。为此，需根据锅炉运行状况，对锅炉机组进行各种节能技术改造，不断提高锅炉机组的安全、稳定经济运行水平，达到降低煤耗的目的。近年来，许多电厂己开展降低锅炉排烟温度的试验研究工作。一方面，对于正在运行的锅炉，通过进行燃烧调整试验，优化锅炉燃烧工况，在降
13、低锅炉排烟温度的同时，提高锅炉效率，即提高锅炉运行经济性；另一方面，通过进行锅炉诊断试验，获取准确可靠的锅炉运行技术数据，并在取得试验数据基础上进行锅炉热力计算，从而为进行改造方案的计算论证打下基础，从而提出改造费用较省、 实施方便且又不影响锅炉整体安全性的技术改造方案。由于早期设计的国产锅炉普遍存在这种排烟温度偏高问题，着手进行降低锅炉排烟温度的试验研究工作， 提出降低锅炉排烟温度的相应技术改造方案，对于提高锅炉运行经济性具有重大意义。所采用的试验研究方法和提出的降低锅炉排烟温度的技改措施等研究成果，可以直接运用到同类型、同运行条件的锅炉上，对于解决其它锅炉存在的排烟温度偏高问题，也有借鉴参
14、考价值。1.2 降低排烟温度的技术思路与方法目前，降低锅炉排烟温度经常采用的方法有：利用增加锅炉吹灰器来提高受热面的传热效率、采用强化传热技术改善空气预热器工作条件(如管内螺纹线圈强化传热技术)、采用热管技术在尾部烟道安装低压省煤器、采用强化传热省煤器以及采用减少炉膛及制粉系统掺冷风等方法。采用吹灰器提高受热面传热效率是降低排烟温度的一项有效措施。由于炉内燃烧过程是一个极其复杂的物理化学过程，锅炉受热面投入运行后就开始有灰污累积，受热面外部污染和结渣是影响锅炉安全经济运行的重要因素之一。某电厂420th燃煤锅炉排烟温度高且经常发生事故，后来运行中坚持采用吹灰器，锅炉各段烟温都有所下降，锅炉排烟
15、温度下降了510，提高锅炉效率0.331.0。同时，投用吹灰器后提高了受热面的换热效率，改善了燃烧工况，有效地克服了煤种与设计值不符而带来的一系列问题。采用强化传热技术改善空气预热器工作条件。管内螺旋线圈强化传热技术是近些年针对气一气热交换而开发的新技术。螺旋线圈插入空预器管内，改善了烟气在管内的流动结构，能使管内烟气的扰动加强，消除流体近壁面处动量不足的层流底层的热动力阻滞效应。达到改善烟气侧换热条件、从而降低排烟温度的效果。采用管内螺旋线圈强化传热技术，烟气侧的换热系数能较普通光管提高150左右，使金属壁温上升，对防止空预器的低温腐蚀起到了积极的作用；同时由于管内螺旋线圈造成气流切向旋转，
16、飞灰颗粒的离心力形成“自清灰”功能，这对减少空预器低温段积灰、堵灰具有重要作用。采用热管技术回收锅炉废热是近些年来正在逐步推广的一项新技术。将热管布置在尾部烟道可以回收烟气中部分热量，减小热损失。通常有前置式空预器和低温空预器两种布置方式，前者在工程中比较多见。辽宁某电厂自制前置式热管空气预热器在HG670140YMl4型煤粉炉上应用的主要经验。经实际运行考验和试验结果表明，锅炉效率提高18，排烟温度降低15，漏风明显减少，没有发现堵灰和低温露点腐蚀现象经济效益显著。计算比较中发现：(1)安装热管空预器后烟气温度在热管空预器进口处迅速升高，其程度取决于热管空预器的换热面积：(2)热管空预器进、
17、出口烟温差设计值高于实际烟温降低值：(3)热管空预器进、出口烟温差，也取决于安装热管空预器的投资。安装热管空预器后，回收的热量又进入锅炉，使锅炉受热面的换热分布重新分配，并使多处烟气温度都有所改变。因此，不能把热管空预器当作独立的换热器来设计，而应对尾部烟道作整体考虑。在尾部烟道安装低压省煤器，能很好地回收排烟热量。利用汽轮机回热系统低压加热器水侧的冷凝水来冷却烟气，其换热条件类似于省煤器，但水侧的压力却远低于省煤器的压力，故称其为低压省煤器。低压省煤器的安装使得汽轮机回热系统得到一份外来热量，节省了一部分抽汽，提高了全厂的热效率。安装低压省煤器，能量回收到汽轮机回热系统中，对锅炉运行没有影响
18、，也不会提高锅炉效率。经对670th锅炉及回热系统计算表明：烟气温度下降10时，相应的煤耗下降值为0.83 8-.902gkwh。这个结果是根据排烟温度172计算的，故与安装热管空预器方案进行比较时，亦选择排烟温度接近的肋片式省煤器为参比对象，该装置中煤耗下降值为0.64gkwh。锅炉排烟温度偏高往往是由多种因素造成的，因此如何选择恰当的解决方案是需要慎重考虑的。采用不同的方法回收废热，其节能效果亦不同。(1)吹灰是降低排烟温度最简捷、有效的方法。(2)螺旋线圈技术适用于管式空预器。螺旋线圈插入空预器管内能提高烟气侧放热系数，使管壁温度升高。但是，实施中必须保证其阻力降在锅炉运行所允许的范围内
19、。对于排烟温度偏高的锅炉机组，在不增加机组引风机电耗的条件下，设计合理的线圈结构，可降低排烟温度1220。该技术投资少，不需要变动基础设备，12年可收回投资。(3)热管空预器、低压省煤器适用于大型锅炉。热管空预器、低压省煤器因设备投资大，一般只有大型锅炉才采用这一方案。热管空预器回收的热量全部带入炉内，使锅炉受热面的传热分布改变，这对锅炉运行是很不利的。尤其是小型锅炉会出现运行技术性能指标逐步变差的现象。这表明，热管空预器回收的热量有很大部分是没有用的。(4)采用低压省煤器回收烟气废热的方式，在热力学上讲是最合理的。当排烟温度较高时，安装低压省煤器效果非常明显：当排烟温度较低时，效果则不明显。
20、据优化分析，各种类型锅炉安装低压省煤器均有其最低排烟温度的要求。例如670th锅炉，其最低排烟温度必须大于142，才能取得满意的经济效益。热管空预器与低压省煤器回收废热的方法不同，在进行经济性指标计算时亦有所不同。但用煤耗率进行比较还是可以看出这两种技术方案的差别：采用低压省煤器的煤耗率下降值比热管空预器要大一些。通过对多种降低排烟热损失的技术方案分析认为：常用的也是应优先采用的是吹灰器。吹灰器能正常投用的要坚持投用，不能正常投用的应及时改造或考虑采用新型吹灰器。因为，吹灰手段是最直接有效地降低排烟温度的措施。若是由于因尾部烟道低温腐蚀、积灰、堵灰而引起的排烟温度上升，可采用螺旋线圈强化传热技
21、术，该技术对中、小型锅炉的改造效果是非常明显的。当锅炉排烟温度较高时可以采用热管空预器或低压省煤器降低排烟热损失。另外，对于省煤器欠焓较大时，可以考虑采用强化传热省煤器代替原光管省煤器的改造方案，来达到降低锅炉排烟温度的目的。第2章 影响锅炉排烟温度偏高的因素在理论分析与参考别人的经验的基础上，对排烟温度升高的原因进行了分类，造成排烟温度升高原因主要有漏风、掺冷风量多、受热面积灰、空预器入口空气温度高及受热面布置原因等，下面就这几方面原因作详细的分析讨论，见表1-1。表21 影响锅炉排烟温度偏高的因素影 响 因 素锅炉排烟温度偏高1)漏风炉膛系统漏风制粉系统漏风烟道漏风2)掺冷风量增多再循环风
22、未投用一次风率偏高磨煤机出力下降部分磨煤机停用3)受热面结渣 4)锅炉结构因素5)受热面积灰6)受热面布置原因7)煤种8)给水温度9)冷空气温度10)空预器利用系数11)炉膛出口讨量申气系数影响排烟温度偏高的各因素之间既单独作用，又互相联系，下面对引起排烟温度升高的各因素进行分析。2.1漏风漏风是指炉膛漏风、制粉系统漏风及烟道漏风，是排烟温度升高的主要原因之一，是与运行管理、检修以及设备结构有关的问题。炉膛漏风主要指炉顶密封、看火孔、人孔门及炉底密封水槽处漏风；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。 炉膛出口过量空气系数。可表示为： (2-1)式中送风系数
23、炉膛漏风系数制粉系统漏风系数烟道漏风系数由上式知道，保持不变，当漏风系数高时，则送风系数下降，即通过空气预热器的送风量下降，排烟温度升高。这使得送风量下降、空气预热器的传热系数K下降。此外，送风量下降也使得热空气时温度升高、空气预热器的传热温压下降。而K下降和下降使空气预热器的吸热量降低，最终排烟温度升高。计算表明，漏入(掺入)炉膛与制粉系统冷风总系数与排烟温度近似成线性关系，漏(掺)入冷风总系数增加0.01，排烟温度升高1.33。该因素是导致排烟温度升高的主要原因，应作为改进的主要方向。烟道漏风使排烟温度升高的原因在于：空气预热器以前的烟道漏风将使烟温下降、传热温压降低，使受热面的吸热量下降
24、，最终使排烟温度升高。2.1.1炉膛漏风炉膛漏风尤以炉底漏风量最大，当炉底水封失去或炉膛掉落大焦砸破炉底时，将使大量冷风从炉底漏人，严重影响锅炉的经济性和安全运行。炉膛漏风的另一个常见地方是看火孔和人孔门，如果看火孔没有关严，在吹灰的时候容易被吹开，导致冷风漏入。炉膛漏风使炉膛温度降低，锅炉为保持一定的出力必然要增加燃料量，从而使排烟容积增大，排烟温度升高。实践证明，炉膛漏风系数每增加0.1，排烟温度随之增加38，排烟热损失增加0.20.4。2.1.2制粉系统漏风众所周知，以减少制粉系统漏入的冷风，在总用风量不变的情况下，预热器的通风量大，排烟温度较低。在同一个煤种考虑和不考虑制粉系统实际运行
25、工况，排烟温度相差很大，对设计煤种前者比后者高6.2，对实用煤种前者比后者高17.4(一次风率均为0.34)，因此，制粉系统用风对锅炉的实际运行工况影响很大，如果在锅炉设计时不考虑制粉系统的实际用风情况，要想在实际运行过程中将排烟温度控制在设计值是不可能的。目前锅炉厂在锅炉设计计算时往往不考虑制粉系统的实际用风情况，只按锅炉热力计算标准对用热风干燥的中间储仓制粉系统，取制粉系统漏风系数为0.1。对热风送粉的锅炉，要控制该值问题不大，但乏气送煤的锅炉，因为要考虑一次风率，磨煤机干燥出力，磨煤机通风出力，三者的协调风煤比例的控制，理论上应该是固定值，所以制粉系统进入的冷风不是任意选取的。在保证一次
26、风率的条件下，要通过调节热风和冷风的比例来满足干燥出力的要求。煤的水分较大时，需要较多的热风和较少的冷风，而煤的水分较少时，则需要较少的热风和较多的冷风。表1-2是设计煤种和实用煤种考虑和不考虑制粉系统实际进入冷风时的计算结果。可以看出制粉系统配入冷风的变化不仅影响排烟温度，还影响热风温度。表22 设计煤种和实用煤种考虑制粉实际用风的不同情况表中：一、二级预热器通风量占理论空气量的份额； 制粉系统漏风系数； 热风温度； 排烟温度。制粉系统的漏风直接进入炉膛，减少了预热器中的空气流通量，相应地减少了预热器中空气侧的吸热量，导致锅护排烟温度的升高。 图2-1 制粉系统的漏风对锅炉排烟温度的影响制粉
27、系统的漏风对锅炉排烟温度的影响，最终必然要反映在空气预热器的进、出口热力参数上，为了便于从理论上分析问题，推导出烟气、空气热容量与烟气、空气进出口温度之间的关系，通过计算得到如下公式(忽略外部冷却损失)：公式中、一空气、烟气平均热容量 kJkg；、-空预器进出口烟温，； 、-空预器进出口风温，； -空气预热器热端温差，。 得到锅炉排烟温度的关系式： (2-2)随着下降，随之下降，随之上升，由于进风温度远比热风温度要低，因此随着的下降排烟温度上升很快。对于已经投入运行的锅炉，热风温度、冷风温度和热端温差的变化都不大，对于排烟温度影响最大的是空气热容量与烟气热容量之比值的改变。给水温度、锅炉机组、
28、漏风情况、以及煤质的变化等因素都会影响比值WkWy 。制粉系统的漏风导致流经空气预热器的空气流量减少，空预器中空气侧的吸热量降低，比值下降，引起锅炉排烟温度的上升。为了定量分析，制粉系统的漏风系数分别取0.20，0.25和原设计值0.06时，进行了计算，画出制粉系统的漏风系数对排烟温度的影响曲线(见图1-1)从图中可以看出。漏风系数从0.06分别上升至0.20和0.25时，由于空气预热器中空气流量的减少，导致空预器中空气侧的吸热量降低，比值下降，从而造成排烟温度由147分别上升至162和171。制粉系统漏风系数每上升0.01，排烟温约上升1.27。要想控制排烟温度在经济排烟温度下运行，关键就是
29、要找到送风量与排烟温度间的平衡关系，也就是要控制过量空气系数。炉内过量空气系数过大或过小，都会使锅炉效率降低(热损失总和增加)。因为一般来说，排烟热损失随增加而增加，而化学、机械不完全燃烧热损失却随降低而降低。除非过大，使炉温降低较多及燃料在炉内停留时间缩短时例外。对应于排烟热损失，机械、化学不完全燃烧热损失之和为最小的值称为最佳过量空气系数。这一数值能保证较高的锅炉效率。如图所示：2.1.3烟道漏风烟道漏风使排烟温度升高的原因在于：空气预热器以前的烟道漏风将使烟温下降、传热温压降低，使受热面的吸热量下降，最终使排烟温度升高。在氧量不变的情况下。烟道漏风排挤一、二次风量，使排烟温度升高；烟道漏
30、风的另一危害在于漏人的冷风没参与燃烧，而氧量计安装在空预器烟气人口处，后烟道漏风使氧量显示值比实际值大，导致运行人员减少一次风量，有可能使实际运行中的燃烧风量不足，造成炉膛缺氧燃烧。烟道各处漏风，都将使排烟处的过量空气系数增大，只能增加排烟热损失和引风机电耗，而不能改善燃烧。漏风使排烟热损失增大的原因，不仅是由于它增大了排烟容积，同时漏风也使排烟温度升高。这是因为漏入烟道的冷空气使漏风点处的烟气温度降低，从而使漏风点以后的所有受热面的传热量都减少，故而使排烟温度升高。且漏风点越靠近炉膛，其影响越大。前面已经说明，当负荷增加 时，可适当减少过量空气系数的运行，而在低负荷时为控制在经济排烟温度运行
31、可适当减小炉膛负压，减小漏风，在保持正常运行的前提下适当减小风量，减少排烟温度和排烟量。锅炉热损失与过量空气系数的关系如下图所示。图2-3 锅炉热损失与过量空气系数的关系为了便于说明问题，我们以670th锅炉为例进行定量计算得出，旁通风率每增加1，排烟温度将升高1.31.6。炉膛漏风、炉底漏风和制粉系统漏风可以通过系统设备检修来降低或消除。大修、小修中安排对锅炉本体及制粉系统的检漏和堵漏工作，注意炉底水封和炉顶的密封。在正常运行时，随时关闭各个入孔门、检查孔等。经验表明，对于运行10年以上的锅炉，这一措施可降低排烟温度约78。另外，应特别注意制粉系统冷风门的严密性。对制粉系统掺人冷风则需进一步
32、分析和综合处理。掺人冷风是指制粉系统或一次风中掺人冷风，掺冷风使旁通风率增加，使空气预热器的吸热量降低，最后导致排烟温度升高。在省内燃用烟煤的锅炉，这种情况比较严重。掺人冷风量增多的原因主要有预热器的出口风温较高、一次风率偏高、磨煤机的再循环风量小、磨煤机出力不足或部分磨煤机停运等具体原因造成的。2.2掺冷风量多掺冷风是指因锅炉设计问题，造成预热器出口热风温度偏高，而要保证锅炉燃烧参数，必须在制粉系统或一次风中掺冷风。以前，锅炉厂在锅炉设计计算时往往不考虑制粉系统的实际用风情况，只按锅炉热力计算标准对用热风送粉的中间储仓式制粉系统，取制粉系统漏风系数为0.1。而设计院根据制粉系统设计计算技术规
33、定，选用漏风系数为0.3(磨煤机型号DM350720钢球磨煤机)，其结果是漏风系数大于0.3(实测0.34)。这是因为机组运行时制粉系统按漏风系数0.3运行，势必造成锅炉热风温度提高，需进一步提高掺冷风系数，以维持制粉系统正常运行。因此设上不匹配时造成制粉系统漏风系数大的主要原因。实际运行中，制粉系统进入的冷风却受多种因素制约。例如，煤的水分较大时，需要较多的热风和较少的冷风，煤的水分较少时，则需要较少的热风和较多的冷风。制粉系统配入冷风的变化不仅影响排烟温度，而且影响燃烧系统中一二三次风的合理配比，因此，要设计出符合运行条件的锅炉，就要求必须考虑制粉系统实际用风情况，将锅炉的热力计算和制粉系
34、统的热力计算作为一个整体来进行，根据计算结果来判定受热面布置是否合理，不合理时应增减受热面掺冷风和漏风一样，也使流过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。在某些电厂，这种情况比较严重。对于热风送粉的锅炉，有时为了控制风粉混合物的温度，通常要在一次风中掺冷风，一次风率升高必然使掺入的冷风量增加：为了控制磨煤机出口温度，使用、的干燥剂为热空气加冷空气，对于乏气送粉锅炉，当一次风率增加时，磨煤机简体通风量增加，虽然磨煤机出力有所增加，但每公斤磨煤量的干燥剂量相对增多，这使冷风的掺入量增加，总之，一次风率的增加将使掺入的冷风量增大，使流过空气预热器的空气减少，最终导致
35、排烟温度升高。表23燃用不同水分煤种的掺冷风系数的计算结果名称符号单位计算结果收到基水分War6.277.5 9.5212漏风系数0.07850.07590.07290.0738掺冷风系数0.13660.10680.05980.0181干燥介质温度185.2209.8251.8305.6目前国产锅炉机组，往往在设计时认为进入炉膛的风量中，除炉膛及制粉系统漏风外，都是通过预热器的这一概念所造成。实际上制粉系统在运行时，要掺入部分冷风，以保持一定的磨煤机出口温度，结果使通过预热器的风量小于设计值，因而导致排烟温度升高。2.2.1磨煤机出口温度偏低为保证安全运行，通常对磨煤机出口的乏气温度有所限制。
36、例如烟煤储仓制时该温度不超过70；烟煤直吹式时不超过80；无烟煤虽然无煤粉爆炸的危险，但仍存在自燃问题，设计时乏气温度也不应超过150。另一方面，锅炉设计时热风温度的选择主要取决于燃烧的需要，所选定的热风温度往往高于所要求的磨煤机入口的干燥剂温度，因此要求在磨煤机入口前掺入一部分温度较低的介质，磨煤机出口温度控制的越低，则冷一次风的比例越大，即流过空预器的风量降低，引起排烟温度升高。2.2.2一次风率偏高乏气送粉制粉系统使用的干燥剂为热风加冷风，当一次风率增加时，为控制磨煤机出口温度或排粉机进口温度不超限，必然使冷风量增加，在炉膛出口过量空气系数不变的前题下，流过空气预热器的热风量减少，排烟温
37、度升高。试验证明，一次风率与排烟温度近似成线性关系，其斜率K与一次风中所用冷风量大小有关。磨煤机进口温度240左右时，K=11.1，即一次风率每增加1，排烟温度增加11.1。图2-4一次风率与排烟温度的关系 (曲线1：2台磨煤机运行；曲线2：3台磨煤机运行；曲线3：4台磨煤机运行)图1-4表明：对于直流燃煤锅炉，一次风率与排烟温近似成线性关系，对于3台磨运行的情况，当一次风率由30增加到41时，排烟温度约升高120降低一次风率是降低排烟温度的有效措施。但需注意：一次风率降低，一次风速跟着降低，一次风速太低，可能使一次风管内积粉。为此须尽可能地使同层一次风管中风速相同，为最大限度地降低一次风率创
38、造条件。通常锅炉冷态所做的一次风速调平，只是调节煤粉混合器前的节流孔板，使并列的管道在纯空气流动状态达到阻力相等，但这并不能做到锅炉正常运行时，同层一次风管内流速相等。这是因为送粉管道的阻力与煤粉浓度有关，它随着煤粉浓度的增加而增加，且增幅相对较大。送粉管道的阻力公式可表示为： (2-3) 式中：送粉管道阻力；-煤粉混合器前管道阻力系数；-煤粉混合器后管道阻力系数：-热空气密度：-一次风速；-一煤粉浓度；-常数，随管道不同而不同；由上式可以看出：在煤粉浓度发生变化时，因相等，影响同层一次风管内一次风速的是。因此，只要同层一次风管的相等即可保证变化时同层一次风管内一次风速仍相同。解决问题的办法是
39、，在煤粉混合器后管道上增加一节流缩孔，在冷态一次风调平后(使相等)，再在投粉后，调节该节流孔板，使同层一次风管的相同。可见，送粉管道阻力随一次风管内煤粉浓度变化而变化，对于乏气送粉锅炉，排粉机出口风压也跟着变化。由于没有安装一次风速在线测量装置，运行人员实际操作中只能依靠排粉机出口风压来判断一次风率大小，所以，一次风速经二次调平后，应绘出给粉机转速与排粉机出口风压的关系曲线，为方便运行人员实际操作用。掺冷风和漏风一样，也使流过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。在某些电厂，这种情况比较严重。对于热风送粉的锅炉，有时为了控制风粉混合物的温度，通常要在一次风中掺
40、冷风，一次风率升高必然使掺入的冷风量增加：为了控制磨煤机出口温度，使用的干燥剂为热空气加冷空气，对于乏气送粉锅炉，当一次风率增加时，磨煤机筒体通风量增加，虽然磨煤机出力有所增加，但每公斤磨煤量的干燥剂量相对增多，这使冷风的掺入量增加，总之，一次风率的增加将使掺入的冷风量增大，使流过空气预热器的空气减少，最终导致排烟温度升高。降低一次风率，还需要注意：若一次风率太低，容易造成一次风管内积粉；在炉膛不结焦的前提下，可适当提高一次风风粉混合物的温度，减少冷风的掺入量。据有关资料介绍，燃用烟煤，可燃基挥发份逸出的初始温度为210260，一次风风粉混合低于挥发份逸出的初始温度，一次风管的安全性是可以得到
41、保证的，然后，提高一次风风粉混合温度应进行必要的试验；热风送粉的锅炉温度当设计时应选用较低的空气预热器出口风温，这样既可维持一次风率不变也可以减少一次风中冷风的掺入量。对于乏气送粉的制粉系统，再循环风未投用必然使一次风率升高。未投再循环风通常是因为制粉系统的漏风过大影响干燥出力，使得再循环风无法投用或者是因为再循环风量较小时，管内易积粉，当再循环停用时，由于风门不严，仍有少量乏气漏过，乏气中的煤粉容易沉积，运行人员因担心积粉自燃往往不愿意使用。首先要解决制粉系统的漏风问题，然辱通过详细计算，选择合理的管道乏气再循环管径和角度，取消再循环风门挡板，以消除积粉因素，恢复乏气再循环的投用。2.2.3
42、磨煤机出力下降制粉系统中，每公斤煤磨成煤粉所需的干燥剂量是一定的。当磨煤机的出力增大时，需要总的干燥剂量增加，制粉系统需要较多的热风和较少的冷风：反之，磨煤机出力减少时需要的干燥剂热量减少，干燥风中热风比例降低，冷风比例上升，排烟温度上升。因此，当筒式球磨煤机的钢球装载量低于最佳值时，磨煤机出力降低，由此也将引起排烟温度上升。对于筒式球磨机，应保持其装球量在最佳值、更换磨损严重的护甲、保持磨煤机的转速在最佳转速，以避免出力下降。2.2.4部分磨煤机停用当发生事故时，部分磨煤机可能停用；负荷降低时，多台磨煤机的磨煤出力富裕太大，也可能将部分磨煤机停用，对于乏气送粉的锅炉，这时某些燃烧器的一次风将
43、直接用冷风加热风代替，这使得进入炉膛的冷风增加，进入空气预热器的风量减少，排烟温度升高。由此可见，造成排烟温度升高且使锅炉效率下降的主要原因是由于进入炉膛和制粉系统的冷风量大大超过原设计取值，这一影响很大，冷风系数每增加0.01，排烟温度约升高150冷风量由三部分组成，炉膛漏风、制粉系统漏风和制粉系 统掺冷风，但是它们之间是互相影响的。另外，制粉系统的漏风是该炉设计中未考虑的。漏风系数与磨煤机投入台数及制粉系统通风量有关，一般为0.07左右，使排烟温度又会升高9左右。为保证磨煤机出口介质温度不超过规定值，需在磨煤机进口掺入一定量的冷空气，掺冷风量主要取决于煤的水分。如徐州发电厂的7号炉，其排烟
44、温度由设计值136而变为目前运行值高达180190，热风温度由设计值318而变为运行值高达370380，其原因除去现今该炉燃用煤质发生变化、再热器工作不同于设计要求以及原设计取用数据不同于实际运行等因素外，主要的因素在于设计中未考虑制粉系统运行时要掺冷风的影响。 从多种工况的校核计算和改造设计计算整理得知，由于7号炉设计中未考虑制粉系统运行时要掺冷风，这必然事实改变运行时排烟温度超过设计值，相应其掺冷风系数al、对校核与设计的四种煤种，在额定负荷下：。磨煤机投运的台数对掺冷风系数也有影响。制粉系统出力大燃烧高于设计热值的煤种，就会经常减少磨煤机运行台数，另一台的排粉机热风送粉就需要掺入更多的冷
45、风。因此，停用磨的台数越多，越大，对排烟温度升高的影响就越大。从设计上看，锅炉厂在进行设计时遵循锅炉设计标准，选用制粉系统漏风系数为0.1，机组运行时实测漏风系数为0.34。根据计算分析，导致排烟温度升高约为31.9。2.3锅炉结渣对排烟温度的影响结渣对锅炉的影响首先是传热方面，从烟侧到汽水侧的传热过程中，沉积物的导热系数比其他环节小的多(见表1-4)，因而引起的附加热阻在受热面总传热热阻中占主导地位。如得不到及时清除，必将显著的地影响传热。附图中表明：当受热面有3mm的疏松灰或10mm熔渣时就可造成炉膛传热下降40，相应的炉膛出口烟温升高近300K，而锅炉运行中的实测中表明，当炉膛积灰厚度由
46、lmm增至2mm时，传热减少28，传热效率的降低必然导致经济性的下降。为了满足负荷的要求，往往还要加燃料量以增加吸热，从而增加了机组的煤耗。表2-4不同介质的传热系数项目对流换热系数(Wm2K)导热系数(W/hK)介质汽水侧烟气侧金属氧化物沉淀物数值1.1-1.7X10420-20040100.03-3.0 图2-5 灰沉积对炉膛和出口烟温的影响 A1、A2疏松灰沉积； B1、B2 熔融灰轻度的结渣和积灰一般对应于灰沉积过程的初始阶段，如不及时处理，则可能继续发展、恶化。对燃用有一定结渣、积灰倾向的煤种，理，则可能继续发展、恶化。对燃用有一定结渣、积灰倾向的煤种，因受热面吸热量少，导致各段烟温升高，此外，因受热面吸热的不足和负荷的需要而增加燃料量，造成各段烟温的进一步升高，从而促进结渣、积灰的进一步的发展(结渣、积灰面积的增长)。而即使对燃用不易产生灰沉积的煤种，可能不具备产生严重结渣、积灰的条件，但因时效作用，已有的沉积层会烧结、部分熔融，粘性增加而有利于后续飞灰的吸附，灰沉积也会逐渐恶化直至平衡。外国经验表明，一台设计良好的四角切圆燃烧锅炉，燃用灰份为6-10、挥发份为25-38的不结渣煤，在连续运行5000h后，炉膛也