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随着节能减排形势越来越严峻,大容量超临界锅炉不断发展,目前我国新增火电机组基本以超(超)临界为主。由于发展时间短,我国超临界锅炉设计、制造、运行及管理并不完善,其中排烟温度偏高是一个较为普遍但危害严重的问题。本文将以某电厂600MW超临界锅炉为例,采用热力计算分析方法深入研究该厂排烟温度偏高原因及其改造方案,为今后电厂解决此类问题提供依据。
热力计算表明,位于锅炉尾部的空预器对排烟温度的影响非常大,而目前三分仓空预器尚无公开的、有效的热力计算方法。本文首先建立一种改进的三分仓空预器热力计算方法,为本文的其他研究提供具有较高准确性的平台。在总结前人研究经验的基础上,改进方法考虑了空气温度及金属转子竖直切面平均温度随旋转方向菲线性变化的特性,结合两分仓热力计算,最终得到出口空气的平均温度。三分仓正转、反转的实例计算结果验证了改进方法的合理性与准确性。
利用改进的三分仓空预器热力计算方法,参考已有文献资料,编制该电厂锅炉的热力计算程序。针对该电厂排烟温度偏高问题,结合现场数据,通过单变量校核计算分析了煤质、环境温度、省煤器面积、炉膛漏风系数及一次风掺冷风量等因素对排烟温度的影响,得出省煤器面积偏小、一次风掺冷风系数过大及掺烧煤质偏褐煤特性是导致该电厂排烟温度偏高的主要原因。该定量分析结论与现场试验定性分析结论一致。
根据制造厂提出的解决该电厂排烟温度偏高的三种改造初步方案,针对三种煤种,分别进行详细的热力计算。对三种改造方案改造前后计算结果进行详细的分析,包括排烟温度降低效果、再热器侧烟气比例、一次风温调节情况、水循环安全性、低负荷高再出口汽温等,最终得出增加省煤器面积是最佳的改造方案。改造后试验结果显示,该方案实施后,在机组负荷为600MW及540MW时,降低锅炉排烟温度约10℃。