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【摘 要】在世界能源日益紧张的今天,随着煤、油等能源价格的不断飙升,企业的成本也在不断增加。特别是锅炉本身就是一个高耗能设备,节能降耗更是刻不容缓。对于锅炉,节能降耗最主要就是提高锅炉的热效率,影响锅炉热效率主要有排烟热损失、化学不完全燃烧等,而其中影响最大的是排烟热损失。
【关键词】锅炉;热效率;排烟热损失;排烟温度
0.前言
锅炉排烟温度偏高,严重影响了锅炉运行的经济性(一般情况下,排烟温度每升高10℃,排烟损失增加0.5~0.8%),同时对锅炉后电除尘的安全运行也构成威胁,所以有必要根据设备的具体状况,全面分析造成锅炉排烟温度升高的各种因素,制定出切实可行的措施以达到降低排烟温度,减少排烟损失,提高锅炉热效率。
1.排烟温度对锅炉热效率的影响
锅炉热效率η=1-(q2+q3+q4+q5+q6)
其中:q2——排烟热损失
q3——化学不完全燃烧损失
q4——机械不完全燃烧损失
q5——炉体散热损失
q6——其他热损失
锅炉的排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项,约占锅炉热损失的60%-70%。其中影响排烟热损失的主要因素是排烟温度和排烟量,排烟温度每增加10摄氏度,排烟热损失增加0.6%-1.0%,相应煤耗增加1.2%-2.4%。但排烟温度过低经济上是不合理的,甚至技术上也不允许。若排烟温度降的过低,传热温差就更小,换热所需的金属受热面就增加。此外,为了避免尾部受热面的腐蚀,排烟温度也不应过低。
2.影响锅炉排烟温度的因素及解决措施
2.1外部漏风
漏风是排烟温度升高的主要原因之一,主要包括指制粉系统漏风、炉膛漏风、水封及烟道漏风。在炉膛出口过量空气系数不变的情况下,炉膛及制粉系统漏风将使送风量下降,空气预热器的传热系数下降。此外送风量下降也使得空气预热器出口热风温度升高,空气预热器的传热温压下降,而及传热温压的下降使空气预热器的吸热量降低,最终使排烟温度升高。
降低漏风的方法是炉本体及制粉系统的查漏及堵漏工作,在运行时随时关闭炉本体各看火孔,检查孔以及制粉系统木块分离器、木屑分离器清理口,关闭给煤机手孔,在运行中经常检查捞渣机内水位等。
2.2制粉系统对排烟温度的影响
制粉系统是否运行、调整方式及出力大小也会对排烟温度造成影响。
制粉系统运行中的调整会造成三次风的波动,三次风的喷入会推迟燃烧继而抬高火焰中心,增加不完全燃烧,造成排烟温度升高。同时煤粉细度变粗也会造成排烟温度升高。对于在运行中的制粉系统,在保证安全的情况下,尽量少用冷风,多用热风,尽可能保持较高的磨煤机出口温度,磨煤机出口温度控制的越低,则冷三次风的比例越大,即流过空预器的风量降低,引起排烟温度升高,并尽量减少三次风的含粉量,这样可有效降低排烟温度。
2.3送风对排烟温度的影响
(1)风量对排烟温度的影响。在一定范围内送风量增加锅炉效率将增加,这是因为过量空气系数增加将使未燃尽损失q3和q4减小,所以送风量存在一个最佳值,该值称为最佳过量空气系数,在该值处,排烟损失与未燃尽损失之和为最小。当负荷变化时,要及时调整过量空气系数,调整燃烧工况,控制排烟温度在经济排烟温度下运行,提高锅炉效率从而提高整个火电发电厂的经济性。
(2)风温对排烟温度的影响 。夏季冷风温度高于设计值,致使空气预热器热交换温差减小,而传热温差的下降使空气预热器的吸热量降低,最终使排烟温度升高。
2.4锅炉受热面的结渣、积灰
锅炉受热面的结渣、积灰是导致锅炉排烟温度升高的另外一个主要原因。其對排烟温度的影响主要体现在传热方面。从烟气侧到汽水侧的传热过程中,受热面表面沉积物的导热系数较其它介质要小得多,因而其所引起的附加热阻在总传热热阻中占主导地位。较为轻度的结渣和积灰便会使传热量大幅度下降。
造成结焦的原因是多方面的,有设计的因素,煤质、灰熔点的因素,运行调整的因素等等,运行值班员燃烧调整时应注意以下几点:
(1)若因喷燃器磨损,使炉内煤粉气流紊乱、贴壁燃烧、着火点提前等造成喷燃器、水冷壁结焦,运行中又无法消除时,应提高相应喷燃器的一、二次风速,以达到减弱或消除结焦的目的。
(2)锅炉正常运行时,应加强制粉系统各参数的监视及调整,加强监视各段受热面壁温及烟温的变化,控制各参数在规定的范围内。
(3)加强燃烧的就地检查,若发现结焦、积灰等异常情况,则应及时联系清除,并对燃烧进行相应调整。制粉系统启动期间应严密监视燃烧器端部温度的变化情况。若发现燃烧器端部温度异常升高时,应及时就地检查燃烧器着火情况,判断燃烧器端部结焦时,应立即启动备用系统,并联系检修配合除焦。
(4)坚持做好锅炉吹灰、除焦等定期维护工作,并保证其效果,也可视情况适当增加吹灰、除焦次数。保持合理的制粉系统运行方式,尽可能不使热负荷局部集中。正常运行时,可适当增加下层燃烧器的出力,减少上层燃烧器的出力,降低火焰中心,以降低炉膛出口温度,减轻结焦。
2.5煤质变化
(1)水分对排烟温度的影响。煤中的水分变成水蒸汽,增加了烟气量;水分高,提高了烟气的酸露点,易产生低温腐蚀,为防止或轻减对低温受热面的腐蚀,最有效的方法就是提高空预器受热面的壁温。而要提高壁温就要提高排烟温度和入口空气温度。实际运行中提高壁温最常用的方法是提高空气入口温度。但进风温度升高会使排烟温度也升高,因而排烟热损失将增大,而使锅炉经济性降低。
燃料中的水分增加也使烟气量和烟气比热增加,烟气在对流区中温降减小,排烟温度上升。
(2)灰份对排烟温度的影响。灰份增加使排烟温度上升。这是因为这些变化将使烟气量和烟气比热增加,烟气在对流区中温降减小,排烟温度上升。针对此种情况,应适当降低一次风速。
因此,为了保证锅炉经济运行,必须经常保持受热面清洁。吹灰器的正常运行能有效的清除受热面上的结渣和积灰,维持受热面清洁。在锅炉停炉后,应及时检查各部吹灰器,保证其处于完好状态。详细记录锅炉炉膛及烟道内的积灰和结焦情况,以便在以后运行中有针对性地进行吹灰。
(3)挥发份对排烟温度的影响。燃料挥发份降低时,煤粉着火推迟,燃烧的时间也会增加,造成炉膛出口温度增加,导致排烟温度升高,降低锅炉效率。
挥发份过大时,煤粉着火提前,过于贴近喷口,极易造成喷口结焦从而造成一次风速下降、出力降低,而其它一次风速必然上升,对锅炉炉膛燃烧造成扰动,也可能造成排烟温度升高。因此应及时检查及排除一次风口结焦。
(4)燃料发热量对排烟温度的影响。燃料的性质影响着锅炉的排烟温度。燃料低位发热量降低,在锅炉出力维持不变时.将直接导致燃料量的增加,烟气量和流速升高,结果使排烟温度升高。同时,煤的灰分增加,导致机械不完全燃烧热损失升高,从而降低锅炉效率。
综上所述,当燃烧高灰份,高挥发份,低发热量的劣质煤时,应适当增加一次风量,控制一次风温,降低火焰中心,降低炉膛出口温度及排烟温度,提高锅炉效率。
3.结束语
锅炉属高能耗设备,如何管好用好设备是我们的责任和义务。进一步加强锅炉运行过程中各个环节和各个单元的科学管理,使锅炉运行在经济科学的工况条件下,确保锅炉更加高效经济运行,这是我们在今后的工作实践中努力和科研的方向和目标。 [科]
【关键词】锅炉;热效率;排烟热损失;排烟温度
0.前言
锅炉排烟温度偏高,严重影响了锅炉运行的经济性(一般情况下,排烟温度每升高10℃,排烟损失增加0.5~0.8%),同时对锅炉后电除尘的安全运行也构成威胁,所以有必要根据设备的具体状况,全面分析造成锅炉排烟温度升高的各种因素,制定出切实可行的措施以达到降低排烟温度,减少排烟损失,提高锅炉热效率。
1.排烟温度对锅炉热效率的影响
锅炉热效率η=1-(q2+q3+q4+q5+q6)
其中:q2——排烟热损失
q3——化学不完全燃烧损失
q4——机械不完全燃烧损失
q5——炉体散热损失
q6——其他热损失
锅炉的排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项,约占锅炉热损失的60%-70%。其中影响排烟热损失的主要因素是排烟温度和排烟量,排烟温度每增加10摄氏度,排烟热损失增加0.6%-1.0%,相应煤耗增加1.2%-2.4%。但排烟温度过低经济上是不合理的,甚至技术上也不允许。若排烟温度降的过低,传热温差就更小,换热所需的金属受热面就增加。此外,为了避免尾部受热面的腐蚀,排烟温度也不应过低。
2.影响锅炉排烟温度的因素及解决措施
2.1外部漏风
漏风是排烟温度升高的主要原因之一,主要包括指制粉系统漏风、炉膛漏风、水封及烟道漏风。在炉膛出口过量空气系数不变的情况下,炉膛及制粉系统漏风将使送风量下降,空气预热器的传热系数下降。此外送风量下降也使得空气预热器出口热风温度升高,空气预热器的传热温压下降,而及传热温压的下降使空气预热器的吸热量降低,最终使排烟温度升高。
降低漏风的方法是炉本体及制粉系统的查漏及堵漏工作,在运行时随时关闭炉本体各看火孔,检查孔以及制粉系统木块分离器、木屑分离器清理口,关闭给煤机手孔,在运行中经常检查捞渣机内水位等。
2.2制粉系统对排烟温度的影响
制粉系统是否运行、调整方式及出力大小也会对排烟温度造成影响。
制粉系统运行中的调整会造成三次风的波动,三次风的喷入会推迟燃烧继而抬高火焰中心,增加不完全燃烧,造成排烟温度升高。同时煤粉细度变粗也会造成排烟温度升高。对于在运行中的制粉系统,在保证安全的情况下,尽量少用冷风,多用热风,尽可能保持较高的磨煤机出口温度,磨煤机出口温度控制的越低,则冷三次风的比例越大,即流过空预器的风量降低,引起排烟温度升高,并尽量减少三次风的含粉量,这样可有效降低排烟温度。
2.3送风对排烟温度的影响
(1)风量对排烟温度的影响。在一定范围内送风量增加锅炉效率将增加,这是因为过量空气系数增加将使未燃尽损失q3和q4减小,所以送风量存在一个最佳值,该值称为最佳过量空气系数,在该值处,排烟损失与未燃尽损失之和为最小。当负荷变化时,要及时调整过量空气系数,调整燃烧工况,控制排烟温度在经济排烟温度下运行,提高锅炉效率从而提高整个火电发电厂的经济性。
(2)风温对排烟温度的影响 。夏季冷风温度高于设计值,致使空气预热器热交换温差减小,而传热温差的下降使空气预热器的吸热量降低,最终使排烟温度升高。
2.4锅炉受热面的结渣、积灰
锅炉受热面的结渣、积灰是导致锅炉排烟温度升高的另外一个主要原因。其對排烟温度的影响主要体现在传热方面。从烟气侧到汽水侧的传热过程中,受热面表面沉积物的导热系数较其它介质要小得多,因而其所引起的附加热阻在总传热热阻中占主导地位。较为轻度的结渣和积灰便会使传热量大幅度下降。
造成结焦的原因是多方面的,有设计的因素,煤质、灰熔点的因素,运行调整的因素等等,运行值班员燃烧调整时应注意以下几点:
(1)若因喷燃器磨损,使炉内煤粉气流紊乱、贴壁燃烧、着火点提前等造成喷燃器、水冷壁结焦,运行中又无法消除时,应提高相应喷燃器的一、二次风速,以达到减弱或消除结焦的目的。
(2)锅炉正常运行时,应加强制粉系统各参数的监视及调整,加强监视各段受热面壁温及烟温的变化,控制各参数在规定的范围内。
(3)加强燃烧的就地检查,若发现结焦、积灰等异常情况,则应及时联系清除,并对燃烧进行相应调整。制粉系统启动期间应严密监视燃烧器端部温度的变化情况。若发现燃烧器端部温度异常升高时,应及时就地检查燃烧器着火情况,判断燃烧器端部结焦时,应立即启动备用系统,并联系检修配合除焦。
(4)坚持做好锅炉吹灰、除焦等定期维护工作,并保证其效果,也可视情况适当增加吹灰、除焦次数。保持合理的制粉系统运行方式,尽可能不使热负荷局部集中。正常运行时,可适当增加下层燃烧器的出力,减少上层燃烧器的出力,降低火焰中心,以降低炉膛出口温度,减轻结焦。
2.5煤质变化
(1)水分对排烟温度的影响。煤中的水分变成水蒸汽,增加了烟气量;水分高,提高了烟气的酸露点,易产生低温腐蚀,为防止或轻减对低温受热面的腐蚀,最有效的方法就是提高空预器受热面的壁温。而要提高壁温就要提高排烟温度和入口空气温度。实际运行中提高壁温最常用的方法是提高空气入口温度。但进风温度升高会使排烟温度也升高,因而排烟热损失将增大,而使锅炉经济性降低。
燃料中的水分增加也使烟气量和烟气比热增加,烟气在对流区中温降减小,排烟温度上升。
(2)灰份对排烟温度的影响。灰份增加使排烟温度上升。这是因为这些变化将使烟气量和烟气比热增加,烟气在对流区中温降减小,排烟温度上升。针对此种情况,应适当降低一次风速。
因此,为了保证锅炉经济运行,必须经常保持受热面清洁。吹灰器的正常运行能有效的清除受热面上的结渣和积灰,维持受热面清洁。在锅炉停炉后,应及时检查各部吹灰器,保证其处于完好状态。详细记录锅炉炉膛及烟道内的积灰和结焦情况,以便在以后运行中有针对性地进行吹灰。
(3)挥发份对排烟温度的影响。燃料挥发份降低时,煤粉着火推迟,燃烧的时间也会增加,造成炉膛出口温度增加,导致排烟温度升高,降低锅炉效率。
挥发份过大时,煤粉着火提前,过于贴近喷口,极易造成喷口结焦从而造成一次风速下降、出力降低,而其它一次风速必然上升,对锅炉炉膛燃烧造成扰动,也可能造成排烟温度升高。因此应及时检查及排除一次风口结焦。
(4)燃料发热量对排烟温度的影响。燃料的性质影响着锅炉的排烟温度。燃料低位发热量降低,在锅炉出力维持不变时.将直接导致燃料量的增加,烟气量和流速升高,结果使排烟温度升高。同时,煤的灰分增加,导致机械不完全燃烧热损失升高,从而降低锅炉效率。
综上所述,当燃烧高灰份,高挥发份,低发热量的劣质煤时,应适当增加一次风量,控制一次风温,降低火焰中心,降低炉膛出口温度及排烟温度,提高锅炉效率。
3.结束语
锅炉属高能耗设备,如何管好用好设备是我们的责任和义务。进一步加强锅炉运行过程中各个环节和各个单元的科学管理,使锅炉运行在经济科学的工况条件下,确保锅炉更加高效经济运行,这是我们在今后的工作实践中努力和科研的方向和目标。 [科]