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摘要：火力发电行业的耗能量一度位居各行业之首，为了实现火力发电行业的可持续发展，国家及社会越来越关注火电机组的节能减排。锅炉排烟温度的高度直接关乎到火电机组的安全性与经济性，其中供电煤耗升高及锅炉效率降低皆由锅炉排烟温度过高所致。由此可见，降低锅炉排烟温度是火电机组节能降耗、锅炉运行安全经济的必要要求。基于此，本文首先对锅炉排烟温度高的原因进行分析，同时提出对应的优化措施，以期实现我国火力发电行业的可持续发展。
关键字：排烟温度 原因分析 优化措施 燃煤锅炉
Abstract: the energy of thermal power industry was once in other profession, in order to realize the sustainable development of coal industry, state and society pay more and more attention to the energy conservation and emissions reduction of thermal power unit. The height of the boiler exhaust temperature directly concerns on the safety and economy of thermal power unit, the power supply coal consumption increases and boiler efficiency is caused by the boiler exhaust temperature is too high. Therefore, reduces the boiler exhaust smoke temperature is thermal power unit energy consumption, the boiler safe and economic operation of the necessary requirements. Based on this, this paper firstly analyze the reasons of high boiler smoke temperature, at the same time puts forward the corresponding optimization measures, in order to realize the sustainable development of coal industry in China.
Key words: root cause analysis optimization measures coal-fired boiler smoke exhaust temperature
中图分类号：TK223.3 文献标识码：A
火力发电行业的总耗能量通常较其他行业高出许多，因此多数国家皆十分关注火力发电行业的节能减排。尽管中国煤炭资源储量位居世界领先水平，但煤炭属不可再生资源，那么各个火力发电企业皆应切实履行好“降低锅炉排烟温度、降低发电煤耗、提高锅炉效率、提高煤炭利用率”的社会責任。据统计数据显示，2005年我国发电用煤量约为煤炭消费量的1/2，约为一次能源消费量的9/25。由此可见，火力发电行业的节能减排是创建环境友好型社会与资源节约型社会的必然选择。本文以控制锅炉排烟温度为研究对象，探究锅炉排烟温度过高的原因及优化措施。
一、锅炉排烟温度过高的原因分析
据调查数据显示，国内多数火力发电厂皆存在锅炉排烟温度过高的问题，其中锅炉排烟的实际温度普遍较设计温度高出20℃，且受到夏季高负荷的影响，锅炉排烟温度过高的问题尤其严重，由此对火电机组运行的经济性造成严重的影响。例如某火力发电厂，其炉排烟温度设计值为145.6℃，但实际运行值却高出许多，即509MW机组负荷对应的排烟温度达166.2℃；598MW机组负荷对应的排烟温度达171.3℃。针对锅炉排烟温度过高的问题，其成因主要包括炉膛、烟道及制粉系统漏风；锅炉本体受热面积灰、结渣或受热面内壁结垢；受热面设计与布置不合理等。
（一）炉膛、烟道及制粉系统漏风
研究证实，炉膛、烟道及制粉系统漏风是锅炉排烟温度过高的主要影响因素，其中炉膛漏风包括炉顶密封、炉底水封槽、入孔门及看火孔漏风；烟道漏风包括空气预热器前烟道与后烟道漏风；制粉系统漏风包括挡板及磨煤机风门漏风。炉膛出口过量空气系数（a），其中为送风系数；为炉膛漏风系数； 为制粉系统漏风系数；为烟道漏风系数。漏风系数(b)。结合函数式（a）、（b）可知，若空气系数属恒定值，则送风系数随漏风系数升高而下降，即空预器内进入的送风量下降，此时空预器传热系数下降；亦或空预器出口温度随送风量下降而升高或空预器传热性能岁送风量下降而降低。由此可见，传热温压降低及传热系数降低皆会引起锅炉排烟温度升高。
（二）锅炉本体受热面积灰、结渣或受热面内壁结垢
国内火力发电厂普遍存在锅炉本体受热面积灰与结渣问题及受热面内壁结垢问题，其亦是引起锅炉排烟温度过高的主要原因。众所周知，火力发电厂锅炉燃料为煤炭，由于煤炭燃烧的产物富含大量的硫与氮的氧化物及灰粒等物质，此乃锅炉本体受热面积灰与结渣的主要来源。锅炉本体受热面积灰与结渣问题主要从传热方面对锅炉排烟温度造成影响，即积灰与结渣的传热系数＜金属表面的传热系数，由此引起锅炉的传热系数下降及受热面的传热热阻增大，此时从烟气侧传入汽水侧的热量必定呈下降趋势，那么不断下降的传热量必然导致锅炉的排烟量升高。据研究数据表明，若炉膛积灰厚度从1mm增至2mm，其必然导致锅炉传热量下降7/25；若炉膛积灰厚度从1mm增至3mm，其必然导致锅炉传热量下降2/5，此时炉膛出口烟温升高达到300℃。此外，受热面内壁结垢问题主要由汽水品质不良所致。据研究结果表明，碳酸盐水垢内的碳酸钙超过4/5，若设备无腐蚀现象及水内的硫酸盐与硅酸盐含量较低，碳酸钙含量甚至超过95%，加上水垢的导热系数约为金属的1/几十~1/几百，其必然导致受热面的传热热阻增加及换热量降低，此时锅炉的排烟温度必定成升高趋势。
此外，锅炉受热面设计与布置不合理亦是引起锅炉排烟温度过高的重要原因，即炉膛沾污系数偏差导致锅炉受热面布置偏差或锅炉结构设计不合理导致空预器入口烟温过高，进而引起锅炉排烟温度过高。
二、锅炉排烟温度高的优化措施
由前文可知，火力发电厂锅炉排烟温度过高的原因主要包括炉膛、烟道及制粉系统漏风；锅炉本体受热面积灰、结渣或受热面内壁结垢；受热面设计与布置不合理等。结合各影响因素的作用机理，本章节就其优化措施做如下阐述：
（一）炉膛、烟道、制粉系统的优化
针对炉膛漏风问题，锅炉停机检修的重点部位应为看火孔、炉底水封、入孔门、炉顶密封等。若炉膛漏风由火焰偏移致看火孔与入孔门变形所致，那么必须更换掉变形严重的门；若炉膛漏风由炉底水封槽铁板积水锈蚀所致，那么必须用铁板把漏点贴补密实；炉顶密封泄漏的概率极高，若炉顶密封漏点过多，那么必须再次对炉顶进行密封处理。
针对烟道漏风问题，锅炉检修的重点部位应为风道铁板、膨胀节及连接法兰等。若烟道漏风由烟风道腐蚀所致，那么机组停运阶段必须用铁板对腐蚀漏风点进行贴补或对烟风道进行分段整体更换；若烟道漏风由膨胀节磨通所致，那么最好对预热器出口烟道进行防磨处理，此外机组大小修阶段的鼓风试验必须到位，以便及时发现漏点及消除。
针对制粉系统漏风问题，锅炉检修的重点部位应为膨胀节密封性、连接法兰密封性、锁气器严密性、磨煤机与排粉机检查门的严密性等，其中磨煤机出口粉管、排粉机蜗壳喉部、粗细粉分离器内壁应做防磨处理；制粉系统运行阶段应关闭给煤机手孔、木屑分离器清理口等；锅炉检修完毕应及时进行空气动力场试验，同时采取适宜的配风方式，由此控制空气预热器的出口烟温。
（二）锅炉本体与预热器吹灰器的优化
针对锅炉本体受热面积灰、结渣或受热面内壁结垢等问题，检修人员应认真做好锅炉的日常检修与维护工作，由此确保锅炉本体吹灰器与预热器吹灰器的正常运行，同时把空预器烟气压差控制到1.2KP以内。针对部分吹灰器因信号被屏蔽而无法正常吹灰的问题。厂方应督促相关人员认真制定及执行严格的吹灰制度，由此确保锅炉受热面清洁及控制锅炉排烟温升。针对锅炉受热面结焦问题，检修人员应及时开展除焦作业，同时针对空预器烟气压差问题，及时开展离线高压水冲洗作业。
（三）优化吹灰方式
鍋炉吹灰方式一般由炉膛到空气预热器。多数火力发电厂往往因再热系统减温水量偏大及锅炉排烟温度偏高而致使传统吹灰方式根本难以发挥出既定功用，由此可见，结合实际情况优化吹灰方式至关重要，具体的优化措施包括：屏蔽高、低温再热器吹灰器，其中省煤器、低温过热器、空气预热器以24h为周期进行吹灰作业，此外炉膛与水平烟道受热面吹灰并非锅炉排烟温度升高的主要原因，则结合火电机组运行情况采取选择性吹灰方式非常必要（见图3-1）。
表3-1吹灰对空气预热器出入口烟温的影响
如表3-1所示，火力发电厂若执行新的吹灰方式，600MW负荷时，火电机组空气预热器入口烟温较原有温度约下降18℃；排烟温度较原有温度约下降6℃。
参考文献：
[1]杜承德.锅炉排烟温度高的原因分析及优化处理[J].华电技术,2012,10:69-72+80.
[2]吴东亮.张电2#炉排烟温度高的原因分析及技术方案确定[D].华北电力大学（河北）,2009.
[3]宋大勇,狄万丰,张家维,吴炬,邹天舒.HG-1900/25.4-HM2型锅炉排烟温度高原因分析及解决措施[J].热力发电,2013,07:109-114.
[4]尹娜,吴斌蕾.SG-2008/540-M903锅炉排烟温度高的原因分析及处理措施[J].河北电力技术,2009,05:48-51.
[5]郭以永.深度降低660MW超超临界机组锅炉排烟温度的可行性分析与实践[D].山东大学,2011.
关键字：排烟温度 原因分析 优化措施 燃煤锅炉
Abstract: the energy of thermal power industry was once in other profession, in order to realize the sustainable development of coal industry, state and society pay more and more attention to the energy conservation and emissions reduction of thermal power unit. The height of the boiler exhaust temperature directly concerns on the safety and economy of thermal power unit, the power supply coal consumption increases and boiler efficiency is caused by the boiler exhaust temperature is too high. Therefore, reduces the boiler exhaust smoke temperature is thermal power unit energy consumption, the boiler safe and economic operation of the necessary requirements. Based on this, this paper firstly analyze the reasons of high boiler smoke temperature, at the same time puts forward the corresponding optimization measures, in order to realize the sustainable development of coal industry in China.
Key words: root cause analysis optimization measures coal-fired boiler smoke exhaust temperature
中图分类号：TK223.3 文献标识码：A
火力发电行业的总耗能量通常较其他行业高出许多，因此多数国家皆十分关注火力发电行业的节能减排。尽管中国煤炭资源储量位居世界领先水平，但煤炭属不可再生资源，那么各个火力发电企业皆应切实履行好“降低锅炉排烟温度、降低发电煤耗、提高锅炉效率、提高煤炭利用率”的社会責任。据统计数据显示，2005年我国发电用煤量约为煤炭消费量的1/2，约为一次能源消费量的9/25。由此可见，火力发电行业的节能减排是创建环境友好型社会与资源节约型社会的必然选择。本文以控制锅炉排烟温度为研究对象，探究锅炉排烟温度过高的原因及优化措施。
一、锅炉排烟温度过高的原因分析
据调查数据显示，国内多数火力发电厂皆存在锅炉排烟温度过高的问题，其中锅炉排烟的实际温度普遍较设计温度高出20℃，且受到夏季高负荷的影响，锅炉排烟温度过高的问题尤其严重，由此对火电机组运行的经济性造成严重的影响。例如某火力发电厂，其炉排烟温度设计值为145.6℃，但实际运行值却高出许多，即509MW机组负荷对应的排烟温度达166.2℃；598MW机组负荷对应的排烟温度达171.3℃。针对锅炉排烟温度过高的问题，其成因主要包括炉膛、烟道及制粉系统漏风；锅炉本体受热面积灰、结渣或受热面内壁结垢；受热面设计与布置不合理等。
（一）炉膛、烟道及制粉系统漏风
研究证实，炉膛、烟道及制粉系统漏风是锅炉排烟温度过高的主要影响因素，其中炉膛漏风包括炉顶密封、炉底水封槽、入孔门及看火孔漏风；烟道漏风包括空气预热器前烟道与后烟道漏风；制粉系统漏风包括挡板及磨煤机风门漏风。炉膛出口过量空气系数（a），其中为送风系数；为炉膛漏风系数； 为制粉系统漏风系数；为烟道漏风系数。漏风系数(b)。结合函数式（a）、（b）可知，若空气系数属恒定值，则送风系数随漏风系数升高而下降，即空预器内进入的送风量下降，此时空预器传热系数下降；亦或空预器出口温度随送风量下降而升高或空预器传热性能岁送风量下降而降低。由此可见，传热温压降低及传热系数降低皆会引起锅炉排烟温度升高。
（二）锅炉本体受热面积灰、结渣或受热面内壁结垢
国内火力发电厂普遍存在锅炉本体受热面积灰与结渣问题及受热面内壁结垢问题，其亦是引起锅炉排烟温度过高的主要原因。众所周知，火力发电厂锅炉燃料为煤炭，由于煤炭燃烧的产物富含大量的硫与氮的氧化物及灰粒等物质，此乃锅炉本体受热面积灰与结渣的主要来源。锅炉本体受热面积灰与结渣问题主要从传热方面对锅炉排烟温度造成影响，即积灰与结渣的传热系数＜金属表面的传热系数，由此引起锅炉的传热系数下降及受热面的传热热阻增大，此时从烟气侧传入汽水侧的热量必定呈下降趋势，那么不断下降的传热量必然导致锅炉的排烟量升高。据研究数据表明，若炉膛积灰厚度从1mm增至2mm，其必然导致锅炉传热量下降7/25；若炉膛积灰厚度从1mm增至3mm，其必然导致锅炉传热量下降2/5，此时炉膛出口烟温升高达到300℃。此外，受热面内壁结垢问题主要由汽水品质不良所致。据研究结果表明，碳酸盐水垢内的碳酸钙超过4/5，若设备无腐蚀现象及水内的硫酸盐与硅酸盐含量较低，碳酸钙含量甚至超过95%，加上水垢的导热系数约为金属的1/几十~1/几百，其必然导致受热面的传热热阻增加及换热量降低，此时锅炉的排烟温度必定成升高趋势。
此外，锅炉受热面设计与布置不合理亦是引起锅炉排烟温度过高的重要原因，即炉膛沾污系数偏差导致锅炉受热面布置偏差或锅炉结构设计不合理导致空预器入口烟温过高，进而引起锅炉排烟温度过高。
二、锅炉排烟温度高的优化措施
由前文可知，火力发电厂锅炉排烟温度过高的原因主要包括炉膛、烟道及制粉系统漏风；锅炉本体受热面积灰、结渣或受热面内壁结垢；受热面设计与布置不合理等。结合各影响因素的作用机理，本章节就其优化措施做如下阐述：
（一）炉膛、烟道、制粉系统的优化
针对炉膛漏风问题，锅炉停机检修的重点部位应为看火孔、炉底水封、入孔门、炉顶密封等。若炉膛漏风由火焰偏移致看火孔与入孔门变形所致，那么必须更换掉变形严重的门；若炉膛漏风由炉底水封槽铁板积水锈蚀所致，那么必须用铁板把漏点贴补密实；炉顶密封泄漏的概率极高，若炉顶密封漏点过多，那么必须再次对炉顶进行密封处理。
针对烟道漏风问题，锅炉检修的重点部位应为风道铁板、膨胀节及连接法兰等。若烟道漏风由烟风道腐蚀所致，那么机组停运阶段必须用铁板对腐蚀漏风点进行贴补或对烟风道进行分段整体更换；若烟道漏风由膨胀节磨通所致，那么最好对预热器出口烟道进行防磨处理，此外机组大小修阶段的鼓风试验必须到位，以便及时发现漏点及消除。
针对制粉系统漏风问题，锅炉检修的重点部位应为膨胀节密封性、连接法兰密封性、锁气器严密性、磨煤机与排粉机检查门的严密性等，其中磨煤机出口粉管、排粉机蜗壳喉部、粗细粉分离器内壁应做防磨处理；制粉系统运行阶段应关闭给煤机手孔、木屑分离器清理口等；锅炉检修完毕应及时进行空气动力场试验，同时采取适宜的配风方式，由此控制空气预热器的出口烟温。
（二）锅炉本体与预热器吹灰器的优化
针对锅炉本体受热面积灰、结渣或受热面内壁结垢等问题，检修人员应认真做好锅炉的日常检修与维护工作，由此确保锅炉本体吹灰器与预热器吹灰器的正常运行，同时把空预器烟气压差控制到1.2KP以内。针对部分吹灰器因信号被屏蔽而无法正常吹灰的问题。厂方应督促相关人员认真制定及执行严格的吹灰制度，由此确保锅炉受热面清洁及控制锅炉排烟温升。针对锅炉受热面结焦问题，检修人员应及时开展除焦作业，同时针对空预器烟气压差问题，及时开展离线高压水冲洗作业。
（三）优化吹灰方式
鍋炉吹灰方式一般由炉膛到空气预热器。多数火力发电厂往往因再热系统减温水量偏大及锅炉排烟温度偏高而致使传统吹灰方式根本难以发挥出既定功用，由此可见，结合实际情况优化吹灰方式至关重要，具体的优化措施包括：屏蔽高、低温再热器吹灰器，其中省煤器、低温过热器、空气预热器以24h为周期进行吹灰作业，此外炉膛与水平烟道受热面吹灰并非锅炉排烟温度升高的主要原因，则结合火电机组运行情况采取选择性吹灰方式非常必要（见图3-1）。
表3-1吹灰对空气预热器出入口烟温的影响
如表3-1所示，火力发电厂若执行新的吹灰方式，600MW负荷时，火电机组空气预热器入口烟温较原有温度约下降18℃；排烟温度较原有温度约下降6℃。
参考文献：
[1]杜承德.锅炉排烟温度高的原因分析及优化处理[J].华电技术,2012,10:69-72+80.
[2]吴东亮.张电2#炉排烟温度高的原因分析及技术方案确定[D].华北电力大学（河北）,2009.
[3]宋大勇,狄万丰,张家维,吴炬,邹天舒.HG-1900/25.4-HM2型锅炉排烟温度高原因分析及解决措施[J].热力发电,2013,07:109-114.
[4]尹娜,吴斌蕾.SG-2008/540-M903锅炉排烟温度高的原因分析及处理措施[J].河北电力技术,2009,05:48-51.
[5]郭以永.深度降低660MW超超临界机组锅炉排烟温度的可行性分析与实践[D].山东大学,2011.