提高鍋爐效率的運行途徑

　　鍋爐機組經(jīng)濟運行的內容包括兩大部分：提高鍋爐運行效率和鍋爐輔機節能。提高鍋爐運行效率以降低q2、q4損失為重點(diǎn)，近年來(lái)，隨著(zhù)鍋爐低氮燃燒系統的投入，有時(shí)煙氣中CO濃度所形成的q3損失也難以忽略。鍋爐輔機節能以降低制粉單耗為重點(diǎn)，主要途徑是降低磨煤?jiǎn)魏膃m和通風(fēng)單耗etf。在降低制粉單耗的同時(shí)，應權衡對鍋爐效率的影響。鍋爐輔機節能的其他內容是送風(fēng)機、一次風(fēng)機、引風(fēng)機的耗電率節省。

　　鍋爐的排煙損失q2一般為4.5%~6.5%，是各損失中影響鍋爐效率大的一項。q2損失取決于排煙溫度和排煙過(guò)量空氣系數。排煙溫度每升高10oC，q2損失增加0.5~0.7個(gè)百分點(diǎn)，機組發(fā)電煤耗升高1.5~1.8g?kwh。排煙過(guò)量空氣系數每增大0.1，q2損失增加0.4~0.5個(gè)百分點(diǎn)，機組發(fā)電煤耗升高1.3~1.6g?kwh。

(一)影響排煙溫度的運行因素

　　排煙溫度的高低是鍋爐全部傳熱過(guò)程進(jìn)行的是否徹底的終體現。運行中影響鍋爐排煙溫度的因素包括爐膛送風(fēng)(氧量)、空氣預熱器的風(fēng)工況、爐膛及制粉系統漏風(fēng)、爐內火焰中心高度、受熱面沾污程度、省煤器水工況、煤質(zhì)變化、環(huán)境溫度等。

1.爐膛送風(fēng)（氧量）

　　隨著(zhù)爐膛送風(fēng)(氧量)的增加，沿煙氣流向的煙氣量、煙氣總熱容均按比例變大，沿途各受熱面的出口尤其空氣預熱器進(jìn)口的煙氣溫度升高。對于空氣預熱器，由于進(jìn)口煙溫、空氣量、煙氣量同時(shí)增加，故排煙溫度和熱風(fēng)溫度一般會(huì )升高。若變化前制粉系統冷風(fēng)門(mén)已經(jīng)開(kāi)啟，那么氧量增加后由于熱一次風(fēng)溫的升高，煙溫會(huì )升高更多一些。

　　個(gè)別電廠(chǎng)在鍋爐增加氧量運行后，盡管空氣預熱器進(jìn)口煙溫升高，但出口煙溫反而略有降低，這主要與空氣預熱器的漏風(fēng)狀態(tài)有關(guān)?？諝忸A熱器密封結構存在缺陷，大的煙、風(fēng)流量引起空氣預熱器風(fēng)側/煙側差壓增大，導致漏風(fēng)率增加而使出口煙溫降低。

2.空氣預熱器的風(fēng)工況

　　空氣預熱器是離鍋爐出口(排煙點(diǎn))近的一級受熱面，因而其工作情況對鍋爐排煙溫度影響遠遠超過(guò)鍋爐的其他受熱面。在排煙溫度偏高的原因分析和降低措施中，第一個(gè)要關(guān)注的就是空氣預熱器的傳熱工況。

　　空氣預熱器的風(fēng)工況是指流過(guò)空氣預熱器的有組織風(fēng)量大小及其漏風(fēng)狀況。在相同的有組織風(fēng)量下，空氣預熱器的漏風(fēng)也會(huì )獨立影響排煙溫度。

　　在鍋爐總的送風(fēng)量不變情況下，有組織風(fēng)量的減少使空氣預熱器的傳熱系數和傳熱溫差同時(shí)降低，引起預熱器的實(shí)際傳熱量下降、出口煙溫升高。一般空氣預熱器的有組織風(fēng)量每減少5%(相對于其進(jìn)風(fēng)量)，排煙溫度升高6~80C。運行中以下因素會(huì )改變空氣預熱器的有組織風(fēng)量：

(1)爐膛、制粉系統漏風(fēng)；

(2)制粉系統摻冷風(fēng)；

(3)制粉系統投停。

　　隨著(zhù)空氣預熱器漏風(fēng)率的增加，排煙溫度降低。冷端漏風(fēng)使排煙溫度降低多，但不影響鍋爐效率;熱端漏風(fēng)使排煙溫度降低較少，卻會(huì )引起q2損失增加。這個(gè)影響的局部定量。無(wú)論冷端漏風(fēng)還是熱端漏風(fēng)，引風(fēng)機、一次風(fēng)機、二次風(fēng)機耗電率均按入口風(fēng)量成比例增加。

3.空氣預熱器進(jìn)風(fēng)溫度

　　空氣預熱器進(jìn)風(fēng)溫度主要取決于環(huán)境溫度。是除鍋爐負荷外影響排煙溫度經(jīng)常的因素之一。在暖風(fēng)器停用時(shí)，空氣預熱器進(jìn)風(fēng)溫度等于環(huán)境溫度加3~50C的風(fēng)機溫升，當排煙溫度升高是由單純的環(huán)境溫度引起時(shí)，鍋爐效率不僅不降低，反而略有升高[。

　　暖風(fēng)器投運時(shí)，空氣預熱器進(jìn)風(fēng)溫度即為暖風(fēng)器出口風(fēng)溫。暖風(fēng)器出口風(fēng)溫每升高100C，排煙溫度升高6.5~70C，鍋爐效率降低0.35~0.45個(gè)百分點(diǎn)。但由于蒸汽在暖風(fēng)器的放熱增加了鍋爐的輸入熱量，擴大了回熱抽汽比例，所以排煙溫度對經(jīng)濟性的影響得到部分補償。其引起的煤耗增量Δb’s比按常規計算得到的煤耗增量Δbs要小得多，折扣系數λ=Δb’s/Δbs，λ的計算值一般在0.5左右。

4.空氣預熱器進(jìn)口煙溫

　　空氣預熱器進(jìn)口煙溫對排煙溫度的影響按式計算。一般空氣預熱器進(jìn)口煙溫每升高100C，排煙溫度升高3~40C.在所有煙風(fēng)參數中，空氣預熱器的進(jìn)口煙溫是一個(gè)重要的診斷接節點(diǎn)。當該溫度等于或低于設計值時(shí)，說(shuō)明引起排煙溫度高的原因在于空氣預熱器本身，而與其前面受熱面沾污情況無(wú)關(guān)。如果該溫度高于設計值，那么還需要對空氣預熱器之前各受熱面的沾污、吹灰、傳熱狀態(tài)等進(jìn)行剖析。

5.受熱面沾污程度

　　鍋爐受熱面的積灰無(wú)例外使該部件的傳熱系數降低、出口煙溫升高。各受熱面的沾污狀況對終的排煙溫度的影響，與其距離爐膛出口的位置有關(guān)?？偟囊幝墒牵菏軣崦骐x爐膛出口越遠，影響越厲害。例如，爐膛結焦使爐膛出口溫度升高，影響排煙溫度很小(除非同時(shí)影響到減溫水量)，而空氣預熱器的積灰，則影響排煙溫度可達十幾度甚至更多。

　　某1000MW鍋爐排煙溫度與潔凈因子[沾灰程度]和受熱面部位的關(guān)系?？諝忸A熱器沾灰對排煙溫度的影響大，省煤器、低溫過(guò)熱器次之，爐膛和高溫過(guò)熱器幾乎沒(méi)有影響。當空氣預熱器、省煤器、低溫過(guò)熱器的潔凈因子從1.0降低到0.6時(shí)，排煙溫度分別升高了24、10、2.20C;爐膛、高溫過(guò)熱器潔凈因子大范圍變化對排煙溫度的影響為1~20C，屏式過(guò)熱器、高溫再熱器對排煙溫度的影響小于30C。對上述規律的解釋是，在沾污發(fā)生時(shí)，遠離鍋爐出口的受熱面，其傳熱量的減少使后面受熱面的煙氣溫度升高，因而增加了他們的傳熱量，終使排煙溫度升高不多。

6.省煤器的水工況

　　省煤器的傳熱量大小直接影響空氣預熱器的進(jìn)口煙溫，因而使排煙溫度變化。當省煤器進(jìn)口溫度降低(如高壓加熱器切除時(shí))或給水流量增加時(shí)(如過(guò)熱器、再熱器見(jiàn)減溫噴水減少時(shí))，省煤器的出口水溫降低、傳熱溫差和傳熱量增大，排煙溫度下降。應該指出，空氣預熱器進(jìn)口煙溫降低本身對排煙溫度影響不是太大，通常是同時(shí)使熱風(fēng)溫度降低，制粉系統摻冷風(fēng)工況得到改善，綜合影響使排煙溫度有比較大的變化。

　　例如，某亞臨界鍋爐曾觀(guān)察到一運行現象：如果在高負荷段采用較高主蒸汽壓力運行，與滑壓運行相比，可以使煙溫降低4~50C。其原因即在于省煤器的水工況不同。該機組當時(shí)存在主汽溫、再熱汽溫均偏高，有大量的減溫水投入的情況。而提高主蒸汽壓力則可降低過(guò)熱汽溫，因而使減溫水量減下來(lái)。這樣一來(lái)，由于省煤器水量的增加而使鍋爐的排煙溫度降低。

7.火焰中心高度

　　爐膛火焰中心升高時(shí)，沿煙氣流向各受熱面進(jìn)、出口煙氣溫度升高，排煙溫度升高。單純的火焰中心升高對排煙溫度的影響有限，一般爐膛出口溫度每升高500C，排煙溫度僅升高1~20C。這是因為沿著(zhù)煙氣流向，上級受熱面進(jìn)口煙氣溫度的升高使它本身的煙氣溫度降變大，因此下級受熱面進(jìn)口煙氣溫度的升高值將小于上級受熱面。這一規律表現突出的是空氣預熱器。在其煙、風(fēng)通道介質(zhì)流量不變時(shí)，進(jìn)口煙氣溫度每升高100C，出口煙氣溫度的升高值只有3~40C。

　　但若鍋爐運行存在減溫水量較大或磨煤機摻冷風(fēng)的情況，則火焰中心對排煙溫度的影響會(huì )更大一些。原因是隨著(zhù)爐膛出口煙溫，減溫水量增大，省煤器水量減少，疊加影響使空氣預熱器進(jìn)口煙溫升高、熱一次風(fēng)溫升高、排煙溫度升高。

8.煤質(zhì)變化

　　煤中水分或灰分增加及低位熱值降低均使排煙溫度上升。這是因為上述變化使煙氣量和煙氣比熱容增加，兩者乘積為煙氣的總熱容量，它的增加使煙氣在對流區中溫降減小，排煙溫度升高。但當制粉系統存在摻冷風(fēng)情況時(shí)，煤中水分和低位熱值的增加則可減小磨煤機的冷風(fēng)摻入量，使排煙溫度降低。煤質(zhì)因素在運行中無(wú)法控制，但在分析排煙溫度高的原因時(shí)應區分出煤質(zhì)變化的影響。

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