鍋爐排煙溫度高的原因分析及解決措施

郭忠

（神華包頭煤化工分公司，內(nèi)蒙古包頭　014060）

鍋爐排煙溫度高的原因分析及解決措施

郭忠

（神華包頭煤化工分公司，內(nèi)蒙古包頭014060）

鍋爐排煙溫度高，影響鍋爐帶負荷能力，同時增加了熱量損失，大大降低了鍋爐的效率，即不節(jié)能，又不環(huán)保。通過對鍋爐存在的問題進行技術(shù)分析，有針對性的進行技術(shù)改造以及對不同工況的生產(chǎn)情況重新制定操作規(guī)程，其中包括鍋爐風量測量裝置改造、鍋爐吹灰系統(tǒng)改造、磨煤機熱風系統(tǒng)改造、鍋爐省煤器改造及漏風治理和燃燒調(diào)整的控制措施。經(jīng)過近一年的技術(shù)攻關(guān)和技術(shù)改造，鍋爐排煙溫度高的問題得到了有效地解決，鍋爐出力和相關(guān)參數(shù)全面達到或優(yōu)于設(shè)計指標，鍋爐負荷受限的問題得到圓滿解決。

排煙溫度技術(shù)改造控制措施

1　概述

某公司電力車間配備四臺由東方鍋爐工業(yè)集團有限公司生產(chǎn)的高壓煤粉鍋爐，采用單爐膛п型布置、四角切圓燃燒方式、平衡通風、固態(tài)排渣、全鋼結(jié)構(gòu)、自然循環(huán)鍋爐爐；電力車間的鍋爐主要為化工裝置提供汽源和為電力車間配套的兩臺50MW直接空冷抽凝汽式供熱汽輪發(fā)電機組提供汽源以及為全廠冬季取暖提供熱源。

隨著首次化工裝置的試車成功，蒸汽需求量逐漸增大，這時需要鍋爐能產(chǎn)出更多合格的蒸汽，以保證外界蒸汽負荷的需求。但是，隨著鍋爐負荷不斷的增加，鍋爐排煙溫度高這個嚴重問題就暴漏了出來。由于鍋爐排煙溫度高，制約了鍋爐出力，三臺鍋爐平均蒸發(fā)量不足（通常情況下啟三備一），達不到額定出力，滿足不了化工項目的需求；同時，由于排煙溫度高，大大降低了鍋爐的效率，給整個公司帶來不小的經(jīng)濟損失并對公司的安全穩(wěn)定生產(chǎn)帶來了威脅。

2　針對鍋爐排煙溫度高進行技術(shù)分析

2.1鍋爐一、二次風量及磨煤機入口風量顯示不準確

鍋爐風量是鍋爐的主要運行參數(shù)，是運行人員對鍋爐進行調(diào)整的主要依據(jù)，風量測量的準確性是鍋爐安全、經(jīng)濟運行的重要保證。電力車間的三臺鍋爐為同一廠家生產(chǎn)的同一型號的鍋爐，其結(jié)構(gòu)布置完全相同，但是當風機液偶開度和電流都基本相同的情況下，風量顯示卻偏差很大，由此判斷為鍋爐風量顯示不準，而且經(jīng)常由于風量測量裝置堵塞造成風量無顯示。同時，由于磨煤機的入口風量顯示不準備，運行人員無法準確風量，容易導(dǎo)致磨煤機堵磨或者磨煤機溫度上升過快導(dǎo)致磨煤機出口溫度過高而跳磨，甚至發(fā)生爆磨的事故。

2.2鍋爐吹灰系統(tǒng)設(shè)置不合理

鍋爐本體分別布置不同形式的吹灰器：水冷壁分四層四周共布置42臺蒸汽短吹灰器；水平煙道分兩層左右側(cè)共布置8臺脈沖式吹灰器；省煤器分兩層前后共布置12臺脈沖式吹灰器。從運行的情況看，布置在水平煙道的8臺脈沖式吹灰器吹灰效果差。脈沖吹灰器本身吹灰效果差，而且布置數(shù)量偏少。通過對爐膛吹灰前、后排煙溫度進行統(tǒng)計，吹灰后排煙溫度下降不明顯，僅為5℃左右。高溫過熱器管間堵灰主要是因為吹灰點數(shù)量少，在燃煤灰分粘度較大時難以徹底清除所有積灰，日積月累造成管間堵灰。低溫過熱器下部底包墻過熱器上積灰的原因，應(yīng)與煙道的結(jié)構(gòu)有關(guān)。水平煙道前端的爐膛后墻水冷壁上聯(lián)箱明顯高于底包墻，沿前面斜墻上來的煙氣在此轉(zhuǎn)折后自然會在底包墻前部產(chǎn)生一個低壓的回流區(qū)，煙氣流速越高，該回流區(qū)也會越大，因此會造成大量的飛灰在此聚集沉積。由于低溫過熱器前現(xiàn)有的2個吹灰點是用來吹掃低過管排的，因而對底包墻幾乎沒有作用，長期的大量飛灰聚集變形成了堆積灰。水平煙道高溫過熱器與底包墻過熱器積灰嚴重是排煙溫度高的主要原因之一。而且鍋爐水平煙道積灰嚴重，極易引發(fā)由于過熱器管局部過熱而爆管的惡性事件，給鍋爐安全穩(wěn)定運行造成極大隱患。

表1　鍋爐改造前后運行數(shù)據(jù)對比表

2.3省煤器受熱面布置不足

根據(jù)對運行參數(shù)進行統(tǒng)計分析，和與設(shè)計值進行比對得出結(jié)論：省煤器受熱面布置不足。

省煤器進口煙氣溫度比設(shè)計值低33℃，但省煤器出口煙氣溫度比設(shè)計值高44℃，即經(jīng)過省煤器煙氣溫降減少了77℃，導(dǎo)致回轉(zhuǎn)式空預(yù)器進口煙氣溫度比設(shè)計值高43℃。

2.4系統(tǒng)密封不良，漏風嚴重

系統(tǒng)漏風會使鍋爐排煙溫度增高，試驗通過改變爐膛負壓，考察漏風率對排煙溫度的具體影響，當#3鍋爐爐膛負壓由-90Pa減小至-20Pa后，爐膛漏風相對減少，排煙溫度下降了6.4℃。

3　針對鍋爐排煙溫度高采取的技術(shù)改造和控制措施

根據(jù)對造成鍋爐排煙溫度高存在問題的分析結(jié)論，我們有針對性的對鍋爐進行了技術(shù)改造，采取了相應(yīng)的技術(shù)措施。經(jīng)過將近一年的精心準備，對改造方案反復(fù)進行研討和修訂，最后完成了設(shè)計圖紙，并進行實施。

3.1鍋爐風量測量裝置改造及磨煤機入口熱風門改造

一次風熱風道、二次風道的橫截面尺寸較大，流場容易發(fā)生擾動，目前采用的單個文丘里管測量很難保證測量結(jié)果的穩(wěn)定性與準確性，對一次風熱風、二次風應(yīng)該采用多點測量，一次測量元件采用雙文丘里測風裝置。重新對磨煤機入口風量進行標定，同時在磨煤機入口熱風管道增加調(diào)節(jié)閥，實現(xiàn)了磨煤機入口熱風可單獨調(diào)節(jié)的目的，通過控制冷、熱風調(diào)節(jié)閥來控制磨煤機入口總風量。

3.2鍋爐吹灰系統(tǒng)改造

將水平煙道過熱器區(qū)域8臺脈沖吹灰器改為10臺蒸汽吹灰器，吹灰汽源取自低溫過熱器出口聯(lián)箱，100%BMCR工況下蒸汽壓力為11MPa，溫度為391℃，經(jīng)減壓站后壓力為2.5MPa，溫度為316℃。將吹灰器疏水管路原有的直徑為28CM，改為直徑32CM管。提高吹灰器疏水壓力由原來1.5MPa提高到2.0MPa，并延長吹灰疏水時間。

3.3鍋爐省煤器增加受熱面改造

將管式空氣預(yù)熱器拆除，這樣熱一次風溫度由380℃降為320℃，完全滿足磨煤機運行的需要。把原管式空氣預(yù)熱器入口一次風道與出口一次風道短接。在原管式空氣預(yù)熱器的安裝位置，安裝新增加的省煤器管排共計160排，每排4圈，去除原下部省煤器入口集箱，改換為內(nèi)部中間聯(lián)絡(luò)集箱，下部左右又各增設(shè)了一支省煤器入口集箱。另外因省煤器入口聯(lián)箱位置的改變，相應(yīng)的鍋爐給水管道及支吊架、空

············氣預(yù)熱器出口一次風管道及只吊架、省煤器支撐梁和冷卻風管道及支架等相關(guān)設(shè)施都重新進行了布置。此項改造新增加省煤器受熱面1208.9m2，省煤器出口煙氣溫度將由441℃降至370℃。

3.4鍋爐系統(tǒng)漏風治理

漏風主要是指爐膛漏風、制粉系統(tǒng)漏風以及煙道漏風。啟動送風機向爐膛和煙風道內(nèi)充壓，燃燒室內(nèi)保持正壓值在50～100Pa，在風機入口處撒入白粉或放煙幕，如有縫隙和不嚴密處，則白粉或煙霧會從中逸出，并留下痕跡。鍋爐檢修期間，全部進行了處理。

3.5控制措施

依據(jù)對生產(chǎn)情況的了解及掌握，以及長期運行對設(shè)備特性的摸索，制定出針對不同工況下的一些能有效降低排煙溫度的控制措施：

（1）鍋爐負荷480t/h時，氧量維持在3.5%左右，鍋爐負荷400t/ h時，氧量維持在4%左右，鍋爐負荷380t/h時，氧量維持在4.5%左右，鍋爐負荷288t/h時，氧量維持在5.5%左右，鍋爐負荷240t/h時，氧量維持在6.5%左右。（2）鍋爐負荷大于380t/h時，要加強水冷壁以及水平煙道的吹灰，并控制吹灰壓力在1.5到2.0MPa之間。（3）鍋爐負荷變化時，在調(diào)整燃料量的同時，應(yīng)調(diào)整送、吸風量，保持汽壓、汽溫的穩(wěn)定。鍋爐加負荷時，應(yīng)先增加吸風量，及時增加送風量，隨之再增加磨煤機出力；鍋爐減負荷時，應(yīng)先減小磨煤機出力，隨之減少送風量，并減少吸風量，維持爐膛負壓。（4）在鍋爐負荷低于240t/h時，HSOFA二次風門和LSOFA二次風門保持關(guān)閉。鍋爐負荷高于240t/h后開始逐步開啟，鍋爐負荷288t/h時，HSOFA二次風門和LSOFA二次風門各開啟20%，鍋爐負荷400t/h時，HSOFA二次風門開至70%，鍋爐負荷480t/h時，HSOFA二次風門開至100%。（5）煤粉燃燒器對應(yīng)周界風二次風門開度為磨煤機出力函數(shù)，磨煤機停運及出力小于7t/h時保持10%，大于7t/h后逐漸開啟，當磨煤機出力大于16t/h后保持100%全開。（6）鍋爐正常運行過程中，爐膛負壓控制在-50～-80之間。（7）磨煤機出力增加時，應(yīng)先開大磨入口熱風門，再增加給煤機出力。磨煤機出力減小時，應(yīng)先減小給煤機出力，再關(guān)小磨入口熱風門。磨煤機運行監(jiān)視調(diào)整要根據(jù)煤質(zhì)、磨煤機出力綜合考慮一次風量、磨煤機加載力、熱一次風母管壓力的調(diào)整，以不堵煤為原則。（8）磨煤機出力調(diào)節(jié)時，為使磨出口溫度易于控制，熱一次風母管壓力要隨鍋爐負荷適當調(diào)節(jié)，鍋爐負荷240t/h時控制在6.0kpa左右，鍋爐負荷480t/h時控制在7kpa左右，以保證磨煤機入口風量、出口溫度正常為原則。（9）磨煤機的正常設(shè)備切換應(yīng)盡量在夜間進行，可以防止因磨煤機切換引起排煙溫度的大幅升高。同時，在正常運行時，盡可能運行A、B、C磨煤機，盡量避免上層磨煤機運行。

4　改造效果

經(jīng)過技術(shù)改造和嚴格執(zhí)行制定的控制措施后，鍋爐的過熱蒸汽溫度、壓力、蒸發(fā)量，排煙溫度、氧含量、過剩空氣系數(shù)等技術(shù)經(jīng)濟指標全部達到設(shè)計指標，改造前后鍋爐運行數(shù)據(jù)對比如表1所示。

經(jīng)過近一年的技術(shù)攻關(guān)和技術(shù)改造，鍋爐出力和相關(guān)參數(shù)全面達到或優(yōu)于設(shè)計指標，由于排煙溫度高，鍋爐負荷受限的問題得到圓滿解決。

郭忠（1984—），男，內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)人，本科，助理工程師，主要從事熱電廠生產(chǎn)方面工作。