降低鍋爐排煙溫度方案分析

張可

摘 要：本文分析了降低鍋爐排煙溫度方案，介紹了通過燃燒調整降低排煙溫度，通過對空預器進行改造降低排煙溫度。

關鍵詞： 鍋爐；排煙；溫度

鍋爐排煙溫度，是指鍋爐空氣預熱器出口處排除的煙氣溫度。火力發電廠的蒸汽動力循環是對朗肯循環的實際應用，循環過程中的主要熱損失是汽輪機低壓缸排汽帶來的冷凝損失和鍋爐排煙造成的熱損失。這兩大熱損失是不可避免的，我們只能設法降低和弱化。鍋爐的排煙熱損失占鍋爐熱損失的70%～80%，是鍋爐熱損失的最主要部分，該項熱損失不僅帶走了大量熱量，同時對環境造成污染。排煙溫度又是影響排煙損失的主要因素。目前國內300MW級同類型機組的排煙溫度大致在130—135℃的范圍，有的低于130℃。由于排煙溫度現已成為影響煤耗的最大指標，因而排煙溫度高低已成為衡量鍋爐運行水平的標志。

一、通過燃燒調整降低排煙溫度

針對發電廠機組實際運行狀況，目前主要采取的燃燒調整措施有：1、降低爐本體漏風，在運行時隨時關閉爐本體各檢查門、看火孔。對于制粉系統，由于負壓較大漏風量增加，應當注意經常漏風的部位，如：木塊分離器、粗粉分離器、細粉分離器、磨煤機入口、給煤機檢查孔等處。一旦出現漏風，漏風量就很大，發現漏風位置，應及時聯系檢修處理[6-9]。對于制粉系統處于運行狀態下，盡量減少冷風用量，增加熱風用量。在保證安全的前提下保持較高的磨煤機出入口溫度。2、減少一次風中冷風含量。可以通過以下方式實現：采用合理的一次風速；在磨煤機停用后保持較高的排粉機出口溫度；給粉機停止后及時關閉一次風擋板。3、降低爐膛火焰中心高度爐膛的火焰中心越高，爐膛的出口煙溫越高，從而造成鍋爐的排煙溫度升高。為了降低鍋爐的排煙溫度，提高鍋爐的效率，必須采取行之有效的措施來降低爐膛火焰的中心高度[11]。可以通過以下方式加以實現：提高單臺排粉機的出力，盡量使上層的排粉機不投入，從而降低了爐膛的火焰中心；提高磨煤機出口溫度，同時，考慮到我廠制粉系統的安全，將運行磨煤機的出口溫度嚴格控制在70℃左右；降低排粉機出口風壓，風壓升高將使進入爐膛的煤粉上移，即爐膛的火焰中心上移，排煙溫度升高；減少鍋爐通風量，過多的增加通風量，保持過高的氧量，都會使火焰中心后移，從而導致排煙溫度升高，煙氣量增加使排煙熱損失大大增加；做好排煙溫度與汽溫的權衡問題。4、加強對鍋爐受熱面的吹灰。十里泉發電廠排煙溫度較高，同樣也受鍋爐受熱面積灰的影響，把鍋爐的受熱面吹灰列為定期工作已被大多數的電廠采用。應加強受熱面的吹灰工作，特別是過熱器、再熱器部分以及省煤器部分。

二、通過對空預器進行改造降低排煙溫度

空氣預熱器是利用鍋爐尾部煙氣熱量來加熱燃燒所需要空氣的一種熱交換裝置，由于它工作在煙氣溫度較低的區域，回收了煙氣熱量，降低了排煙溫度，因而提高了鍋爐效率。同時由于空氣的預熱強化了燃料的著火和燃燒過程，減少了燃料的不完全燃燒熱損失。空氣預熱器已成為現代鍋爐的一個重要組成部分[8]。

空氣預熱器按傳熱方式分可以分為傳熱式（表面式）和蓄熱式（再生式）兩種。前者是將熱量連續通過傳熱面由煙氣傳給空氣，煙氣和空氣有各自的通道。后者是煙氣和空氣交替地通過受熱面，熱量由煙氣傳給受熱面金屬，被金屬積蓄起來，然后空氣通過受熱面，將熱量傳給空氣，依靠這樣連續不斷地循環加熱。再生式空氣預熱器由于具有回轉結構，所以又稱為回轉式空氣預熱器，回轉式空氣預熱器又可分為受熱面旋轉和風罩旋轉兩類。

隨著電廠鍋爐蒸汽參數和機組容量的加大，管式空氣預熱器由于受熱面的加大而使體積和高度增加，給鍋爐布置帶來影響。因此現在大機組都采用結構緊湊、重量輕的回轉式空氣預熱器。容克式空氣預熱器的工作原理是：轉子的受熱元件在煙氣側從煙氣中吸收熱量，通過空氣側時再將熱量傳遞給空氣。由于轉子緩慢地旋轉，傳熱元件交替地通過煙氣側和空氣側通道，當傳熱元件與煙氣接觸時吸收熱量并積蓄起來，與空氣接觸時釋放貯存的熱量來加熱空氣，如此周而復始[9]。

空預器的改造一般從以下兩個方面著手：

（一）改進空氣預熱器密封形式，減少空預器漏風。

目前空預器的主要密封形式有：

1、可調式密封。這是最早由幾大鍋爐廠引進的國外技術，也是國內最常見的一種密封方式。結構復雜，對運行要求高，可靠性不好，維護費費用高。國內很多電廠對設備了解不透，運行經驗不足，加上維護不好，在運行一段時間后，漏風率普遍偏高，有些甚至在運行初期即出現漏風偏高。哈鍋、上鍋、東鍋等企業生產的空預器主要采用這種技術，由于維護要求高，調節部分存在漏風，這種密封技術很少在改造上使用，主要應用于與鍋爐配套的新空預器上。

2、固定式密封（VN密封）。該技術有英國Howden公司擁有技術專利。其主要特點是：（1）、雙密封，即密封片在扇形板處形成2道密封；（2）、精確設定冷態間隙。根據回轉式空氣預熱器運行參數，預先計算出熱態下密封片和扇形板、弧形板之間的膨脹間隙，在安裝時預留出來，以保證熱態運行時膨脹以后達到最佳的密封狀態。由于轉子上的密封片跟扇形板、弧形板之間的冷態間隙是轉子與扇形板、空氣預熱器頂底結構之間的“熱膨脹差”，計算和調整方法復雜，施工要求嚴格。這種技術只被Howden公司掌握，并作為核心技術，通常不提供給客戶冷態設定數據和設定方法。

3、接觸式（彈片式）密封。密封片用彈性材料制作，以保證間隙改變時仍能很好地貼合靜態密封面，保證密封。北京華能達、德國巴克杜爾公司采用此種密封方式。華能達采用的是密封合頁加彈簧的方式，而巴克杜爾采用的是蛇形彈性密封片的方式，二者原理差不多。

4、刷式汽封。密封片采用金屬鋼絲刷，利用空氣在鋼絲之間的旋流形成密封。

5、疏導式密封。這種密封方式是北京哈宜節能環保科技開發有限公司開發并擁有專利，其基本原理是使漏向煙氣的空氣回流到二次風，特點是漏風率在負荷變化時能始終控制在設定范圍內，無后續維護，現已和哈鍋預熱器公司技術融合形成哈鍋新的、第五代空預器系列產品，空氣預熱器平均漏風率為3.5 %以下，且長期保持此漏風率指標，對廣大的使用單位以及行業都具有重要的意義和示范作用。

（二）對空預器進行增容改造

1、對空預器蓄熱元件進行更換。

目前大多數電廠存在煙氣側傳熱效率低的現象，以及適應國家環保政策要求，結合SCR脫硝系統改造，需對空預器蓄熱元件重新校核，增加傳熱元件換熱面積，并制作新蓄熱元件，重新打包，全部進行更換，增強預熱器換熱效果，同時在蓄熱元件冷端一般進行拷鍍搪瓷，增強蓄熱原元件的抗腐蝕能力；因脫硝產物硫酸氫氨極易與飛灰粒子結合，在預熱器傳熱元件上形成融鹽狀的積灰，造成預熱器的腐蝕、堵灰等，進而影響預熱器的換熱及機組的正常運行。在空預器改造過程中要同時考慮蓄熱元件的清灰能力。在進行空預器改造過程中目前常采用HYD板型作為SCR系統脫硝空氣預熱器下部元件的專用板型。由于該板型為封閉試（CLOSE）板型，非常有利于飛灰和粘結物的清除。另外，為強化吹灰及清洗效果，應專門配置了一體化在線高壓水及蒸汽吹灰裝置。

2、改變空預器轉子結構。

改變空預器轉子蓄熱元件的結構，減少空預器轉子結構倉格數目，充分利用空預器內部空間結構，增加煙氣、空氣的換熱面積，降低鍋爐排煙溫度。

因環保政策要求提高，十里泉發電廠#6鍋爐新添加SCR脫硝系統，空預器需結合脫硝系統進行改造，而回轉式空氣預熱器改造必須有更多的的高度可增加受熱面積，高度不足此項措施最多只能降低排煙溫度7～8℃，不能從根本上解決排煙溫度過高的問題。本論文不做重點研究。endprint