660MW超臨界鍋爐排煙溫度高原因分析及應對

邱松

摘要：為了進一步挖潛增效，提高機組運行經濟性，針對大唐淮北虎山發電廠660MW超臨界鍋爐投產以來引起排煙溫度過高的主要原因進行了分析，并提出了應對措施，望給相關方面問題的探討與解決提供參考。

關鍵詞：排煙溫度;一次風量;積灰;煤質

鍋爐的排煙熱損失是由于排煙溫度高于進入鍋爐的空氣溫度（基準溫度）這部分熱量未被利用而造成的損失，排煙熱損失是鍋 爐效率各項損失中最大的一項，約占總熱損失的4%～12%。影響排煙熱損失的主要因素是排煙焓的大小，而影響排煙焓大小的又是排煙容積和排煙溫度，所以排煙溫度越高，排煙熱損失越大，一般情況下，排煙溫度升高10～15℃，排煙熱損失增加1%，同時過高的排 煙溫度對電除塵及脫硫系統的安全運行構成威脅。大唐淮北虎山發電廠#1機組自2013年投產以來時常出現排煙溫度過高現象，特別是在 2020年6-9月該現象更為突出，排煙溫度最高達160℃，超過設計值（124℃）36℃，嚴重制約著機組運行的經濟性和安全性。

設備概況

大唐淮北虎山發電廠#1機組鍋爐型號為：DG2086/25.4-Ⅱ9型，該鍋爐為東方鍋爐（集團）股份有限公司制造的一次中間再熱、變壓運行，帶內置式汽水分離器啟動系統，固態排渣、單爐膛平衡通風、Π型布置、全鋼構架懸吊結構、露天布置超臨界本生（Benson）直流鍋爐。設計煤種為淮南潘集煤，校核煤種為國投新集煤。燃燒方式為前后墻對沖燃燒，采用24只低NOX軸向旋流燃燒器，前后墻各12只，分三層對稱布置。配備6臺HP1003型中速 磨煤機的正壓直吹式制粉系統，鍋爐尾部設置分煙道，正常運行時 采用煙氣擋板調整再熱器出口汽溫，鍋爐裝設脫硫系統，采用固態排渣。

一、排煙溫度高主要原因分析

排煙溫度升高原因可以分為真實升高和虛假升高兩大類，所謂真實升高原因是指客觀上確實使得排煙溫度升高的原因，如漏風、制粉系統摻冷風量大、制粉系統一次風量過大、受熱面積灰、環境 溫度升高等;虛假升高是指表面上排煙溫度比設計值高，但客觀上并非如此，如測點位置不當、測點原件故障等。其中真實升高原因又可以分為兩類：一類是可以通過運行、檢修、管理和設備改造消除的原因;而另外一類是不易消除的原因，如環境溫度升高、煤質 折算水分高等。結合現場實際情況，下面主要針對引起排煙溫度高的真實原因具體分析。

1.漏風引起排煙溫度升高

漏風是指爐膛漏風、制粉系統漏風及煙道漏風，是排煙溫度 升高的主要原因之一，是與運行管理、檢修以及設備結構有關的問 題。爐膛漏風主要指爐頂密封、看火孔、人孔門及爐底渣系統處漏風;爐膛及煙道各處漏風，都將使排煙處的過量空氣系數 增大，只能增加排煙熱損失和引風機電耗，且漏風點越靠近爐膛，其影響越大，特別是爐底渣系統漏風量的增加，一方面會造成空預器入口風量的減少，一方面會造成火焰中心上移，爐膛出口煙溫升高。

2.一次風量過大引起排煙溫度升高HP中速磨煤機實際運行中，為了保證磨煤機運行安全，確保不發生堵管等現象的發生，運行控制中磨煤機通風量往往偏離了設計值，為了保證同樣給煤量下磨煤機出口溫度得到控制，進入磨一 次風量越大，相應進入磨煤機的冷風量比例增加，造成進入空預器進行換熱的一次風量相對減少，從而導致排煙溫度上升。在制粉系統風煤曲線自動控制方面磨煤機通風量未能根據給煤量進行很好的修正，使得高給煤量和低給煤量情況下進入 磨煤機通風量區別不大，從而造成排煙溫度的升高。

3.冷一次風量過多引起排煙溫度升高制粉系統摻冷風量過多和爐膛漏風引起排煙溫度升高的主要原因是一樣的，冷風越多使得進入空預器的一次風量越少，造成空預器的換熱量下降，從而引起排煙溫度升高。

4.受熱面結渣、積灰引起排煙溫度升高

受熱面結渣、積灰是導致排煙溫度升高的原因之一，其對排煙溫度的影響主要表現在傳熱方面。鍋爐受熱面結渣、積灰將使受熱面傳熱系數降低，鍋爐吸熱量降低，煙氣放熱量減少，空預器入口煙溫升高，從而導致排煙溫升高，空氣預器堵灰則使空氣預器傳熱面積減少，也將使煙氣的放熱量減少，使排煙溫度升高。

5.入爐煤質變化引起排煙溫度升高

近年來為了加強市場競爭，控制燃料成本，眾多電廠入爐煤品質下降。該廠自2013年以來入爐煤中使用了大量褐煤摻燒，該褐煤 特性主要表現在高揮發份、低發熱量、灰分大、可磨性系數低，入爐煤品質偏離設計煤種。此煤質的特性對燃燒調整及排煙溫度的影 響呈現出多方面的特性，主要有以下幾個方面：

（1）控制磨煤機出口溫度引起排煙溫度升高。由于褐煤的高 揮發份特性，為了防止自燃、爆燃異常的發生，必須嚴格控制磨 煤機出口溫度，該廠進行褐煤摻燒時一般磨煤機出口溫度控制在 58～65℃之間（磨煤機出口設計溫度為77℃），從而造成入磨冷一次風的大量增加，引起排煙溫度升高。

（2）制粉系統出力下降引起排煙溫度升高。由于該煤的可磨性系數較低，造成制粉系統出力降低，同時制粉系統設備的磨損加重，反過來進一步影響制粉出力。

（3）低發熱量、高灰分引起排煙溫度升高。同樣負荷情況下燃 用該低發熱量的褐煤，使得入爐燃煤量增加、入爐總的冷一次風量 升高;同時若吹灰不及時，積存在受熱面上的灰、渣使得傳熱效果變差，相對固定換熱面的空預器來說必然造成出口煙溫的上升。

二、應對措施

1.加強入爐煤質管理

針對當前電廠采購煤質品質下降的趨勢難以根本改變的現實，必須通過加強入爐煤質管理來降低其對燃燒調整的不利影響，主 要從以下諸方面著手：

（1）控制摻混比例。將入爐煤發熱量、水分含量及負荷預測曲線作為摻混比例控制對象。

（2）完善加倉方式。采取下層磨煤機摻燒方式對爐膛結渣、積灰及排煙溫度的控制 更為有利。

（3）加強入爐煤雜物篩查。及時清除入爐煤雜物，降低制粉系統非正常啟停次數。

2.完善運行控制措施

（1）提高監盤質量。及時根據給煤量情況調節制粉系統風量偏置，提高制粉系統風量控制的合理性，避免高、低給煤量時制粉 系統通風量一樣的情況，通過總一次風量控制降低冷一次風量比率;

（2）豐富調整手段。做好負荷預測，及時調整制粉系統運行方式，盡量維持磨煤機在高出力下運行;加強燃燒調整，及時通過風 量及各風門調節控制火焰中心;試驗并掌握均等配風及束腰配風 對燃燒的影響。

（3）加強吹灰管理。確保爐膛吹灰、尾部煙道吹灰能及時執行;認真執行再熱器煙道擋板開啟放灰定期工作，

3.加強設備管理

加強設備維護與改造，采取有效措施根本上消除制粉系統熱風隔絕門、熱風調整門內漏嚴重現象，及時消除鍋爐本體及爐膛漏風;加強制粉系統風量、風壓等測點的消缺與校驗，防止因測量誤差導致磨煤機實際運行中一次風量偏大現象;

4.完善控制邏輯

對制粉系統風量控制邏輯進一步完善，確保風煤比的合理性。完善吹灰控制，增加空預器吹灰跳步功能，避免吹灰中斷后再次吹 灰方式控制的不合理性。

5.進行設備改造

針對鍋爐設計缺陷利用檢修機會進行合理改造，通過增加尾部傳熱面積降低煙溫等方法消除不利影響。

三、結語

當前電力市場競爭激烈，火電企業必須降低生產成本，才能提高企業效率和競爭力。影響鍋爐排煙溫度升高的因素較多，實際運行中必須根據每臺機組的運行現狀進行具體分析，抓住主要原因并 采取針對性措施，從而實現降低煤耗、提高效益的真正目的。

參考文獻：

[1]范從振 ? 鍋爐原理 [M]. 北京：水利電力出版社，1986.

[2]葉江明 ?電廠鍋爐原理及設備 [M]. 北京：中國電力出版社，2007.

[3]李雙勇 ?大唐淮北虎山發電廠660MW 機組集控運行規程，2012.

[4]高遠 ?600MW 前后墻對沖燃燒鍋爐降低排煙溫度的試驗研究 [J]. 江 蘇電機工程，2011，（4）.

[5]董長富 . 對電廠600MW 鍋爐排煙溫度高的分析及對策 [J]. 城市建 設，2010，（14）.