3號燃煤鍋爐排煙溫度偏高原因分析及調整措施

江彥宏，糜 謖，韋椿力

（華能井岡山電廠，江西 吉安 343000）

為了降低發電煤耗和節能減排，電廠運行人員會在合理范圍內提高初參數。其中，排煙溫度偏高會使干煙氣熱損失增加，從而間接造成鍋爐效率下降。根據實驗表明，排煙溫度變化10℃，供電煤耗則會改變1.66 g/kW·h。在這種情況下，降低排煙溫度對鍋爐節能降耗具有相當重要的意義[1]。

1 設備概況

3號鍋爐為單爐膛、一次中間再熱、平衡通風、露天布置、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構、Π型鍋爐。鍋爐型號為DG2060/26.15-Ⅱ2。在設計煤質條件下，鍋爐的主要技術參數見表1，空預器設計參數見表2。

表1 3號鍋爐設計煤質下主要技術參數

表2 3號鍋爐空預器設計參數

3號鍋爐的啟動系統帶有啟動循環泵，在后豎井后煙道內則布置了省煤器管。水冷壁為膜式結構，爐膛下部冷灰斗和中部采用螺旋盤繞膜式水冷壁，爐膛上部采用垂直水冷壁。上、下部水冷壁之間有過渡段，并設置混合和分配集箱。鍋爐過熱器包括布置在后煙井及水平煙道的包覆過熱器、低溫過熱器，以及布置于水平煙道的屏式過熱器和高溫過熱器。屏式過熱器和高溫過熱器之間進行1次左右交叉。鍋爐采用前后墻對沖燃燒方式，在爐膛前、后墻分別布置3層低NOx旋流式煤粉燃燒器，每層6支燃燒器。同時在前、后墻最上層各布置1層燃盡風噴口。

2 存在的問題

根據某熱工院鍋爐性能試驗數據表明：3號機組負荷在660 MW時實測鍋爐效率為92.18%，該負荷下空氣預熱器修正后排煙溫度較設計值高20℃左右，從而導致干煙氣熱損失較高。鍋爐效率降低1%，3號鍋爐供電煤耗增加3.5 g/kW·h。近幾年，3號鍋爐排煙溫度匯總見表3。

表3 3號鍋爐近幾年排煙溫度

同時，某電廠選擇不同的時間節點進行了3個特定負荷的試驗，比較空預器入口煙溫和設計值的差值。試驗情況如圖1所示。在進行100%額定負荷試驗時，3號鍋爐空預器入口煙溫與鍋爐設計值的差距很大。并且差值隨著運行時間延長而變大。在接下來的50%額定負荷試驗和75%額定負荷試驗中，試驗結果和之前的結果基本一致。

圖1 3號鍋爐50%、75%和100%額定負荷試驗數據

由此我們可以得出，3號爐排煙溫度高的主要原因是空預器入口煙氣溫度高。隨著負荷上升和機組運行時間增加，空氣預熱器入口煙溫大于設計值的趨勢加大。

3 原因分析

3.1 鍋爐長周期運行

由于3號鍋爐長周期運行，總運行時間達到了523 d。鍋爐運行過程中，摻燒過高鈉印尼煤、低灰熔點煙煤、高硫無煙煤等經濟煤種，造成鍋爐各受熱面積灰結焦嚴重，嚴重影響了受熱面的換熱效果，導致排煙溫度上升。

3.2 燃用煤種變化

受煤炭市場的影響和鍋爐經濟運行的要求，3號鍋爐實際燃用煤種較大偏離設計煤種，設計煤種特征見表4，設計煤種硫分0.9%，全水分10.04%。然而近幾年入爐煤平均硫分達1.4%，全水分15%，特別是燃煤中水分的增加導致鍋爐燃燒產生的部分熱量將消耗在水分的蒸發和過熱上，使爐膛燃燒溫度水平降低，導致鍋爐燃燒穩定性下降，降低煤粉的燃盡程度。同時，燃煤水分的增加，使煙氣的體積增大，排煙溫度提高，排煙熱損失增加，鍋爐熱效率降低。并且，水分過多會導致原煤倉里的煤留散性惡化，引起原煤倉，落煤管等原煤黏結堵塞，增加制粉系統的頻繁啟停，嚴重影響排煙溫度[2]。

表4 設計煤種特性

3.3 空預器積灰嚴重

從表5、表6的數據顯示，3號鍋爐的排煙溫度逐年升高。主要原因是機組運行時間的增加，導致空預器受熱面積灰嚴重，傳熱系數降低，換熱效果變差。再加上為了緩解因空預器差壓升高引起引風機失速的發生，3號鍋爐在運行過程中頻繁進行空預器吹灰造成蓄熱元件吹損。同時，鍋爐的吹灰蒸汽過熱度較低使得吹灰效果不明顯，沒有起到很好的效果，從而導致排煙溫度升高[3]。

表5 3號鍋爐排煙溫度變化趨勢（1）

表6 3號鍋爐排煙溫度變化趨勢（2）

3.4 設備缺陷

3號鍋爐磨煤機缺陷率高、一次風量測量不準、磨入口熱風道結焦嚴重等因素，造成運行中磨煤機風煤比偏高，甚至超過3.0，遠遠超過要求的風煤比2.0～2.2，造成一次風速偏高，一次風率偏大，影響著火熱降低、火焰中心上移、排煙溫度上升。

3.5 鍋爐漏風因素

由于在運行過程中沒有合理的控制燃燒參數，再加上鍋爐結構和設備沒有得到良好的維護和管理，導致煙道和爐膛等位置有可能有漏縫等，導致系統空氣系數增加。同時，排渣系統漏風和鍋爐頂部漏風都會導致在排煙過程中帶走更多的熱量，使得熱損失增加。同時，運行中多次出現鋼帶機堵渣的現象。在恢復為處理堵渣所做的安全措施時，部分鋼帶機外殼開孔恢復得不徹底，造成底部漏風，排煙溫度上升[4]。

4 改進措施

4.1 加強設備管理

合理利用機組檢修的時間，加強設備的維護和管理。針對之前鍋爐運行存在的問題進行改造。在3號鍋爐檢修過程中，某廠員工對鍋爐受熱面結焦積灰進行了檢查，并對各受熱面進行了清洗。同時，由于鍋爐吹灰母管的減溫器存在內漏現象，嚴重影響了吹灰蒸汽的品質。對于這個問題，鍋爐檢修安排更換吹灰母管減溫器，并對吹灰母管電動門、氣動調門、手動門以及疏水門進行了檢修。加強對吹灰器的優化改造，合理安排吹灰方式。

4.2 優化運行方式

由于制粉系統的風量會影響鍋爐排煙的溫度，因此需要對制粉系統的風量進行有效控制。首先，根據負荷和煤質調整制粉系統的運行方式，從而提高制粉系統的穩定性和燃燒效率，保證系統的安全經濟運行；其次，對制粉系統進行加載力曲線優化、分離器轉速控制、磨煤機出口溫度和差壓控制等；最后，利用鍋爐檢修的機會，對鍋爐燃燒器內、外二次風門、燃燼風風門檢修并校活，并記錄實際開度，建立臺賬[5]。

4.3 合理進行配煤摻燒

加強對燃料煤的控制，提高對煤質的合理利用。通過優化配煤摻燒，協調摻混比例等措施提高燃煤質量。同時，加強對負荷曲線的分析，熟悉進倉煤炭的發熱量等數值，了解鍋爐的燃燒情況，確保制粉系統配煤摻燒的科學性。

通過優化調整，在相應的負荷階段下，某電廠進行了相同的試驗。如圖2所示，在試驗負荷為50%額定負荷和100%額定負荷情況下，3號鍋爐啟動后，空預器的溫降達到或者超過設計值，說明空預器換熱能力達到設計值。

圖2 3號鍋爐啟動后空預器換熱效果

綜上所述，引起3號鍋爐空預器入口煙溫高的主要原因有以下幾點：

（1）鍋爐的運行時間較長，使設備存在破損老化的現象。同時受熱面結焦積灰程度較深，嚴重影響換熱效果。

（2）燃燒煤質所含全水的比例直接影響鍋爐的熱效率，導致排煙溫度上升，排煙體積增大。

（3）空預器換熱板材上積灰嚴重，降低傳熱系數，從而換熱效率下降，煙溫上升。

（4）制粉系統缺陷較多，同時存在冷風量比較大的情況，此時經過空預器的風量會比較低，這樣對空預器的換熱產生不利影響，并且很難對排煙溫度進行有效的控制[6]。

5 結束語

某電廠3號鍋爐存在排煙溫度過高的問題，導致了機組效率降低，嚴重影響電廠的安全經濟運行。為了解決這一問題，某電廠從運行周期、空預器積灰、燃用煤質變化、設備缺陷等因素對某電廠3號鍋爐排煙溫度過高問題的原因進行了分析，并且提出了相應的措施，從而有效地緩解3號鍋爐排煙溫度過高的情況，在一定范圍內降低空預器入口煙溫，使其低于設計值，為機組的安全經濟運行提供進一步保障，提高整體的經濟效益。