鍋爐排煙溫度高的原因分析及綜合治理

國(guó)網(wǎng)能源哈密煤電有限公司 秦亞飛

以HG670/140-9型鍋爐為例，其為哈爾濱市鍋爐廠生產(chǎn)制造，鍋爐配備200MW的汽輪發(fā)電機(jī)組，整個(gè)鍋爐是固態(tài)的排渣煤粉爐，直流燃燒器、四角布置切園燃燒方式，同時(shí)配備四臺(tái)鋼球的磨煤機(jī)。鍋爐制粉系統(tǒng)為乏汽送粉、中儲(chǔ)式，同時(shí)配備配有冷和熱兩種爐煙系統(tǒng)。鍋爐在排煙時(shí)的溫度年平均值高出設(shè)計(jì)值（設(shè)計(jì)值161℃）5～10℃。高出鍋爐設(shè)計(jì)值的情況在實(shí)際使用中會(huì)嚴(yán)重?fù)p害鍋爐經(jīng)濟(jì)性，影響鍋爐工作效率，導(dǎo)致實(shí)際使用中沒(méi)辦法發(fā)揮出真正價(jià)值和工作效率。

而另外兩臺(tái)爐采用的則是布袋除塵器，整個(gè)布袋除塵器的材質(zhì)為尼龍化纖材料制作而成，在實(shí)際使用中由于其材質(zhì)較厚重，導(dǎo)致鍋爐在排煙的過(guò)程中溫度較高，影響鍋爐的燃燒效率，同時(shí)也會(huì)對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的鍋爐布袋造成一定的使用安全隱患，布袋在這樣的工作環(huán)境中沒(méi)辦法長(zhǎng)期進(jìn)行使用，會(huì)影響其使用壽命，增加企業(yè)的成本投入。

經(jīng)過(guò)對(duì)這兩臺(tái)鍋爐的分析，發(fā)現(xiàn)造成鍋爐排煙溫度過(guò)高原因分為幾種，分別為爐膛和制粉系統(tǒng)出現(xiàn)了漏風(fēng)且是漏冷風(fēng)的現(xiàn)象、受熱面積灰以及結(jié)渣，加上煤質(zhì)不好，通常為劣質(zhì)煤、在燃燒的過(guò)程中燃燒組織不正確、受熱面的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化等原因都會(huì)造成整個(gè)鍋爐在排煙過(guò)程中出現(xiàn)溫度過(guò)高的現(xiàn)象，降低鍋爐的使用效率，需對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行相應(yīng)的防治和處理，才能有效降低鍋爐在排煙過(guò)程中溫度過(guò)高問(wèn)題，提升鍋爐的使用效率，避免出現(xiàn)能源的浪費(fèi)，進(jìn)行治理后整個(gè)鍋爐的排煙溫度會(huì)下降20～30℃，鍋爐在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的工作效率也會(huì)提升1～2%左右，對(duì)于日常供熱和鍋爐經(jīng)濟(jì)性都得到提升[1]。

1 出現(xiàn)鍋爐排煙過(guò)高的原因分析

1.1 爐膛漏風(fēng)

鍋爐的兩個(gè)爐子在進(jìn)行啟動(dòng)和關(guān)閉過(guò)程中若是出現(xiàn)了燃燒溫度不穩(wěn)、局部的正壓導(dǎo)致整個(gè)爐膛個(gè)別部位出現(xiàn)了縫隙，在密封工作上做的不完善，都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)爐膛進(jìn)入冷風(fēng)，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)正在燃燒的爐膛溫度降低，影響燃燒效果和供熱的效果，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致鍋爐的排煙溫度升高。此外，看火孔沒(méi)有及時(shí)關(guān)閉、人孔門(mén)和位于爐底的密封水槽出現(xiàn)漏風(fēng)也會(huì)導(dǎo)致整個(gè)爐膛出現(xiàn)漏風(fēng)的現(xiàn)象導(dǎo)致排煙溫度升高，當(dāng)爐膛出現(xiàn)了漏風(fēng)時(shí)，爐底部位是漏風(fēng)情況最嚴(yán)重的地方，若爐底水封失去應(yīng)有的密封效果，或是在鍋爐燃燒過(guò)程中爐膛掉落了大焦導(dǎo)致整個(gè)爐底被砸壞，會(huì)導(dǎo)致大量冷風(fēng)通過(guò)爐底進(jìn)入爐膛，導(dǎo)致?tīng)t膛的溫度降低，除使排煙的溫度降低以外，還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)鍋爐系統(tǒng)的運(yùn)行安全性能受到一定的影響。

爐膛出現(xiàn)漏風(fēng)的常見(jiàn)部位是人孔門(mén)和看火孔，若是爐膛運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)了漏風(fēng)現(xiàn)象導(dǎo)致整個(gè)鍋爐出現(xiàn)溫度降低、影響供熱效果，此時(shí)工作人員就會(huì)為了加強(qiáng)鍋爐燃燒率而在鍋爐內(nèi)增加大量燃燒材料，運(yùn)用更加強(qiáng)力的風(fēng)量來(lái)促進(jìn)鍋爐正常燃燒，這樣就會(huì)導(dǎo)致排煙的容積逐漸變大，鍋爐排煙溫度增加，而爐膛漏風(fēng)也會(huì)導(dǎo)致流經(jīng)空氣預(yù)熱器的空氣量變小，空預(yù)器中的空氣側(cè)吸熱量出現(xiàn)一定程度下降，從而導(dǎo)致整體的比值下降，影響整個(gè)鍋爐的燃燒效率。

1.2 制粉系統(tǒng)出現(xiàn)漏風(fēng)

在整個(gè)鍋爐系統(tǒng)中，制粉系統(tǒng)是其中較重要的系統(tǒng)設(shè)備，在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中通常負(fù)壓較大，因此會(huì)導(dǎo)致整個(gè)鍋爐在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)漏風(fēng)，除爐膛漏風(fēng)外，若是制粉系統(tǒng)也出現(xiàn)漏風(fēng)，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)鍋爐的一次風(fēng)溫度再次降低，從而造成鍋爐排煙的溫度升高，導(dǎo)致整個(gè)鍋爐的工作效率下降。

1.3 煙道出現(xiàn)漏風(fēng)

除爐膛漏風(fēng)和制粉系統(tǒng)出現(xiàn)漏風(fēng)外，還有煙道也會(huì)出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象，主要原因是因空氣預(yù)熱器之前的煙道漏風(fēng)導(dǎo)致整體的煙霧溫度降低，在進(jìn)行傳熱的過(guò)程中傳熱的溫差也會(huì)相應(yīng)出現(xiàn)下降，整個(gè)受熱面的吸熱能力下降、吸熱量少，從而導(dǎo)致鍋爐在進(jìn)行排煙的過(guò)程中出現(xiàn)溫度升高的現(xiàn)象。

此外，煙道在出現(xiàn)了漏風(fēng)的情況時(shí)，漏入的冷風(fēng)并沒(méi)有參與到整個(gè)鍋爐的燃燒過(guò)程中，相當(dāng)于無(wú)用有害風(fēng)，加上氧量計(jì)是安裝在空預(yù)器的入口部位，后煙道出現(xiàn)漏風(fēng)導(dǎo)致氧量計(jì)顯示的數(shù)據(jù)值要比實(shí)際過(guò)路中的數(shù)據(jù)值要大，工作人員在看見(jiàn)氧量計(jì)這樣的數(shù)值后認(rèn)為可減少送風(fēng)量，就在運(yùn)行的過(guò)程中減少對(duì)鍋爐的送風(fēng)量，從而導(dǎo)致鍋爐對(duì)于風(fēng)量的需求達(dá)不到目標(biāo)值，導(dǎo)致燃燒的風(fēng)量不足，爐膛缺少氧氣不能達(dá)到理想的燃燒效果，從而降低整個(gè)鍋爐的燃燒效率，甚至出現(xiàn)停止燃燒的情況。煙道各個(gè)位置出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致在整個(gè)煙道中的空氣含量增加，增加鍋爐在排煙過(guò)程中的熱量損失，同時(shí)對(duì)于引風(fēng)機(jī)也會(huì)增加一定的電力損耗，造成較嚴(yán)重的能源損耗情況，也會(huì)影響鍋爐的燃燒率，對(duì)于排煙容積來(lái)說(shuō)也會(huì)造成一定程度的增加，排煙溫度上升，影響鍋爐系統(tǒng)的工作效率。

1.4 受熱面積積灰結(jié)渣

由于個(gè)別鍋爐在進(jìn)行燃燒過(guò)程中摻燒了很多經(jīng)濟(jì)煤，其含灰分較大，導(dǎo)致在燃燒過(guò)程中出現(xiàn)受熱面積灰的程度變大，受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)出現(xiàn)相應(yīng)的降低，整個(gè)鍋爐也會(huì)在灰分的影響下吸熱量減少，導(dǎo)致煙霧放熱量減小，而空預(yù)器的入口處煙霧溫度卻在變高，最終導(dǎo)致排煙過(guò)程中排煙的溫度逐漸升高。鍋爐在運(yùn)行的過(guò)程中運(yùn)用最開(kāi)始安裝的吹灰器給爐膛進(jìn)行吹灰，這種方式并不能很好地將爐膛中的灰吹干凈，反而會(huì)造成吹灰效果差、同時(shí)煙氣中的水分含量增多導(dǎo)致空氣預(yù)熱管出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象，隨之而來(lái)的就是空氣預(yù)熱器的傳熱面積逐漸減小，導(dǎo)致傳熱量逐漸下降，最終導(dǎo)致排煙溫度出現(xiàn)不同程度的升高，影響鍋爐的工作效率，加大能源的浪費(fèi)。

1.5 受熱面布置的原因

若是在鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中出現(xiàn)了過(guò)熱器、再熱器及省煤器的管道泄漏、將泄露的管道進(jìn)行截掉的處理，循環(huán)往復(fù)。多次這樣的截掉管道處理會(huì)導(dǎo)致整個(gè)受熱面的面積減少，受熱面所需吸收的熱量也不足，同時(shí)造成一定程度的傳熱量也出現(xiàn)相應(yīng)的減少，最終空預(yù)器入口處的煙霧溫度逐漸升高，排煙的溫度也會(huì)隨著空預(yù)器入口的煙霧溫度逐漸升高。

1.6 煤種變化

煤資源也是我國(guó)發(fā)展的重要資源類(lèi)型之一，能夠保障我國(guó)城市的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和居民的正常生活，但是近些年來(lái)我國(guó)的煤資源也出現(xiàn)了不同程度的資源緊張現(xiàn)象，因此個(gè)別企業(yè)在進(jìn)行鍋爐燃燒時(shí)，為了自身的經(jīng)濟(jì)效益開(kāi)始將質(zhì)量不合格的假冒偽劣煤投入到鍋爐的燃燒中去，不合格的劣質(zhì)煤具備水分含量同時(shí)發(fā)熱量較低的特點(diǎn)，在燃燒的過(guò)程中出現(xiàn)的灰分也會(huì)較大，運(yùn)用在鍋爐燃燒中會(huì)導(dǎo)致受熱面的積灰結(jié)渣現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致整個(gè)爐內(nèi)都出現(xiàn)較嚴(yán)重的結(jié)渣現(xiàn)象，爐膛的出口溫度也會(huì)隨之升高，同時(shí)尾部的受熱面也會(huì)因劣質(zhì)煤而受到一定程度的污染，最終排煙的溫度出現(xiàn)升高現(xiàn)象。同時(shí)因劣質(zhì)煤灰分較高，在實(shí)際燃燒過(guò)程中相較于普通煤不具備合格的發(fā)熱量，在同樣的燃燒條件下需燃燒的數(shù)量更多，但創(chuàng)造出來(lái)的熱量卻不同普通煤，同時(shí)因投放的燃料增多，導(dǎo)致排煙量和排煙流速都出現(xiàn)一定程度增加，最終導(dǎo)致排煙溫度升高，降低了鍋爐工作效率。

1.7 一次風(fēng)率高

在兩個(gè)鍋爐的制粉和送粉系統(tǒng)中，通常運(yùn)用到干燥劑，其作用是為了熱風(fēng)加溫風(fēng)，在進(jìn)行鍋爐燃燒過(guò)程中，經(jīng)濟(jì)煤的含水量一般都較高、灰分的含量也較大，因此會(huì)出現(xiàn)“煤吃風(fēng)”現(xiàn)象，主要原因就是因?yàn)橹品巯到y(tǒng)的出口處溫度過(guò)低，達(dá)不到合理的溫度標(biāo)準(zhǔn)，一次風(fēng)率強(qiáng)，在保障爐膛出口處的空氣含量和空氣流速不變的情況下，流過(guò)空氣預(yù)熱器的熱風(fēng)量逐漸減少，一次風(fēng)將二次風(fēng)進(jìn)行擠壓，若是整體的風(fēng)量不變，一般都是二次風(fēng)的風(fēng)量更小一些，導(dǎo)致整個(gè)高溫?zé)煔饣亓骱途砦芰Τ霈F(xiàn)不同程度的下降，煤粉蘸火的時(shí)間也出現(xiàn)了推遲，同時(shí)鍋爐中的熱風(fēng)溫度也相較于預(yù)期值和設(shè)計(jì)值更低一些，導(dǎo)致整個(gè)鍋爐內(nèi)的燃燒出現(xiàn)了延遲，燃燒的火焰中心出現(xiàn)了上移的情況，最終導(dǎo)致的結(jié)果就是排煙溫度上升的情況。

此外，磨煤機(jī)的出口溫度出現(xiàn)降低也會(huì)導(dǎo)致排煙的溫度升高，主要原因就是一次風(fēng)溫度低，導(dǎo)致鍋爐內(nèi)的一次性溫度低，煤粉著火時(shí)間出現(xiàn)了延遲。根據(jù)目前我國(guó)關(guān)于鍋爐燃燒的相關(guān)數(shù)據(jù)資料顯示，一次風(fēng)的風(fēng)率跟排煙的溫度高低有著直接的線性關(guān)系，因此若是能直接降低一次性風(fēng)的比例，能夠非常有效地降低排煙的溫度，提升鍋爐的運(yùn)行效率。

2 降低排煙溫度的措施

2.1 鍋爐漏風(fēng)的治理措施

人是鍋爐工作效率的主導(dǎo)因素，想要降低鍋爐的排煙溫度、提升鍋爐的工作效率，首先需要的就是增強(qiáng)工作人員的節(jié)能消耗意識(shí)，在進(jìn)行工作的過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)鍋爐的巡視工作，強(qiáng)化鍋爐運(yùn)行過(guò)程中的檢查，檢查鍋爐運(yùn)行的是否合理及安全，對(duì)于出現(xiàn)消耗能源的事項(xiàng)需及時(shí)進(jìn)行治理，很多在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中不需要的孔門(mén)等可用磚將整個(gè)孔門(mén)進(jìn)行砌死處理，同時(shí)對(duì)于膜式水冷壁連接鰭片、水冷壁冷灰斗這樣容易出現(xiàn)漏風(fēng)的部位進(jìn)行密封處理，確保墻體的密封程度，減少爐膛漏風(fēng)的現(xiàn)象，提升整個(gè)鍋爐的工作效率。

還需加強(qiáng)對(duì)于制粉系統(tǒng)的漏風(fēng)處理工作，將原先的兩個(gè)鍋爐更換成封閉式的給煤機(jī)箱體，這樣的箱體能夠有效減少制粉系統(tǒng)漏風(fēng)現(xiàn)象，在運(yùn)行過(guò)程中需檢查給煤機(jī)的蓋板，在檢查完成后需及時(shí)將蓋板進(jìn)行關(guān)閉，確保給煤機(jī)內(nèi)不會(huì)進(jìn)入太多冷風(fēng)，影響鍋爐的工作效率，在整個(gè)制粉系統(tǒng)中，制粉系統(tǒng)內(nèi)部壓力較大的地方和密封工作做的不完善的地方常易出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象，同時(shí)漏風(fēng)量也較大，因此需在進(jìn)行木塊的清理工作后及時(shí)關(guān)閉木塊的分離器擋板，在整個(gè)制粉系統(tǒng)中煤粉和風(fēng)粉的管道若是出現(xiàn)磨損，甚至已磨穿了的現(xiàn)象，需對(duì)該部位進(jìn)行及時(shí)的修補(bǔ)或是更換，確保制粉系統(tǒng)的正常運(yùn)行，減少在制粉系統(tǒng)中出現(xiàn)的漏風(fēng)現(xiàn)象。

關(guān)于減少煙道的漏風(fēng)，可在企業(yè)日常修理工作中進(jìn)行煙道漏風(fēng)的堵風(fēng)工作，確保煙道的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，降低排煙的溫度。日常煙道檢查工作主要是檢查煙道板壁的連接處是否出現(xiàn)了漏風(fēng)現(xiàn)象，以及煙道的膨脹節(jié)是否出現(xiàn)漏風(fēng)，經(jīng)過(guò)堵漏之后的煙道，在外部的同等燃燒條件下氧氣量條件也一致，整個(gè)送風(fēng)機(jī)的出口總風(fēng)壓提升了300到500帕。由此可見(jiàn)，對(duì)整個(gè)煙道進(jìn)行堵漏的設(shè)計(jì)能有效增強(qiáng)鍋爐的燃燒率，同時(shí)也使整個(gè)鍋爐的送風(fēng)量增加，對(duì)于空氣預(yù)熱器來(lái)說(shuō)，也能有效增加其換熱量，降低了排煙的溫度，增強(qiáng)了鍋爐的工作效率。

2.2 加強(qiáng)燃燒的調(diào)節(jié)工作

劣質(zhì)煤的使用會(huì)導(dǎo)致整個(gè)鍋爐的燃燒效率降低，鍋爐內(nèi)的煤燃燒困難，需在進(jìn)行燃料管理過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)燃料的混合管理，確保燃燒材料的混合比例合理科學(xué)，確保煤的熱值符合相關(guān)燃燒標(biāo)準(zhǔn)。工作人員需要具備專(zhuān)業(yè)的技術(shù)知識(shí)和管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于即將投入到鍋爐中的煤質(zhì)需做到全方位的了解和掌握，進(jìn)行相應(yīng)的煤質(zhì)分析，分析的重點(diǎn)是煤的熱值情況和發(fā)熱量，以及含水量和灰分等級(jí)等，詳細(xì)的分析能幫助在后續(xù)的燃燒中根據(jù)具體的煤質(zhì)來(lái)進(jìn)行燃燒的調(diào)整，通過(guò)對(duì)煤質(zhì)的分析和不斷的燃燒試驗(yàn)調(diào)整，探索和創(chuàng)新出燃燒率最高的煤料燃燒方式，提升鍋爐的燃燒效率。

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和分析的過(guò)程中，除探索出最適合燃燒的煤料混合方式外，還需探索出配風(fēng)參數(shù)等影響燃燒的相關(guān)數(shù)據(jù)等。此外，還需加強(qiáng)對(duì)劣質(zhì)煤的使用效率，探索出劣質(zhì)煤的最高利用率，確保整個(gè)鍋爐內(nèi)煤粉和空氣的含量能相互適應(yīng)，保障各種燃燒原材料能夠在鍋爐內(nèi)充分的混合和燃燒，與空氣和氧氣能充分進(jìn)行接觸。此外爐膛內(nèi)應(yīng)保障溫度合理，在燃燒過(guò)程中保持高溫，提高鍋爐的燃燒效率。

鍋爐的加減負(fù)荷需嚴(yán)格按照操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，工作人員需了解加減負(fù)荷的工作原理，對(duì)爐膛內(nèi)的溫度和排煙的溫度及鍋爐內(nèi)的含氧量進(jìn)行詳細(xì)和全過(guò)程的跟蹤監(jiān)視，若在實(shí)際燃燒中其中的某項(xiàng)因素影響了整個(gè)鍋爐的燃燒率，需通過(guò)改變含氧量的方式來(lái)改變鍋爐內(nèi)的工作效率，此外還可通過(guò)改變空氣系數(shù)的方式來(lái)改變整個(gè)鍋爐內(nèi)的燃燒效果。在保障煤粉完全燃燒的基礎(chǔ)上可降低在爐膛出口處的氧氣含量，這樣的操作方式能有效降低鍋爐排煙的溫度。

綜上，除以上改善漏風(fēng)和加強(qiáng)燃燒調(diào)節(jié)的方式外，還可采用降低一次風(fēng)率的操作來(lái)降低鍋爐排煙的溫度，一次風(fēng)率對(duì)于提升整個(gè)鍋爐的工作效率的作用也是很重要的，想要確保一次風(fēng)率是合理的，需選擇性質(zhì)合適的煤。同時(shí)還可加強(qiáng)對(duì)爐膛內(nèi)火焰中心高度的管控來(lái)控制排煙的溫度，就可在科學(xué)合理的范圍內(nèi)適當(dāng)增加下層燃燒器的出力，同時(shí)減少對(duì)上層燃燒器的出力，通過(guò)這樣的方式來(lái)降低整個(gè)火苗的中心，從而降低排煙的溫度，達(dá)到提升鍋爐工作效率的目的。