排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项,一般是送入炉膛热量的6%,排烟温度每增加12~15℃,排烟热损失就增加0.5%。所以排烟温度是锅炉运行最重要的指标之一。
下面列出几个有可能导致炉膛排烟温度升高的原因:
1、受热面结渣、积灰。无论是炉膛的水冷壁结渣积灰,还是过热器、对流管束、省煤器和预热器积灰都会因烟气测的热阻增大,传热恶化使烟气的冷却效果变差,导致排烟温度升高。
2、过量空气系数过大。正常情况下,随着炉膛出口过量空气系数的增加,排烟温度升高。过量空气系数增加后,虽然烟气量增加,烟速提高,对流放热加强,但传热量增加的程度不及烟气量增加的多。可以理解为烟速提高后,烟气来不及把热量传给工质就离开了受热面。
3、漏风系数过大。负压锅炉的炉膛和尾部竖井烟道漏风是不可避免的,并规定了某一受热面所允许的漏风系数。当漏风系数增加时,对排烟温度的影响与过热空气系数增加相类似。而且漏风处离炉膛越近,对排烟温度升高的影响就越大。
4、给水温度。当汽轮机负荷太低或高压加热器解列时都会使锅炉给水温度降低。一般说来,当给水温度升高时,如果维持燃料量不变,省煤器的传热温差降低,省煤器的吸热量降低,使排烟温度升高。
5、 燃料中的水分。燃料中水分的增加使烟气量增加,因此排烟温度升高。
6、锅炉负荷。虽然锅炉负荷增加,烟气量、蒸汽量、给水量、空气量成比例地增加,但是由于炉膛出口烟气温度增加,所以使排烟温度升高。负荷增加后炉膛出口温度增加,其后的对流受热面传热温差增大,吸热量增多,所以对流受热面越多,锅炉负荷变化对排烟温度的影响越小。
7、燃料品种。当燃用低热值煤气时,由于炉膛温度降低,炉膛内辐射传热减少,低热值煤气中的非可燃成分,主要是N2、CO2、H2O较多,使烟气量增加,所以排烟温度升高。煤粉炉改烧油以后,虽然烧油时炉膛出口过量空气系数较烧煤时低,但由于燃料油中灰分很少,更没有颗粒较大的灰粒,不存在烟气中较大灰粒对受热面的清洁作用,对流受热面污染较严重。所以燃烧不好,经常冒黑烟的锅炉排烟温度升高。当尾部有钢珠除灰装置时,由于尾部较清洁,排烟温度比烧煤是略低。
8、制粉系统运行方式。对闭式的有储粉仓的制粉系统来讲,当制粉系统运行时,由于燃料中的一部分水分进入炉膛,炉膛温度降低和烟气量增加,制粉系统运行时漏入的冷空气作为一次风进入炉膛,流经空气预热器的空气量减少,使排烟温度升高。反之,当制粉系统停运时排烟温度降低。
随着锅炉运行时间越长,越容易出现排烟温度过高的问题。以下是几种典型的引起排烟温度高的因素,
具体分析某台锅炉排烟温度升高原因时,可能是以下几种型式的综合(排列顺序按出现频次):
1、空气预热器换热不足型
通过对大量锅炉调查发现,空预器换热不足是引起锅炉排烟温度升高的主要原因,部分电厂空预器换热不足对排烟温度的影响高达20℃。
空预器换热不足的主要原因有两个方面:空预器受热面积偏小和空预器运行积灰烟气流速不够空预器横截面积过大影响换热。尤其是空预器积灰,大部分电厂都存在这种问题,随着运行时间增加,空预器阻力明显升高,空预器蓄热片也存在磨损、腐蚀、堵塞等一系列问题,影响空预器换热。
2、锅炉掺冷风量大型
锅炉掺冷风量大型排烟温度升高的锅炉主要有:采用干除渣系统锅炉、制粉系统冷风量大的锅炉。部分电厂锅炉掺冷风影响排烟温度达到10~15℃。
在采用干除渣系统的锅炉中,大部分存在通过干除渣系统的冷风量偏大,其漏风对于排挤空气预热器空气过流量具有负面影响。部分电厂制粉系统燃用高挥发分烟煤时,为控制磨煤机后温度,需掺入大量冷风,部分电厂一次风运行风速高,一次风量大时也会增加冷风量,对于排挤空气预热器空气过流量也具有负面影响。
3、煤种变化后锅炉烟气量大型
此种类型问题集中并典型的反映在大比例掺烧高水分褐煤的烟煤锅炉,辽宁某厂600MW机组锅炉掺烧褐煤后影响排烟温度升高20℃以上。
4、锅炉尾部受热面积灰型
锅炉尾部受热面积灰也是锅炉普遍存在的问题,从而导致锅炉换热能力下降,并引起各段受热面吸热量下降,各段受热面后烟温达不到设计值,影响排烟温度升高,典型特征是空预器前烟温逐渐升高。
5、运行调整不当型
部分电厂由于燃烧调整方式不当,引起炉膛燃烧工况恶化,炉膛出口温度升高,最终影响排烟温度升高,所以,新投产锅炉需要进行锅炉燃烧调整工作,使锅炉燃烧达到优化,最低限度降低由于运行调整不当影响的排烟温度升高。
6、磨煤机运行台数影响型
由于国内煤炭市场影响,大部分锅炉燃煤热值低于设计值,磨煤机运行台数增加,影响排烟温度升高,增加1台磨煤机,排烟温度约升高5℃。