DOC《锅炉排烟温度高的原因分析及治理》

锅炉排烟温度高的原因分析及治理 关玉龙 周栋 相天成 万新福 海金山 (中国电力姚孟发电有限责任公司) 摘要:本文对平顶山姚孟发电有限责任公司的#2锅炉排烟温度偏高原因进行了认真分析,对#2炉主要漏风点进行治理,及对燃烧和制粉系统进行优化调整后,#2炉排烟温度由186℃左右下降至169℃左右,锅炉排烟损失减少了1%.

关键词:排烟温度 漏风 燃烧 平顶山姚孟发电有限责任公司#2炉系上海锅炉厂生产的SG-1000-170-555/555-4型直流锅炉,1980年投产.该炉采用钢球磨中间储仓式制粉系统,干燥剂送粉;

燃烧器采用直流燃烧器,

一、二次风间隔布置,二次风有作为燃料风的周界二次风和辅助二次风组成;

燃烧方式采用双炉膛切向燃烧方式,每个炉膛四组燃烧器共切一假想直径为φ500mm的切圆. 因设计和机组老化等原因,进入夏季后,#2炉排烟温度曾经达到180℃以上,严重影响了机组的运行经济性.在对锅炉运行状况认真分析,并采取各项技术措施后,锅炉排烟温度由最高时的186℃下降至167~169℃,锅炉效率提高1%,供电煤耗降低了4g/kwh.

1 锅炉排烟温度高原因分析 1.1 炉本体及制粉系统漏风 炉本体及制粉系统漏风是排烟温度升高的主要原因之一.炉膛出口过量空气系数可表示为: α1 =α1+αzf+αlf+βky 1) 式中 α1 炉膛出口过量空气系数;

α1炉膛漏风系数;

αzf制粉系统漏风系数;

αlf一次风中掺冷风系数;

βky 空气预热器出口过量空气系数. 由式(1)可知:在炉膛出口过量空气系数不变的情况下,炉膛及制粉系统漏风将使送风量下降,空气预热器的传热系数K下降.送风量下降又使空气预热器出口热风温度升高,传热温差下降.K及传热温差的下降均使空气预热器的吸热量降低,导致排烟温度升高.另外,空气预热器前部的烟道漏风也使烟温下降,传热温压降低,使受热面的吸热量下降,排烟温度升高. #2炉本体及制粉系统主要漏风点有: ⑴ 甲、乙侧捞渣机两头浸水档扳未关严,漏风严重. ⑵ 甲、乙侧低温过热器入口联箱过墙,漏风严重. ⑶ 甲、乙侧低温再热器入口联箱过墙处,漏风. ⑷ 甲侧低温过热器、低温再热器、省煤器人孔门关不严,漏风. ⑸ #3制粉系统粗粉分离器出口管处磨烂,漏风严重. ⑹ #1~4给煤机入口处,漏风严重. 1.2 锅炉燃烧状况不良,燃烧效率下降 #2锅炉运行最佳氧量为4%.氧量增大,锅炉排烟损失增大,氧量减小,锅炉机械未燃尽损失增大.观察#2炉燃烧工况,燃烧状况不太理想:火焰颜色发暗,炉膛平均温度偏低.测量炉膛出口氧量进行时,甲侧氧量为2.7%,比盘上氧量指示4.2%小1.5%. 表1 盘上与就地氧量值对照 项目 盘上氧量表指示值% 就地测量值% 甲炉膛4.2 2.7 乙炉膛3.5 3.2 从表中看出,甲炉膛出口氧量2.7%,乙炉膛出口氧量3.2%,因炉膛出口至氧量测点间的烟道有漏风点,炉膛出口实际氧量更小,炉膛燃烧风量不足,一方面锅炉燃烧效率降低,锅炉机械未燃尽损失增大,另一方面通过空气预热器的风量减小,锅炉排烟温度升高.

2 #2锅炉排烟温度高的治理 2.1 消除炉本体与制粉系统漏风 经治理,消除了炉本体及制粉系统主要漏风点: ① #3制粉系统粗粉分离器出口管磨漏处进行补焊,漏风消除. ② 甲/乙侧捞渣机两头浸水挡板关上,并用铁丝进行固定,漏风消除. ③ 甲/乙侧低温过热器入口联箱过墙处、甲/乙侧低温再热器入口联箱过墙处等漏风地点用保温棉进行堵塞,漏风消除. 2.2 进行燃烧优化调整试验 锅炉燃烧调整前,热工人员检查甲侧氧量测点,发现甲炉膛氧化锆有问题,并对其更换. 根据运行经验及1999年3月河南电力试验研究所《姚孟电厂#2炉#2制粉系统优化调整试验报告》,甲乙炉膛两侧风量分配不均,乙侧风量偏大.燃烧调整首先调平甲乙炉膛风量,对总风门进行了调整,乙炉膛总风门关小节流,保持甲乙炉膛风量平衡,调整后的总风门开度见表2. 表2 #2锅炉调整前后的总风门开度 火嘴1角 2角 3角 4角 5角 6角 7角 8角 总风门 调前

100 100

100 100

100 100

100 100 调后

90 90

100 100

70 70

60 60 甲乙炉膛燃烧缺风,增加炉膛送风量,将送风机电流由60A加到63A,炉膛出口氧量由2.4%/3.5%,上升到3.2%/4.0%,炉膛的燃烧状况得到很大改善,见表3. 表3 #2锅炉燃烧调整前后参数对比 项目单位 调整前工况1 调整后工况2 机组负荷 MW

270 270 吸风机电流 A

160 165 送风机电流 A

60 63 炉膛出口氧量 % 2.4/3.5 3.2/4.0 高过后烟温 ℃ 750/760 760/770 #2炉燃烧可视化系统 火焰图像 - 较暗 较明亮 炉膛平均温度 ℃ 1260左右 1360左右 CCD探头积灰情况 - 甲乙CCD探头积灰较严重 甲乙CCD探头积灰改善 由表中可以看出,炉膛风量增加后,炉膛内燃烧工况得到了很好改善,燃烧效率提高,炉膛火焰图像较明亮,炉膛平均温度提高,甲乙CCD探头积灰情况明显改善. 2.3 进行系统优化,低负荷时停运#4排粉机 在对已知的漏风点进行处理后,根据#2锅炉运行经验,正常情况下制粉系统运行方式一般为三台磨煤机运行,一台磨煤机备用.磨煤机停运时,为保持排粉机入口温度不超过120℃,在排粉机入口处掺入冷风.磨煤机运行时,在磨煤机入口处掺入冷风.据计算,单台磨煤机运行时从磨入口漏入的冷风量为14793.7 Nm3/h.若能采取有效措施,实现锅炉低负荷时一台排粉机停运,将使锅炉漏风率减少,排烟温度进一步降低. 2005年10月,姚孟发电有限责任公司技术人员对#2锅炉低负荷停运#4排粉机的可行性进行了分析和试验研究后,实现了#2炉低负荷时(240MW基本负荷)停运#4排粉机,#4排粉机停运后的锅炉排烟温度比停运前降低了10℃左右. 2.4 磨煤机停运后,提高排粉机出口温度 2006年4月,我公司对#2炉制粉系统停运后,提高排粉机入口风温限制值(由120℃提高至145℃)可行性进行了分析和试验研究工作.经过分析和试验研究,#2锅炉的排粉机出口温度(磨停运后)由120℃提高至145℃,减少了制粉系统冷风,降低排烟温度3~5℃. 2.5 减少制粉系统冷风使用量 为减少制粉系统和锅炉冷风使用量,姚孟发电有限责任公司技术人员对制粉系统运行方式进行了优化:制粉系统的一次风压控制在3.0~3.5kPa,磨煤机出口温度控制在68~70℃,制粉系统冷风门尽量多使用再循环风量,减少制粉系统冷风使用量.

3 #2炉排烟温度高治理效果 经治理,#2炉排烟温度由185℃下降至169℃,降幅达16℃,现基本维持在169℃左右.同时消除漏风,燃烧优化调整,低负荷停运#4排粉机,制粉系统停运后提高排粉机出口温度等,改善了炉膛内燃烧,提高了燃烧效率. 表4 治理情况及结果 治理前治理结果锅炉本体漏风甲侧捞渣机浸水档扳未关严,漏风严重 已消除 乙侧捞渣机浸水档扳未关严,漏风严重 已消除 甲侧低温过热器入口联箱过墙处有一个大洞,漏风严重 已消除 乙侧低温过热器入口联箱过墙处,漏风 已消除 甲侧低温再热器入口联箱过墙处,漏风 已消除 乙侧低温再热器入口联箱过墙处,漏风 已消除 制粉系统漏风 #3制粉系统粗粉分离器出口管处磨烂,漏风严重 已消除 #1~4给煤机入口处,漏风严重 已进行技改解决 #1~4木屑分离器检查孔处,漏风 已消除 #1~4制粉系统回粉管第一道锁气器检查孔,漏风 已消除 制粉系统优化 低负荷时停运#4排粉机 已实现 磨煤机停运后,提高排粉机出口温度(由120℃提高至145℃) 已实现 进行制粉系统运行方式的优化 已实现 治理前排烟温度:186℃ 现排烟温度: 169℃ 实际降低排烟温度平均值:16℃ #2炉平均排烟温度降低16℃,锅炉效率提高1%以上,发电煤耗下降4g/kwh,按#2机组每年发电量18亿度计算,则每年可节约标准煤7200吨,每吨标准煤按市场价250元计算,可年节约生产成本180多万元. 同时,炉膛内燃烧工况的改善,燃烧效率提高,高温过热器受热面工作环境得到一定改善,甲侧高过受热面第

5、

6、7点壁温,降低了10℃左右,提高了锅炉运行的安全性(见表5). 表5 甲侧高温过热器壁温治理前后对比(单位:℃) 第5点第6点第7点 治理前

584 576

565 治理后

568 556

549 燃烧工况改善后,燃烧效率提高,炉渣和飞灰可燃物也下降,锅炉机械不完全燃烧损失降低,锅炉运行的经济性也将得到提高.

4 总结 本文从分析#2锅炉排烟温度偏高的原因入手,对影响#2锅炉排烟温度的主要因素进行了分析.接着针对这些因素,采取了堵漏风,进行燃烧优化调整,和制粉系统优化调整,低负荷时停运#4排粉机,提高排粉机出口温度等方法,对其进行了治理.治理后的排烟温度比治理前降低了16℃,锅炉效率提高了1%以上,同时炉膛内燃烧工况有了很好改善,甲侧高温过热器的工作环境得到改善,第

5、

6、7壁温降低10℃左右. 参考文献 [1] 河南电力试验研究所. 姚孟电厂#2炉#2制粉系统优化调整试验报告.1999.3. [2] 浙江大学.姚电#2炉降低排烟温度技术研究.1999.10. [3] 樊泉桂,魏铁铮,王军.火电厂锅炉设备及运行.北京:中国电力出版社,2001. ........