锅炉排烟温度高对汽温的影响及汽温调节手段

陈强强 李建新

摘要：锅炉汽温是火电厂运行质量的重要指标之一，汽温过高或过低都会显著地影响电厂的安全性和经济性。本文分析了锅炉排烟温度高对汽温的影响及汽温调节手段。

关键词：锅炉排烟温度；汽温；影响

锅炉汽温是发电厂安全经济运行所必须监视与调整的主要参数之一，锅炉汽温度直接影响到机组的安全性与经济性。汽温过高，金属热应力增加，承压部件蠕胀速度加快，管道涨粗，强度降低，引发爆管。汽温过低，机组经济性降低；汽机排汽湿度增大，影响末级叶片安全运行；汽机发生水冲击，造成重大恶性事故。

一、汽温的控制与调节

1.汽温监视。（1）在监视受热面集汽联箱出口汽温的同时，绝对不能忽视对各级减温器前后温度的监视，根据蒸汽根源的变化趋势做出最终结果的预测，不能仅看最终参数的变化，其过程量必须给予高度重视。（2）要充分了解和掌握各级减温器出入口温度和受热面管壁温度及受热面集汽联箱出口温度之间的变化关系。（3）锅炉副操调整人员必须明确监盘目的，树立协助主操共同维护机组稳定运行的思想意识，不能各自为战，不能来去自由，其调整必须做到主操放心。（4）锅炉主操人员在调整燃烧的同时，不能忽略对锅炉主要参数的监视，对减温水调门的状态必须了解，尤其各路电动分门状态，必须提高全局掌控的能力。（5）监盘时要分清主次，要抓住重点，不要频繁翻看画面，要掌握各系统之间的连带关系，培养用主画面内的相关参数判定相关系统是否正常的能力，例如通过各级受热面出口汽温判断管壁温度，通过两侧汽温差判定烟温差，通过燃烧画面内相关参数判断给煤及排渣系统的基本运行情况等。

2.汽温控制。（1）要充分认识到稳定的燃烧是汽温稳定的基础。（2）要充分认识到汽温变化滞后的特性，认真监视，正确分析，提前调整。（3）必须掌握主、再热器汽温特性，全面掌握汽温调整方法。（4）应认识到汽温的控制有阶段之分，根据运行工况的变化进行不同调整，根据影响因素决定当前温度控制水平，例如入炉煤质发热量大幅增加、大幅度涨负荷、投停高加、启停给煤线等等，均应适当降低床温控制水平，待操作结束、稳定后再恢复至正常调整水平。（5）主副操的协调配合：当燃烧工况有较大变化时，主操人员应提醒副操人员注意调整；当汽温调整出现困难时，副操人员应及时向主操人员汇报，协调处理。

二、排烟温度高的理论分析及解决措施

1.漏风。漏风是指炉膛漏风、制粉系统漏风及空预器入口前烟道漏风，是排烟温度升高的主要原因之一，是与运行管理、检修以及设备结构有关的问题。炉膛漏风主要指炉顶密封、看火孔、人孔门及炉底密封水槽处漏风；制粉系统漏风指备用磨煤机风门、挡板处漏风；空预器入口前烟道漏风指氧量计前尾部烟道漏风。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（即通过空预器的送风量）下降，空气预热器的传热系数K下降。此外送风量下降也使得空气预热器出口热风温度升高，空气预热器的传热温压下降，而K及传热温压的下降使空气预热器的吸热量降低，最终使排烟温度升高。

2.掺冷风量多。一次风中掺冷风和漏风一样，在炉膛出口过量空气系数不变的情况下，一次风中掺冷风使得流过空气预热器的热风减少，空气预热器吸热量降低，导致排烟温度升高。造成一次风中冷风量用得多的原因有以下方面：目前国产锅炉机组，往往在设计时认为进入炉膛的风量中，除炉膛及制粉系统漏风外，都是通过预热器的这一概念所造成。实际上制粉系统在运行时，要掺入部分冷风，以保持一定的磨煤机出口温度，结果使通过预热器的风量小于设计值，因而导致排烟温度升高。（1）磨煤机出口温度。为保证安全运行，通常对磨煤机出口温度有所限制，烟煤直吹式时不超过80℃。另一方面，锅炉设计时热风温度的选择主要取决于燃烧的需要，所选定的热风温度往往高于所要求的磨煤机入口的干燥剂温度，因此要求在磨煤机入口前掺入一部分温度较低的介质，磨煤机出口温度控制的越低，则冷一次风的比例越大，即流过空预器的风量降低，引起排烟温度升高。在炉膛不结焦及制粉系统安全的前提下，可适当提高一次风风粉混合物的温度，减少冷风的掺入量。磨煤机出口温度不易过高是为了防止挥发分爆燃，对于挥发分较高的烟煤，挥发分大量析出的温度要在200℃左右，因此，磨煤机出口温度的提高是有一定潜力的。（2）一次风率。磨煤机实际运行中，在保持一定的磨煤机出口温度下，一次风量越大，则其中冷一次风量也增大，同时，会造成送风量的降低，从而导致排烟温度升高。一次风率过高时，为达到风粉混合物着火温度所需的吸热量就要多，着火时间就延长；煤质挥发分高时，需助燃氧气较多，就需要较高的一次风率。一般烟煤一次风率在25%～45%之间。制粉系统使用的干燥剂为热风加冷风，当一次风率增加时，为控制磨煤机出口温度或排粉机进口温度不超限，必然使冷风量增加，在炉膛出口过量空气系数不变的前提下，流过空气预热器的热风量减少，排烟温度升高。试验证明，一次风率与排烟温度近似成线性关系，其斜率K与一次风中所用冷风量大小有关。一次风率每增加1%，排烟温度增加1～1.1℃。降低一次风率是降低排烟温度的有效措施。但需注意：一次风率降低，一次风速跟着降低，一次风速太低，可能使一次风管内积粉。为此须尽可能地使同层一次风中风速相同，为最大限度地降低一次风率创造条件。通常锅炉冷态所做的一次风速调平，只是调节煤粉混合器前的节流孔板，使并列的管道在纯空气流动状态达到阻力等，但这并不能做到锅炉正常运行时，同层一次风管内流速相等。这是因为送粉管道的阻力与煤粉浓度有关，它随着煤粉浓度的增加而增加，且增幅相对较大。解决问题的办法是，在煤粉混合器后管道上增加一节流缩孔，在冷态一次风调平后，再在投粉后，调节该节流孔板，使同层一次风管的流速相同。降低一次风率的另一主要方法是随负荷不同而增减燃烧器，停用部分燃烧器后，不仅可减少一次风率而且使火焰集中，低负荷时稳定燃烧。

3.受热面积灰。受热面积灰指锅炉受热面积灰、结渣及空预器传热元件积灰，锅炉受热面积灰将使受热面传热系数降低，锅炉吸热量降低，烟气放热量减少，空预器入口烟温升高，从而导致排烟温度升高；空气预热器堵灰则使空气预热器传热面积减少，也将使烟气的放热量减少，使排烟温度升高。炉膛积灰厚度由1mm增加到2mm时，传热量减少28%，当受热面有3mm积灰就可造成炉膛传热量下降近40%，相应炉膛出口烟温升高近600℃。

4.受热面结焦。（1）操作不当，火焰偏斜，一次风速过高。（2）由于锅炉严重超负荷，锅炉容积热负荷过大，使炉膛温度过高，灰粒到达水冷壁壁面和炉膛出口时还不能得到足够的冷却，从而造成结焦，影响受热面内冷却介质吸热，使炉内温度更高，形成恶性循环，使排烟温度升高。

5.空预器入口风温高。在夏天，空气预热器入口风温高，空气预热器传热温差小，烟气的放热量就少，从而使排烟温度升高。同时制粉系统需要的热风减少，流过空预器的一次风减少，排烟温度升高，这属于环境因素，是难以克服的，若增加过多的受热面，降低空预器入口烟温，则冬季时，排烟温度会低于露点值，为防止空预器低温腐蚀，必须投入暖风器，来提高排烟温度，这样，辅汽损失会增大，所以要根据环境温度变化的规律，综合考虑设计布置受热面。

综上所述，排烟热损失是锅炉热损失中最大的一项，影响锅炉排烟温度的因素有很多。除了设计原因、环境因素及燃料性质较难克服外，其余影响因素可以在运行中加以控制。

参考文献：

[1]李岩.火电厂锅炉排烟温度高影响因素的分析.哈尔滨锅炉厂有限责任公司，2018（7）.

[2]王文．锅炉排烟温度高的影响因素及采取的措施［J］．2018，26(4):20－23．