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瑞明电厂1号炉排烟温度高原因分析

作者：佚名文章来源：技术论文点击数：更新时间：2008-10-13 8:54:56

    瑞明电厂1号炉为SG－420/13．7－M418 A，420t/h一次中间再热自然循环超高压燃煤汽包炉，采用四角切圆燃烧方式，按烟气流向分别布置前屏、后屏、对流过热器，低温过热器由顶棚、后包复和侧墙过热器组成，高、低温再热器分别布置于水平烟道及尾部烟井，尾部烟井上部由隔墙省煤器分隔成两个烟道，主烟道设置低温再热器，旁路烟道设置旁路省煤器，后烟井下部为主省煤器。该炉有2台直径6．7 m容克式空气预热器，制粉系统采用中间储仓式乏气送粉，配2台DTM350/600型球磨机。主要设计参数如下：过热蒸汽流量420 t/h；过热蒸汽压力13．7 MPa；过热蒸汽温度540℃；再热蒸汽进口温度324℃，出口温度540℃；给水温度240℃；热风温度310℃；排烟温度146℃；设计煤种为烟煤，低位发热量20．306 MJ/kg。
1 运行情况
　　1号炉于1995年7月18日投产，投运后不久出现排烟温度偏高现象，从1996年至今，机组正常运行，带满负荷时排烟温度达175～185℃，高于设计值30～40℃ ，锅炉历年运行情况见表1所示。
　　从表1可知，省煤器前、空预器前的烟温与设计值基本相符，略低于设计值，即锅炉受热面足够冷却烟气，烟温降与设计值相符。由于空预器换热元件，即波纹板清洁程度、堵灰、腐蚀情况较好，故传热系数、换热面积基本不变，但空预器出口烟温（排烟温度）明显高于设计值，因此，引起空预器出口烟温高即排烟温度高的原因则在于其烟风量的变化。
2 原因分析
2.1 制粉系统运行方式的影响
    a）“双磨双排”运行方式
　　按设计状态，锅炉满负荷时，投用2套制粉系统，即“双磨双排”运行方式。从空预器出来的热风（约300℃）干燥煤后得到冷却，此时若风温高于75℃，需掺入适量冷风，保持磨煤机出口风温不高于75℃(规程要求)，经排粉风机输送煤粉入炉燃烧。锅炉在设计状态时，一、二次风来自空预器的出口热风，实际运行时，在“双磨双排”运行方式，空预器风温升，烟温降，与设计基本相符，排烟温度略高于设计值。

     b）“单磨双排”运行方式
　　当粉仓处于高粉位或有1台磨煤机检修时，即停运一台磨煤机，在负荷较高时，投入煤粉量较多，仍需相应2台排粉风机运行，即“单磨双排”的运行方式。停用一台磨煤机后，从空预器出来干燥煤的热风量少了，相应的乏气量不满足输粉要求，势必另外增加冷、热风混合后75℃的空气作补充，即增加了冷风掺入主一混合这一过程。
　　根据有关公式计算得到旁路冷风占空预器出口风量的20%～23%，即“单磨双排 ”运行时，至少20%的旁路冷风不经空预器而直入炉膛，在烟量、进口烟温不变的情况下，空预器的风量相应减少了20%，必然导致排烟温度上升。根据空气预热器风量变化情况，对其4个工况的热力过程进行核算    从核算的结果来看，在工况1，3和工况2，4中，其烟量、进口烟温、进口风温等基本相近，工况3，4的风量比工况1，2的风量减少20%，经核算，工况3，4比相应的工况1，2的空预器出口烟温（排烟温度）上升约28℃，也就是说，“单磨双排 ”运行时，由于旁路冷风减少20%，造成空预器吸热锐减，使排烟温度明显上升。
2.2 制粉系统裕量的影响
　　锅炉额定负荷时，燃用设计煤种燃料的消耗量为63．7 t/h，单台磨煤机出力为33 t/，制粉系统的裕量为3．5%，因此，在煤种偏差不大的情况下，锅炉处于额定负荷时，制粉系统采取“双磨双排”的方式运行，锅炉排烟温度基本与设计值相符。从1997年对该炉进行的制粉系统调整试验可知，当磨煤机钢球装载量在90%～95%范围内，给煤机转速1 100 r/min，单磨制粉出力可达52～57 t/h，此时的煤粉细度基本在10%～18%，制粉电耗较低。运行人员根据试验数据，在排粉风机风压允许情况下，调整制粉系统的运行，单台磨煤机出力可达50 t/h，制粉系统裕量高达50%，在实际运行中机组有30%的运行时间采用“单磨双排”的运行方式，同时，由于目前燃煤热值达21．77～22．19 MJ/kg，比设计值20．36 MJ/kg高10%，使制粉系统的裕量更大，采用“单磨双排”的运行方式时间更多，从而导致排烟温度常常处于“居高 ”状态。
2.3 制粉系统漏风的影响
　　根据1997年进行的制粉系统调整试验可知，在“双磨双排”运行时，制粉系统的漏风率达25%～30%，远高于设计值15%，这股冷风也造成空预器风量的减少，这是“双磨双排”运行时排烟温度同比高出约10℃的重要原因。
　　从以上分析可知：乏气送粉系统的运行方式对排烟温度有很大的影响，当采用“单磨双排”运行时，旁路冷风至少占出口风量的20%，这股冷风不经空预器而直接进入炉膛，造成空预器风量锐减，严重影响了空预器的热交换过程，烟气得不到足够的冷却，使排烟温度明显高于设计值，因此乏气送粉系统的“单磨双排”运行方式是排烟温度大辐度上升的主要原因，此外，本炉采用的是中间储仓式乏气送粉,配置两套磨煤机，根据其特点，当有一台磨煤机故障停运时，不可避免要采用“单磨双排”的运行方式，同时制粉系统的裕量非常大，达50%，使“单磨双排”的运行时间占据相当大的比例，从而导致排烟温度居高不下。
3 结束语
　　a）对于乏气送粉系统，因“单磨双排”的运行方式不可避免，大量旁路冷风直入炉内，造成空预器的风量明显减少，严重影响空预器的热交换过程，因此，在锅炉热力设计计算时，应把“单磨双排”的运行作为一个校核工况，对各段受热面包括锅炉受热面、空预器传热面积进行校核计算、调整，使排烟温度在制粉系统处于“单磨双排”运行时不致过高。
　　b）制粉系统的裕量过大，使“单磨双排”的运行时间过多，导致排烟温度居高不下，从这点考虑，其裕量不宜过大；本制粉系统为中间储仓式，当一台磨故障停运时，粉仓存粉还可维持满负荷运行约4 h，从这点考虑，其裕量也不需过大。因此，其裕量按设计规范一般在10%即可。
　　c）加强对制粉系统的风门严密性及漏风情况检查处理，减少冷风泄漏量。

参考文献

［1］宋贵良．锅炉计算手册［M］．辽宁：辽宁科学技术出版社，1995.

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