锅炉排烟温度与锅炉效率的关系

摘 要：本文从热电厂锅炉排烟温度升高的原因进行分析，排烟温度的高低直接关系着热电厂的经济效益，通过了解锅炉排烟温度升高的因素分析，为锅炉运行和设计提供一些参考，从而有效的提高锅炉热效率，进而提高热电厂的经济效益。

关键词：热电厂 热损失 锅炉效率 热损失 排烟温度

提高电厂的热经济性，应设法降低电厂的放热损失。火电机组主要有两项热损失，一是汽轮机系统的排汽冷凝放热，从热力循环上看，对凝汽式机组而言，这项热损失是无法避免的；二是 锅炉的排烟热损失，锅炉的排烟量越大、排烟温度越高，该项损失就越大。影响锅炉效率主要有排烟热损失和燃料未完全燃烧熱损失，燃料未完全燃烧热损失主要与燃料的物理和化学特 性、燃烧设备以及然料与空气的混合过程有关， 本文就排烟温度与锅炉效率和电厂经济性之间的关系、对燃用不同煤种的锅炉排烟温度的合理选取、以及锅炉在实际运行中排烟温度偏高等问题作简单讨论和分析。

1、排烟温度与锅炉效率和电厂经济性的关系

分析排烟温度高低对锅炉效率和电厂经济性水平影响，首先应了解锅炉效率与电厂经济性之间的关系。两者的关系通常可用供电煤耗值来表示：

NTHR------------汽轮机净热耗

η----------------锅炉效率 %

APR ----------------辅机用电率 %

F ----------------------电厂供电煤耗值

-----------------标准煤的低位发热值

从 （ 1 ） 式可看出，供电煤耗值在汽轮机净热耗与厂用电率不变时，随锅炉效率的增加而降低。因而，若使整个电厂的热经济性处于较高的水平，锅炉一定要具有较高的热效率。当前我国大机组的经济性落后于国际先进水平，除了汽轮热耗较大原因外，锅炉效率较低 也是影响因素之一。

2 排烟温度与锅炉效率的关系

锅炉效率的大小取决于燃料的种类和成份、燃烧时的过量空气系数、空气预热器进出口温度 等，计算锅炉效率通常有输入一输出计算法 （正平衡方法）和热损失计算法 （ 反平衡方法 ）。正平衡法不适合大型机组计算，先就热损失法计算加以叙述。采用热损失法计算时，必须先计算以后下这些热损失：①干燃烧产物的热损失；②由空气中水分引起的热损失；③由燃料中水分引起的热损失④由燃料中的氢燃烧后所生产的水分引起的损失⑤由未燃尽的可燃物引起的损失⑥向周围的热辐射的热损失⑦其他的热损失。

1）至（4）就是通常所指的是热损失q2 ，锅炉效率与排烟温度两者的关系如下。（1）干燃烧产物热损失是排烟热损失中最大的一项，干燃烧产物热损失的百分比可按下式计算

式中Ldr ------------------干燃产物热损失百分比%

pd-----------------气体干燃产物，燃烧产物总量减去水蒸气量，kg/106kj

Tg------------------排烟温度，℃

Ta-----------------基准温度，℃ 通常为20℃

（2）由空气中的水分引起的热损失，这个与锅炉所在地理位置有关

式中La--------------有空气中水分引起的热损失百分比，%

Wa---------------燃烧空气空气中的水分，由锅炉所在地点的环境温度和相对湿度一级参加燃烧的空气量确定kg/106kj

（3）燃烧中水分热损失

式中Lf--------------燃烧中水分引起的热损失百分比，%

Wc-------------燃料中的水分含量 ，kg/106kj

Tg------------------排烟温度，℃

Ta-----------------基准温度，℃ 通常为20℃

以上式中可以看出排烟温度与锅炉热损失有直接关系，当排烟温度升高时，热损失增大，锅炉效率随之降低。数据分析，排烟温度每升高20℃，锅炉效率降低约1%。

2.2 运行过程中排烟温度偏高的原因

实际运行过程中，除了设计计算不当和实际燃料与设计燃料性质有差距是造成排烟温度偏高的主要因素，排烟温度过高还与以下因素有关系。①受热面的积灰对排烟温度的影响：受热面的积灰使烟气与受热面之间的传热受阻增加，传热量减少，炉膛蒸发受热面和灰尘会使炉膛内的辐射热减小而导致炉膛出口烟气温度升高，使得对流区的受热面温度升高，而处于水平烟道和尾部烟道中的受热面有积灰，也会导致烟气温度升高，受热面传递效率降低。无论是炉膛区域还是对流区域，积灰过多，都会使得排烟温度升高。实际运行过程过程中，炉膛内积灰是不可避免的，锅炉在设计的过程过程中，设计师也会根据燃料的性能和结渣特点设计合理的炉膛尺寸和对流受热面。电厂在运行过程中还会在受热面安装吹灰设备，防止炉膛积灰过多，保证锅炉正常运行。②锅炉漏风对排烟温度的影响，国内一般锅炉的通风方式都是采用平衡通风方式，炉膛和烟道系统都处于负压状态，因此，炉膛和对流烟道的严密性对排烟温度有着很大的影响，冷空气的进入使得过量空气系数增加，其结果使得排烟量和排烟温度都增加，漏风点的位置越靠近炉膛，影响越大，。漏风会减低炉膛的温度，增加了烟气的流量，使得烟气的温度下降，受热面的传热量减少，排烟温度就会上升。计算结果表明如果炉膛中漏风系数每增加10%，排烟温度会上升10℃，对流烟道系数每增加10%，排烟温度会上升6℃。③锅炉运行系数对排烟温度的影响，相同容量的前提下，锅炉给水温度增加，使得炉膛中净热输入量下降，燃料燃烧产生的烟气质量流量都会下降，过热器、再热器吸热量降低，各级受热面出口烟气温度上升。此外，给水温度的增加也会造成省煤器的温压下降，使得预热器进口烟气温度上升，导致排烟温度升高。锅炉制粉系统对排烟温度也有一定的影响，热电联产企业中，当锅炉制粉系统运行和调整不良时，会导致排烟温度升高，锅炉热效率下降，排烟温度也因此升高。这是由于从磨煤机入口至排粉机入口，管道和粗细口分析器均处于负压状态，此区段内各元件如果连接处或孔门处不严密，冷空气就会进入制粉系统，当冷空气过大时，会使经过燃烧器的冷空气发生变化，炉膛温度会降低，使得经过冷空气预热器的烟气量和空气量之间的比例发生变化，最终导致烟气温度上升。

3、结论

通过以上分析可以看出，改善实际运行过程中的吹灰系统、减少锅炉本体和制粉系统的漏风，可以有效的降低排烟温度，从而提高锅炉热效率，进而增加热电厂的经济性，可以带来更多的经济利益。

参考文献：

[1] 徐雪源.锅炉排烟温度分析[j].锅炉技术，1999（30）

[2] 翟培强，环境温度变化对锅炉效率影响[J].华中电力，2005，（2）.

[3 ]DL/T 5240-2010，火力发电厂燃烧系统设计计算技术规程[S].

作者简介：

安伯胜（1973.4）男，汉族，东北电力大学，热能动力工程，本科，主要从事电厂运行及维护工作。