降低锅炉排烟温度方案分析

摘 要：本文分析了降低锅炉排烟温度方案，介绍了通过燃烧调整降低排烟温度，通过对空预器进行改造降低排烟温度。

关键词： 锅炉；排烟；温度

锅炉排烟温度，是指锅炉空气预热器出口处排除的烟气温度。火力发电厂的蒸汽动力循环是对朗肯循环的实际应用，循环过程中的主要热损失是汽轮机低压缸排汽带来的冷凝损失和锅炉排烟造成的热损失。这两大热损失是不可避免的，我们只能设法降低和弱化。锅炉的排烟热损失占锅炉热损失的70%～80%，是锅炉热损失的最主要部分，该项热损失不仅带走了大量热量，同时对环境造成污染。排烟温度又是影响排烟损失的主要因素。目前国内300MW级同类型机组的排烟温度大致在130—135℃的范围，有的低于130℃。由于排烟温度现已成为影响煤耗的最大指标，因而排烟温度高低已成为衡量锅炉运行水平的标志。

一、通过燃烧调整降低排烟温度

针对发电厂机组实际运行状况，目前主要采取的燃烧调整措施有：1、降低炉本体漏风，在运行时随时关闭炉本体各检查门、看火孔。对于制粉系统，由于负压较大漏风量增加，应当注意经常漏风的部位，如：木块分离器、粗粉分离器、细粉分离器、磨煤机入口、给煤机检查孔等处。一旦出现漏风，漏风量就很大，发现漏风位置，应及时联系检修处理[6-9]。对于制粉系统处于运行状态下，尽量减少冷风用量，增加热风用量。在保证安全的前提下保持较高的磨煤机出入口温度。2、减少一次风中冷风含量。可以通过以下方式实现：采用合理的一次风速；在磨煤机停用后保持较高的排粉机出口温度；给粉机停止后及时关闭一次风挡板。3、降低炉膛火焰中心高度炉膛的火焰中心越高，炉膛的出口烟温越高，从而造成锅炉的排烟温度升高。为了降低锅炉的排烟温度，提高锅炉的效率，必须采取行之有效的措施来降低炉膛火焰的中心高度[11]。可以通过以下方式加以实现：提高单台排粉机的出力，尽量使上层的排粉机不投入，从而降低了炉膛的火焰中心；提高磨煤机出口温度，同时，考虑到我厂制粉系统的安全，将运行磨煤机的出口温度严格控制在70℃左右；降低排粉机出口风压，风压升高将使进入炉膛的煤粉上移，即炉膛的火焰中心上移，排烟温度升高；减少锅炉通风量，过多的增加通风量，保持过高的氧量，都会使火焰中心后移，从而导致排烟温度升高，烟气量增加使排烟热损失大大增加；做好排烟温度与汽温的权衡问题。4、加强对锅炉受热面的吹灰。十里泉发电厂排烟温度较高，同样也受锅炉受热面积灰的影响，把锅炉的受热面吹灰列为定期工作已被大多数的电厂采用。应加强受热面的吹灰工作，特别是过热器、再热器部分以及省煤器部分。

二、通过对空预器进行改造降低排烟温度

空气预热器是利用锅炉尾部烟气热量来加热燃烧所需要空气的一种热交换装置，由于它工作在烟气温度较低的区域，回收了烟气热量，降低了排烟温度，因而提高了锅炉效率。同时由于空气的预热强化了燃料的着火和燃烧过程，减少了燃料的不完全燃烧热损失。空气预热器已成为现代锅炉的一个重要组成部分[8]。

空气预热器按传热方式分可以分为传热式（表面式）和蓄热式（再生式）两种。前者是将热量连续通过传热面由烟气传给空气，烟气和空气有各自的通道。后者是烟气和空气交替地通过受热面，热量由烟气传给受热面金属，被金属积蓄起来，然后空气通过受热面，将热量传给空气，依靠这样连续不断地循环加热。再生式空气预热器由于具有回转结构，所以又称为回转式空气预热器，回转式空气预热器又可分为受热面旋转和风罩旋转两类。

随着电厂锅炉蒸汽参数和机组容量的加大，管式空气预热器由于受热面的加大而使体积和高度增加，给锅炉布置带来影响。因此现在大机组都采用结构紧凑、重量轻的回转式空气预热器。容克式空气预热器的工作原理是：转子的受热元件在烟气侧从烟气中吸收热量，通过空气侧时再将热量传递给空气。由于转子缓慢地旋转，传热元件交替地通过烟气侧和空气侧通道，当传热元件与烟气接触时吸收热量并积蓄起来，与空气接触时释放贮存的热量来加热空气，如此周而复始[9]。

空预器的改造一般从以下两个方面着手：

（一）改进空气预热器密封形式，减少空预器漏风。

目前空预器的主要密封形式有：

1、可调式密封。这是最早由几大锅炉厂引进的国外技术，也是国内最常见的一种密封方式。结构复杂，对运行要求高，可靠性不好，维护费费用高。国内很多电厂对设备了解不透，运行经验不足，加上维护不好，在运行一段时间后，漏风率普遍偏高，有些甚至在运行初期即出现漏风偏高。哈锅、上锅、东锅等企业生产的空预器主要采用这种技术，由于维护要求高，调节部分存在漏风，这种密封技术很少在改造上使用，主要应用于与锅炉配套的新空预器上。

2、固定式密封（VN密封）。该技术有英国Howden公司拥有技术专利。其主要特点是：（1）、双密封，即密封片在扇形板处形成2道密封；（2）、精确设定冷态间隙。根据回转式空气预热器运行参数，预先计算出热态下密封片和扇形板、弧形板之间的膨胀间隙，在安装时预留出来，以保证热态运行时膨胀以后达到最佳的密封状态。由于转子上的密封片跟扇形板、弧形板之间的冷态间隙是转子与扇形板、空气预热器顶底结构之间的“热膨胀差”，计算和调整方法复杂，施工要求严格。这种技术只被Howden公司掌握，并作为核心技术，通常不提供给客户冷态设定数据和设定方法。

3、接触式（弹片式）密封。密封片用弹性材料制作，以保证间隙改变时仍能很好地贴合静态密封面，保证密封。北京华能达、德国巴克杜尔公司采用此种密封方式。华能达采用的是密封合页加弹簧的方式，而巴克杜尔采用的是蛇形弹性密封片的方式，二者原理差不多。

4、刷式汽封。密封片采用金属钢丝刷，利用空气在钢丝之间的旋流形成密封。

5、疏导式密封。这种密封方式是北京哈宜节能环保科技开发有限公司开发并拥有专利，其基本原理是使漏向烟气的空气回流到二次风，特点是漏风率在负荷变化时能始终控制在设定范围内，无后续维护，现已和哈锅预热器公司技术融合形成哈锅新的、第五代空预器系列产品，空气预热器平均漏风率为3.5 %以下，且长期保持此漏风率指标，对广大的使用单位以及行业都具有重要的意义和示范作用。

（二）对空预器进行增容改造

1、对空预器蓄热元件进行更换。

目前大多数电厂存在烟气侧传热效率低的现象，以及适应国家环保政策要求，结合SCR脱硝系统改造，需对空预器蓄热元件重新校核，增加传热元件换热面积，并制作新蓄热元件，重新打包，全部进行更换，增强预热器换热效果，同时在蓄热元件冷端一般进行拷镀搪瓷，增强蓄热原元件的抗腐蚀能力；因脱硝产物硫酸氢氨极易与飞灰粒子结合，在预热器传热元件上形成融盐状的积灰，造成预热器的腐蚀、堵灰等，进而影响预热器的换热及机组的正常运行。在空预器改造过程中要同时考虑蓄热元件的清灰能力。在进行空预器改造过程中目前常采用HYD板型作为SCR系统脱硝空气预热器下部元件的专用板型。由于该板型为封闭试（CLOSE）板型，非常有利于飞灰和粘结物的清除。另外，为强化吹灰及清洗效果，应专门配置了一体化在线高压水及蒸汽吹灰装置。

2、改变空预器转子结构。

改变空预器轉子蓄热元件的结构，减少空预器转子结构仓格数目，充分利用空预器内部空间结构，增加烟气、空气的换热面积，降低锅炉排烟温度。

因环保政策要求提高，十里泉发电厂#6锅炉新添加SCR脱硝系统，空预器需结合脱硝系统进行改造，而回转式空气预热器改造必须有更多的的高度可增加受热面积，高度不足此项措施最多只能降低排烟温度7～8℃，不能从根本上解决排烟温度过高的问题。本论文不做重点研究。