300MW循环流化床锅炉排烟温度低的原因分析及对策 张宏东

发表时间:2021/7/29   来源:《基层建设》2021年第14期   作者:张宏东
[导读] 300MW循环流化床燃烧技术是近20多年来发展起来的清洁煤燃烧技术

        内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司煤矸石热电厂  内蒙古鄂尔多斯  017100
        摘要:300MW循环流化床燃烧技术是近20多年来发展起来的清洁煤燃烧技术,具有燃料适应性广、燃烧效率高、氮氧化物排放低、负荷调节范围大和灰渣可综合利用等优点。排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项,降低排烟温度对锅炉的经济、安全运行具有重要意义。本文简单介绍了排烟温度对锅炉运行的影响以及影响排烟温度的因素,并结合设备实际情况从运行角度提出了控制排烟温度的措施。
        关键词:300MW;循环流化床;锅炉排烟;温度低
       

        引言
        锅炉排烟温度是锅炉重要的监视参数之一,排烟温度偏差大会影响锅炉尾部受热面工质的加热参数,影响锅炉的热效率经济性,若出现严重偏差将影响锅炉的安全运行,甚至导致锅炉发生停炉事故。运行中应将锅炉两侧排烟温度差控制在合理范围内,严格控制锅炉尾部各受热面工质热偏差,以保证锅炉烟道各受热面烟气温度在安全范围内,进而保证锅炉的运行安全。
        1 300MW循环流化床锅炉排烟温度对锅炉运行的影响
        排烟温度指锅炉末级受热面出口处的烟气温度。排烟温度过高,会使锅炉效率降低。排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项,影响排烟热损失的主要因素为排烟温度与排烟量,排烟温度越高排烟量越大则排烟热损失就越大。此外锅炉排烟温度过高对炉后布袋除尘及脱硫的安全运行也构成了威胁。排烟温度过低,烟气中的硫化物结露析出,粘结在省煤器及空预器上,造成尾部受热面低温腐蚀,对烟囱内壁也将产生腐蚀,影响尾部受热面和烟囱的使用寿命。烟气温度过低还会造成烟气自然爬升高度不够,烟尘扩散面积偏小,加大局部区域的大气污染。
        2 300MW循环流化床锅炉排烟温度低的原因分析
        2.1煤质的变化
        锅炉设计煤种满负荷运行时燃烧煤量为250t/h,但实际运行中,满负荷运行时燃烧煤量为140~180 t/h,燃烧煤种与设计煤种存在偏差,并且燃烧煤种灰份相对较低,燃烧后灰份少,使得尾部烟道中的过热器、省煤器、空气预热器等换热设备较干净,使受热面传热系数增大,锅炉吸热量增加,空预器入口烟温降低,从而导致排烟温度降低。
        2.2给水温度低
        给水温度低,省煤器内的给水温度与烟气温度偏差大,给水温度在尾部竖井烟道内和烟气对流换热,如果实际给水温度低于设计的给水温度,则给水会吸收烟气中更多的热量,从而导致烟气温度降低到设计值以下,省煤器吸热量增大,烟气温度降低。在锅炉满负荷运行时,通过给水温度及尾部烟道各受热面烟气温度与设计温度对比发现:进入省煤器的给水温度比设计值小7℃,过热器和一级省煤器入口前烟气温度与设计值偏差量小,而省煤器后出口烟气温度与设计值偏差较大,由此分析得知,正是由于给水温度低,给水吸热量增大,才导致省煤器后烟气温度下降,直接使空预器出口烟温变低。
        2.3尾部漏风
        尾部烟道正常运行时是比较大的负压区,如果尾部竖井烟道不严密,将导致冷空气会被负压吸入尾部烟道,直接降低烟气温度,漏风系数越大,烟气温度越低。循环流化床锅炉尾部漏风主要的形式有:尾部烟道外护板不严密漏风、人孔门密封不严漏风、管式空预器漏焊或者管道破损造成漏风。满负荷运行时,烟气分析系统CEMS中,氧气含量测量值为6.0%,而炉膛出口氧含量约为3.5%,因此可以判断尾部烟道存在一定的漏风量。
        2.4烟道保温效果差
        烟道保温效果差时,高温烟道与空气辐射换热增强,会造成烟气的温度下降。对尾部烟道保温的外壁温度进行测温检查发现:右侧省煤器护板外壁温度高,左侧省煤器护板外壁温度为36℃,而右侧省煤器护板外壁温度在60℃以上,最高点温度更是达到180℃,使得右侧省煤器出口烟温比左侧低10℃。由于保温效果变差或者保温安装质量不合规范造成省煤器护板外壁温度高,增加了烟气的热量损失,降低了烟气温度。



        3 300MW循环流化床锅炉解决排烟温度低的方法
        3.1采用与设计煤种相接近煤种或减少吹灰
        尽量采用与设计煤种相接近的煤,增加煤中灰份含量。如果无法更换煤种,可以在运行中可以减少吹灰次数,延长吹灰间隔时间,长时间运行受热面会存在一定量积灰,当受热面积灰时能减小受热面对烟气的吸热量,提高烟气温度。但减少吹灰次数,会降低锅炉的热效率,这是不经济的措施。
        3.2提高给水温度
        通过提高给水温度使烟气换热量减少,来达到提高排烟温度的目的,找到给水温度低于设计值的原因进行调整。通过对给水系统运行参数检查分析发现:给水泵入口温度为174℃,给水泵出口温度只有168℃,凝结水至除氧器系统给水温度、除氧器温度均达到了设计要求。分析造成给水温度低的主要原因是高压加热器存在泄漏,以及高加水室分隔板不严密泄漏,造成给水短路,使未加热的低温水进入给水管路,以及高加三通阀内漏,使给水温度偏低,后经过高加堵管,水室分隔板改造,以及高加三通阀研磨、定位,给水温度提高了2℃,但效果仍然不是很理想,给水温度仍低于设计值。
        3.3减少尾部烟道漏风量
        停炉后对空预器进行通风检查和对锅炉尾部烟道进行风压试验,发现空预器管道接口有部分漏焊,人孔门不严密漏风,螺栓安装时孔径不对应,有割眼未堵造成漏风。对发现的空预器和螺栓孔漏风点进行补焊处理,对漏风的人孔门进行密封和紧固。通过对尾部烟道漏风的处理,锅炉再次运行后烟气分析系统CEMS中氧气含量测量值由原来6%降到4.9%(炉膛出口氧含量为3.5%),有效地防止了冷空气进入烟道而降低排烟温度。
        3.4减小保温热损失
        停炉后将右侧省煤器护板割开对内部保温进行检查,发现保温层较薄,部分保温棉对接地方有间隙,通过增加保温棉厚度,对保温间隙进行封堵,有效的提高了保温的效果,运行后左右侧护板温度正常。
        3.5加强设备巡检
        正常运行中,保证各人孔门关闭,发现漏风部位及时联系检修处理。如有烟道裂缝可用保温棉进行堵漏,若裂缝较大可焊密封盒并在密封盒内填充保温棉或浇注料。锅炉大、小修时应做好负压区的查漏、堵漏工作,保证锅炉良好的密闭性。
        3.6大、小修中对分离器进行检查及维修
        变形部位及时改正,防磨材料脱落部位重新浇筑并严格烘炉,避免运行时产生应力而脱落。锅炉启、停严格按照规程进行,保证炉内任意烟气测温度测点变化率不大于100℃/h,避免骤冷、骤热使锅炉产生应力而变形。
        3.7优化燃烧调整
        采用合理的床压6~10kPa,控制床温在允许范围内790~920℃,合理调整一、二次风配比。循环流化床锅炉一、二次风调整的原则是:一次风保证流化、二次风控制总风量,通过改变二者比例兼顾调整床温。通过增大排渣量适当降低床压,减少一次风量提高床温,从而提高炉内燃烧效率,降低排烟温度。在保证床层物料正常流化的前提下尽量减少一次风量,还可以减轻对管壁的磨损。在调整二次风时应注意对炉内燃烧的扰动效果,采用少量多次的调整方式,避免对燃烧产生大的波动,使大量未燃尽的固体颗粒带出炉膛,降低炉内燃烧效率,使排烟温度升高。锅炉升降负荷时,及时调整过量空气系数,高负荷时可保持低氧量运行,一般可控制在3~3.5%。
        结束语
        300MW循环流化床锅炉排烟温度是锅炉运行中需要监视的重要参数之一。排烟温度过高会使锅炉效率降低,影响锅炉的经济性,排烟温度过低则会使尾部受热面更容易发生低温腐蚀。因此在运行中,运行人员应加强对排烟温度的监视,对运行中排烟温度过高及过低的情况及时分析、查找原因并尽早调整。
        参考文献:
        [1]孙郑.循环流化床锅炉排烟温度高的原因分析与对策,2009
        [2]何映光.循环流化床锅炉排烟温度的方法,2011
        [3]贺辉宝.影响循环流化床锅炉排烟温度的几个因素,2012

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