排烟温度高的原因分析

排烟温度高的原因分析

众所周知，锅炉效率与其各项损失密切相关。锅炉的损失由排烟损失，机械不完全燃烧损失，灰渣物理损失，化学不完全燃烧损失，散热损失组成，而在这五项损失中，排烟损失是对锅炉效率影响最大的一项损失,约为5～8％。所以降低排烟损失对提高锅炉效率及全厂的发电经济性有着非常重要的意义。 一、排烟温度对锅炉效率的影响

影响排烟热损失的主要因素是排烟温度及排烟量两项。排烟温度比环境温度高得越多，排烟量越大，排烟损失越大，这一点从求解锅炉效率的正，反平衡法都能证明，首先，锅 炉的正平衡方式为：

η= q×100% /（Qarnet×4.18×b） （1） η—锅炉效率 b—标煤煤耗 q—锅炉产生的热量

Qarnet —收到基燃料低位发热量

当锅炉在相同负荷，相同参数条件下产生相同的蒸汽，排烟温度及排烟量增加，就意味着产生相同质量的蒸汽所需要的标煤量增加，从而造成锅炉效率的下降。另外，通过反平衡求解锅炉效率的公式： η=[1-（q2+q3+q4+q5+q6）]×100% （2） η—锅炉效率 q2—排烟损失 q3—化学不完全燃烧损失 q4—机械不完全燃烧损失 q5—散热损失 q6—灰渣物理损失 而其中

q2=（q2gy+q2h2o）（Qpy-tf）％ （3） q2gy =单位温度干烟气带走热量损失比 q2h2o=单位温度烟气中水蒸气显热损失比 tf —基准温度（一般可选用送风温度） Qpy=排烟温度

我们可以清楚地看到，当排烟温度Qpy上升时，排烟损失增大，即q2增大造成锅炉效率的下降。当排烟温度升高12～15℃，排烟热损失约增加1％。

从以上分析可知，排烟温度升高时，通过正、反平衡法求锅炉效率都可以得出锅炉效率下降的结论。因此，最佳排烟温度可使得锅炉效率有所提高。

二、排烟温度高的原因分析及措施 1 外部漏风

漏风是指制粉系统漏风、炉膛漏风及烟道漏风，是排烟温度升高的主要原因之一。 炉膛出口过量空气系数可表示为： αL″=βky〞+ΔαL+ ΔαZf+ΔαLf （4） αL〞——炉膛出口过量空气系数； ΔαL——炉膛漏风系数； ΔαZf——制粉系统漏风系数； ΔαLf—一次风中掺冷风系数；

βky〞—空气预热器出口过量空气系数；

由公式（4）知：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下降，βky〞减

小，流过空预器中的空气量减少，因此空气预热器中风速降低而烟速升高，空预器的 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差下降，而K及传热温差的下降使空气预热器的吸热量降低，最终使排烟温度升高。

烟道漏风使排烟温度升高的原因在于：空气预热器以前的烟道漏风将使烟温下降，传热温压降低，使受热面的吸热量下降，最终使排烟温度升高。且漏风点越靠近炉膛，其影响越大。

降低漏风的方法是炉本体及制粉系统的查漏及堵漏工作，在运行时注意随时关闭炉本体各检查门、检查孔等。

2 制粉系统对排烟温度的影响

一次风中掺冷风带来的影响和漏风一样，由公式（4）可知：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： 2.1一次风率高

制粉系统使用的干燥剂为热风和再循环风，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，必然开大再循环风门，在炉膛出口过量空气系数不变的前题下，流过空气预热 器的热风量减少，排烟温度升高。

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管中风速相同，为最大限度地 降低一次风率创造条件。通常锅炉冷态试验所做的一次风速调平，只是调节煤粉混合器前的节流孔 板，使并列的一次风管道在纯空气流动状态达到阻力相等，但这并不能保证锅炉正常运行时，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、管道长度、爬坡度等因素有关，随着煤粉浓度的增加，管道内的通风状况发生改变，致使各个一次风管内的通风阻力的变化并不相同，造成各管道一次风速变化较大。因此，除了根据实际运行工况调整各一次风速外，也应联系检修对一次风管道进行检查，对严重影响通风阻力的地方应及时予以消除。

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还能使火焰集中，有利于低负荷时稳定燃烧。停用燃烧器的顺序应自上而下，也可自下 而上停用燃烧器以提高低负荷时再热汽温，但应视下二次风挡板是否能关严而论。

制粉系统再循环风的投用也可适当降低一次风率，但投用再循环风时应防止再循环管内积粉。 消除积粉的方法是停磨后制粉系统换风前对再循环管反复吹扫，大、小修时消除再循环风门内漏问题。 2.2 制粉系统的运行工况

DCS数据显示，停运一台磨煤机，排烟温度将升高4～5℃。这是因为磨煤机运行时，由于要提供将煤磨成煤粉的干燥剂，热风用量大而冷风用量小，磨进口热冷风混合温度可达240℃，甚至更高；而停磨后，热冷风混合温度规定不超过130℃（排粉机入口温度，即一次风温），在一次风率不变的情况下，冷风用量将显着增加。

制粉系统负压过大也造成漏风量增加，现在4号炉磨煤机入口负压表最大量程为1.05KPa,在实际运行时，入口负压远远大于负压表的量程，也就不能为运行人员调整制粉系统提供可靠依据，给调整带来困难。 另外，现在制粉系统存在的缺陷也对排烟温度有很大影响，比如：部分一次风风速过低，给制粉系统的调整带来困难，给粉机的频繁跳闸，对值班员调整燃烧也有很大影响。建议对一次风管道的风门、挡板等进行全面检查，保证通风管道畅通。 3 送风对排烟温度的影响 3.1 风量对排烟温度的影响

在燃烧的过程中，应该多供给些空气才能得到完全燃烧，这一部分比理论所需量多出来的空气量，称之为过剩空气。在使燃料完全燃烧之前提下，过剩空气量愈少，愈能提高燃烧温度而促进良好的燃烧，并能减少排气所带走的热损失及SOx之生成量；而减低SOx生成量并可抑低排气对锅炉之低温腐蚀及对环境所造成之污染，故低过剩空气量非常重要。

送风量增加，炉内过量空气系数增大，将增加烟气流量和降低绝热燃烧温度，而炉膛出口烟温变化很小。虽然各对流受热面的吸热量增加，但流过各受热面的烟气温降将减小，排烟温度增加。 但是，在一定范围内送风量增加锅炉效率将增加，这是因为过量空气系数增加将使未燃尽损失Q3和 Q4减小，所以送风量存在一个最佳值，该值称为最佳过量空气系数，在该值处，排烟损失与未燃尽损失之和为最小。当负荷变化时，要及时调整过量空气系数，调整燃烧工况，控制排烟温度在经济排烟温度下运行，提高锅炉效率从而提高整个火电发电厂的经济性。

排烟温度及过剩空气与锅炉效率关系图如图 3.2 风温对排烟温度的影响

夏季冷风温度高于设计值，致使空气预热器热交换温差减小，而传热温差的下降使空气预热器的吸热量降低，最终使排烟温度升高。 4 煤质变化

4.1 水份对排烟温度的影响

煤中的水份变成水蒸汽，增加了烟气量；水份高，提高了烟气的酸露点，易产生低温腐蚀，为防止或轻减对低温受热面的腐蚀，最有效的方法就是提高空预器受热面的壁温。而要提高壁温就要提高排烟温度和入口空气温度。实际中提高壁温最常用的方法是提高空气入口温度。但进风温度升高会使排烟温度也升高，因而排烟热损失将增大，而使锅炉经济性降低。一般估计，煤中的水份每增加5%，由于损失而使锅炉效率下降0.5%。

燃料中的水份增加也使烟气量和烟气比热增加，烟气在对流区中温降减小，排烟温度上升。 4.2 灰份对排烟温度的影响

灰份增加使排烟温度上升。这是因为这些变化将使烟气量和烟气比热增加，烟气在对流区中温降减小，排烟温度上升。针对此种情况，应适当降低一次风速。

灰份增加，受热面的沾污和磨损越严重，炉内结渣会影响水循环，造成炉膛出口温度升高，而尾部受热面沾污则会便排烟温度显着升高。

因此，为了保证锅炉经济运行，必须经常保持受热面清洁。吹灰器的正确运行能有效的清除受热面上的结渣和积灰，维持受热面清洁。在锅炉停炉后，应联系检修详细记录锅炉炉膛及烟道内的积灰和结焦情况，以便在以后运行中有针对性地进行吹灰。 4.3 挥发份对排烟温度的影响

挥发份减少时，煤粉着火推迟，燃烧的时间也会增加，造成炉膛出口温度增加，导致排烟温度升高，降低锅炉效率。

挥发份过大时，煤粉着火提前，过于贴近喷口，极易造成喷口结焦从而造成一次风速下降、出力降低，而其它一次风速必然上升，对锅炉炉膛燃烧造成扰动，也可能造成排烟温度升高。因此应及时检查及排除一次风口结焦。

4.4 燃料发热量对排烟温度的影响

燃料的性质影响着锅炉的排烟温度。燃料低位发热量降低，在锅炉出力维持不变时．将直接导致燃料量B的增加，烟气量和流速升高，结果使排烟温度升高。同时，煤的灰分增加，导致机械不完全燃烧热损失q4升高，从而降低锅炉效率。

综上所述，当燃烧高灰份，高挥发份，低发热量的劣质煤时，应适当增加一次风量，控制一次风温，降低

火焰中心，降低炉膛出口温度及排烟温度，提高锅炉效率。 5 给水对排烟温度的影响 5.1 给水温度对排烟温度的影响

汽轮机负荷降低或高压加热器停用，均会使锅炉给水温度降低。这时单位质量工质在锅炉中的吸热就要增多，为了维持一定的蒸发量D，就要增大燃料量B、比值B/D增大，将导致排烟温度上升；同时因为给水温度降低，在省煤器处会增大省煤器的传热温差，增加省煤器的吸热量，降低排烟温度。所以给水温度对排烟温度的影响要综合考虑这两方面的作用。 5.2 水质对排烟温度的影响

水是锅炉的主要工质之一，如果不合格的水质直接进人锅炉，锅炉的受热面就会结垢，热阻增大，影响传热，降低炉效率，增加燃料消耗。有关资料表明，锅炉受管壁内结lmm水垢，燃料消耗就要增加2％－3％，结垢2mm燃料消耗就要增加5％-6％。锅炉换热能力减弱，燃料量增加，必然引起排烟温度上升。结垢严重时还会引起泄漏、爆管等事故的发生。

为此，化学应加强水质监测控制工作，锅炉做好定期排污，确保水质合格，尽量减少炉膛登热面的结垢厚度。

6 锅炉受热面的结渣、积灰

锅炉受热面的结渣、积灰是导致锅炉排烟温度升高的主要原因之一．其对排烟温度的影响主要体现在传热方面。从烟气侧到汽水侧的传热过程中 受热面表面沉积物的导热系数较其它介质要小得多 因而其所引起的附加热阻在总传热热阻中占主导地位．较为轻度的结渣和积灰便会使传热量大幅度下降。据有关资料介绍；炉膛所有受热面积灰厚度由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300℃。

造成结焦的原因是多方面的，有设计的因素，煤质、灰熔点的因素，运行调整的因素等等，运行值班员燃烧调整时应注意以下几点：

若因喷燃器磨损，使炉内煤粉气流紊乱、贴壁燃烧、着火点提前等造成喷燃器、水冷壁结焦，运行中又无法消除时，应提高相应喷燃器的一、二次风速，以达到减弱或消除结焦的目的。

锅炉正常运行时，应加强制粉系统各参数的监视及调整，加强监视各段受热面壁温及烟温的变化，控制各参数在规定的范围内。

烟气中的氧量按以下规定进行调整，严禁缺氧燃烧：当电负荷大于160MW时，将氧量设定为3.5%，并严密监视两侧送风机电流及送风风压的变化情况，尽量保持两侧送风风压一致，并及时修正氧量设定值，使其始终符合要求；当电负荷低于160 MW时，氧量按规程规定执行，并尽量控制在低限4%左右运行。 加强燃烧的就地检查，若发现结焦、堵渣等异常情况，则应及时联系清除，并对燃烧进行相应调整。制粉系统启动期间应严密监视燃烧器端部温度的变化情况。燃烧器端部温度异常升高时，应及时就地检查燃烧器着火情况，判断燃烧器端部结焦时，应立即启动备用系统，并联系检修配合除焦。

坚持做好锅炉定期维护工作，保证吹灰效果，也可视情况适当增加吹灰次数。保持合理的制粉系统运行方式，尽可能不使热负荷局部集中。正常运行时，可适当增加下层燃烧器的出力，减少上层燃烧器的出力，降低火焰中心，以降低炉膛出口温度，减轻结焦。 7 尾部烟道积灰、堵灰

灰的导热系数小，在锅炉受热面上发生积灰，将会大大影响锅炉受热面的传热，从而使锅炉效率降低。当烟道截面的对流受热面上发生积灰时，会使通道截面减小，增加流通阻力，使引风机出力不足，降低运行负荷，严重时还会堵塞尾部烟道，甚至被迫停炉检修。由于积灰使烟气温度升高，还可能影响后部受热面的运行安全。

因此，应严格执行尾部烟道吹灰的定期工作，发现故障应及时联系检修处理。 8 热风量不足

本台锅炉设计热效率计算方法采用GB10184-88标准。此标准的热力计算方法比较贴近中国的实际国情，得到的各项数值也比较准确。

下表为锅炉烟道烟温与工质设计值与实际的对比表。

名称 符号 单位 前屏 后屏 对流冷段 对流热段 再热热段 转向室 再热冷段 二级省煤器 二级预热器 一级省煤器 一级预热器

烟气出口 设计值 v ' ℃ 1071 936 756 592 561 445 379 302 266 135 实际值 v ' 甲侧 ℃ 867 602 466 404 389 354 290 146 乙侧 ℃ 836 757 446 399 374 346 281 153

工质出口 设计值 t\℃ 392 474 500 540 410 540 289.2 320 实际值 t\甲侧 ℃ 398 514 477 536 421 531 284 334 乙侧 ℃ 367 454 501 537 412 535 284 347

由上表可以看出，由于煤种、燃烧工况、表计等因素造成设计值与实际值有所偏差，但是参数基本正常，可是在尾部烟道的二级空气预热器部分，烟气温度下降缓慢，若能确定表计准确可靠，则说明此处热量交换减弱，造成这种情况主要有的原因有： 1. 积灰严重，影响了热交换；

2. 设计热交换面积不足，不能满足正常运行需要； 3. 热风量不足。

但是，热风温度高于设计温度，则说明二级空气预热器热交换能力足够，但是总体热量吸收的少，造成这种现象只能是热风量不足。 热风量不足一般有2个原因：

1． 设计原因，系统送风量不够或制粉系统温风量用的过大，造成热风量不足。

2．二级空气预热器泄漏；二级空气预热器的漏风将会使锅炉烟道内烟气量增加，增加烟气的热容积，减弱受热面热交换程度，使工质吸收热量减少，从而造成排烟温度升高。结合实际情况进行分析，现阶段4号炉在满负荷情况下，送风机开度一直很大，有可能是此原因造成的。

建议在停炉后，对尾部烟道进行细致检查和清理。锅炉应对空气预热器进行漏风试验，确保其准确可靠。 三、总结

影响排烟温度的因素是多方面的，运行人员只能在现有机组煤质、工况等情况下进行调整，通过上面的原因分析，针对4号炉现有机组的情况，运行可控制以下几个方面： 1． 降低锅炉系统漏风。

a) 加强锅炉系统检查，人孔门和检查口要关闭严密。人孔门要加密封，检查口要有把手。 b) 严格控制MAC机底部冷却风量（即不超过送风总量的1％）。 c) 火检探头、工业电视的外置使锅炉本体开口过多，漏风量大。 d) 避免火检风机和小油枪冷却风机风直接吹入炉膛。

2． 降低一次风率，在保证一次风的情况下尽量开大再循环风门，控制制粉系统负压，减少制粉系统冷风量。

3． 加强制粉系统管道的检查，清理木屑分离器，降低通风阻力。 4． 注意煤质变化，有针对性地对进行调整，如火嘴，一、二次风等。 5． 吹灰工作应认真执行，发现有不好用的吹灰器应及时联系检修处理。 6． 多和化学水化验联系，水质不好时应加强定派，确保锅炉给水品质

7． 根据负荷，控制氧量，保证合适的过量空气系数。当电负荷大于160MW时，将氧量设定为3.5%，并严密监视两侧送风机电流及送风风压的变化情况，尽量保持两侧送风风压一致，并及时修正氧量设定值，使其始终符合要求；当电负荷低于160 MW时，氧量按规程规定执行，并尽量控制在低限4%左右运行。 8． 及时清理喷口形成的焦块，保证送粉畅通。

9． 在锅炉停炉后，应联系检修详细记录锅炉炉膛及烟道内的积灰和结焦情况，以便在以后运行中有针对

性地进行调整和吹灰。

10.停炉后，应对空气预热器进行漏风试验，确保其准确可靠。

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