排烟温度偏高原因分析

一、概述

2017年07月19日接到设计处通知，锦联电厂#1、#2机组锅炉存在排烟温度高、热一次风温低、再热器喷水量大的问题，要求出具方案并到电厂与用户交流。用户提出造成排烟温度高的原因是空气预热器换热面积不足、空气预热器漏风过大。我们向用户解释了减少省煤器后排烟温度将上升到约177度的原因是炉底等位置漏风较大，造成无组织风过多。电厂的曹总虽然认为漏风不可能造成排烟温度上升到177度，但仍然在#1机组检修时组织检修人员对漏风点进行了排查及处理。2017年08月06日又派人前往电厂，从#1机组检修后的运行情况看，在相同的负荷、环境温度下排烟温度较检修前下降了约15度，这说明我们之前的判断是完全正确的。

二、预热器换热情况

机组投运之初我们便关注预热器的性能指标情况，以下是#1、#2机组不同时期的运行参数，为了便为分析预热器的实际运行参数与设计值之间存在的差距，我们对实际运行的参数进行了修正，其中“仅修正入口烟风温度”列指的是将预热器入口烟温、入口风温修正到设计条件下，“全部修正”列指的是在修正入口烟风温度的基础上增加了对X比的修正。

1. 锦联铝材#1机组

2014年4月20日，全部修正后的排烟温度比设计值144.4度高了1.7度；2016年1月17日，全部修正后的排烟温度比设计值144.4度高了2.3度；2016年6月26日，全部修正后的排烟温度比设计值144.4度低了0.5度；2017年8月11日，全部修正后的排烟温度比设计值144.4度低了2.7度。

2. 锦联铝材#2机组

2016年1月17日，全部修正后的排烟温度比设计值144.4度高了5度；2016年3月12日，全部修正后的排烟温度比设计值144.4度高了2.8度；2016年6月26日，全部修正后的排烟温度比设计值144.4度高了0.6度。

三、锅炉排烟温度高的原因分析

对于回转式预热器而言，正常工况下传热温差20度便是极限，而空气侧效率达到93%便是极限，而目前#1机组空预器的传热温差范围为14.2℃~20.6℃，#2机组预热器的传热温差范围为22℃~27.9℃（研究所近期对预热器入口烟温进行了测量，发现表计显示值比实际值高约15℃，因此实际传热温差小于此值），同时预热器的空气侧效率均在93%左右，个别工况达到了94.8%。这些数据表明空气预热器的传热效率非常好，经过对环境温度、预热器入口烟温、X比的修正，除#2机组2016年1月17日运行参数修正后的排烟温度比设计值高5度外（未考虑实际入口烟温比设计值偏低15度的影响），其它工况实际运行的排烟温度与设计值的偏差都小于3℃，这说明预热器已经达到了预期的换热效果。两台机组投运初期的X比均接近设计值，而运行一段时间后，X比开始减小，这说明随着机组运行时间变长，漏风越来越大，造成通过预热器的有组织风量减少，最终导致夏季机组排烟温度较高。造成排烟温度偏高的主要原因是X比偏低及一、二次风配比失调。

1. X比对排烟温度的影响

ASME PTC4.3 将中将通过空预器的的空气热容量与烟气热容量之比定义为X 比，X 比越小，意味着通过空预器的空气流量越小（或烟气流量越大），空气的吸热量也越小，排烟温度将会大幅升高。从上面的数据可以看出X比设计值为0.7246，机组刚投运时X比与设计值接近，而到2016年时#1机组X比降低到了0.6225，#2机组X比降低到了0.6362。从运行画面的表计上看，#1机组热一、二次总风量从935吨下降到了716吨，#2机组热一、二次总风量从920.92吨下降到了731.84吨。

导致X比变小的原因:

（1） 锅炉本体、制粉系统和排渣系统等漏风较大。在燃烧需要的总风量一定的情况下，系统漏风量增大，通过空预器的风量就会越少。炉本体穿墙管、尾部烟道、门孔等都存在不易察觉的漏风。

通过预热器的风量减小造成X比偏小，下图为风量减小对排烟温度的影响曲线（以原设计工况为基准）。

2. 环境温度升高导致排烟温度升高

由于环境温度升高，而预热器出口热风温度受到入口烟温的温压限制上升较少，因此预热器风侧的温度差减小，吸热量减少，从而使排烟温度升高。

3. 通过预热器的一、二次风配比对排烟温度的影响

即使通过预热器的一、二次风总风量与设计相同，但是机组由于干燥出力不足的原因加大了一次风量，致使一、二次风的配比偏离了设计值，由于一次风开口角度及换热面积一定，这就使得一次风仓内的换热面积不足，减弱了预热器的换热，同时二次风仓内因为风量太少，风速很低，又进一步降低了换热效果，这就使得排烟温度升高。

为了计算一、二次风配比失调对排烟温度的影响，以2016年3月12日实际运行画面上显示的一、二次风阻力之比为基准，通过调整程序输入中的一、二次风量，使得程序输出的一、二次风阻力之比与运行画面相同，此时得出的排烟温度与一、二次风按原设计配比得出的排烟温度进行对比，如下表：

从计算结果看，此工况下一、二次风配比失调导致排烟温度上升了4.4度，考虑到按温度参数拟合出的一次风率更高，对排烟温度的影响更大，此项原因导致排烟温度升高约5度。

四、降低锅炉排烟温度采取的措施

1. 检修期间加强锅炉漏点的检查和处理，重点是控制排渣系统的漏风。

2. 积极的进行燃烧调整和系统改造，尽量使一、二次风的配比和设计值相近。

3. 控制锅炉实际燃用煤质，尽量与设计煤质相近，以保证设备的适应性。

五、#1机组2017年08月检修后运行情况

根据我公司提出的建议，用户在8月份的检修中对#1机组的炉底除渣、人孔门等位置进行了漏风治理，机组于8月12日重新启动并带负荷至200MW。

1、#1机组2017年08月11日200MW运行画面

2、 检修前后数据总结

选取#1机组检修前后负荷、环境温度相近的两个工况进行了对比，通过运行画面显示的数据可以看出，本次检修对漏风的治理比较成功，流经预热器的总风量增加，X比已经接近设计值，将检修后的运行参数修正到2016年6月26日同样的烟风温度条件下，排烟温度下降了13.3度，考虑到检修前还有排烟温度更高的工况，综合考虑本次检修后排烟温度下降了约15度，效果明显。