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电力企业如何提高锅炉热效率?
点击次数:149 发布时间:2022-05-09

电力企业如何提高锅炉热效率?

对于大容量电站锅炉,可燃性气体未完全燃烧热损失已相当小,只要锅炉不出现严重缺风运行的异常工况,降低这项损失的可能性不大,在锅炉运行中,其本体的散热面积和保温条件已经定型,从运行角度去降低锅炉散热损失也不大可能,灰渣物理热损失所占比例相对很小,其值不大,通过运行降低这项损失的手段不多,由此可见,排烟热损失,固体未完全燃烧热损失在锅炉各项热损失中所占比例较大,实际运行中其变化也较大,因此尽力降低这两项损失是提高锅炉热经济性的关键。

提高锅炉热效率就是增加有效利用热量,减少锅炉各项热损失,其中重点是降低锅炉排烟热损失和机械未完全燃烧损失。

1.降低排烟热损失1.1 防止受热面结渣和积灰 

由于溶渣和灰的传热系数很小,锅炉受热面结渣积灰会增加受热面的热阻,同样大的锅炉受热面积,如果结渣积灰,传给工质的热量将大幅度减小,会提高炉内和各段烟温,从而使排烟温度升高,运行中,合理调整风,粉配合,调整风速风率,避免煤粉刷墙,防止炉膛局部温度过高,均可有效的防止飞灰粘结到受热面上形成结渣,运行中应定期进行受热面吹灰和及时除渣,可减轻和防止积灰,结焦,保持排烟温度正常。 

1.2 合理运行煤粉燃烧器 

大容量锅炉的燃烧器一次风喷口沿炉膛高度布置有数层,当锅炉减负荷或变工况运行时,合理的投停不同层次的燃烧器,会对排烟温度有所影响,在锅炉各运行参数正常的情况下,一般应投用下层燃烧器,以降低炉膛出口温度和排烟温度。

 1.3 注意给水温度的影响 

锅炉给水温度降低会使省煤器传热温差增大,省煤器吸热量将增加,在燃料量不变时排烟温度会降低,但在保持锅炉蒸发量不变时,蒸发受热面所需热量增大,就需增加燃料量,使锅炉各部烟温回升,这样排烟温度受给水温度下降和燃料量增加两方面影响,一般情况下保持锅炉负荷不变,排烟温度会降低,但利用降低给水温度来降低排烟温度不可取,会因汽机抽汽量减小使电厂热经济性降低。

1.4 避免进入锅炉风量过大 

锅炉生成烟气量的大小,主要取决于炉内过量空气系数及锅炉的漏风量,锅炉安装和检修质量高,可以减少漏风量,但是送入炉膛有组织的总风量却和锅炉燃料燃烧有直接关系,在满足燃烧正常的条件下,应尽量减少送入锅炉的过剩空气量,过大的过量空气系数,既不利于锅炉燃烧,也会增加排烟量使锅炉效率降低,正确监视分析锅炉氧量表和风压表,是合理配风的基础。 

1.5 注意制粉系统运行的影响 

1)对中间储仓式制粉系统, 运行中应注意减小三次风量。三次风一般设计布置在燃烧器的*上层,由于三次风的风温不高,并含有一定煤粉,三次风的喷入会推迟燃烧,使火焰中心提高,从而提高排烟温度。

2)运行中,合理调整制粉系统,保证合格的煤粉细度,提高各分离元件的分离效率,尽量减小三次风的含粉量,有利于保持炉内正常的火焰中心不使其抬高。

2.减少固体未完全燃烧热损失

2.1 合理调整煤粉细度 

煤粉细度是影响灰渣可燃物的主要因素之一,理论上,煤粉越细,燃烧后的可燃物越少,有利于提高燃烧经济性,但煤粉越细,受热面越易粘灰,影响传热效率,增大制粉电耗,但是煤粉过粗,炭颗粒大,很难完全燃烧,飞灰可燃物含量将会大大升高,所以应选择合理的煤粉细度值来降低固体未完全燃烧热损失。 

2.2 控制适量的过量空气系数 

炭颗粒的完全燃烧需要与足够的氧气进行混合,送入炉内的空气量不足,不但会产生不完全燃烧气体,还会使炭颗粒燃烧不完全,但空气量过大,又会使炉膛温度下降,影响完全燃烧 。

因而过量空气系数过大或过小均对炭颗粒的完全燃烧不利,应通过燃烧调整试验确定合适的过量空气系数。 

2.3 加强燃烧调整 

炉膛内燃料燃烧的好坏,炉膛温度的高低,煤粉进入炉膛时着火的难易,对飞灰及灰渣可燃物的含量有直接影响,炉膛内燃烧工况不好,就不会有较高的炉膛温度,煤粉进入炉膛后,就没有足够的热量预热和点燃,必将推迟燃烧,增加飞灰含炭量,要使炉膛内燃烧工况正常,需对燃烧器的风率配比,一次风粉浓度及风量进行调整,掌握燃烧器特性,使锅炉处于*佳燃烧工况下,重视燃烧工况的调整是减少固体未完全燃烧热损失的重要方面。

3.保证锅炉的燃煤质量

燃煤的组成成分对提高燃烧速度和燃烧完全程度的影响很大,挥发份多的煤易着火燃烧,挥发份少的煤着火困难且不易燃烧完全,煤中的灰份多会阻碍可燃质与氧气的接触,使炭粒不易燃烧完全,影响锅炉热效率,煤中灰的组成成分不同还直接影响灰熔点的高低,对受热面的结渣,积灰和磨损都有影响,而煤中水分过多也不利于燃烧,使着火困难,并降低燃烧温度,还会使烟气体积增大而降低锅炉效率。而在设计中,燃用不同煤种的锅炉,其炉膛的结构形状和大小,受热面的布置方式及受热面积大小不同,采用的燃烧设备,制粉系统的形式和布置方式也不一样,配备的辅机容量,台数与设计煤种紧密相关,因此保证燃用设计煤种是锅炉安全经济运行的关键。 

4.减少汽水损失

锅炉的汽水损失,除了检修质量不高造成的跑,冒,滴,漏外,主要是锅炉运行中排污和疏水造成的。 

因此应从以下方面减小汽水损失 

1)保证锅炉的给水品质,锅炉的给水品质高,在锅炉设计的锅水浓缩倍率下,排污率减小。 

2)提高汽水分离装置的安装和检修质量,提高汽水分离效果, 

3)运行中保持锅炉负荷,水位,汽压等参数稳定,使锅炉汽水分离装置在正常情况下运行。 

4)在锅炉启停和异常情况下,及时合理的开启和关闭疏水,运行中认真检查疏水门,排污门有无泄漏,及时处理,减少不必要的热量损失。

锅炉排烟温度升高一般是什么原因造成的?

⑴受热面积灰、结渣。

⑵过剩空气系数过大。

⑶漏风系数过大。

⑷给水温度下降。

⑸燃料中的水分增加。

⑹锅炉负荷增加。

⑺燃料品种变差。

⑻制粉系统的运行方式不合理。

1、降低锅炉排烟热损失

(1)降低空气预热器的漏风率,特别是回转式空气预热器。

(2)严格控制锅炉锅水水质指标,当水冷壁管内含垢量达到400mg/m2,应及时酸洗。

(3)尽量燃用含硫量低的上等煤,降低空气预热器入口空气温度,现代大容量发电锅炉均装有空气加热器,防止空气预热器冷端受热面上结露,导致空气预热器低温腐蚀,采用提高空预器入口空气温度增大锅炉排烟温度(排烟热损失增加),换取延长空预器使用寿命。

2、降低机械未完全燃烧热损失

(1)根据锅炉负荷及时间调整燃烧工况,合理配风一次风携带煤粉,二次风混合搅拌,尽可能降低炉膛火焰中心位置,让煤粉在炉膛内充分燃烧。

(2)根据原煤挥发分及时调整粗粉分离器调整挡板,使煤粉细度维持*佳值。

表1温差及散热密度的允许值

锅炉容量

位置

220t/h及以下

220t/h以上

室内布置

Dt≯30℃

q≤350W/m2

Dt≯25℃

q≤290W/m2

室外布置

Dt≯25℃

q≤350W/m2

Dt≯20℃

q≤290W/m2

注:1、室外布置包括露天,半露天锅炉。

2、Dt为炉墙外表面温度与环境温度的温差,环境温度指距被测表面1m处的空气温度。

3、降低锅炉的散热损失

主要加强锅炉管道及本体保温层的维护和检修,按DL./T638-1997火电厂锅炉炉膛检修工艺规程验收。

(1)温差Dt及散热密度q的验收,应同时满足表1的规定。

(2)粉尘含量不大于每标准立方米10mg。

所以要想节约燃料,提高锅炉的热效率,就要采取相应的措施,而常见的措施主要有:

1)采用烟气余热回收技术,降低排烟损失

影响排烟热损失的主要因素是排烟温度。排烟温度越高,排烟热损失就越大。目前,新建的锅炉出厂时多数都配有烟气余热回收装置,如省煤器、半冷凝或全冷凝式烟气余热回收器,这些措施都能有效降低排烟温度,提高锅炉的热效率。

2)合理控制空燃比,优化燃烧,减少不完全燃烧损失和排烟热损失

过剩空气系数过高时,相当于吸入了多余的冷空气进入炉膛,这部分多余的冷空气未参与燃烧,而是被加热后白白排放掉,排烟热损失增大;如进入炉膛的冷空气继续增大,超过一定限度,炉膛温度会降低,也会造成不完全燃烧损失增大。

过剩空气系数过低时,由于燃料得不到足够的氧气而不能完全燃烧,造成不完全燃烧损失增大。而长期严重的不完全燃烧,将导致锅炉受热面积碳,影响换热效率,排烟损失持续增大。因此,合理控制空燃比,尽量降低排烟热损失q2和不完全燃烧损失q3,是锅炉热效率提升的另一关键点。

3)严格控制锅炉水质,科学管控水垢

锅炉给水中都会含有各种杂质及钙、镁等结垢物质,锅炉不可避免会结垢。水垢的导热系数很低,所以一旦受热面结垢,由于热阻增大,锅炉排烟温度就会上升,排烟热损失就会增大。测试数据表明,锅炉受热面上结1mm水垢,排烟热损失会增加约2%~4%,锅炉受热面结垢越厚,热阻越大,锅炉热效率就会下降越多。

锅炉结垢不仅降低了锅炉热效率,而且使锅炉受热面壁温升高,造成受热面损伤,甚至造成锅炉爆炸事故。所以,采用上等的软水处理装置,严格按照流程运行锅炉给水软化处理装置,控制锅炉给水水质,可延缓水垢形成。同时,对锅炉水垢进行实时管控,掌握锅炉水垢状况,必要时进行水垢清理也非常重要。

4)加强保温、防止跑冒滴漏,减少散热损失 

由于锅炉本体、汽水热力管道系统的温度总比锅炉房内的空气温度高,部分热量会以辐射和对流方式向周围空气散失,成为锅炉的散热损失。因此,锅炉及热力管道系统的保温层破损或发现跑冒滴漏时,应及时修复,减少散热损失。

国外经验分享 :

目前国外锅炉提高实际运行热效率的措施通常包括:

1)大量采用冷凝或半冷凝技术回收烟气余热,从而大幅降低排烟温度,将排烟热损失降至*低。

2)采用燃烧智能管控装置,根据对烟气成分的持续监测,自动调整燃烧空燃比,确保空燃比始终保持*优状态,从而基本避免不完全燃烧热损失,并持续降低排烟热损失。

3)采用物联网技术监管在线锅炉水垢状况,科学指导水质管控和除垢。

提高锅炉效率的手段:

锅炉计算热效率的方法中,减小锅炉各项热埙失,提高可利用有效热量,是提高锅炉燃烧效率的途径。对于大容量锅炉,可燃气体(化学)未完全燃烧热埙失已相当小,锅炉本体的散热面积和保温条件已定型,降低锅炉散热埙失也不可能。灰渣物理热埙失所占比例相对甚小,降低这项埙失手段不多。因此只有排烟热埙失、固体(机械)未完全燃烧热埙失在锅炉各项热埙失中所占比例较大,是提高锅炉热经济性的潜力所在。

一、降低排烟热埙失

锅炉排烟温度是反映锅炉设计、运行状况及设备健康水平的综合性参数。在锅炉运行中,操作不当引起排烟温度升高或排烟量增大都会增加排烟热埙失,使锅炉热效率下降。

二、减少固体(机械)未完全燃烧热埙失

固体(机械)未完全燃烧热埙失的大小主要取决于飞灰和灰渣中含碳量。在固态排渣煤粉炉中,飞灰占总灰量的比例相当大,设法降低飞灰中的含碳量尤其重要。

三、保证锅炉燃煤质量

燃煤成分对提高燃烧速度和燃烧完全程度影响很大。挥发分多的煤易着火燃烧,挥发分少的煤着火困难且不易燃烧完全。

四、减少汽水埙失

锅炉的汽水埙失,除了检修质量不高造成的跑,冒,滴,漏,主要是锅炉运行中排污和疏水造成的。

五、坚持锅炉小指标监督管理

锅炉各项经济小指标监督管理是提高锅炉运行经济性、节约能源的重要手段。与锅炉热效率有关的经济小指标有排烟温度、烟气氧量值、一氧化碳值、飞灰可燃物含量、炉渣可燃物等。



 

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