影响锅炉运行经济性的因素分析及其治理对策.ppt

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1、,影响锅炉运行经济性的因素分析及其治理对策 秦 淇 河南电力试验研究院,1前言 随着燃煤价格的不断升高，燃料成本占火力发电厂成本的比重逐渐上升，使得对火力发电厂经济运行的要求也越来越高。提高锅炉运行的经济性是提高整个火电厂经济性的重要一环。要提高锅炉运行的经济性，需提高锅炉运行的热效率，降低锅炉辅机电耗。对运行的锅炉进行节能潜力评估，找出主要指标与设计值、同类锅炉先进值的差距才能使锅炉节能降耗有明确的努力方向。在明确努力方向后，通过对主要指标产生偏离设计的原因进行分析，并采取正确的运行调整、设备改造及管理措施才能使锅炉节能降耗有章可循。,表1,表2,表3,表4,3 锅炉主要指标偏离设计的原因分

2、析及治理对策,固体未完全燃烧热损失 排烟热损失 辅机电耗,固体未完全燃烧热损失,固体未完全燃烧热损失主要是由于飞灰、炉渣中未燃尽碳造成，对于中速磨系统，还包含石子煤热损失。飞灰、炉渣含碳量越高、石子煤量越大、石子煤发热量越高，对于同一煤质其固体未完全热损失越大；煤质不同时，发热量越低、灰份越高，相同灰渣含碳量固体未完全燃烧热损失越大。 降低固体未完全燃烧热损失的主要途径是：通过调整、磨煤机改造减少石子煤量通过调整、设备改造降低飞灰、炉渣含碳量通过燃煤采购控制,提高燃煤发热量。,3.1引起灰渣含碳量升高的主要原因 煤粉细度偏粗燃烧器配风不合理细粉分离器效率偏低制粉系统漏风严重 粉仓下粉不好煤粉混

3、合器性能欠佳 燃烧器上、下倾角及切角混乱同一层燃烧器煤粉量偏差大旋流燃煤器各风道同心度差 旋流燃烧器旋流强度不合适不同燃烧特性的煤随意掺烧燃煤燃烧特性下降后，配风方式未作相应调整,3.1灰渣含碳量升高的原因分析及治理对策 3.1.1 煤粉细度偏粗 煤粉细度偏粗时，煤粉气流着火点升高，着火推迟且燃尽困难，不但引起灰渣含碳量升高，同时还引起火焰中心抬高，排烟温度升高。 煤粉偏粗的原因： a)煤粉筛子质量不合格，煤粉细度化验数据不准确。 目前煤粉筛质量参差不齐，要买合格厂家的产品，推荐使用新乡540厂产品。 b)煤粉细度未按燃煤燃烧特性的差异控制 。,不同煤种煤粉细度应按下表控制: 表5,c)采用B

4、BD双进双出磨，在分离器入口档扳、回粉管、内锥锁气器堵塞时煤粉细度变粗，应对分离器入口档扳、回粉管、内锥锁气器结构进行改造，防止上述问题发生。d)采用变压加载方式的中速磨，因油系统进入煤粉导致油路堵塞，使加载油压不能随磨负荷跟踪调节，使煤粉细度偏粗，应保持油系统清洁，加强滤油工作。,e)钢球直径配比失调，大直径钢球比例过多，中间直径钢球比例偏少，容易使煤粉细度偏粗。应调整钢球直径配比。f)燃煤挥发份降低以后没有重新进行煤粉度调整。,3.1.2燃烧器配风不合理 a)一次风速不合理 一次风速偏高着火推迟，炉膛下部温度下降。 一次风速偏低一次风中煤粉易离折，造成炉渣量大及炉渣含碳量升高。b)缩腰配风

5、时缩腰位置不合理 对于燃用贫煤、无烟煤的锅炉，下两层一次风不是集中布置，下两层一次风之间二次风配置过大，会引起下组两层一次风火咀之间区域温度下降，造成着火困难；若二次风采用缩腰配风，第二层一次风上部二次风收缩较多，则容易造成第二层一次风火咀上部区域因缺风炉膛温度下降，最终引起灰渣含碳量及排烟温度升高。,c)下二次风量不足 低负荷运行时，炉膛风箱差压较小，若下二次风门开度较小时，此时下二次风量减小较多，但此时下层燃料量相对下层二次风量减小较少，此时下二次风托粉能力不足，易造成下层一次风掉粉，引起炉渣含碳量升高。燃用挥发份较低的贫煤及无烟煤时，下二次风门的开度往往受锅炉燃烧稳定性的限制，特别是下二

6、次风与下一次风间距较小时，增大下二次风会使下层燃烧器煤粉气流很快与下层二次风混合，使燃烧稳定性降低。采用在原下二次风下部增设一层二次风喷口或将原下二次风喷口下移的办法，可以既不影响燃烧稳定性又增强下二次风托粉能力，从而减小炉渣含碳量。下二次风托粉能力不足时，采取停下层煤粉火嘴或减小下层煤粉火嘴出力的方法对降低炉渣含碳量效果明显。,3.1.3细粉分离器效率偏低 细粉分离器效率偏低时，三次风带粉严重，下部一次风送粉量减少，燃烧行程短的三次风煤粉份额增加，引起火焰中心抬高及飞灰含碳量、排烟温度升高。细粉分离器下粉管锁气器重叠度不够或锁气器磨损会造成细粉分离器下部串风，引起细粉分离器分离效率降低。此时

7、调整锁气器重叠度、更换磨损的锁气器能使细粉分离器效率恢复正常。,3.1.4制粉系统漏风严重 采用中储式制粉系统，当制粉系统漏风严重时将导致三次风率、风速升高，引起飞灰含碳量及排烟温度的上升。因此应对容易造成系统漏风的风道弯头外侧、膨胀节、木块分离器处加强检查，消除泄漏点，木块分离器可采用在的结合面垫胶皮等措施改善此处的漏风。对于运行中磨出口温度偏低者应通过试验确定漏风的严重程度。,3.1.5粉仓下粉不好 当粉仓进水、吸潮管堵塞时，会引起粉仓内煤粉结块；若吸潮管所接位置不当，引起粉仓内负压增高时，都会引起粉仓下粉不好，造成粉仓下粉量波动及供粉连续性变差，引发炉内燃烧工况的波动，造成灰渣含碳量升高

8、。要利用停炉机会进入粉仓检查，观察粉仓上部是否有进水痕迹，发现粉仓进水要及时处理。粉仓消防蒸汽阀门是否关闭严密及粉仓上部焊缝是否完好是检查重点。对于吸潮管接在排粉机入口档板之后者，如排粉机余量较大，排粉机入口档板节流严重，吸潮管接口处负压较高，相应粉仓负压也较高，此时会引起粉仓下粉变差。可通过将吸潮管移至粗粉分离器或细粉分离器出口解决此问题。,3.1.6煤粉混合器性能欠佳 目前大多数电厂使用双托板煤粉混合器，有的混合器加工尺寸不规范，混合器下部产生较大正压，容易产生托粉现象。在给粉量大及煤粉比重较大时托板处易堵粉，造成供粉量波动及粉连续性变差，引发炉内燃烧工况的波动。若高负荷运行中主汽压、表盘

9、氧量波动大，说明供粉连续性差，可以通过试验确定混合器下粉供粉的性能是否存在问题，并通过更换性能更好的新型混合器改善供粉连续性。,3.1.7燃烧器上、下倾角及切角混乱 燃烧器上、下倾角及切角混乱时，炉内空气动力场紊乱，燃烧工况差，灰渣含碳量必然升高。同一型式的二台炉在配风及煤粉细度相同的情况下，若一台炉运行情况好，另一台炉运行情况差，大多是燃烧器安装过程中倾角及切角未达设计要求所致，应在检修中认真检查燃烧器安装倾角及切角，并将其调整至设计值。,3.1.8同一层燃烧器粉量偏差大 同一层燃烧器粉量偏差大不仅引起灰渣含碳量升高，还会造成炉膛两侧烟温偏差增大。对于直吹式制粉系统，磨出口同一层的粉量容易出

10、现较大偏差。通过调整一次风管缩孔可以解决一次风管风速不平衡问题，但粉量偏差不能根本解决，只能有所改善。造成此问题的原因是目前新投产的直吹式制粉系统锅炉在磨出口均不设煤粉分配器，同一层粉量的偏差可达到30%左右，解决办法是在磨出口增设煤粉分配器，可以将粉量偏差降至10%左右。,3.1.9旋流燃烧器同心度差 HTNR3型燃烧器外二次风通道由燃烧器与炉膛预留口之间周向间隙构成，当燃烧器安装同心度出现偏差时，外二次风环形通道通流面积周向不均匀，造成周向通风量分布不均衡，引起燃烧工况变差，在燃煤质量下降时由此问题造成的影响更为严重，会造成灰渣含碳量大幅升高，因此要检查旋流燃烧器安装的同心度是否满足要求。

11、,3.1.10微油燃烧器改造的影响 采用微油燃烧技术对原燃烧器改造后，燃烧器浓淡方式起了变化，由原来着火边界浓变为中心浓，煤粉着火变的困难。燃烧器改造后又增加了油枪冷却风，对应风管风速监测装置测量的风量不包含这部分风量，如冷却风偏大，将造成燃烧器出口一次风速偏高，而此时风管风速监测装置测量的风量显示仍然正常，此时煤粉气流着火更加困难，下部燃烧器区温度降低，引起炉渣含碳量增大。燃烧器油冷却风应在盘上能远操，以便油枪不投时能及时降低冷却风量。微油燃烧器改造的最好选择在第二层煤粉燃烧器上进行，选择此位置可以降低改造后对锅炉燃烧稳定性及炉渣含碳量升高的不利影响。,3.1.11不同燃烧特性煤种无序掺烧问

12、题 挥发份高、燃烧特性好的煤与挥以份低、燃烧特性差的煤随意掺烧时，燃烧特性的好煤着火温度低，容易着火，一旦着火以后会使着火区域氧浓度下降，使燃烧特性差、着火点高的煤更难以着火，最终造成燃烧特性差的煤燃烬困难。两种燃烧特性不同的煤混磨、混烧，混煤的煤粉细度按混煤平均挥发份控制时，燃烧特性好的煤被磨的过细而燃烧特性差的煤的细度仍达不到要求，使燃烧特性差的煤燃烬程度变差。混煤掺烧要根据不同煤的燃烧特性由试验确定掺烧比例及掺烧方式。,燃煤特性差别很大的煤种一般不提倡掺烧，若因供煤渠道及价格等因素非进行掺烧时，建议采用分堆堆放、分仓上煤、分磨磨制、细度差别控制、分层送入炉膛的掺烧方式。一般将容易着火的煤

13、放在最下层送入，燃烧特性差的煤放在中层送入，上层仍使用着火特性好的煤。按此方式掺烧时一次风速、磨出口温度也需采用差别控制方式。另外采购煤时不应在有多个煤种的中间供应商处采购，避免供应商供应已掺混的燃煤，应选择单一煤种的多个供应商供应不同煤种，按规定的掺烧方式掺烧。,3.1.12燃煤燃烧特性下降后配风方式未作相应调整 燃煤燃烧特性下降主要表现为挥发份及发热量降低，煤质下降以后锅炉运行的经济性肯定会下降，关键是下降比例达到一个可以接受的程度。如果配风方式不相应改变，可能灰渣含碳量、排烟温度上升较多，锅炉效率随之下降较多；如配风及煤粉细度根据煤质的改变进行针对性的调整，有可能使锅炉运行的经济性下降较

14、少。煤质下降以后总的原则是煤粉细度调细，一次风速降低，第二层二次风减小。,3.1.13石子煤量增大，石子煤损失增加 中速磨石子煤量异常增大一般都伴随大量煤粉排出，所以石子煤损失大幅增大。磨棍与磨盘间隙过大、磨棍磨损、个别磨棍卡死、加载压力不足、风环喉口面积偏大或喉口磨损、磨辊中心偏差超标是引起石子煤量异常增大的原因。当石子煤量异常增大时，应尽早查明磨存在的问题，及时检修处理。,3.2排烟温度高的原因分析及治理对策 排烟温度高指排烟温度与环境温度之差比同等负荷设计值增大 排烟温度高的因素：.掺入或漏入的冷风量增大.燃煤发热量下降.挥发份降低、煤粉细度偏粗.空预器或炉膛受热面污染.配风方式不合理造

15、成火焰中心上移.细粉分离器效率低三次风带粉严重.空预器设计换热能力不足3.2.1掺入或漏入的冷风量增大 机理： 锅炉运行中进入炉膛的风量分为二个部分，一部分是经空预器加热过的热风，另一部分是漏入或掺入的不经空预器的冷风。在一定负荷下，保持一定表盘氧量运行时，进入炉膛的总风量也一定，当漏入或掺入的冷风增加以后，经过空预器的热风量必然减少，但此时总的烟气量没有变化，对于空预器而言，加热的介质流量不变化，而冷却的介质流量减小，必然导致空预器出口烟气温度即排烟温度的升高。,3.2.1掺入或漏入的冷风量增大 机理： 锅炉运行中进入炉膛的风量分为二个部分，一部分是经空预器加热过的热风，另一部分是漏入或掺入

16、的不经空预器的冷风。在一定负荷下，保持一定表盘氧量运行时，进入炉膛的总风量也一定，当漏入或掺入的冷风增加以后，经过空预器的热风量必然减少，但此时总的烟气量没有变化，对于空预器而言，加热的介质流量不变化，而冷却的介质流量减小，必然导致空预器出口烟气温度即排烟温度的升高。,对于中储式制粉系统，主要表现为：a)开冷风门运行b)给煤机敞口运行c)系统其它部位漏风增加 对于中储式乏气送粉系统除上述三种因素外，还有停磨后排粉机运行时排粉机入口风温控制过低，排粉机入口冷风掺入量增加。对于中储式乏气送粉系统，排粉机出口温度应由75 提高至150，此时可大幅减少冷风掺入量。,对于中速磨直吹式系统，主要表现为掺入

17、的冷风增加，其主要形式为:a)一次风量控制较高，为保持磨出口温度，使掺入的冷风量增加。 当中速磨磨入口风量测量不准或磨出口各一次风管风量偏差过大时，容易出现堵磨及堵管情况，运行人员为降低运行风险，经常将磨入口风量保持较大数值，此时磨入口热风量增加，为保持磨出口温度，冷风量也随之增加。解决的办法是通过一次风管风速调平，减少磨出口各一次风管风量偏差、标定磨入口风量测点使风量指示正确，达到减少一次风量，继而减少冷风掺入量的目的。磨入口风量测点在离风门较近时，在较小风门开度下，风量标定系数不稳定。应适当降低一次风压，减小混合风门或热风门节流，使其开度保持在65%以上方能使标定系数稳定。,b)密封风压偏

18、高，密封风（冷风）增加c)磨入口热风隔绝风门不严，停磨后为保持磨出口温度掺入冷风。应检修热风隔绝门，使其能关闭严密。d)磨出口温度控制偏低，一次风量不变时，磨出口温度低，掺入的冷风量必然增加。在确保制粉系统安全的前提下，提高磨出口温度可有效降低排烟温度。e)燃煤可磨系数下降 煤中掺入的矸石及石块增加会引起燃煤可磨系数下降，使磨出力下降。磨出力下降以后为保持磨出口温度冷风掺入量也必然增加。因此燃煤采购时要把好关。可在输煤皮带增加风选设备利用煤与石块比重的差异将煤中石块分选出来，使磨出力得到恢复。,3.2.2燃煤发热量下降 燃煤发热量下降但可磨导致系数不降低，此时虽然磨出力不降低，但运行台数增加，

19、总的掺入的冷风量仍呈上升趋势，因此燃用发热量很低的煤质对排烟温度上升明显。,3.2.3火焰中心上移火焰中心上移主要由以下因素引起：*煤粉细度偏粗*燃煤挥发份下降*配风方式不合理*细粉分离器效率偏低，三次风带粉严重,3.2.4受热面污染 受热面污染主要由炉膛结渣、受热面积灰引起。受热面污染以后，换热系数下降，受热面换热能力降低，导致排烟温度上升。炉膛结渣的锅炉要通过调整或掺烧不易结渣煤种减轻或消除结渣，也可使用除渣剂。对流受热面污染主要是由于积灰引起，应对办法是完善吹灰器功能，加强吹灰频次，保持受热面清洁；对于空预器，当燃用高硫煤时酸露点温度升高，低负荷或环境温度较低时空预器冷端波纹板温度低于酸

20、露点温度，会在空预器波纹板上形成酸腐蚀并粘附飞灰，造成波纹板结垢及流道堵塞，引起空预器换热效率下降，使排烟温度升高、热风温度降低。,空预器堵塞及污染可以通过空预器专项试验确认，也可通过空预器烟气侧、空气侧阻力的变化发现。燃用高硫煤时，在环境温度较低或负荷较小时，应投入热风再循环或暖风器，以提高空预器入口风温，防止空预器冷端腐蚀和粘灰。也有必要增加空预器吹灰次数，保持受热面清洁。对于波纹板间隙较小者，还应在省煤器下部增设灰斗，通过放灰管将此处大颗粒飞灰排除，以防大颗粒飞灰堵塞波纹板间隙。对于设有省煤器灰斗排灰管者，要防止排灰管堵塞以免排灰管失去排灰功能。空预器一旦堵灰，不但影响运行经济性，还会危

21、及送、吸、一次风机安全，造成风机喘震。因此空预器堵灰后要及时疏通，疏通方法是停炉后采用加药的高压水冲洗。冲洗后起动前一定要将受热面烘干。,3.2.5空预器设计换热能力不足 当空预器受热面清洁，出现排烟温度偏高同时伴随热风温度偏低的情况，表明空预器设计换热能力不足。新投产的600机组锅炉较多地发生此类排烟温度偏高问题。对于上部有预留空间的空预器，可以通过在预留空间处增加一定高度的蓄热元件解决排烟温度偏高问题。,3. 3辅机电耗高辅机电耗高的原因:用高耗能风量置换低耗能风量风门节流严重，使风机电耗增加暖风器堵塞风机裕量选择过大，使风机在低效区运行采用变频调速后，风机变频器节能潜力未充分发挥空预器漏

22、风严重，使风机电耗增加制粉系统电耗高电除尘电耗高密封风源的选择,3.3.1用高耗能风量置换低耗能风量 对于有一次风机系统的锅炉，一次风的压头远高于送风机压头，单位质量流量的风量供入炉膛所耗的电能一次风比二次风大，尤其是采用正压直吹式制粉系统的锅炉，一次风压头很高，其能耗比送风机高很多，如一次风量偏大，则二次风量相应减少，相当于用高耗能的一次风替换部分低耗能的二次风，一次风压越高这种替换所增加的电耗越多。因此一次风采用正偏置增加一次风量提高一次风速的方法应避免。,表6,3.3.2风门节流严重，使风机电耗增加 对于直吹式制粉系统，若一次风压设置过高，则制粉系统在运行中磨入口热风门（混合风门）、容量

23、风风门开度较小，此时风门节流严重，一次风机因为风门节流需多耗电能。若一次风压适当降低，制粉系统入口热风门（混合风门）、容量风门开度增加，风门节流减少，一次风机电耗则会明显减少，一次风压的设定应以磨入口热风门（混合风门）开度6570%、容量风门开度4045%为佳。,3.3.3风机裕量选择过大，使风机在低效区运行 风机选型时若裕量选择过大，风机在锅炉正常运行时工作点落在低效区，风机设备效率下降，会增加风机电耗。对于排粉机而言，运行时排粉机入口门开度过小（50%），风门节流严重；对于送、引、一次风机而言则是动叶、静叶、入口导向器开度过小，风机工作点落在低效区，风机效率下降，电耗增加。对于选型过大的排

24、粉机，一般采用切割叶轮的方法进行改造，而送、引及一次风机由于运行工作点随负荷变化，一般采用变频技术进行改造。,3.3.4采用变频调速后，风机变频器节能潜力未充分发挥 风机进行变频改造后，出现节电效果比预期差的情况，有部分原因是风机入口导向器、动叶、静叶所置位置不合适所致，大部分电厂风机进行变频改造后将风机入口导向器、动叶、静叶位置全开位，此位置风机叶轮效率并非最高，致使风机变频器节能潜力未充分发挥。应对照风机性能曲线将风机入口导向器、动叶、静叶开度固定在叶轮效率最高的位置。,3.3.5暖风器堵塞，使送风机压头升高 送风机吸风口离除尘器较近，当除尘器因排灰不畅时，需在除尘器下部灰斗放灰，此时大量

25、灰吸入送风机，此时如暖风器存在泄漏，吸入的灰会粘符在暖风器上，造成暖风器堵塞，另外较多的昆虫吸入也会引起暖风器堵塞。暖风器堵塞以后，暖风器阻力显著增加，引起送风机压头升高，使送风机电耗增加。通过测量暖风器阻力可以判断暖风器是否存在堵塞。对暖风器堵塞要利用停炉机会及时清理疏通。,3.3.6空预器漏风严重，使风机电耗增加 空预器漏风增加会使送、引、一次风机出力增加，风机电耗也相应增加，特别是采用正压直吹式制粉系统的锅炉，空预器漏风增加以后，一次风机出力增加较多，电耗增加明显。在运行中保持较低的一次风压有助于减少空预器漏风，能降低风机电耗，空预器漏风较大时要对空预器进行密封改造，降低空预器漏风率。,

26、3.3.7制粉系统电耗高制粉系统电耗高的影响因素：燃煤发热量下降，耗煤量增加，使制粉系统运行时间延长，制粉电耗增加。燃煤可磨系数下降，使制粉系统出力下降，制粉单耗上升，制粉系统运行时间延长，制粉电耗增加。燃煤挥发份下降，煤粉细度要求更细，使制粉系统出力下降，单耗上升，运行时间延长，制粉电耗增加。,粗粉分离器效率低，回粉中合格煤粉比例增加，循环倍率高造成系统出力低，制粉单耗高，制粉电耗增加。通过对粗粉分离器效率测试可以判断粗粉分离器的性能，确任是否需要改造。信阳华豫原粗粉分离器效率43%，改造后提高至63%，制粉单耗由27kwh/t下降到24kwh/t。粗粉分离器阻力高，应将阻力高的径向分离器改

27、为阻力低的轴向分离器。钢球配比不合理，导致磨出力下降，引起制粉电耗升高。钢球质量差，钢球破损严重，导致钢球有效研磨面积减少，引起磨出力降低，造成制粉电耗升高。应定期对磨煤机内部钢球破损情况进行检查，更换破损钢球并把好入厂钢球质量关。中速磨由于磨盘与磨辊间隙过大、加载压力过低、煤粉细度控制太细、磨辊磨损、通风量不足、个别磨辊卡涩等原因使磨出力降低。,3.3.8电除尘电耗高 在任何负荷电除尘均采用相同的二次电压、二次电流运行，对于低负荷没有必要。低负荷时，烟气量及粉尘量均有所降低，在满足排放的前提下，可以适当降低除尘器效率。低负荷停个别电场或降低电压运行既可满足排放要求也可节约电除尘耗电，另外，三

28、、四电场除尘器灰量较之一、二电场少好几个数量级，可以通过三、四电场供电方式优化降低三、四电场耗电量，从而降低电除尘电耗。,3.3.9密封风源的选择 一次风正压直吹式制粉系统的密封风由密封风机供给，可以用改用一次风机出口压力冷风供密封风，从而省却密封风机，达到节电目的。,4结束语 通过同业对标及与设计参数的比较可以找出锅炉存在的差距；对影响锅炉运行经济性的主要指标进行耗差分析可以了解节能工作的重点所在；要通过运行情况的分析可以发现设备存在的问题并通过设备改造治理为锅炉经济运行创造条件。要不断进行优化调整，改进操作方法，提高锅炉运行的经济性。锅炉节能降耗是一项长期工作，因为随着运行时间的增加锅炉的设备情况在不断变化，设备情况的改变会对锅炉运行的经济性产生影响，要通过对运行情况变化的分析及时发现设备新出现的问题。锅炉节能降耗工作要常抓不懈！,请各位批评指正 谢谢！,