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[摘 要]通过对本公司两台锅炉排烟温度高的分析，找出了原因、提出解决的办法。
[关键词]排烟温度、煤粉锅炉、制粉系统
中图分类号：TK221 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）29-0159-02
本公司的两台锅炉系北京巴布科.威尔科克有限公司生产的B&WB410/9.81-M锅炉，单汽包，集中下降管，自然循环，呈II型布置，采用直流煤粉燃烧器，一、二次风间隔布置同心切向燃烧的固态排渣煤粉锅炉。锅炉前部为炉膛，四周布满膜式水冷壁，二十四個循环回路。炉膛出口布置有屏式过热器，水平烟道布置两级对流过热器。炉顶，水平烟道两侧及斜底，转向室直至上级省煤器四周均用膜式管包敷，尾部烟道交叉布置两级省煤器和管式空气预热器。
锅炉设计采用神华煤，配有两套DTM320/580球磨机，中间仓储式乏气送粉制粉系统。自2000年投产以来，在试运行过程中就一直存在排烟温度超设计值的问题，满负荷的情况下，即使两台磨煤机运行时，排烟温度也高达153-160℃，超出设计值（131℃）20℃左右，致使锅炉效率只能达到91.5%，未能过到锅炉设计效率92.1%，使其经济性受到严重影响。
1、排烟温度高的危害
排烟温度的高低直接影响到锅炉的排烟热损失q2的大小，当排烟温度升高12-15℃，q2约增加1%，所以应尽量降低排烟温度。q2又是锅炉损失中最大的一项，进而影响锅炉效率及发电煤耗，一般情况，排烟温度每升高10℃，煤耗将增加2g/Kwh左右。排烟温度超温严重时，往往会影响到预热器的安全运行，进而影响发电机组的安全经济运行。所以，降低排烟温度对于节能降耗、提高锅炉的安全稳定性具有重要的实际意义。
2、排烟温度高的原因分析
2.1 制粉系统运行方式的影响
本公司的两台锅炉配置四套中间仓储式乏气送粉的制粉系统，由于该公司燃用的是神华煤，该煤种的特点是低灰、低硫、低熔点（T2为1168℃）高挥发份、高热值，易发生煤粉自燃及制粉系统爆炸，为了防止制粉系统内积粉自燃及制粉系统爆炸，所以对制粉系统的运行有严格的要求，这样制粉系统的运行调整也受到了制约，另外燃用神华煤有易结焦的特点，由于乏气送粉的制粉系统与燃烧有非常密切的联系，也给制粉系统的调整带来困难。中间仓储式的制粉系统，当煤粉仓粉位高时，则需要磨煤机停止运行（大约有1/3多的时间磨煤机在停运），这样乏气送粉的一次风温原来规定不超过90℃，经过几年的摸索规定不超过110℃，影响排烟温度变化约3-5℃，对于乏气送粉的锅炉，磨煤机停止后一次风用冷风加热风代替，这使得进入炉膛的冷风增加，通过空气预热器的风量减少，排烟温度升高，经试验表明，在磨煤机停运时，排烟温度将升高11-13℃，原来升高在15-18℃。排烟温度的降低也受磨煤机出力的影响，磨煤机出力大时，热风用量大，冷风用量小，这样在制粉系统运行时排烟温度会下降不少；但是出力大，磨煤机的停运时间长，反倒使得整体排烟温度升高。所以，要彻底解决排烟温度的问题，在不影响燃烧及结焦及磨煤机出力的情况下应将一次风量尽量降低，这样磨煤机停止运行后，掺入的冷风量就会减少；在制粉系统运行中，要保持其出力不变，应尽量采用热风制粉，同时尽量减少冷风的掺入量；只有这样才能使得通过空气预热器的风量增加，排烟温度得到降低。另外在一次风压、风速及风量能满足燃烧的情况下，应通过对制粉系统再循环的调整来控制磨煤机的出口温度，即开大再循环，减少冷风量，这也是为了增加空气预热器的通风量来降低排烟温度。一次风压的高低对排烟温度也有影响，一次风压越高，通过排粉机获得的能量越多，排粉机的出口温度越高，为了使排粉機的出口温度不超规定值，就得降低排粉机入口温度，也就是减少了制粉系统的热风用量，增加了冷风用量，排烟温度就升高，但首先应该满足燃烧的需要。
2.2 空气预热器入口温度的影响
空气预热器入口温度高，空气预热器传热温差变小，烟气的放热量就小，从而使排烟温度升高。本公司空气预热器入口设置有室外风与室内风切换档板，冬季一般采用室内风，风温在30℃以上，夏季一般采用室外风，经验表明，在室外风与室内风切换时排烟温度将变化6-8℃。经计算，冷空气温度每变化1℃，排烟温度同向变化约0.45℃。所以空气预热器入口温度的变化对排烟温度影响也很大。
2.3 锅炉漏风量的影响
锅炉漏风量主要是制粉系统漏风和炉底、炉膛漏风。锅炉漏风量的多少也是影响排烟温度升高的原因之一。漏风量的大小与运行调整、设备状态、设备本身的结构以及检修质量有较大关系。经计算表明，漏入炉膛与制粉系统冷风与排烟温度成线性关系，漏入炉膛与制粉总系统冷风系数增加0.01，排烟温度升高1.33℃。
2.4 发电量及负荷率的影响
全年的发电量多少及负荷率的高低对排烟温度也影响不小，发电量多、负荷率高，锅炉的结焦、堵灰相对严重，排烟温度自然就高，反之就低。
2.5 凝汽器真空的影响
凝汽器的真空高低，对排烟温度影响也比较大；夏季外界气温高，凝气器真空低，则锅炉的蒸发量就大，锅炉燃烧需要的给粉量与送风量就大，再加上蒸发量大锅炉的结焦与堵灰严重，排烟温度就高；冬季外界气温低，凝汽器的真空高，锅炉燃烧需要的给粉量与送风量就小，再加上蒸发量小锅炉的结焦与堵灰相对少，排烟温度就低。
2.6 煤种的影响
煤的成分直接影响烟气量和烟气特性，燃煤中的灰份、水分增加以及低位发热量降低，均使排烟温度升高，其中主要是水分和发热量，但灰分含量大也有影响。但根据实际燃煤情况来看，锅炉燃用的煤种与设计煤种相当，所以，煤种不是影响排烟温度升高的主要原因。
2.7 炉膛出口过量空气系数的影响
炉膛过量空气系统数增加有两方面作用，其一使通过空气预热器的空气量增加，从而增加空气预热器的传热量，降低排烟温度；另一方面，使流过半辐射及对流受热面烟气量增加，受热面烟温降低减少，导致排烟温度上升。经计算炉膛出口过量空气系数在正常范围变动时，排烟温度的影响不明显。 2.8 给水温度的影响
在负荷和工质的品质不变的情况下，锅炉给水温度增加，使输入炉膛中的燃料耗量下降，燃料燃烧产生的烟气容积流量下降，过热器吸热量降低，各级受热面出口烟气温度上升。给水温度的升高造成省煤器的传热温差下降，使得预热器进口烟气温度上升，导致排烟温度升高。给水温度升高1℃，排烟温度将升高0.3℃。
2.9 受热面管外因积灰、堵塞、管內结垢的影响
受热面积灰、结渣和结垢将使传热系数降低，排烟温度升高。调整好燃烧，防止结焦，同时应加强锅炉吹灰打焦工作，保持给水、炉水及蒸汽品质合格防止各受热面管内结垢影响传热等。可降低排烟温度3-5℃。
3、排烟温度高的治理
通过对影响排烟温度升高原因的分析，虽然原因比较多，对逐个原因进行排查，认为煤种对排烟温度影响不大，过量空气系数控制在额定值范围内，给水温度也在设计值范围内，受热面结焦、积灰不是很严重，“烟气走廊”也较少，。最后把影响排烟温度升高的主要原因定格在制粉系统运行方式上，即掺入冷风的数量；另外负荷率的高低、真空的高低和送风机入口风温的高低对排烟温度的影响也不小，但是追求负荷率是发电厂的宗旨，可不能超出力运行，另外送风机的入口温度高，对整体炉效是有好处的，所以着重对制粉系统运行方式问题进行研究。
3.1 制粉系统掺入冷风的数量对排烟温度升高的分析
首先我们分析制粉系统掺入冷风对排烟温度的影响。正常运行中要控制炉膛出口氧量，即过量空气系数，当炉膛出口过量空气系数一定时，制粉系统掺入冷风的数量增加，即通过预热器的风量减少，预热器传热系数降低，预热器的出口风温上升，使预热器传热温压下降，传热系数和温压降低导致预热器吸热量减少，最终使排烟温度升高。对于乏气送粉锅炉，磨煤机停用时，该制粉系统所带燃烧器的一次风将直接用热风掺冷风代替。这部分风不再干燥煤粉，需掺入更多的冷风才能将排粉机出口温度控制在要求的值，这使得制粉系统掺入冷风量增加，排烟温度升高。从锅炉实际运行情况看，两台磨煤机停运排烟温度将升高11-13℃。可见如果能够控制减少制粉系统掺入冷风率，降低排烟温度是明显的。
3.2 调整制粉系统掺入冷风的数量
对于乏气送粉的制粉系统，在不影响燃烧及制粉系统出力的前提下，减小一次风量对排烟温度影响很大，另外应合理使用制粉系统再循环，再循环风关闭必然使一次风压升高，制粉系统通风量等于一次风量与再循环风量之和。由于制粉出力与通风量成正比，在系统运行时用再循环风适时调整，磨煤机入口冷风门也由原先的全开状态适当关小30%左右；热风门由原来开度不到43%提高到53%，另外提醒乏气送粉锅炉的制粉系统和燃烧是紧密联系的，所以调整不能影响燃烧和制粉出力，所以制粉系统运行方式的调整首先从燃烧侧开始。
3.3 一次风速
锅炉燃烧工况的好坏，不仅需要合适的一次风率，而且需要合适的一次风速，本锅炉燃用的是神华煤，设计风速为28.9m/s。实测单管一次风速普遍高，运行将原来的一次风压由3000Pa降低至冬季2000Pa-2200Pa、夏季的2300Pa-2500Pa，经过调整，锅炉燃尽度也有所好转，飞灰和炉渣可燃物也不同程度的下降。
3.4 钢球装载量
乏气送粉系统中钢球装载量直接影响制粉出力，增加钢球装载量意味着给煤量增加，则所需干燥剂也增加，所需通风量也增加。由于干燥风量与制粉系统通风量在不同钢球装载量下的比例不同，通过减少磨煤机的钢球装载量，来减少系统通风量，这样磨煤机运行时一次风量变小，根据前面论述排烟温度应该降低。制粉单耗也有了大幅度的降低，磨煤机单耗由原来的18KWh/t煤左右降低至现在的14.8KWh/t煤左右，排粉机单耗降低了5.5KWh/t煤左右。
4、结论与建议
4.1 针对排烟温度高的问题，通过一次风率和制粉系统运行方式的调整，使进入炉膛的冷风减少，与最高时期排烟温度下降了20℃左右，提高锅炉效率约0.5%，使发电标准煤耗率下降4.0g/kw.h左右。
4.2 对炉膛漏风、炉底漏风和制粉系统漏风可以通过系统设备检修来降低或消除，注意炉底水封和炉顶的密封。在正常运行时，随时关闭各个人孔门、检查孔等，尤其是运行10年左右的锅炉，这一措施可降低排烟温度7-8℃。
4.3 鍋炉工作“粗中有细”燃烧及制粉系统的调整不能固化，要根据设备运行状况等各种因素的变化，做到勤分析、勤调整，尽量使得锅炉运行更经济。
[关键词]排烟温度、煤粉锅炉、制粉系统
中图分类号：TK221 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）29-0159-02
本公司的两台锅炉系北京巴布科.威尔科克有限公司生产的B&WB410/9.81-M锅炉，单汽包，集中下降管，自然循环，呈II型布置，采用直流煤粉燃烧器，一、二次风间隔布置同心切向燃烧的固态排渣煤粉锅炉。锅炉前部为炉膛，四周布满膜式水冷壁，二十四個循环回路。炉膛出口布置有屏式过热器，水平烟道布置两级对流过热器。炉顶，水平烟道两侧及斜底，转向室直至上级省煤器四周均用膜式管包敷，尾部烟道交叉布置两级省煤器和管式空气预热器。
锅炉设计采用神华煤，配有两套DTM320/580球磨机，中间仓储式乏气送粉制粉系统。自2000年投产以来，在试运行过程中就一直存在排烟温度超设计值的问题，满负荷的情况下，即使两台磨煤机运行时，排烟温度也高达153-160℃，超出设计值（131℃）20℃左右，致使锅炉效率只能达到91.5%，未能过到锅炉设计效率92.1%，使其经济性受到严重影响。
1、排烟温度高的危害
排烟温度的高低直接影响到锅炉的排烟热损失q2的大小，当排烟温度升高12-15℃，q2约增加1%，所以应尽量降低排烟温度。q2又是锅炉损失中最大的一项，进而影响锅炉效率及发电煤耗，一般情况，排烟温度每升高10℃，煤耗将增加2g/Kwh左右。排烟温度超温严重时，往往会影响到预热器的安全运行，进而影响发电机组的安全经济运行。所以，降低排烟温度对于节能降耗、提高锅炉的安全稳定性具有重要的实际意义。
2、排烟温度高的原因分析
2.1 制粉系统运行方式的影响
本公司的两台锅炉配置四套中间仓储式乏气送粉的制粉系统，由于该公司燃用的是神华煤，该煤种的特点是低灰、低硫、低熔点（T2为1168℃）高挥发份、高热值，易发生煤粉自燃及制粉系统爆炸，为了防止制粉系统内积粉自燃及制粉系统爆炸，所以对制粉系统的运行有严格的要求，这样制粉系统的运行调整也受到了制约，另外燃用神华煤有易结焦的特点，由于乏气送粉的制粉系统与燃烧有非常密切的联系，也给制粉系统的调整带来困难。中间仓储式的制粉系统，当煤粉仓粉位高时，则需要磨煤机停止运行（大约有1/3多的时间磨煤机在停运），这样乏气送粉的一次风温原来规定不超过90℃，经过几年的摸索规定不超过110℃，影响排烟温度变化约3-5℃，对于乏气送粉的锅炉，磨煤机停止后一次风用冷风加热风代替，这使得进入炉膛的冷风增加，通过空气预热器的风量减少，排烟温度升高，经试验表明，在磨煤机停运时，排烟温度将升高11-13℃，原来升高在15-18℃。排烟温度的降低也受磨煤机出力的影响，磨煤机出力大时，热风用量大，冷风用量小，这样在制粉系统运行时排烟温度会下降不少；但是出力大，磨煤机的停运时间长，反倒使得整体排烟温度升高。所以，要彻底解决排烟温度的问题，在不影响燃烧及结焦及磨煤机出力的情况下应将一次风量尽量降低，这样磨煤机停止运行后，掺入的冷风量就会减少；在制粉系统运行中，要保持其出力不变，应尽量采用热风制粉，同时尽量减少冷风的掺入量；只有这样才能使得通过空气预热器的风量增加，排烟温度得到降低。另外在一次风压、风速及风量能满足燃烧的情况下，应通过对制粉系统再循环的调整来控制磨煤机的出口温度，即开大再循环，减少冷风量，这也是为了增加空气预热器的通风量来降低排烟温度。一次风压的高低对排烟温度也有影响，一次风压越高，通过排粉机获得的能量越多，排粉机的出口温度越高，为了使排粉機的出口温度不超规定值，就得降低排粉机入口温度，也就是减少了制粉系统的热风用量，增加了冷风用量，排烟温度就升高，但首先应该满足燃烧的需要。
2.2 空气预热器入口温度的影响
空气预热器入口温度高，空气预热器传热温差变小，烟气的放热量就小，从而使排烟温度升高。本公司空气预热器入口设置有室外风与室内风切换档板，冬季一般采用室内风，风温在30℃以上，夏季一般采用室外风，经验表明，在室外风与室内风切换时排烟温度将变化6-8℃。经计算，冷空气温度每变化1℃，排烟温度同向变化约0.45℃。所以空气预热器入口温度的变化对排烟温度影响也很大。
2.3 锅炉漏风量的影响
锅炉漏风量主要是制粉系统漏风和炉底、炉膛漏风。锅炉漏风量的多少也是影响排烟温度升高的原因之一。漏风量的大小与运行调整、设备状态、设备本身的结构以及检修质量有较大关系。经计算表明，漏入炉膛与制粉系统冷风与排烟温度成线性关系，漏入炉膛与制粉总系统冷风系数增加0.01，排烟温度升高1.33℃。
2.4 发电量及负荷率的影响
全年的发电量多少及负荷率的高低对排烟温度也影响不小，发电量多、负荷率高，锅炉的结焦、堵灰相对严重，排烟温度自然就高，反之就低。
2.5 凝汽器真空的影响
凝汽器的真空高低，对排烟温度影响也比较大；夏季外界气温高，凝气器真空低，则锅炉的蒸发量就大，锅炉燃烧需要的给粉量与送风量就大，再加上蒸发量大锅炉的结焦与堵灰严重，排烟温度就高；冬季外界气温低，凝汽器的真空高，锅炉燃烧需要的给粉量与送风量就小，再加上蒸发量小锅炉的结焦与堵灰相对少，排烟温度就低。
2.6 煤种的影响
煤的成分直接影响烟气量和烟气特性，燃煤中的灰份、水分增加以及低位发热量降低，均使排烟温度升高，其中主要是水分和发热量，但灰分含量大也有影响。但根据实际燃煤情况来看，锅炉燃用的煤种与设计煤种相当，所以，煤种不是影响排烟温度升高的主要原因。
2.7 炉膛出口过量空气系数的影响
炉膛过量空气系统数增加有两方面作用，其一使通过空气预热器的空气量增加，从而增加空气预热器的传热量，降低排烟温度；另一方面，使流过半辐射及对流受热面烟气量增加，受热面烟温降低减少，导致排烟温度上升。经计算炉膛出口过量空气系数在正常范围变动时，排烟温度的影响不明显。 2.8 给水温度的影响
在负荷和工质的品质不变的情况下，锅炉给水温度增加，使输入炉膛中的燃料耗量下降，燃料燃烧产生的烟气容积流量下降，过热器吸热量降低，各级受热面出口烟气温度上升。给水温度的升高造成省煤器的传热温差下降，使得预热器进口烟气温度上升，导致排烟温度升高。给水温度升高1℃，排烟温度将升高0.3℃。
2.9 受热面管外因积灰、堵塞、管內结垢的影响
受热面积灰、结渣和结垢将使传热系数降低，排烟温度升高。调整好燃烧，防止结焦，同时应加强锅炉吹灰打焦工作，保持给水、炉水及蒸汽品质合格防止各受热面管内结垢影响传热等。可降低排烟温度3-5℃。
3、排烟温度高的治理
通过对影响排烟温度升高原因的分析，虽然原因比较多，对逐个原因进行排查，认为煤种对排烟温度影响不大，过量空气系数控制在额定值范围内，给水温度也在设计值范围内，受热面结焦、积灰不是很严重，“烟气走廊”也较少，。最后把影响排烟温度升高的主要原因定格在制粉系统运行方式上，即掺入冷风的数量；另外负荷率的高低、真空的高低和送风机入口风温的高低对排烟温度的影响也不小，但是追求负荷率是发电厂的宗旨，可不能超出力运行，另外送风机的入口温度高，对整体炉效是有好处的，所以着重对制粉系统运行方式问题进行研究。
3.1 制粉系统掺入冷风的数量对排烟温度升高的分析
首先我们分析制粉系统掺入冷风对排烟温度的影响。正常运行中要控制炉膛出口氧量，即过量空气系数，当炉膛出口过量空气系数一定时，制粉系统掺入冷风的数量增加，即通过预热器的风量减少，预热器传热系数降低，预热器的出口风温上升，使预热器传热温压下降，传热系数和温压降低导致预热器吸热量减少，最终使排烟温度升高。对于乏气送粉锅炉，磨煤机停用时，该制粉系统所带燃烧器的一次风将直接用热风掺冷风代替。这部分风不再干燥煤粉，需掺入更多的冷风才能将排粉机出口温度控制在要求的值，这使得制粉系统掺入冷风量增加，排烟温度升高。从锅炉实际运行情况看，两台磨煤机停运排烟温度将升高11-13℃。可见如果能够控制减少制粉系统掺入冷风率，降低排烟温度是明显的。
3.2 调整制粉系统掺入冷风的数量
对于乏气送粉的制粉系统，在不影响燃烧及制粉系统出力的前提下，减小一次风量对排烟温度影响很大，另外应合理使用制粉系统再循环，再循环风关闭必然使一次风压升高，制粉系统通风量等于一次风量与再循环风量之和。由于制粉出力与通风量成正比，在系统运行时用再循环风适时调整，磨煤机入口冷风门也由原先的全开状态适当关小30%左右；热风门由原来开度不到43%提高到53%，另外提醒乏气送粉锅炉的制粉系统和燃烧是紧密联系的，所以调整不能影响燃烧和制粉出力，所以制粉系统运行方式的调整首先从燃烧侧开始。
3.3 一次风速
锅炉燃烧工况的好坏，不仅需要合适的一次风率，而且需要合适的一次风速，本锅炉燃用的是神华煤，设计风速为28.9m/s。实测单管一次风速普遍高，运行将原来的一次风压由3000Pa降低至冬季2000Pa-2200Pa、夏季的2300Pa-2500Pa，经过调整，锅炉燃尽度也有所好转，飞灰和炉渣可燃物也不同程度的下降。
3.4 钢球装载量
乏气送粉系统中钢球装载量直接影响制粉出力，增加钢球装载量意味着给煤量增加，则所需干燥剂也增加，所需通风量也增加。由于干燥风量与制粉系统通风量在不同钢球装载量下的比例不同，通过减少磨煤机的钢球装载量，来减少系统通风量，这样磨煤机运行时一次风量变小，根据前面论述排烟温度应该降低。制粉单耗也有了大幅度的降低，磨煤机单耗由原来的18KWh/t煤左右降低至现在的14.8KWh/t煤左右，排粉机单耗降低了5.5KWh/t煤左右。
4、结论与建议
4.1 针对排烟温度高的问题，通过一次风率和制粉系统运行方式的调整，使进入炉膛的冷风减少，与最高时期排烟温度下降了20℃左右，提高锅炉效率约0.5%，使发电标准煤耗率下降4.0g/kw.h左右。
4.2 对炉膛漏风、炉底漏风和制粉系统漏风可以通过系统设备检修来降低或消除，注意炉底水封和炉顶的密封。在正常运行时，随时关闭各个人孔门、检查孔等，尤其是运行10年左右的锅炉，这一措施可降低排烟温度7-8℃。
4.3 鍋炉工作“粗中有细”燃烧及制粉系统的调整不能固化，要根据设备运行状况等各种因素的变化，做到勤分析、勤调整，尽量使得锅炉运行更经济。