简介:近年来,超临界机组锅炉在我国电力工业中得到了广泛的应用,其发展和运行水平也得到了提高。然而,在实际使用中,超临界燃煤锅炉烟气的高温问题也成为电力工业发展的难题。因此,在超临界机组中,烟气排放问题越来越受到人们的关注,并提出了相应的改进措施。
超临界机组锅炉排烟温度高的原因分析
1.机组锅炉选择不合理
电厂在选择锅炉时,一般会选择较低的烟气温度,这样的机组锅炉既能节约能源,又能提高其效率。从而进一步提高电厂的经济效益。但是,这种选择也会对电厂的安全生产生一些负面影响,如脱硝系统氨逃逸产生粘性硫酸氢铵,堵塞脱硝催化剂床层和空气预热器蓄热元件,严重时机组被迫停止运行和消失。因此,应平衡考虑不同排烟温度锅炉的设计和选择,盲目追求安全将导致高排烟温度。
2.尾部受热面低温腐蚀
火力发电厂燃煤中普遍存在一定的硫,特别是在化石燃料不可再生性和煤炭价格高的影响下。为了生产经营,燃烧硫含量高、劣质煤已成为火力发电厂的首选。在机组运行中,硫燃烧产生SO2、SO3等硫氧化物与烟气中的水蒸气结合形成硫酸蒸汽。当排烟温度较低时,硫酸蒸汽结露形成硫酸,腐蚀尾部受热面金属,称为低温腐蚀。为了避免这种腐蚀,人工提高排烟温度是导致排烟温度过高的重要因素之一。
3.实际燃煤与设计煤种偏差过大
不同的煤种,由于挥发性、水分、灰熔点等不同,在炉内燃烧的特性也不同。因此,在锅炉的设计和选择中,需要充分考虑未来燃烧煤种的参数。为了保证其快速点火和燃烧的稳定性,炉体的结构和选择一般采用相应的工艺。例如,燃烧无烟煤需要更高的出口温度和更大的煤粉浓度。但由于实际运行,实际煤种与设计煤种偏差较大,不同特性的煤种在同一炉型上会产生不同的燃烧结果。在无烟煤炉型中燃烧烟煤会导致火灾提前,火焰中心向上移动,导致排烟温度升高。
4.风量过大导致排烟温度升高
在锅炉运行过程中,一、二次风量由操作人员手动调节或与机组协调自动控制。在手动调节过程中,容易受到炉内结焦、操作人员技能水平和个人注意力的影响。自动模式容易受到机组协调性能和氧测点精度的影响。实际风量随机组运行而上下波动。在锅炉正常运行中,风量过小导致氧量不足,产生还原性气氛,产生低灰熔点的金属氧化物,容易导致炉内结焦;当风量过大时,更容易将炉内热量带到锅炉尾部,从而提高排烟温度。因此,风量直接影响排烟温度。因此,在锅炉运行过程中,适当的风量尤为重要。
5.漏风过多导致排烟温度升高
炉膛漏风引起的烟气温度升高,是由于炉膛出口过剩空气系数a保持不变,混合冷空气量增加,导致进入空气预热器的一次性风量减少,空气预热器的热交换减少,烟气温度升高。据了解,某电厂1号机组自投产以来,1B侧空气预热器的供氧量一直处于较低状态,尤其是1A/1B制粉系统停运时。这种情况比较严重,锅炉燃烧调试实验后没有发现问题。因此,在待机制粉系统运行过程中,为了保证出风口温度不高于规定要求,需要通过冷空气降温,导致烟气温度升高。
6.进入制粉系统和炉膛的冷风系数
当锅炉在负压下燃烧时,一定数量的冷空气会从每个开口或不密切的地方流入炉膛。当炉口过剩空气的比例保持不变时,由于冷空气的渗透,会减少通过预热器的气流,减慢气流速度,降低换热系数,对总传热起到很大的作用。这也充分说明,在炉内和制粉过程中,随着冷空气流量的增加,热交换会对空气预热器的传热起到一定的作用,从而提高烟气温度。
7.给水温度变化的影响
供水温度的变化也会影响烟气的温度。当供水温度发生变化时,必须调整燃料量,以确保炉侧各段温度正常。当供水温度下降时,供水系统的燃料需求也会增加,因此必须增加燃料量,以提高锅炉出口的温度。在这种情况下,不仅会提高锅炉的烟气温度,而且还会增加电厂的煤耗。
8.受热面吹灰不合理
如果加热表面的吹灰布置不合理,加热表面的灰分会增加,导致严重的积灰和结焦,从而减少锅炉加热表面的对流传热,使烟气热量更难传递到加热表面管道中的工作质量,提高排烟温度。同时,由于灰分过高,煤的热量会下降,从而进一步增加煤的消耗,提高烟气流量和速度,提高烟气温度。