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1、全国火电 300MW 级机组能效对标及竞赛第四十三届年会论文集 锅炉 245锅炉底部钢带机漏风对机组经济性影响 张云清 （北京京能电力股份有限公司石景山热电厂 北京 100041） 【摘 要】随着机组安全稳定的运行，锅炉底部风冷式排渣机漏风，对锅炉排烟温度、吸风机单耗影响较大，为进一步进行分析对经济性影响，进行了有针对性的钢带机漏风试验，根据实验结果制定措施，保证锅炉始终处于良好的经济运行状况，达到节能降耗的目的。 【关键词】干式除渣 炉底漏风 排烟损失 吸风机单耗 1 前言 锅炉漏风是锅炉机组常见现象，它影响着锅炉机组运行经济性。锅炉的漏风按照漏风部位可划分为炉膛漏风、烟道漏风和制粉系统的漏
2、风。锅炉漏风使排烟损失增加,漏风位置越靠近炉膛,排烟损失越大。在锅炉运行中,应尽量控制系统漏风,对提高机组运行的经济性及提高电厂企业的经济效益具有重大意义。锅炉底部风冷式排渣机干式除渣系统， 设备系统简单、占地面积较小、灰渣活性及其综合利用较好、有利于降低炉渣中可燃物含量等，在节水、节电方面具有一定优势； 但对燃煤煤质及灰渣量变化适用性较差，实际运行中会存在对锅炉排烟温度和锅炉效率的不利影响。 2 设备概况 北京京能电力股份有限公司石热电厂总装机容量为 4220MW，配有 4 台哈尔滨锅炉厂生产的HG670/140-13 型超高压、一次中间再热、单汽包自然循环、型布置、单炉膛负压燃烧、燃烧器四
3、角布置、固态排渣、全钢悬吊结构、露天布置，设计煤种为山西大同小峪混煤。锅炉配 5 套 ZGM95G型中速辊式磨煤机，直吹式制粉系统。炉膛底部采用北京国电富通科技发展有限责任公司制造干式排渣钢带机。干式排渣钢带机最大输送干渣能力 10t/h， 正常输送干渣能力 6t/h。 全国火电 300MW 级机组能效对标及竞赛第四十三届年会论文集 锅炉 246 钢带机结构图 在实际运行中出现干除渣碎渣机卡阻报警跳闸，钢带机及清扫链联停，干渣中间渣仓满渣，干渣渣温高开补风孔，清扫链卡阻等缺缺陷，处理过程中经常造成吸风机单耗升高，排烟温度升高的现象。 3 炉底钢带机补风孔风量对风机单耗及排烟温度影响的测试 对于
4、干式除渣系统，当锅炉排渣量增加时，冷渣所需的冷却风量占锅炉总燃烧风量的比例升高，锅炉排烟温度升高，从而造成通过冷却渣回收的热量略高于排烟温度升高损失的热量，此时可能会对锅炉效率产生不利影响。热力计算和 ASME 标准计算表明： 在其它条件不变的情况下，若风冷式排渣机冷却风量为锅炉总燃烧风量的，则进入通过空预器热风风量减少 1，排烟温度升高约 2 。 随着锅炉底渣量的增加，冷渣风率将增大，在相同排烟氧量的情况下，通过空预器的风量减少，使排烟温度升高。在燃用折算灰分不高于 12%/1000Kcal 煤时，理论计算认为，干式排渣机冷却风率一般不超过锅炉总风量的 1.5%，对锅炉热效率的影响是有限的。
5、 在实际运行过程中，存在钢带机渣量大、渣温高或消缺时钢带机补风孔打开的数量较多时，冷却风不能有效控制、漏风严重等情况，除了使排烟温度升高外，对燃烧也将产生影响；另一方面炉膛负压变小，联锁引风机变频器自动增大引风机出力增加引风机的电耗，使经济性降低。为了掌握钢带机补风孔开的数量对风机单耗影响的程度，及排烟温度的影响，进行了 1-4 号锅炉炉底漏风测试。 全国火电 300MW 级机组能效对标及竞赛第四十三届年会论文集 锅炉 247在机组当前运行参数下，选取全关补风孔和开启 4 个补风孔两个试验工况进行测试。采用testo445 风速仪于补风孔处进行均布测量，采用 6KV 吸送风机电量智能表瞬时值计
6、量。 3.1 单个补风孔补风量实测值与比较 通过实验测试，计算 3 号炉与 4 号炉的单个补风孔全开时的漏风量分别为 4.57 和 4.55 t/h，漏风量差别不大。1 号炉单个补风孔全开时的漏风量 4.05 t/h 2 号炉 4.88 t/h，四台炉对比，单个补风孔全开时的漏风量接近。 名称 单位 三号炉 四号炉 负荷 MW 168 161 主汽流量 t/h 610 575 总煤量 t/h 119 110 补风孔面积 M3 0.0616 0.0616 实测补风孔平均风速 m/s 15.97 15.88 实测补风孔风量 t/h 4.57 4.55 注： “实测补风孔平均风速” ：对两个补风孔进
7、行多次测量的平均值 3.2 开启 4 个补风孔漏风试验数据 一号炉 二号炉 四号炉 名称 单位 全关 开 4 个 全关 开 4 个 全关 开 4 个 负荷 MW 161 160 160 160.18 160 160 主汽流量 t/h 533.6 530.5 543.2 544 586 586 总煤量 t/h 94.2 92.44 95.28 94.3 102 105.3 炉膛出口氧量 % 2 2.3 2.2 2.3 2.1/2.2 2.2/2.0 补风孔风速 m/s - 11.2/15.2/15.3/14.9 - 15.9/18.9/15.8/17.5 - 15.88 补风量 t/h - 16
8、.21 - 19.54 - 18.2 排烟温度 143/137 144/139 145/141 147/143 140/139 143.2/142.1 吸风机电流 A 62.8/60 68.8/63.6 62.1/58.3 63.8/59.8 88/91 89/93.3 吸风机电量 kwh 667.44/631.44 693.36/689.76 630.72/643.32 698.04/658.44 955.2/993 987./996.6 吸风机单耗 kwh/t 1.25/1.18 1.31/1.30 1.16/1.18 1.28/1.21 3.324 3.384 送风机电流 A 59.02
9、/57.33 59.1/57.1 56.5/57.8 56.3/57.6 28.3/27.1 17.9/27.2 送风机电量 kwh 390.78/388.08 392.4/382.68 375.84/404.4 376.92/396.36 192.24/206.88 192.54/183.58 送风机单耗 kwh/t 0.73/0.73 0.74/0.72 0.69/0.74 0.69/0.73 0.681 0.641 全国火电 300MW 级机组能效对标及竞赛第四十三届年会论文集 锅炉 248 4 干式除渣系统漏风对排烟温度和锅炉效率的影响 某锅炉厂针对干式除渣系统对排烟温度和锅炉效率的影
10、响研究，锅炉排渣量适当时，干式除渣渣系统可使锅炉效率略有提高。 某风冷式排渣机制造商的理论计算结果：当锅炉排渣量为 6t/h、穿过锅炉喉部的底渣温度 850、锅炉喉部面积为 20m2和穿过锅炉喉部的渣中未完全燃烧碳含量为 10%条件下，风冷式排渣机冷却风量不超过锅炉总燃烧风量的 11.5，则锅炉效率可提高 0.250.38%。 某电厂针对干式排渣机不同冷却风量对锅炉运行影响的测试结果表明，冷却风量从 0.44增加到 1.13，锅炉排烟温度升高 8.4，锅炉热效率降低约 0.48，该厂的试验结果表明干排渣系统对锅炉运行经济性有明显的不利影响。 理论上炉膛漏风时,每级受热面的出口烟气焓是增加的,最
11、终的排烟损失也总是增加的。炉膛漏风虽然使各级受热面的吸热量增加,但其出口烟气焓增加,最终的排烟损失也总是增加。 从文献2的推导结论中在整个烟气行程中,漏风状态下的受热面吸热量总是大于未漏风状态,说明炉膛漏风从炉膛所携带出的热量大于烟道所有受热面吸热量的增加值，这也正是炉膛漏风造成排烟温度和排烟损失增加的原因。 假定排烟处=1.5,炉膛漏风=0.1,按 Tpy1 计算的排烟损失增加值约为 0.06q2py1,在实际锅炉中,q2py1 的范围在 5%8%,对应的排烟损失的增加值在 0.3%0.5%范围内。如果再考虑排烟温度增加所造成的损失,由=0.1 的炉膛漏风引起的实际排烟损失增加值将在 0.5
12、%左右,影响机组供电煤耗近 2 g/(kWh)。当=0.2,将影响机组供电煤耗近 4 g/(kWh)。 实际炉膛底部漏风对排烟温度影响测试，1 号炉开启 4 个补风孔后预热器出口排烟温度平均141.5，较全关工况升高 1.5。2 号炉开启 4 个补风孔后预热器出口排烟温度平均 145，较全关工况升高 2。4 号炉补风孔开启后两侧排烟温度分别升高 3.2/3.1。由于机组 AGC 工况及测试存在的偏差影响， 3 台炉排烟温度平均升高值为 2.2， 按 200MW 级火电机组参数变化对煤耗的影响，排烟温度每升高 1，影响供电煤耗率 0.23 g/(kWh)计算，平均排烟温度升高 2.2影响机组供电
13、煤耗近 0.506 g/(kWh)。 炉膛漏风造成的排烟损失大于烟道漏风引起的排烟损失， 烟道漏风位置越靠近排烟处,排烟温度降低的程度越大,由此引起的排烟损失相对越小,反之亦然。 这是因为漏风位置越靠近排烟处,漏风对受热面的换热效果的影响就越小,而直接降低烟气温度的作用就越大,从而使排烟温度降低程度越大。在漏风量相同的前提条件下,漏风从锅炉烟道带走的热量就越小,因此,排烟损失的增加值就越小。 5 干式除渣系统漏风对送、引风机单耗的影响 通过实际测试， 1 号炉钢带机补风孔开启 4 个， 四孔实测风速为 11.2 m/s 、 15.2 m/s 、 15.3 m/s 、14.9 m/s，由此计算四
14、孔总风量为 16.21t/h。开启 4 个补风孔后吸风机耗电量较全关工况多耗电84.24 KWh，吸风机单耗较全关工况增加 0.18 KWh/t（其中 1 号吸单耗增加 0.06 KWh/t，2 号吸单全国火电 300MW 级机组能效对标及竞赛第四十三届年会论文集 锅炉 249耗增加 0.12 KWh/t）。送风机耗电量较全关工况少耗电 3.78 KWh，即基本持平（其中 1 号送耗电增加 1.62 KWh、2 号送耗电减少 5.4 KWh）。由于电量测试为瞬时值，因此剔除瞬时变动的影响，认为在此试验工况下补风量对送风机耗电的影响不大。送风机单耗与全关工况持平（其中 1 号送单耗增加 0.01
15、 KWh/t，2 号送单耗减少 0.01 KWh/t）。 2 号炉钢带机补风孔开启 4 个，四孔实测风速为 15.9m/s 、18.9 m/s 、15.8 m/s 、17.5 m/s，由此计算四孔总风量为 19.54t/h。开启 4 个补风孔后吸风机单耗较全关工况增加 0.15KWh/t，送风机单耗较全关工况降低 0.01 KWh/t。 4 号炉在开启 4 个补风孔后吸风机单耗增加了 0.06kwh/t，送风机单耗降低了 0.04 kwh/t 。 6 结论 根据以上试验，炉膛底部漏风对吸风机单耗及排烟温度呈上升趋势，对送风机单耗的影响不大，基本持平。从降低厂用电和提高机组效率两方面考虑，为保证机组经济运行，从检修方面提高钢带机检修质量，缩短钢带机消缺时间；运行人员在巡视过程中根据实际运行情况，关闭或尽量减少开启补风孔；根据煤质变化结合渣温，优化钢带机补风孔开度，控制合理的冷却风量达到节能降耗的目的。 参考文献： 1 王春昌 锅炉漏风对排烟温度及排烟损失的影响 J.热力发电,2007,(8). 2 于长友 燃煤锅炉除渣系统选型及其对锅炉的影响 作者简介： 张云清，工程师，从事发电生产部锅炉专工管理工作，北京京能
