空气预热器的漏风系数_漏风率及相互关系

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( 4) 保护定值对机组停运的影响。由于锅炉
参数为 500 t / h 的塔式汽包炉, 属非标产品。与之
配套的辅机设备如送引风机、给水泵、凝泵、凝汽
器、高加和低加、除氧器均为非标产品, 这给保护
定值的提供带来了困难。德方与国内供货单位给
出的保护定值为计算值和估算值, 引起调试和运
行中机组 M FT 频繁动作。热控人员将不确切的
当 a=
0. 12
AL
′= 1. 3 时
的漏风率
= =
01..132×1 00 % 9. 2%
漏 风 率: 漏 风系 数×
1′∶1
100
或 1∶ ′
A L = mmy k′×100% = mmy y′×100%
A L = ′×90%
A L = 01..132×90 = 8. 3%
0. ′9 ∶1 或 1∶1. 11 ′
《进口大容量火 力发电设备技 术谈判指南》[ 3]
mmy ′k ×100%
2 关于漏风指标定义的讨 论意见
从表 1 的对照中不难看出, 《燃煤电站锅炉技 术 条 件》SD268-88 与《电站锅炉性能 试验规程》 GB19184-88 这两 份现行规 范中, 对 空气预热 器 “漏风系数”的定义完全相同, 而对空气预热器“漏 风率”的定义则是大体相同( 同样计算条件下, 相 差 10% ) ; 唯有《进口大容量火力发电设备技术谈 判指南》所定义的“漏风系数”与众不同, 但从其内 容来看, 所谓的“漏风系数”实际上就是《电站锅炉 性能试验规程》中的“漏风率”。那么, 同样一项比 值 mk/ m y′, 文献[ 3] 中为何要将其定义为“漏风 系数”? 据了解, 当时的出发点是基于按通常的理 解, ‘比率’一词宜对同一介质而言, 而 mk/ my′这 一比值中 mk 为湿空气, my ′为湿烟气, 两者似并 非同一介质, 故考虑将其定义为“漏风系数”。
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华东电力
2002 年第 1 期
空气预热器的漏风系数、漏风率及相互关系
张建中
( 西北电力设计院, 陕西 西安 710032)
关键词: 空气预热器; 漏风系数; 漏风率 摘 要: 目前在不同文献中对空气预热器的漏风系数、漏风率的表达方式及两者相互关系上有着 不同的规定或 论述, 使实际使用中造成了混乱或不便。通过比较、论 证和分析, 对这些问题进行了研讨和澄清。 中图分类号: T K 223. 3+ 4 文献标识码: B 文章 编号: 1001-9529( 2002) 01-0056-03
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华东电力
2002 年第 1 期
3 漏风率与漏风系数换算关 系探讨
如上所述, 在漏风率与漏风系数两者换算关
系上, 《燃煤电站锅炉技术条件》SD268-88 与《电 站锅炉性能试验规程》GB10184-88 这两份现行技 术规范中的规定有所不同, 两者之间有 10% 的差
别。为了弄清其中以哪一种规定更为确切合理, 现
为了评定空气预热器的漏风情况, 在我国的 锅炉制造厂和电力设计院中以往大多参照前苏联 的传统做法, 以空气预热器烟气侧出、入口过剩空 气系数的差值, 即“漏风 系数”作为漏风指标; 而 欧、美、日本等国家则用“漏风率”作为漏风 的指 标。随着由 CE 公司引进了 300、600 M W 锅炉的 制造技术及许多自欧、美、日本等国引进机组发电 工程设计的需要, 目前我国锅炉厂及设计院已广 泛采用“漏风率”指标。但在国内现行的技术规范 或指导性文献中, 对于空气预热器的“漏风系数”、 “漏风率”的确定方法及两者的相互关系出现了不 同的规定和论述, 这使工程设计尤其在锅炉技术 规范书编标、评标工作中造成了一些混乱和不便, 为此, 有必要对这些问题加以讨论和澄清。
漏风率
A L= / ′
( 2)
按本规范条文§4. 21. 1 的规定, 回转式空气
预热器运行一年后的漏率系数应不大于 0. 12, 则
当空气预热器入口烟气的过量空气系数 ′为 1. 3 时, 折算成漏风率应为 A L= 0. 12/ 1. 3= 0. 09( 或 9% ) 。
1. 2 《电站锅炉性能试验规程》GB10184-88[ 2]
由上表 可知, Rg 的数 值大体在 0. 87~0. 93 范 围内, 其 中 间值 为 0. 9 或 90% , 这也 论 证 了
A SME PT C. 4. 3 规范中对 Rg 取用 90% 这经 验 值是 基本 可 信 的。不 过 对 国 内 烟煤 来 说 取 用
Rg = 91% ~92% 可能 更为 合适。计 算结 果也 指 出, SD268-88 中所采用的漏风率换算公式相当于 Rg = 1. 0, 这是不够确切的。
对此加以探讨如下。
按锅炉热力计算方法中的有关公式, 可以写
出对 1 kg 燃料所产生烟气质量的计算公式( 9) 。
my = Vg · g
( 9)
式中 my —— 1 kg 燃料所产生的烟气质量;
V g ——1 kg 燃料的燃烧产物容积;
g ——烟气密度。
g=
1-0. 01
Aar + Vg
1. 306
mmy ′y =
1. 306( ″- ′) V 0 1-0. 01 A ar + 1. 306
′V 0 =
″- ′ ′ 1+
1
1-0. 01 A ar 1. 306 ′V 0
=
″- ′ ′Rg
( 12)
式中 R g=
1+
1
1-0. 01 A ar 1. 306 ′V 0
( 13)
由于 R g< 1. 0, 故可知:
定值汇总, 经各方确认后, 依据定值清单重新设置
保护定值, 并将一些变送器的量程也做了相应的
修改。两台机组的保护定值经不断完善后, 再没有
发生过 M FT 。
收稿日期: 2001-10-26
2002 年第 1 期
华东电力
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气侧的空气质量与进入该烟道的烟气 质量之比
率。
( 3) 漏风率/ % 按( 3) 式计算:
A L<
″- ′ ′
( 14)
在文献[ 2] 中, 取用 Rg = 0. 9, 这一数值实际
上来源于 ASM E P T C4. 3[ 4] 中的经验公式, 即本 文中的公式( 5) 。而由式( 12) 可知, 确切的 Rg 值与 煤质特性和空气预热器前的过 剩空气系数 ′有
关。按国内部分典型煤质资料所计算得到的 R g 值 见表 2 所示。
含量百分率, % 。
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( 5) 漏风率与漏风系数按下式进行换算:
A L= ″- ′×90
( 6)
式中 ′、″——分别为烟道进、出口处烟气过量
空气系数。
1. 3 《进 口大 容 量火 力 发电 设备 技 术谈 判 指 南》[ 3]
在本文件中对回转式空气预热器的漏风指标
定义为“漏风系数”, 按 ASM E P T C4. 3 在 RM CR 负荷下测试, 按式( 7) 计算。
( 8)
以上 3 种文献中关于空气预热器漏风指标的 论述和对照, 见表 1 所示。
表 1 现行文献中关于 空气预热器 漏风指标的规定和对照
1
2
3
漏风指标
《燃煤电站锅 炉技术条件》
SD 268-88[1]
《电站锅炉性 能试验规程》
G B10184-88[2]
漏风系数 = ″- ′
= ″- ′
漏风率
A L = ′×100%
气质量, mg / kg, mg / m3, ( kg /
s) 。
( 4) 漏风率测定同时测定相应烟道进、出口
烟气的三原子气体( RO 2) 体积含量百分率, 并按 经验公式( 5) 进行计算。
AL=
R
O
2′RO
RO 2″
2
″×
90
( 5)
式中 R O2′、RO 2″—— 相应烟道区段进、出 口烟
气三原子气体( R O 2) 体积
1 现 行技 术规 范 或指 导性 文 献中 的 几种 论述
1. 1 《燃煤电站锅炉技术条件》SD268-88[ 1]
在本规范的编制说明中, 对空气预热器漏风 指标有以下的论述。
漏风系数
a= a″- a′
( 1)
式 中 a″、a ′—— 空 气 预热 器 烟气 侧 出口 、入 口 过
量空气系数;
漏风系数= 进漏 入入 空烟 气气 预侧 热的 器湿的空湿气烟重气量重量×100 ( 7) 一般应不超过下列数值:
锅炉投运一年内验收试验时: 6% ;
运行一年后:
8% 。
但对三分仓回转式预热器的一次风侧漏风指
标, 则用“一次风漏风率”来表示。
一次风漏风率=
入口一次风重量-出口一次风重量 入口一次风重量
在本规程的正文及附录 K“空气预热器漏风
率的测定与计算”( 补充件) 中, 对漏风指标的定义 和计算方法有如下说明。
( 1) 漏风系数为烟气通道出、进口处烟气的
过量空气系数之差, 用式( 1) 计算。
( 2) 空气预热器漏风率为漏入空气预热器烟
德国标准对风与燃料的配比要求严格, 燃油、 燃煤时设置了风油比和风煤比, 当风油比和风煤 比经计算未达到设置值, 油枪和磨煤机将跳闸, 显 然不这符合国情。经与现场调试专家讨论后, 取消 了这些设置。同时其设计原则对现场测量元件及 执行机构可靠性要求很高, 许多地方采用单点保 护信号。而锅炉的送引风机及部分电动执行机构 为国产配供产品, 在调试及试运行期间多次发生 测量元件故障或位置信号误报, 引起风机和磨煤 机跳闸。为此对保护逻辑进行了修改, 大大提高了 机组运行的稳定性。
4 结论
( 1) 空气预热器漏风指标的定义应以《电站 锅炉性能试验规程》GB10184-88 中的有关规定为 准。《进口大容量火力发电设备技术谈判指南》第 2. 5. 7 条款中所规定的“漏风系数”实际上是“漏 风率”, 对此有必要加以澄清。
( 2) 空气预热器漏风率 A L 与漏风系数 之
间的的换算关系是 A L= ′Rg 。R g 值可根据本文 所提出的公式来确定, 对一般烟煤、贫煤, R g 值波 动范围为 0. 9~0. 92。但在一般的工程计算及锅 炉测试中, 仍可以按 GB10184-88 的规定取用 R g = 0. 9。在《燃煤电站锅炉技术条件》SD268-88 编 制说明中采用的漏风率计算式 / ′相应于 R g = 1. 0 这是不够确切的, 对此也应加以澄清。
A L=
mk my
×1
00=
my″- my m y′
′×
100
( 3)
式( 3) 可改写为:
A L=
m
k
′- mk my′
″×10
0
( 4)
式中 my′、my″—— 分别为烟道进、出口处烟气质 量, m g/ kg , mg / m3, ( kg/ s) ;
mk ——漏入空气预热器烟气侧的空气质
量, mg / kg , m g/ m 3, ( kg / s) ; mk′、mk ″——分别为空气预热器进、出口空
表 2 国内部分典型煤质的 Rg 值计算数据
煤质特性
Rg 计算值
煤种 V da f M a r A ar Qnet
V0

/%
/%
/%
1. 15 - 1 3 - 1
/ MJ ·kg / m ·kg
1. 2
1. 25
晋东南 无烟煤
10
6. 34 25. 12 23. 2896. 12250. 92470. 92760. 9303
V0
( 10)
式中 A ar —— 燃料成分中的含灰量; V 0——燃料的理论空气量;
——烟气中的过剩空气系数。
将式( 10) 代入式( 9) 得到
my = 1-0. 01 A ar + 1. 306 V 0
( 11)
将式( 11) 代入 GB10184-88 所规定的漏风率计算
公式, 得到
A L=
但我们认为, 对空气预热器来说, 漏入烟气侧 的空气质量 mk 与烟气侧烟气质量的变化 my = my″-my′, 两者实际上是一回事, 只是 载体不同 而已, 为此文献[ 2] 中明确指出可将 mk 同时写 成 mk = my ″-my′= mk ′- mk ″, 即 mk / my′= my / my′, 这说明, mk / my′这项比值在 实质上是相 应 于同一介质( 烟气) 的, 将其定义为“漏风率”在语 法上也不存在任何问题; 反之, 将 mk / my′定义为 “漏风系数”则势必要与锅炉热力计算中早已得到 公认的“漏风系数 ”发生混淆, 引起不必要的误 解和混乱。根据这一分析可以认为文献[ 3] 中关于 空气预热器漏风指标的定义是不够确切的, 不够 合适的, 宜加以澄清。
晋中贫 煤
15.
72
6
21. 82 23. 87 6. 484 0. 92570. 9286 0. 931
神木烟 煤
28. 3
12. 3
13. 1
22. 4 5. 707 0. 90790. 91140. 9147
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