电厂锅炉的经济运行的分析

目录

第一章绪论 (3)

研究背景 (3)

降低排烟温度的意义 (4)

电厂锅炉的经济运行方式 (5)

锅炉经济运行研究 (5)

第二章排烟温度对经济性和除尘效率的影响 (8)

锅炉热平衡 (8)

各因素对排烟温度的影响 (13)

排烟温度对电除尘效率得影响 (17)

结论33

第三章机组锅炉效率及锅炉尾部受热面改造方案 (34)

锅炉尾部受热面存在主要问题说明 (35)

锅炉尾部受热面存在的问题分析 (35)

3.2.1管式预热器 (36)

3.2.2回转式预热器 (37)

某电厂尾部烟道改造方案 (37)

3.3.1方案I――单极布置、空气预热器采用螺旋管与回转式预热器相结合 (38)

表回转式预热器结构数据 (39)

3.3.2方案Ⅱ――双螺旋布置、在螺旋槽管预热器后加装低温级翅片管省煤器 (40)

表低温级翅片管省煤器主要设计参数 (41)

3.3.3方案Ⅲ――在低温级省煤器后加装烟气给水加热器(高效机组) (41)

第四章改造方案经济性分析及环保效益分析 (49)

各改造方案改造前后锅炉主要参数的比较分析 (49)

改造后经济效益分析 (51)

改造方案Ⅲ整机经济效益分析 (52)

表55

各改造方案的环保效益分析 (56)

第五章结论 (61)

第一章绪论

研究背景

随着工业的发展，人类赖以生存的环境在过去的200年里受到了前所未有的破坏。火力发电厂燃煤锅炉完全燃烧产生的烟气由二氧化碳、二氧化硫、水和氮气所组成，其中，二氧化碳、二氧化硫严重影响着生态环境。

大量的二氧化碳排入大气，使得地球大气层中的二氧化碳增加。因为二氧化碳能阻挡地面上物体发出的红外线射向外层空间，同时几乎不吸收来自太阳的短波辐射，从而产生“温室效应”，造成地球表面温度升高。另外，燃烧生成的小量的氮氧化物虽然不是主要的燃烧产物，但由于二氧化氮也是形成温室效应的气体，并会破坏臭氧层，因此，近年来也成为人们关注的问题。由于温室效应造成的气候变化已经给全球和我国的自然生态系统和社会经济系统带来了许多负面影响。1997年12月，联合国气候变迁框架公约缔约方第五次大会在日本东京作出决议，提出到2008年、最迟到2012年，全世界的温室气体排放量要比1990年的排放量减少%。作为一个发展中国家，<<京都议定书>>对我过没有规定温室气体排放减排的义务,但从总量上讲,中国是温室气体排放量仅次于美国的第二大排放国家，且温室气体排放量增长势头强劲。根据国家研究报告的估计，我国排放量为560Mt，占人类活动引起的二氧化碳排放量的10%，居世界第二位。据估计，到2010年，我国的二氧化碳排放量将达1300Mt左右，为1993年排放量的倍。在2010-2020年期间的我国将可能成为世界第一的排放大国，届时，我国面临的减排二氧化碳的外部压力将不断增加。

中国是一个能源资源以煤炭为主的国家，2000年底中国发电装机容量达, 其中火电装机容量占%,火电机组中煤电机组约占95%;2000年,全国发电总耗煤量约6亿吨,约占煤炭产量的60%。随着煤炭转为电力水平的不断提高,电力工业的二氧化碳排放比重也将近一步提高。因此，从长远观点看，电力行业必须未雨绸缪把减排压力做为可持续发展的战略问题加以认真研究。

我国还是酸雨和二氧化硫危害严重的国家，治理酸雨危害、控制二氧化硫污

染是保障我国国民经济持续发展的需要。形成酸雨的主要原因是燃煤向大气中排放大量的硫氧化物和酸氧化物等酸性气体。我国酸雨引起的材料腐蚀、森林毁坏、环境恶化等造成的经济损失每年达数百亿元，已经成为制约我国国民经济持续健康发展的重要原因之一。

控制燃煤烟气污染已经成为保障国民经济持续健康发展的必行措施，受到国家和各级政府的高度重视。

与此同时，尽管随着科技的发展及电力事业的进步，电站锅炉经济性得到很大的提高，但国内外许多电站锅炉依然存在排烟温度偏高、排烟损失偏大、严重影响锅炉经济性的普遍性问题。如何有效的提高电站锅炉的经济性，节约燃料同时缓解国家在烟尘、污染气体排放方面的压力，对电力事业和国家经济的发展是具有非常现实的意义的。

本文在这样一个背景下提出将电站锅炉排烟温度进行深度冷却，以达到提高锅炉经济效率，减少烟尘和污染气体排放量的目的。

降低排烟温度的意义

众所周知,对电站锅炉而言,排烟热损失是锅炉各项损失中最大的一项,一般约为5%--12%,占锅炉热损失的60%--70%，影响排烟损失重要因素是排烟温度，一般情况下，排烟温度每增加15℃，排烟损失增加%%，若以燃用热值为20000kj/kg煤的410t/h高压锅炉为例，则每年多消耗近万吨动力用煤。我国许多电站锅炉的排烟温度实际运行值都高于设计值的20--50℃，大幅度降低排烟温度将极大的提高锅炉的经济性。

燃煤电厂锅炉排烟温度深度冷却技术不但能节能降耗，同时还能够大幅度减少烟尘、废气污染物的排放，改善全球的生态环境。通常认为，降低排烟温度，烟气运动运动粘度随之降低，粉尘脱离烟气向集尘极驱动的流动阻力将减少，对提高除尘效率是有利的。研究排烟温度与电除尘器除尘效率的关系对火电厂如何

在现有的条件下有效的提高电厂除尘效率，降低烟尘排放量同样意义重大。此外，排烟温度的下降将使得煤耗量减少，污染气体的排放量也随之减少。若能大幅度降低排演温度污染气体排放量的减少将是相当可观的。

电厂锅炉的经济运行方式

随着电力体制改革的不断深入，“厂网分开、竞价上网”已成必然，发电企业将面临严峻的市场考验。发电企业只有不断降低成本，才能在市场中站稳脚跟。目前国家整顿煤炭市场，关停小煤窑，使煤炭价格上涨，而电价将会逐步降低，这些都使燃煤电厂面临更加严峻的考验。衡量燃煤发电厂经济性的主要指标是供电煤耗。供电煤耗的大小取决于发电煤耗和厂用电率，影响发电煤耗的主要因素是锅炉效率。因此，研究电厂锅炉的经济运行方式，对提高电厂的经济性具有重要意义。

设备概况

某厂8号炉为DG-670／型自然循环煤粉炉，制粉系统为钢球磨中储式热风送粉系统。1991年1月投产，配200MW汽轮发电机组。设计带基本负荷，低于180MW时需投油助燃。1997年进行了分散控制系统(DCS)改造，2001年汽轮机通过通流部分改造扩充为220MW。自1992年下半年后，煤炭市场发生了变化，锅炉燃煤质量严重恶化，煤种杂乱无序，运行煤种偏离设计煤种，挥发分低、灰分高，造成煤粉气流着火延迟。火焰中心上移，燃烧不完全损失增加，炉膛出口烟温升高，排烟损失增大。机组扩容后，燃料量增加，炉内温度提高，造成炉膛出口区域、屏区及燃烧器区域存在不同程度的结渣，影响了锅炉的安全经济运行。

锅炉经济运行研究

蒸汽参数

蒸汽参数的高低直接决定电厂热力循环的效率。运行中能否维持蒸汽参数的稳定主要取决于运行人员的责任心及热工自动装置的投入率。本机组经数字电液控制系统(DEH)和DCS 改造后，设备自动化水平有了大幅度提高，能针对煤质、负荷、运行方式的变化及时调整，正常工况下能维持蒸汽参数在规定范围内。经试验表明，主蒸汽温度可平均提高10～14℃，平均可使全厂煤耗下降1.44g／(kW·h)，再热汽温平均提高12℃，煤耗下降0.81g／(kW·h)。

锅炉的各项损失

锅炉的各项热损失中排烟损失q2最大，约占5%-12%；其次是固体未完全燃烧损失q4，约占1%—5%。其它损失则很小。提高机组的经济性，主要应从减小q2和q4着手。

排烟损失

影响排烟损失q2的主要因素是排烟温度和排烟容积。排烟温度越高，则排烟热损失越大，一般每增加10—15℃，会使损失增加1%。排烟温度偏高的原因有：受热面设计过小；实际煤种偏离设计煤种；运行不当，火焰中心偏高；受热面污染；制粉系统漏风，为保证合适的过量空气系数而减少空气预热器的送风量，其吸热减少及空气预热器漏风、堵灰严重。排烟容积过大的主要原因为：炉膛及烟道漏风；煤粉过湿，燃烧后产生大量水蒸汽及运行中送风量过大等。

实际运行中，造成排烟温度高及排烟容积大的主要原因是漏风、过量空气系数及配风方式和燃料特性。本机组采取以下减少q2的措施：设备方面：2001年大修中将低温段空气预热器改为热管式空气预热器，可有效减少空气预热器漏风，保证其吸热量，大幅度降低了排烟温度，并加强了各处的漏风堵漏。运行调整方面：(1)时刻注意氧量表的变化，控制合理的过量空气系数。正确监视和分析炉膛小口氧量表和排烟氧量表及风量表的变化，在满足燃烧条件下尽量减少送风量。(2)合理投入煤粉燃烧器。正常运行时，一般应投下层燃烧器，以控制火焰中心位置，维持炉膛出口正常的烟温。(3)根据煤种变化合理调整风、粉配合，及时调整风速和风量配比，避免煤粉气流冲墙，防止局部高温区域的出现，减少结渣的发生，定期吹灰，以保持受热面清洁。(4)及时关闭各检查门、观察孔，以减少漏风。制粉系统在

条件允许的情况下应维持较小的负压，少开冷风门。(5)合理调整制粉系统，根据煤种采用不同的煤粉细度，提高各分离器的效率，尽量减少三次风的含粉量和三次风量。三次风布置在最上层，风、粉量大会延长整个燃烧过程，使火焰中心位置上移，炉膛出门烟温偏高。(6)针对不同煤种选择适当的一次风温，在不烧坏喷口的前提下尽量提高一次风温，对降低排烟温度和稳定燃烧均有好处。

固体未完全燃烧损失

固体未完全燃烧损失q4是指部分固体燃料颗粒在炉内未能燃尽就被排出炉外而造成的热损失。这些末燃尽的颗粒可能随灰渣从炉膛中被排掉，或以飞灰形式随烟气逸出。固体未完全燃烧损失是燃煤锅炉的主要热损失之一，仅次于徘烟热损失。煤粉炉中，由灰渣中可燃物造成的固体未完全燃烧损失通常仅占该损失的5%-10%，绝大部分固体未完全燃烧热损失是由飞灰中可燃物造成的，影响这项损失的主要因素有燃烧方式、燃料性质、过量空气系数、炉膛结构及运行工况等。

q4的大小取决于煤粉颗粒的燃尽速度，燃煤的挥发分愈高，灰分愈少，发热值愈高，则煤的燃尽速度越快；煤粉愈细，煤粉愈均匀则损失愈小。因为大颗粒煤粉越多，越不易燃烧完全。空气越充足，即过量空气系数越大，对碳的燃尽越有利。但过量空气系数过大，会使排烟热损失增大，因此，运行中要选扦最佳的过量空气系数。

实际运行中，影响该损失的主要因素有燃料特性、煤粉细度、过量空气系数和运行方式。本机组采取了以下措施：(1)合理配煤以保证燃煤质量。将各煤种精心混配，减少燃煤的大幅度变化，维持运行参数基本稳定。(2)合理调整煤粉细度。煤粉细度是影响飞灰可燃物含量的主要因素。经济煤粉细度要根据热力试验进行选取。(3)控制适量的过量空气系数。煤粉燃烧需要足够的氧气，但过多的冷空气会降低炉内温度水平，且使排烟容积增大。合理的过量空气系数应根据燃烧调整试验及煤种确定。(4)重视燃烧调整。炉内燃烧状况的好坏、温度水平及煤粉着火的难易程度直接影响灰渣可燃物的含量。燃烧状况又直接影响温度水平和着火过程。运行中应根据煤种变化掌握燃烧器特性、风量配比、一次风煤粉浓度及风量调

整的规律，重视燃烧工况的科学调整，使炉内燃烧处于最佳状态。

其它热损失

山于增容改造后，高负荷时需多加燃料，使原送、引风机容量不足，会使可燃气体未完

全燃烧损失增加。通过对风道及炉膛设备的堵漏风已基本解决该项损失增大的问题。

降低辅机电耗

对燃煤电厂，锅炉的制粉系统、送风机和引风机及给水泵所消耗的电能占厂用电的比例

很大，其中给水泵电耗占厂用电的35%左右。运行中主要从以下方面来降低给水泵电耗：

第二章 排烟温度对经济性和除尘效率的影响

众所周知,锅炉效率与其各项损失密切相关。锅炉的损失由排烟损失、机械

不完全燃烧损失、灰渣物理损失、化学不完全燃烧损失、散热损失组成，而在这

五项损失中，排烟损失是对锅炉影响最大的一项，约为5%--12%。所以降低排烟

损失对提高锅炉效率及全厂的发电经济性有着非常重要的意义。

锅炉热平衡

锅炉热平衡是指在稳定运行状态下，锅炉输入热量与输出热量及各项损失之

间的热量平衡。热平衡是以1kg 固体或固体或液体燃料或0℃，的1立方米气体

燃料为基础进行计算的。通过热平衡可知锅炉的有效利用热量和各项热损失，从

而计算锅炉效率和燃料消耗量。

一般的热平衡方程式为

654321Q Q Q Q Q Q Q r +++++= kj/kg

(2-1)

式中 r Q -----锅炉输入热量；

1Q -----锅炉有效利用的热量；

2Q -----排烟热损失；

3Q -----机械不完全燃烧损失；

4Q ------固体不完全燃烧热损失；

5Q ------锅炉散热损失；

6Q ------其他热损失；

将上述方程式用方程右侧各项热量占输入热量的比值百分数来表示，则为

123456100%q q q q q q +++++= (2-2) 其中排烟热损失：

这是锅炉排烟物理显热造成的热损失，等于排烟焓与炉空气焓之差，即

r lk py py Q q I I q )

100)((402--=α ％

(2-3)

式中 py I -------排烟焓，kj/kg

0lk I ------进入锅炉的冷空气焓，按冷空气温度30=lk t ℃计算，kg kj /; py α-----排烟处的过量空气系数，∑?+=ααα''1py 。

py I 按选取的排烟温度py θ和py α查焓温表地到。锅炉运行时py α按测得的烟气

成分计算得出。py θ实测得到。

2q 损失是锅炉热损失中最主要的一项对大中型锅炉均为4—8%。影响2q 的主

要因素是排烟温度和烟气容积，通常py θ升高10—20℃可使2q 约增加1%，故要经常吹灰和减少漏风。

同时 ： 2q =

)%)(21f py py t k k -+θα（ (2-4)

其中 1k -----煤种系数；

f t -----送风温度;

锅炉效率gl η，即为锅炉的有效利用热与锅炉送入热量之比

%1001?=r gl Q Q η (2-5)

以上称为正平衡法。在锅炉设计和热效率实验是常用反平衡法，即求出各

项热损失后用下式求得gl η

)(10065432q q q q q gl ++++-=η ％ (2-6) 1Q 指水和蒸汽流经各受热面时吸收的热量。而空气预热器吸热后又回到炉

膛，这部分热量属锅炉内部热量循环，不应计入，锅炉有效利用热为

)]()()()([1'''''1gs pw gs zr zr zs zr zr gs gr gr i i D i i D i i D i i D B

Q -+-+-+-=∑ (2-7) 式 中 B-----燃料消耗量；

gr D 、zy D ------过热蒸汽量、自用蒸汽量，kg/s;

pw D 、zr D ------排污量和再热蒸汽量，kg/s;

"gr i 、zy i --------过热蒸汽焓、自用蒸汽焓，kj/kg;

'

i 、gs i -------饱和水焓和给水焓，kj/kg;

"zr i 、'zr i ------再热器出口和进口蒸汽焓，kj/kg; 符号∑表示具有一次以上再热时，应将各次再热器的吸热量叠加。

对于有分离器的直流锅炉，锅炉排污量为分离器的排污量。当排污量小于蒸

发量的2%时，排污水的热耗可忽略不计。

如将计算1Q 式子写成

1Q =B

Q (2-8)

式中：Q 为工质（水、蒸汽）的总有效利用热。B 为燃料消耗量； 扣除4q 造

成的影响，实际参加燃烧的燃料量为

)100

1(4q B B j -=，kg/s (2-9)

j B 称为计算实际燃料量，在锅炉热力计算中均以它进行计算。

另外，以上五项损失可分为两类，2q 、5q 、6q 表示燃料燃烧放出的热量中

以各种形式逸离锅炉而造成的损失；3q 和4q 则表示进入锅炉的燃料因没有燃烧放出热量而造成的损失，反映着燃烧的完全程度，通常用燃烧效率来表示：

),%(10043q q r +-=η (2-10)

其余各项损失：

1. 固体不完全燃烧损失4q

这是燃料中未燃烧或未燃尽碳造成的热损失，这些碳残留灰渣中，也称为机

械未完全燃烧损失或未燃碳损失。针对不同燃烧方式，燃料燃烧生成不同形式的灰渣，固体不完全燃烧损失的计算公式为： （1）对于火床炉 r

ar fh fh fh yh yh yh lm lm lm lz lz lz Q A c c c c c c c c q 32700)100100100100(4-+-+-+-=αααα％ （2-11）

1=+++fh yh lm lz αααα

（2-12） （2）对于硫化床锅炉 r

ar fh fh fh yh yh yh lh lh lh yl yl

yl Q A c c c c c c c c q 32700)100100100100(4-+-+-+-=αααα％ （2-13） 1=+++fh yh lh yl αααα

（2-14） （3）对于煤粉炉 r

ar fh fh fh yh yh yh fh fh fh lh lh lh Q A c c c c c c c c q 32700)100100100100(4-+-+-+-=αααα％ （2-15）

1=++fh lh yl ααα

（2-16）

上列诸式中的lh yl fh yh lm lz αααααα分别是炉渣、漏煤、烟道灰、飞灰、逸流灰、

冷灰或冷灰斗灰渣中的灰量占入炉燃料总灰分的质量份额。lz lm yh fh yl lh c c c c c c 分别为炉渣、漏煤、烟道灰、飞灰、逸流灰、冷灰或冷灰斗灰渣中可燃物含量的百分数。327000为每千克纯碳的发热量。

式（2）、（3）、（4）称为灰的平衡方程式，即锅炉燃料中的总灰分等于排出

锅炉的各种灰渣的总和。在锅炉热效率实验中就是用灰平衡测定出各种灰渣的质量分额和其中可燃物含量，然后用上式计算出4q 。

2. 可燃气体不完全燃烧热损失3q

这是由于CO 、2H 、4CH 等可燃未燃烧放热就随烟气离开锅炉而造成的热损失，也称化学不完全燃烧损失。

100100

1006685.20123600375.0442423?-?++++?+=q CH CO RO H H Q S C q r ar ar ％ (2-17) 式中 CO 、2H 、4CH ―――干烟气中一氧化碳、氢气、甲烷的容积百分数，可从烟气分析测得；

2RO -----干烟气中三原子气体容积百分数；

正常燃烧时3q 值很小，媒粉炉3q ＝0；燃油和燃气炉3q ＝％；火床炉3q ＝

（－）％。

3. 散热损失5q

这是由于锅炉本体及其范围内各种管道，附件的温度高于环境温度而散失的

热量。

38.05)(82.5ed ed D q = （2-18）

D

D q q ed ed 55= （2-19） 式中 ed D 、D ――额定蒸发量和实际蒸发量，kg/s;

5ed q -----额定蒸发量时的散热损失，%;

4. 其它热损失

锅炉的其他热损失主要是灰渣物理显热损失6hz q 。另外，在大容量的锅炉中，

由于某些部件要用水和空气冷却，而水和空气所吸收的热量又不能送回锅炉系统

中应用时，就造成了冷却热损失6lq q 。故lq hz q q q 666+=。

对于固态排渣媒粉炉，只有当燃料中的灰分满足https://www.360docs.net/doc/ec6352536.html, ar ar Q A ≥

时才需计算6hz q 。 灰渣物理显热损失用下式计算：

r

hz hz ar Q c A q )(6θ?=％ （2-20） 式中 hz c )(θ-------1kg 灰渣在为θ时的焓，kj/kg;

hz ?-------排灰渣量占锅炉燃料总灰分的分额；

据试验结果，排烟温度越低则排烟热损失越小，相应的锅炉效率会得到提高。

国内外专家学者对排烟温度偏高的原因作了大量的研究，发现煤种的组成成分、炉膛出口过量空气系数的高低、制粉系统漏风、炉膛漏风、空气预热器漏风、磨煤机的出力、运行中受热面结渣积灰以及受热面结构设计的不合理性等是造成锅炉排烟温度偏高的主要原因。

各因素对排烟温度的影响

(1)水份对排烟温度的影响

煤中的水份变成水蒸气，增加了烟气量；水份高提高了烟气的酸露点，易产

生低温腐蚀。为防止减轻对低温受热面的腐蚀，最有效的方法就是提高空气预热器的受热面的壁温，而要提高壁温就要提高排烟温度和入口空气温度。实际中提高壁温最常用的方法就是提高空气入口温度。一般采用暖风器或热风在循环。安顺电厂采用的是加装暖风器，利用汽轮机的抽气来加热冷风，以用来提高进风温度，但进风温度提高会使排烟温度也提高，因而排烟热损失将增大，而试锅炉经济性下降。一般估计，煤中的水份每增加5％，由于损失而使锅炉效率下降％。

(2)灰分对排烟温度的影响

煤中的灰分是有害成分，灰分的含量增加煤中的可燃成分便会相对减少，降

低了发热量。当煤燃烧时，煤中的矿物质就转化为灰分，并会熔融，它要吸收热量，并由排渣带走大量的物理显热；灰分多，使理论燃烧温度降低，而且煤粒表面往往形成灰分外壳防碍煤中可燃质和氧气接触，使煤不易燃尽，增加机械不完全燃烧热损失；灰分多还会使炉膛温度下降，燃烧不稳定，也增加了不完全燃烧热损失；灰分多，灰粒随烟气流过受热面时，如果烟速高会磨损受热面；如果烟速低会形成受热面积灰，降低传热效果，并使排烟温度升高增加排烟热损失，降低锅炉效率；灰分多，也会产生炉内结渣，同时会腐蚀金属；灰分多，还是造成环境污染的根源，燃煤灰分的增减，对过热气温也有影响。一般经验数据是，灰分每变化±10％，过热气温就相应的变化±5％℃。灰分增加，使受热面的沾污和磨损越严重，炉内结渣会影响水循环，造成炉膛出口温度升高，而尾部受热面的沾污则会使排烟温度显著升高，同时灰分高的煤发热量低。在相同负荷情况下消耗的燃料量增加，造成烟气量和流速升高，导致排烟温度和排烟量都会升高，从而降低锅炉效率。

(3) 挥发分对排烟温度的影响

煤的挥发分由各种碳氢化合物、CO 、S H 2等可燃气体，2CO 和2N 等不可燃

气体以及少量的氧气所组成。煤的挥发分含量与煤的地质年代有密切的联系。地

质年代越短，即煤的碳化程度越浅，挥发分含量越高。这是因为煤中所含的各种气体它们本身就有挥发性，地质年代越短，它受大自然干馏蒸发的越少，所以含量便越大。而且不同地质年代的煤开始析出挥发分的温度也是不同的，地质年代越短的煤不但挥发分含量大，而且在较低温度（一般小于200℃）便迅速析出。而地质年代长的煤，挥发分含量少，开始析出挥发分的温度也较高。

挥发分燃烧时放出的热量的多少，也取决于挥发分的含量及组成成分。不同燃料的挥发分的发热量差别很大。低的只有17000kj/kg,高的可达71000kg/kg。挥发分的发热量还与挥发分的含氧量有关，因而也与煤的地质年代有关。含氧量少的无烟煤，其挥发分的发热量很高。而含氧量多的褐煤，其挥发分的发热量则较低。

所以挥发分时煤的的重要成分特性，它可以作为煤分类的主要依据。同时挥发分对煤的着火燃烧有很的影响。

挥发分越多的煤，越容易着火，燃烧也易于完全。这是因为:挥发分时气体可燃物，其着火温度较低，着火容易；挥发分多，相对来说，煤中的难燃的固体碳含量便少，使煤易于完全燃烧；大量的挥发分析出，着火燃烧后可以放出大量的热量，造成炉内高温，有助于固定碳的迅速着火和燃烧，因而挥发分多的煤也易于燃烧完全；挥发分使从煤的内部析出的，析出后使煤具有孔隙性，挥发分越多，煤的孔隙越多，从而使煤和空气的接触面增大，即增大了反应表面积，使反应速度加快，也使煤易于燃烧完全。

挥发份减少时，煤粉着火推迟，燃烧的时间也会增加，造成炉膛出口温度增加，导致排烟温度升高，降低锅炉效率。

(4) 给水温度对排烟热损失的影响

给水温度的变化对排烟热损失也有影响。给水温度变化时，为适应加热给水热量的变化，燃料量也将改变。当给水温度下降时，加热给水所需要的热量增加，燃料量必然要加大，使炉膛出口温度升高。运行经验表明，给水温度每降低10℃，燃煤量增加％。而锅炉效率下降5％～6％。高加解列是造成给水温度降低的重要原因，同时也是造成发电厂的效率大副下降的主要原因之一，因此要引起重视。

(5) 灰渣的影响

灰渣的高温下的熔融性对锅炉的设计、运行及其效率有这严重的影响。因为它是造成炉膛结渣和高温对流受热面沾污和结渣的主要根源。炉内水冷壁的结渣不仅影响传热，而且破坏水循环的安全性。高温对流受热面沾污和结渣，可能堵塞烟气通道，防碍通风，增加引风机的电耗，从而降低锅炉的出力。严重时会使冷灰斗堵塞或在炉墙上及燃烧器周围结成大块渣瘤，迫使停炉，融化的炉渣对炉膛耐火砖也有较大的腐蚀性。为了避免对流受热面的结渣，通常要控制炉膛出口温度低于灰的变形温度DT以下50--100℃,也要低于灰的软化温度ST。炉膛结渣严重与否，通常认为与灰的软化温度ST关系更大。

在锅炉的运行中当某些受热面上发生结渣、积灰或结诟时，烟气与这部分受热面的传热量减少，锅炉的排烟温度也会升高。因此，为保证锅炉的经济运行，必须经常保持受热面清洁。吹灰器的正确运行能有效的清除受热面上的结渣和积灰，维持受热面的清洁。

(6）负荷变化的影响

负荷变化必然引起排烟温度的改变，负荷增加，烟气量和排烟温度必然增加，这是由于燃料量和空气量增加的结果。要想控制排烟温度在经济排烟温度下运行，关键就是要找到送风量与排烟温度间的平衡关系，也就是要控制过量空气系数。炉内过量空气系数?过大或过小，都会使锅炉效率降低（热损失总和增加）。因为一般来说，排烟热损失随α增加而增加，而化学、机械不完全燃烧热损失却随?降低而降低。除非?过大，使炉温降低较多及燃料在炉内停留时间缩短时例外。对应于排烟热损失，机械、化学不完全燃烧热损失之和为最小的?值称为最佳过量空气系数。这一数值能保证较高的锅炉效率。

烟道各处漏风，都将使排烟处的过量空气系数增大，只能增加排烟热损失和引风机电耗，而不能改善燃烧。漏风使排烟热损失增大的原因，不仅是由于它增大了排烟容积，同时漏风也使排烟温度升高。这是因为漏入烟道的冷空气使漏风点处的烟气温度降低，从而使漏风点以后的所有受热面的传热量都减少，故而使排烟温度升高。且漏风点越靠近炉膛，其影响越大。前面已经说明，当负荷增加

时，可适当减少过量空气系数的运行，而在低负荷时为控制在经济排烟温度运行可适当减小炉膛负压，减小漏风，在保持正常运行的前提下适当减小风量，减少排烟温度和排烟量。

以上是影响排烟温度的各种因素，而排烟温度和排烟量又是影响排烟热损失

的主要因素。排烟热损失又是排烟损失，机械不完全燃烧损失，灰渣物理损失，化学不完全燃烧损失，散热损失这五项损失中对锅炉效率影响最大的一项损失，约为5－8％。所以降低排烟损失对提高锅炉效率及全厂的发电经济性有这非常重要的意义。排烟温度比环境温度高的越多，排烟量越大，排烟损失就越大。由热力学第一定律可知，排烟温度越高，说明对燃料的热利用率越低。这一点从求解锅炉效率的正反平衡法都能证明。

首先锅炉的正平衡方程式为

1001?=

r gl Q Q η％ （2-21） 式中 B

Q Q =1--------锅炉有效利用热； r Q ------锅炉输入热量；

当锅炉在相同负荷，相同参数条件下产生相同的蒸汽，排烟温度及排烟量增

加，就意味着产生相同质量的蒸汽所需要的标煤量增加，从而造成锅炉效率的下降。另外，通过反平衡求解锅炉效率的公式：

()[]100

165432?++++-=q q q q q gl η％

（2-22)

我们可以清楚的看到，当排烟温度py θ上升时排烟损失增大，即2q 增大造成

锅炉效率的下降。当排烟温度升高12－15℃排烟损失约增加1％。

从以上的分析可知，排烟温度升高时，通常正反平衡法求锅炉效率都可以得

出锅炉效率下降的结论。因此，最佳的排烟温度可使得锅炉效率有所提高。 排烟温度对电除尘效率得影响

火电厂得各种燃煤锅炉随炉烟排出得灰量占燃煤总量得比例一般比较大。例

如液态排渣煤粉炉为55－80％，固态排渣煤粉炉为85－90％，造成大量的飞灰。如一座100万千瓦的发电厂的固态排渣煤粉炉，每昼夜燃用8400t 以上。同时煤在燃烧过程中还产生大量的气体，如二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等，其中除了二氧化碳外都是有害气体。

发电厂的烟尘如不加以分离清除而直接排入大气中，降有害于人们的身体健

康。影响环境卫生和植物生长。甚至危机近邻企业的产品质量。此外，大量的飞灰还将加剧吸风机的磨损，降低电器设备的绝缘性能等。

因此，我们可以看出，火力发电厂虽然向国民经济各部门提供了巨大的能源。

但如对锅炉的烟尘处理不当，那同时会成为严重的污染源。

为此，我国《工业企业设计卫生标准》规定，火力发电厂飘尘和二氧化硫的

排放标准为：任何一次测量结果的最高允许浓度为3m 任何一日的平均最高允许浓度各为3m 。

（1）目前，防止大气污染的措施有下述几点：

1)采用高效率的除尘器来防止飞灰污染。

2)建造高烟囱来防止飞灰的污染和2SO 污染或者利用脱硫装置来除去烟

气中的硫。

3)从锅炉的设计和运行方面考虑怎样减少氮氧化物的形成。如利用烟气再

循环来降低火焰的温度，减少过剩空气量以及采取逐步向炉内供给空气的的“分段燃烧法”等方式来减少氮氧化物的产生。

（2） 除尘效率

除尘器的工作性能一般用除尘效率来表示的。除尘效率等于除尘器捕捉下

来的飞灰质量与进入除尘器的烟气所携带的飞灰质量之比值的百分数，用cc η表示：

100?=in cc G G η％100?-=in out in G G G ％100?+=out

G G G ％ （2-23）

式中 G ――除尘器捕捉的灰量，kg/h;

in G ---进入除尘器的烟气所携带的灰量，kg/h ；

out G ――除尘器出口烟气所携带的灰量，kg/h;

由于G 和out G 值不易直接求得，实际上除尘器的效率是根据除尘器前后单位

容积烟气中含灰量求得的：

100?-=in

out in cc aQ cG aG η％ （2-24） 式中 a ----未净化烟气中的平均含灰量，g/3Nm ;

c ----净化后的烟气中的平均含灰量，g/3Nm ；

in Q ----进入除尘器的烟气量，g/3Nm ；

out Q ----排出除尘器的烟气量，g/3Nm ；

不计漏风，令in Q ＝out Q 则：

a

c cc -=1η （2-25） 除尘效率是衡量除尘器在各种具体情况下工作效果的重要指标，除尘器的除

尘效果在很大程度上取决于飞灰颗粒的大小和密度。因此对各种除尘器只有在相同的条件下才能用除尘效率来比较除尘效果。

（3） 烟尘的危害

火力发电厂烟气中的污染物数量很多，对环境影响较大，不仅影响人体健康，

而且会给农业生产带来很大的经济损失。对人体健康的影响包括急性和慢性两个方面。急性危害一般常出现在厂区及其附近地区。慢性危害是污染物直接或间接的长期使用下对人体健康机能造成的危害，这种危害短期表现不明显，不易被察觉。另外有些电厂周围的农村在稻麦扬花、棉花吐絮、白菜包心的时节，电厂排放的烟尘飘落，会造成农作物大幅度减产。对于电厂本身，除尘器出口排烟含尘浓度大，会加剧烟道和引风机的磨损，影响机组安全稳定运行，影响发电。

（4） 火力发电厂锅炉烟尘的特性

除尘器是火力发电厂用于收集烟尘不可缺少的设备。随着电力工业的不断发展，机组的单机容量增大，除尘器的容量也在增大，且结构形式越来越复杂。随着国家环境保护的不断加强，除尘器在火力发电厂建设投资中的比例也在不断增加。

影响除尘器性能的主要因素是烟尘特性，而烟尘又包括了粒度、密度、比表面积、粒子的凝集、比电阻、润湿行和爆炸性等。

1)粒子和粒度

粒子是指在所有的方向都具有明确的物理边境的任何物质，对其大小没有任何限制。

粒度是表明粒子大小的最佳代表性尺寸。对于球形粒子来说，粒度即其直径。但是，通常人们也吧表明非球形粒子粒度的某个线性尺寸称为“直径”。而这些“直径”有许多定义。根据不同的定义和测量方法，其数值也是不一样的。

粉尘的粒度分布是指粉尘中各种尘粒所占的百分数，也称颗粒的分散度。有按质量计的质量粒度分布；有按粒数计的颗粒粒径分布；有用表面积表示的表面积粒度分布等多种表达方式。

2)密度

单位体积粉尘具有的质量称为粉尘的密度，一般用kg/3

m表示，具有真密度和容积密度之分。

粉尘的真密度是指除掉粉尘中所含气体和液体后的单位体积质量数与粉尘沉降、输送、净化等特性相关。

粉尘的容积密度是指在自然状态下单位体积的质量数。它是设计粉尘存储设备和运输设备的重要依据。

3)比表面积

cm g来表粉尘的比表面积为单位质量或体积粉尘所具有的表面积。一般用2/

示其大小表示颗粒群总体的细度。它与粉尘的润湿性和粘附性相关。

4)凝集