超超临界660MW锅炉排烟温度偏高的原因分析
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, B侧 331. 5 , 平均 340. 2 , 比设计值高 6 左右 ( 锅炉 75% THA 工况时设计值为 334 )。空 气预热器入口一次风温 28. 7 , 二次风温 19. 7
, 加权平均值为 21. 7 , 比设计值 23. 7 低 2 。空气预热器出口热一次风温 309 , 比设计 值 303 高 3 ; 热二风温 318 , 比设计值 311 高 7 。考虑空气预热器进口风温与烟温修正 后的锅炉排烟温度为 143. 3 , 修正后锅炉排烟 温度比设计值高 32. 7 , 数据详见表 2。
2008年 8月 1#锅炉性能考核试验期间, 在机 组负荷 为 644MW、6 台 磨煤 机 投 运, 燃 煤 量 为 293. 12 t/ h, 锅炉排烟 温度 A 侧 151. 9 , B 侧
144. 8 , 平均排烟温度为 148. 4 。空气预热 器进口烟温 A 侧 368. 7 , B 侧 350. 3 , 平均烟 温 359. 1 (设 计值为 357 ) 。空气预热器入 口一次风温 45. 3 , 二次风温为 36. 3 , 加权平 均值为 38. 3 , 比设计值 23. 7 高 14. 6 。考 虑空气预热器进口风温与烟温修正后的锅炉排烟 温度为 138. 8 , 修正后锅炉排烟温度比设计值 高 16. 6 。
3 小结及建议
根据以上初步分析, 建议首先选择一台锅炉, 针锅炉排烟温度偏高问题进行专项试验研究, 查 明排烟温度偏高的真实原因, 通过全面系统的锅 炉燃烧与制粉系统优化调整试验, 优化锅炉运行 方式, 在现有设备条件下, 挖掘潜力, 最大限度通 过运行优化降低排烟温度。
具体可进行如下工作: ( 1) 进行制粉系统优化调整, 定量分析磨出 口温度、一次风压、一次风量等参数变化对排烟温 度的影响; 通过煤粉细度变化调整, 试验确定经济 煤粉细度与磨煤机运行方式, 尽量减少磨煤机投 运台数。 ( 2) 磨煤机一次风速与风量的试验测定, 确
冷风量增加, DCS画面数据表明, 单台停运磨煤机 由于隔绝门密封不严引起的冷风量高达 98 t/ h。 在锅炉总风量 ( 也就是过量空气系数 ) 一定的情 况下, 必然导致进入空气预热器加热的风量减少, 从而影响空气预热器的换热效果, 导致排烟温度 升高。
表 2 修正后数据
设计值 ( 75% THA ) 2#炉 ( 512MW )
第 4期 2010 年 7 月
锅炉制造 BO ILER MANUFACTUR ING
文章编号: CN23- 1249( 2010) 04- 0013- 03
N o. 4 Ju .l 2010
超超临界 660MW 锅炉排烟温度偏高的原因分析
孙 浩, 唐 健
(哈尔滨锅炉厂有限责 任公司, 黑龙江 哈尔滨 150046)
2009年 3月 26日 2号锅炉 DCS画面运行数 据表明, 在 机 组负 荷 为 512MW ( 77. 5% THA 工 况 )、5台磨煤机投运时, 燃煤量为 219. 4 t /h, 锅炉 排烟温度 A 侧 143. 3 , B侧 140. 8 , 平均排烟 温度为 142. 1 。空气预热器进口烟温 A 侧 349. 0
煤粉情况, 若有煤粉沉积, 应及时通知维护人员清 理以防止自燃。
5) 避免在相邻层燃烧器燃用印尼煤, 以降低 燃烧器喷嘴烧损、水冷壁结焦等风险。因 A 层燃 烧器使用等离子点火器点火, 担负着启动点火功 能和低负荷稳燃功能, 故掺烧过程中应保证 A 原 煤仓内煤质接近设计煤种 (神华煤或品质相近煤 种 )。
293. 12
6
2#炉 ( 662MW )
129. 5
357. 3
22. 5
14. 5
257
6
122. 8 138. 8 134. 4
由上述两组不同时期的满负荷数据, 以及当 时的详细运行状况可知, 锅炉在额定负荷下排烟 温度高于设计值主要有两方面原因:
一方面是随着运行时间的不断增加, 受热面 沾污积灰, 特别是空气预热器传热元件沾污积灰 程度有所加剧, 传热效果变差。这点从上述数据 中空预器入口烟温接近设计值, 而排烟温度却偏 高, 并且空气预热器入口空气温度高于设计值而 出口热风温度却有所不足, 可以看出。
摘 要: 针对 660MW 超超临界直流锅炉, 通过运行数据与设计数据的 对比, 对锅炉投运 以来一直 存在排烟温 度高的问题, 进行了原因分析, 并 提出了诊断调整试验建议。 关键词: 660MW 超超临界, 排烟温度, 调整试验 中图分类号: TK229 文献标识码: A
Analyse of Flue Gas Tem perature H igher Then Design Value for the 660M W U ltra Supercritical Boiler
另一方面煤质变差、锅炉燃烧与制粉系统运 行方式有待进一步优化。第一组数据中, 机组接 近满负荷, 还未达到满负荷出力, 但实际燃煤量却 比设计满负荷的燃煤量高出近 50 t / h。
另外锅炉额定负荷时 设计为 5 台磨煤 机运 行, 而在 168 小时调试期 间, 为保 证机组安 全投 运, 6台磨煤机全部投运, 这也会导致排烟温度上 升。 2. 2. 2 75% THA 负荷工况
2008年 12月调试期间, 芜湖电厂 2 号锅炉 在机组 负荷为 662. 1MW、6 台磨煤机投运时, 燃 煤量为 257 t /h, 锅炉排烟温度 A 侧 127. 4 , B 侧 131. 5 , 平均排烟温度为 129. 5 。空气预 热器进口烟温 A 侧 360. 2 , B侧 354. 4 , 平均 烟温 357. 3 ( 设计值为 357 ) 。空气预热器 入口一次风温 22. 5 , 二次风温为 14. 5 , 加权 平均值为 16. 3 , 比设计值 23. 7 低 7. 4 。 考虑空气预热器进口风温与烟温修正后的锅炉排 烟温度为 134. 4 , 修正后锅炉排烟温度比设计 值高 12. 2 , 数据详见表 1。
( 6) 试验确定锅炉吹灰 对排烟温度的 影响。 在额定负荷下分析对比吹灰前后的排烟温度的变 化, 分析锅炉受热面沾污程度对排烟温度的影响。
[ 上接第 12页 ] 4) 燃用印尼煤、神华煤 或燃煤水分较高 时,
应注意检查石子煤落煤口、出口档板、煤粉管膨胀
节等处的温度变化情况, 以及早发现煤自燃现象。 每班须检查磨煤机出口平台、燃烧器附近有无漏
空气预热器的空气量减少, 或空气预热器传热元 件积灰沾污导致进入空气预热器的烟气放热量减 少, 都会最终导致排烟温度升高。
第三类是锅炉设计方面, 目前的热力计算很 难保证其计算的精确性, 这也是导致排烟损失升 高不可忽视的问题。 2. 2 电厂实际情况 2. 2. 1 满负荷工况
锅炉设计燃用烟煤, 额定负荷工况下设计排 烟温度 ( 修正后 ) 为 122. 2 , 设计燃煤量 244 t / h。锅炉设 计环境 温度 20 , 一次 风温 升 6 (实际温升约 11 ) , 二次风温升 3 ( 与实际值 接近 ), 按照锅炉设计时空气预热器出口 一次风 量、二次风量及冷一次风量, 得到锅炉一次风率为 22% 、二次风率为 78% , 计算得到空气预 热器设 计进风温度的加权平均值为 23. 7 。
6) 制粉系统风 - 煤比大于 2. 0时, 若制粉系 统有局部自燃现象, 则可能引发煤粉爆炸。故掺 烧过程中如发现磨煤机出口温度突然升高, 判断
表 1 数据值
排烟温度 ()
空预器入口 空预器进口 空预器进口 烟温 ( ) 一次风温 ( ) 二次风温 ( ) 燃煤量 ( t /h )
磨煤机投 运台数
入口风温修正 后排烟温度
设计值 ( 660MW )
122. 8
357
26
23
244
5
1#炉 ( 644MW )
148. 4
359. 1
45. 3
百度文库
36. 3
1 设备概况
1. 1 锅炉简介 华电芜湖电厂一期 2 660MW 超超 临界燃
煤发电机组, 为哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产 的超超临界参数变压运行直流锅炉, 采用 型布 置、单炉膛、改进型低 NOx 分级送风燃烧系统、墙 式切圆燃烧方式。 1. 2 运行情况介绍
两台锅炉自 2008年底投产发电以来, 在机组 额定负荷下, 锅炉排烟温度一直高于设计值 10 以上, 特别在低负荷运行时, 排烟温度较设计值偏 离更大。通常锅炉排烟温度每升高 10 , 排烟热 损失约增加 0. 5个百分点, 影响机组发电煤耗约
SunH ao, T ang J ian
( H arb in Bo iler Co. L td H arb in 150046, Ch ina) Abstract: T his paper introduces the reason of the 660MW u ltra supercritical bo iler, tha t the flue gas temperature is h igher then design value since the bo iler put in serv ice. It is ana lysed accord ing to the comparision betw een operat ing data and design value, and som e ad justm ent tests are adv ised. K ey w ord s: 660MW u ltra super crit ica l bo iler; flue gas temperature; ad justm ent test
1. 7 g / kW h。因此排烟温度偏高直接影响锅炉运 行经济性。同时排烟温度偏高, 特别是夏季环境 温度也很高时, 还会影响脱硫设备的安全运行。
2 原因分析
2. 1 总体分析 导致锅炉排烟温度升高的原因较多, 可大致
分为以下为三类: 第一类是燃烧工况的变化, 例如煤质或配风
方式、煤水比的变化等均可以引起理论燃烧温度 和炉膛内烟气参数的变化, 导致辐射换热和对流 换热量的重新分配, 最终导致排烟温度的变化;
排烟温度 () 110. 6 142. 1
空预器入口 烟温 ( )
334 340. 2
空预器进口
空预器进口
一次风温 ( ) 二次风温 ( )
26
25. 6
28. 7
19. 7
燃煤量 ( t /h ) 186 219. 4
磨煤机投 运台数
5 5
入口风温修正 后排烟温度 ( )
110. 6 143. 3
第二类是传热工况的变化, 如尾部受热面沾 污积灰导致对流受热面传热效果变差; 或者进入
收稿日期: 2010 - 01- 13 作者简介: 孙 浩 ( 1979- ) , 男, 2001年毕业于江苏理工大学热能工程专业, 工程师。从事电站锅炉新技术研究及性能调试工作。
! 14!
锅炉制造
总第 222期
锅炉在低负荷运行时排烟温度远高于设计值
的原因, 除空气预热器设备方面的原因外, 空气预 热器受热面沾污积灰, 影响传热效果。从锅炉运 行方面来看, 煤质变差、锅炉燃烧与制粉系统运行
第 4期
孙 浩, 等: 超 超临界 660MW 锅炉排烟温度偏高的原因分析
! 15!
方式、制粉系统掺冷风大、一次风隔绝门密封不严 等问题应是导致排烟温度偏高的主要原因。因为 锅炉低负荷时运行时, 受习惯运行方式及煤质和 磨煤机出力的限制, 经常投运 5台磨煤机, 这会使 制粉系统掺冷风量比例偏大, 另外, 由于一次风热 风隔绝门关闭不严, 经过停运磨煤机进入锅炉的
定合理的风煤比曲线。 ( 3) 燃烧系统优化调整试验, 通过调整一、二
次配比、OFA、AA 风量配比等, 试验确定机组不同 负荷下最佳过剩空气系数, 确定配风优化方式。
( 4) 锅炉煤水比调整试验, 确定合理的煤水比, 分析煤水比变化对汽温参数与排烟温度的影响。
( 5) 空气预热器进出口烟温、风温、烟气量及 氧量试验测定。在额定试验负荷下对空预器入口 烟温、空预器出口烟温、空预器阻力、热风温度等 参数进行测量, 对空气预热器进出口烟温及风温 和设计值进行对比, 为空气预热器设计性能校核 计算提供科学依据。
, 加权平均值为 21. 7 , 比设计值 23. 7 低 2 。空气预热器出口热一次风温 309 , 比设计 值 303 高 3 ; 热二风温 318 , 比设计值 311 高 7 。考虑空气预热器进口风温与烟温修正 后的锅炉排烟温度为 143. 3 , 修正后锅炉排烟 温度比设计值高 32. 7 , 数据详见表 2。
2008年 8月 1#锅炉性能考核试验期间, 在机 组负荷 为 644MW、6 台 磨煤 机 投 运, 燃 煤 量 为 293. 12 t/ h, 锅炉排烟 温度 A 侧 151. 9 , B 侧
144. 8 , 平均排烟温度为 148. 4 。空气预热 器进口烟温 A 侧 368. 7 , B 侧 350. 3 , 平均烟 温 359. 1 (设 计值为 357 ) 。空气预热器入 口一次风温 45. 3 , 二次风温为 36. 3 , 加权平 均值为 38. 3 , 比设计值 23. 7 高 14. 6 。考 虑空气预热器进口风温与烟温修正后的锅炉排烟 温度为 138. 8 , 修正后锅炉排烟温度比设计值 高 16. 6 。
3 小结及建议
根据以上初步分析, 建议首先选择一台锅炉, 针锅炉排烟温度偏高问题进行专项试验研究, 查 明排烟温度偏高的真实原因, 通过全面系统的锅 炉燃烧与制粉系统优化调整试验, 优化锅炉运行 方式, 在现有设备条件下, 挖掘潜力, 最大限度通 过运行优化降低排烟温度。
具体可进行如下工作: ( 1) 进行制粉系统优化调整, 定量分析磨出 口温度、一次风压、一次风量等参数变化对排烟温 度的影响; 通过煤粉细度变化调整, 试验确定经济 煤粉细度与磨煤机运行方式, 尽量减少磨煤机投 运台数。 ( 2) 磨煤机一次风速与风量的试验测定, 确
冷风量增加, DCS画面数据表明, 单台停运磨煤机 由于隔绝门密封不严引起的冷风量高达 98 t/ h。 在锅炉总风量 ( 也就是过量空气系数 ) 一定的情 况下, 必然导致进入空气预热器加热的风量减少, 从而影响空气预热器的换热效果, 导致排烟温度 升高。
表 2 修正后数据
设计值 ( 75% THA ) 2#炉 ( 512MW )
第 4期 2010 年 7 月
锅炉制造 BO ILER MANUFACTUR ING
文章编号: CN23- 1249( 2010) 04- 0013- 03
N o. 4 Ju .l 2010
超超临界 660MW 锅炉排烟温度偏高的原因分析
孙 浩, 唐 健
(哈尔滨锅炉厂有限责 任公司, 黑龙江 哈尔滨 150046)
2009年 3月 26日 2号锅炉 DCS画面运行数 据表明, 在 机 组负 荷 为 512MW ( 77. 5% THA 工 况 )、5台磨煤机投运时, 燃煤量为 219. 4 t /h, 锅炉 排烟温度 A 侧 143. 3 , B侧 140. 8 , 平均排烟 温度为 142. 1 。空气预热器进口烟温 A 侧 349. 0
煤粉情况, 若有煤粉沉积, 应及时通知维护人员清 理以防止自燃。
5) 避免在相邻层燃烧器燃用印尼煤, 以降低 燃烧器喷嘴烧损、水冷壁结焦等风险。因 A 层燃 烧器使用等离子点火器点火, 担负着启动点火功 能和低负荷稳燃功能, 故掺烧过程中应保证 A 原 煤仓内煤质接近设计煤种 (神华煤或品质相近煤 种 )。
293. 12
6
2#炉 ( 662MW )
129. 5
357. 3
22. 5
14. 5
257
6
122. 8 138. 8 134. 4
由上述两组不同时期的满负荷数据, 以及当 时的详细运行状况可知, 锅炉在额定负荷下排烟 温度高于设计值主要有两方面原因:
一方面是随着运行时间的不断增加, 受热面 沾污积灰, 特别是空气预热器传热元件沾污积灰 程度有所加剧, 传热效果变差。这点从上述数据 中空预器入口烟温接近设计值, 而排烟温度却偏 高, 并且空气预热器入口空气温度高于设计值而 出口热风温度却有所不足, 可以看出。
摘 要: 针对 660MW 超超临界直流锅炉, 通过运行数据与设计数据的 对比, 对锅炉投运 以来一直 存在排烟温 度高的问题, 进行了原因分析, 并 提出了诊断调整试验建议。 关键词: 660MW 超超临界, 排烟温度, 调整试验 中图分类号: TK229 文献标识码: A
Analyse of Flue Gas Tem perature H igher Then Design Value for the 660M W U ltra Supercritical Boiler
另一方面煤质变差、锅炉燃烧与制粉系统运 行方式有待进一步优化。第一组数据中, 机组接 近满负荷, 还未达到满负荷出力, 但实际燃煤量却 比设计满负荷的燃煤量高出近 50 t / h。
另外锅炉额定负荷时 设计为 5 台磨煤 机运 行, 而在 168 小时调试期 间, 为保 证机组安 全投 运, 6台磨煤机全部投运, 这也会导致排烟温度上 升。 2. 2. 2 75% THA 负荷工况
2008年 12月调试期间, 芜湖电厂 2 号锅炉 在机组 负荷为 662. 1MW、6 台磨煤机投运时, 燃 煤量为 257 t /h, 锅炉排烟温度 A 侧 127. 4 , B 侧 131. 5 , 平均排烟温度为 129. 5 。空气预 热器进口烟温 A 侧 360. 2 , B侧 354. 4 , 平均 烟温 357. 3 ( 设计值为 357 ) 。空气预热器 入口一次风温 22. 5 , 二次风温为 14. 5 , 加权 平均值为 16. 3 , 比设计值 23. 7 低 7. 4 。 考虑空气预热器进口风温与烟温修正后的锅炉排 烟温度为 134. 4 , 修正后锅炉排烟温度比设计 值高 12. 2 , 数据详见表 1。
( 6) 试验确定锅炉吹灰 对排烟温度的 影响。 在额定负荷下分析对比吹灰前后的排烟温度的变 化, 分析锅炉受热面沾污程度对排烟温度的影响。
[ 上接第 12页 ] 4) 燃用印尼煤、神华煤 或燃煤水分较高 时,
应注意检查石子煤落煤口、出口档板、煤粉管膨胀
节等处的温度变化情况, 以及早发现煤自燃现象。 每班须检查磨煤机出口平台、燃烧器附近有无漏
空气预热器的空气量减少, 或空气预热器传热元 件积灰沾污导致进入空气预热器的烟气放热量减 少, 都会最终导致排烟温度升高。
第三类是锅炉设计方面, 目前的热力计算很 难保证其计算的精确性, 这也是导致排烟损失升 高不可忽视的问题。 2. 2 电厂实际情况 2. 2. 1 满负荷工况
锅炉设计燃用烟煤, 额定负荷工况下设计排 烟温度 ( 修正后 ) 为 122. 2 , 设计燃煤量 244 t / h。锅炉设 计环境 温度 20 , 一次 风温 升 6 (实际温升约 11 ) , 二次风温升 3 ( 与实际值 接近 ), 按照锅炉设计时空气预热器出口 一次风 量、二次风量及冷一次风量, 得到锅炉一次风率为 22% 、二次风率为 78% , 计算得到空气预 热器设 计进风温度的加权平均值为 23. 7 。
6) 制粉系统风 - 煤比大于 2. 0时, 若制粉系 统有局部自燃现象, 则可能引发煤粉爆炸。故掺 烧过程中如发现磨煤机出口温度突然升高, 判断
表 1 数据值
排烟温度 ()
空预器入口 空预器进口 空预器进口 烟温 ( ) 一次风温 ( ) 二次风温 ( ) 燃煤量 ( t /h )
磨煤机投 运台数
入口风温修正 后排烟温度
设计值 ( 660MW )
122. 8
357
26
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244
5
1#炉 ( 644MW )
148. 4
359. 1
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36. 3
1 设备概况
1. 1 锅炉简介 华电芜湖电厂一期 2 660MW 超超 临界燃
煤发电机组, 为哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产 的超超临界参数变压运行直流锅炉, 采用 型布 置、单炉膛、改进型低 NOx 分级送风燃烧系统、墙 式切圆燃烧方式。 1. 2 运行情况介绍
两台锅炉自 2008年底投产发电以来, 在机组 额定负荷下, 锅炉排烟温度一直高于设计值 10 以上, 特别在低负荷运行时, 排烟温度较设计值偏 离更大。通常锅炉排烟温度每升高 10 , 排烟热 损失约增加 0. 5个百分点, 影响机组发电煤耗约
SunH ao, T ang J ian
( H arb in Bo iler Co. L td H arb in 150046, Ch ina) Abstract: T his paper introduces the reason of the 660MW u ltra supercritical bo iler, tha t the flue gas temperature is h igher then design value since the bo iler put in serv ice. It is ana lysed accord ing to the comparision betw een operat ing data and design value, and som e ad justm ent tests are adv ised. K ey w ord s: 660MW u ltra super crit ica l bo iler; flue gas temperature; ad justm ent test
1. 7 g / kW h。因此排烟温度偏高直接影响锅炉运 行经济性。同时排烟温度偏高, 特别是夏季环境 温度也很高时, 还会影响脱硫设备的安全运行。
2 原因分析
2. 1 总体分析 导致锅炉排烟温度升高的原因较多, 可大致
分为以下为三类: 第一类是燃烧工况的变化, 例如煤质或配风
方式、煤水比的变化等均可以引起理论燃烧温度 和炉膛内烟气参数的变化, 导致辐射换热和对流 换热量的重新分配, 最终导致排烟温度的变化;
排烟温度 () 110. 6 142. 1
空预器入口 烟温 ( )
334 340. 2
空预器进口
空预器进口
一次风温 ( ) 二次风温 ( )
26
25. 6
28. 7
19. 7
燃煤量 ( t /h ) 186 219. 4
磨煤机投 运台数
5 5
入口风温修正 后排烟温度 ( )
110. 6 143. 3
第二类是传热工况的变化, 如尾部受热面沾 污积灰导致对流受热面传热效果变差; 或者进入
收稿日期: 2010 - 01- 13 作者简介: 孙 浩 ( 1979- ) , 男, 2001年毕业于江苏理工大学热能工程专业, 工程师。从事电站锅炉新技术研究及性能调试工作。
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锅炉制造
总第 222期
锅炉在低负荷运行时排烟温度远高于设计值
的原因, 除空气预热器设备方面的原因外, 空气预 热器受热面沾污积灰, 影响传热效果。从锅炉运 行方面来看, 煤质变差、锅炉燃烧与制粉系统运行
第 4期
孙 浩, 等: 超 超临界 660MW 锅炉排烟温度偏高的原因分析
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方式、制粉系统掺冷风大、一次风隔绝门密封不严 等问题应是导致排烟温度偏高的主要原因。因为 锅炉低负荷时运行时, 受习惯运行方式及煤质和 磨煤机出力的限制, 经常投运 5台磨煤机, 这会使 制粉系统掺冷风量比例偏大, 另外, 由于一次风热 风隔绝门关闭不严, 经过停运磨煤机进入锅炉的
定合理的风煤比曲线。 ( 3) 燃烧系统优化调整试验, 通过调整一、二
次配比、OFA、AA 风量配比等, 试验确定机组不同 负荷下最佳过剩空气系数, 确定配风优化方式。
( 4) 锅炉煤水比调整试验, 确定合理的煤水比, 分析煤水比变化对汽温参数与排烟温度的影响。
( 5) 空气预热器进出口烟温、风温、烟气量及 氧量试验测定。在额定试验负荷下对空预器入口 烟温、空预器出口烟温、空预器阻力、热风温度等 参数进行测量, 对空气预热器进出口烟温及风温 和设计值进行对比, 为空气预热器设计性能校核 计算提供科学依据。