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电厂锅炉内部染化及扫除对流转热化层的制约作业解析

时间:2013-01-21  来源:中国锅炉网  浏览次数:1220

  炉膛吸热和出口烟温的变化所示为炉膛吸热量和出口烟温随炉膛灰污系数的变化规律。随着炉膛污染程度的增加,炉膛吸热量明显减小,炉膛出口烟温升高,并且随着污染的加剧,出口烟温增加的幅度越来越大。当炉膛灰污系数由0.5变为0.2时,炉膛吸热量从11.3MJ/kg(相对于燃料量)减小到9.4MJ/kg,减少了16.8%,炉膛出口烟温则由1047e增加至1273e.进一步计算发现,虽然炉膛污染使得炉膛出口烟温增长很快,但排烟温度变化却很小,仅从130.65e上升为131.62e,变化量尚不足1e,相应的排烟损失和计算燃煤量的增加亦很小。排烟温度变化不大的原因在于炉膛出口烟温的增加改变了对流受热面的换热状况,使得对流换热总量增加,也就是说,一部分原来应该在炉膛内部接受辐射换热的热量改由工质通过对流换热的方式吸收。对于锅炉整体来说,炉膛污染对锅炉热效率的影响并不大,只是其内部的能量分配发生了变化。炉膛出口烟温的增量经过对流受热面的吸收后,逐步减小,至空气预热器出口时已很不明显。

  炉膛吸热量和出口烟温随炉膛污染的变化与排烟损失的增加相比,炉膛出口烟温的升高对锅炉的安全性和经济性的影响更大。炉膛出口烟温升高不仅使该区域结渣倾向性增强,传热恶化,易造成过热蒸汽、再热蒸汽超温,降低换热管的使用寿命,而且使得水平烟道内烟温升高,飞灰软化,粘结性增强,加速了高温区对流受热面的积灰,从而进一步增大排烟损失。因此,对于锅炉运行来说,加强对炉膛出口烟温的监测,及时、合理吹扫炉膛显得尤为重要。

  对再热器运行的影响超高压参数以上的大型电站锅炉的再热器通常采用两级布置,分别布置在锅炉的水平烟道和分隔的垂直尾部烟道中。在这种情况下,炉膛污染后再热器系统吸热量的变化规律如所示。在调节烟气挡板开度,控制再热蒸汽温度的条件下,低温再热器吸热减少,而高温再热器吸热量却有所增加,再热器系统总的吸热量基本保持不变。随着炉膛污染增加、炉膛出口烟温的升高,高温再热器入口烟温有所上升,再热器系统吸热有增加的趋势。为了保证再热蒸汽温度,需要调节烟气挡板开度,减小低温再热器侧的烟气份额。

  此时低温再热器吸热量减少,出口工质温度降低。对于高温再热器而言,由于入口烟温升高和入口工质温度降低,增大了平均换热压差和传热系数,使高温再热器吸热量增大。但对于整个再热器系统,由于再热汽温调节的需要,吸热量基本保持不变。

  对过热器运行的影响如上所述,炉膛污染增大,使得再热器系统吸热有增加的趋势,为了保证再热器出口汽温,必须调节烟气挡板减小低温再热器侧烟气份额,而低温过热器侧的烟气份额则相应增加,且低温过热器入口烟温也有一定程度的升高,这样低温过热器的吸热量必然增大;另一方面,炉膛出口烟温升高使得炉膛出口附近辐射换热增大,对流传热温差加大,换热效果增强,屏式过热器和高温过热器吸热均增加,从而使过热器系统总吸热量增大。由图可以看出,当炉膛灰污系数从0.5变为0.2时,过热器系统吸热量由5.33MJ/kg增加到6.88MJ/kg,增长了29.1%.为控制主蒸汽温度,系统要求投入更多的减温水,随着炉膛污染的加剧,减温水量快速增加,且其增长有越来越快的趋势。

  本文采集了计算对象4h内的现场运行数据。在该时间段内,锅炉负荷基本保持不变,可以不考虑负荷的变化对减温水流量造成的干扰。凌晨2:00左右,吹灰程序开始吹扫炉膛(本文选择的该次吹灰过程仅吹扫炉膛,而不包括对流受热面,因为过热器系统的吹扫,尤其是高温过热器的吹灰对减温水量的影响亦很大),持续时间约50min.由图可以看出,随着炉膛的吹扫,减温水流量明显下降,且刚刚吹扫时变化速率较快,其后逐渐减缓。而吹灰前后,由于积灰逐渐增加,减温水量缓慢增大。该曲线所显示规律与计算分析结果基本吻合。

  

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