WGZ-130/9.8型電站鍋爐漏風對安全經濟運行的影響及預防措施

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熱電廠??王偉軍

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??????摘 ?要?通過分析鍋爐漏風原因，提出通過鍋爐防磨損、保證煤粉最佳細度、減少冷風量等方法減少漏風量的措施。

??????關鍵詞??過?？諝庀禂?漏風危害 熱效率 原因 措施

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1前言

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W G Z- 130/9.8 型鍋爐為武漢鍋爐廠生產，鍋爐采用單汽包、集中下降管、自然循環(huán)的固態(tài)排渣煤粉爐，鍋爐整體呈倒U字型布置，爐膛潮涌膜式水冷壁全懸吊結構，依次布置為屏式過熱器、高溫過熱器、低溫過熱器、省煤器、空氣預熱器。燃燒方式為四角切圓燃燒，假想切圓375mm，鍋爐爐膛及煙道系統(tǒng)設計為微負壓運行,已經運行盡15年。爐膛和煙道出現不同程度的漏風，對機組送風機的負荷及耗電率有很大的影響。鍋爐漏風會直接導出力下降，致排煙熱損失增加和惡化燃燒,增大過?？諝庀禂?/span>，漏風率每增加8%,排煙損失將增加0.2～0.5%，它的存在嚴重影響著鍋爐機組安全經濟地運行因此，減少和消除鍋爐漏風對提高機組運行的經濟性及提高熱電廠企業(yè)的經濟效益具有重大意義。鍋爐漏風主要包括爐膛漏風、制粉系統(tǒng)漏風及煙道漏風。

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2鍋爐檢修前后的漏風對比

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W G Z- 130/9.8 型鍋爐已經運行15年，燃用低熱值劣質煤，使爐墻護板、水平煙道、尾部煙道、空氣預熱器、冷灰斗和制粉系統(tǒng)等處磨損，造成漏風嚴重，經試驗測量漏風率為21%，尾部煙道氧量增大，排煙溫度降低，鍋爐總風量達78590m³/h，使送、引風機出力增大、電流升高，廠用電率升高，鍋爐效率降低，影響機組的經濟性。經過本次對鍋爐漏風部位的檢修，測量漏風率降低至5.1%，基本解決鍋爐漏風現象，排煙溫度恢復到140℃，爐膛含氧量3.8%，送、引風機電流得到有效的降低，鍋爐總風量達65240m³/h，保障了運行的安全性，提高了鍋爐熱效率。WGZ-130/9.8型鍋爐主要設計參數及基本尺寸（附表）。

附表 鍋爐主要設計參數及基本尺寸

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序號	項目	100﹪負荷參數	75﹪負荷參數
1	過熱蒸汽流量（t/h）	130	97
2	過熱蒸汽溫度（℃）	540	540
3	過熱蒸汽壓力（MPa）	9.8	9.8
4	給水溫度（℃）	215	215
5	給水壓力（MPa）	13.5	13.5
6	熱風溫度(℃)	311	305
7	排煙溫度(℃)	141	135
8	燃燒室斷面 (mm)	6480?6480

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3 鍋爐漏風的原因分析

（1）爐膛下部漏風：當外界冷空氣由爐膛下部漏入時，爐內過?？諝庀禂稻蜁龃?，煙氣體積就會增加，由于冷空氣的焓不大，致使理論燃燒溫度隨著漏風量越大而下降的越多。由于漏風爐內理論燃燒溫度下降，爐內輻射吸熱量減少，燃料著火時間推遲，火焰中心會上移，爐膛出口煙溫隨之升高。在對流煙道內，因漏風使煙速增大，煙氣的對流放熱系數增大了，鍋爐的單位對流吸熱量也就增大了。由于在一定的煙溫下，煙氣焓是隨著煙氣容積成正比增加，而對流吸熱量則與煙氣容積的0.6次方成正比增加。因此，隨著漏風量的增加，煙氣焓的增加較吸熱量增加迅速，這就使爐膛出口以后各對流受熱面出口煙溫增大，并且受熱面位置越接近對流煙道的后部煙溫增加的越多?？諝忸A熱器是對流煙道最后的受熱面，且它的出入口平均風溫高，以致排煙溫度有較大的增加，再加上漏風容積增大，這就引起了排煙熱損失的上升，鍋爐機組效率下降。

由于鍋爐機組單位輻射吸熱量的下降，在燃料消耗不變的情況下，鍋爐的蒸發(fā)量也將減小。同時漏風使煙氣容積增大和爐膛出口煙氣溫度升高，這就引起了過熱器溫度升高，對過熱器安全帶來不力影響。由于漏風使煙速增加，而受熱面的磨損與煙速成正比，這就大大加速了受熱面的磨損，縮短了受熱面的使用壽命，造成“四管”容易爆漏，威脅著鍋爐的安全運行。大量冷風漏入爐膛，特別是從爐膛下部漏入爐膛，提高火焰中心位置，延遲噴口著火點，破壞鍋爐內部燃燒切圓，造成燃燒區(qū)結焦現象，引起燃燒不穩(wěn)，甚至發(fā)生爐膛滅火事故。

（2）爐膛上部漏風：當外界冷空氣由爐膛上部漏入時，對燃燒影響不大，也不會引起理論燃燒溫度的下降。但將會增加爐膛出口處的煙氣容積，使煙溫下降，而對流煙道中的各受熱面的出口煙溫都會隨之下降，距離爐膛出口處越近的受熱面下降得越多，距離爐膛出口處越遠的受熱面下降的越少，當到接近排煙處的位置，煙氣的溫度將會恢復到原工況的數值。各受熱面出口煙溫的這種變化規(guī)律，同樣是由于煙氣焓的增加較對流受熱面吸熱量迅速增加，以及空氣內漏較高溫度的空氣緣故，從而使新工況的各受熱面的出口煙溫與原工況的出口煙溫愈到后面愈接近。

由于漏風對排煙溫度影響不大，所以排煙熱損失與漏風量成正比。漏風使排煙熱損失增加，鍋爐熱效率降低；還將使受熱面因煙氣流速加快而磨損加劇，縮短受熱面使用周期；還使引風機電耗增加，漏風過大時還會惡化除塵器的運行，致使電除塵效率下降，增加引風機運行負擔，使引風機加大磨損，減少使用壽命。如果漏風使爐膛出口煙溫降低較多時，還可能導致過熱蒸汽溫度有所下降。

（3）制粉系統(tǒng)漏風：制粉系統(tǒng)漏風包括磨煤機出入口漏風和有關鎖氣器漏風。制粉系統(tǒng)漏風對于制粉系統(tǒng)和鍋爐的安全經濟運行均有影響。磨煤機入口漏風，將使進入磨煤機的風量增大，磨煤機出口風溫下降。由于通風量增加，煤粉變粗，通風電耗增大，以致制粉系統(tǒng)單位電耗增加；而磨煤機出口風溫下降，將使制粉系統(tǒng)管壁溫度和煤粉倉溫度下降，可能發(fā)生低溫結露，使煤粉結塊、堆積，易發(fā)生煤粉自然爆炸的危險，從而影響給粉的均勻性。此外還將使煤粉水分增加，一次風溫降低，從而影響燃燒穩(wěn)定性。磨煤機出口漏風，同樣也將使通風量增加，輸送管道和煤粉倉溫度下降，球磨機效率下降，嚴重時出現煤粉外漏的現象，而帶來的后果與磨煤機入口漏風相同（圖1 ）。

圖1 ?WGZ-130/9.8型鍋爐制粉系統(tǒng)圖

粗粉分離器回粉管上的鎖氣器漏風，將破壞粗粉分離器的工作，使氣流通過與徑向成一定角度的導向葉片后，降低旋轉運動，較少粗顆粒在慣性離心力的作用下甩向內殼體的內壁，沿著內壁落下，增加回粉量，使分離器的效率下降。

旋風分離器的鎖氣器漏風，會破壞旋風分離器的工作，而使分離效果惡化，導致離開旋風分離器的氣體中含粉量增加，增大了再循環(huán)風的帶粉量，前者使不完全燃燒損失增加，后者使煤粉重復研磨而變得更細，而使制粉電耗增加，此外還會增加排粉機的帶粉量，加劇排粉機的磨損，降低排粉機使用壽命。

（4）煙道漏風：爐膛出口以后的對流煙道漏風，對鍋爐熱力工況的影響，基本上與爐膛上部漏風情況類似。在某級受熱面之前或該受熱面區(qū)域的漏風，將對該級受熱面以及以后受熱面發(fā)生影響，而對漏風處以前的受熱面不發(fā)生影響。漏風點會使漏風處以后的各級受熱面的出口煙溫下降，離漏風較近的受熱面煙溫下降較多，較遠的受熱面煙溫下降較少（圖2 ）。

圖2 WGZ-130/9.8型鍋爐受熱面結構圖

對流煙道漏風同樣使排煙熱損失增加，但其增加量與對流煙道的漏風點有關，一般離爐膛出口較近的漏風點對排煙熱損失的影響較大，離爐膛出口較遠的漏風點對排煙熱損失的影響較小，這是因為距離排煙處較近的漏風會使排煙溫度下降較多，而使排煙熱損失增加較少的緣故。但是空氣預熱器離爐膛出口較遠，漏入的空氣溫度較高，同樣會使排煙熱損失有較大的增加。在不計排煙溫度影響的情況下，煙道漏風引起的排煙熱損失同樣與漏風量成正比。煙道漏風不僅會引起排煙熱損失增加，還會使漏風以后的受熱面磨損加劇，引風機電耗增加以及漏風過大而迫使鍋爐降低出力運行。

4 鍋爐系統(tǒng)漏風的原因

鍋爐系統(tǒng)漏風原因很多，其中磨損是主要原因，磨損的因素分別是煙氣沖刷速度、煙氣成分、沖刷角度、灰份含碳量、顆粒大小及濃度等（圖3）。

沖刷速度 ?????環(huán)境溫度

???????煙氣成分 ?????????????????????? 灰份含碳量

???????沖刷角度 ? 顆粒大小

???????材 ???料 顆粒濃度

磨損漏風

圖3 ?鍋爐磨損因素

（1）爐墻年久失修造成鍋爐本體漏風。本臺鍋爐已經運行15年，運行中存在一定的震動，造成爐墻和外保溫部位有一定的松動，同時運行工況及煤種的變化，會改變原運行方式，增加爐墻的磨損，造成設備個別部位磨損嚴重，造成漏風量增大。

（2）檢修質量不合格。鍋爐長時間運行燃燒器發(fā)生變形，改變爐膛切圓大小發(fā)生變化，造成本體部位磨刷。同時在大小修時對鍋爐本體檢查不細，護板開焊和腐蝕嚴重造成護板漏風。人孔門、砌磚風門沒有按規(guī)定的要求進行封堵，造成漏風量增大。

（3）鍋爐沒有保持負壓運行，造成鍋爐微正壓甚至正壓運行，增加水冷壁及爐墻的壓力，使焊接部位及設備接口處出現磨損，出現漏風點。WGZ-130/9.8型鍋爐，運行方式為微負壓工況運行，負壓保持在-30～-50Pa運行。在加減負荷時，使風量沒能得到及時調整和配比，使送風量過大引風量過小，造成鍋爐正壓運行。另外在特殊運行工況下，引風機出力不夠，使擋板全開也不能保證爐膛負壓運行。

（4）鍋爐長時間運行，造成尾部煙道、空氣預熱器、電除塵、引風機入口風箱積灰嚴重，增加煙道阻力，降低引風機出力，及時風門全開也不能保證鍋爐負壓下運行。造成正壓運行，增加爐墻承載壓力，造成個別部位出現磨損，造成漏灰，這樣在恢復負壓運行時就出現爐膛及煙道漏風現象。

（5）鍋爐打槍或變正壓，沒能及時關閉被沖開的爐本體及煙道的防爆門、人孔門及手孔等。除灰或打焦后，看火孔、檢查孔及打焦門未關嚴,造成操作上的人為因素影響鍋爐漏風量增加。在進行打焦作業(yè)時，運行人員疏忽，未能及時關閉火孔、檢查孔及打焦門，造成鍋爐下部大量冷風進入爐膛，同時鍋爐底部水封壓力不夠，不能保證“壓風”的作用，造成冷灰斗內大量漏風。

5 ?對鍋爐漏風應采取的有效措施

（1）鍋爐防磨損是很重要的工作，在運行中調整好風粉的配比，定期對鍋爐燃燒假想切圓進行測試，利用空氣動力場實驗，調整一次風、二次風燃盡風的配比，使燃燒區(qū)域在假想切圓內部進行燃燒，避免磨損水冷壁。同時控制好有氧燃燒量，降低過?？諝饬?，保證安全的前提下減少送風壓力，降低煙氣對管束的沖刷和磨損，進而減少鍋爐漏風現象。

（2）合理對制粉系統(tǒng)進行調整，保證煤粉細度在最佳細度20～25%，允許細度15～35%范圍內?？刂泼悍奂毝龋煽s短煤粉在爐膛內的燃盡時間，相對飛灰顆粒度也能相應降低，從而減少飛灰對爐膛管束的沖刷和磨損，減少漏粉的產生。

（3）較少冷風量進入爐膛降低排煙溫度。在爐膛不結焦及制粉體系安全的前提下，可適當增加一次風風粉混合物的溫度，減少冷風的進入量。磨煤機出口溫度不易過高，為了防止煤粉爆燃，因而，磨煤機出口溫度可由63℃控制在70℃（不能高于70℃），排煙溫度可下降2～3℃。

（4）較少鍋爐低負荷運行時間。低負荷運行時，排煙溫度低于正常運行時的數值，可加劇管子上的積露，造成空氣預熱器管束低溫腐蝕，使空氣預熱器管束壽命減少，出現漏風現象，而且此時煙氣量也不足，導致煙氣流速降低。

（5）加強生產管理，減少人為因素對設備的影響。加強檢修質量，對每次大、小修工作進行正規(guī)驗收，對運行中出現漏風的部位進行重點檢查，將樓封頂的缺陷徹底修復。對運行人員進行安全教育和操作技能的培訓，防止鍋爐正壓運行，保持爐膛負壓應保持在-30～-50Pa之間。合理調整風粉配比，減少飛灰和煤粉對系統(tǒng)的沖刷磨損。對易產生漏風部位應重點維護和檢查，發(fā)現漏風應及時堵漏。嚴格進行漏風試驗，以查明其是否嚴密，對發(fā)現的漏風處，做好記錄，及時堵塞。嚴禁長時間開啟或過大開啟打焦門，除灰、打焦完畢后，開啟的孔門應全部關閉，關嚴，否則會造成大量冷風進入爐膛底部，使火焰中心上移，不完全燃燒熱損失增加，還會造成燃燒不穩(wěn)定，甚至滅火。?

6 ?結 ?語
??? ??鍋爐漏風是普遍存在的問題，對鍋爐的運行安全、經濟性影響很大。運行中應加強檢查，發(fā)現漏風應及時消除。每次大修后，應進行漏風試驗，保證漏風量不超過標準。對易出現漏風的部位，如磨煤機人口和出口、旋風分離器、給煤機、防爆門、檢查孔等處、均應加強檢查。同時加強操作的管理，減少人為因素造成的漏風。 ??

參考文獻：

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[3]朱國宇.鍋爐空氣預熱器改造及經濟效益分析[J]。電站系統(tǒng)工程.2007（3）：20-23

作者簡介：王偉軍（1978－），男，工程師。2002年畢業(yè)撫順礦務局職工工學院熱能動力專業(yè)，現任鐵能熱電廠生產技術科擔任鍋爐專工。聯系電話： 13514100990。