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暖风器运行对机组效率影响的探讨


!""# 年第 $ 期

第 #% 卷

暖风器运行对机组效率影响的探讨
翟培强
河南 三门峡 ) 三门峡华阳发电有限责任公司,

%8!#%2*

摘要: 锅炉常常采用暖风器来预防尾部受热面的积灰和腐蚀。而在使用中人们往往忽视了暖风器运行对经 济性的影响。在暖风器的经济运行方式等方面进行了一些具体分析, 对同类机组具有一定的借鉴作用。 关键词: 暖风器; 锅炉效率; 排烟温度
中图分类号: CD!#!7(% 文献标识码: E 文章编号: #""$F$6#:)!""#*"$F"""5F"!

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火电厂燃料燃烧后的烟气流至尾部烟道时其 温度可能会低于露点温度, 这时便在锅炉尾部受热 面和除尘器处形成积灰和腐蚀, 这严重威胁锅炉安 全和经济运行。 目前广泛采用的预防措施是安装暖 风器,暖风器是采用汽轮机抽汽对空气预先加热, 使进入空气预热器的风温得以提高, 进而提高受热 面的壁温, 以防止低温腐蚀。 —— !!/—暖风器投入前后预热器进风的温升 值, 1; —— " —排烟温度每变化 # 1的热损失修正值。 在机组 2"" 34 运行工况时, !+ 取值为 25" 1 , !-+ 取值通常为 ##% 1。 暖风器投入时间主要集中在一年环境温度较 低的时间段, 该机组的暖风器投入时间一般是在每 约为 6 个月时间。 根据 年 ## 月份至次年的 2 月份, 当地气象部门资料显示, 在以上 6 个月时间内环境 温度平均值为 6 1, 即: !/ 取值为 6 1。 暖风器投入后预热器的进风温度取 6" 1 , 即: 由于本机组燃用的煤种为烟煤, !!/ 取值为 %6 1 , " ,2 取值为 "76%0#" 。 将以上取值带入公式可得:

!

暖风器运行对锅炉效率的影响
暖风器的投入一方面由于空气预热器进风温

度提高, 使锅炉烟温度升高, 引起锅炉效率降低: 另 一方面由于进风温度提高输入热量增加而引起锅 炉效率提高。 依上面分析暖风器投入时对锅炉效率 的影响可表示为:

!" &’!" &#(!" &!
式中 —— !" &—暖风器投入时对锅炉效率影响的总 量; —— 导致锅炉排烟温度 !" &#—暖风器投入时, 升高而引起锅炉效率的降低量)一 般取负值*; —— 使锅炉输入热量增 !" &!—暖风器投入时, 加而引起锅炉效率的提高量)一般 取正值*。 !"! !" #! 的计算 !" &# 的计算式: !" &’)!+,!-+* . )!+,!/*0!!/" 式中 !+—进入预热器的烟气温度, —— 1; —— !-+—暖风器投入前的锅炉排烟温度, 1; —— !/—不投暖风器时预热器进风温度, 1;
收稿日期: !""# , "$ , !$

!"&#’)25",##%* . )25",6*0%60"76%0#",2’#78! ! !"$ !"#$ 的计算 !"&! 的计算式: !"&!’# 9)#,"&* . )#(# 9* 式中 "&—暖风器未运行时锅炉的效率 —— )取 :!75 !*; —— 单位燃料热 # 9—暖风器的单位吸热量 ) 即: 量所对应的暖风器吸热量, /; . /& ; # 9 的计算: # 9’2760#",%#!!/)#($$ <= . %>?@AABA<=* 式中 #—空气预热器入口处过剩空气系数 —— )取值 #7!6*; —— !!/—暖风器投入前后预热器进风温升值 )取值 %6 1*; —— $ <=—燃料收到基水份 )取值 #!7#2 !*; —— %>?@AABA<=—燃料发热量 )取值 #: 5%6 /; . /&*。

作者简介: 翟培强 )#:$6,* , 男, 河南灵宝人, 工程师, 主要从事火电厂节能和监督工作 7

, 5 ,

第 !" 卷 将以上取值带入公式可得:

暖风器运行对机组效率影响的探讨

#$$! 年第 % 期

—— % —烟气的压力 -取值 0" EF=2。 根据经验公式- 略2 计算出:

! &’()*+!$ +!)#*+"*-!.%+!#)!( / !0 1"*2 ’!)03% !
将以上计算结果带入公式可得:

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& ?#A’$)%$% 3 C( / E4, & 4B’%)003 C( / E4
以及水蒸汽分压力下饱和温度, "E’"$ 5 最后确定露点温度 "?6’!$# 5

!"4#’$)$!0 3%+-!,$)0#12 / -!.$)$!0 3%2’$)!" ! !"#
暖风器运行时对锅炉效率影响计算

%"%

排烟温度的确定 考虑到烟气露点温度估算的偏差、 运行中烟气

!" 4’!" 4!.!" 4# ’,$)$!3 #.$)$$! "’,$)$!* 1’,!)*1 ! !"$
暖风器运行对经济性的影响 以上计算的是空气温度加热到 *$ 5 时对经济 性的影响, 同理可以计算出空气温度加热到 "$ 5 、 计算结果见表 ! 。 ($ 5、 #$ 5时对经济性的影响值,
表!
序号 热风温度

温度在空气预热器中分布的不均匀性及考虑排烟 温度与露点温度的安全裕量等因素, 建议裕度值取 考虑到目前电除尘器的运行特 点 , 在此 !"!’!$ 5 , 建议裕度值取 !"#’* 5, 最终排烟温度的确定为G

"HB’"!9.!"!.!"#’!$#.!$.*’!!3 5

热风温度高低对经济性影响
对经济性 影响值 / 万元

! # ( "

"/5 *$ "$ ($ #$

对锅炉效率 影响供电 影响值 / ! 煤耗值 / 4 ? ? -EI ?2,!

#

暖风器运行时对机组经济性的影响
暖风器投入运行时对机组经济性影响有两个

,!)*1 ,!)#( ,$)11 ,$)*(

.*)* .")( .()! .!)0

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方面: 一方面是空气经过加热, 使锅炉的排烟温度 升高, 导致锅炉效率下降; 另一方面是暖风器耗用 了汽轮机的抽汽, 改变了机组的回热效率。 以上分析得出锅炉暖风器的运行使锅炉效率 下降。 对机组回热效率的影响, 有关文献认为如果 机组暖风器特性曲线具有临界点,且暖风器在临 界点以下运行时, 会使机组的热经济性有所提高; 如 果机组暖风器特性曲线无临界点或暖风器处于 临界点以上运行时,它会使机组的热经济性有所 下降。 实际运行中,由于种种原因暖风器的疏水无 法回收至机组的回热系统,且上述分析中未计暖 风 器 疏 水 泵 的 耗 功 - 如 果 有 疏 水 泵 的 话 2, 因此实 际运行中暖风器对机组的热经济性影响值常常是 负的。

说明: !) 上 述 计 算 的 时 间 段 为 !! 月 份 至 次 年 的 ( 月 份, 在此按 !*$ 天计算。#) 机组的负荷率按 3$ !计算。() 标 准煤单价为 #$$ 元 / 6 。

由表 ! 知, 暖风器运行时其空气的温升值越大 对经济性的影响也越大, 因此运行中应以尾部烟道 不积灰和腐蚀为准,尽可能降低其空气的温升值, 以最大限度减少对经济性的影响, 也就是说实际生 产中控制排烟温度略大于其烟气的露点温度。

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排烟温度的确定
露点温度的确定 要确定排烟值首先应计算出烟气的露点温度,

而烟气的露点温度是由水蒸汽分压力下的饱和温 度和 78( 对露点的影响值两部分组成的。 烟气露点温度的估算公式:
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式中

在机组运行中是否投入暖风器以及暖风器对

—— ":—水蒸汽分压力下的饱和温度, 5; —— #—与炉膛出口过量空气系数有关的系数; —— 7;:<=>—收到基折算硫份, !; —— @;:<=>—收到基折算灰份, !; —— $&?—飞灰占总灰份的份额, !。 水蒸汽分压下的饱和温度的计算: 要得到饱和温度, 首先计算出烟气中水蒸汽的

空气加热的温升值如何控制, 应以锅炉的排烟温度 为基准, 而排烟温度的高低主要取决于烟气的露点 温度, 而露点温度可以运用上述公式进行估算。

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机组负荷变化等因素均会导致排烟温度变

化, 而手动操作麻烦且准确性较差, 因此应建立以 控制排烟温度为对象的自动调节系统。

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在冬季时应尽可能燃用低硫份煤种,以降低 尽可能减少空气预热器的漏风,以有效提高 完善和优化疏水回收系统, 以提高其利用率。

分压力, 计算公式如下:

烟气的露点温度。 排烟温度。

% ?#A’& ?#A / -& 4B.& ?#A2+%
式中 —— & ?#A—烟气中水蒸汽的体积, C(D —— & 4B—烟气中干烟气的体积 <C(D

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