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WGZ-130/9.8型電站鍋爐漏風(fēng)對安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響及預(yù)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(fēng)原因，提出通過鍋爐防磨損、保證煤粉最佳細(xì)度、減少冷風(fēng)量等方法減少漏風(fēng)量的措施。

??????關(guān)鍵詞??過?？諝庀禂?shù)?漏風(fēng)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(chǎn)，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(jié)構(gòu)，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(yù)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(shè)計(jì)為微負(fù)壓運(yùn)行,已經(jīng)運(yùn)行盡15年。爐膛和煙道出現(xiàn)不同程度的漏風(fēng)，對機(jī)組送風(fēng)機(jī)的負(fù)荷及耗電率有很大的影響。鍋爐漏風(fēng)會直接導(dǎo)出力下降，致排煙熱損失增加和惡化燃燒,增大過?？諝庀禂?shù)，漏風(fēng)率每增加8%,排煙損失將增加0.2～0.5%，它的存在嚴(yán)重影響著鍋爐機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行因此，減少和消除鍋爐漏風(fēng)對提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性及提高熱電廠企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有重大意義。鍋爐漏風(fēng)主要包括爐膛漏風(fēng)、制粉系統(tǒng)漏風(fēng)及煙道漏風(fēng)。

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2鍋爐檢修前后的漏風(fēng)對比

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W G Z- 130/9.8 型鍋爐已經(jīng)運(yùn)行15年，燃用低熱值劣質(zhì)煤，使?fàn)t墻護(hù)板、水平煙道、尾部煙道、空氣預(yù)熱器、冷灰斗和制粉系統(tǒng)等處磨損，造成漏風(fēng)嚴(yán)重，經(jīng)試驗(yàn)測量漏風(fēng)率為21%，尾部煙道氧量增大，排煙溫度降低，鍋爐總風(fēng)量達(dá)78590m³/h，使送、引風(fēng)機(jī)出力增大、電流升高，廠用電率升高，鍋爐效率降低，影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)過本次對鍋爐漏風(fēng)部位的檢修，測量漏風(fēng)率降低至5.1%，基本解決鍋爐漏風(fēng)現(xiàn)象，排煙溫度恢復(fù)到140℃，爐膛含氧量3.8%，送、引風(fēng)機(jī)電流得到有效的降低，鍋爐總風(fēng)量達(dá)65240m³/h，保障了運(yùn)行的安全性，提高了鍋爐熱效率。WGZ-130/9.8型鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)及基本尺寸（附表）。

附表 鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)及基本尺寸

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序號	項(xiàng)目	100﹪負(fù)荷參數(shù)	75﹪負(fù)荷參數(shù)
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(fēng)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(fēng)的原因分析

（1）爐膛下部漏風(fēng)：當(dāng)外界冷空氣由爐膛下部漏入時，爐內(nèi)過?？諝庀禂?shù)就會增大，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(fēng)量越大而下降的越多。由于漏風(fēng)爐內(nèi)理論燃燒溫度下降，爐內(nèi)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(nèi)，因漏風(fēng)使煙速增大，煙氣的對流放熱系數(shù)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(fēng)量的增加，煙氣焓的增加較吸熱量增加迅速，這就使?fàn)t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(yù)熱器是對流煙道最后的受熱面，且它的出入口平均風(fēng)溫高，以致排煙溫度有較大的增加，再加上漏風(fēng)容積增大，這就引起了排煙熱損失的上升，鍋爐機(jī)組效率下降。

由于鍋爐機(jī)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(fēng)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(fēng)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(yùn)行。大量冷風(fēng)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(diǎn)，破壞鍋爐內(nèi)部燃燒切圓，造成燃燒區(qū)結(jié)焦現(xiàn)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(fēng)：當(dāng)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(yuǎn)的受熱面下降的越少，當(dāng)?shù)浇咏艧熖幍奈恢?，煙氣的溫度將會恢?fù)到原工況的數(shù)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(nèi)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(fēng)對排煙溫度影響不大，所以排煙熱損失與漏風(fēng)量成正比。漏風(fēng)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(fēng)機(jī)電耗增加，漏風(fēng)過大時還會惡化除塵器的運(yùn)行，致使電除塵效率下降，增加引風(fēng)機(jī)運(yùn)行負(fù)擔(dān)，使引風(fēng)機(jī)加大磨損，減少使用壽命。如果漏風(fēng)使?fàn)t膛出口煙溫降低較多時，還可能導(dǎo)致過熱蒸汽溫度有所下降。

（3）制粉系統(tǒng)漏風(fēng)：制粉系統(tǒng)漏風(fēng)包括磨煤機(jī)出入口漏風(fēng)和有關(guān)鎖氣器漏風(fēng)。制粉系統(tǒng)漏風(fēng)對于制粉系統(tǒng)和鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行均有影響。磨煤機(jī)入口漏風(fēng)，將使進(jìn)入磨煤機(jī)的風(fēng)量增大，磨煤機(jī)出口風(fēng)溫下降。由于通風(fēng)量增加，煤粉變粗，通風(fēng)電耗增大，以致制粉系統(tǒng)單位電耗增加；而磨煤機(jī)出口風(fēng)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(jié)露，使煤粉結(jié)塊、堆積，易發(fā)生煤粉自然爆炸的危險(xiǎn)，從而影響給粉的均勻性。此外還將使煤粉水分增加，一次風(fēng)溫降低，從而影響燃燒穩(wěn)定性。磨煤機(jī)出口漏風(fēng)，同樣也將使通風(fēng)量增加，輸送管道和煤粉倉溫度下降，球磨機(jī)效率下降，嚴(yán)重時出現(xiàn)煤粉外漏的現(xiàn)象，而帶來的后果與磨煤機(jī)入口漏風(fēng)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(fēng)，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(dǎo)向葉片后，降低旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，較少粗顆粒在慣性離心力的作用下甩向內(nèi)殼體的內(nèi)壁，沿著內(nèi)壁落下，增加回粉量，使分離器的效率下降。

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

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

對流煙道漏風(fēng)同樣使排煙熱損失增加，但其增加量與對流煙道的漏風(fēng)點(diǎn)有關(guān)，一般離爐膛出口較近的漏風(fēng)點(diǎn)對排煙熱損失的影響較大，離爐膛出口較遠(yuǎn)的漏風(fēng)點(diǎn)對排煙熱損失的影響較小，這是因?yàn)榫嚯x排煙處較近的漏風(fēng)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(yù)熱器離爐膛出口較遠(yuǎn)，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(jì)排煙溫度影響的情況下，煙道漏風(fēng)引起的排煙熱損失同樣與漏風(fēng)量成正比。煙道漏風(fēng)不僅會引起排煙熱損失增加，還會使漏風(fēng)以后的受熱面磨損加劇，引風(fēng)機(jī)電耗增加以及漏風(fēng)過大而迫使鍋爐降低出力運(yùn)行。

4 鍋爐系統(tǒng)漏風(fēng)的原因

鍋爐系統(tǒng)漏風(fēng)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(fēng)

圖3 ?鍋爐磨損因素

（1）爐墻年久失修造成鍋爐本體漏風(fēng)。本臺鍋爐已經(jīng)運(yùn)行15年，運(yùn)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(yùn)行工況及煤種的變化，會改變原運(yùn)行方式，增加爐墻的磨損，造成設(shè)備個別部位磨損嚴(yán)重，造成漏風(fēng)量增大。

（2）檢修質(zhì)量不合格。鍋爐長時間運(yùn)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(xì)，護(hù)板開焊和腐蝕嚴(yán)重造成護(hù)板漏風(fēng)。人孔門、砌磚風(fēng)門沒有按規(guī)定的要求進(jìn)行封堵，造成漏風(fēng)量增大。

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

（4）鍋爐長時間運(yùn)行，造成尾部煙道、空氣預(yù)熱器、電除塵、引風(fēng)機(jī)入口風(fēng)箱積灰嚴(yán)重，增加煙道阻力，降低引風(fēng)機(jī)出力，及時風(fēng)門全開也不能保證鍋爐負(fù)壓下運(yùn)行。造成正壓運(yùn)行，增加爐墻承載壓力，造成個別部位出現(xiàn)磨損，造成漏灰，這樣在恢復(fù)負(fù)壓運(yùn)行時就出現(xiàn)爐膛及煙道漏風(fēng)現(xiàn)象。

（5）鍋爐打槍或變正壓，沒能及時關(guān)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(guān)嚴(yán),造成操作上的人為因素影響鍋爐漏風(fēng)量增加。在進(jìn)行打焦作業(yè)時，運(yùn)行人員疏忽，未能及時關(guān)閉火孔、檢查孔及打焦門，造成鍋爐下部大量冷風(fēng)進(jìn)入爐膛，同時鍋爐底部水封壓力不夠，不能保證“壓風(fēng)”的作用，造成冷灰斗內(nèi)大量漏風(fēng)。

5 ?對鍋爐漏風(fēng)應(yīng)采取的有效措施

（1）鍋爐防磨損是很重要的工作，在運(yùn)行中調(diào)整好風(fēng)粉的配比，定期對鍋爐燃燒假想切圓進(jìn)行測試，利用空氣動力場實(shí)驗(yàn)，調(diào)整一次風(fēng)、二次風(fēng)燃盡風(fēng)的配比，使燃燒區(qū)域在假想切圓內(nèi)部進(jìn)行燃燒，避免磨損水冷壁。同時控制好有氧燃燒量，降低過?？諝饬浚ＷC安全的前提下減少送風(fēng)壓力，降低煙氣對管束的沖刷和磨損，進(jìn)而減少鍋爐漏風(fēng)現(xiàn)象。

（2）合理對制粉系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，保證煤粉細(xì)度在最佳細(xì)度20～25%，允許細(xì)度15～35%范圍內(nèi)?？刂泼悍奂?xì)度，可縮短煤粉在爐膛內(nèi)的燃盡時間，相對飛灰顆粒度也能相應(yīng)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(chǎn)生。

（3）較少冷風(fēng)量進(jìn)入爐膛降低排煙溫度。在爐膛不結(jié)焦及制粉體系安全的前提下，可適當(dāng)增加一次風(fēng)風(fēng)粉混合物的溫度，減少冷風(fēng)的進(jìn)入量。磨煤機(jī)出口溫度不易過高，為了防止煤粉爆燃，因而，磨煤機(jī)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(fù)荷運(yùn)行時間。低負(fù)荷運(yùn)行時，排煙溫度低于正常運(yùn)行時的數(shù)值，可加劇管子上的積露，造成空氣預(yù)熱器管束低溫腐蝕，使空氣預(yù)熱器管束壽命減少，出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象，而且此時煙氣量也不足，導(dǎo)致煙氣流速降低。

（5）加強(qiáng)生產(chǎn)管理，減少人為因素對設(shè)備的影響。加強(qiáng)檢修質(zhì)量，對每次大、小修工作進(jìn)行正規(guī)驗(yàn)收，對運(yùn)行中出現(xiàn)漏風(fēng)的部位進(jìn)行重點(diǎn)檢查，將樓封頂?shù)娜毕輳氐仔迯?fù)。對運(yùn)行人員進(jìn)行安全教育和操作技能的培訓(xùn)，防止鍋爐正壓運(yùn)行，保持爐膛負(fù)壓應(yīng)保持在-30～-50Pa之間。合理調(diào)整風(fēng)粉配比，減少飛灰和煤粉對系統(tǒng)的沖刷磨損。對易產(chǎn)生漏風(fēng)部位應(yīng)重點(diǎn)維護(hù)和檢查，發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)應(yīng)及時堵漏。嚴(yán)格進(jìn)行漏風(fēng)試驗(yàn)，以查明其是否嚴(yán)密，對發(fā)現(xiàn)的漏風(fēng)處，做好記錄，及時堵塞。嚴(yán)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(yīng)全部關(guān)閉，關(guān)嚴(yán)，否則會造成大量冷風(fēng)進(jìn)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(jié) ?語
??? ??鍋爐漏風(fēng)是普遍存在的問題，對鍋爐的運(yùn)行安全、經(jīng)濟(jì)性影響很大。運(yùn)行中應(yīng)加強(qiáng)檢查，發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)應(yīng)及時消除。每次大修后，應(yīng)進(jìn)行漏風(fēng)試驗(yàn)，保證漏風(fēng)量不超過標(biāo)準(zhǔn)。對易出現(xiàn)漏風(fēng)的部位，如磨煤機(jī)人口和出口、旋風(fēng)分離器、給煤機(jī)、防爆門、檢查孔等處、均應(yīng)加強(qiáng)檢查。同時加強(qiáng)操作的管理，減少人為因素造成的漏風(fēng)。 ??

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[3]朱國宇.鍋爐空氣預(yù)熱器改造及經(jīng)濟(jì)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(wù)局職工工學(xué)院熱能動力專業(yè)，現(xiàn)任鐵能熱電廠生產(chǎn)技術(shù)科擔(dān)任鍋爐專工。聯(lián)系電話： 13514100990。