李 圣 ，金光亮，张 航， 朱峻涛，杨 坤

(1.中国石化抚顺石油公司热电厂，辽宁 抚顺 113006；2.中国石化抚顺石油公司，辽宁 抚顺 113008)

地方电站锅炉主要以供热、供汽为主，以发电为辅，单台锅炉容量在75～410 t/h[1-3]。受运行管理水平、检修维护水平以及锅炉主辅设备运转状态等因素制约，锅炉经济性普遍偏低，主要表现在锅炉不能满负荷运行、锅炉热效率偏低、设备临检工作量偏大等。本文着重归纳、分析了部分锅炉主辅设备在运行中存在的问题，并提出合理的诊治措施，对锅炉节能降耗具有一定参考作用。

1 锅炉概况

表1列出了部分电站锅炉设备概况和主要设计参数。4台锅炉中除NG-410-9.8-M2型采用双假想切圆、回转式空气预热器、燃用劣质烟煤外，其它3台锅炉均采用单假想切圆、管式空气预热器、燃用烟煤。表中SG220/9.8-M295型锅炉，原设计除尘器为水膜式除尘器，后改为布袋式除尘器。

表1 部分锅炉概况和主要设计参数

2 锅炉运行中存在的问题

2.1 锅炉达不到满负荷运行状态

锅炉达不到满负荷运行状态不仅会造成资源浪费，还会给母管制锅炉的负荷调配带来不利影响，对于供热资源短缺的企业，会存在短期供热紧张的局面，严重时会影响企业产值和利润。锅炉达不到满负荷运行状态主要存在以下几个方面原因。

2.1.1 引风机出力不足

a. 尾部烟道阻力增大

大部分地方电站锅炉的尾部烟道没有吹灰装置或吹灰装置吹灰效果差，空气预热器堵灰严重。某厂220 t/h锅炉运行到大修中后期，尾部水平烟道积灰达该处烟道深度的三分之一，造成尾部烟道阻力增大。

某厂于2005年将220 t/h锅炉的水膜除尘器改为布袋式除尘器，改造后除尘器阻力增至1 900 Pa，比原设计除尘器阻力增大了500 Pa。

b. 锅炉本体及尾部烟道漏风偏大

锅炉本体火孔、人孔门变形，缝隙较大，冷灰斗与捞渣机之间的连接处焊口开焊，给煤机检修孔敞口运行，尾部烟道的空气预热器及除尘器漏风偏大，使得大量冷风从不同位置漏进炉内，锅炉烟气量增大，超出引风机出力范围，从而造成引风机出力不足。例如某厂空气预热器漏风率达20%以上，而新投产机组的锅炉或改造后空气预热器的漏风率一般不超过8%。某厂电除尘器漏风率达7.5%，而设计漏风率仅为3%。

2.1.2 燃煤趋劣造成锅炉达不到满负荷运行状态

部分地方电站为了节约成本燃用含灰分和水分较大、发热量较低的煤，从而造成锅炉不能满出力运行。

a. 制粉系统碾磨出力不足

某厂由于煤质太差，220 t/h锅炉的2套制粉系统24 h连续运行也难以满足锅炉满出力运行要求，有时制粉系统出力仅能维持锅炉出力在150～160 t/h。

b. 制粉系统干燥出力不足

由于煤的水分太高，在磨煤机入口热风门全开、冷风门全关的情况下，磨煤机出口温度仍然难以维持在设计温度60 ℃以上。为了维持磨煤机出口温度不低于60 ℃，需降低磨煤机出力，从而限制了锅炉运行出力。

2.2 锅炉热效率偏低

按照GB10184—2015《电站锅炉性能试验规程》[4]，采用反平衡方法计算锅炉热效率如下：

ηt=1-(Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Qoth)/Qin

(1)

式中：ηt为锅炉热效率，%；Q2为排烟热损失，kJ/kg；Q3为可燃气体未完全燃烧热损失，kJ/kg；Q4为固体未完全燃烧热损失，kJ/kg；Q5为锅炉散热损失，kJ/kg；Q6为灰渣物理热损失，kJ/kg；Qoth为其它损失，kJ/kg；Qin为燃料输入热量，kJ/kg。

从锅炉热效率计算公式可以看出，Q2、Q3、Q4为可控热损失，根据对多台锅炉的诊断试验数据归纳，排烟热损失偏大是造成锅炉热效率偏低的主要原因，而导致排烟热损失偏大的主要原因是排烟温度偏高。

表2是部分锅炉排烟温度、排烟热损失及锅炉热效率汇总表，可以看出4台锅炉的实测排烟温度均比设计排烟温度高20 ℃以上，其中WG-130/9.8-4型锅炉的实测排烟温度比设计排烟温度高40 ℃，使锅炉热效率降低近2%。因此降低排烟温度能够有效提高锅炉热效率，从而提高锅炉运行经济性。

表2 部分锅炉排烟温度、排烟热损失及锅炉热效率

2.2.1 锅炉漏风对空气预热器排烟温度的影响[5]

图1是NG-410-9.8-M2型锅炉的炉膛压力对排烟温度的影响关系曲线，可以看出随着炉膛负压升高，排烟温度随之升高，要想获得较低的排烟温度，必须保持较低的炉膛负压。

图1 炉膛压力对排烟温度的影响关系曲线

炉膛负压越大，其本体漏风越多，实践证明，炉膛漏风系数每增加0.1，排烟温度将提高3～8 ℃[6]。因此，减少炉本体漏风，将会有效降低排烟温度，提高锅炉热效率，提高机组经济性。炉顶棚密封效果不好、火孔关闭不严及冷灰斗水封效果不好是锅炉漏风大的主要原因。另外，锅炉尾部烟道的漏风也会造成排烟温度升高，其中空气预热器漏风占比最大。因此，加强漏风治理，提高检修质量是降低排烟温度的关键，运行期间适当减小炉膛负压也是减少炉膛漏风、降低排烟温度的方法之一。

2.2.2 吹灰器投运对排烟温度的影响

受热面积灰是锅炉运行的常见现象，特别是机组接近大修期间，烟道和受热面积灰相当严重，使引风机出力下降，受热面换热效果变差，排烟温度升高。清除尾部受热面积灰一般采用吹灰器，有的地方电站锅炉在尾部烟道采用了声波吹灰器，有的则根本没有安装吹灰器。

图2是NG-410-9.8-M2型锅炉声波吹灰器对排烟温度的影响关系曲线。锅炉吹灰从15：00开始，15：45结束，从炉膛到尾部烟道吹扫一次需45 min。吹灰器投运后的排烟温度仅比投运前降低1 ℃，吹灰效果不明显，说明锅炉尾部烟道安装的声波吹灰器已经不能有效清除烟道的积灰和堵灰，排烟温度偏高也就成为必然。

锅炉经过长时间运行后，管式空气预热器堵灰问题是比较普遍的现象，这也是造成排烟温度上升的一个重要因素。

图2 某厂吹灰器投运对排烟温度影响趋势图

2.3 煤质趋劣对锅炉经济性的影响[7]

a. 锅炉热效率降低。煤质变差，锅炉灰渣可燃物含量升高，固体未完全燃烧热损失增大，炉膛火焰中心上移，从而使排烟温度升高，造成锅炉热效率下降。

b. 锅炉燃油成本增加。煤质变差，锅炉燃烧稳定性也随之变差，使燃油成本大幅度上升。

c. 锅炉主要辅机电耗增加。煤质变差，会造成制粉系统、烟风系统、灰渣系统等辅机电耗增加，使厂用电率变高。

d. 安全隐患增大。煤质变差，易造成尾部受热面磨损加剧，从而发生受热面泄漏，灰渣系统、制粉系统以及烟风系统超负荷运行，机组低负荷稳燃能力变差，安全运行无法保障，这将使机组安全隐患增大。

3 结束语

造成地方电站锅炉经济性偏低的因素是多方面的，其中排烟温度过高是主要原因之一。锅炉燃烧煤质变差，不仅难以满足企业用汽用电需求，还会增大烟风系统、制粉系统、灰渣系统以及锅炉尾部受热面检修的工作量，消耗大量人力物力，增加运营成本，这是造成锅炉经济性偏低的另一个重要原因。锅炉尾部烟道采用蒸汽吹灰器吹扫受热面积灰或堵灰是降低排烟温度的有效手段。加强对锅炉本体及制粉系统漏风治理，也能在一定程度上降低排烟温度。燃用发热量较低的煤种短期看能够提高企业经济性，但长期看并不合适，需要从运营成本、检修成本、主辅机运营寿命等统筹考虑。