锅炉漏风对锅炉热损失的影响及对策

第４０卷第１期２０１９年２月电力与能源ＤＯＩ：１０．１１９７３／ｄｌｙｎｙ２０１９０１０２６锅炉漏风对锅炉热损失的影响及对策丁　彪（大唐林州热电有限责任公司，河南安阳　４５６５６１）摘　要：研究了空气预热器漏风、炉膛出口段烟道漏风和炉膛底部漏风等锅炉漏风位置对锅炉经济性的影响，并提出了针对锅炉和空预器漏风治理的具体措施。

关键词：锅炉漏风；锅炉热效率；燃煤发电厂；电站锅炉作者简介：丁　彪（１９８２—），男，硕士，主要从事锅炉燃烧及节能环保工作。

中图分类号：ＴＫ２２３ 文献标志码：Ａ 文章编号：２０９５－１２５６（２０１９）０１－０１０１－０３Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　Ａｉｒ　Ｌｅａｋａｇｅ　ｏｆ　Ｂｏｉｌｅｒ　ｏｎ　Ｈｅａｔ　Ｌｏｓｓ　ａｎｄ　ＣｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓＤＩＮＧ　Ｂｉａｏ（Ｄａｔａｎｇ　Ｌｉｎｚｈｏｕ　Ｃｏ－ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ａｎｙａｎｇ　４５６５６１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｂｏｉｌｅｒ　ａｉｒ　ｌｅａｋａｇｅ　ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ｂｏｉｌｅｒ　ｅｃｏｎｏｍｙ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ａｉｒ　ｌｅａｋ－ａｇｅ　ｏｆ　ａｉｒ　ｐｒｅｈｅａｔｅｒ，ａｉｒ　ｌｅａｋａｇｅ　ｏｆ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｆｌｕｅ　ｏｕｔｌｅｔ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｉｒ　ｌｅａｋａｇｅ　ａｔ　ｔｈｅ　ｂｏｔｔｏｍ　ｏｆ　ｆｕｒｎａｃｅ，ａｎｄ　ｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄ　ｓｏｍｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｔｏ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｉｒ　ｌｅａｋａｇｅ　ｏｆ　ｂｏｉｌｅｒ　ａｎｄ　ａｉｒ　ｐｒｅｈｅａｔｅｒ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｂｏｉｌｅｒ　ａｉｒ　ｌｅａｋａｇｅ；ｂｏｉｌｅｒ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ｃｏａｌ－ｆｉｒｅｄ　ｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔｓ；ｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔ　ｂｏｉｌｅｒ 电站燃煤锅炉作为火电机组消耗燃料的主要设备，节能潜力倍受关注。

其节能途径主要是提高锅炉热效率、降低辅机电耗。

从锅炉热效率方面看，其热损失有５项，主要热损失是固体不完全燃烧热损失和排烟热损失，前者取决于飞灰和炉渣可燃物含量，后者取决于锅炉的排烟温度与排烟氧量，其值在很大程度上与锅炉漏风相关。

从锅炉的运行状况看，制粉系统投运磨煤机掺冷风、停运磨煤机漏风、锅炉漏风、低负荷下大氧量运行等均使锅炉的排烟热损失升高，如何减少锅炉漏风、减少制粉系统所掺的冷风量及其漏风、减少中低负荷下的运行氧量对锅炉的热效率影响很大，且具有较大的节能空间［１］。

１　锅炉漏风对锅炉经济性的影响１．１　三个特殊位置漏风的影响１．１．１　空气预热器漏风直接影响：锅炉的排烟温度降低、锅炉排出的烟气量增加。

间接作用：送、引风机系统的电耗相应增加；锅炉的排烟热损失几乎不变。

影响程度：①漏风率增加１％，送、引风机电耗率增加约１％；电耗率在０．４％～１．２％范围内，漏风增加约１％，电耗增加了０．００４％～０．０１０％，以０．０１０％电耗率影响０．０３ｇ／ｋＷｈ计算，锅炉多排出１％烟气量使机组煤耗增加０．０１２％～０．０３７ｇ／ｋＷｈ；②锅炉多排出１％烟气量使排烟热损失增加约０．０５％，但锅炉排烟温度降低约１．０℃，使排烟热损失降低约０．０５％，两者相抵，锅炉排烟热损失几乎不变。

结论：空气预热器漏风率增加１％，对煤耗影响通常小于０．０３ｇ／ｋＷｈ。

１．１．２　炉膛出口段烟道漏风直接作用：锅炉的排烟温度降低、锅炉排出的烟气量增加。

间接作用：送、引风机系统的电耗率相应增加；锅炉的排烟热损失增加甚微。

影响程度：以炉膛出口段烟道漏风率增加１％为例，送、引风机的电耗率增加约１％；其对煤耗影响通常小于０．０３ｇ／ｋＷｈ，锅炉排出１％烟气量使排烟热损失增加约０．０５％，但其排烟温度的降低小于１．０℃，即排烟热损失降低小于０．０５％，两者相抵，锅炉排烟热损失的增加小于０．０３％，由此导致煤耗增加小于０．１ｇ／ｋＷｈ。

１０１丁　彪：锅炉漏风对锅炉热损失的影响及对策结论：炉膛出口段烟道漏风率增加１％，对煤耗的影响小于０．１３ｇ／ｋＷｈ，其值是空气预热器漏风损失的４倍左右。

１．１．３　炉膛底部漏风直接作用：锅炉排烟温度提高、锅炉排出的烟气量增加。

间接作用：引风机系统的电耗相应增加；锅炉的排烟热损失增加较大。

影响程度：以炉膛底部漏风率增加１％为例，送、引风机的电耗率增加约１％，其对煤耗影响通常小于０．０３ｇ／ｋＷｈ，锅炉多排出１％烟气量使排烟热损失增加约０．０５％，排烟温度提高约１．５℃，锅炉排烟热损失增加约０．７％，两者叠加后排烟热损失约０．１２％，由此导致的煤耗增加约０．３６ｇ／ｋＷｈ［２］。

结论：炉膛底部漏风率增加１％，对煤耗的影响约０．４０ｇ／ｋＷｈ，其值约是烟道漏风损失３倍多，是空预器漏风损失的１３倍左右。

１．２　锅炉漏风特性锅炉暨炉膛、烟道及空气预热器的漏风对锅炉煤耗的影响与其漏风位置相关，漏风位置越靠前（烟气流动方向），其对锅炉煤耗的影响越大。

其中，炉底漏风的损失是炉膛出口烟道段漏风损失的３倍多，是空气预热器漏风损失的１３倍左右。

１．３　制粉系统“漏风”制粉系统“漏风”分两种，一是从未投运磨煤机的漏入炉膛的风量，属于炉膛漏风的一种；二是制粉系统所掺的冷风，属于进入炉膛的有组织风量，但其对排烟温度的影响与炉膛漏风作用相同。

对锅炉而言，前者纯属于炉膛漏风，后者也可看作为炉膛“漏风”的一种。

与其他部位漏风不同，制粉系统“漏风”（即掺入的冷风），因参与炉内燃烧，因而对炉膛出口烟气温度的影响较小，其主要影响是通过空气预热器的风量减少，直接导致排烟温度升高，其对经济性的影响并不亚于炉膛底部的漏风［３］。

制粉系统漏风（指从未投运磨进入炉膛的漏风）是从燃烧器区域进入炉膛，因此，其漏风属于炉膛漏风，且其漏风位置靠近炉底，因而其漏风对锅炉经济性的影响与炉底漏风的影响非常接近。

由分析可见，制粉系统的漏风或“漏风”的影响与炉底漏风的影响相近，其损失是烟道漏风损失３倍左右，是空预器漏风损失的１３倍左右。

２　锅炉漏风治理的重点由不同部位漏风对锅炉热效率的影响程度及锅炉漏风特性可知，锅炉漏风的治理重点及次序如下。

（１）炉膛漏风及制粉系统的漏风或“漏风”。

（２）烟道漏风。

（３）空气预热器漏风。

治理难度：从设备特点看，炉膛、烟道的治理难度小，其次为制粉系统，空气预热器的漏风治理难度相对最大。

结论：按对经济性的影响排序，治理锅炉漏风的重点是炉膛漏风及制粉系统的漏风，其次为烟道漏风，最后才是空气预热器的漏风。

３　锅炉漏风治理措施３．１　炉膛漏风治理３．１．１　治理措施炉膛漏风与烟道漏风点较难排查，目前尚无很好的检测手段，但治理容易。

只要认真检查出漏点进行密封即可。

在锅炉检修时，应重点检查炉膛及烟道漏风，并进行相应处理。

当锅炉及烟道漏风率比较高时，尤应如此。

当采用干排渣方式时，尤其应控制好炉底的进风量。

３．１．２　治理效果（１）某电厂炉膛底部与除渣设备结合部出现较长的缝隙，导致从锅炉底部漏入炉膛的冷风比较多。

发现后及时进行了处理，与处理前相比，在相同的运行工况下，处理后的锅炉排烟温度降低约１０℃。

此实例说明，炉膛漏风对锅炉经济性的影响比较大，其影响不仅使送、引风机电耗增加，更重要的是锅炉的热效率有较大幅度的降低。

（２）某电厂锅炉排渣方式采用干排渣方式，锅炉在运行中，存在着炉底进入冷风过大的问题，导致其锅炉排烟温度较高，实际锅炉排烟温度达到１５０℃。

在节能分析时，现场发现其干排渣设备炉底进风过大，电厂及时对炉底干排渣的进风量进行了调整，关闭了部分进风口，与之前相比，锅炉排烟温度降低了约５℃。

此实例说明，大部分采用干排渣方式的锅炉，都存在着炉底进风过大的问题，合理控制炉底进风，对锅炉经济性的影响比较大。

２０１丁　彪：锅炉漏风对锅炉热损失的影响及对策３．２　空预器漏风治理３．２．１　治理措施空气预热器漏风率易通过测量掌握，但治理难度大，按目前的刚性密封技术能力看，空气预热器漏风率可以维持在６％以下，通常不会超过８％。

在刚性密封基础上＋目前流行的柔性密封技术，漏风率可以控制到４％～５％，但柔性密封技术费用较高，且持续效果较差。

３．２．２　治理效果某电厂空气预热器的漏风率在６％～７％，为了降低漏风率，电厂对空气预热器进行了柔性密封改造，改造后空气预热器的漏风率降低到５％以下，机组运行一年多后空气预热器的漏风率又恢复到超过６％。

投资回收计算：改造投资约５０万元，按漏风率降低２％计算，可降低煤耗为０．０６ｇ／ｋＷｈ，按年运行５　０００ｈ计算，年节约标准煤９０ｔ，按煤价６００元／ｔ，年节约人民币为５．４万元，近１０年才可收回投资。

柔性密封技术虽然能降低空气预热器的漏风率，但投资较大；同时，效果有限且难以持续，在其有效期内，很难收回投资［４］。

空气预热器漏风对锅炉经济性的影响比较小，其漏风率维持在６％以下即可。

柔性密封的效果通常维持不到一年，是否采用应进行投资与回收的经济性分析。

３．３　制粉系统“漏风”治理３．３．１　治理措施制粉系统“漏风”，使通过空气预热器的风量减少，空气预热器换热效率降低，导致锅炉排烟温度升高，锅炉热效率下降。

其可看作为是一种炉膛“漏风”，其“漏风”风量随磨煤机出力变化，通常占入总炉风量的２％～１０％，磨煤机出力越小，其“漏风”量相对越大。

可提高磨出口温度，减少其掺冷风量，但受制于制粉系统安全要求。

３．３．２　治理效果（１）某电厂制粉系统某台磨煤机在停运时，由于其冷凤门关闭不严，冷风通过该台磨煤机进入炉膛，治理后，锅炉排烟温度降低了约３℃。

此实例说明，制粉系统漏风对锅炉经济性的影响比较大，其影响不仅使送、引风机电耗增加，更重要的是锅炉的热效率降低。

（２）某电厂制粉系统所掺冷风量（对锅炉而言即为漏风）占入炉风量的５％左右，由此导致锅炉排烟温度升高１０℃左右。

使机组煤耗增加约１．５ｇ／ｋＷｈ。

此实例说明，制粉系统有组织的“漏风”，由于其量较大，其对锅炉经济性的影响更大。

（３）某电厂制粉系统为中速磨直吹式系统，燃用煤为ｖｄａｆ约３２％左右的高挥发分烟煤，在运行时，其磨煤机出口风粉混合温度控制在７８℃左右，且一次风率比较高，管道平均风速达到２６ｍ／ｓ以上。

针对运行状况，在进行该炉的燃烧调整试验时，对制粉系统的运行状况进行了调整：①在一次风速调平的基础上降低一次风率，将管道平均风速控制在２２ｍ／ｓ，最低风速不低于于１８ｍ／ｓ；②提高磨煤机出口风粉温度到８５℃。

采用这些措施后。

锅炉排烟温度降低６℃，锅炉效率提高超过０．３％［５］。

此实例说明：在确保制粉系统安全运行的前提下，在制粉系统掺冷风的状况下，通过降低一次风率、提高磨煤机出口风粉混合温度的措施能够有效降低制粉系统所掺的冷风，进而降低锅炉排烟温度。