电厂锅炉的经济运行的分析

目录第一章绪论 (3)研究背景 (3)降低排烟温度的意义 (4)电厂锅炉的经济运行方式 (5)锅炉经济运行研究 (5)第二章排烟温度对经济性和除尘效率的影响 (8)锅炉热平衡 (8)各因素对排烟温度的影响 (13)排烟温度对电除尘效率得影响 (17)结论33第三章机组锅炉效率及锅炉尾部受热面改造方案 (34)锅炉尾部受热面存在主要问题说明 (35)锅炉尾部受热面存在的问题分析 (35)3.2.1管式预热器 (36)3.2.2回转式预热器 (37)某电厂尾部烟道改造方案 (37)3.3.1方案I――单极布置、空气预热器采用螺旋管与回转式预热器相结合 (38)表回转式预热器结构数据 (39)3.3.2方案Ⅱ――双螺旋布置、在螺旋槽管预热器后加装低温级翅片管省煤器 (40)表低温级翅片管省煤器主要设计参数 (41)3.3.3方案Ⅲ――在低温级省煤器后加装烟气给水加热器(高效机组) (41)第四章改造方案经济性分析及环保效益分析 (49)各改造方案改造前后锅炉主要参数的比较分析 (49)改造后经济效益分析 (51)改造方案Ⅲ整机经济效益分析 (52)表55各改造方案的环保效益分析 (56)第五章结论 (61)第一章绪论研究背景随着工业的发展，人类赖以生存的环境在过去的200年里受到了前所未有的破坏。

火力发电厂燃煤锅炉完全燃烧产生的烟气由二氧化碳、二氧化硫、水和氮气所组成，其中，二氧化碳、二氧化硫严重影响着生态环境。

大量的二氧化碳排入大气，使得地球大气层中的二氧化碳增加。

因为二氧化碳能阻挡地面上物体发出的红外线射向外层空间，同时几乎不吸收来自太阳的短波辐射，从而产生“温室效应”，造成地球表面温度升高。

另外，燃烧生成的小量的氮氧化物虽然不是主要的燃烧产物，但由于二氧化氮也是形成温室效应的气体，并会破坏臭氧层，因此，近年来也成为人们关注的问题。

由于温室效应造成的气候变化已经给全球和我国的自然生态系统和社会经济系统带来了许多负面影响。

1997年12月，联合国气候变迁框架公约缔约方第五次大会在日本东京作出决议，提出到2008年、最迟到2012年，全世界的温室气体排放量要比1990年的排放量减少%。

作为一个发展中国家，<<京都议定书>>对我过没有规定温室气体排放减排的义务,但从总量上讲,中国是温室气体排放量仅次于美国的第二大排放国家，且温室气体排放量增长势头强劲。

根据国家研究报告的估计，我国排放量为560Mt，占人类活动引起的二氧化碳排放量的10%，居世界第二位。

据估计，到2010年，我国的二氧化碳排放量将达1300Mt左右，为1993年排放量的倍。

在2010-2020年期间的我国将可能成为世界第一的排放大国，届时，我国面临的减排二氧化碳的外部压力将不断增加。

中国是一个能源资源以煤炭为主的国家，2000年底中国发电装机容量达, 其中火电装机容量占%,火电机组中煤电机组约占95%;2000年,全国发电总耗煤量约6亿吨,约占煤炭产量的60%。

随着煤炭转为电力水平的不断提高,电力工业的二氧化碳排放比重也将近一步提高。

因此，从长远观点看，电力行业必须未雨绸缪把减排压力做为可持续发展的战略问题加以认真研究。

我国还是酸雨和二氧化硫危害严重的国家，治理酸雨危害、控制二氧化硫污染是保障我国国民经济持续发展的需要。

形成酸雨的主要原因是燃煤向大气中排放大量的硫氧化物和酸氧化物等酸性气体。

我国酸雨引起的材料腐蚀、森林毁坏、环境恶化等造成的经济损失每年达数百亿元，已经成为制约我国国民经济持续健康发展的重要原因之一。

控制燃煤烟气污染已经成为保障国民经济持续健康发展的必行措施，受到国家和各级政府的高度重视。

与此同时，尽管随着科技的发展及电力事业的进步，电站锅炉经济性得到很大的提高，但国内外许多电站锅炉依然存在排烟温度偏高、排烟损失偏大、严重影响锅炉经济性的普遍性问题。

如何有效的提高电站锅炉的经济性，节约燃料同时缓解国家在烟尘、污染气体排放方面的压力，对电力事业和国家经济的发展是具有非常现实的意义的。

本文在这样一个背景下提出将电站锅炉排烟温度进行深度冷却，以达到提高锅炉经济效率，减少烟尘和污染气体排放量的目的。

降低排烟温度的意义众所周知,对电站锅炉而言,排烟热损失是锅炉各项损失中最大的一项,一般约为5%--12%,占锅炉热损失的60%--70%，影响排烟损失重要因素是排烟温度，一般情况下，排烟温度每增加15℃，排烟损失增加%%，若以燃用热值为20000kj/kg煤的410t/h高压锅炉为例，则每年多消耗近万吨动力用煤。

我国许多电站锅炉的排烟温度实际运行值都高于设计值的20--50℃，大幅度降低排烟温度将极大的提高锅炉的经济性。

燃煤电厂锅炉排烟温度深度冷却技术不但能节能降耗，同时还能够大幅度减少烟尘、废气污染物的排放，改善全球的生态环境。

通常认为，降低排烟温度，烟气运动运动粘度随之降低，粉尘脱离烟气向集尘极驱动的流动阻力将减少，对提高除尘效率是有利的。

研究排烟温度与电除尘器除尘效率的关系对火电厂如何在现有的条件下有效的提高电厂除尘效率，降低烟尘排放量同样意义重大。

此外，排烟温度的下降将使得煤耗量减少，污染气体的排放量也随之减少。

若能大幅度降低排演温度污染气体排放量的减少将是相当可观的。

电厂锅炉的经济运行方式随着电力体制改革的不断深入，“厂网分开、竞价上网”已成必然，发电企业将面临严峻的市场考验。

发电企业只有不断降低成本，才能在市场中站稳脚跟。

目前国家整顿煤炭市场，关停小煤窑，使煤炭价格上涨，而电价将会逐步降低，这些都使燃煤电厂面临更加严峻的考验。

衡量燃煤发电厂经济性的主要指标是供电煤耗。

供电煤耗的大小取决于发电煤耗和厂用电率，影响发电煤耗的主要因素是锅炉效率。

因此，研究电厂锅炉的经济运行方式，对提高电厂的经济性具有重要意义。

设备概况某厂8号炉为DG-670／型自然循环煤粉炉，制粉系统为钢球磨中储式热风送粉系统。

1991年1月投产，配200MW汽轮发电机组。

设计带基本负荷，低于180MW时需投油助燃。

1997年进行了分散控制系统(DCS)改造，2001年汽轮机通过通流部分改造扩充为220MW。

自1992年下半年后，煤炭市场发生了变化，锅炉燃煤质量严重恶化，煤种杂乱无序，运行煤种偏离设计煤种，挥发分低、灰分高，造成煤粉气流着火延迟。

火焰中心上移，燃烧不完全损失增加，炉膛出口烟温升高，排烟损失增大。

机组扩容后，燃料量增加，炉内温度提高，造成炉膛出口区域、屏区及燃烧器区域存在不同程度的结渣，影响了锅炉的安全经济运行。

锅炉经济运行研究蒸汽参数蒸汽参数的高低直接决定电厂热力循环的效率。

运行中能否维持蒸汽参数的稳定主要取决于运行人员的责任心及热工自动装置的投入率。

本机组经数字电液控制系统(DEH)和DCS 改造后，设备自动化水平有了大幅度提高，能针对煤质、负荷、运行方式的变化及时调整，正常工况下能维持蒸汽参数在规定范围内。

经试验表明，主蒸汽温度可平均提高10～14℃，平均可使全厂煤耗下降1.44g／(kW·h)，再热汽温平均提高12℃，煤耗下降0.81g／(kW·h)。

锅炉的各项损失锅炉的各项热损失中排烟损失q2最大，约占5%-12%；其次是固体未完全燃烧损失q4，约占1%—5%。

其它损失则很小。

提高机组的经济性，主要应从减小q2和q4着手。

排烟损失影响排烟损失q2的主要因素是排烟温度和排烟容积。

排烟温度越高，则排烟热损失越大，一般每增加10—15℃，会使损失增加1%。

排烟温度偏高的原因有：受热面设计过小；实际煤种偏离设计煤种；运行不当，火焰中心偏高；受热面污染；制粉系统漏风，为保证合适的过量空气系数而减少空气预热器的送风量，其吸热减少及空气预热器漏风、堵灰严重。

排烟容积过大的主要原因为：炉膛及烟道漏风；煤粉过湿，燃烧后产生大量水蒸汽及运行中送风量过大等。

实际运行中，造成排烟温度高及排烟容积大的主要原因是漏风、过量空气系数及配风方式和燃料特性。

本机组采取以下减少q2的措施：设备方面：2001年大修中将低温段空气预热器改为热管式空气预热器，可有效减少空气预热器漏风，保证其吸热量，大幅度降低了排烟温度，并加强了各处的漏风堵漏。

运行调整方面：(1)时刻注意氧量表的变化，控制合理的过量空气系数。

正确监视和分析炉膛小口氧量表和排烟氧量表及风量表的变化，在满足燃烧条件下尽量减少送风量。

(2)合理投入煤粉燃烧器。

正常运行时，一般应投下层燃烧器，以控制火焰中心位置，维持炉膛出口正常的烟温。

(3)根据煤种变化合理调整风、粉配合，及时调整风速和风量配比，避免煤粉气流冲墙，防止局部高温区域的出现，减少结渣的发生，定期吹灰，以保持受热面清洁。

(4)及时关闭各检查门、观察孔，以减少漏风。

制粉系统在条件允许的情况下应维持较小的负压，少开冷风门。

(5)合理调整制粉系统，根据煤种采用不同的煤粉细度，提高各分离器的效率，尽量减少三次风的含粉量和三次风量。

三次风布置在最上层，风、粉量大会延长整个燃烧过程，使火焰中心位置上移，炉膛出门烟温偏高。

(6)针对不同煤种选择适当的一次风温，在不烧坏喷口的前提下尽量提高一次风温，对降低排烟温度和稳定燃烧均有好处。

固体未完全燃烧损失固体未完全燃烧损失q4是指部分固体燃料颗粒在炉内未能燃尽就被排出炉外而造成的热损失。

这些末燃尽的颗粒可能随灰渣从炉膛中被排掉，或以飞灰形式随烟气逸出。

固体未完全燃烧损失是燃煤锅炉的主要热损失之一，仅次于徘烟热损失。

煤粉炉中，由灰渣中可燃物造成的固体未完全燃烧损失通常仅占该损失的5%-10%，绝大部分固体未完全燃烧热损失是由飞灰中可燃物造成的，影响这项损失的主要因素有燃烧方式、燃料性质、过量空气系数、炉膛结构及运行工况等。

q4的大小取决于煤粉颗粒的燃尽速度，燃煤的挥发分愈高，灰分愈少，发热值愈高，则煤的燃尽速度越快；煤粉愈细，煤粉愈均匀则损失愈小。

因为大颗粒煤粉越多，越不易燃烧完全。

空气越充足，即过量空气系数越大，对碳的燃尽越有利。

但过量空气系数过大，会使排烟热损失增大，因此，运行中要选扦最佳的过量空气系数。

实际运行中，影响该损失的主要因素有燃料特性、煤粉细度、过量空气系数和运行方式。

本机组采取了以下措施：(1)合理配煤以保证燃煤质量。

将各煤种精心混配，减少燃煤的大幅度变化，维持运行参数基本稳定。

(2)合理调整煤粉细度。

煤粉细度是影响飞灰可燃物含量的主要因素。

经济煤粉细度要根据热力试验进行选取。

(3)控制适量的过量空气系数。

煤粉燃烧需要足够的氧气，但过多的冷空气会降低炉内温度水平，且使排烟容积增大。

合理的过量空气系数应根据燃烧调整试验及煤种确定。

(4)重视燃烧调整。

炉内燃烧状况的好坏、温度水平及煤粉着火的难易程度直接影响灰渣可燃物的含量。