（辽宁大唐国际沈东热电有限责任公司辽宁省沈阳市110000）
摘要：热污染是一种新型的环境污染，对人类的生存和发展造成了严重威胁。热污染是各种余热造成的环境污染，来源于工农业生产和人类生活，例如：工业生产中使用的工业锅炉将余热直接排放到环境当中，造成的环境污染，严重破坏了生态系统。余热不加以利用就会造成环境污染，如果加以利用，不仅保护了环境，还提高了能量利用效率，降低供电煤耗，此外，还能够有效改善生态环境，促进工农业生产和生态环境协调发展。基于此，本文对350MW超临界锅炉排烟温度偏高的原因分析及对策进行了简要的分析，仅供参考。
关键词：350MW超临界锅炉；排烟；温度偏高；原因及对策
引言
针对350MW超临界锅炉试运行期间排烟温度高的问题分析了机组排烟温度高的原因并提出了相应的处理措施，为类似问题提供借鉴。
1350MW超临界机组概述
本文研究的是东方锅炉厂生产的DG-1128/25.4-Ⅱ型350MW超临界参数变压直流炉，单炉膛、一次中间加热，燃烧方式为前后墙对冲布置，平衡通风和固态排渣，锅炉整体为钢结构框架，属于Ⅱ型全悬吊结构锅炉。设计煤种为内蒙古白音华露天矿的褐煤，校核煤种为内蒙古霍林河矿的褐煤，锅炉采用的燃烧器为低NOX旋流式煤粉燃烧器，燃烧过程中采用的技术为分级燃烧和浓淡燃烧技术，此种燃烧技术在降低NOX排放量和锅炉负荷方面发挥着重要作用。锅炉启动系统采用内置式分离启动系统，运行过程中调节负荷的方式为调整燃料和给水的比例，在燃水比合理的情况下，再借助于一、二级减温水，则可以有效调整主蒸汽温度。对风烟系统而言，采用的是单列设计方式，动叶可调轴流送风机、可调轴流一次风机和双级动叶可调轴流引风机各一台，另外配置了一台三分仓回转式空气预热器。
2排烟温度偏高的原因分析
2.1空气预热器吸热量不足
空气预热器进出口差压不大，接近设计值，且每次试验前都要全面吹灰，空气预热器基本不存在堵灰现象。350MW负荷下空气预热器运行参数见表１。
由表2可以看出：350MW负荷下，A､B空气预热器换热效率分别为62.36%和61.96%，两侧空气预热器换热效率均未到达设计值（70%）｡空气预热器存在吸热量不足的问题，这是该锅炉排烟温度高于设计值的主要原因｡由于该机组采用成熟机型，并且已经投产的1号机组排烟温度明显低于2号机组，因此推断空气预热器换热面沾污､蓄热元件倾斜倒伏或者蓄热元件面积设计不足等可能性并不是很大｡需要说明的是，上述烟气侧效率完全根据ASMEPTC4.3标准计算得出，该标准中规定采用实测空气预热器进口烟温、实测进口风温及修正至零漏风状态下的排烟温度进行计算，计算中未考虑空气预热器进口烟气量与风量的匹配关系，而这两者偏离设计值均会对排烟温度产生一定程度影响。另外，实测状态下空气预热器入口烟温低于设计烟温约33K，烟气与冷风之间传热温压降低了，温压是影响传热量的一个关键因素｡而2号锅炉两侧空气预热器漏风率均偏低，过于优于保证值（5%），从机组运行角度上加剧了排烟温度升高的趋势｡
2.2磨煤机冷一次风用量过大
由表2可见，空气预热器出口热一次风温高于热二次风温，而设计参数上相同负荷下，热一次风温比热二次风温低12.8K；热一次风温高，说明热一次风量低，整个空气预热器的冷却介质流量下降，使排烟温度升高｡根据实际运行煤种成分和磨煤机运行参数，计算350MW负荷下每台磨煤机的冷风量，结果见表3｡
2.4锅炉炉底漏风量大
该机组采用干排渣系统，利用炉内负压吸入一定量冷风来冷却高温炉渣。在相同炉膛运行氧量时，炉底吸入的冷风将导致通过空气预热器空气流量减少，排烟温度升高。通常认为，钢带机头部风温与排渣温度接近，根据电厂近期运行数据统计结果，干排渣系统出渣温度均不高于９０℃，与设计值相比出渣温度偏低；同时现场对干渣机箱体耳形进风口检查，发现大部分进风口均处于全开状态，结合其他电厂经验，初步判断，从干排渣系统进入炉底冷却风量偏大。
2.5入炉煤种的影响
目前该厂的煤炭供应以火车和汽车运输为主，入炉煤煤质很不稳定，根据试验期间的煤质化验结果，入炉煤的低位发热量为17.33~24.33MJ/kg，收到基灰分为11%~33%，煤质浮动范围很大，时好时坏。当煤的灰分含量升高，受热面积灰严重，使传热系数降低，吸热量减少，排烟温度升高；而且煤的发热量较低时，相对于发热量高的煤种必须增大燃煤量，又会使灰量进一步增大，加剧了换热器的积灰。此外，燃用高灰分煤，会增加制粉系统的负担，使制粉系统的分离效率下降，导致煤粉颗粒变粗，煤粉均匀性变差，煤粉燃尽推迟，排烟温度升高。
3排烟温度偏高的对策
3.1入炉煤控制
为减轻炉内结渣，保证机组安全运行，锅炉改造前电厂曾进行多种煤种的掺配煤试验。发现不同煤种的掺配对锅炉的结渣影响较大，其中，采用锅炉底层仓加易结渣煤种而其余仓加不易结渣煤种的掺配方式时，炉内结渣程度相对较轻。当易结渣煤种的仓位数增加时，炉内结渣程度则明显加重。此次改造后，在沿用原来的掺配煤方式后，锅炉出现严重结渣情况。为此在调整试验期间，严格控制易结渣煤的入炉量，在锅炉底层一个仓易结渣煤种，底层另一个仓加中等结渣倾向煤种，其余4仓加不易结渣煤种。但实施效果不明显，炉内结渣程度并未明显减轻。
3.2旋流强度调整外二次风及燃尽风旋流强度
对煤粉燃烧、NOx生成及区域结渣等均有较大的影响。现场看火发现燃烧器火炬和燃尽风喷口出口卷吸较大，此时燃烧器的外二次风可调叶片开度为60°，燃尽风喷口旋流可调叶片开度为45°为此将燃烧器外二次风及燃尽风可调叶片开度均调整至70°测试调整前后空预器进口氧量、SCR进口NOx排放质量浓度及飞灰含碳质量分数，并在运行一天后观察炉内燃烧情况及结渣变化情况。燃烧器外二次风及燃尽风旋流强度减弱后，现场发现燃烧器火炬及燃尽风喷口气流卷吸有较明显的减弱，适当缓解了高温烟气的回流，炉内结渣情况有所好转。调整后，NOx排放质量浓度降低约11mg/m3。这主要是旋流强度减弱后，减缓了一二次风的混合，也降低了煤粉燃烧强度，从而抑制了NOx的生成。但是旋流强度的减弱也大幅降低了煤粉燃尽率，试验结果显示，调整后飞灰含碳质量分数上升，达到了5.4%。当前首要任务是缓解炉内严重结渣问题以确保机组安全稳定运行，煤粉燃尽率下降可通过后续的制粉系统调整、运行氧量及燃尽风分配调整等手段来解决。
3.3制粉系统调整
在保证磨煤机设备安全和满足制粉系统防爆要求的情况下，根据实际燃用煤种，按照推荐值，实时调整磨煤机出口温度。尽快进行风量标定和热态一次风调平试验，以保证各层一次风速偏差在５％以内。根据不同的煤质参数调整煤粉细度，尽可能均匀各燃烧器之间的煤粉浓度分布，并优化磨煤机组合方式。高负荷时，尽量运行下层制粉系统，但应避免造成水冷壁壁温升高，并注意调整再热汽温。
4余热利用方式
4.1余热的直接利用
余热的直接利用方式有四种，分别为预热空气、干燥、生产热水和蒸汽、制冷。预热空气利用的是高温热交换器，借助于高温烟气对锅炉的空气进行加热，从而有效提高锅炉燃烧效率，并有效节省燃料。鉴于此，预热空气在金属冶炼过程中被广泛使用。干燥则是利用锅炉中排出的高温气体干燥一些材料和零部件。生产热水和蒸汽主要是利用锅炉中的中低温余热，目的是为了满足工艺生产和生活需要，现广泛采用的加装低温省煤器用以回收锅炉排烟余热，降低锅炉排烟温度。制冷则主要是利用锅炉的低温余热，并且借助于吸收式制冷系统，对周围环境进行制冷或者空调。回收中低温余热资源时直接利用余热不利于提高热回收效率，鉴于此，开发一种新型余热利用方式才能够有效提高余热利用效率。
4.2余热发电
余热能够应用于发电当中，科学利用热能转电能技术，可以将工业生产和生活中的余热转换为电能。热能转电能技术大大提高了余热利用效率，并且有效保护了环境。余热发电分为三种主要方式：汽轮机组发电、燃气轮机组发电和有机工质循环。汽轮机组发电主要是利用余热锅炉产生蒸汽进行发电，能够大大提高能源使用效率，目前，在钢铁、电厂、制造行业等得到广泛应用。燃气轮机组发电则是利用高温余热，借助于加热工质推动燃气轮机组做功，从而完成发电。有机工质循环发电则利用有机工质进行发电，有机工质特点是低沸点，比如正戊烷等，这些有机工质进行朗肯循环，完成发电过程。该项发电技术主要应用于各种低温热能发电领域。
4.3余热的综合利用
余热综合利用不同的方法进行余热回收，进而实现能量的梯级利用。常见的余热综合利用方式为燃气轮机的高温排烟余热，余热不仅可以用来发电，还能够用于生产工艺加热和热泵的供热。余热的综合利用可谓是余热利用的全新变革，利用效率得到极大提高。
结束语
造成锅炉排烟温度升高的原因有多种，既有空气预热器自身的原因，又有锅炉系统的原因。单纯的采用增加空气预热器换热面积的方法来降低排烟温度，往往达不到预期效果。应根据实际情况分析排查，找到准确原因后采取针对性的措施。通过采取上述一系列措施后，该机组锅炉排烟温度大幅下降，并接近设计值，取得了很好的效果。
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