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0、引言
    眾所周知，鍋爐效率與其各項(xiàng)損失密切相關(guān)。鍋爐的損失由排煙損失、機(jī)械不完全燃燒損失、灰渣物理損失、化學(xué)不完全燃燒損失、散熱損失組成。而在這五項(xiàng)損失中，排煙損失是對鍋爐效率影響最大的一項(xiàng)損失，約為5%~8%。所以降低排煙損失對提高鍋爐效率及全廠的發(fā)電經(jīng)濟(jì)性有著非常重要的意義。排煙熱損失是指離開鍋爐最后受熱面的煙氣溫度高于外界空氣溫度所造成的熱量損失。一般情況下，當(dāng)排煙溫度升高10～15℃時，排煙熱損失約增加l%，所以降低排煙溫度對提高鍋爐熱效率有著非常重要的意義。
1、影響鍋爐排煙溫度的因素
1.1水分對排煙溫度的影響
    煤中的水分變成水蒸汽，增加了煙氣量。水分高，提高了煙氣的酸露點(diǎn)，易產(chǎn)生低溫腐蝕，為防止或減輕對低溫受熱面的腐蝕，最有效的方法就是提高空預(yù)器受熱面的壁溫，而要提高壁溫就要提高排煙溫度和入口空氣溫度。實(shí)際中提高壁溫最常用的方法是提高空氣入口溫度，一般使用暖風(fēng)器或熱風(fēng)再循環(huán)。例如余吾熱電，其采用的是加裝暖風(fēng)器，利用汽輪機(jī)抽汽來加熱冷風(fēng)，以用來提高進(jìn)風(fēng)溫度，但進(jìn)風(fēng)溫度升高會使排煙溫度也升高。另外，煤中水分燃燒后產(chǎn)生大量水蒸汽，降低了爐膛溫度，為保證一定的出力必須增加燃料量和風(fēng)量，使得排煙溫度升高。一般估計，煤中水分每增加5%，由于損失而使鍋爐效率下降0.5%。富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
1.2灰分對排煙溫度的影響
    灰分增加，受熱面的沾污和磨損狀況要加重，爐內(nèi)結(jié)渣會影響水循環(huán)，造成爐膛出口煙氣溫度升高，而尾部受熱面沾污則會使排煙溫度顯著升高，同時灰分高的煤發(fā)熱量低，在相同負(fù)荷情況下消耗的燃料量增加，造成煙氣量和煙氣流速升高，導(dǎo)致排煙量及排煙溫度都會升高，從而使鍋爐效率降低。
1.3揮發(fā)分對排煙溫度的影響
   揮發(fā)分減少時，煤粉著火推遲，燃燒的時間也會增加，造成爐膛出口煙溫增高，導(dǎo)致排煙溫度升高，降低鍋爐效率。余吾熱電有限公司鍋爐所使用的燃料來源于潞安屯留煤礦，按照40%原煤60%矸石混合的燃料，成分特征如表1所示。
1.4過量空氣系數(shù)對排煙溫度的影響
    爐內(nèi)過量空氣系數(shù)增大，將增加煙氣流量和降低絕熱燃燒溫度，而爐膛出口煙溫變化很小。雖然各對流受熱面的吸熱量增加，但流過各受熱面的煙氣溫降將減小，排煙溫度增加。
1.5入爐煤粒度對排煙溫度的影響
    通常，粒度過小導(dǎo)致爐內(nèi)顆粒停留時間相對縮短，未燃盡碳顆粒的比例也因此增加，造成了分離過程中由于未燃盡的碳顆粒大量存在而使尾部受熱面出現(xiàn)二次燃燒，導(dǎo)致排煙溫度提高：同時粒度過大也會導(dǎo)致排煙溫度提升，顆粒太粗，必然導(dǎo)致流化床鍋爐粒子循環(huán)量小，蒸發(fā)量達(dá)不到設(shè)計值，燃燒室下部溫度偏高，上部溫度偏低。為了解決這一問題，作為運(yùn)行手段之一，常加大風(fēng)量，而過量空氣系數(shù)增大，也會引起排煙溫度增加。
1.6受熱面結(jié)渣、積灰對排煙溫度的影響
    鍋爐受熱面的結(jié)渣、積灰是導(dǎo)致鍋爐排煙溫度升高的主要原因之一，其對排煙溫度的影響主要體現(xiàn)在傳熱方面。從煙氣側(cè)到汽水側(cè)的傳熱過程中，受熱面表面沉積物的導(dǎo)熱系數(shù)較其它介質(zhì)要小得多，因而其所引起的附加熱阻在總傳熱熱阻中占主導(dǎo)地位，較為輕度的結(jié)渣和積灰會使傳熱量大幅度下降。據(jù)有關(guān)資料顯示：爐膛積灰厚度由lmm增加到2mm時，傳熱量減少28%，當(dāng)受熱面有3 mm積灰就可造成爐膛傳熱量下降近40%，相應(yīng)爐膛出口煙溫升高近300℃。
1.7給水溫度對排煙溫度的影響
    通常，當(dāng)給水溫度下降時，為保證鍋爐蒸發(fā)量，加熱給水所需要的熱量增加，燃料量必然要加大，致使?fàn)t膛出口溫度和排嫻溫度升高。
  尤其是在尾部煙道省煤器積灰時，省煤器換熱效率降低，給水加熱不足，同樣負(fù)荷下為滿足機(jī)組出力，加大了給煤量，提高了爐膛溫度，尾部煙道的煙溫增高，雙重效應(yīng)使得排煙溫度顯著升高。
    但有時為了緩解排煙溫度過高，作為常用運(yùn)行手段，需要切除高加，降低省煤器入口水溫，加大換熱介質(zhì)之間的溫差，以達(dá)到提高換熱器換熱效率，降低排煙溫度的目的。但是機(jī)組整體熱損失非常大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于排煙熱損失。同時，為了保證負(fù)荷，需增加給煤量，粗略計算，切除高加每小時需增加4t煤，每月的煤耗要增加100多萬元，經(jīng)濟(jì)性影響非常大。
2、降低排煙溫度的改善方案
    以余吾熱電有限責(zé)任公司為例，該公司使用的是布袋除塵設(shè)備，排煙溫度過高不但增加排煙熱損失，過高的煙溫還會經(jīng)常使布袋除塵器無法投用，環(huán)保的壓力很大。為了解決排煙溫度過高的問題，該公司先后投資近三千萬元，從各個方面對
排煙溫度進(jìn)行控制。
    (1)增加破碎裝置，改善入爐煤顆粒。余吾熱電原先使用的是齒輥式破碎機(jī)，該破碎機(jī)對煤的破碎效果較好，對矸石的破碎效果較差，造成人爐煤顆粒過大，為了改善入爐煤顆粒，首先在廠外增加了矸石臨時破碎場，專門對矸石進(jìn)行破碎，隨后采購了山特維克的環(huán)錘式破碎機(jī)，徹底改善了混煤的破碎效果。入爐煤主顆粒由原來的13 mm降為7mm，使得一次流化風(fēng)的投入量大大減少，降低了排煙溫度。
    (2)增加蒸汽吹掃裝置，減少尾部煙道積灰。余吾熱電運(yùn)行以來，尾部煙道積灰嚴(yán)重，特別是高溫過熱器和再熱器部位。原先使用的聲波吹灰器吹灰效果較差，無法滿足尾部煙道的清灰要求，雖然運(yùn)行中加長了鍋爐吹灰時間，積灰依然嚴(yán)重。為了降低排煙溫度，滿足除塵要求，作為運(yùn)行手段，頻繁的切除高加，嚴(yán)重影響發(fā)電經(jīng)濟(jì)性。為了解決這一問題．2009年對吹灰器進(jìn)行了改造，增加了8臺戴蒙德的蒸汽吹灰器，改造后尾部煙道煙溫運(yùn)行中顯著降低。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
    (3)余吾熱電使用的燃煤來源于臨近的屯留煤礦，原煤和矸石通過皮帶從洗煤廠直接進(jìn)入電廠的筒倉。從屯留煤礦末矸倉進(jìn)廠的煤矸石含水量非常大，原先設(shè)計煤種的空氣干燥基水分為0.46%，而實(shí)際的人爐煤含水量已達(dá)到了4.7%。矸石和原煤經(jīng)過混煤破碎后，經(jīng)常造成入爐煤斗的堵塞和破碎機(jī)落煤筒的堵塞，而大量的水分進(jìn)入爐膛，直接造成排煙溫度升高。為此，余吾熱電投資2 500萬元新建煤矸石晾曬場，對進(jìn)廠的煤矸石進(jìn)行晾曬，經(jīng)過晾曬后的煤矸石與原煤混煤后空氣干燥基水分為1.17%，煤中含水量降低了3.43%。人爐煤含水量的減少，降低了鍋爐尾部煙道的煙氣溫度，減少了排煙熱損失，提高了鍋爐換熱效率。
    (4)過量空氣系數(shù)是鍋爐運(yùn)行非常重要的燃燒技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。運(yùn)行中嚴(yán)格控制過量空氣系數(shù)，確保其在合格范圍之內(nèi)，降低排煙溫度。
3、結(jié)語
    為了解決鍋爐排煙溫度過高問題，對排煙溫度升高的各種原因進(jìn)行了分析，并針對余吾熱電提出了一些改進(jìn)措施和方案，為鍋爐設(shè)備改造治理、降低排煙溫度、提高鍋爐效率提供了指導(dǎo)。