1、v1.0可編輯可修改目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 第一章緒論 3 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 研究背景 3 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 降低排煙溫度的意義 4 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 電廠鍋爐的經濟運行方式 5 HYPERLINK l bookmark9 o Current Document 鍋爐經濟運行研究 5 HYPERLINK l book

2、mark11 o Current Document 第二章 排煙溫度對經濟性和除塵效率的影響 8 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 鍋爐熱平衡 8 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 各因素對排煙溫度的影響 13 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 排煙溫度對電除塵效率得影響 17結論33 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 第三章機組鍋爐效率及鍋爐尾部受熱面改造方案 34 HYPERLINK l bo

3、okmark23 o Current Document 鍋爐尾部受熱面存在主要問題說明 35 HYPERLINK l bookmark25 o Current Document 鍋爐尾部受熱面存在的問題分析 35 HYPERLINK l bookmark27 o Current Document 管式預熱器 36 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 回轉式預熱器 37 HYPERLINK l bookmark31 o Current Document 某電廠尾部煙道改造方案 37 HYPERLINK l bookmark33 o Current

4、Document 方案I 單極布置、空氣預熱器采用螺旋管與回轉式預熱器相結合 38表回轉式預熱器結構數據 39 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 方案n雙螺旋布置、在螺旋槽管預熱器后加裝低溫級翅片管省煤器 40表低溫級翅片管省煤器主要設計參數 41 HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 方案出一一在低溫級省煤器后加裝煙氣給水加熱器（高效機組）41 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 第四章改造方案經濟性分析及環保效益分析 49 HYPERLINK l

5、bookmark45 o Current Document 各改造方案改造前后鍋爐主要參數的比較分析 49改造后經濟效益分析 51改造方案m整機經濟效益分析 52表 55各改造方案的環保效益分析 56第五章結論 61v1.0可編輯可修改v1.0可編輯可修改第一章緒論研究背景隨著工業的發展，人類賴以生存的環境在過去的200年里受到了前所未有的 破壞。火力發電廠燃煤鍋爐完全燃燒產生的煙氣由二氧化碳、二氧化硫、水和氮氣所組成，其中，二氧化碳、二氧化硫嚴重影響著生態環境。大量的二氧化碳排入大氣，使得地球大氣層中的二氧化碳增加。 因為二氧化 碳能阻擋地面上物體發出的紅外線射向外層空間，同時幾乎不吸收來自

6、太陽的短波輻射，從而產生“溫室效應”，造成地球表面溫度升高。另外，燃燒生成的小 量的氮氧化物雖然不是主要的燃燒產物，但由于二氧化氮也是形成溫室效應的氣 體，并會破壞臭氧層，因此，近年來也成為人們關注的問題。由于溫室效應造成 的氣候變化已經給全球和我國的自然生態系統和社會經濟系統帶來了許多負面 影響。1997年12月，聯合國氣候變遷框架公約締約方第五次大會在日本東京作 出決議，提出到2008年、最遲到2012年，全世界的溫室氣體排放量要比 1990 年的排放量減少作為一個發展中國家， 對我過沒有規定溫室 氣體排放減排的義務，但從總量上講，中國是溫室氣體排放量僅次于美國的第二 大排放國家，且溫室氣

7、體排放量增長勢頭強勁。 根據國家研究報告的估計，我國 排放量為560Mt,占人類活動引起的二氧化碳排放量的 10%居世界第二位。據 估計，到2010年，我國的二氧化碳排放量將達 1300Mt左右，為1993年排放量 的倍。在2010-2020年期間的我國將可能成為世界第一的排放大國，屆時，我國面臨的減排二氧化碳的外部壓力將不斷增加。中國是一個能源資源以煤炭為主的國家， 2000年底中國發電裝機容量達， 其中火電裝機容量占火電機組中煤電機組約占 95%;2000年，全國發電總耗煤 量約6億噸，約占煤炭產量的60%隨著煤炭轉為電力水平的不斷提高，電力工業 的二氧化碳排放比重也將近一步提高。 因此，

8、從長遠觀點看，電力行業必須未雨 綢繆把減排壓力做為可持續發展的戰略問題加以認真研究。我國還是酸雨和二氧化硫危害嚴重的國家，治理酸雨危害、控制二氧化硫污v1.0可編輯可修改染是保障我國國民經濟持續發展的需要。形成酸雨的主要原因是燃煤向大氣中排 放大量的硫氧化物和酸氧化物等酸性氣體。我國酸雨引起的材料腐蝕、森林毀壞、 環境惡化等造成的經濟損失每年達數百億元， 已經成為制約我國國民經濟持續健 康發展的重要原因之一。控制燃煤煙氣污染已經成為保障國民經濟持續健康發展的必行措施，受到國家和各級政府的高度重視。與此同時，盡管隨著科技的發展及電力事業的進步，電站鍋爐經濟性得到很 大的提高，但國內外許多電站鍋爐

9、依然存在排煙溫度偏高、 排煙損失偏大、嚴重 影響鍋爐經濟性的普遍性問題。如何有效的提高電站鍋爐的經濟性， 節約燃料同 時緩解國家在煙塵、污染氣體排放方面的壓力，對電力事業和國家經濟的發展是 具有非常現實的意義的。本文在這樣一個背景下提出將電站鍋爐排煙溫度進行深度冷卻，以達到提高鍋爐經濟效率，減少煙塵和污染氣體排放量的目的。降低排煙溫度的意義眾所周知，對電站鍋爐而言，排煙熱損失是鍋爐各項損失中最大的一項，一般 約為5%-12%,占鍋爐熱損失的60%-70%影響排煙損失重要因素是排煙溫度， 一般情況下，排煙溫度每增加15C,排煙損失增加 %若以燃用熱值為20000kj/kg煤的410t/h高壓鍋爐

10、為例，則每年多消耗近萬噸動力用煤。我國許 多電站鍋爐的排煙溫度實際運行值都高于設計值的20-50 C,大幅度降低排煙溫度將極大的提高鍋爐的經濟性。燃煤電廠鍋爐排煙溫度深度冷卻技術不但能節能降耗，同時還能夠大幅度減少煙塵、廢氣污染物的排放，改善全球的生態環境。通常認為，降低排煙溫度， 煙氣運動運動粘度隨之降低，粉塵脫離煙氣向集塵極驅動的流動阻力將減少，對提高除塵效率是有利的。研究排煙溫度與電除塵器除塵效率的關系對火電廠如何v1.0可編輯可修改在現有的條件下有效的提高電廠除塵效率，降低煙塵排放量同樣意義重大。止匕外, 排煙溫度的下降將使得煤耗量減少，污染氣體的排放量也隨之減少。若能大幅度 降低排演

11、溫度污染氣體排放量的減少將是相當可觀的。電廠鍋爐的經濟運行方式隨著電力體制改革的不斷深入，“廠網分開、競價上網”已成必然，發電企業將面臨嚴峻的市場考驗。發電企業只有不斷降低成本，才能在市場中站穩腳跟。目前國家整頓煤炭市場，關停小煤窯，使煤炭價格上漲，而電價將會逐步降低，這些都使燃煤電廠面臨更加嚴峻的考驗。衡量燃煤發電廠經濟性的主要指標是供電煤耗。供電煤耗的大小取決于發電煤耗和廠用電率，影響發電煤耗的主要因素是鍋爐效率。因此，研究電廠鍋爐的經濟運行方式，對提高電廠的經濟性具有重要意義。設備概況某廠8號爐為DG-670/型自然循環煤粉爐，制粉系統為鋼球磨中儲式熱風送粉系統。1991年1月投產，配2

12、00MW氣輪發電機組。設計帶基本負荷，低于180MWJ需投油助燃。1997年進行了分散控制系統（DCS）改造，2001年汽輪機通過通流部分改造擴充為220MW自1992年下半年后，煤炭市場發生了變化，鍋爐燃煤質量嚴重惡化，煤種雜亂無序，運行煤種偏離設計煤種，揮發分低、灰分高，造成煤粉氣流著火延遲。火焰中心上移，燃燒不完全損失增加，爐膛出口煙溫升高，排煙損失增大。機組擴容后，燃料量增加，爐內溫度提高，造成爐膛出口區域、屏區及燃燒器區域存在不同程度的結渣，影響了鍋爐的安全經濟運行。鍋爐經濟運行研究v1.0可編輯可修改蒸汽參數的高低直接決定電廠熱力循環的效率。運行中能否維持蒸汽參數的穩定主要取決于運

13、行人員的責任心及熱工自動裝置的投入率。本機組經數字電液控制系統（DEH）和DCS改造后，設備自動化水平有了大幅度提高，能針對煤質、負荷、運行方式的變化及時調整，正常工況下能維持蒸汽參數在規定范圍內。經試驗表明，主蒸汽溫度可平均提高1014C,平均可使全廠煤耗下降 1.44g /（kW h），再熱汽溫平均提高 12C,煤耗下降0.81g /（kW h）。鍋爐的各項損失鍋爐的各項熱損失中排煙損失 q2最大，約占5%-12%其次是固體未完全燃燒損失q4,約占1%-5%其它損失則很小。提高機組的經濟性，主要應從減小q2和q4著手。排煙損失影響排煙損失q2的主要因素是排煙溫度和排煙容積。排煙溫度越高，則

14、排煙熱損失越 大，一般每增加10-15C,會使損失增加1%排煙溫度偏高的原因有：受熱面設計過小； 實際煤種偏離設計煤種；運行不當，火焰中心偏高；受熱面污染；制粉系統漏風，為保證合 適的過量空氣系數而減少空氣預熱器的送風量，其吸熱減少及空氣預熱器漏風、堵灰嚴重。 排煙容積過大的主要原因為：爐膛及煙道漏風；煤粉過濕，燃燒后產生大量水蒸汽及運行中 送風量過大等。實際運行中，造成排煙溫度高及排煙容積大的主要原因是漏風、過量空氣系數及配風方式和燃料特性。本機組采取以下減少q2的措施：設備方面：2001年大修中將低溫段空氣預熱器改為熱管式空氣預熱器，可有效減少空氣預熱器漏風，保證其吸熱量，大幅度降低了排煙

15、溫度，并加強了各處的漏風堵漏。運行調整方面：（1）時刻注意氧量表的變化，控制合理的過量空氣系數。正確監視和分析爐膛小口氧量表和排煙氧量表及風量表的變化，在滿足燃燒條件下盡量減少送風量。（2）合理投入煤粉燃燒器。正常運行時，一般應投下層燃燒器， 以控制火焰中心位置，維持爐膛出口正常的煙溫。（3）根據煤種變化合理調整風、粉配合，及時調整風速和風量配比，避免煤粉氣流沖墻，防止局部高溫區域的出現， 減少結渣的發生，定期吹灰，以保持受熱面清潔。（4）及時關閉各檢查門、觀察孔，以減少漏風。制粉系統在6v1.0可編輯可修改條件允許的情況下應維持較小的負壓，少開冷風門。（5）合理調整制粉系統，根據煤種采用不同

16、的煤粉細度，提高各分離器的效率， 盡量減少三次風的含粉量和三次風量。 三次風布置 在最上層，風、粉量大會延長整個燃燒過程， 使火焰中心位置上移， 爐膛出門煙溫偏高。（6） 針對不同煤種選擇適當的一次風溫， 在不燒壞噴口的前提下盡量提高一次風溫， 對降低排煙 溫度和穩定燃燒均有好處。固體未完全燃燒損失固體未完全燃燒損失 q4是指部分固體燃料顆粒在爐內未能燃盡就被排出爐外而造成的熱損失。這些末燃盡的顆粒可能隨灰渣從爐膛中被排掉，或以飛灰形式隨煙氣逸出。 固體未完全燃燒損失是燃煤鍋爐的主要熱損失之一， 僅次于徘煙熱損失。 煤粉爐中，由灰渣中可燃物造成的固體未完全燃燒損失通常僅占該損失的5%-10%絕

17、大部分固體未完全燃燒熱損失是由飛灰中可燃物造成的，影響這項損失的主要因素有燃燒方式、燃料性質、過量空氣系數、爐膛結構及運行工況等。q4的大小取決于煤粉顆粒的燃盡速度，燃煤的揮發分愈高，灰分愈少，發熱值愈高，則煤的燃盡速度越快；煤粉愈細，煤粉愈均勻則損失愈小。因為大顆粒煤粉越多，越不易燃燒完全。空氣越充足，即過量空氣系數越大，對碳的燃盡越有利。但過量空氣系數過大，會 使排煙熱損失增大，因此，運行中要選打最佳的過量空氣系數。實際運行中，影響該損失的主要因素有燃料特性、煤粉細度、過量空氣系數和運行方式。本機組采取了以下措施：（1）合理配煤以保證燃煤質量。將各煤種精心混配，減少燃煤的大幅度變化，維持運

18、行參數基本穩定。（2）合理調整煤粉細度。煤粉細度是影響飛灰可燃物含量的主要因素。經濟煤粉細度要根據熱力試驗進行選取。（3）控制適量的過量空氣系數。煤粉燃燒需要足夠的氧氣，但過多的冷空氣會降低爐內溫度水平，且使排煙容積增大。 合理的過量空氣系數應根據燃燒調整試驗及煤種確定。（4）重視燃燒調整。爐內燃燒狀況的好壞、溫度水平及煤粉著火的難易程度直接影響灰渣可燃物的含量。燃燒狀況又直接影響溫度水平和著火過程。運行中應根據煤種變化掌握燃燒器特性、風量配比、一次風煤粉濃度及風量調v1.0可編輯可修改整的規律，重視燃燒工況的科學調整，使爐內燃燒處于最佳狀態。其它熱損失山于增容改造后，高負荷時需多加燃料，使原

19、送、引風機容量不足，會使可燃氣體未完全燃燒損失增加。通過對風道及爐膛設備的堵漏風已基本解決該項損失增大的問題。降低輔機電耗對燃煤電廠，鍋爐的制粉系統、送風機和引風機及給水泵所消耗的電能占廠用電的比例 很大，其中給水泵電耗占廠用電的35%左右。運行中主要從以下方面來降低給水泵電耗：第二章 排煙溫度對經濟性和除塵效率的影響眾所周知，鍋爐效率與其各項損失密切相關。鍋爐的損失由排煙損失、機械 不完全燃燒損失、灰渣物理損失、化學不完全燃燒損失、散熱損失組成，而在這 五項損失中，排煙損失是對鍋爐影響最大的一項，約為5%-12%所以降低排煙損失對提高鍋爐效率及全廠的發電經濟性有著非常重要的意義。鍋爐熱平衡鍋

20、爐熱平衡是指在穩定運行狀態下，鍋爐輸入熱量與輸出熱量及各項損失之 間的熱量平衡。熱平衡是以1kg固體或固體或液體燃料或0C,的1立方米氣體 燃料為基礎進行計算的。通過熱平衡可知鍋爐的有效利用熱量和各項熱損失，從而計算鍋爐效率和燃料消耗量。一般的熱平衡方程式為Qr Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Qe kj/kg(2-1)v1.0可編輯可修改式中 Qr -鍋爐輸入熱量；Qi -鍋爐有效利用的熱量；Q2排煙熱損失；Q3-機械不完全燃燒損失；Q4-固體不完全燃燒熱損失；Q5-鍋爐散熱損失；Q6-其他熱損失；將上述方程式用方程右側各項熱量占輸入熱量的比值百分數來表示，則為qi q2 q3 q,q5 q6

21、 100%(2-2)其中排煙熱損失：這是鍋爐排煙物理顯熱造成的熱損失，等于排煙始與爐空氣始之差，即(Ipy pyllk )(100 q4)。/q2 %Qr(2-3)式中Ipy-排煙始，kj/kgI ik -進入鍋爐的冷空氣燃，按冷空氣溫度tik 30 C計算，kj / kg ;py -排煙處的過量空氣系數，pyI。Ipy按選取的排煙溫度py和py查始溫表地到。鍋爐運行時py按測得的煙氣 成分計算得出。py實測得到。q2損失是鍋爐熱損失中最主要的一項對大中型鍋爐均為48%影響q2的主要因素是排煙溫度和煙氣容積，通常 py升高1020C可使q2約增加1%故要 py經常吹灰和減少漏風。同時：q2=(

22、k py k2)( py tf )%(2-4)v1.0v1.0可編輯可修改其中ki-煤種系數;tf -送風溫度;鍋爐效率g1 ,即為鍋爐的有效利用熱與鍋爐送入熱量之比 g(2-5)曳 100%(2-5)g Qr以上稱為正平衡法。在鍋爐設計和熱效率實驗是常用反平衡法，即求出各項熱損失后用下式求得g1ggi 100 (q2 q3 q4 q5 q6)%(2-6)Qi指水和蒸汽流經各受熱面時吸收的熱量。而空氣預熱器吸熱后又回到爐膛，這部分熱量屬鍋爐內部熱量循環，不應計入，鍋爐有效利用熱為.1gi 100 (q2 q3 q4 q5 q6)%(2-6)Qi指水和蒸汽流經各受熱面時吸收的熱量。而空氣預熱器吸

23、熱后又回到爐膛，這部分熱量屬鍋爐內部熱量循環，不應計入，鍋爐有效利用熱為.1,Qi- D gr (i grB式中 Bigs) D zr (i zr i zs)Dzr (i zr igs) Dpw(i igs)燃料消耗量;(2-7)DgrDzy過熱蒸汽量、自用蒸汽量，kg/s;D pw、Dzr-排污量和再熱蒸汽量，kg/s;i gr 、i zy過熱蒸汽燃、自用蒸汽始，kj/kg;i 、igs-飽和水始和給水始，kj/kg;i zr 、 i zr再熱器出口和進口蒸汽始，kj/kg;符號表示具有一次以上再熱時，應將各次再熱器的吸熱量疊加。符號對于有分離器的直流鍋爐，鍋爐排污量為分離器的排污量。當排污

24、量小于 發量的2%寸，排污水的熱耗可忽略不計。如將計算Qi式子寫成QQl飛(2-8)10v1.0可編輯可修改式中：Q為工質(水、蒸汽)的總有效利用熱。B為燃料消耗量；扣除q4造成的影響，實際參加燃燒的燃料量為B j B(1 &) kg/sj 100(2-9)Bj稱為計算實際燃料量，在鍋爐熱力計算中均以它進行計算。 另外，以上五項損失可分為兩類，q2、q5、q6表示燃料燃燒放出的熱量中以各種形式逸離鍋爐而造成的損失；q3和q4則表示進入鍋爐的燃料因沒有燃燒 放出熱量而造成的損失，反映著燃燒的完全程度，通常用燃燒效率來表示:(2-10)r 100 (q3 q4),%(2-10)其余各項損失:.固體

25、不完全燃燒損失q4這是燃料中未燃燒或未燃盡碳造成的熱損失，這些碳殘留灰渣中，也稱為機械未完全燃燒損失或未燃碳損失。針對不同燃燒方式,燃料燃燒生成不同形式的械未完全燃燒損失或未燃碳損失。針對不同燃燒方式,燃料燃燒生成不同形式的灰渣，固體不完全燃燒損失的計算公式為:(D對于火床爐q4(cz(D對于火床爐q4(cz- lz100 clzclmlm 100 ClmCyhyh100 CyhCfhfh )100 Cfh32700Aar(2-11)lz lmyh fh lz lmyh fh 1(2-12)(2)對于硫化床鍋爐/ cylq4(2)對于硫化床鍋爐/ cylq4( yl y 100 cylClh

26、lh , ”100 GhCyhyh100 CyhCfhfh /)100 cfh32700AarQr(2-13)yl lhyh fh 1yl lhyh fh 111v1.0可編輯可修改(2-14)(3)對于煤粉爐、/Cv1.0可編輯可修改(2-14)(3)對于煤粉爐、/Cihq4( ih 7ZT100 GhCfhfh TTT100 cfhCyh00 CyhCfh、fh)100 Cm32700Aar qT-(2-15)yiih fh yiih fh 1上列諸式中的iz m上列諸式中的iz myh fh yl ih分別是爐渣、漏煤、煙道灰、飛灰、逸流灰、冷灰或冷灰斗灰渣中的灰量占入爐燃料總灰分的質量

27、份額。CzCmCyhCfhCyiCh分別為爐渣、漏煤、煙道灰、飛灰、逸流灰、冷灰或冷灰斗灰渣中可燃物含量的百 分數。327000為每千克純碳的發熱量。式(2)、(3)、(4)稱為灰的平衡方程式，即鍋爐燃料中的總灰分等于排出 鍋爐的各種灰渣的總和。在鍋爐熱效率實驗中就是用灰平衡測定出各種灰渣的質 量分額和其中可燃物含量，然后用上式計算出 q4。.可燃氣體不完全燃燒熱損失q3這是由于CO H2、CH 4等可燃未燃燒放熱就隨煙氣離開鍋爐而造成的熱損失，也稱化學不完全燃燒損失。Car 0.375Sar 23600 201.5H 2 668H 4100 q4q3 100 %(2-17)QrRO2 CO

28、CH4100式中CO、H2、CH4 干煙氣中一氧化碳、氫氣、甲烷的容積百分數，可從 煙氣分析測得；RO2-干煙氣中三原子氣體容積百分數；正常燃燒時q3值很小，媒粉爐q3=0；燃油和燃氣爐q3 = %;火床爐q3 = (-)%。.散熱損失q512v1.0可編輯可修改這是由于鍋爐本體及其范圍內各種管道，附件的溫度高于環境溫度而散失的 熱量。qsed 5.82(Ded)0.38(2-18)Dq5 q5eded(2-19)式中Ded、D額定蒸發量和實際蒸發量，kg/s;q5ed額定蒸發量時的散熱損失，%;.其它熱損失鍋爐的其他熱損失主要是灰渣物理顯熱損失qhz。另外，在大容量的鍋爐中,由于某些部件要用

29、水和空氣冷卻，而水和空氣所吸收的熱量又不能送回鍋爐系統 中應用時，就造成了冷卻熱損失q；q。故q6 qhz q:。對于固態排渣媒粉爐，只有當燃料中的灰分滿足 Aar Q時才需計算qhz418灰渣物理顯熱損失用下式計算：q6Aar hzq6Aar hz( c ) hzQr(2-20)式中 (c )hz1kg灰渣在為 時的始，kj/kg;hz 排灰渣量占鍋爐燃料總灰分的分額；據試驗結果，排煙溫度越低則排煙熱損失越小，相應的鍋爐效率會得到提高 國內外專家學者對排煙溫度偏高的原因作了大量的研究，發現煤種的組成成分、 爐膛出口過量空氣系數的高低、制粉系統漏風、爐膛漏風、空氣預熱器漏風、磨 煤機的出力、運

30、行中受熱面結渣積灰以及受熱面結構設計的不合理性等是造成鍋 爐排煙溫度偏高的主要原因。各因素對排煙溫度的影響13v1.0可編輯可修改(1)水份對排煙溫度的影響煤中的水份變成水蒸氣，增加了煙氣量；水份高提高了煙氣的酸露點，易產 生低溫腐蝕。為防止減輕對低溫受熱面的腐蝕，最有效的方法就是提高空氣預熱 器的受熱面的壁溫，而要提高壁溫就要提高排煙溫度和入口空氣溫度。實際中提高壁溫最常用的方法就是提高空氣入口溫度。 一般采用暖風器或熱風在循環。安 順電廠采用的是加裝暖風器，利用汽輪機的抽氣來加熱冷風，以用來提高進風溫 度，但進風溫度提高會使排煙溫度也提高， 因而排煙熱損失將增大，而試鍋爐經 濟性下降。一般

31、估計，煤中的水份每增加 5%,由于損失而使鍋爐效率下降。(2)灰分對排煙溫度的影響煤中的灰分是有害成分，灰分的含量增加煤中的可燃成分便會相對減少， 降 低了發熱量。當煤燃燒時，煤中的礦物質就轉化為灰分，并會熔融，它要吸收熱 量，并由排渣帶走大量的物理顯熱；灰分多，使理論燃燒溫度降低，而且煤粒表 面往往形成灰分外殼防礙煤中可燃質和氧氣接觸，使煤不易燃盡，增加機械不完全燃燒熱損失；灰分多還會使爐膛溫度下降，燃燒不穩定，也增加了不完全燃燒 熱損失；灰分多，灰粒隨煙氣流過受熱面時，如果煙速高會磨損受熱面；如果煙 速低會形成受熱面積灰，降低傳熱效果，并使排煙溫度升高增加排煙熱損失， 降 低鍋爐效率；灰分

32、多，也會產生爐內結渣，同時會腐蝕金屬；灰分多，還是造成 環境污染的根源，燃煤灰分的增減，對過熱氣溫也有影響。一般經驗數據是，灰 分每變化 10%,過熱氣溫就相應的變化5%C。灰分增加，使受熱面的沾污和磨損越嚴重，爐內結渣會影響水循環，造成爐膛出口溫度升高，而尾部受熱面 的沾污則會使排煙溫度顯著升高，同時灰分高的煤發熱量低。在相同負荷情況下 消耗的燃料量增加，造成煙氣量和流速升高，導致排煙溫度和排煙量都會升高， 從而降低鍋爐效率。(3)揮發分對排煙溫度的影響煤的揮發分由各種碳氫化合物、CO H 2s等可燃氣體，CO2和N2等不可燃 氣體以及少量的氧氣所組成。煤的揮發分含量與煤的地質年代有密切的聯

33、系。 地14v1.0可編輯可修改質年代越短，即煤的碳化程度越淺，揮發分含量越高。這是因為煤中所含的各種 氣體它們本身就有揮發性，地質年代越短，它受大自然干儲蒸發的越少，所以含 量便越大。而且不同地質年代的煤開始析出揮發分的溫度也是不同的，地質年代越短的煤不但揮發分含量大，而且在較低溫度(一般小于200C)便迅速析出。而地質年代長的煤，揮發分含量少，開始析出揮發分的溫度也較高。揮發分燃燒時放出的熱量的多少，也取決于揮發分的含量及組成成分。 不同 燃料的揮發分的發熱量差別很大。低的只有 17000kj/kg,高的可達71000kg/kg。 揮發分的發熱量還與揮發分的含氧量有關， 因而也與煤的地質年

34、代有關。含氧量 少的無煙煤，具揮發分的發熱量很高。而含氧量多的褐煤，具揮發分的發熱量則 較低。所以揮發分時煤的的重要成分特性，它可以作為煤分類的主要依據。同時揮 發分對煤的著火燃燒有很的影響。揮發分越多的煤，越容易著火，燃燒也易于完全。這是因為 ：揮發分時氣體 可燃物，具著火溫度較低，著火容易；揮發分多，相對來說，煤中的難燃的固體 碳含量便少，使煤易于完全燃燒；大量的揮發分析出，著火燃燒后可以放出大量 的熱量，造成爐內高溫，有助于固定碳的迅速著火和燃燒， 因而揮發分多的煤也 易于燃燒完全；揮發分使從煤的內部析出的，析出后使煤具有孔隙性，揮發分越 多，煤的孔隙越多，從而使煤和空氣的接觸面增大，即

35、增大了反應表面積，使反 應速度加快，也使煤易于燃燒完全。揮發份減少時，煤粉著火推遲，燃燒的時間也會增加，造成爐膛出口溫度增 加，導致排煙溫度升高，降低鍋爐效率。(4)給水溫度對排煙熱損失的影響給水溫度的變化對排煙熱損失也有影響。給水溫度變化時，為適應加熱給水 熱量的變化，燃料量也將改變。當給水溫度下降時，加熱給水所需要的熱量增加， 燃料量必然要加大，使爐膛出口溫度升高。運行經驗表明，給水溫度每降低10C, 燃煤量增加%。而鍋爐效率下降 5%6%。高加解列是造成給水溫度降低的重 要原因，同時也是造成發電廠的效率大副下降的主要原因之一，因此要引起重視。15v1.0可編輯可修改(5)灰渣的影響灰渣的

36、高溫下的熔融性對鍋爐的設計、 運行及其效率有這嚴重的影響。因為 它是造成爐膛結渣和高溫對流受熱面沾污和結渣的主要根源。爐內水冷壁的結渣不僅影響傳熱，而且破壞水循環的安全性。高溫對流受熱面沾污和結渣，可能堵 塞煙氣通道，防礙通風，增加引風機的電耗，從而降低鍋爐的出力。嚴重時會使 冷灰斗堵塞或在爐墻上及燃燒器周圍結成大塊渣瘤，迫使停爐，融化的爐渣對爐膛耐火磚也有較大的腐蝕性。為了避免對流受熱面的結渣，通常要控制爐膛出口 溫度低于灰的變形溫度 DT以下50-100 C,也要低于灰的軟化溫度ST。爐膛結渣 嚴重與否，通常認為與灰的軟化溫度 ST關系更大。在鍋爐的運行中當某些受熱面上發生結渣、積灰或結詬

37、時，煙氣與這部分受 熱面的傳熱量減少，鍋爐的排煙溫度也會升高。因此，為保證鍋爐的經濟運行， 必須經常保持受熱面清潔。吹灰器的正確運行能有效的消除受熱面上的結渣和積 灰，維持受熱面的清潔。(6)負荷變化的影響負荷變化必然引起排煙溫度的改變，負荷增加，煙氣量和排煙溫度必然增加， 這是由于燃料量和空氣量增加的結果。要想控制排煙溫度在經濟排煙溫度下運 行，關鍵就是要找到送風量與排煙溫度間的平衡關系， 也就是要控制過量空氣系 數。爐內過量空氣系數 過大或過小，都會使鍋爐效率降低(熱損失總和增加)。 因為一般來說，排煙熱損失隨 a增加而增加，而化學、機械不完全燃燒熱損失 卻隨 降低而降低。除非 過大，使爐

38、溫降低較多及燃料在爐內停留時間縮短時 例外。對應于排煙熱損失，機械、化學不完全燃燒熱損失之和為最小的值稱為最佳過量空氣系數。這一數值能保證較高的鍋爐效率。煙道各處漏風，都將使排煙處的過量空氣系數增大，只能增加排煙熱損失和 引風機電耗，而不能改善燃燒。漏風使排煙熱損失增大的原因， 不僅是由于它增 大了排煙容積，同時漏風也使排煙溫度升高。這是因為漏入煙道的冷空氣使漏風 點處的煙氣溫度降低，從而使漏風點以后的所有受熱面的傳熱量都減少，故而使排煙溫度升高。且漏風點越靠近爐膛，其影響越大。前面已經說明，當負荷增加16v1.0可編輯可修改時，可適當減少過量空氣系數的運行，而在低負荷時為控制在經濟排煙溫度運

39、行 可適當減小爐膛負壓，減小漏風，在保持正常運行的前提下適當減小風量， 減少 排煙溫度和排煙量。以上是影響排煙溫度的各種因素，而排煙溫度和排煙量又是影響排煙熱損失 的主要因素。排煙熱損失又是排煙損失，機械不完全燃燒損失，灰渣物理損失， 化學不完全燃燒損失，散熱損失這五項損失中對鍋爐效率影響最大的一項損失， 約為5-8%。所以降低排煙損失對提高鍋爐效率及全廠的發電經濟性有這非常 重要的意義。排煙溫度比環境溫度高的越多，排煙量越大，排煙損失就越大。由 熱力學第一定律可知，排煙溫度越高，說明對燃料的熱利用率越低。這一點從求 解鍋爐效率的正反平衡法都能證明。首先鍋爐的正平衡方程式為Qi(2-21)gl

40、 Q1 I。(2-21)Qr式中Q式中Q1Q鍋爐有效利用熱;QrQr鍋爐輸入熱量;當鍋爐在相同負荷，相同參數條件下產生相同的蒸汽，排煙溫度及排煙量增加，就意味著產生相同質量的蒸汽所需要的標煤量增加，從而造成鍋爐效率的下降。另外，通過反平衡求解鍋爐效率的公式：1 q2 q3 q4 q5 q6100(2-22)我們可以清楚的看到，當排煙溫度py上升時排煙損失增大，即q2增大造成鍋爐效率的下降。當排煙溫度升高1215C排煙損失約增加1%。從以上的分析可知，排煙溫度升高時，通常正反平衡法求鍋爐效率都可以得 出鍋爐效率下降的結論。因此，最佳的排煙溫度可使得鍋爐效率有所提高。排煙溫度對電除塵效率得影響17

41、v1.0可編輯可修改火電廠得各種燃煤鍋爐隨爐煙排出得灰量占燃煤總量得比例一般比較大。例如液態排渣煤粉爐為55 80%,固態排渣煤粉爐為85-90%,造成大量的飛灰。 如一座100萬千瓦的發電廠的固態排渣煤粉爐， 每晝夜燃用8400t以上。同時煤 在燃燒過程中還產生大量的氣體，如二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫、一氧化氮、 二氧化氮等，其中除了二氧化碳外都是有害氣體。發電廠的煙塵如不加以分離清除而直接排入大氣中，降有害于人們的身體健康。影響環境衛生和植物生長。甚至危機近鄰企業的產品質量。止匕外，大量的飛 灰還將加劇吸風機的磨損，降低電器設備的絕緣性能等。因此，我們可以看出，火力發電廠雖然向國民經濟各

42、部門提供了巨大的能源。但如對鍋爐的煙塵處理不當，那同時會成為嚴重的污染源。為此，我國工業企業設計衛生標準規定，火力發電廠飄塵和二氧化硫的 排放標準為：任何一次測量結果的最高允許濃度為m3任何一日的平均最高允許濃度各為m3。(1)目前，防止大氣污染的措施有下述幾點：1)采用高效率的除塵器來防止飛灰污染。2)建造高煙囪來防止飛灰的污染和 SQ污染或者利用脫硫裝置來除去煙 氣中的硫。3)從鍋爐的設計和運行方面考慮怎樣減少氮氧化物的形成。 如利用煙氣再 循環來降低火焰的溫度，減少過剩空氣量以及采取逐步向爐內供給空氣的的“分 段燃燒法”等方式來減少氮氧化物的產生。(2)除塵效率除塵器的工作性能一般用除塵

43、效率來表示的。除塵效率等于除塵器捕捉下 來的飛灰質量與進入除塵器的煙氣所攜帶的飛灰質量之比值的百分數，用cc表示:cc(2-23) 100% G-G 100% - 100%cc(2-23)Gin5G G“t18v1.0可編輯可修改式中 G 除塵器捕捉的灰量，kg/h;Gin-進入除塵器的煙氣所攜帶的灰量，kg/h ；Gout除塵器出口煙氣所攜帶的灰量，kg/h;由于G和Gout值不易直接求得，實際上除塵器的效率是根據除塵器前后單位容積煙氣中含灰量求得的：ccaGinccaGincGoutaQin(2-24)式中 a-未凈化煙氣中的平均含灰量，g/Nm3;c-凈化后的煙氣中的平均含灰量，g/ N

44、m3 ；Qin -進入除塵器的煙氣量，g/ Nm3 ；Qout-排出除塵器的煙氣量，g/Nm3 ;不計漏風，令Qin = Qout則：cc 1 -(2-25)a除塵效率是衡量除塵器在各種具體情況下工作效果的重要指標，除塵器的除塵效果在很大程度上取決于飛灰顆粒的大小和密度。因此對各種除塵器只有在相 同的條件下才能用除塵效率來比較除塵效果。(3)煙塵的危害火力發電廠煙氣中的污染物數量很多，對環境影響較大，不僅影響人體健康， 而且會給農業生產帶來很大的經濟損失。 對人體健康的影響包括急性和慢性兩個 方面。急性危害一般常出現在廠區及其附近地區。 慢性危害是污染物直接或間接 的長期使用下對人體健康機能造

45、成的危害， 這種危害短期表現不明顯，不易被察 覺。另外有些電廠周圍的農村在稻麥揚花、棉花吐絮、白菜包心的時節，電廠排 放的煙塵飄落，會造成農作物大幅度減產。對于電廠本身，除塵器出口排煙含塵 濃度大，會加劇煙道和引風機的磨損，影響機組安全穩定運行，影響發電。(4)火力發電廠鍋爐煙塵的特性19v1.0可編輯可修改除塵器是火力發電廠用于收集煙塵不可缺少的設備。隨著電力工業的不斷發展，機組的單機容量增大，除塵器的容量也在增大，且結構形式越來越復雜。隨 著國家環境保護的不斷加強，除塵器在火力發電廠建設投資中的比例也在不斷增 加。影響除塵器性能的主要因素是煙塵特性，而煙塵又包括了粒度、密度、比表 面積、粒

46、子的凝集、比電阻、潤濕行和爆炸性等。1）粒子和粒度粒子是指在所有的方向都具有明確的物理邊境的任何物質，對其大小沒有任何限制。粒度是表明粒子大小的最佳代表性尺寸。對于球形粒子來說，粒度即其直徑。但是，通常人們也吧表明非球形粒子粒度的某個線性尺寸稱為“直徑”。而這些“直徑”有許多定義。根據不同的定義和測量方法，其數值也是不一樣的。粉塵的粒度分布是指粉塵中各種塵粒所占的百分數，也稱顆粒的分散度。有按質量計的質量粒度分布；有按粒數計的顆粒粒徑分布；有用表面積表示的表面 積粒度分布等多種表達方式。2）密度單位體積粉塵具有的質量稱為粉塵的密度， 一般用kg/m3表示，具有真密度 和容積密度之分。粉塵的真密

47、度是指除掉粉塵中所含氣體和液體后的單位體積質量數與粉塵沉降、輸送、凈化等特性相關。粉塵的容積密度是指在自然狀態下單位體積的質量數。 它是設計粉塵存儲設 備和運輸設備的重要依據。3）比表面積粉塵的比表面積為單位質量或體積粉塵所具有的表面積。 一般用cm2 / g來表 示其大小表示顆粒群總體的細度。它與粉塵的潤濕性和粘附性相關。4）凝集20v1.0可編輯可修改凝集是單個粒子之間相對運動和碰撞的結果，這種凝集對粒子質量、粒度、形狀和結構有顯著影響。5）粘附塵粒粘附于固體表面或顆粒之間互相凝集的現象稱為粘附。隨著強度，也就是克服附著現象所需的力，稱為粘附力，附于固體表面的塵粒易使除塵設備和管 道堵塞。

48、顆粒之間相互凝集則有利于除塵器效率的提高。對于粒徑d 1 m的塵粒,主要靠分子間的作用而產生粘附。含水率高的粉塵主要靠表面水分產生粘附； 纖維粉塵的粘附則主要與壁內狀態有關。6）潤濕性塵粒和液體相互附著的性質稱為粉塵的潤濕性。易于被水潤濕的粉塵稱為親 水性粉塵；難于被水潤濕的粉塵稱為疏水性粉塵吸水后能形成不容于水的硬垢的 粉塵稱為水硬性粉塵；粒徑dc 5 m的粉塵很難被水潤濕；水泥、熟石灰與白 云石砂等均屬于水硬性粉塵。7）含水率粉塵的含水率為粉塵所含水分白質量與粉塵總質量的比值.如下公式所示：8）比電阻在立方體邊長各為一厘米的塵樣的相對兩側均勻地施加相當于塵樣擊穿電 壓90%地電壓時，對電流

49、所產生地電阻稱為粉塵比電阻。它是除塵工程中表示 粉塵導電性地一個參數。對電除塵器地工作有很大地影響，電除塵器最容易除掉 地粉塵是比電阻在104 1010 .cm范圍內的粉塵。（5）電除塵器電除塵器是借助于靜電力從氣流中分離懸浮粒子的一種裝置。 與機械辦法分 離粒子的其他裝置的根本差別在于分離力直接作用于各粒子上。 靜電力被直接而 高效的利用決定了電除塵器具有捕集效率高和能耗低這兩個重要特征。電氣除塵器的工作原理：電氣除塵器又稱靜電除塵器。它是利用高壓電場產生的靜電力，使塵粒從煙21v1.0可編輯可修改氣流中分離出來的。電氣除塵器除塵空間的中間是兩端固定的金屬導線， 作為放電極（電暈極）。 放電

50、極接高壓直流電源的負極。兩邊的平板為集塵極，接電源正極。在電場的作 用下，氣體中的自由離子要向兩極移動，且電壓愈高，電場強度愈大，離子運動 的速度愈快。由于離子的運動，極間形成了電流。開始時，氣體中的自由離子少， 電流較小。當電壓升高到一定數值（幾萬伏或十幾萬伏）后電暈極附近的離子獲 得了較高的能量和速度，去撞擊氣體中的中性原子，中性原子分解成正、負離子， 這種現象稱為氣體電離。氣體電離后，由于連鎖反應，極間運動的離子數大大增 加，表現為極間電流（也稱電暈電流），急劇增加，氣體便成了導體。電暈極周 圍的氣體全部電離后，在電暈極周圍可以看到一圈淡藍色的光環， 這個光環稱為 電暈。因此，這個放電的

51、導線也被稱作電暈極。電暈極周圍（電暈區）的負離子 和電子在電場力的作用下而向正極運動， 途中和煙氣中的飛灰塵粒互相撞擊，并 黏附在飛灰塵粒上，飛灰塵粒帶電，這樣，帶負電荷的飛灰塵粒在靜電場力的作 用下移向正極（集塵極），并在此放出電荷經中和后沉積在上面。在放電極 上也會集中少量獲得正電荷的灰粒， 它會導致放電極線肥大而影響除塵效果， 所 以需要定期給以振打消除，當集塵極上的灰粒堆積到一定程度時，振打集塵極， 靠粉塵自重落入灰斗中。（6）影響電除塵器性能的因素影響電除塵器性能的因素很多若結構形式固定，主要為氣體流速分布、氣體含塵量、粉塵比電阻、煙氣速度、電暈極性、氣體溫度及氣體濕度等。1）氣體速

52、度分布電除塵器進口處的氣體流速一般為10-15m/s ,而在除塵器內部則只有-2ms。若不采取必要的分布措施，氣體在除塵器內會很不均勻，中心部分流速將 大大超過設計指標，氣體在除塵器內的停留時間大大縮短， 被捕集到的粉塵再飛 揚被高速氣流所帶走。同時會使電暈極產生晃動，引起供點電壓的波動，從而使 實際除塵效率降低。嚴重時會造成電氣除塵器不能正常操作。2）體的含塵量的影響22v1.0可編輯可修改電氣除塵器中的電暈電流i是由氣體電離離子的運動形成的電流 1和荷電塵粒運動的電流i2所組成，即ii i2因此，電場中的空間電荷q也是氣體電離所形成的空間電荷qi和荷電塵粒所形成的空間電荷q2所組成，即q

53、qi q2由于塵粒的大小、質量和荷電量均比離子大得多，所以離子的移動速度要比 荷電塵粒的移動速度大數百倍，因此，荷電塵粒所形成的電流只占電暈電流的很 少一部分（約為1-2%） o但隨著氣體含塵量的增加，雖然荷電塵粒所形成的電 暈電流不大，可是所形成的空間電荷卻很大，嚴重的抑制著電暈電流的產生，使 塵粒不能獲得足夠的電荷。因此，電氣除塵器的除塵效率顯著降低， 尤其是塵粒 直徑在1pm左右的數量越多，這種現象越嚴重。當含塵量達到某一數值時，會 發生電暈閉塞，電暈電流幾乎減小到零，而失去除塵作用。因此，一般不希望除 塵器入口含塵量大于 50g/m3。3）粉塵比電阻的影響粉塵比電阻值，標志這粉塵的導電

54、性，對電除塵器的性能影響極大。 粉塵的 比電阻值一般在104 5 1010 cm范圍內。過大或過小都對除塵不利。比電阻值小于104 cm的稱為低電阻或強導電粉塵，其吸釋電荷容易，但 粉塵不易粘在收塵極板上，而且沿極板表面跳躍前進，容易被氣流帶出除塵器， 降低除塵效率。比電阻值大于1010 cm的稱為高電阻粉塵。此時，近似絕緣體， 粉塵荷電不易逸出，牢牢的吸在收塵極板上，容易形成電暈放電，即反電暈現象， 也會降低除塵效率。所以比電阻值在104 1010 cm的粉塵是普遍適用與電除塵 器最理想的粉塵。導電性是粉塵的許多物理特性之一， 導電性用其電阻率表示，與一般的材料 不同，飛灰是一種松散顆粒的聚

55、合體，因此，飛灰比電阻是指單位面積單位厚度23v1.0可編輯可修改的飛灰的電阻，具大小是影響電氣除塵器除塵效率的一個主要因素。粉塵是依靠塵粒之間、塵粒與沉塵極之間的表面附著力和電氣附著力，而堆積在沉塵極上。塵粒直徑越大，表面附著力越小，容易產生再飛散。電氣附著力 由塵粒間及塵粒與沉塵極間的接觸帶電而產生的庫侖力所決定。電氣附著力近似為：-2 _ 2 .fe d k2Ei E /32（2-26）式中：fe-電氣附著力，N；d塵粒直徑，cm；k2-實驗常數；E-電場強度，kV/cm； i- 電暈電流，kA;p-粉塵比電阻，Q - cmt式（2-26）中右邊第一項是庫侖力，第二項是排斥力。低比電阻的

56、特點是因粉塵導電性好，當荷電塵粒到達電極時，立即失去電荷， 同時，失去塵粒中的半自由電子（同時圍繞兩個以上原子核轉動的電子），而獲 得與沉塵極相同極性的電荷，此時，式（2-26）中庫侖力消失，塵粒被斥離沉塵 極，重返氣流中，形成粉塵的再飛散。因此，低比電阻的粉塵，在普通電除塵器 中，達不到除塵效果。高比電阻的特點是粉塵和電極接觸后，很難放出電荷。由于式（2-26）中庫 侖力大，即電氣附著力大，使塵粒在沉塵極上堆積成粉塵層。此時，電暈電流通 過這一高電阻粉塵層，在某些區域內電流密度與電阻值的乘積， 可能大大超過足 以造成粉塵層擊穿的電1的離子運動。電阻和電位梯度隨粉塵層增加而增大， 擊 穿點的離

57、子活動也隨之劇烈，以致與電暈極產生的離子極性不同的離子，噴射到有效除塵空間，即產生反電暈（逆電離）。在有效除塵空間內同時存在正、負離 子，正離子中和帶負電荷的塵粒，在粉塵層表面可看到火花頻放，使粉塵荷電大 為惡化。同時在電暈極上的粉塵附著力特別強， 很不容易振脫，形成電暈極肥大。24v1.0可編輯可修改因此，除塵效率大大降低。一般認為比電阻為p 5X1010 Q cm是出現反電暈現 象的臨界值.同一電除塵器在其他條件相同的情況下，比電阻值與除塵效率的大致關系如 圖1-2。從圖1-2可以看出，比電阻在104 1010 Q cm的粉塵，是適應于普通 電除塵器最理想的粉塵，其特點是當荷電塵粒到達電極

58、時，電荷的中和進行得當， 所產生的附著力既適當又不會引起反電暈。其他文獻中，也給出了相似的比電阻與除塵效率關系圖1-3是利用實測數據通過理論計算得出的在1010 5 1011Q - cm范圍內，比電阻對除塵效率的影響。當飛灰比電阻由1010 Q - cm增大到5X1011。- cm時，總除塵效率將由%大幅度降至81%/ 1 圖同一電除塵器在其他條件相同情況下粉塵比電阻與除塵效率的關系25v1.0可編輯可修改1011圖105 10 Q - cm范圍內飛灰比電阻對總除塵效率的影響從以上分析及圖2-1我們得出如下結論，隨著比電阻由0增加到104Q-c成 除塵效率迅速A增加；當比電阻由104。 cm增

59、加到1010。 cm,除塵效率變化 平穩；當比電阻從1010 Q - cm繼續增加到5X1010。- cm,由于反電暈的產生， 除塵效率急劇下降；當比電阻增加至1012 Q-cm時，除塵效率已降至很低的水平。多依奇效率公式是計算除塵器收塵效率的經典公式：A1 exp( w一)(2-29)Q式中：A-電除塵 收塵極板面積，m2 ;-塵粒在電場中驅進速度，m/s；Q-工況煙氣流量，m3/s o而比電阻對驅進速度有著較大的影響，塵粒現場比電阻與驅進速度的關系 為:(2-30)26v1.0可編輯可修改,2 lEoEpa k c(2-31)4 a3KTC(2-32)式中： Ep收塵電場強度，V/m；Eo

60、塵粒荷電電場強度， V/m；A塵粒半徑，m；i煙氣介質名對介電常數，F/m；p塵粒現場工況條件下的比電阻，Q - cm；pi等效特征時間常數，s；C一考慮到塵粒從較大粒徑到微小粒徑連續范圍而引入的滑動系數修正因數。T絕對溫度，K;K波爾曼常數，J/K。此經驗公式基礎上得出燃煤電廠典型工況下工程近似計算的驅進速度與比0.0185(2-33)0.0185(2-33)w 10- k0.0185 0.1771 10并應用公式(2-33)得出驅進速度隨比電阻的變化如表所示：根據公式(2-33)所得相對驅進速度與比電阻的關系曲線如圖所示表電除塵器典型工況下驅進速度隨比電阻的變化cm108109- -101