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空预器漏风问题及实测数据

分析数据来看,漏风率总体呈现负荷越低漏风率越大。
一、空预器漏风与排烟热损失之间的关系
锅炉热效率=100-(q2+q3+q4+q5+q6)
q2-6分别为:排烟热损失百分率、可燃气体未完全燃烧损失百分率、固体不完全燃烧损失百分率、散热损失百分率、灰渣物理显热百分率。在这五大损失中,排烟热损失是锅炉机组热损失中最大的一项,一般为5%-12%。
以某300MW机组为例:
在实际中,空气预热器热端的径向膨胀量大于冷端,同时考虑转子重量的影响,转子会产生蘑菇状变形,导致热端扇形板与转子之间的间隙增大,漏风量加大。由于空气预热器的变形,使转子上端出现漏风区,该漏风区的漏风量将近占空气预热器漏风总量的一半。同时,在热态运行过程中,空气预热器的热端扇形板与径向密封片之间会发生严重的磨损现象,也会增大漏风量。所以在运行中应该对空气预热器的热端漏风给予足够重视。
AL
%
5.172
6.386
7.342
9.854
8.066
10.985
试验结论:
锅炉在100%出力的工况下,甲空气预热器漏风率为5.172%;乙空气预热器漏风率为6.386%。
锅炉在70%出力的工况下,甲空气预热器漏风率为7.342%;乙空气预热器漏风率为9.854%。
锅炉在50%出力的工况下,甲空气预热器漏风率为8.066%,乙空气预热器漏风率为10.985。
9.56
9.71
10.53
10.73
空气预热器入口烟气中水分
Mys
Kg/kg
0.47
0.47
0.49
0.49
0.48
0.48
空气预热器入口湿烟气质量Myຫໍສະໝຸດ Kg/kg10.73
10.38
12.00
12.15
12.81
13.02
空气预热器出口干烟气质量
Mgy
Kg/kg
10.81
10.56
12.38
12.84
%
14.35
14.69
12.84
12.35
11.17
10.67
空气预热器出口氮气含量
N2
%
80.67
80.71
80.51
80.45
80.28
80.23
空气预热器入口干烟气质量
Mgy
Kg/kg
10.26
9.91
11.51
11.66
12.33
12.53
空气预热器入口干空气质量
Mgk
Kg/kg
8.35
8.00
空预器的漏风率增大,会使排烟热损失增大,从而影响到锅炉效率。
据测算,1台300MW机组的空气预热器漏风率每减少1%,每年就能够节约120万元。漏风率每降低1%,煤耗会减少0.14-0.16g/kWh,漏风率每降低12%,锅炉效率提升1%。
所以,降低空气预热器的漏风率,对锅炉效率会有比较明显的提升。
2、冷、热端漏风系数对锅炉效率的影响
空气预热器位于锅炉的尾部烟道,其漏风系数的变化会直接影响排烟温度和烟气量。
对于空气预热器的冷端和热端,漏风系数的变化对其影响是不同的。对冷端而言,漏风影响排烟温度,同时会增加引风机电耗,而对于空气预热器热端而言,漏风系数变化不仅影响排烟温度,而且影响烟气余热的利用,造成一部分热量没有被利用直接排到大气中,从而使锅炉效率下降。所以,空气预热器漏风对于锅炉效率的影响应该分开其热端和冷端分别研究。
13.35
13.95
空气预热器出口干空气质量
Mgy
Kg/kg
8.89
8.65
10.43
10.89
11.55
12.14
漏入空气中带入水分
Mys
Kg/kg
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
空气预热器出口湿烟气质量
My
Kg/kg
11.29
11.04
12.88
13.35
13.85
14.45
空气预热器漏风率
q2=8.48%
q3=0.02%
q4=0.39%
q5=0.22%
q6=0.08%
从数据来看,锅炉热损失中,排烟热损失占得比例最多,占锅炉机组热损失的8.48%,占到所有热损失的92%左右。
影响排烟热损失的两个因素为(过量空气系数)和(排烟温度)。空预器漏风对排烟热损失的影响,也应从这两方面讨论:
1、漏风率对锅炉效率的影响
二、锅炉负荷与漏风率之间的关系
因为空预器漏风主要与泄漏系数K、间隙面积F、空气与烟气的压力差ΔP有关。当锅炉负荷降低的时候,送风机的出力也将降低,这时假设锅炉负荷降低到50%,风机的负荷是50%、泄漏系数K、间隙面积F不变,空气与烟气的压力差 ΔP(一次风与烟气侧冷端压差)也将减小(2000Pa<ΔP<7000Pa,ΔP取4500 Pa。根据公式(8)可以得出漏风量G1,当满负荷ΔP取7000Pa,可以得出漏风量G0。
13.68
12.14
11.94
空气预热器入口氮气含量
N2
%
80.76
80.83
80.63
80.61
80.40
80.37
空气预热器出口一氧化碳含量
CO
%
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
空气预热器出口氧量
O2
%
4.98
4.60
6.65
7.20
8.55
9.10
空气预热器出口二氧化碳含量
CO2
式中Q总是满负荷时的送风量, Q总1是半负荷是的送风量通过以上比较可得出半负荷时的漏风率要比满负荷时候高1.6倍.从上面的结论可以说明当锅炉负荷降低将使空预器的漏风率显著提高。(尤其是豪顿华空预器,在满负荷时漏风率最小,随负荷的降低,漏风率增大)。
以某电厂300MW机组不同负荷的实验数据,来进行分析:
表:#4炉漏风率试验数据
名称
符号
单位
330MW
230MW
165MW
甲侧
乙侧
甲侧
乙侧
甲侧
乙侧
空气预热器入口一氧化碳含量
CO
%
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
空气预热器入口氧量
O2
%
4.07
3.44
5.51
5.72
7.46
7.69
空气预热器入口二氧化碳含量
CO2
%
15.16
15.73
13.87
冷端漏风系数变化对锅炉效率的影响:
热端漏风系数变化对锅炉效率的影响:
从上图可以看出两条线的斜率不同,表明当空气预热器的冷端和热端的漏风系数变化相同的值时,热端锅炉效率的变化大于冷端,即锅炉效率降低较多,这说明空气预热器热端漏风对锅炉效率的影响大于冷端漏风的影响。这主要是因为当空气预热器的冷端漏风时,使得排烟温度降低,从而降低锅炉效率。而当空气预热器的热端漏风时,不仅使得排烟温度降低,同时被烟气加热后温度升高的空气没有进入炉膛参与燃烧而直接漏入到烟气侧,使得一部分热量被浪费掉,从而导致锅炉效率的下降值更大,所以空气预热器的热端漏风对锅炉效率的影响大于冷端漏风。
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