炉膛烟气压力分布以及对锅炉运行的影响

炉膛烟气压力分布以及对锅炉运行的影响

　2=SimSun北京国电华北电力工程有限公司贾健鹏煤粉锅炉般采用平衡通风法，即锅炉配有送风机和吸风机。运行中送风机和吸风机均开启，保持炉膛顶棚受热面之下12处负压值为2030使整个炉膛处于负压状态，从而防止炉内烟气向外泄漏。在运行中炉膛内的烟气自下向上流动，而后流入烟道，从烟气的绝对压力而言，自然是下部压力高于上部压力，否则不可能产生自下向上的流动，下部压力与上部压力的差值即为炉膛内的烟气阻降，这阴降是靠风机和烟囱的自拔风来克服的。炉膛下部压力比上部压力高，下部压力究竟是负压还是正压，这是我们要研究的问。

　　很多锅炉运行的实践明，炉膛上部向外冒烟漏灰，而炉膛下部则从看火孔冷灰斗不严密处向炉内漏入冷风，为了解释清这些问，必须阐明炉膛沿高度方向的负压分布状态。

　　所谓炉膛负压实质上是炉膛内测点处烟气的绝对压力比该测点标高处大气压力所低的数值，即为相对值。然而，大气压力沿大气层高度不同而不同，海拔高度越高大气压力越低，在低海拔地区，海拔高度每提高1以，大气压力约下降12按这数值计算若炉膛高度为50，炉顶标高处的在气压力就比炉底约低600锅炉若在冷态下，炉内不流动，送风机吸风机均关闭，各标高层炉内炉外压力相同，即炉内外无压差。反之，若在热态运行中，炉内烟气处于高温状态，烟气密度低于冷空气密度，且又处于流动状态，炉内外便出现了压差。

　　般常规煤粉炉炉膛及屏式受热面区的平均烟气流速仅578，平均烟气密度0.20.25啤3，如果炉膛断面大，例如20084锅炉的炉膛断面达3604002，当量直径达1920，摩擦阻力系数非常小，炉膛的每米沿程阻力般不超过0.因此炉膛内的流动阻降可忽略不计。

　　炉膛下部负压大，上部负压小，其决定因素是炉外冷空气柱与炉内高温烟气柱之间有密度差，气柱重量不同所造成的。根据计算若炉膛上下平均烟气温度为1300工平均烟气密度为0.22啤3，冷空气密度为1.2啤若炉膛高度为50以，炉顶为零压，锅炉冷灰斗处负压值高达480由于炉膛负压沿整个炉膛高度基本呈线性分布，下部负压大，上部负压小，这给锅炉运行带来些特殊问，这些问需在制造设计及系统设计中加以解决。

　　些在锅炉在运行中炉顶冒烟漏灰，尤其是在400th以上的大型锅炉泄漏现象更加突出，炉顶大量冒烟漏灰在厂房内造成严重粉尘及有害气体的污染，直接影响人身健康和设备的安全。在制造厂和安装检修中，从炉顶设计及保温密封上采取了很多办法，但是炉顶密封材料在高温烟气作用下老化很快，使用寿命难以超过年。造成炉顶冒烟的根本原因在于炉膛负压测点的位置选择不当，将炉膛负压测点置于屏式过热器下部距离炉顶10以处屏式过热器区域烟气温度高达1000以上，10的冷热空气柱之间的压差将有90 100也就是说，至少要保持屏区下部负压值为1003才能炉顶处的炉内绝对压力与同标高处的大气压力致，如按般锅炉运行规程要求，仍然保持屏区下部负压值为2030则锅炉顶部将出现7080的正压值。国内型锅炉包括些进口锅炉，炉膛负压测点均布置偏低，特别是大型锅炉均装有屏式过热器，有的将炉膛负压测点布置在屏式过热器下部，运行中虽然提高了负压值，但仍难免造成炉顶向外冒烟漏灰。要想从根本上解决这问，必须将负压测点置于距离炉下12处在运行中保持该处负压值为2030汴使整个炉膛处于负压工况，从而防止炉内烟气向外泄漏。

　　些锅炉炉膛负压测点位置偏低，在测点位置改正前，可采取适当提高负压值运行的措施来防止炉顶冒烟，可参考下式计算，锅炉周围空气的平均密度，啤3，可用下式计算其中，0标准状态下气压1013253温度0，空气的密度，啤爪3；化周围空气的平均温度，气压计指的大气压力，3 97炉膛上部烟气平均密度，啤以3；可用下式9；标准状态下气压1013253温度0，空气的密度，哨爪3；炉膛上部烟气平均温度，1 20保持炉顶下1米处的烟气负压值，3由于烟气密度，7与炉内烟气温度有关，锅炉从态点火至额定负荷，炉内的烟气温度和密度变化很大，低负荷时，7大，高负荷时，7小，因此运行中需保持的负压值3不是定值，而是随负荷增加而提高，此种做法在运行中难以掌握，难免造成炉顶向外冒烟，也可能因负压过大造成漏风或燃烧不稳。为此，建议采取及时更正炉膛负压测点位置的办法来解决这问。

　　塔型锅炉的炉膛负压测点虽然布置在炉顶下数十米处，2，但是这种锅炉的炉膛出口至炉顶间布置了大量水平式对流受热面。烟气流过这些受到很大阻力，压降可达10003以上，比因冷热气柱密度不同所造成的压差值高许多，流动压降起主要作用，炉顶处于负压状态，般不存在炉顶冒烟漏灰现象。但是也有些塔式炉，因过分考虑对流受热面的磨损问。过热器再热器省煤器受热面的烟气速度很低，烟气流动阻力过小，受热面的阻降比因冷热气柱密度不同所形成的压差值低，这样就造成了部分或全部受热面区域出现正压，造成水平受热面穿墙管部位向外冒烟漏灰，要解决这问同样可以采取提高负压测点位置的办法，即可以将炉膛负压测点置于某两级受热面之间的检修空间部位，2，保持该处负压值为2030汗以保证整个锅炉为负压状态。

　　炉膛负压测点位置上移后，保持炉顶及锅炉上部均为负压，改善了炉顶炉墙以及些相关设备，等的工作条件。但是锅炉炉膛中部及下部的负压值提高很多，如670锅炉下部冷灰斗处的负压将从200提高到300这必然会给锅炉的运行带来些新问，也应加以解决。

　　3锅炉上层燃烧器与下层燃烧器有标高差，在进行燃烧调整时应注意到，上层燃烧器标高处的炉膛负压低，内外压差小；下层燃烧器标高处的炉膛负压高，内外压差大。各层燃烧器标高处的炉膛负压值不同，各层燃烧器若保持相同的风压，风量将有差异，特别是大型锅炉最上层与最下层燃烧器标高相差十几米，所对应的炉膛负压值相差100150汴为保证下各层燃烧器风量合理，应通过风量测量来确定各层燃烧器的风压值。此外，建议在进行应通过次风分配计算时，也应考虑这压差值。

　　1首先应解决的问是锅炉下部冷灰斗与炉膛联结处的漏风问。般炉膛是靠大板梁悬吊，而冷灰斗是座于地基上，炉膛与冷灰斗的联结是靠水封槽密封，在锅炉设计中水封槽的高度除应考虑锅炉受热面最大膨胀量外，还应考虑到因炉外压力高于炉内压力所产生的附加水柱高度，3所，并应有足够的裕量。在系统设计中应保证水封槽用水有可靠的工业水源，随时都可补水，在运行中应保证水封槽的水位，既不能使水位过低或无水造成大量空气从水封槽中漏入炉膛，也不能使水位过高，在炉外与炉内的压差作用下，使大量水流入冷灰斗，造成水资源的浪费。

　　2当炉膛负压提高后，燃烧器的次风若仍维持原有风压运行，次风测点处的空气压力与炉膛烟气压力之间的压差将增大，风速风量将增加，因此，必须通过燃烧调整，相应降低次风压，维持风量不变。些大型锅炉次风均有风速测量装置，这给运行带来了很大方便，只要次风维持原值，炉膛出口氧量不变，就不会造成燃烧不稳和火焰中心上移等问。

　　4大型锅炉燃烧器均与炉膛水冷壁焊接体，锅炉运行中，燃烧器随炉膛水冷壁向下膨胀，其膨胀量可达150200，燃烧器与次风道的联结必须考虑可靠的膨胀节，否则燃烧器与风道被拉裂造成大量冷风漏入炉膛风粉混合物向外泄漏，特别是炉膛负压提高后，这问更加严重。

　　5炉顶保持负压后，炉顶不严密处虽然不向外冒烟漏灰了，但炉外冷空气有可能沿不严密外漏入炉内，同时也应考虑到锅炉点火及低负荷运行时，或因其他原因造成燃烧不稳，炉膛压力波动，炉顶仍有可能短时间出现正压。因此，对炉顶的设计仍不能降低要求，如顶棚管采用全金属密封，炉顶保温所用材料也不能过分降低，以保证所有穿墙管均能密封，使其不漏。

　　些锅炉因对流受热面堵灰严重，吸风机压头锅炉压力容器安全阀排汽量计算方法分析甘肃兰州第热电厂张洪瑜甘肃省电力试验研究所唐齐德张昕此通过对些锅炉压力容器安全阀排汽量的典型计算，查明了计算中误差的原因是有的引用标准不合理有些是计算公式的参数取用不当。提出在以后锅炉压力容器技术登录中，必须采用锅炉压力容器所对应的标准所推荐的安全阀排汽量公式进行计算，才能有效解决目前在安全阀排汽量校核计算中的误差，确保锅炉压力容器的安全运行。

　　锅炉压力容器所用安全阀的排汽量必须大于它的安全泄放量，只有这样，才能保证锅炉压力容器超压时，安全阀开启后能及时把汽体排出，避免容器内的压力继续升高。

　　安全阀排汽量，应该由制造厂提供额定排量系数，乘以理论排量而获得，而额定排量系数是要通过安全阀性能和至少8次以上排量试验而获得。

　　但较早投入运行的锅炉压力容器的安全阀，多数缺乏制造厂提供的额定排量系数，同时由于我国没有统的安全阀试验标准，因此制造厂提供的排量系数也不尽完善。所以各规范都推荐若干计算排汽量公式。如原机械部弹簧式安全阀劳动部蒸汽锅炉安全技术监察规程原能源部和机械电子工业部电站压力式除氧器安全技术规定原电力部电力工业锅炉压力容器监察规程和火力发电厂汽水管道设计技术规定，815089高压加热器制造技术条件以及由国家质量技术监督局最新颁布的压力容器安全技术监察规程都给出了安全阀排量计算公式，并且各自采取形式及数值不够，为了维持锅炉出力，强制送风使锅炉经常处于正压运行些锅炉的回转式预热器的传热元件堵灰不均匀，各通道的实际通流面积不致，在旋转过程中导致送风量和炉膛压力周期摆动；还有些锅炉因煤斗经常发生堵灰，或因给煤机给粉机选型不当，运行不正常，使其给煤量直吹系统或给粉量中储系统不均，造成燃烧不稳，炉膛压力大幅度波动。对于这些问，单靠提高炉膛负压运行的措施并不能从根本上解决问。

　　总之，炉膛负压是锅炉运行中的个重要参数，同时，实测或近似计算炉膛沿不同标高的负压分布也很重要。通过分析这些数据可以帮助解决系列运行中和设备上存在的问，积累这些经验也可为今后制造及系统设计提供依据