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【电厂指标】锅炉专业小指标解析及控制措施!
2025-08-282

锅炉专业小指标主要包括:热效率、过热汽温、过热汽压、再热汽温、排污率、炉烟含氧量、排烟温度、锅炉漏风率、飞灰和灰渣含碳量、煤粉细度合格率、制粉耗电率、风机耗电率、点火助燃用油等。

锅炉热效率

锅炉热效率(正平衡)是指锅炉输出热量占输入热量的百分比。锅炉热效率对机组热耗率影响较大,300MW等级机组为例,锅炉效率每提高1%,热耗率将减少1.24%。

提高锅炉效率措施

①加强吹灰管理,保持受热面清洁。当锅炉受热面上的积灰厚1mm时,锅炉热效率将会降低4%~5%。

②合理控制煤粉细度,降低飞灰含碳量。

③减少炉膛、烟道漏风。炉膛及烟道漏风均会导致锅炉效率降低。对于煤粉炉,炉膛漏风系数每增加0.1,锅炉效率降低0.4%。

④合理控制氧量。过剩空气系数越大,则排烟量越大,排烟损失越大。如果过剩空气系数过小,将会引起氧气供应不足,会造成化学不完全燃烧热损失增加。实际排烟氧量应在(最佳氧量±0.5%)范围内。

⑤加强保温是减少散热损失的有效措施。锅炉炉墙和热力管道的温度总是比环境温度高,所以部分热量就要通过辐射和对流的方式散发到周围空气中去,造成锅炉的散热损失。因此,应注意对阀门法兰等处的保温工作,有脱落和松动的保温层应及时修补。

⑥通过进行锅炉燃烧调整试验,确定锅炉的最佳运行工况。

⑦通过实现煤、风、负荷的自动协调控制,或根据负荷变化及时进行必要的工况调整,实现燃烧过程的最优化。

⑧控制入炉煤湿度。煤的含水量过大,不但降低炉膛温度,影响燃烧,而且还会造成排烟热损失的增加。燃料含水量每增加1%,热效率便要降0.1%。

⑨严格控制汽水品质。如果锅炉汽水品质较差,会使锅炉受热面的金属内壁造成腐蚀和结垢现象。受热面结垢将导致热阻增大,影响传热,降低锅炉热效率。水垢的热导率约为钢板热导率的1/30~1/50,如果受热面上结1mm厚水垢,锅炉燃料消耗量要增加2%~3%。

⑩防止漏水冒汽。锅炉上的法兰、阀门等处容易出现漏水、冒汽现象,导致工质损失和热量损失。

?提高入炉空气温度。保障空气预热器的正常运行,可以提高入炉空气温度,有利于缩短煤的干燥时间,促进挥发分尽快挥发燃烧,并可提高炉膛温度,加强辐射传热。一般情况下,入炉空气温度增加50℃,可使理论燃烧温度增高15~20℃,节约燃料2%~3%。

锅炉主蒸汽压力

锅炉主蒸汽压力是指锅炉末级过热器出口的蒸汽压力值,单位:MPa

锅炉主蒸汽压力波动过大将直接影响锅炉和汽轮机运行的安全性和经济性。主蒸汽压力下降将使蒸汽的作功能力降低,当外界负荷不变时,汽耗量必然增大,随之煤耗将相应增加。有资料表明主蒸汽压力较额定值1MPa时,机组热耗将增加0.6%左右。同时,由于汽轮机的轴向推力增加,容易造成推力轴承过载,发生轴瓦烧坏事故。

主蒸汽压力过高,将使锅炉、汽轮机、主蒸汽管道的机械应力加大,危及其安全。当安全门发生故障不能及时起阀时,可能导致发生爆破事故。如果安全门经常动作,不但会因为高温高压汽体大量排放而造成工质和热量损失,还容易引起阀门关不严,造成经常性的泄漏损失。

机组运行时,锅炉主蒸汽压力的调整,就是在满足外界电负荷需要的同时,始终保持锅炉蒸发量与汽轮机汽耗量之间的平衡。为了保证机组的安全经济运行,锅炉可在高负荷运行时采用定压运行方式,低负荷时采用滑压运行方式,当负荷低到规定值时改为定压运行,即采用定-滑-定的复合运行方式。

对于汽包锅炉,主蒸汽压力的调节是通过调节燃烧(改变燃料)来达到的。对于直流锅炉,主蒸汽压力的调节主要是通过改变给水量实现的。在给水量不变的情况下,燃烧的调整只对汽温改变起作用,而无法实现对压力的改变(当然在燃烧调整时会短暂影响汽压,很快会恢复原压力状态)。

锅炉主蒸汽温度

锅炉主蒸汽温度是指锅炉末级过热器出口的蒸汽温度值,单位:℃。锅

主蒸汽温度过高,会使工作在高温区的金属材料强度下降,缩短锅炉、主蒸汽管道和汽轮机的使用寿命。当严重超温运行时,有可能引起过热器爆管。

主蒸汽温度低于额定值时,蒸汽作功能力将下降,使汽轮机的汽耗、热耗增加,从而使机组的热经济性降低。对于超高压以上机组的主蒸汽温度每降低10℃,机组热耗将增加0.3%。主蒸汽温度过低,将导致汽轮机末几级蒸汽湿度增加,不仅降低汽轮机的内效率,还会加剧对叶片的冲蚀作用,降低叶片的使用寿命,甚至发生水冲击。当主蒸汽温度降低过快时,会使汽轮机的部件冷却不均,引起摩擦和振动。如果主汽温度突降达50℃,必须打闸停机。

机组运行时,在任何负荷工况下,锅炉应以汽轮机高压主汽门前的蒸汽温度达到设计的额定值为准,允许波动范围通常为额定温度±5℃。

对于汽包锅炉,主蒸汽温度调节以蒸汽侧为主,也可以采用烟气侧与蒸汽侧联合调节方式。对于直流锅炉,主蒸汽温度调节比较复杂。在湿态工况下,其调节方式与强制循环汽包炉是基本相同。在干态工况下,汽温调节的主要方式是调节燃料量与给水量之比,辅助手段是喷水减温或烟气侧调节。

锅炉再热蒸汽压力

锅炉再热蒸汽压力是指锅炉末级再热器出口的蒸汽压力值,单位:MPa。再热蒸汽压力是随机组负荷变化而变化的一个参数,机组负荷增加其数值相应增加。

再热蒸汽由汽轮机的高压缸排出,经再热蒸汽冷段管道进入再热器,然后经过再热蒸汽热段管道进入中压缸。再热蒸汽在流动过程会产生压力损失,称之为再热蒸汽压损。正常运行时,再热蒸汽压力随机组负荷(高压缸蒸汽流量)的变化而变化,再热蒸汽压损也随高压缸蒸汽流量的变化而不同。再热蒸汽压损的大小对机组热经济性的影响较大,每增加1%,机组热耗将增加0.1%~0.15%。

如果再热器压损不正常地升高,将导致机组热经济降低,应及时查明原因予以处理。

锅炉再热蒸汽温度

锅炉再热蒸汽温度是指锅炉末级再热器出口的再热蒸汽温度值,单位:℃。锅炉再热蒸汽温度也是决定火电厂运行热经济性的最主要参数之一,与主蒸汽温度一样对机组运行的安全和经济性有较大影响。再热蒸汽温度每降低10℃,机组热耗将增加0.25%。

机组运行时,在任何负荷工况下,锅炉应以汽轮机中压主汽门前的再热蒸汽温度达到设计的额定值为准。

再热蒸汽温度调节主要采用烟气侧调节,尽量不用喷水减温。因为喷水减温会增加中、低压缸蒸汽流量,从而降低机组的热经济性。

锅炉排烟温度

排烟温度是指锅炉末级受热面(一般指空气预热器)后的烟气温度,单位:℃。对于锅炉末级受热面出口有两个或两个以上烟道,排烟温度应取各烟道烟气温度的算术平均值。

排烟温度越低,排烟损失越小,但是在设计中要降低排烟温度必须增加锅炉尾部受热面,这就需要增加投资和金属消耗量。如果排烟温度过低,达到烟气露点温度,则烟气中的硫酸蒸汽会凝结在空气预热器的壁面上,形成低温腐蚀。燃用含硫量多的燃料时,这种低温腐蚀更加剧烈,排烟温度的高低应通过技术经济比较来确定,对于大容量的锅炉,排烟温度一般要在110~160℃之间。

排烟温度升高会使排烟热损失增大。排烟温度每升高1℃,将使锅炉效率降0.05%~0.06%。因此应及时对空气预热器及受热面吹灰,防止受热面结渣和积灰。有实践证明次声波吹灰和气脉冲吹灰器的吹灰效果不如采用蒸汽吹灰器。

排烟温度高低与锅炉的负荷、煤质、燃烧工况、漏风量、尾部受热面积灰、给水温度、送风温度、炉膛出口过量空气系数、尾部受热面面积和运行操作等因素有关,它们之间既相互联系,又单独作用。分析如下:

①煤质。煤的低位发热量越低,收到基水分含量越大,排烟温度越高。灰分增加,硫分增加,都会使尾部受热面积灰加重,使传热减弱,从而使排烟温度升高。

②漏风。漏风包括炉膛漏风、制粉系统漏风和烟道漏风。在炉膛出口过量空气系数一定的情况下,炉膛漏风、制粉系统漏风由于不经过空气预热器直接进入炉膛,导致进入空气预热器空气量减少,流速降低,传热系数和传热量下降,最终导致排烟温度升高。计算表明:炉膛漏风和制粉系统漏风总系数与排烟温度近似成线性关系,一般漏风总系数每增加0.01,排烟温度就会升高1.3℃左右。

③受热面积灰。受热面积灰使烟气与受热面之间的传热热阻增加,传热系数降低,烟气放热量减少,排烟温度升高。空气预热器堵灰,一方面使预热器的有效传热面积减少,另一方面使堵灰处的烟气速度降低,而其他处的烟气速度迅速提高,二者都将使烟气的放热量减少,排烟温度升高。实践表明,受热面积灰可影响排烟温度10℃左右。

④给水温度。机组负荷的变化或高压加热器的投、停,会引起给水温度的明显变化。给水温度的变化会影响省煤器的传热量,最终影响到排烟温度。在设计给水温度士20℃范围内,给水温度每升高1℃,排烟温度将升高0.31℃左右。

⑤炉膛出口过量空气系数。炉膛出口过量空气系数增加具有两方面的作用:一方面使通过空气预热器的空气量增加,从而增加其传热量,降低排烟温度;另一方面使流过对流受热面的烟气量增加,导致排烟温度升高。两者作用总的结果使排烟温度稍微升高一些。实践证明炉膛出口过量空气系数在正常范围内变动,对排烟温度影响不明显。经计算,炉膛出口过量空气系数每增加0.1,排烟温度升高1℃左右。

⑥省煤器受热面面积。锅炉尾部受热面积不足,排烟温度就会超过设计值。在实际应用中,经常会出现省煤器受热面不足、排烟温度过高的问题。

锅炉氧量

锅炉氧量是指锅炉运行时烟气中氧的容积含量百分比,单位:%。

氧量表指示不准的问题比较普遍,一是疏于校验,二是氧量表的测点不具有代表性(一般每侧选取1到2点),三是氧量表附近有漏风点。

如果氧量表指示不准,运行人员就无法进行适当的燃烧调整,降低了锅炉效率。因此应定期对氧量表进行校验,减少氧量测点处的漏风,提高氧量显示的准确性。

炉膛出口氧量每变化1%(偏离最佳氧量),超高压以上锅炉的热效率要降0.35%左右,发电煤耗要上升1.39g/(kW·h)左右。例如某电厂锅炉最佳氧量为5%,当锅炉出口氧量为6.1%时,锅炉效率降低0.37%。

对于一般固态排渣煤粉炉,其炉膛最佳氧量(最佳过量空气系数所对应的氧)应在3.5~4.2范围内。

空气预热器漏风率

空气预热器漏风率是指漏入空气预热器烟气侧的空气质量流量与进入空气预热器的烟气质量流量之比,单位:%。

空气预热器漏风的主要危害是:空气预热器漏风将使部分空气直接进入烟道,导致排烟量增加,使引风机的电耗增大。当漏风量过大超过了送风机的负荷能力时,会造成燃烧风量不足,以致被迫降低锅炉负荷,直接影响锅炉的安全经济运行。

解决空气预热器漏风的主要措施:

①采用特殊管材的管式空气预热器或热管式空气预热器。这些空气预热器虽然漏风率很低,但是由于使用寿命短,不宜安装,且器内积灰清除困难,因此在大容量电站锅炉上受到限制。

②对于回转式空气预热器,当前降低漏风方法主要有两种:一是采用增加径向、轴向密封;二是设置自动跟踪调整密封系统。

飞灰(炉渣)含碳量

飞灰(炉渣)含碳量是指飞灰(炉渣)中碳的质量百分比,单位:%。

飞灰含碳量和炉渣含碳量决定了机械不完全燃烧热损失,但是对于煤粉锅炉由于炉渣的数量很小,不足总灰量的10%,所以炉渣含碳量对锅炉效率影响很小。

飞灰(炉渣)含碳量除与燃料性质有关外,还与煤粉细度、煤粉均匀性、过量空气系数、炉膛温度、风粉混合程度等因素有关。

煤粉炉的飞灰含碳量一般控制在4%以下;流化床锅炉的飞灰含碳量一般控制在7%以下。飞灰含碳量每降低1%,锅炉效率约提高0.31%。

降低飞灰含碳量的措施:

①安装高质量的飞灰含碳量在线监测装置和煤质在线监测装置,可以使运行人员根据煤质和飞灰含碳量大小及时调整一、二次风的大小和比例。

②调整煤粉细度到合理范围。

③对于挥发分低的煤种,在制粉时要尽可能磨得细一些,并采用较高的燃烧温度,以利于煤粉的燃尽。

锅炉排污率

锅炉排污率是指锅炉运行中排污量与锅炉实际蒸发量的百分比,单位:%。

汽包锅炉排污分定期排污和连续排污。连续排污管的入口设在汽包蒸发水面之下,沿汽包全长布置。通过连续排污可以不间断地放掉一部分含盐浓度较高的锅水,从而有利于保证蒸汽品质。

提高排污率可有效提高蒸汽品质,但同时会导致热损失增加。每增加1%的排污量,约使热耗率升高0.35%~0.4%。

锅炉连续排污,是为了保证锅水中总溶解固形物不超过允许水平,以防设备结垢或损坏。

煤粉细度及煤粉细度合格率

煤粉细度是指将煤粉用标准筛筛分后留在筛上的剩余煤粉质量占所筛分的总煤粉质量百分比,单位是:%。

煤粉越细,单位质量的煤粉表面积越大,加热升温、挥发分的析出速度越快,着火及燃烧反应的速度也就越快,从而使着火容易,燃尽所需时间短,机械未完全燃烧热损失降低,锅炉效率增加。反之较粗的煤粉虽可使磨煤机电耗减少,但是不可避免地会使炉内机械未完全燃烧热损失增大。随着煤粉细度的增加,机械未完全燃烧热损失逐渐增加,而磨煤机电耗则逐渐减少。所以磨煤时应选用一个合适的细度,即最佳煤粉细度。

煤粉细度的控制原则是:在不引起着火不稳,大渣与飞灰可燃物不明显升高,也没有过、再热器超温的情况下,R90可适当的放大;通常情况下,采用钢球磨的R90不要低于6%,采用中速磨煤机的R90不要低于10%。

煤粉细度合格率是指煤粉细度合格次数占全部取样次数的百分比,单位:%。合格煤粉细度是指实际煤粉细度在最佳煤粉细度±5%范围内。

影响煤粉细度的主要因素:

①燃料的燃烧特性。挥发分高、发热量高的燃料一般容易燃烧,煤粉可粗一些;燃用挥发分低的煤,为了有利于着火和燃尽,煤粉应磨得细一些。

②磨煤机和分离器的性能。性能好的磨煤机和分离器可使成粉的均匀性好,即使煤粉粗一些也能燃烧的比较完全。

③燃烧方式。对于燃烧热负荷很高的锅炉,如液态排渣炉、旋风炉,煤粉可适当粗一些。

④锅炉负荷。在锅炉低负荷运行时,由于炉膛温度低,为了稳定燃烧工况,需要将煤粉磨得细一些;而在锅炉高负荷运行时,则煤粉可磨得粗一些。

锅炉最低不投油稳燃负荷率

锅炉最低不投油稳燃负荷率是指在设计煤种和合同规定条件下,锅炉不投油助燃的最低稳定燃烧负荷与锅炉最大连续负荷(BMCR)之比,简称最低稳燃负荷率。

每台煤粉炉有可能具有三个不同定义的最低不投油稳燃负荷率数值:

①设计保证值:锅炉制造厂保证的数值;

②试验值:在设计煤种及正常工况条件下经持续4~6h稳定运行(无局部灭火及炉膛负压大幅度波动现象),试验可达到的最低数值;

③可供调度值:考虑到日常入炉煤质波动及设备状态和控制水平、火焰检测系统的可靠性等条件后,由业主规定的调度用可控负荷的实际运行数值。

锅炉最低不投油稳燃负荷率越低,越有利于节省助燃用油,具体措施:

点火用油量

锅炉点火多用重油或重柴油,采用专门的雾化器将燃油雾化后喷入炉内,再用电弧点燃形成燃烧火炬,作为引燃煤粉气流的火源。点火期间所消耗的油量,叫做点火用油量。

减少点火用油量的措施:

①逐步推行机组状态检修,以减少机组大、小修次数,节约机组点火、停炉用油。

②应全面实施检修作业的标准化,提高机组检修质量,降低机组非计划停运和降出力。

③采用中压缸启动,缩短机组启动时间,提高调峰能力,也相应地减少了小机组启、停次数,有效地减少了机组启、停用油量。

④加强运行管理,积极采用有利于节油的机组启、停方式:

a.有条件的机组冷态启动时,应投入锅炉底部蒸汽加热,以减少锅炉点火初期的用油。

b.机组正常停止运行时,应尽量采用滑参数停机,以减少启、停用油量。

c.充分利用机组的最大连续出力(MCR)和最低稳燃能力,探索深度调峰方案,减少机组启、停调峰次数,节约点火用油。

⑤应根据实际情况,积极采用微油点火技术和无油点火技术对现有的点火燃油系统进行改造。

助燃用油量

在锅炉运行过程中,常常由于煤质、减负荷或其他原因造成燃烧不稳定,若处理不及时或处理不当就会进一步发展成锅炉灭火事故。燃烧不稳和灭火对锅炉经济性和安全性影响很大,有时还会造成人身伤亡或设备的严重损坏。因此当发现燃烧不稳时,应立即投入助燃油枪助燃,稳定燃烧并防止灭火。

减少助燃用油量的主要措施:

①加强运行监督和现场看火,及时根据仪表指示的变化情况进行燃烧调整,以保证燃烧工况良好。

②防止断煤粉、断风的现象发生,一旦发现应及时处理,防止扩大。

③注意煤种变化,做到随变随调,如果煤质明显变化要及时通知锅炉值班员和值长,并及时调整掺配煤的比例和煤种。

④吹灰、除焦一定要取得锅炉值班员的密切配合,并按运行规程进行操作。

⑤尽量减少锅炉结焦,以避免落焦等干扰造成锅炉灭火。

⑥保证风煤配合适当,以及一、二次风的风速比适当。

⑦对燃用劣质煤的锅炉,敷设稳燃带可以提高炉内温度水平,改善锅炉低负荷的稳燃条件。

⑧选择合适的燃烧器,如华中理工大学的钝体类燃烧器、引进美国技术的浓淡燃烧器、清华大学的煤粉浓缩预热型燃烧器,以提高稳燃能力。

⑨提高检修质量和运行操作水平,提高机组运行可靠性,降低机组非计划降出力次数。

⑩根据煤质情况,在满足带负荷的前提下尽量将煤粉磨细,一方面可以降低飞灰可燃物,提高锅炉效率;另一方面可增强炉内燃烧稳定性,减少助燃油消耗。

(送)风机单耗、耗电率

(送)风机单耗是指在计算期内锅炉生产单位蒸汽引(送)风机消耗的电量,单位:(kW·h)/t。引(送)风机耗电率是指统计期内引风机消耗的电量与机组发电量的百分比,单位:%。

(送)风机耗电率与其效率、风门开度、风道阻力以及空气预热器漏风率有关。引(送)风机耗电率为全部厂用电的22%左右,单耗一般在3.0~5.0(kW·h)/t之间。降低引(送)风机耗电率的措施包括:

①消除烟道和风道的漏风。

②及时清除省煤器、空气预热器受热面积灰。

③尽量减少风道、烟道上的挡板或闸门。

④使电动机容量尽量与风机相匹配,避免出现大马拉小车现象。采用高效电动机和变频电机。

⑤选用高效风机,当风机效率低于75%时,应进行节能改造。

⑥通过试验,在机组低负荷时,实现单台送(引)风机运行,降低风机电耗。

磨煤机单耗、耗电率

磨煤机耗电率是指发电过程中磨煤机耗用的电量与相应机组发电量的比率,单位:%。与煤质、煤的可磨性系数、磨煤机运行经济性等有关。

通常磨煤机耗电采用磨煤机单耗来考核。磨煤机单耗是指计算期内制粉系统每磨制单位数量的煤粉磨煤机所耗用的电量,单位(kW·h)/t。

降低磨煤机单耗的措施包括:

①钢球磨煤机和风扇磨煤机均有很大的空载损失,因此应尽量使其满负荷运行。从磨煤机满负荷运行的观点来看,储仓式制粉系统最为理想。

②确定最合适的钢球装载量,定期填加钢球。在钢球磨煤机运行2500~3000h后要清理一次,将小于15mm的钢球及其杂物除掉。

③磨煤机系统的漏风会降低磨煤机出力,而使单位耗电量增加。因此,在运行中应注意堵塞漏风,把制粉系统的漏风率要控制在规定范围内。

④磨煤机的耗电量随着煤粉细度的增加而增加,所以应通过试验确定最佳的煤粉细度。

⑤进入磨煤机的煤块越小,耗电量越低,但碎煤机的耗电量增加,试验证明碎煤机比磨煤机省电,因此应尽量利用碎煤机破碎煤块,进入磨煤机的煤质粒度不应大于300mm

⑥煤的水分过多会引起较细的煤粒粘在钢球表面上,或者被中速磨煤机压成煤饼,以致磨煤机出力大为降低,耗电量增加,因此应限制煤的水分在12%以下。

⑦作干燥剂用的烟气温度高,煤的可磨性系数高,均可降低风扇磨煤机的耗电量。

⑧煤中“三块”(石块、铁块、木块)对中速磨煤机出力影响很大,应采取措施清除煤中“三块”,减少耗电量。

⑨由于风扇磨煤机的打击板磨损,会降低磨煤机出力30%~40%,致使耗电量增加。打击板的使用寿命一般可达1000h左右,因此应经常检查、监视磨煤机打击板的磨损情况。

⑩煤质太硬和灰分过多会导致金属磨损加剧,影响中速磨煤机的出力,使耗电量增加。所以煤质越差,磨煤单耗越大。

?选择合适的钢球尺寸和配比。例如某电厂通过制粉系统优化试验,确定钢球规格为30/40mm,配比为35%/65%。

制粉系统单耗

制粉系统单耗是指制粉系统(包括磨煤机、给煤机和排粉机)在计算期内每磨制单位量的煤粉所消耗的电量,单位:(kW·h)/t。

降低制粉系统单耗的主要措施有:

①利用大修期筛选钢球,定期添加钢球,降低制粉电耗。

②制粉系统采用料位自动监控、仿真等技术,实现制粉系统经济运行,提高制粉系统出力。

③做好制粉系统维护工作,减少制粉系统漏风。

④通过试验核实和确定磨煤机最佳通风量。

⑤通过试验核实和确定最佳煤粉细度。

⑥及时清理木屑分离器等设备,降低制粉系统阻力。

⑦控制好磨煤机进、出口温度。

⑧中速磨煤机的上盘压紧弹簧,应通过出力试验确定,并在运行中加强监视。

⑨加强制粉系统的运行管理与维护,例如吸潮阀、绞笼下粉插板、锁气器、木块分离器等的管理与维护均应形成制度。

⑩对制粉系统的运行方式进行全面的优化调整,选择合理的排粉机的运行方式和磨煤机运行方式等。

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