燃煤电厂锅炉热一次风加热器的研制及开发.pdf

然煤 电厂 锅 炉 热 一 次 风 加 热 器 的研 制 及 开 发 王春 昌 西安热工研究院有 限公司， 陕西 西安7 1 0 0 3 2 摘 要 简要分 析了大容量高参数锅炉制粉系统掺 人大量冷风的原因 ， 及 引 起 的锅 炉 排 烟 温 度 升高 幅 度 ．重 点推 荐 一 种 旨在 消 除 制 粉 系统 掺 入 并分析 了其作用 、优势 及局限 。分析认为 制 粉系统掺 入冷风是造成大容量锅炉排烟温度高的重要原因之 一 ，应用热一次风加热器技术 可大 幅度减 少制粉掺入 的冷风量 ，甚至将其减小到 0 ，进而有效地降低锅炉 排炯温度 同时 ，热一 次Jx L 加热 器技 术可通过其冷却 介质流量的调节 ，在 2 0℃的范 围内调节锅 炉排烟温 度 ，部 分起到暖风器或热 风再循环 系统的作用 ，减少后者的投运 时间，在各种降低排烟温度 的措施 中，这 一 作』 _ }j 是热 一次 x l L 1 热器所独有的 关键 词 热 一 次 风加 热 器 ；冷风 ；排 烟 温 度 ； 中 图分 类 号 T K2 2 3 ．2 6 文献 标 志 码 制 粉 系 统 ；暖 风器 ；热 风再 循 环 ；调 节 A 文 章 编 号 1 0 0 4 9 6 4 9 2 01 1 0 1 0 0 5 6 04 目前 ． 燃 煤 机 组 锅 炉 ． 特 别 是 超 临 界 参 数 的 大 容 ．其 锅 炉 排 娴 温 度 大 都 高 出 其 设 计 温 度 。 造 成 啡烟 温 度 普 遍 偏 高 的 原 冈 较 多 ． 其 中 ． 具 有 共 性 题是 制 粉 系 统 掺 人 大 量 的 冷 一 次 风 这 是 造 成 欠风 量 减 少 、 空 气 预 热 器 换 热 效 率 降 低 即 吸 热 ． 并 引 起 排 烟 温 度 偏 高 的 一 个 重 要 原 因 。 洚低 锅 炉 排 烟 温 度 是 降 低 机 组 供 电煤 耗 的 重 要 之一 ． 在 锅 炉 排 烟 温 度 高 于 设 计 值 时 更 是 如 此 。 ．通 过 减 少 制 粉 系 统 冷 风 掺 人 量 来 降低 锅 炉 排 蔓 的 相 关 技 术 研 究 尚 未 见 报 道 。 这 里 介 绍 一 种 欠风 加 热 器 装 置 ． 旨 在 通 过 该 装 置 减 少 或 取 消 系统 的 冷 风 掺 人 量 ． 以 消 除 该 问 题 及 其 相 关 弊 低 或 调 节 锅 炉 排 烟 温 度 、、 对于 燃 煤 锅 炉 ． 在 燃 煤 已 定 、 锅 炉 出 力 及 运 行 氧 分数 已 定 的 情 况 下 ．通 过 空 气 预 热 器 的 烟 气 量 的 ． 进 入 炉 膛 的 空 气 量 是 一 定 的 。 这 时 影 响 流 气预 热 器 风 量 的 主 要 因 素 是 炉 膛 漏 风 和 掺 入 制 究的 冷 风 。 目 前 ． 炉 膛 漏 风 问 题 已 得 到 了 有 效 解 一 步 降 低 的 可能 性 非 常 小 在 现 有 的 锅 炉 风 烟 系 牛下 ． 制 粉 系 统 掺 冷 风 的 问 题 也 无 法 消 除 。 这 就 是 行 规 程 对磨 煤 机 入 口风 温 的 严格 规 定 暗 含 在 出 分 温 度 的 规 定 之 中 。因 此 ， 当磨 煤 机 入 口风 温 高 于 规 定 值 时 ．制 粉 系 统 就 不 得 不 设 法 降 低 其 入 [ j 风 温 来 保 证 制 粉 系 统 的 安 全 运 行 随 着 火 力 发 电 厂 机 组 参 数 的 提 高 ．锅 炉 给 水 温 度 随 之 提 高 ．空 气 预 热 器 入 口炯 温 也 随 之 提 高 。 为 此 ．在 排 娴 温 度 与 低 参 数 小 容 量 锅 炉 设 置 值 相 同 的 条 件 下 ．空 气 预 热 器 的 换 热 面 积 增 大 、换 热 能 力增 强 ． 热 一 、 二 次 风 的 温 度 随 之 升 高 。 以 3 0 0MW 亚 临 界 锅 炉 机 组 为 例 ． 在 额 定 负 荷 下 ． 空 气 预 热 器 的 人 口 炯 温 实 际 达 到 3 5 0℃ 左 右 ． 热 ～ 次 风 温 达 到 3 3 0℃ 左 右 以 60 0M W 超 临 界 锅 炉 机 组 为 冽 ， 额 定 负 荷 时 空 气 预 热 器 的 入 口烟 温 实 际 达 到 4 0 0℃ 以 上 ．热 一 次 风 温 达 到 3 6 0℃ 以 上 对 于 此 两 种 锅 炉 ， 制 粉 系 统 干 燥 出 力 不 足 的 现 象 已 消 失 制 粉 系 统 磨 煤 机 入 口 热 风 温 度 通 常 要 求 低 于 3 0 0c c 。 随 之 出 现 了 相 反 的 问 题 ． 即 热 ～ 次 风 的 温 度 超 过 了 磨 煤 机 进 口 温 度 的 允 许 值 ， 且 机 组 参 数 越 高 、 容 量 越 大 ， 其 热 一 次 风 的 出 口 温 度 高 出制 粉 系统 允 许 值 的 幅 度 越 大 。 为此 ， 在 设 计 过 程 中 ． 制 粉 系 统 就 不 得 不 从 一 次 风 中 短 路 部 分 冷 风 不经 过 空 气 预 热 器 直 接 掺 入 到热 一 次 风 管 道 来 调 节 进 入 磨 煤 机 的 入 口热 风 温 度 来 考 虑 。机 组 参 数 越 高 、 容 量 越 大 ， 掺 入 热 ～ 次 风 中 的 设 计 冷 风 量 就 越 大 。 除 设 计 原 因外 ． 由 于 煤 种 变 化 等 原 因 ， 制 粉 系 统 掺 入 的 冷 风 量 往 往 大 于 其 设 计 值 因 此 。 制 粉 系 统 掺 入 冷 风 实 际 上 是 热 一 次 风 温 度 偏 高 且 又 受 制 于 制 粉 系统 安 全 限 制 的无 奈 之 举 ． 在 现 有 锅 炉 烟 风 系 统 中 无 法 减 少 或 取 消 掺 入 系 统 的 冷 风 量 期 2 01 0 - 0 5 - 0 7 修 回 E l 期 2 01 0 0 6 - 2 1 i 介 王春 昌 1 9 5 5 一 ， 男 ， 陕 西蓝 田人 ， 研究员 ， 从事煤 粉燃烧 、 煤质特 性 、 低 N O 燃烧 技术等 方面 的研究 。 E ma i l wa n g c hu n c ha n g t pr i ． c 0 m． c n 2 冷风掺入量与锅炉排烟温度 制 粉 系 统 掺 人 冷 风 的 现 象 在 高 参 数 大 容 量 锅 炉 中 非 常 普 遍 ． 即 使 是 燃 用 水 分 小 于 25 ％ 的 部 分 褐 煤 高 参 数 大 容 量 锅 炉 ． 其 制 粉 系 统 仍 需 掺 人 一 定 比 例 的 冷 一 次 风 目前 ． 我 困火 电 厂 大 多 数 燃 煤 锅 炉 制 粉 系 统 掺 入 的 冷 一 次 风 量 占 总 一 次 风 量 的 百 分 比 在 1 0 ％～ 4 0 ％ ． 其 结 果 使 通 过 空 气 预 热 器 的 热 一 次 风 量 减 少 了1 0 ％ ～4 0 ％ 。 空 气 预 热 器 的 换 热 能 力 与 设 计 容 量 等 相 关 ． 机 组 投 产 后 ．影 响 空 气 预 热 器 换 热 能 力 及 锅 炉 排 炯 温 度 的主 要 因素 是 通 过 空 气 预热 器 的空 气 量 和 烟 气 量 的 比 例 简 称 风 烟 比 ， 下 同 流 经 空 气 预 热 器 的风 烟 比越 大 ， 则 冷 却 介 质 空 气 的 吸 热 毽 越 大 ， 放 热 介 质 烟 气 的 放 热 量 越 大 。 锅 炉 的排 炯 温 度 就 越 低 反 之 ， 流 经 空 气 预 热 器 的 风 烟 比 越 小 ． 锅 炉 排 烟 温 度 则 越 高 由 现 有 的 锅 炉 炯 风 系 统 布 置 可 清 楚 地 看 到 ． 制 粉 系 统 掺 入 的 冷 风 量 越 大 ． 通 过 空 气 预 热 器 的 空 气 量 就 越 小 ． 空 气 预 热 器 的风 炯 比就 越 小 反 之 亦 然 由此 可 见 ． 制 粉 系 统 掺 入 冷 风 才 是 锅 炉 排 娴 温 度 升 高 的 实 质 性 原 因 ． 空 气 预 热 器 炯 风 比 降 低 只 是 其 表 现 形 式 而 已 据 初 步 计 算 。 制 粉 系 统l O ％的 冷 一 次 风 量 最 终 可 使 锅 炉 排 烟 温 度 升 高 7℃ 左 有 4 0 ％的 冷 一 次 风 量 可 使 锅 炉 排 烟 温 度 升 高 近 3 0℃ ． 其 影 响 幅 度 并 不 小 可 见 ． 减 少 制 粉 系 统 的 冷 风 掺 入 量 是 提 高 空 气 预 热 器 风 烟 比 ．降 低 锅 炉 排 炯 温 度 的 一 条 显 而 易 见 的 技 术 途 径 ． 遗 憾 的 是 ． 在 目 前 的 系 统 下 却 无 法 实 施 。 因 此 ， 若 要 减 少 或 取 消 制 粉 系 统 掺 入 的 冷 风 量 ， 就 必 须 解 决 热 一 次 风 携 带 热 量 超 出 制 粉 系 统 干 燥 出 力 需 要 这 一 矛 盾 为 此 ． 在 理 论 上 只 有 降 低 进 入 磨 煤 机 入 口 的 热 一 次 风 温 度 ．或 提 高 磨 煤 机 入 口 的 一 次 风 温 度 2条 可 行 途 径 ． ． 很 然 ． 后 者 受 制 于 制 粉 系 统 的 安 全 限 制 ．在 目前 的 技 术 水 平 下 尚 不 许 可 随 意 提 高 至 于 前 者 ． 在 现 有 的 系 统 条 件 下 也 只 能 依 靠 掺 冷 风 的 方 式 来 解 决 因此 ． 要 彻 底 解 决 制 粉 系 统 掺 冷 风 的 问 题 ． 就 必 须 另 辟 途 径 ， 对 现 有 的 系 统 进 行 改 进 。 3 热一次风加热器及其作用 为 了 解 决 制 粉 系 统 掺 人 冷 风 的 问 题 ． 西 安 热 工 研 究 院 于 2 0 09年 研 制 开 发 了 热 一 次 风 加 热 器 装 置 ． 其 系 统 示 意 如 图 1所 示 由 图 1可 见 ． 热 一 次 风 加 热 器 的 加 热 热 源 为 热 一 次 风 ． 而 被 加 热 的 工 质 为 来 自 机 组 回 热 系 统 的 主 凝 结 水 ． 后 者 经 加 热 后 再 回 到 机 组 的 回 热 系 统 ． 回 收 热 一 次 风 中 的 部 分 热 量 前 者 的 温 度 则 被 降 低 ． 从 而 达 到 控 制 磨 煤 机 出 口 风 粉 温 度 ． 保 证 制 粉 系 统 安 全 运 行 的 目 的 通 过 一 次 风 加 热 器 的 流 量 调 节 阀 可 以 控 制 热 一 热 ～～ ～ 二次风管道 一 羲 圜 ]f { f 流 量 t ≤ 图 1 热 一 次 风 加 热 器 系统 示 意 F i g ． 1 Sy s t e m dr a wi n g o f t h e h o t p r i ma r y a i r h e a t er 次 风 加 热 器 的 凝 结 水 流 量 ． 进 而 人 为 地 控 制 进 入 磨 煤 机 入 L J的 热 一 次 风 温 度 。 与 此 同 时 ， 结 合 热 一 次 风 系 统 的热 、 冷 风 门 调 节 ． 还 可 人 为 地 控 制 进 入 磨 煤 机 的 热 一 次 风 J x L 量 存 热 一 次 风 管 道 中 设 置 热 一 次 风 加 热 器 后 ， 通 过 该 加 热 器 的 吸 热 量 以 及 热 、冷 一 次 风 门 的 涮 节 来 控 制 进 入 磨 煤 机 入 口 的 热 一 次 风 温 度 和 风 量 通 过 增 加 热 一 次 风 量 和 降 低 其 温 度 的 方 式 来 保 证 进 入 制 粉 系 统 的 热 一 次 风 的 温 度 和 风 量 与 原 系 统 巾 混 合 风 即 原 系 统 热 一 次 风 掺 入 冷 一 次 风 的 温 度 和 J x L 挝 相 同 ． 从 而 存 不 改 变 制 粉 系 统 运 行 状 况 的 前 提 下 有 效 地 降 低 _『制 粉 系 统 掺 入 的 冷 风 量 ． 在 理 论 当 各 套 制 粉 系 统 的 运 行 状 况 相 同 时 ． 可 以 将 制 粉 系 统 的 冷 风 量 控 制 到 0 在 实 际 中 ． 由 于 煤 质 的 不 稳 定 。 各 套 制 粉 系 统 运 行 状 况 并 不 完 全 相 同 ．为 了 保 证 需 要 十 燥 热 量 最 大 的 那 套 制 粉 系 统 的 十 燥 需 要 ． 通 过 热 一 次 风 加 热 器 调 节 的 热 一 次 风 温 度 则 不 能 低 于 该 套 制 粉 系 统 的 要 求 ． 此 时 ． 其 他 制 粉 系 统 则 不 得 不 掺 人 少 冷 风 。 在 这 种 情 况 下 ． 有 望 将 进 入 制 粉 系 统 的 冷 一 次 J x L 虽 控 制 在 3％ 以 下 以 一 次 风 温 为 3 0 o C． 空 气 预 热 器 出 口 热 一 次 风 温 度 3 3 0 o C． 磨 煤 机 入 口 风 温 2 8 0℃计 算 ． 制 粉 系 统 掺 人 的 冷 一 次 风 占 总 一 次 风 的 比 例 约 为 1 6 ％ ． ．若 通 过 热 一 次 风 加 热 器 把 热 一 次 风 温 度 降 低 到 2 8 0℃ ． 则 制 粉 系 统 掺 人 的 冷 一 次 风 为 0． 则 通 过 空 气 预 热 器 的 热 一 次 风 比 例 将 增 加 约1 6 ％ ． 可 降 低 锅 炉 排 炯 温 度1 0 左 右 考 虑 到 各 套 制 粉 系 统 的 运 行 状 况 不 同 ． 假 定 只 能 把 热 一 次 风 温 度 降 低 到 3 0 0 o C． 冷 一 次 风 占总 一 次 风 的 比例 将 降 低 到 6 ％左 右 ．通 过 空 气 预 热 器 的 热 一 次 风 比 例 则 增 加 了 约 1 0 ％ ． 仍 可 降 低 锅 炉 排 炯 温 度 6℃ 左 右 目前 ．大 容 量 高 参 数 锅 炉 的 热 一 次 风 温 度 高 达 3 ．5 0 ～ 3 9 0℃ ， 而 磨 煤 机 进 口风 温 通 常 小 于 2 8 0 o C。很 显 然 ．这 类 锅 炉 通 过 热 一 次 风 加 热 器 降 低 锅 炉 排 炯 温 度 的 空 间 更 大 在 热 风 温 度 为 3 9 0 o C． 上 例 其 他 参 数 相 同 的 条 件 下 ． 冷 一 次 风 占 总 一 次 风 的 比例 增 加 到 3 0 ％ ； 如 果 把 热 一 次 风 温 度 降 低 到 2 8 0℃ ， 通 过 空 气 预 热 器 的 热 一 次 风 比 例 则 增 加 了 约 3 0 ％ ． 可 降 低 锅 炉 排 炯 温 度 2 0℃ 左 右 ． ． 综 上 所 述 ．在 热 一 次 风 管 道 中增 设 热 一 次 风 加 热 器 在 理 论 上 是 可 行 的 日_ 在 实 际 中 ． 在 不 改 变 制 粉 系 统 运 行 状 况 的 条 件 下 _口 丁以 大 幅 度 地 降 低 制 粉 系 统 掺 入 的 冷 风 量 ． 降 低 排 烟 温 度 的 幅 度 非 常 明 显 4 热一次风加热器的优势、 局限及方案选择 在 降 低 烟 气 温 度 的 各 种 技 术 措 施 中 ．热 一 次 风 加 热 器 与 低 压 省 煤 器 技 术 比 较 接 近 水 侧 系 统 基 本 相 同 ， 所 不 同 的 是 ， 前 者 直 接 降 低 锅 炉 排 烟 温 度 后 者 为 烟 气 余 热 回 收 装 置 与 低 压 省 煤 器 技 术 相 比 ． 热 一 次 风 加 热 器 具 有 以 下 优 势 1 热 一 次 风 加 热 器 的换 热 效 率 高 。 低 压 省 煤 器 的 换 热 器 入 口 炯 温 存 1 3 0 ～1 6 0℃ ． 从 机 组 回 热 系 统 引 入 的冷 却 介 质 温 度 可 以 控 制 在 6 0 ～] 0 0 c lC． 其 与 娴 气 形 成 的 传 热 温 差 通 常 小 于 5 0℃ 换 热 器 的 面 积 比 较 大 ， 阻 力 比较 大 ， 投 资 也 大 而 一 次 风 的 温 度 通 常 高 于 3 0 0℃ ． 从 机 组 回热 系 统 引 入 的 冷 却 介 质 温 度 可 以 控 制 在 6 0 ～ 1 5 0℃ ． 其 与 热 一 次 风 形 成 1 5 0℃ 以 上 的 传 热 温 差 ． 传 热 效 率 高 因 此 ， 换 热 器 的 面 积 比 较 小 ． 阻 力 比 较 小 ， 投 资 也 小 2由 于 空 气 中 灰 尘 少 ．不 会 形 成 换 热 器 受 热 面 的沾 污 ． 且 空 气 巾 无 还 原 性 气 体 ， 不 存 在 受 热 面 的 低 温 腐 蚀 问题 换 热 器 受 热 面 不 需 要 做 预 防低 温 腐 蚀 的处 理 ． 制 造 成 本 进 一 步 降 低 而 低 压 省 煤 器 的换 热 器 处 在 烟 道 中 ， 不 仅 灰 尘 大 。 容 易 污 染 受 热 面 ， 降 低 其 换 热 效 率 ． 而 且 ． 娴 气 中 存 在 着 S O， 等 还 原 性 气 体 ． 非 常 容 易 造 成 受 热 面 的 低 温 腐 蚀 。 因 此 ， 需 要 考 虑 防 腐 堵 灰 措 施 ． 致 使 制 造 成 本 进 一 步 增 加 。 3 热 一 次 风 加 热 器 及 其 系统 在 一 次 风 系 统 形 成 的 阻力 可 通 过 提 高 一 次 风 机 的 压 力 来 克 服 ． 系 统 无 需 增 加 动 力 设 备 低 压 省 煤 器 在 烟 气 系 统 形 成 的 阻 力 需 要 通 过 提 高 引 风 机 的 压 力 来 克 服 ． 同 样 无 需 增 加 动 力 设 备 。但 从 目前 现状 来 看 ． 一 次 风机 出力 的余 量 通 常 比 较 大 ． 而 引 风 机 出 力 通 常 都 存 在 不 足 的 问 题 因 此 热 一 次 风 加 热 器 在 实 际 中 更 容 易 实 施 4 热 一 次 风 加 热 器 通 过 减 少 制 粉 系 统 的 冷 风 来 降低 锅 炉 排 烟 温 度 ． 代 价 是 从 锅 炉 一 次 风 中抽 出 了 部 分 热 量 ． 而 这 部 分 热 量 通 过 凝 结 水 吸 热 叉 被 机 组 回热 系统 利 用 了 7 0 ％左 右 经 计 算 ． 在 将 锅 炉 排 烟 温 度 降 低 2 0℃ 时 ， 从 锅 炉 侧 抽 出 的 这 部 分 热 量 ． 其 未 被 利 用 部 分 折 算 到 排 烟 温 度 不 足1 ℃ ． 相 当 于 净 降 低 排 烟 温 度 1 9℃ 以 上 。 低 压 省 煤 器 则 不 同 ． 它 是 通 过 机 组 回 热 系 统 来 回 收 锅 炉 炯 气 中 的 余 热 ． 以 烟 气 温 度 降 低 2 0℃计 算 ， 折 算 到 排 烟 温 度 ． 不 足1 5℃ 5 由 回 热 系 统 的 原 理 可 知 ． 热 一 次 风 加 热 器 或 低 压 省 煤 器 的 冷 却 介 质 的 温 度 、 压 力 越 高 ， 其 对 机 组 回 热 系 统 的 影 响 越 小 反 之 则 越 大 。 由 于 受 烟 气 温 度 的 限 制 ．低 压 省 煤 器 冷 却 介 质 只 能 取 自机 组 凝 结 水 系 统 的 低 压 侧 ． 即 只 能 做 成 低 压 形 式 。 热 一 次 风 加 热 器 系 统 则 不 同 ．其 冷 却 介 质 不 仅 可 取 自机 组 回 热 系 统 高 压 侧 的 凝 结 水 ． 也 可 取 自低 压 侧 的 压 力 温 度 相 对 高 的 凝 结 水 ． 以提 高 从 锅 炉 侧 抽 出 的 这 部 分 热 量 的 利 用 率 6 热 一 次 风 加 热 器 做 成 低 压 形 式 ． 其 自身 阻 力 比低 压 省 煤 器 小 ．其 后 的 热 一 次 风 管 道 因 热 一 次 风 温 度 降 低 、 体 积 流 量 减 少 而 阻 力 亦 有 所 降 低 ， 且 冷 一 次 风 管 道 因 其 流 量 减 少 而 阻 力 有 所 降 低 但 空 气 预 热 器 的 阻 力 将 略 有 增 加 以通 过 空 气 预 热 器 流 量 增 加l 0 ％ 计 算 ． 空 气 预 热 器 的 阻 力 增 加 5 0P a左 右 ． 加 热 器 后 热 一 次 风 管 道 和 冷 一 次 风 管 道 阻 力 的 降 低 之 和 也 在 5 0Pa左 右 。 二 者 相 互 抵 消 。 因 此 。 其 系 统 的 阻 力 增 加 仅 为 低 压 热 一 次 风 加 热 器 自身 的 阻 力 低 压 省 煤 器 自身 的 阻 力 大 ． 但 其 后 炯 道 的 阻 力 降 低 ． 引 风 机 出 力 也 略 有 降 低 ．在 一 定 程 度 还 是 可 抵 消 一 部 分 低 压 省 煤 器 的 阻 力 。 此 点 二 者 优 劣难 分 。 7 热 一 次 风 加 热 器 系 统 的 主 要 设 备 即 热 一 次 风 加 热 器 与 低 压 省 煤 器 相 同 ． 均 为 气 水 换 热 器 ， 技 术 上 非 常 成 熟 此 外 ．热 一 次 风 加 热 器 系 统 也 非 常 简 单 ． 由 图 1可 见 ． 只 需 在 热 一 次 风 管 道 中布 置 一 气 水 换 热 器 ． 从 凝 结 水 系 统 引 来 冷 却 介 质 即 可 ． 对 原 有 系 统 的 外 观 等 均 不 涉 及 ． 非 常 容 易 实 施 ． 其 实 施 难 度 小 于 低 压 省 煤 器 热 一 次 风 加 热 器 虽 具 有 以 L优 点 ．但 也 存 在 着 一 定 的 局 限性 最 大 的 限 制 是 其 只 能 用 于 制 粉 系 统 掺 入 冷 风 量 超 过 5 ％ 以 上 的 燃 煤 锅 炉 ． 如 果 制 粉 系 统 掺 入 的 冷 风 量 小 于 5 ％ ． 热 一 次 风 加 热 器 降 低 排 烟 温 度 的 空 间 只 有 3℃左 右 ，， 另 一 个 限 制 是 其 降 低 排 烟 温 度 的 幅 度 。 目前 ． 燃 煤 锅 炉 掺 入 冷 风 的 最 大 比 例 约 为 一 次 风 的 3 0％ 一 4 0 ％ ． 以 此 计 算 ． 热 一 次 风 加 热 器 降 低 排 烟 温 度 的 幅 度 将 小 于3 0 o C 虽 有 上 述 局 限 ． 但 由 于 电 厂 燃 煤 锅 炉 制 粉 系 统 掺 入 冷 风 的 现 象 非 常 普 遍 ．特 别 是 大 容 量 高 参 数 锅 炉 ．且 排 烟 温 度 高 出 设 计 值 的 幅 度 通 常 小 于 3 , 0℃ ． 因 此 ． 热 一 次 风 加 热 器 具 有 很 好 的 应 用 前 景 最 后 需 强 调 的 是 ．冷 却 介 质 和 热 一 次 风 之 间 的 传 热 温 压 选 择 得 越 高 ． 其 制 造 成 本 与 投 资 将 越 低 ． 系 统 的 阻 力 增 加 也 越 小 ．但 从 锅 炉 侧 抽 出 的 这 部 分 热 量 的 利 用 率 越 低 ； 反 之 亦 然 。 由 此 可 见 ， 理 论 上 ， 一 次 风 加 热 器 既 可 做 成 低 压 形 式 ， 且 工 质 凝 结 水 参 数 可 以有 多 种 选 择 也 可 做 成 高 压 形 式 或 加 热 锅 炉 给 水 。但 实 际 中 ． 从 锅 炉 侧 抽 出 的 这 部 分 热 量 很 小 ． 其 数 量 级 仅 相 当 于 锅 炉 排 烟 温 度 变 化 1℃ 左 右 ． 且 采 用 高 压 形 式 或 加 热 给 水 只 能 使 这 部 分 热 量 的 利 用 率 提 高1 0 ％- 3 0 ％ ，但 却 使 投 资 成 倍 增 加 ．得 不 偿 失 。因 此 ． 实 际 一 次 风 加 热 器 应 采 用 低 压 形 式 ， 并 应 对 工 质 参 数 不 同 的 各 种 技 术 方 案 进 行 细 致 的 技 术 经 济 性 分 析 ． 从 中 选 出 最 佳 方 案 ．． 5 热一次风 加热器的另一个重 要用途 目 前 ． 由 于 煤 种 变 化 、 机 组 负 荷 变 化 以 及 昼 夜 气 温 变 化 等 因 素 的 影 响 ． 锅 炉 排 烟 温 度 也 随 时 发 生 变 化 ． 从 提 高 锅 炉 运 行 经 济 性 以及 空 气 预 热 器 的 运 行 安 全 性 两 方 面 考 虑 ． 锅 炉 排 炯 温 度 需 严 格 控 制 ． 而 不 是 一 味 降 低 如 排 炯 温 度 在 额 定 负 荷 下 比 设 计 温 度 或 酸 露 点 温 度 高 1 0 ～ 2 0 o C．在 低 负 荷 下 则 有 可 能 接 近 或 低 于 酸 露 点 温 度 在 这 种 情 况 下 排 炯 温 度 不 但 不 能 降 低 f 否 则 造 成 空 气 预 热 器 的 低 温 腐 蚀 堵 灰 ， 而 且 需 小 幅 度 提 高 。 因 此 ， 9 5 ％ 以 上 的燃 煤 锅 炉 都 设 置 了 暖 风 器 或 热 风 再 循 环 系 统 来 提 高 锅 炉 排 烟 温 度 ． 以 牺 牲 经 济 性 来 保 证 安 全 运 行 。 在 低 负 荷 下 ． 排 烟 温 度 本 身 比 较 低 ． 低 压 省 煤 器 的 传 热 温 压 则 更 小 ． 甚 至 不 能 投 运 ． 且 低 温 腐 蚀 堵 灰 问 题 将 会 突 现 在 这 种 情 况 下 ． 热 一 次 风 加 热 器 仍 具 有 足 够 的 传 热 温 压 ．保 持 较 高 的 传 热 效 果 更 重 要 的 是 ． 热 一 次 风 加 热 器 可 通 过 涮 节 冷 却 介 质 的 流 量 来 控 制 锅 炉 排 炯 温 度 ． 部 分 起 到 暖 风 器 或 热 风 再 循 环 系 统 的 作 用 ． 从 而 可 减 少 暖 风 器 或 热 风 再 循 环 系 统 的 投 运 时 间 ． 使 机 组 经 济 性 得 到 提 高 在 运 行 中 ． 当 锅 炉 排 炯 温 度 低 于 酸 露 点 温 度 时 ． 热 一 次 风 加 热 器 可 通 过 减 少 冷 却 介 质 的 流 量 来 适 度 提 高 热 一 次 风 温 度 ． 增 加 制 粉 系统 掺 入 的 冷 风 量 这 样 ． 在 一 定 的 幅 度 范 围 内 可 以 提 高 排 烟 温 度 ． 其 最 大 提 高 幅 度 虽 然 不 超 过 2 0 o C．但 足 以 在 昼 夜 气 温 变 化 及 机 组 负 荷 变 化 时 将 排 炯 温 度 控 制 在 酸 露 点 以 上 ． ／ ,X 而 减 少 暖 风 器 或 热 风 再 循 环 系 统 的 投 运 时 间 这 一 作 用 是 其 他 降 低 排 烟 温 度 技 术 措 施 所 不 具 备 的 6 结语 1 电 厂 燃 煤 锅 炉 制 粉 系 统 掺 入 冷 风 导 致 空 气 预 热 器 的 风 炯 比 下 降 ． 使 其 换 热 能 力 降 低 ． 最 终 导 致 锅 炉 排 烟 温 度 升 高 ． 这 是 造 成 锅 炉 排 烟 温 度 偏 高 的 重 要 原 因 之 一 减 少 制 粉 系 统 掺 入 的 冷 风 量 ． 是 降 低 该 类 锅 炉 排 烟 温 度 的 重 要 途 径 之 一 ． ． 2 导 致 制 粉 系 统 掺 人 冷 风 量 过 大 的 重 要 原 因 是 热 一 次 风 温 度 偏 高 ． 超 出 制 粉 系 统 干 燥 出 力 的 需 要 。因 此 ． 要 减 少 制 粉 系 统 掺 人 的 冷 风 量 ， 就 必 须 在 不 掺 冷 风 或 少 掺 冷 风 的 条 件 下 设 法 降 低 进 入 磨 煤 机 的 热 一 次 风 温 度 3 热 一 次 风 加 热 器 及 其 系 统 是 针 对 制 粉 系 统 掺 入 冷 风 量 大 而 研 制 开 发 的 ． 它 可 以 有 效 地 降 低 进 入 制 粉 系 统 的 热 一 次 风 温 度 ． 将 掺 入 制 粉 系 统 的 冷 风 量 降 低 到 3 ％ 以 下 或 O． 最 终 达 到 有 效 降 低 锅 炉 排 烟 温 度 的 目 的 ； 同 时 ． 从 锅 炉 侧 抽 出 的 这 部 分 热 量 ． 7 0 ％ 左 右 被 机 组 回 热 系 统 有 效 回 收 4 热 一 次 风 加 热 器 及 系 统 具 有 调 节 锅 炉 排 烟 温 度 的 作 用 ． 其 调 节 范 围 虽 然 比 较 小 ． 尚 不 能 完 全 替 代 暖 风 器 或 热 风 再 循 环 系 统 ． 但 可 有 效 地 减 少 后 者 的 投 运 时 间 5 在 理 论 上 ． 热 一 次 风 加 热 器 即 可 做 成 高 压 形 式 ， 也 可 做 成 低 压 形 式 ， 甚 至 做 成 纯 省 煤 器 形 式 ， 其 利 弊 各 不 相 同 但 在 实 际 中 ， 低 压 形 式 的 技 术 经 济 性 最 优 ， 且 最 容 易 实 施 。 因 此 ． 针 对 具 体 改 造 工 程 ． 应 选 择 低 压 形 式 ． 并 对 其 工 质 参 数 进 行 技 术 经 济 性 分 析 ， 确 定 最 佳 参 数 参考文献 [ 1 ]王 春昌． 燃煤 锅炉热一次风加热器及其 系统 专利 申报说明书 『 R1 ． 陕西 西安热工研究院有限公司 ． 2 0 0 9 ． 责任 编辑孙 家振 Re s e a r c h a nd d e v e l o p m e n t o f ho t pr i m ar y a i r he a t e r i n c o a l fir e d bo i l e r o f p o we r pl a nt W ANG Ch un - c ha n g X i ’ a n T h e r ma l P o w e r R e s e a r c h I n s t i t u t e C o ． ， L t d ． ， X i ’ a n 7 1 0 0 3 2 ， C l fi n a Ab s t r a c t Th e r e a s o n s o f c o l d a i r mi x e d i n t o t h e p u l v e r i z i n g s y s t e m wa s a n a l y z e d ， t h e v a r y i n g q u a n t i t y o f c o l d a i r mi x e d i n t o t h e p u l v e r i z i n g s y s t e m a nd t h e i n c r e a s i ng q ua n t i t y o f flue g a s t e mpe r a t ur e we r e i nt r o d uc e d， t h e ne w t e c h no l o g y o f h o t prima ry a i r h e a t e r f o r pr e v e n t i n g t he c ol da i rmi xi ngi n t ot he s ys t e m wa s r e c omme n d ed ， an dt h ef un c t i o n ， b en e f i t a n dl i mi t a t i ono ft h ehe a t e r we r ei n t r o d uc e d ． Th ema i n c on c l us i o n s we r e t h a t o ne o f i mpo r t a n t r e a s o n s t h a t c a us e d t h e i nc r e a s e o f flu e g a s t e mpe r a t ur e i s t he c o l d a i r mi x e d i nt o t h e pu l v e riz i n g s y s t e m．Th e a pp l i c a t i o n o f t h e h o t pr i ma r y a i r h e a t e r c a n r e du c e t h e q ua nt i t y o f c o l d a i r mi xe d i nt o t he s ys t e m l a r g e l y ，e v e n e l i mi n a t e ，whi c h l a r g e l y r e d u c e t h e t e m p e r a t u r e o f fl u e g a s ． Me a n w h i l e ， b y a d j u s t i n g t h e q u a n t i t y o f c o n d e n s i n g w a t e r o f t h e h o t p ri m a r y a i r h e a t e r ， t h e t e m p e r a t u r e o f fl u e g a s c a n b e a d j u s t w i t h i n 2 0 ， w h i c h p a rt l y r e p l a c e d b o t h t h e h e a t e r a n d t h e s y s t e m o f h o t a i r r e c i r c u l a t i o n ， a n d s h o r t e n e d t h e t i m e o fp ut t i n g i n t o o p e r a t i o n． Th i s f u nc t i on i s u ni qu