爐膛煙氣壓力分布以及對鍋爐運行的影響

　2=SimSun北京國電華北電力工程有限公司賈健鵬煤粉鍋爐般采用平衡通風法，即鍋爐配有送風機和吸風機。運行中送風機和吸風機均開啟，保持爐膛頂棚受熱面之下12處負壓值為2030使整個爐膛處于負壓狀態(tài)，從而防止爐內(nèi)煙氣向外泄漏。在運行中爐膛內(nèi)的煙氣自下向上流動，而后流入煙道，從煙氣的絕對壓力而言，自然是下部壓力高于上部壓力，否則不可能產(chǎn)生自下向上的流動，下部壓力與上部壓力的差值即為爐膛內(nèi)的煙氣阻降，這陰降是靠風機和煙囪的自拔風來克服的。爐膛下部壓力比上部壓力高，下部壓力究竟是負壓還是正壓，這是我們要研究的問。

　　很多鍋爐運行的實踐明，爐膛上部向外冒煙漏灰，而爐膛下部則從看火孔冷灰斗不嚴密處向爐內(nèi)漏入冷風，為了解釋清這些問，必須闡明爐膛沿高度方向的負壓分布狀態(tài)。

　　所謂爐膛負壓實質(zhì)上是爐膛內(nèi)測點處煙氣的絕對壓力比該測點標高處大氣壓力所低的數(shù)值，即為相對值。然而，大氣壓力沿大氣層高度不同而不同，海拔高度越高大氣壓力越低，在低海拔地區(qū)，海拔高度每提高1以，大氣壓力約下降12按這數(shù)值計算若爐膛高度為50，爐頂標高處的在氣壓力就比爐底約低600鍋爐若在冷態(tài)下，爐內(nèi)不流動，送風機吸風機均關(guān)閉，各標高層爐內(nèi)爐外壓力相同，即爐內(nèi)外無壓差。反之，若在熱態(tài)運行中，爐內(nèi)煙氣處于高溫狀態(tài)，煙氣密度低于冷空氣密度，且又處于流動狀態(tài)，爐內(nèi)外便出現(xiàn)了壓差。

　　般常規(guī)煤粉爐爐膛及屏式受熱面區(qū)的平均煙氣流速僅578，平均煙氣密度0.20.25啤3，如果爐膛斷面大，例如20084鍋爐的爐膛斷面達3604002，當量直徑達1920，摩擦阻力系數(shù)非常小，爐膛的每米沿程阻力般不超過0.因此爐膛內(nèi)的流動阻降可忽略不計。

　　爐膛下部負壓大，上部負壓小，其決定因素是爐外冷空氣柱與爐內(nèi)高溫煙氣柱之間有密度差，氣柱重量不同所造成的。根據(jù)計算若爐膛上下平均煙氣溫度為1300工平均煙氣密度為0.22啤3，冷空氣密度為1.2啤若爐膛高度為50以，爐頂為零壓，鍋爐冷灰斗處負壓值高達480由于爐膛負壓沿整個爐膛高度基本呈線性分布，下部負壓大，上部負壓小，這給鍋爐運行帶來些特殊問，這些問需在制造設(shè)計及系統(tǒng)設(shè)計中加以解決。

　　些在鍋爐在運行中爐頂冒煙漏灰，尤其是在400th以上的大型鍋爐泄漏現(xiàn)象更加突出，爐頂大量冒煙漏灰在廠房內(nèi)造成嚴重粉塵及有害氣體的污染，直接影響人身健康和設(shè)備的安全。在制造廠和安裝檢修中，從爐頂設(shè)計及保溫密封上采取了很多辦法，但是爐頂密封材料在高溫煙氣作用下老化很快，使用壽命難以超過年。造成爐頂冒煙的根本原因在于爐膛負壓測點的位置選擇不當，將爐膛負壓測點置于屏式過熱器下部距離爐頂10以處屏式過熱器區(qū)域煙氣溫度高達1000以上，10的冷熱空氣柱之間的壓差將有90 100也就是說，至少要保持屏區(qū)下部負壓值為1003才能爐頂處的爐內(nèi)絕對壓力與同標高處的大氣壓力致，如按般鍋爐運行規(guī)程要求，仍然保持屏區(qū)下部負壓值為2030則鍋爐頂部將出現(xiàn)7080的正壓值。國內(nèi)型鍋爐包括些進口鍋爐，爐膛負壓測點均布置偏低，特別是大型鍋爐均裝有屏式過熱器，有的將爐膛負壓測點布置在屏式過熱器下部，運行中雖然提高了負壓值，但仍難免造成爐頂向外冒煙漏灰。要想從根本上解決這問，必須將負壓測點置于距離爐下12處在運行中保持該處負壓值為2030汴使整個爐膛處于負壓工況，從而防止爐內(nèi)煙氣向外泄漏。

　　些鍋爐爐膛負壓測點位置偏低，在測點位置改正前，可采取適當提高負壓值運行的措施來防止爐頂冒煙，可參考下式計算，鍋爐周圍空氣的平均密度，啤3，可用下式計算其中，0標準狀態(tài)下氣壓1013253溫度0，空氣的密度，啤爪3；化周圍空氣的平均溫度，氣壓計指的大氣壓力，3 97爐膛上部煙氣平均密度，啤以3；可用下式9；標準狀態(tài)下氣壓1013253溫度0，空氣的密度，哨爪3；爐膛上部煙氣平均溫度，1 20保持爐頂下1米處的煙氣負壓值，3由于煙氣密度，7與爐內(nèi)煙氣溫度有關(guān)，鍋爐從態(tài)點火至額定負荷，爐內(nèi)的煙氣溫度和密度變化很大，低負荷時，7大，高負荷時，7小，因此運行中需保持的負壓值3不是定值，而是隨負荷增加而提高，此種做法在運行中難以掌握，難免造成爐頂向外冒煙，也可能因負壓過大造成漏風或燃燒不穩(wěn)。為此，建議采取及時更正爐膛負壓測點位置的辦法來解決這問。

　　塔型鍋爐的爐膛負壓測點雖然布置在爐頂下數(shù)十米處，2，但是這種鍋爐的爐膛出口至爐頂間布置了大量水平式對流受熱面。煙氣流過這些受到很大阻力，壓降可達10003以上，比因冷熱氣柱密度不同所造成的壓差值高許多，流動壓降起主要作用，爐頂處于負壓狀態(tài)，般不存在爐頂冒煙漏灰現(xiàn)象。但是也有些塔式爐，因過分考慮對流受熱面的磨損問。過熱器再熱器省煤器受熱面的煙氣速度很低，煙氣流動阻力過小，受熱面的阻降比因冷熱氣柱密度不同所形成的壓差值低，這樣就造成了部分或全部受熱面區(qū)域出現(xiàn)正壓，造成水平受熱面穿墻管部位向外冒煙漏灰，要解決這問同樣可以采取提高負壓測點位置的辦法，即可以將爐膛負壓測點置于某兩級受熱面之間的檢修空間部位，2，保持該處負壓值為2030汗以保證整個鍋爐為負壓狀態(tài)。

　　爐膛負壓測點位置上移后，保持爐頂及鍋爐上部均為負壓，改善了爐頂爐墻以及些相關(guān)設(shè)備，等的工作條件。但是鍋爐爐膛中部及下部的負壓值提高很多，如670鍋爐下部冷灰斗處的負壓將從200提高到300這必然會給鍋爐的運行帶來些新問，也應(yīng)加以解決。

　　3鍋爐上層燃燒器與下層燃燒器有標高差，在進行燃燒調(diào)整時應(yīng)注意到，上層燃燒器標高處的爐膛負壓低，內(nèi)外壓差��；下層燃燒器標高處的爐膛負壓高，內(nèi)外壓差大。各層燃燒器標高處的爐膛負壓值不同，各層燃燒器若保持相同的風壓，風量將有差異，特別是大型鍋爐最上層與最下層燃燒器標高相差十幾米，所對應(yīng)的爐膛負壓值相差100150汴為保證下各層燃燒器風量合理，應(yīng)通過風量測量來確定各層燃燒器的風壓值。此外，建議在進行應(yīng)通過次風分配計算時，也應(yīng)考慮這壓差值。

　　1首先應(yīng)解決的問是鍋爐下部冷灰斗與爐膛聯(lián)結(jié)處的漏風問。般爐膛是靠大板梁懸吊，而冷灰斗是座于地基上，爐膛與冷灰斗的聯(lián)結(jié)是靠水封槽密封，在鍋爐設(shè)計中水封槽的高度除應(yīng)考慮鍋爐受熱面最大膨脹量外，還應(yīng)考慮到因爐外壓力高于爐內(nèi)壓力所產(chǎn)生的附加水柱高度，3所，并應(yīng)有足夠的裕量。在系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)保證水封槽用水有可靠的工業(yè)水源，隨時都可補水，在運行中應(yīng)保證水封槽的水位，既不能使水位過低或無水造成大量空氣從水封槽中漏入爐膛，也不能使水位過高，在爐外與爐內(nèi)的壓差作用下，使大量水流入冷灰斗，造成水資源的浪費。

　　2當爐膛負壓提高后，燃燒器的次風若仍維持原有風壓運行，次風測點處的空氣壓力與爐膛煙氣壓力之間的壓差將增大，風速風量將增加，因此，必須通過燃燒調(diào)整，相應(yīng)降低次風壓，維持風量不變。些大型鍋爐次風均有風速測量裝置，這給運行帶來了很大方便，只要次風維持原值，爐膛出口氧量不變，就不會造成燃燒不穩(wěn)和火焰中心上移等問。

　　4大型鍋爐燃燒器均與爐膛水冷壁焊接體，鍋爐運行中，燃燒器隨爐膛水冷壁向下膨脹，其膨脹量可達150200，燃燒器與次風道的聯(lián)結(jié)必須考慮可靠的膨脹節(jié)，否則燃燒器與風道被拉裂造成大量冷風漏入爐膛風粉混合物向外泄漏，特別是爐膛負壓提高后，這問更加嚴重。

　　5爐頂保持負壓后，爐頂不嚴密處雖然不向外冒煙漏灰了，但爐外冷空氣有可能沿不嚴密外漏入爐內(nèi)，同時也應(yīng)考慮到鍋爐點火及低負荷運行時，或因其他原因造成燃燒不穩(wěn)，爐膛壓力波動，爐頂仍有可能短時間出現(xiàn)正壓。因此，對爐頂?shù)脑O(shè)計仍不能降低要求，如頂棚管采用全金屬密封，爐頂保溫所用材料也不能過分降低，以保證所有穿墻管均能密封，使其不漏。

　　些鍋爐因?qū)α魇軣崦娑禄覈乐�，吸風機壓頭鍋爐壓力容器安全閥排汽量計算方法分析甘肅蘭州第熱電廠張洪瑜甘肅省電力試驗研究所唐齊德張昕此通過對些鍋爐壓力容器安全閥排汽量的典型計算，查明了計算中誤差的原因是有的引用標準不合理有些是計算公式的參數(shù)取用不當。提出在以后鍋爐壓力容器技術(shù)登錄中，必須采用鍋爐壓力容器所對應(yīng)的標準所推薦的安全閥排汽量公式進行計算，才能有效解決目前在安全閥排汽量校核計算中的誤差，確保鍋爐壓力容器的安全運行。

　　鍋爐壓力容器所用安全閥的排汽量必須大于它的安全泄放量，只有這樣，才能保證鍋爐壓力容器超壓時，安全閥開啟后能及時把汽體排出，避免容器內(nèi)的壓力繼續(xù)升高。

　　安全閥排汽量，應(yīng)該由制造廠提供額定排量系數(shù)，乘以理論排量而獲得，而額定排量系數(shù)是要通過安全閥性能和至少8次以上排量試驗而獲得。

　　但較早投入運行的鍋爐壓力容器的安全閥，多數(shù)缺乏制造廠提供的額定排量系數(shù)，同時由于我國沒有統(tǒng)的安全閥試驗標準，因此制造廠提供的排量系數(shù)也不盡完善。所以各規(guī)范都推薦若干計算排汽量公式。如原機械部彈簧式安全閥勞動部蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程原能源部和機械電子工業(yè)部電站壓力式除氧器安全技術(shù)規(guī)定原電力部電力工業(yè)鍋爐壓力容器監(jiān)察規(guī)程和火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計技術(shù)規(guī)定，815089高壓加熱器制造技術(shù)條件以及由國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局最新頒布的壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程都給出了安全閥排量計算公式，并且各自采取形式及數(shù)值不夠，為了維持鍋爐出力，強制送風使鍋爐經(jīng)常處于正壓運行些鍋爐的回轉(zhuǎn)式預熱器的傳熱元件堵灰不均勻，各通道的實際通流面積不致，在旋轉(zhuǎn)過程中導致送風量和爐膛壓力周期擺動；還有些鍋爐因煤斗經(jīng)常發(fā)生堵灰，或因給煤機給粉機選型不當，運行不正常，使其給煤量直吹系統(tǒng)或給粉量中儲系統(tǒng)不均，造成燃燒不穩(wěn)，爐膛壓力大幅度波動。對于這些問，單靠提高爐膛負壓運行的措施并不能從根本上解決問。

　　總之，爐膛負壓是鍋爐運行中的個重要參數(shù)，同時，實測或近似計算爐膛沿不同標高的負壓分布也很重要。通過分析這些數(shù)據(jù)可以幫助解決系列運行中和設(shè)備上存在的問，積累這些經(jīng)驗也可為今后制造及系統(tǒng)設(shè)計提供依據(jù)