漏风对电站锅炉的影响及消减措施

李晶娜（中国石油集团电能有限公司电力研究设计院）

锅炉系统是火力发电机组重要组成部分，如果其发生漏风等问题，则必然影响系统热效率，导致机组运行不经济[1-2]。锅炉在非缺氧燃烧状况下增加入炉风量往往使炉膛出口烟气温度升高，锅炉漏风的作用和非缺氧正常燃烧状况下增加入炉风量的作用相同．也会使炉膛出口烟气温度和烟气焓升高[3]。

中油电能热电二公司的3#、4#、5#锅炉为HG—410/9.8—HM16型锅炉，锅炉燃烧采用负压式平衡通风，配置6套风扇磨直吹式制粉系统，锅炉本体和水平烟道密封性较好，锅炉漏风点主要集中在炉膛下部、空气预热器和制粉系统等处。锅炉漏风将对锅炉运行安全性及经济性造成不利影响，漏风严重情况下甚至可以导致锅炉灭火。针对这一运行实际情况，分析了锅炉漏风对锅炉的影响，提出应对措施治理漏风，提高锅炉运行的安全性和经济性。

1 漏风对锅炉运行状态的影响

随着锅炉运行时间的增加，在高温和应力的作用下，锅炉炉膛的孔门发生变形或关不严，制粉系统的连接法兰及焊接连接处，空气预热器管壁的磨损、腐蚀等都会产生漏点，造成锅炉漏风。锅炉漏风点的不同，对锅炉产生的影响也不相同，HG-410/9.8-HM16型锅炉漏风重点部位平面示意图见图1。

1.1 炉膛漏风对锅炉影响

锅炉入孔门、检查孔、防爆门、炉膛及水冷壁、过热器、省煤器穿过炉墙处漏入的冷空气，增加了炉膛空气量，引起辐射传热量减少，降低炉膛温度，破坏了原有一、二次风动力场，导致火焰偏斜、燃烧恶化、炉膛受热面结焦。炉膛底部的冷灰斗及看火孔漏风会使火焰中心上移，炉膛出口烟温升高，屏式过热器结焦；冷灰斗大量漏风时，甚至发生锅炉灭火。

1.2 空气预热器受热面漏风对锅炉影响

空气预热器的低温腐蚀、磨损穿孔，空气从正压侧漏入负压烟气侧，将增大引、送风机耗电量，同时造成燃烧风量不足，燃烧恶化，锅炉效率降低。当空气预热器漏泄严重时，因空气量不足，会限制锅炉出力，而被迫降低负荷运行。

1.3 制粉系统漏风对锅炉影响

制粉系统漏风会使磨煤机出口一次风温度降低，使一次风粉气流燃烧滞后。锅炉在低负荷运行，制粉系统漏风严重时，可引起一次风的煤粉浓度降低，一次风出现闪燃，引起燃烧不稳，严重时可发生锅炉灭火。同时炉膛和制粉系统漏风均会使排烟温度升高，降低锅炉效率。

1.4 电除尘及烟道漏风对锅炉的影响

烟道和电除尘漏风使烟气温度降低，当烟气温度低于烟气露点，烟气中的酸蒸汽冷凝下来，形成酸液，腐蚀烟道、电除尘内部构件、吸风机叶轮及机壳等，缩短使用寿命。漏风还可增加电除尘的烟气流速，使气流不稳，影响二次扬尘，导致除尘器效率降低，吸风机的电耗增加，锅炉的净效率下降。

2 漏风对锅炉效率的影响

2.1 制粉系统漏风对锅炉效率的影响

风扇磨煤机直吹式制粉系统中一个冷风门全开时，锅炉的冷风温度为30 ℃，排烟温度为165 ℃，冷风通过锅炉烟气量为

式中：Q1为冷风通过锅炉烟气量，m3/h；Q2为风扇磨设计中间值，m3/h；S1为冷风门面积，m2； S2为高温炉烟管内径横截面积，m2；α为冷风通过锅炉膨胀率（排烟温度与冷风温度比值α=T1/T2=1.44）。其中，Q2为52 500 m3/h，S2为1.18 m2，S1为0.367 2m2；代入式（1）得出Q1为23 525 m3/h，即冷风通过锅炉烟气量为23 525 m3/h。

计算漏风对锅炉的热效率的影响：

式中：V 为空气预热器，取5.685 m3/kg；W 为燃煤量，取101 300 kg/h，计算出Q3为575 890 m3/h。则Q烟气量%↑为4.0%。借助以上公式计算得出，锅炉在各负荷段，开启一个冷风门对锅炉效率的影响值见表1。

表1 一个冷风门对锅炉在各负荷段效率的影响

经计算，制粉系统的一个冷风门开启时，30 ℃冷空气漏风量进入制粉系统，经过炉膛、水平烟道、尾部烟道，最后以165 ℃离开锅炉，吸风机电耗增加35.7 kWh ，锅炉效率降低为0.34%～0.5%，损失金额84.55～118.78元/h。

2.2 空气预热器漏风对锅炉效率的影响

在锅炉夏季检修期间对3#锅炉空气预热器进行检查，发现一层低温段有100多根管漏泄。锅炉的冷风温度为30 ℃，排烟温度为165 ℃，现假设低温段有100根钢管漏泄，漏泄点的漏风速度以最低速度计算即：

式中：Q0为空气预热器漏风量，m3/h；S0为空气预热器钢管横截面积，m2；V0为空气预热器管内烟气流量，m/s。V0为11.5 m/s，漏泄点的面积为钢管横截面积S0为0.001 074 6 m2，代入式（2），Q0为4449m3/h，α为1.44，则Q'0=Q0×α=6407m3/h。

通过计算100 根空气预热器管漏泄对风机电耗的影响见表2。

表2 100根空气预热器管漏泄对风机电耗的影响

3 锅炉漏风的消减措施

3.1 运行期间锅炉本体漏风治理

锅炉运行中控制炉膛负压在-30～-50 Pa，日常巡检中对入孔门、防爆门等易漏风处进行重点检查，发现风速声、冒烟等现象及时进行处理。

3.2 停炉检修期间锅炉本体漏风治理

锅炉大、小修中安排好锅炉本体、空气预热器、烟道及电除尘堵漏工作。定期对锅炉进行漏风实验，重点检查冷灰斗、炉墙门孔、各膨胀间隙伸缩缝，等处，发现漏风点及时进行消除。

3.3 制粉系统漏风治理

制粉系统无论是运行还是备用期间，都要严密关闭给煤机的检查孔、冷风门，防止冷风漏入制粉系统。对运行制粉系统高温炉烟混合室出口伸缩节、高温炉烟管连接法兰、风扇磨煤机大门进行检查，发现漏风点及时处理，以保持其严密状态。

4 结束语

锅炉漏风是电厂运行中一个不可忽视的问题，严重影响着锅炉运行安全稳定性及锅炉热效率。锅炉本体一旦发生漏风将使基准温度明显降低，增大排烟温度和烟气总量，导致系统热效率下降，而为了不影响正常发电，只能通过燃料投入量的增加来弥补[4]。可见，减少或从根本上避免漏风，对提高锅炉系统热效率有重要作用[5-7]。因此锅炉在检修后应对炉膛、烟道、风道、除尘器及所有孔门做漏风实验，检查锅炉的燃烧室、制粉系统、冷热风系统、烟气系统等处的严密性，减少和消除锅炉漏风点，提高锅炉运行的安全性和经济性。