火电厂烟囱出口烟气温度的估算_彭楚渊.pdf

火电厂烟囱出口烟气温 度的估 算西北电力设计院彭楚渊火 电厂 烟囱排出的 污染物造成地面浓度C值的大小,与有效烟囱高度H的平方成反比当有效烟 囱高度增 加而垂直扩散参数与水平扩散参数的比值逐渐 减少时,地面 最大 浓度嵘与H的关 系约为Coo cH一’·“;对于逆温破坏后的熏烟情况,约 为Coo cH一 ‘·SL‘’有效烟囱高一般是烟 囱几何高度加上烟气抬升高度,而抬升高度又取决于烟囱出口处的烟气温度假若排烟温度降低1 0℃,则抬升高度相应降低约2.6一5.9%*,地面最大 浓度增加约2一7.4%*,可见在任何情况下,高架源排放所形成的地面浓度与排烟温度有很大的关系,因此不可忽视国内以往的电站设计中,燃烧系统热力计算时,通常只计算到吸风机处的烟气参数,用于风机选型,并以此参数作为烟囱出口的烟气参数,吸风机到烟 囱 出口这一区段的烟气温降是不进行计算 的,这样就人 为地提高 了烟囱出口的烟气温度,相 应虚假地降低了地面污染物_浓度关于估算烟囱的烟气温降,是研究较少的1 9 7 7年苏联提出〔2’,每1米高度烟囱的烟气温降刁“按下 列公式估算:对无 内衬的钢铁烟 囱:加一2 /侧万℃/米(1一a)对有 内衬的钢铁烟 囱:加一0.8/了万℃/米(1一b)对小型砖砌烟囱(平均厚度小于0.5米):加一0.4/侧万℃/米(l一c)对大型砖 砌烟囱(平均厚度大于0.5米):刁v~0.2/侧万℃/米(l一d)式中D是接入烟 囱 的全 部运行锅炉 的蒸发量(吨/时)。

我 院在《火电厂烟囱高度计算方法》课题研究中,曾于1977年、1 97 8年与略 阳 电厂、徐州 电厂、江苏省电力试验研究所及徐州 电业局中试所等单位,实测了上述两个电厂 的单筒式钢筋混凝土 烟 囱出口处的烟气温度,然后与用公式( 1一d)计算所得值相比,计算值较小,最大偏小近1 0倍所以,197 9年我们曾提出,烟囱的烟气温降可按每1 0米长度降低0.5℃来估算本文在较全面地分析了徐州 电厂 的实测资料后,推导求得单筒式钢筋混凝土高烟囱出口烟气温度的估算方程,以供电厂 设计、运行监督参考同时也希望有关单位对于 烟道的隔热保温和湿式除尘器水量 的调节,能加以重视测试方法在徐州 电厂一期工程上进行测试徐州 电厂一期工程安装2台1 2.5万千瓦机组,2台4 00吨/ 时煤粉炉,除尘器由势 9 00毫米旋风子组成2台锅 炉合用一座单筒钢筋混凝土 烟囱该烟囱高1 82米,出口直径5.5米,出口设计烟速2 3.1米/秒;烟囱筒壁厚度由6 0毫米渐减到18 0 毫米;隔热层为 水泥侄石板,厚8 0~5 0 毫米;内衬为 碎红砖骨料的耐热混凝土,厚2 00~12 0毫米烟囱顶部烟气温度 的测量,采用铂热电偶与晶体管两种感温元件,各装两套以确保精度。

前者二次仪表用XCZ型、XCT型动圈式指示仪表,后者用XWX一10 4型 电子 自动电位差计烟气测温孔开在烟囱顶端信号平台以下0.5米处,孔径劳100毫米感温元件罩有保护套管,向下倾斜与筒壁成60“角安装在测孔上,插入烟囱内的深度为3.3 3米、3.2 0米与3.3 3米、2.6 0米仪表经最后校正后,用水泥封闭测温孔,在地面上进行测 量读数烟温测 量与*此值由GB3 8 4 o一83中的公式算得—编者表1烟气温度实测结果. .~ ~ .,尸~ ..... ~ ~ ~锅炉 出力烟囱出口序号吸风 机出口烟 温锅炉 出力序 号除 尘器前烟温吸风机出口烟温烟囱 出口(吨/时)除尘 器前烟温(C )(C)(oC)(米/秒)(吨/ 时)(C)烟温 (C)烟速 (米/秒)2 93 03 13 23 33 43 5 3 6 3 73 8 朋4 1 4 04 2 4 3 4 4 4 5 4 64 74 84 9 5 05 15 2 5 3 5 45 5OJ3Q 白nnn “一Ž一匕5nl ),n U工匕U Q八己叮口Q†自J任d几Dl匕了OJ 亡JR”几匕d”Ž合 . . . ... .. ⋯⋯内n八6几O t 一了了八0 1了.n o内0 1 才Ž七月 娜内匕八O, 曰9 †ns八U工asno 心11工bn勺,d,’ . ⋯⋯内O亡J八b九0六n 一‘了j任内O八」 ⋯勺J 勺‘5O曰Q†O 刁O材O口,一二J口‘自了自 才OUO乙00 .. ⋯汽O九b八h l r八O!ls ee e.e e,e el⋯. . . . . . . . .. . . ‘. . r .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. ⋯e e.e s 0 6365 29 546145 4 0044001 3 35 0 7 0 4 19 0 .8 4 .8 2 .8 4 .8 5 .8 6 .9 1 .8 8 .8 7 .8 2 . 8 7 . 8 4 . 8 1 . 7 7 .7 1 . 7 3 .7 0 .7 9 .8 0 .8 1 .8 0 .8 0 .7 2 .7 6 .8 0 .7 9 .8 3 . 8 7 .3 803803803 9038 037 03 9 039039 53 9 53 903953 703 3 03 3030528033033 534 538 238538 537236 03 8 03953 8 01201 1 310711 21 1 61 181 2 81211211151 2 011 810910 81 139 99811 11 101 1011311 211 011 01131 131 131 221001 059 810710 810 510810910 510 41 0 2104959692899 01 0 01 0 010 09999951011 011 0 41021 115。

7 53803503 9 03 9 036 03 8039 53 6 03 8 03 804003 802 403 803 6 07 187 5 27 1073 070 068069 06 6 070 06406 6 06 7 010 81 051 151061231 1 112 41 1 61 131131 0 91 1 51 101 1411311 3~1001 1 1~12 21 17~12 1113~13 01 16~12 31 16~1 2 6110~127120~1 281 18~121110~13 010 8~13012 0~12 8979 81039 61 0 3991 061011 0210 39810 91 0 01001 0 2106e e90101~9010 9~94105~9910 7e wl o l10 6~10 59 7r ol0 110 1~9 9103e e9910 0e e10610 0~104105~1 047628 377 908 478 238 438 048 208 559 129 30 860 5736.914一21 4691 48 215。

0 51466142 2138 81422345 67 8 91 01 11 2 ”1 4巧1 61 71 8 1 92 02 1韶2 3 2 42 5 2 62 7 2 8烟气抬升高度测定 同步进行,每隔5分钟读数一次,取四只表读数的平均值(锅 炉负荷变动或变换操作时,应增加测量次数)以2 0分钟内的平均值为一组数据,共获得13 2组吸风机 出口烟气参数测点,装在风机出口烟道上,用对比校正后 的水银 温度计测量 烟温,用常规方法 测算 烟气量每次 测试为2 0一4 0分钟,共获得5 5组数据同 时,还观测了大气的温度、风速、风向,并记录机、炉运行工况及有关参数数据处理徐州 电厂 烟囱烟气的测试,自1 9 7 8年n月5日开始 到1 2月17日止,历时4 2天,获得5 5组1 0综合数据,各项平行观测数据均相匹配的有5 4组,风速为2.5一n米/秒,平均5米/秒;从地面4米到18 2米高度的平均气温为1 4℃~一l℃,总平均7℃从5 4组实测数据来看,吸 风机到烟 囱出口区段的烟气 温降同风速的 影 响 不明显,故数据分析中暂不考虑风速这个因素有关运行工况及实测数 据经整理汇 总于表1、2。

烟 囱和 砖砌烟道严密性较好,运行中负压小,一般漏风率低,估算烟气温降时可不考虑漏 风 的影 响*,这样,即可按照实 测 烟温、烟*在略阳 电厂8 0/5米 钢 筋混 凝 土 烟 囱 的烟温测试中,时值砖砌烟道上换装防爆门将 该防爆门中4 00毫米短管全封盖 或 全敞开,相 应 实 测 烟囱出口烟 温,无明显差异表2徐州电厂182/5.5米烟囱烟温测试结果汽机出力除尘 器前烟 温吸风机出口烟温 运行锅炉烟囱出口数据组数 (万千瓦)烟温( oO)l烟速(米/秒)1号炉1.2号炉84~1185 01 288 9r olll704~92191~2141 0r o1 39~10982e e9 65.7~79~1 5l4212lJ. .工l . . . . . . ⋯气量算得表2中的烟 囱出口烟速吸风机至 烟 囱出口区段,包括烟筒高度和吸风机到烟囱之间的烟道长度接入烟囱的砖砌烟道 的总面积,一般是烟囱出口面积的1.2 5倍,这样就可粗略地将烟道长度换算为相似烟筒高度来估算烟气温降根据实测数据,并按砖砌 烟道有无内衬验算其散热损失,得到平均每米长度烟道的烟气温降大致相 当于0.4~0.6米高度烟 囱的烟气温降值。

徐州 电厂砖砌烟道无内衬,其换算系数约 为0.6 0Q—吸风机出口烟气量,米丫秒系数价,徐州 电厂取0.6,但鉴于大容量锅炉 的砖砌烟道一般有空气层 和内衬,以减少烟道内外壁温差,防止烟道裂缝,建议一般取价~由式(3)计算值t a与实测值相比较,极为相近,其相关系数R约为0.937,如图 曲线所示公式推导由一般传热学理论和本次测试结果,吸风机到烟囱出口区段的 烟气温 降水可用下式估算:划 魂 憾刁t =中无———d,—k(孔+价不 )(t)ds”,综合传热系数;℃(2)烟囱出口内径,米;公,—烟囱出口烟速,米/秒;瓦—单筒烟 囱的烟筒高度,米,王—吸风机出口至 烟囱 的烟道最大长度,米,t c—吸风机出口烟 温,℃;t—地面到烟囱出口高度的平均气温,℃;价—烟 道 长度换算系数根据徐州 电厂5 4组实测值,验算求得式(2)中北的平均值为0 419,并将式(2)改写 为:!计算值(℃》烟囱出口烟温实测值与计算值比较图t一0.0 3 2 9d:(五+价乙)(亡一亡(3) 式中礼—烟 囱 出口烟 温,℃,小结1.分析近年来建设 的锅炉 高烟囱,徐州 电厂18 2/5.5米烟囱具有 一定的代表性,所以式(3)可用 于估算单筒式钢筋混凝土高囱囱出口的烟气温度。

2.本文论述的烟囱出口实测烟气温度,是目前国 内第一次在火电厂进行测试的结果,定有不足之处,并且有些问题还难以下定论,如式‘2)与式(1)算得的砖砌烟囱烟气温降旋风炉 中炉温、氧量与氮氧化 物NOx生成量的关系武汉锅炉厂杨盛王家抗射下,可与空气中 的碳氢化合物结合,产生危害极大 的所谓“光化学烟雾”当大气中 的光“化学烟雾”达到0.2~0.3ppm时,就能引起毒性反应因此,各国都制定了N O二的“环境标准”与“排放标准”,以便严格控制 自然环境中的NO二浓度我国及其他一些国家 有关NO二的“标准”列于表1、2、3级市一比一洲一红”一一城一0 . 一0 .一0 .级市一1 0一伟一托二城一0 . 一0 . 一0 .氮氧化物N O二是一种毒性很大的气体,锅炉运行中几乎不可避免地要产生这种物质据统计,自。