第三章锅炉本体.docx
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第三章锅炉本体
第三章锅炉本体
3.1省煤器
3.1.1概述
在锅炉尾部烟道的最后,烟气温度仍有400℃左右,为了最大限度地利用烟气热量,大型锅炉在尾部烟道都布置一些低温受热面,通常包括省煤器和空预器。
省煤器的作用就是让给水在进入锅炉前,利用烟气的热量对之进行加热,同时降低排烟温度,提高锅炉效率,节约燃料耗量。
省煤器的另一作用在于给水流入蒸发受热面前,先被省煤器加热,这样就降低了炉膛内传热的不可逆热损失,提高了经济性,同时减少了水在蒸发受热面的吸热量。
因此采用省煤器可以取代部分蒸发受热面。
也就是以管径较小、管壁较薄、传热温差较大、价格较低的省煤器来代替部分造价较高的蒸发受热面。
因此,省煤器的作用不仅是省煤,实际上已成为现代锅炉中不可缺少的一个组成部件。
省煤器按布置方式可分为错列布置和顺列布置。
错列布置结构紧凑,传热系数较大,但加大了管子的磨损。
顺列布置则可以减轻省煤器磨损,且易于清灰。
大型锅炉一般采用纵向鳍片管、螺旋型鳍片管和整焊膜式受热面制造省煤器,以增大烟气侧的换热面积,节约金属耗量,降低管组高度和减小烟气侧阻力,并可减轻省煤器磨损。
3.1.2结构特点
本厂锅炉省煤器布置于后烟井前后烟道的下部,顺列布置,以逆流方式与烟气进行换热。
省煤器管束采用φ44.5×6mm、材料为SA-210C的光管,外加H型鳍片(如图3-1)。
省煤器鳍片管的采用可以增大烟气侧的换热面积,提高换热效果,使得大管径和顺列布置的采用得以实现,对减轻省煤器的磨损有较好的效果。
给水经省煤器的入口汇集集箱分别供至前后的省煤器入口集箱。
省煤器向上形成共2排吊挂管,用于悬挂前后竖井中所有对流受热面,悬挂管材质为SA210C,省煤器入口集箱为φ356×65,材质为SA106C;省煤器中间集箱为φ219×40,材质为SA106C;省煤器出口集箱置于锅炉顶棚之上,采用φ406×65的规格,材质为SA106C。
由省煤器出口集箱引出2根φ457×65的连接管将省
图3-1鳍片管省煤器
煤器出口水向下引到水冷壁入口集箱上方两只混合器,再用连接管分别将工质送入各水冷壁的入口集箱。
省煤器入口有取样点,并有其相应的接管座及一次门。
省煤器进口联箱上装有疏水,并带有相应的阀门。
省煤器在最高点设置排放空气的接管座和阀门。
3.1.3省煤器积灰与磨损
3.1.3.1省煤器积灰
进入省煤器区域的烟气已没有熔化的飞灰,碱金属(钠、钾)氧化物蒸汽的凝结也已结束,所以省煤器的积灰,容易用吹灰方法消除。
进入省煤器区域的飞灰,具有不同的颗粒尺寸,属于宽筛分组成,一般都小于200μm,大多数为10~20μm。
当携带飞灰的烟气横向冲刷蛇形管时,在管子的背风面形成涡流区,较大颗粒飞灰由于惯性大不易被卷进去,而小于30μm的小颗粒跟随气流卷入涡流区,在管壁上沉积下来,形成楔形积灰。
省煤器受热面积灰后,使传热恶化,排烟温度升高,降低锅炉效率,积灰可能使烟道堵塞,轻则使流动阻力增加、降低出力,严重时可能被迫停炉清灰。
锅炉运行时,为防止或减轻积灰的影响,除保证烟气速度不能过低外,至关重要的是及时合理地进行吹灰,这是防止积灰行之有效的方法。
确定合理的吹灰间隔时间和一次吹灰的持续时间尤为重要。
3.1.3.2省煤器磨损
进入尾部烟道已硬化的大量飞灰,随烟气冲击受热面时,会对管壁表面产生磨损作用,管子变薄,强度下降,造成管子损坏。
特别是省煤器,灰粒较硬,更易发生磨损。
这种由于飞灰磨损而造成的省煤器管排损坏,最主要的表现特征就是省煤器的爆管。
含有硬粒飞灰的烟气相对于管壁流动,对管壁产生磨损称为冲击磨损,亦称冲蚀。
冲蚀有撞击磨损和冲击磨损两种。
撞击磨损是指灰粒相对于管壁表面的冲击角较大,或接近于垂直,以一定的流动速度撞击管壁表面,使管壁表面产生微小的塑性变形或显微裂纹。
在大量灰粒长期反复的撞击下,逐渐使塑性变形层整片脱落而形成磨损。
冲刷磨损是灰粒相对管壁表面的冲击角较小,甚至接近平行。
如果管壁经受不起灰粒锲入冲击和表面磨擦的综合切削作用,就会使金属颗粒脱离母体而流失。
在大量飞灰长期反复作用下,管壁表面将产生磨损。
省煤器磨损,一般都是撞击磨损和冲刷磨损综合作用的结果。
显然,烟气的流速越高,灰粒的质量越大,灰粒的硬度越大,灰粒的锐角越多,飞灰浓度越大,对受热面管子的磨损作用越强烈。
在省煤器中局部烟气流速和飞灰浓度偏高的情况下,这种磨损是难以避免的。
本锅炉采用较大节距顺列布置对减轻磨损是有利的。
同时加装了烟气阻流板和防磨套管,以避免或减轻磨损的影响。
3.1.4省煤器图(如图3-2)
图3-2省煤器系统图
3.2炉膛与水冷壁
3.2.1概述
炉膛是锅炉中组织燃料燃烧的空间,也称燃烧室。
是锅炉燃烧设备的重要组成部分。
炉膛除了要把燃料的化学能转变成燃烧产物的热能外,还承担着组织炉膛换热的任务,因此它的结构应能保证燃料燃尽,并使烟气在炉膛出口处已被冷却到使其后面的对流受热面安全工作所允许的温度。
水冷壁是敷设在炉膛四周由多根并联管组成的蒸发受热面。
其主要作用是:
吸收炉膛中高温火焰及炉烟的辐射热量,使水冷壁内的水汽化,产生饱和水蒸汽;降低高温对炉墙的破坏作用,保护炉墙;强化传热,减少锅炉受热面面积,节省金属耗量;有效防止炉壁结渣;悬吊炉墙。
直流锅炉水冷壁中工质的流动为强制流动,管屏的布置较为自由,最基本的有螺旋管圈、垂直上升管屏和回带管屏三种型式。
3.2.2炉膛几何特性
炉膛几何特性主要指的是炉膛的宽度、深度、高度和几何形状,它们都与炉膛的主要热力特性有关。
炉膛几何特性是影响炉膛能否满足设计要求的重要因素之一。
本锅炉炉膛宽度19.268m,深度19.230m。
锅炉顶棚管中心线标高60.829m,炉膛截面积37.052m2,炉膛容积20542m3。
在炉膛底部标高6.33m处前后墙向炉内倾斜55℃角形成冷灰斗。
本锅炉折焰角位于后墙标高44.429m处。
折焰角的作用:
一是延长烟气流程,改善烟气的充满度,加强烟气的扰动与混合;二是减轻炉膛出口处受热面的冲刷;三是增加了水平烟道的长度,有利于过热器和再热器的布置和运行。
3.2.3炉膛热负荷
炉膛的主要热力特性就是燃料每小时输入炉膛的平均热量,或称炉膛热功率。
按计算方法,炉膛热负荷可分为以下几种,它们都是锅炉设计、运行中必须注意的主要热力参数。
1)炉膛容积热负荷
单位时间送入单位炉膛容积中的热量称为炉膛容积热负荷,用qv表示,单位为KW/m3或MW/m3。
qv值与烟气在炉内停留时间的倒数有关,qv的大小应既能保证燃料的燃烧完全,又要满足烟气的冷却条件,即使烟气在炉膛内冷却到不使炉膛出口后的受热面结渣的程度。
对于大容量锅炉应以烟气冷却条件来选用qv,使烟气能充分冷却到合适的炉膛出口烟温。
2)炉膛截面热负荷
单位时间送入单位炉膛截面中的热量称为炉膛截面热负荷,用qa表示,单位为KW/m2或MW/m2。
qa是炉膛的重要计算特性,它反应了燃烧器区域的温度水平。
如果qa过高,说明炉膛截面过小,在燃烧器区域燃料燃烧放出的大量热量没有足够的水冷壁受热面来吸收,就会使燃烧器区域的局部温度过高,引起燃烧器区域的结渣。
还有可能使水冷壁发生膜态沸腾,使水冷壁管过热烧坏。
3)燃烧器区域壁面热负荷
按照燃烧器区域炉膛单位炉壁面积折算,单位时间送入炉膛的热量称为燃烧器区域壁面热负荷,用qr表示,单位为KW/m2或MW/m2。
qr与炉膛截面热负荷qa一样,反映了燃烧器区域的温度水平。
但qr还能反映火焰的分散和集中情况。
qr愈大,说明火焰愈集中,燃烧器区域的温度水平就愈高,这对燃料的稳定着火有利,但却容易造成燃烧区域的壁面结渣。
4)炉膛辐射受热面热负荷
炉膛单位辐射受热面在单位时间吸收的热量称为炉膛辐射受热面热负荷,也称辐射受热面热流密度,用qf表示,单位为KW/m2或MW/m2。
qf愈高,表明单位辐射受热面所吸收的热量愈大,说明炉内烟气温度水平愈高。
qf如果过大,就会造成水冷壁结渣。
此外,qf的数值也是判断膜态沸腾是否会发生的主要指标之一。
3.2.4本厂锅炉炉膛和水冷壁设计数据
炉膛断面(炉宽炉深)1926819230mm
炉膛容积20542m3
炉膛水冷壁面积4619m2
上排一次风中心线到屏底距离19.453m
炉膛容积热负荷77.17kW/m3
炉膛截面热负荷4.273MW/m2
燃烧器区域壁面热负荷1.414MW/m2
炉膛有效投影辐射受热面热负荷159kW/m2
炉膛出口烟气温度963C
屏式过热器底部烟气温度1313C
注:
1)炉膛出口断面的定义:
沿烟气行程遇到的管间净距离平均≤457mm的受热面第一排管子中心线构成的断面,由于本工程锅炉上炉膛的屏式过热器和末级过热器的节距均大于457mm,故将后水冷壁吊挂管中心线定义为炉膛出口断面。
2)炉膛容积的定义:
以冷灰斗底部有效容积上半部高度到炉膛出口断面的容积。
3)热负荷值根据炉膛净输入热量计算。
炉膛净输入热量是锅炉在相应负荷下的计算燃煤量(即考虑q4损失后的燃煤量)与燃料低位发热量的乘积。
4)燃烧器区域的选取为:
燃烧器上下煤粉喷口中心线之间的垂直距离外加3m所包围的炉墙壁面积。
3.2.5水冷壁系统图(如图3-3)
图3-3水冷壁系统图
3.2.6内螺纹管垂直水冷壁的特点
1)由于内螺纹管具有破坏膜态沸腾生成的能力,且增强了从管壁向管内工质的传热能力,因此即使一旦出现传热恶化,即膜态沸腾(DNB)和干涸(DRO)现象,管壁温度的升高也远远低于光管,MHI在大型二相流热态试验台的试验结果表明,对一般燃煤的超临界锅炉在亚临界区直流运行时,当管内质量流速达到1500kg/m2s,已有足够的裕量来防止处于低干度局部高热负荷区的燃烧器区域管子产生膜态沸腾,而在炉膛上部的高干度低热负荷区出现干涸现象(DRO)时能有效控制管子壁温的升高,而且在锅炉的启动阶段(≤最小直流负荷),水冷壁的质量流速也远高于此运行阶段的临界质量流速,因此可以保证水冷壁管不会超温和出现水动力不稳定性。
2)由于内螺纹管垂直水冷壁的质量流速只有螺旋管圈水冷壁的1/2左右,而且水冷壁管总长度只有螺旋管圈展开长度的2/3左右,因此水冷壁的阻力较低,同样炉膛尺寸,内螺纹管垂直水冷壁的阻力也只有螺纹管圈光管水冷壁的2/3左右,节省了给水泵的电耗。
3)与螺旋管圈相比,垂直管圈具有管子长度短,质量流速低的特点。
故垂直水冷壁和普通的自然循环锅炉一样,由于摩擦阻力在系统总阻力中所占的比例相对较小,因此具有保持正向流动的特性,即个别管子吸热量骤增时,管内流量也会自动增加,具有部分自补偿的能力,不仅能保持水动力的稳定性,而且也增加了水冷壁管运行的可靠性。
4)由于垂直水冷壁管安装焊缝对接时只需在轴向调整,且水冷壁垂直荷载靠水冷壁管本身承受,不需要螺旋管圈水冷壁那样较复杂的荷载传递结构,也不需要在螺旋管圈与上炉膛垂直管屏之间焊上形状复杂的张力板,因此水冷壁管之间以及管子与承力焊件之间的温差很小,无论是正常运行或负荷震荡期间的热应力均较小,因此延长了使用寿命。
5)无论是在焊口对接或事故管的拆除方面,垂直水冷壁均比螺旋管圈水冷壁简单,水冷壁的维修工作量较小。
6)根据MHI的数据,垂直水冷壁安装对接焊口数目仅为螺旋管圈水冷壁的1/2.5,管屏数目也只有螺旋水冷壁的1/2,水冷壁上焊件总数也仅为1/3,因此大大地减少了水冷壁的安装工作量。
7)垂直水冷壁管相对来说不易结渣,即使出现结渣也容易清理。
8)提高了水动力稳定性,不仅是垂直水冷壁本身的自补偿和保持正方向流动的特点,而且由于在水冷壁入口加装了节流孔圈提供了附加阻力以及加设中间混合集箱,将阻力较大的上部水冷壁分出去,均进一步提高水冷壁水动力稳定性,不会发生多值性和脉动问题。
9)同时在中间混合集箱上装设一、二级混合器,充分进行汽水混合,进一步降低水冷壁的温度偏差,并在低负荷时对汽水两相进行充分混合,防止出现汽水分层,可将水冷壁出口温度偏差降低2/3左右。
10)垂直管屏采用中间混合集箱的过渡形式。
与分叉管方式相比,中间混合集箱更能保证汽水两相分配的均匀性,而且结构上不受螺旋管与垂直管转换比的限制。
炉膛中间混合集箱位于炉膛水冷壁的中部,当水冷壁管子内的工质流到炉膛中间混合集箱时,可以得到充分的混合,使炉膛中间混合集箱出口工质温度均匀,并使温度偏差带来的热应力减小。
炉膛中间混合集箱主要包含以下四项:
炉膛中间入口集箱:
前后墙和两侧墙各一个Φ273×55,SA-335P12的集箱。
炉膛一级混合器:
前后墙各1个,左右墙各1个,共4个,规格为Φ711×115,SA-335P12。
炉膛二级混合器入口管道:
前后墙各18根,左右墙各18根,规格为Φ89×15.5,SA-210C。
炉膛二级混合器前后墙各18个,左右墙各18个,共72个。
图3-4中间混合集箱角部结构
在任何工况下(尤其是低负荷及启动工况),水冷壁内有足够的质量流速,保证水冷壁水动力稳定和传热不发生恶化,防止发生在亚临界压力下的偏离核态沸腾和超临界压力的类膜态沸腾现象。
锅炉最低直流负荷为30%BMCR。
为监视蒸发受热面出口金属温度,在水冷壁上装有足够数量的测温装置。
具体数量如下:
水冷壁中间混合集箱上装设个测点,分离器装设个测点,分离器出口蒸汽导管上装设个测点。
锅炉膨胀中心以密封罩壳顶部、后水冷壁中心线前1m的锅炉中心线处为原点,通过水平和垂直方向的导向与约束,实现三维膨胀,防止炉顶、炉墙开裂和受热面变形。
并在需要监视膨胀的位置合理布置膨胀指示器。
水冷壁上设置有必要的观测孔、热工测量孔、人孔、吹灰器孔以及相应的平台。
水冷壁的放水点装在最低处,以保证水冷壁及其集箱内的水能放空。
水冷壁下集箱采用φ219mm的小直径集箱,并将节流孔圈移到水冷壁集箱外面的水冷壁管入口段,入口短管采用φ42×9的较粗管子,在其嵌焊入节流孔圈,再通过二次三叉管过渡的方法(见右图),与φ28.6的水冷壁管相接,这样节流孔圈的孔径允许采用较大的节流范围,可以保证孔圈有足够的节流能力,按照水平方向各墙的热负荷分配和结构特点,调节各回路水冷壁管中的流量,以保证水冷壁出口工质温度的均匀性,并防止个别受热强烈和结构复杂的回路与管段产生DNB和出现壁温不可控制的干涸(DRO)现象。
3.2.7水冷壁系统流程
锅炉炉膛总高度(自水冷壁入口集箱到顶棚)为68250mm,宽为19268mm,深度为19230mm。
水冷壁分成上、下二部分,下部水冷壁包括冷灰斗。
水冷壁管共有1728根,均为φ28.6mm×6.4mm(最小壁厚)四头螺纹管,上、下部水冷壁之间装设一圈中间混合集箱过渡以消除下炉膛工质吸热与温度的偏差。
水循环系统主要由炉膛水冷壁、顶棚及包墙系统组成。
水循环系统见下图:
水冷壁系统与过热器系统的分界点为汽水分离器,自水冷壁下集箱的入口导管开始到汽水分离器贮水箱出口导管为止均属于水冷壁系统,其流程见图3-5。
由省煤器出口的工质通过两根大直径供水管送到两只水冷壁进水汇集装置,
图3-5水冷壁系统流程图
再用较多的分散供水管送到各水冷壁下集箱,再分别流经下炉膛前、后及两侧水冷壁,然后进入中间混合集箱进行混合以消除工质吸热偏差,然后进入上炉膛前、后、两侧墙水冷壁,其中前墙水冷壁、两侧墙水冷壁上集箱出来的工质引往顶棚管入口集箱经顶棚管进入布置于后竖井外的顶棚管出口集箱,至于进入上炉膛后水冷壁的工质,先后流经折焰角和水平烟道斜面坡进入后水冷壁出口集箱,再通过二汇集装置分别送往后水冷壁吊挂管和水平烟道两侧包墙管,由后水冷壁吊挂管出口集箱和水平烟道两侧包墙出口集箱引出的工质也均送往顶棚管出口集箱,由顶棚管出口集箱引出两根大直径连接管将工质送往两只后竖井工质汇集集箱,通过连接管将大部分工质送往后竖井的前、后、两侧包墙管及中间分隔墙。
所有包墙管上集箱出来的工质全部用连接管引至后包墙管出口集箱,然后用连接管引至布置于锅炉后部的两只汽水分离器,由分离器顶部引出的蒸汽送往一级过热器进口集箱,进入过热器系统。
在启动过程中,锅炉以再循环模式作湿态运行时,由水冷壁来的二相介质在汽水分离器内分离后,蒸汽自分离器上部引出,而分离出来的水自分离器底部由连通管送往分离器贮水箱,再用一根大直径疏水管由启动循环泵将再循环水送入省煤器前的给水管道进行混合,然后送往省煤器和水冷壁系统进行再循环运行,而在锅炉结束启动阶段达到最低直流负荷后,由于启动泵已切除,启动系统进入干态运行模式,此时汽水分离器内全部为蒸汽,只起到蒸汽汇合集箱的作用。
为了降低顶棚包墙系统阻力以及保证复杂的后水冷壁回路的可靠性,采用了二次旁路。
第一次旁路是后水冷壁的工质如上所述不经顶棚而流经折焰角、水平烟道斜坡、水平烟道两侧墙和后水吊挂管后再用连接管送往顶棚出口集箱。
第二次旁路则是由顶棚出口集箱引出的工质并非全部送往后烟道包墙管,而是有一部份通过旁通管直接送往后包墙管出口集箱与后烟道包墙系统工质汇合后通过分离器,全部引入一级过热器入口集箱,二次旁路管上装有电动闸阀,锅炉在超临界区运行时应打开此旁路阀。
中间混合集箱布置在低负荷时内螺纹垂直水冷壁出口蒸汽干度在0.8以上的标高上,在这个蒸汽干度下中间混合集箱的汽水均匀分配已不成问题。
在这个位置炉膛热负荷已明显降低,垂直管屏在较低的质量流速下能够得到可靠的冷却。
3.2.8炉膛结渣
结渣是指炉内高温烟气夹带的熔融或部分熔融的粘性灰粒碰撞在炉墙或受热面上,粘结形成灰渣层。
结渣是燃煤锅炉运行中较为普遍的现象,本炉的设计煤种煤,具有中偏高结渣的特性,校核煤种二具有较强的结渣特性,因此,本锅炉结渣的可能性是很大的。
3.2.8.1结渣对锅炉运行的影响:
1)结渣引起蒸汽温度升高,甚至会招致汽水爆破。
2)结渣可能造成掉渣灭火、损坏受热面和造成人员伤害。
3)结渣会使锅炉出力下降,严重时被迫停炉。
4)受热面易发生高温腐蚀。
5)影响锅炉的经济性。
产生结渣的先决条件是呈熔融状态的颗粒与壁面的碰撞。
炉内颗粒随气流运动,由炉内燃烧空气动力场决定气流向壁面的冲刷程度,决定灰粒与壁面碰撞的机率。
此外较大尺寸的颗粒容易从转向气流中分离出来,与壁面碰撞,因此急剧的气流转向与粗的煤粉细度是容易导致结渣的。
低的灰粒熔融温度和高的壁面温度使灰粒与壁面碰撞之际易呈熔融状态;粗的灰粒也因分离速度大,碰撞壁面前经历的分离时间短,冷却不易而呈熔融状态;不清洁的水冷壁,吸热能力弱,区域温度高,对灰粒的冷却能力弱,使灰粒在碰撞之际呈熔融状态。
灰的熔融特性温度是与所处的环境气氛相关的,若氧化性气氛则熔融温度高,还原性气氛则低,因此炉内的过量空气系数也影响到炉内的结渣。
所以结渣并不是单纯决定于煤灰特性的,而与许多因素密切相关,并通过灰粒的熔融特性温度与结渣倾向相联系。
本锅炉设计煤种的结渣特性是已确定的,下面从锅炉设计和运行方面分析影响结渣的因素。
3.2.8.2影响结渣的基本因素:
1)炉内的空气动力场,煤粉或灰的粒度和重度,这影响到烟气和灰粒在炉内的流动。
2)灰粒从烟气中分离出来与壁面的碰撞,既与煤粉细度,也与煤粉的选择性沉积相关。
3)煤的燃烧特性、锅炉负荷及炉内空气动力场所构成的炉内温度场以及煤灰的熔融特性,这影响到与壁面碰撞的灰粒是否呈熔融状态,并具有黏结的能力,这也与受热面的热负荷,受热面的清洁程度相联系的。
3.2.8.3从运行的角度分析,主要因素有以下几点:
1)炉膛出口烟温。
炉膛出口烟温在相当程度上表征着炉内的温度水平,或灰粒状态的条件,炉膛出口受热面的结渣倾向。
因此燃用灰熔点低煤种的锅炉,其炉膛出口温度总是设计得偏低的。
2)锅炉负荷。
锅炉负荷通过增大炉内燃料量和受热面的静热流而得到提高,前者燃料量表征炉内的整体温度水平,后者意味着受热面的外壁温度。
因此锅炉负荷增加就意味着炉内结渣可能性的增大。
如发现锅炉结渣现象剧增时的主要处理措施之一是降低锅炉负荷。
3)燃烧器上部的炉膛高度。
从煤粉的燃烧过程来说,需要有一定的炉膛高度来满足燃烧过程或者说火焰长度的需要。
炉内温度分布是与这一高度密切相关的,温度只有在燃烧基本结束后,才会较迅速下降,灰粒才有被冷却固化的可能,如果这一高度(最上层燃烧器到屏式过热器底部)较小,那么屏式过热器结渣可能性就会增大,甚至引起较严重的结渣。
在锅炉设计中这一高度与燃用煤种特性及灰的熔融特性是相对应的。
4)炉壁热负荷和燃烧器区域热负荷。
炉壁热负荷即投入炉内热量与炉壁投影面积之比,表征水冷壁对投入炉内热量的吸收能力,亦即炉内的温度水平,尤其是近炉壁区域的,它直接影响对接近壁面灰粒的冷却能力。
燃烧器区域热负荷是表征燃烧器布置的相对集中和分散。
燃烧器区域是炉内速度和温度变化最激烈、梯度最大的区域,燃烧最强烈,区域温度水平最高,最容易产生结渣的区域。
因此燃用结渣倾向性高煤种的锅炉,燃烧器区域热负荷值取低限。
5)燃烧的空气量及风粉配比。
炉内空气量不足,容易产生一氧化碳,因而使灰熔点大为降低,会引起炉膛内结渣,特别燃用挥发分大的煤时,更容易出现这种现象。
燃料与空气混合不充分,即使供应足够的空气量,也会造成有些局部区域空气多些,另一些区域空气少些,这样空气少的区域就会出现还原性气体,而使灰熔点降低,造成局部结渣。
6)火焰偏斜,煤粉气流贴壁。
燃烧器的缺陷或炉内空气动力工况失常都会引起火焰偏斜或煤粉气流贴壁。
火焰偏斜,使最高温的火焰层移至炉壁处,使水冷壁产生严重结渣。
7)煤粉细度。
煤粉中的粗颗粒既容易从气流中分离出来与壁面碰撞,也需要较长的燃尽时间和火焰长度,更因热容量大,换热系数小而冷却固化不易。
因此在燃用熔融温度特性值低的煤种时,更需控制煤粉中的粗粒重量份额(实际控制煤粉均匀度)。
8)吹灰操作。
煤粉锅炉的结渣是在所难免的,问题是结渣的程度如何。
受热面一旦产生结渣,表面温度随之升高,对于接近受热面的灰粒的冷却能力减弱,会由此导致恶性循环(结渣越来越严重)。
锅炉是通过吹灰器对受热面吹扫来维持受热面清洁,或不致严重被污染。
一旦结渣严重,吹灰器的清扫能力就减弱。
因此吹灰器的布置和运行必须与燃用煤种的结渣倾向相应,使沉积灰渣能得到及时清扫。
3.2.8.4针对影响结渣的因素,采取的防治措施有:
1)选取较小的炉膛热负荷,避免火焰冲刷受热面,同时降低整个炉膛温度,以减少结渣的可能性。
2)选取合理的燃烧区域化学反应当量比,不仅确保有一个低NOx排放出口烟温,同时也使结渣的可能性降到最低。
3)选取能够防止对流受热面出现任何结渣可能性的炉膛排烟温度。
4)穿过悬吊过热器中央的吹灰器与过热器的膜式设计面相结合保证了吹灰的有效性。
5)燃烧器喉口周围布置水冷壁弯管,与高导热性的碳化硅砖面相结合,从而降低了燃烧器喉口的表面温度,有效防止燃烧器区域出现结渣。
6)低NOx燃烧器产生较低的燃烧器区域峰值火焰温度。
7)控制燃烧器燃料和空气的分布,保证了沿整个炉膛宽度的均匀燃烧并防止还原区的形成。
8)保持合适的煤粉细度和均匀度。
9)在炉膛容易结渣的区域布置吹灰器,合理吹灰。
3.3锅炉启动系统
3.3.1概述
启动系统是为解决直流锅炉启动和低负荷运行而设置的功能组合单元,它包括启动分离器、炉水循环泵及其它汽侧和水侧连接管、阀门等。
其作用是在水冷壁中建立足够高的质量流量,实现点火前循环清洗,保护蒸发受热面,保持水动力稳定,还能回收热量,减少工质损失。
启动系统按正常运行时须切除和不切除分为两类,即外置式和内置式。
3.3.1.1结构特点
我厂锅炉的启动系统为内置式,结构简单,易于控制。
容量为30%B-MCR,以与锅炉水冷壁最低质量流量相匹配。
启动分离器为圆形筒体结构,直立式布置,内设有阻水装置和消旋器。
分离器的分离原理为:
蒸汽由周向的两根引入管进入分离器,由于这两根管成切向布置,蒸汽在分离器中高速旋转,水滴因所受离心力大
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- 第三章 锅炉本体 第三 锅炉 本体
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