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我国采用 电除尘器的燃煤机组容量已达95

文章出处:未知 人气:发表时间:2021-07-17 13:28

  锅炉系统介绍 章 概述 1、 锅炉概述 锅炉是由一个“锅”和一个“炉”组成的一种能量 转换设备。锅是蓄热和传送热能的设备,它通过介质水 和蒸汽,把炉所转化来的热能大量吸收并传递出去进行 使用。炉是化学能源物质进行能量转换的场所,并通过 受热面将热能传递给水和蒸汽,变成热能和动能并转送 出去加以利用。 锅炉的组成 锅炉机组 锅炉本体 辅助设备 送风机、引风机、燃料供应 及制备、除灰、除渣、测量 锅 炉 与控制等 锅炉的汽水系统,用以完成水变 成蒸汽的吸热过程。由汽包、下 降管、联箱、导管及各热交换受 锅炉的燃烧系统,用以完成煤的 燃烧过程。由炉膛、燃烧器、烟 道、炉墙构架等非承压部件组成 热面等承压部件组成 2、锅炉的分类 (一)按用途分类:有电站锅炉、工业锅炉和生活用 锅炉; (二)按输出介质分类:有蒸汽锅炉、热水锅炉、和 汽水两用锅炉; (三)按燃料分类:有燃煤锅炉、燃油锅炉和燃气锅 炉; (四)按燃烧方式分类可分为:层燃炉、室燃炉和介 于二者之间的沸腾(流化床)炉。 层燃炉和沸腾炉只适合于燃煤,而室燃炉煤、油气都可 以燃烧。 (五)按锅炉水循环方式分类可分为:自然循环锅炉、 强制循环锅炉和复合循环锅炉。 自然循环锅炉的水在锅内循环的动力来于自身的汽水 比重差。强制循环的动力主要来自于给水泵。而复合循环 锅炉的动力既有来自汽水比重差,又有给水泵的动力。 (六)按蒸汽压力分类可分为:低压锅炉(压力 ≤2.45MPa)、中压锅炉(压力2.94-4.9MPa)、高压锅炉 (压力7.84-10.8MPa)超高压锅炉(11.8-14.7MPa)亚临 界压力锅炉(15.7-19.6MPa)和超临界压力锅炉(压力 ≥22.0) 室燃炉 室燃炉所用燃料有煤粉、液体燃料和气体燃料,可 分别称为煤粉炉、燃油炉和燃气炉。室燃炉的燃料由输 送管道通过燃烧器送入炉膛中燃烧,燃烧所需要的空气 由一次风管、二次风管以及三次风管分别送入。 注意:可以用固体燃料、液体燃料、气体燃料。 层燃炉 由手工方式或机械方式向炉膛内送煤或其他固体燃 料,在炉排上形成燃料层,燃烧所需的空气由风机送入 燃料层下的送风仓,透过燃烧层进行燃烧瓜而产生高温 烟气。 注意:只能用固体燃料 沸腾炉 沸腾炉所燃用的煤被破碎成10mm以下的颗粒,送入 存有大量床料(灰颗粒或石英沙)的炉炉床,炉床下部送 入的空气向上以一定流速推动床料,使燃料和料床在炉 床中翻滚浮动而呈“流态化”燃烧,这样的料床称为鼓 床或流化床。现在常用的为循环流化床锅炉。 注意:沸腾炉的燃料也是固体燃料。 3、锅炉机组的容量、参数 表示锅炉工作特性的基本参数,主要有锅炉的蒸发量、 压力、和温度三项。 一、额定蒸发量 在额定蒸汽参数,额定给水温度和使用设计燃料,保 证热效率时所规定的蒸发量,单位为t/h(或kg/s) 注:热水锅炉容量为单位时间的产热量。单位为MW(或万 大卡/时) 二 压强 压强:垂直均匀作用在物体单位面积上的压力,称为压强。 ——用符号P表示。 常用单位MPa。 *压强一词一般在学术上应用,工程上我们习惯的把压强称 为压力。 常用压力间的换算关系:1kgf/cm2=0.098MPa≈0.1 MPa 1 MPa=10.2 kgf/cm2≈10 kgf/cm2 压力:以压力等于零作为测量起点,称为压力(P 绝 )。 相对压力:以当时当地的大气压力作为测量起点,也就是用 压力表测出的压力数值,故称为表压力或称为相对压力(P表)。 压力和相对压力的换算关系:P绝=P表+0.098MPa P表=P绝—0.098MPa 负压:表压小于0时的压力。 三 温度 温度:标示物体冷热的程度。 ——用符号t表示。 常用单位是℃ 温度是物体内部所拥有能量的一种体现方式,温度越高, 能量越大。因此,在同一压力下,过热蒸汽就比饱和蒸汽能 够做出更多的功。 锅炉的容量和参数 额定蒸汽参数 在规定负荷范围内长期连续运行应能保证的出 口蒸汽参数。 ? 额定蒸汽压力(对应规定的给水压力),单位 是MPa; ? 额定蒸汽温度(对应额定蒸汽压力和额定给水 温度),单位是0C 锅炉的容量和参数 我国电站锅炉参数、容量系列 压力级别 蒸汽压力 (MPa) 参 蒸汽温度 (℃) 数 给水温度 (℃) 锅炉容量 BMCR (t/h) 发电功率 (MW) 中压 高压 3.9 9.9 450 540 150 172 205-225 220-250 250-280 267-302 267-277 35,65 130 220,410 6,12 25 50,100 125,200 300 600 600 1000 500,800 超高压 亚临界 超临界 13.8 16.8-18.6 25-27.6 25 540/540 540/540 545/545605/605 545/545 420,670 1025 2008 1900-3033 1650-2650 锅炉内为什么会有压力呢?蒸汽锅炉是因为锅内的水 吸收热量后,由液体状态变成气体状态,其体积增大很多,矿井电加热器 由于锅炉是密闭的容器,因而限制了水汽的自由膨胀,结 果就使锅炉各受压部件受到了水汽压力的作用。而热水锅 炉内压力则来自高水位形成的静压力;强制循环采暖系统 的热水锅炉,其压力来源于循环泵的压力。 4、锅炉型号 第二章 燃料分类 燃料及其燃烧特性 通过燃烧释放热能的可燃物质 ? 在自然界所处的状态:固体(煤);液体(原 油、重油和渣油);气体(煤气和天然气) ? 获得方法:天然燃料(未加工);人工燃料 (木炭、焦炭和石油制品) ? 用途:工艺燃料(炼焦、锻造和化工,焦结性 好,杂质少);动力燃料 煤的常规特性 煤的元素分析与工业分析 煤的元素 分析成分 煤的工业 分析成分 碳(C)、氢(H)、氧(0)、氮(N)、硫(S) 水分(M)、灰分(A) 水分(M)、挥发分(V)、灰分(A)、 固定碳(FC) 煤中的氢、氧、氮、硫 与部分碳所组成的有机 ? 可燃元素 C (固定碳和挥发分中的 C )、 H 、 化合物加热后分解,形成 S(可燃硫 S r 和硫酸盐硫 S ly) 气体挥发出来 ? 不可燃元素(内部杂质) O、N ? 不可燃成分(外部杂质) ? 可燃气体 挥发分 M(内、外)、A 煤的常规特性 煤的成分计算基准 收到基(ar) (原应用基y) 以入炉煤(包括煤的全部成分)为基 准 空气干燥基(ad)(原分析基f) 以风干状态煤(除外部水分)为基准 ? 干燥基(d) (原干燥基g) 以去掉全部水分煤为基准 干燥无灰基(daf)(原可燃基r) 以去掉全部水分及灰分煤为基准 煤的常规特性 煤成分基准间的换算 Car ? H ar ? Oar ? N ar ? S ar ? M ar ? Aar ? Cad ? H ad ? Oad ? N ad ? S ad ? M ad ? Aad ? Cd ? H d ? Od ? N d ? S d ? Ad ? Cdaf ? H daf ? Odaf ? N daf ? S daf ? 例题:已知Mar、Mad,试将空气干燥基的各种成分 换算成收到基。即推导换算系数K。 煤的常规特性 煤的发热量 煤的发热量(kJ/kg) 时所释放的热量 单位质量的煤完全燃烧 高位发热量 (Qgr) 煤的理论发热量。由实验测 得的弹筒发热量(Qb)减去硫和氮生成酸的校正值 确定(式2-9) 低位发热量(Qnet) 高位发热量减去水蒸气凝结 放出的汽化潜热后,称为低位发热量(燃料在锅炉 中的实际发热量)。 煤的常规特性 氧弹式量热计 煤的常规特性 相关概念 标准煤 收到基低位发热量为29310 kJ/kg 的燃料为标准煤(7000大卡) 标准煤耗量Bb ? Bs ? 29310 B s ——分别为标准煤耗量与实际煤耗量 式中 B b、 煤的常规特性 煤灰的熔融特性 高温下煤灰的熔融性 ? 用灰熔点表示,煤灰的角锥法确定 变形温度 DT(原t1) 软化温度 ST(原t2) 流动温度 FT(原t3) 判断锅炉运行中是否会结渣的主要因素之一。 影响结渣性的主要因素是煤灰分和灰熔点。煤 的灰分高、灰熔占低,结渣率就高。 煤的常规特性 煤灰的熔融特性 影响因素 煤灰的化学组成 煤灰中酸性氧化物(SiO2、Al2O3等)使灰熔点提高; 碱性氧化物(Fe2O3、CaO、MgO等)使灰熔点降低 煤灰周围高温介质的性质 氧化性介质中,灰熔点较高;弱还原性介质中,灰 熔点较低 煤的常规特性对锅炉工作的影响 煤中V对锅炉工作的影响 挥发分 V V的含量代表了煤的地质年龄,地质年龄越短,煤的碳化程 度越浅,V含量越多 ? V含量越多(C含量越少),V中含O量亦多,其中的可燃 成分相应减少,这时,煤的热值低 ? V含量越多,煤的着火温度低,易着火燃烧 ? V 多,V着火燃烧造成高温,有利于碳的着火、燃烧 ? V 多,V挥发使煤的孔隙多,反应表面积大,反应速度加快 ? V 多,煤中难燃的固定碳含量少,煤易于燃尽 煤的常规特性对锅炉工作的影响 煤中M、A对锅炉工作的影响 水分M、灰分A ? ? ? ? M、A 高,煤中可燃成分相对减少,煤的热值低 M、A 高,M 蒸发、A熔融均要吸热,炉膛温度降低 M、A 高,增加着火热或包裹碳粒,使煤着火、燃烧 与燃尽困难; M、A 高,q2、q3、q4、q6 增加,热效率下降 ? ? ? M、A 高,过热器易超温 M、A 高,受热面腐蚀、堵灰、结渣及磨损加重 M、A 高,煤粉制备困难或增加能耗 煤的常规特性对锅炉工作的影响 煤中S、ST对锅炉工作的影响 硫分 S ? ? ? 可燃硫的热值低,含量少,对煤的着火、燃烧无明显影响 高、低温腐蚀;易造成受热面的堵灰 形成酸雨,污染环境 ? 燃料中的硫化铁加剧磨煤部件的磨损 灰熔点(ST) 灰分在熔融状态下粘结在锅炉受热面上造成结渣,危及锅 炉运行的安全性和经济性。 对于固态排渣炉, ST 1350℃ 可能结渣 煤的分类 我国煤的主要分类指标 干燥无灰基挥发分Vdaf含量 可分为三大类:褐煤( Vdaf含量>37% )、烟煤 ( Vdaf含量>10% )、无烟煤( Vdaf含量≤10% ) 煤的分类 电厂锅炉用煤分类 分 大类别 小类别 挥发份 类 指 灰分 标 水分 M ar (%) 硫分 Vdaf(%) 无烟煤 超低挥发 份煤 贫煤 烟煤 低挥发份煤 中挥发份煤 高挥发份煤 超高挥发份 煤 6.5~9 9~19 19~27 27~40 40 Ad (%) S (%) d 发热量 Qar,net (MJ/kg) 21.0 18.5 16.5 15.5 11.5 灰融 特性 ST(0C) 褐煤 煤的分类 发电厂煤的分类及燃烧特性 无烟煤 ? 碳化程度高,含碳量很高,达95%,杂质很 少,发热量很高,约为25000~32500 kJ/kg; ? 挥发分很少,小于10%,Vdaf析出的温度较高 (可达℃),着火和燃尽均较困难,储存时不 易自燃 煤的分类 发电厂煤的分类及燃烧特性 褐煤 ? 碳化程度低,含碳量低,约为40~50%,水 分及灰分很高,发热量低, 约10000~21000 kJ/kg; ? 挥发分含量高,约40~50%,甚至60%,挥发 分的析出温度低(<200℃),着火及燃烧均较 容易 煤的分类 发电厂煤的分类及燃烧特性 烟煤 碳化程度次于无烟煤,含碳量较高,一般为 40~60%,杂质少,发热量较高, 约为20000~ 30000 kJ/kg; 挥发分含量较高,约10~45%,着火及燃烧均 较容易 煤的分类 发电厂煤的分类及燃烧特性 ? 贫煤 挥发分含量10~20%的烟煤 挥发份较少,性质介于无烟煤与烟煤之间,燃 烧性能方面比较接近无烟煤; ? 劣质烟煤 挥发份20~30%;但水分高,灰分 更高的烟煤 发热量低,为11000~12500 kJ/kg 这两种烟煤着火及燃烧均较困难 第三章 锅炉的组成及工作过程 锅炉的组成部分: 锅的组成部分: 汽包(锅筒)、水冷壁、过热器、省煤器; 炉的组成部分: 炉膛、燃烧器。 锅炉本体: 炉膛、燃烧器、锅筒、水冷壁、对流受热面、钢架和炉 墙等组成锅炉的主要部件,称为锅炉本体。 锅炉的其他重要辅机: 燃料输配送装置、送引风装置、给排水装置、水处理设 备及管道、除尘及除灰、脱硫脱硝系统、控制系统等 1、锅筒:锅筒的作用是汇集、储存、净化蒸汽和补充给水。 热水锅炉锅筒内全部装的是热水,而蒸汽锅炉锅筒装的是 热水喝蒸汽。 单锅筒的蒸汽锅炉,锅筒的下半部全部是热水,锅筒 的上半部为蒸汽空间。 2、水冷壁:水冷壁是布置在水管锅炉炉膛四周的辐射 受热面。炉膛内,进入炉膛的燃料与空气混合后着火燃烧 产生的高温火焰和烟气,通过辐射把热量传递给四周的水 冷壁管,水在冷壁管内受热蒸发产生饱和蒸汽。 3、对流管束:电站锅炉的对流受热面包括过热器、再 热器、省煤器,工业锅炉的对流受热面则包括对流管束、 过热器、省煤器。对带有空气预热器的锅炉,空气预热器 从传热的角度看,也可作为对流受热面。 炉膛烟气出口处,通常布置数排凝渣管束,以对后面的 过热管起到保护作用,防止管束外表面结渣。 4、过热器:通过对流换热和辐射热将汽包(锅筒)出 来的饱和蒸汽加热至所需参数的过热蒸汽,提高蒸汽品质。 5、再热器:布置于过热器后部,烟气通过对流换热 将从汽轮机高压缸抽出的蒸汽在再热器中加热,称为再热 过程, 6、省煤器:它使给水在进入锅筒之前,利用排烟余热 来提高给水温度的热交换器,作用是提高给水温度(通常 低于饱和温度或达到饱和温度),减少排烟损失,提高锅 炉热效率。 7、空气预热器:空气在进入炉膛之前被加热到一定温 度,以改善炉内的燃烧过程,同时降低排烟温度,提高锅 炉的热效率。 1、 锅炉的工作过程 锅炉运行同时进行三个过程⒈燃烧过程 ⒉传热过程 ⒊水的 加热或汽化过程。 什么是燃烧 燃烧是燃料中的可燃物质与氧进行强烈氧化化反应的过程, 这是一种复杂的物理化学综合过程。它需要具有一定的温 度和浓度条件、一定的时间和空间条件。 要燃烧,必须同时具备以下三个因素 1、必须有可燃物(燃料)。 2、具有能使可燃物着火燃烧的温度。 3、必须备有充分提供氧或新鲜空气的助燃物。 缺少上述其中任意一因素,燃烧是不能进行的。只有三 个因素同时存在,才能引起燃烧 2、煤的燃烧 煤从进入炉膛到燃烧完毕,一般要经过预热干燥、干馏,挥 发分着火,以及焦炭燃烧和燃尽四个阶段。 1 予热干燥:100~105℃,水蒸发,煤烘干。 2 干馏:180~250℃时,烟煤的挥发分析出。 3 挥发分着火:~500℃时烟煤的挥发分开始着火。 4 焦炭燃烧和燃尽:约占90%的燃烧时间。 以上四个阶段是连续交错进行的。 燃料进入锅炉燃烧的基本过程: 燃烧 炉膛(或炉排) 除渣设备。 烟气的基本流程是: 高温烟气 辐射 水冷壁 再热器 引风机 对流 辐射+对流 过热器 对流 尾部受热面(省、空) 除尘、脱硫 烟囱 水的加热或汽化过程 该过程是饱和蒸汽的生产过程。给水经过除氧器 除氧后由给水泵将水送到省煤器,水在省煤器中被 加热到某一温度后进入锅筒,然后沿下降管下行到 水冷壁进口集箱,经适当分配后注入水冷壁管,水 在水冷壁管内吸收炉膛内的辐射热后形成和水和饱 和蒸汽的混合物,上升进入锅筒内,由汽水分离装 置分离,蒸汽由锅筒上部流入过热器,分离下来的 水仍参与水冷壁管内的循环。汽水混合物的分离设 备是保证蒸汽品质和过热器工作可靠的必要设备。 蒸汽流入过热器后继续被加热成具有一定温度和过 热度的过热蒸汽。 锅炉的工作过程及系统 汽 汽机主凝结水 水 水 系 统 水 汽水混合物 给水泵 化学补充水 省煤器 汽包 汽水分离器 汽水混合物 ① 下降管 水 水 下联箱 水 水冷壁 上联箱 汽水混合物 导汽管 汽水混合物 ① 饱和蒸汽 过热蒸汽 过热器 汽轮机(用户) 第四章 热效率 热 效 率:燃料在炉中燃烧放出的热量称为热效率。 燃料在炉中燃烧释放出的热量,不可能全部被水和蒸汽 全部吸收,总有一部分未被利用而损失掉。 锅炉热平衡 锅炉热平衡方程式 Qr ? Q1 ? Q2 ? Q3 ? Q4 ? Q5 ? Q6 ? q1 ? q2 ? q3 ? q4 ? q5 ? q6 式中 Q r 输入热量 Q1 Q2 有效利用热 排烟热损失 Q3 气体未完全燃烧热损失 Q4 Q5 Q6 固体未完全燃烧热损失 散热损失 其他热损失 排烟损失Q2: 随烟气的排出而被带走的热量,叫排烟热损失。它 是锅炉热损失中的一项,约为4~8%,影响这项 损失的主要因素是烟气容积及排烟温度,烟气容积 大排烟温度高,则排烟带走热损失也大。 化学未完全燃烧损失Q3: 燃料在燃烧过程中所产生的可燃性气体,能完全燃 烧而随烟气排出,造成的热损失,叫化学未完全燃 烧损失。影响这项损失的主要因素是燃料的挥发份 含量,炉内过剩空气系数,炉膛的温度和气流的混 合等情况。 散热损失Q5: 锅炉机组露出于大气中的金属结构,炉墙烟道等,向外界空 气散失的热量叫散热损失。这种损失与锅炉机组的外表面 积大小,保温及绝热情况有直接关系。 灰渣物理热损失Q6: 具有较高温度的灰渣排出炉外而带走的一部分热量,叫灰渣 物理热损失。 机械未完全燃烧损失Q4: 燃料在炉膛燃烧时,常常有一部分固体可燃物和飞灰一起被 带出炉外,还有一部分固体可燃物则落到灰斗中随灰渣一 起排走。这两部份可燃物未能完全燃烧,它们的热能未被 利用面造成了损失,叫机械未完全燃烧损失。其中飞灰损 失是我厂锅炉重要的一项机械未完全燃烧损失。燃料的 性质、煤粉水分细度、炉膛温度,锅炉负荷和炉内空气动 力条件等都严重影响这项损失。 锅炉热平衡 锅炉输入热量 Qr Qr ? Qar .net ? ir ? Qwr ? Qzq , kJ / kg 式中 ir —燃料的物理显热; Qwr —外来热源加热空气时带入的热量; Qzq —雾化燃油所用蒸汽带入的热量 锅炉热平衡 热效率ηgl与燃料消耗量 B 热效率 Q1 ? q1 ? ? 100,% Qr ? 正平衡 ? g? ? 反平衡 ? g? ? 100 ? (q 2 ? q 3 ? q 4 ? q 5 ? q 6 ),% 燃料消耗量 Q 100Q B? ? , kg / s Q1 ? g? Qr q4 计算燃料消耗量 B j ? B(1 ? ), kg / s 100 煤粉燃烧器 第五章 燃烧器的作用 燃烧器的作用是将燃料与燃烧所需空气按 一定的比例、速度和混合方式经喷口送入炉膛 其主要作用为: ? 向锅炉炉膛内输送燃料和空气; ? 组织燃料和空气及时、充分地混合; ? 保证燃料进入炉膛后尽快、稳定地着火,迅 速、完全地燃尽。 煤粉燃烧器 通过燃烧器的空气 一次风 携带煤粉送入燃烧器的空气。主要作 用是输送煤粉和满足燃烧初期对氧气的需要 二次风 待煤粉气流着火后再送入的空气。二 次风补充煤粉继续燃烧所需要的空气,并起气流 的扰动和混合的作用 三次风 对中间储仓式热风送粉系统,为充分利 用细粉分离器排出的含有10%~15%细粉的乏气,由 单独的喷口送入炉膛燃烧,这股乏气称为三次风 直流燃烧器 直流燃烧器 直流燃烧器的一、二、三次风分别由垂直布置 的一组圆形或矩形的喷口以直流湍流自由射流的形 式喷入炉膛,根据燃煤特性不同,一、二次风喷口 的排列方式可分为均等配风和分级配风。 直流射流的主要特点: ? 沿流动方向的速度衰减比较慢 ? 具有比较稳定的射流核心区 ? 一次风和二次风的后期混合比较强 直流燃烧器 均等配风直流燃烧器 均等配风燃烧器一、二次风喷口相间布 置,即在二个一次风喷口之间均等布置一个 或二个二次风喷口,各二次风喷口的风量分 配较均匀 均等配风燃烧器一、二次风口间距较小 有利于一、二次风的较早混合,使一次风煤 粉气流着火后能迅速获得足够的空气,达到 完全燃烧 均等配风适用于燃用高挥发分煤种, 常称为烟煤、褐煤型配风方式 直流燃烧器 分级配风直流燃烧器 分级配风燃烧器一次风喷口相对集中 布置,并靠近燃烧器的下部,二次风喷口 则分层布置,一、二次风喷口间保持较大 的距离 (160-350mm) ,燃烧所需要的二次 风分阶段送入燃烧的煤粉气流中,强化气 流的后期混合,促使燃料燃烧与燃尽 直流燃烧器 分级配风直流燃烧器 分级配风燃烧器一次风喷口高宽比大, 卷吸量大;煤粉气流相对集中,火焰中心 温度高,有利于低挥发分煤的着火、燃烧 分级配风适合于燃用低挥发分煤种或劣 质烟煤,常称为无烟煤、贫煤型配风方式 直流燃烧器 直流燃烧器各层二次风的作用 下二次风 防止煤粉离析,避免未燃烧的煤粉 直接落入灰斗;托住火焰不致过分下冲,避免冷 灰斗结渣,风量较小 中二次风 是均等配风方式煤粉燃烧阶段所需 氧气和湍流扰动的主要风源,风量较大 上二次风 提供适量的空气保证煤粉燃尽,是 分级配风方式煤粉燃烧和燃尽的主要风源,风量 较大 直流燃烧器 直流燃烧器各层二次风的作用 燃尽风 喷口位于整组燃烧器的上部(三次 风喷口之上),送入剩余15%的空气,实现富氧燃 烧,抑制燃烧区段温度,达到分级燃烧目的,有效 减少炉内NOX生成量,有利于燃料的燃尽 周界风 位于一次风喷口的四周,周界风的风 层薄;风量小;风速较高。可防止喷口烧坏,适应 煤质的变化 直流燃烧器 直流燃烧器四角布置切圆燃烧方式 第六章 排污装置 1、排污的作用:锅炉在运行中,由于锅水不 断蒸发、浓缩,炉水中含盐量不断增加。所 谓的排污即是连续或定期从锅内排出一部分 含高量盐度的锅水和锅炉底部泥渣、水垢等 杂质,以达到保持锅水质量的目的。 2、定期排污装置 定期排污装置设在锅筒、集箱的 处,主要是排出锅炉底部的泥渣和水垢。 3、连续排污装置 连续排污装置也叫表面排污装置,设 在上锅筒蒸发面处,主要是排出高浓度的锅 水。它是降低锅炉水中的含盐量和碱度,以 及排除锅炉水表面的油脂和泡沫的重要方式。 第七章温度测量仪表 1、温度仪表的作用 温度是热力系统的重要状态参数之一。 在锅炉和锅炉房热力系统中,给水、蒸汽和 烟气等介质的热力状态是否正常,风机和水 泵的等设备轴承的运行情况是否良好,都依 靠对温度来进行监视。 2、温度仪表的型式与结构 常用的温度测量仪表有玻璃温度计、 压力式温度计、电热偶温度计和光学高温计 等多种形式。 本厂所使用的多是玻璃温度计、热电 偶温度计,下面对这两种温度计做下简单介 绍。 ①玻璃温度计 玻璃温度计是根据水银、酒精、甲苯 等工作液体具有热胀冷缩的物理性质制成的。 在工业锅炉中使用多的是水银玻璃温度计。 水银玻璃管温度计,由测温包、毛细 管和分度标尺等部分组成,一般有内标式和 外表式(双称棒式)两种。 水银玻璃管温度计的优点是,测量范 围大(-30~500℃),精度较高,构造简单 和价格便宜等。缺点是,已破损,,示值不 够明显,不能远距离观察。 ②热电偶温度计 热电偶温度计是利用两种不同金属导 体的节点,受热后产生热电势的原理制成的 测量温度仪表。主要由热电偶、补偿导线和 电气测量仪表(检流计)三部分组成。 常用的热电偶:普通铂铑——铂铑热 电偶(WRLL型)测量温度1600℃,普通 铂铑——铂热电偶(WRLB型)测量温度 1℃。 ③热电偶温度计的优缺点 热电偶温度计的优点是,灵敏度高,测 量范围大,无需外接电源,便于远距离测量 和自动记录等。缺点是,需要补偿导线,安 装费用较贵。在工业锅炉上,常用来测量蒸 汽温度、炉膛火焰温度和烟道内的烟气温度。 装用后每年至少效验一次。 第八章 锅炉保护装置 为了防止在某些不正常运行状况下出现 事故,除安装必要的测量仪表和完全阀外, 还必须加装一些自动保护装置,以便在出现 某些事故苗头时,能及时的报警和自动停止 运行。 1、水位报警器 为了保持锅炉水位正常,防止发生缺水或 满水事故,对蒸发量大于或等于2吨/时的锅 炉,除装设水位表外,还必须装设高低水位 报警器。它的作用是:当锅炉内的水位高于 安全水位或低于安全水位时,水位 报警器就能自动发出报警声响和光信号,提 醒锅炉人员迅速采取措施,防止事故发生。 水位报警器是利用锅筒和报警器内水位同时 升降而造成警报器浮球相应上下,或者利用 锅水能够到点的原理而制成的。 水位报警器的形式与结构 水位报警器有安装在锅筒内和锅筒外两种。前 者因检修困难而淘汰,后者常用的有浮球式、磁 铁式、电极式三种。 ①浮球式水位报警器:浮球式水位报警器的结构由 报警汽笛、高水位针型阀、低水位针型阀、连杆、 高水位浮球和低水位浮球等构件组成。当水位正 常时,低水位浮球侵没在水中,高水位浮球悬于 蒸汽空间,连杆属于水平平衡状态,两个针型阀 关闭。如水位低于水位线,则低水位浮球所 受浮力减小;如水位高于水位线,则高水位 浮球所受浮力增加,此时均会破坏连杆的平衡, 而使针型阀开启发出报警。 ②磁铁式水位报警器:磁铁式水位报警器的 结构主要由永磁钢组、浮球、三组水银开 关和调整箱等构件组成。当锅炉内的水位 发生变化时,浮球也随之变化,从而带动 永磁钢组上升或下降,并接通相应的高水 位、低水位或极限低水位开关发出报警信 号。为了提高水位报警器的灵敏度和使用 寿命,有的单位使用干簧管继电器取代水 银开关,效果较好。 ③电极式水位报警器:电极式水位报警器的 主要结构由一组高、低水位电极,以及附属 的电气部分组成。高低水位电极的末端位置 分别在锅炉安全水位处。当锅水 上升(或下降)至(或)安全水位 时,矿井电加热器电极于锅水接触(活脱开),是接触回 路中电源导通(或切断),从而发出报警。 常用的报警信号有音响、灯光等,可组成联 锁装置,是燃烧停止。 2、超温报警器 超温报警器由能发出电讯号的温度测量仪 表、电气控制线路及音响、灯管报警信号组 成。当锅炉出现过水温度超过贵姓或汽化时, 能发出警报,使司炉人员能采取措施,消除 锅水汽化及超温现象,以避免热水正常循环 的破坏和产生超压现象。常用的能发出电讯 号的温度测量仪表是一种电接点压力式温度 计。 3、超压报警装置 超压报警装置是由能发出电讯号的压 力测量仪表,必要的电气控制线路及音响、 灯光、报警信号等组成。当锅炉出现超压现 象时,能发出警报,并通过联锁装置控制燃 烧。如停止供应燃料、停止通风、开启安全 阀泄压,是司炉人员能及时采取措施,以避 免锅炉超压爆炸事故。 4、防爆门 对于用煤粉、有或气体作燃料的锅炉,如 果点火前未吹扫或误操作、喷嘴有毛病或燃 烧不完全、熄火时未能孙素切断燃料等,均 容易造成炉膛和尾部烟道风压过高,严重时 引起爆炸和再次燃烧,并会引起炉墙和烟道 开裂、倒塌、尾部变热而烧坏等事故。为了 防止炉膛和烟道风压过高,目前常用的方法 是在锅炉炉墙上装设防爆门。 ①防爆门的作用和原理 挡路倘或烟道发生爆炸时,防爆门能 自动开启泄压,以避免造成炉墙开裂、倒塌 事故。防爆门主要是利用自身的重量或强度, 当它大于或和炉膛在正常压力时作用在其上 的总压力相平衡时,防爆门处于关闭状态。 当炉膛压力发生变化,使作用在防爆门上的 总压力超过防爆门本身的重量锅强度时,防 爆门就会被冲开或冲破,炉膛内就会有一部 分烟气泄出,而达到泄压目的。 ②防爆门的型式和结构 常用的防爆门有翻板式和爆破膜式两种。 翻板式防爆门:又称旋起式防爆门,多装置 于燃烧室的炉墙上。按其安装位置分为倾斜 式和垂直式两种,均由门框、门盖和铰链等 构件组成。门盖和门框多用铸铁制成圆形或 方形,其相互接触面宽度一般为3~5毫米, 并应保证严密。门盖内面涂有耐热混凝土, 其厚度需要根据限制压力数值,经过计算或 实验来确定当炉膛烟道内发生气体爆炸时门 盖自动绕轴开启泄压,然后又自行关闭。 爆破膜式防爆门:爆破膜式防爆门多装置于 烟道上,由爆破膜和夹紧壮志组成,爆破膜 一般用石棉和铝、不锈钢等金属薄板制成。 为了增加强度,常在薄板上压有十字槽。当 炉膛或烟道内发生气体爆炸时,爆炸膜即被 冲击波破坏,起到泄压作用。 ③对防爆门的要求 ⑴防爆门一般布置在燃烧室、炉膛出口烟道、 省煤器烟道、引风机前的烟道、引风机后部 的水平烟道或倾斜角度小30?的烟道上。 ⑵防爆门应装在不致威胁操作人员安全的地 方,并设有泄压导向管,其附近不的存放易 燃易爆物品。 ⑶活动防爆门需定期进行手动实验,以防锈 死。 第九章 锅炉自动调节与控制装置 1、矿井电加热器给水自动调节 锅炉给水自动调节的任务是使给水量 适应锅炉蒸发量的变化,并维持锅筒水位在 允许的范围之内。《蒸汽锅炉安全技术监察 规程》规定,蒸发量大于4吨/时的锅炉,应 装置自动给水调节器。给水自动调节系统有 单冲量、双冲量和三冲量三种。以锅筒水位 为被调参数,给水流流量为调节参数,执行 机构是给水调节阀 ①单冲量给水自动调节系统 单冲量给水自动调节系统只根据水位 一个冲量去改变给水调节阀的开度或水泵的 开停,又称位式调节,适用于小型、水容量 较大和负荷较稳定的锅炉。常用的有浮筒式、 电极式和热膨胀式三种。 ②双冲量给水自动调节系统 双重量给水自动调节系统由锅筒水位和 蒸汽流量两个冲量,去改变给水调节阀的开 度。当负荷变化时,首先是出现蒸汽流量的 变化,所以在引起水位大幅波动之前,蒸汽 流量信号起着超前的作用。它可以在水位还 未出现波动时提前使给水调节阀动作,从而 减小水位的波动,改善调节功能。 ③三冲量给水自动调节系统 双冲量给水自动调节系统虽然比单冲量 给水自动调节系统有了很大的改进,但仍不 能满足负荷多变及给水压力波动频繁的要求, 因此出现了三冲量给水自动调节系统。三冲 量给水自动调节系统是根据锅筒水位、给水 流量和蒸汽流量三个冲量去改变给水调节阀 的开度。 第十章、环保技术 新的大气污染物排放标准GB13271-2014于2014 年7月1日起下发,要求工业锅炉在2015年10月1日 起执行新排放标准。 GB13223-2011要求电厂锅炉在2014年7月1日起 执行新排放标准。 除尘技术 1、静电电除尘 2、袋式除尘器 3、电袋除尘器 4、湿式电除尘 1、静电电除尘 电除尘器是电力工业应用广泛的除尘技术,目前,% 优点: 1、低阻力,低耗能。 2、除尘效率高,一般 排放能够达到80以下 mg/Nm3。 3、锅炉故障对其影响 很小。 缺点:无法在线、袋式除尘器 它是早起广泛应用的除尘器,随着国家环保的越来越严格,部 分电除尘无法达标,已有部分新上锅炉重新开始使用布袋除 尘器。 优点:1、除尘效率高,一 般排放能够达到30mg/Nm3 以下。 2、可以在线、 对烟气湿度敏感,易破损、 糊带 3、滤袋一般3-4年更 换一次,费用高 3、电袋复合除尘器 随着国家环保的越来越严格,部分在用锅炉因环保不 达标,将电除尘改为一电两袋等组合形式。 优点:1、除尘效率高,一 般排放能够达到30mg/Nm3 以下。 2) 不受粉尘特性的影响。 3)运行阻力低。 缺点:电除尘或释放臭氧, 影响滤袋寿命 湿法电除尘 专门用于烟尘尾部处理,可将200降到30以下,甚至10 以下,位于脱硫系统后。 特点:1、适合于捕集经 湿法脱硫或洗涤后烟 气中的细颗粒,且不 怕露点腐蚀; 2、设备小,成本低。 缺点:新技术,目前国 内应用不多。 脱硫技术 半干法脱硫技术 特点 1、脱硫效率约80%。 2、钙硫比1.5:1,脱硫剂消耗高 3、电耗低 4、副产物脱硫渣可用于建材 5、不易发生堵塞 6、脱硫成本吨SO2为700-1200元 石灰石—石膏法脱硫技术 特点 1、脱硫效率95%以上。 2、钙硫比1:1,脱硫剂消耗少 3、电耗大 4、系统庞大,投资大。 5、易发生堵塞现象。 6、副产物石膏不易处理。 7、脱硫成本吨SO2为800-1500元 ? 脱硝技术 v SCR烟气脱硝 SCR烟气脱硝技术:即选择性催化还原法 脱硝技术是在催化剂和氧气存在的条件下,在 较低的温度范围(280~420℃)内,还原剂 (如氨、尿素等)有选择地将烟气中的NOx还 原生成N2和水来减少NOx排放的技术。 SCR系统 锅炉负荷信号 FIC NOX信号 无水氨储罐 氨的流量分配 氨喷射栅格 烟气 稀释空气 省煤器 锅炉 SCR 反应器 空预器 烟气出口 氨蒸发器 v SCR反应机理 v SCR技术特点 v 脱硝效率高,可达90%以上;投资及运行费用较 高; v 与锅炉本体独立,不影响锅炉运行; v 适合中大型机组及氮氧化物排放要求高的工况; v SCR反应器一般布置在省煤器和空预器之间 v SNCR烟气脱硝 选择性非催化还原(SNCR)脱硝技术是在锅炉炉 膛800~1250℃这一温度窗口范围内,在无催化剂作用下, 向燃烧室的烟气流中喷射尿素水溶液或氨水,可选择性地 还原烟气中的氮氧化物(NOX),生成氮气(N2)、水 (H2O)和二氧化碳(CO2)。 SNCR系统 锅炉 稀释模块 输送模块 水箱 喷枪 稀释水泵 储罐 雾化风气 氨水槽车 卸料泵 v SNCR特点 v v 脱硝效率一般在20%—65%之间;投资小 不使用催化剂,直接向炉膛喷入还原剂,还原剂和 烟气中 占地面积小、安装周期短。 v 的NOX在炉膛中直接反应,对安装空间要求不大; v

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