循环流化床锅炉与任何其他形式的锅炉相比

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1、循环流化床锅炉与任何其他形式的锅炉相比,其突出的优点是对煤种的适应性强,但这并不意味着某一台循环床锅炉能燃用任何煤种。只有当煤种变化后,还能建立正常的物料平衡和热平衡,即煤质特性、循环物料的浓度和粒度分布、烟气流速、旋风分离器的分离效率、床温床压等都还在匹配的范围内,锅炉各项蒸汽参数能通过现有的调节手段来调节,并保证锅炉各个受热面不超温,不结渣,同时锅炉所有辅助设备如:煤的破碎和输送、锅炉所有风机的容量、锅炉除灰出渣设备等都能安全稳定运行,才能说该锅炉对变动的煤种是适应的。所谓循环床锅炉对燃料的适应性强,主要是指工程技术人员能够按多种燃料设计相应的循环流化床锅炉,而几乎不受煤种的限制。对于一台

2、已经布置制造好的循环床锅炉,当煤种的变化范围较宽时,其经济性和锅炉的出力等均会受到不同程度的影响,甚至不能安全稳定运行。如当煤的发热量和挥发份较低时,锅炉可能会由于床温偏低而导致燃烧不稳定,甚至熄火;当煤的发热量和挥发份较高时,又可能导致床温和尾部对流烟井温度偏高而造成炉膛结渣,炉内和尾部对流受热面管子超温爆管。煤的种类、性质与燃烧参数(床温、分离器是否冷却、旋风分离器出口烟温、过量空气系数等)相结合,决定了循环流化床锅炉循环主回路和尾部对流受热面之间的热负荷分配。对于不同燃料,循环主回路和尾部对流受热面之间的热负荷分配是不同的,对于烟煤烟气携带了大约 42%到 44%的热量到尾部受热面,对于

3、同一种煤种烟煤,发热量低,水份较高,锅炉带到尾部的热负荷高,这说明烟煤的发热量越低,水份越高,带到尾部的热量也就越多,当煤种的热质和水份接近时,含氢量高的煤,烟气带到尾部的热量也就高。对于贫煤,由于其成分与烟煤接近,因此烟气带到尾部的热量略高于烟煤。对于无烟煤,由于较难着火和燃尽,炉膛采用了较高的床温,因此进入尾部对流烟道的烟气温度高,携带的热量也高,基本上在 46-49%左右,远远高于烟煤和贫煤;对于褐煤,由于煤种含水份高,热质低,但含水份高,再加上氢的成分亦高,生成的烟气中水蒸汽的含量高,因此进入尾部对流烟道的热量介于烟煤、贫煤和无烟煤之间,约为 45-46%左右。因此对于不同煤种,循环流

4、化床锅炉主循环回路和尾部对流烟道的热量分配差别较大,烟煤最小,大部分热量被炉膛和炉内受热面吸收,贫煤次之,无烟煤为最大。对于同种煤种,煤的发热量、水分、氢的含量对热量分配有一定的影响,总的趋势是发热量越低,水分和氢含量越高,进入尾部的热量越多,但在一定范围内差别不是很大。煤种对循环流化床锅炉效率的影响主要在于以下几个方面:1)固体不完全燃烧热损失 q4,煤可燃基挥发份和固定碳含量的高低影响细颗粒煤在一次或多次经过炉膛、旋风分离器后的燃尽程度,对于可燃基挥发份低、固定碳含量高的无烟煤和贫煤,由于难以着火和燃尽,一般固体不完全燃烧损失 q4 高达 2.5%-4%,甚至更高。而对于挥发分适中的烟煤和

5、褐煤则大都小于 2%;2)锅炉排烟热损失 q2,煤的水分和氢的含量影响锅炉的排烟热损失,对于锅炉排烟温度在 135-140之间,对于烟煤、贫煤和无烟煤,排烟热损失基本在 5.5-5.6%之间,而对于褐煤则超过 6.0%;3)灰渣热物理损失 q5,对于循环流化床锅炉,灰和硫的含量对锅炉的排渣热损失有较大的影响,因此在循环流化床锅炉的设计中,对于高硫、高灰的低热质煤,为了追求高的锅炉效率,通常采用流化床式的冷渣器,通过在冷渣器中布置受热面积来进一步吸收大渣的蓄热,降低排渣热损失,对于灰份、硫份高的煤,使用流化床冷渣器可提高锅炉效率 0.4-0.5%以上.低温腐蚀的机理低温腐蚀是锅炉尾部烟道中低温受

6、热面烟气侧产生的腐蚀。主要发生在低温空气预热器的冷端。产生低温腐蚀有两个要素,一是烟气中有硫酸蒸汽,二是受热面壁温低。燃煤中的硫燃烧后生成二氧化硫,有一部分会再氧化成三氧化硫三氧化硫与烟气中的水蒸气结合成为硫酸蒸汽。当受热面壁温低于烟气中硫酸蒸汽的露点时,烟气中的硫酸蒸汽就会在金属壁面上凝结成液态硫酸,对金属产生强烈的酸性腐蚀,即产生了低温腐蚀,故酸露点也称为烟气露点。烟气露点可达 140-160 度甚至更高。受热面的低温腐蚀与低温积灰往往相互影响而形成恶性循环。积灰后受热面壁温降低,有助于硫酸蒸汽的凝结,而且在 350 以下被黏结的低温积灰能吸附三氧化硫,使腐蚀加剧,同时又继续黏结飞灰;若腐

7、蚀损坏受热面引起漏风,将使烟温进一步降低,从而加剧腐蚀与积灰的进行。低温腐蚀会造成空气预热器受热面腐蚀穿孔,使大量空气漏入烟道,既增大风机电耗,又造成炉膛缺风,使燃烧恶化。低温积灰严重时将形成堵灰,不仅影响传热,而且可能因烟道阻力剧增而限制锅炉出力,甚至被迫停炉。防止或减轻低温腐蚀的方法())提高低温空气预热器受热面的壁温。)采用热风再循环。(!)防止高温腐蚀的方法:各类型高温腐蚀发生的条件可概括为:))燃料的因素;!)壁温的因素;&)燃烧工况组织得不完善。防止或减轻低温腐蚀的方法:还有 加入添加剂、用耐腐材料制造空气预热器、采用低氧燃烧等。版主有高温腐蚀方面的资料拿来分享分享,谢谢几个影响汽

8、温的特殊因素1 燃烧份额的影响 由于燃烧,流动、传热过程复杂,影响因素很多,故目前尚无法精确确定在密相区和稀相区中各燃掉多少燃料,即燃烧份额是受多种因素影响的末知数。在现有的循环流化床锅炉的设计中,密相区中的燃烧份额 很大程度上是靠经验选取得数据。在实际运行中, 与煤种、煤的粒度分布、送风量大小、炉温高低、给煤方式、分记器效率、循环倍率、操作水平等因素均有关系,故设计时选取的 值与运行工况下的 值难免会有差别。如实际运行时,因煤中细颗粒含量多、送风量大,使密相区中的燃烧份额 减少,稀相区中的燃烧份额增大,稀相区出口烟气温度增高,出口汽焓上升,计算结果表明:当密相区的燃烧份额由 07 降到 05

9、,调温焓增加了 866KJKG,相当于汽温增加了约 35.可见 的变化对汽温影响较大。 2 烟气中颗粒浓度和粒度的影响 在对流受热面中,受热面同时接受对流和辐射二部分热量,飞灰浓度和粒度的变化将引起辐射热量的变化,从而引起汽温的变化。常规锅炉浓度在运行中变化不大,颗粒的辐射换热量较小(层燃炉)。然而在循环流化床锅炉中因烟气的飞灰浓度较大,辐射换热量在总传热量中所占比例较大,所以飞灰浓度的变化对传热量有较大影响,循环流化床锅炉运行中有很多因素会引起飞灰浓度的较大变化,如煤的粒度、分离器效率,送风量大小等,循环倍率越高,这些因素影响越大。所以必须给予以考虑。若飞灰浓度由 006KGM3kj/m3

10、增加到 016 调温焓增大相当于汽温增加了约 30。飞灰粒度由 02MM。Ai 下降到 01MM 增加了 25KJKG,相当于汽温增加了约 10。此外由于飞灰浓度大、粒度大,颗粒碰撞壁面时的接触传热增加。对汽温也会有一定的影响,但目前的计算中没有考虑这部分接触传热,这部分内容有待进一步研究。 3燃料颗粒度的影响 我国流化床锅炉用煤约为宽筛分物料,一般要求为 08MM 或 010MM 的自然破碎粒度,但实际运行时,由于下述原因造成燃煤粒度不能保证要求。(1)制煤系统不合事,原煤末先经过筛分就进行破碎,造成细粉煤含量过多。(2)筛子运行不正常,运行一段时间后特别当煤较湿时,筛孔发生部分堵塞,使煤的

11、粒度越来越细。(3)输煤系统上无吸铁装置或其运不下正常,使铁钉、铁块等进入流化床中。(4)破碎机运行不正常如,运行一段时间后,破碎效果不佳,粗颗粒煤含量增加,如破碎后煤不过筛,将造成大颗粒煤大量进入床中。(5)筛子和飞在粒度出现破损,使筛孔变大,也造成粗颗粒煤大量进入床中。总之制煤系统是保证提供粒度合格煤的关键。颗粒的大小会引起送风量、燃烧份额、飞灰浓度和飞在粒度的变化。从而影响汽温的变化,如燃煤的最在粒度大于 810m(最大颗粒甚至达到 50MM)且细颗粒含量较高时,若维持在设计风量下运行有可能使粗颗粒沉积而引起事故(这是我国流化床锅炉不能长期稳定运行的主要原因之一),为使粗颗粒流化,必需加

12、大送风量,结果造成颗粒扬折率增加,密相区内的燃烧份额 降低,稀相区内的燃烧份额增加,同时增大送风量又使过热器区域的烟增加,二都使汽温上升,严重时还可能在部分细颗粒煤在热器区域燃烧,而造成汽温大大增高。 4负荷(送风量)的影响 一般中、高参数的锅炉上,过热器多布置为高、低二级纯对流过热器。这种纯对流过热器的汽温将随负荷的变化而变化,负荷增加,燃烧,风量,烟量,烟速增加,汽温随之增高。流化床锅炉中,煤粒是在流化的状态下燃烧的,所以风量的大小应同时满足燃烧和物料流化的两方面需要。在额定负荷左右,燃烧所需的风量与良好流化所需的风量要相当,但在负荷降低时(从保证水循环的安全性出发,最好不采用停床的方法)

13、,为保证密相区的良好流化,风量不能随燃料量的减少而降低过多,此时流化所需风量大于燃烧所需风量,因此在低负荷时流经过热器的烟气量相对较大,故汽温随负荷的降低比常规锅炉中汽温随负荷的低要小。中压锅炉上调温焓约在 80KJKG 左右,负荷低于 70额定负荷时,汽温便达不到设计值,但在低倍率循环流化床锅炉中,调温焓即使为化床锅炉负荷调量范围可大些。 5调温方式对汽温影响 是参数循环流化床锅炉中,调温方式不外乎在二级过热器间设置减温器用面减式温器减温或用给水喷减温或用自制冷凝水减温,从后面的例子可看出,当几个因素同时汽温,采用面式减温器时汽温上升了 100以上,如二级间采用喷水减温,则喷水量的大小将影响

14、流经低温过热器的汽量,当温上升要求喷水量增大时,流经低温过热器的汽量减少,低温过热器出口汽温更高,所以选用水减温会使汽温上升更多。自制冷凝水量的大小,取决于过热器的压差,流经过热器的流量大,压差大,喷水量也大,由于在低负荷时,自制冷凝水量减少,若此时汽温升高要求有足够的喷水量减温这时就会感到喷水量不够。如果低温过热器吸热比设计偏大,这种矛盾将会更加突出。 6炉内空气动力场对汽温的影响 与常规锅炉一样,炉内空气动力场过热器的汽温也有影响。在循环流化床锅炉中,影响烟含沿炉宽分布不均的主要有三个原因:(1)是循环流化锅炉的旋风分离器多布置在二级过热器之间或在过热器后,并在过热器区的水平烟道二侧引出烟

15、气进入旋风分离器。这种布置必然会引起烟气流量炉宽方向的不均匀性,即二侧多中间少,从而引起各过热器管间的热偏差。(2)是循环流化锅炉的稀相区多布置有二次风,切向四角布置或对冲布置等,若二次风安装、高速不当、也会引起烟气沿炉宽方向的不均匀而造成各管间的热偏差。(3)是中、高参数的低倍率循环流化床锅炉一般高有几个床,现有 35TH75TH 级的循环流化床锅炉多为 2 个 6 个庆在低负荷参数时若停止其中一部分床的运行,也会引起过热器各管间的热偏差,热偏差大时可能引起过热器局部管子超温。 综上所述,在循环流化床锅炉中影响过热器汽温的特殊因素很多,且各因素之间互相影响。实际运行中,一般都是几个因素同时起

16、作用的。当几个因素合作用时,汽温可能有很大的变化。如在某次高压75TH 低倍率循环流化床锅炉过热器的计算中,同时考虑飞灰浓度、燃烧份额、飞灰粒度的影响即飞灰浓度 U 由 006KGM3 变化到 016KGM3,燃烧分额 由 07 减小到 06,飞灰粒径 DFH 由 02MM 减小到 01MM,计算结果表明,调温焓 Ai 由 66KJKG 增大到 3266KJKG(调温焓比设计值增大了 5 倍,相当过热器增加了约 103C 即使在 60的低负荷时,根据同样的计算,结是表明调温焓由 95KJKG 增加到 183KJKG),即调温焓增大了近 20 倍,相当于汽温比设计值增加了近 700C 为此,对循环流化床锅炉中的汽温控制应给予很大的关注、并在设计、运行中给予尽量仔细的考虑。 过热器的设计要点及注意事项 综不所述,循环流化床锅炉过热汽温受多种因素的影响,且变化幅度可能很大,为保证过热器的安全和达到 计参数,结合我们的实践经验提出以下几点设计和运行中应重视的问题: 1、适当修

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