循环流化床锅炉管式空预器漏风原因的浅析和解决
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浅述空预器漏风原因分析及应对措施孙正睿(华电潍坊发电有限公司锅炉队)摘要:根据潍坊公司二期回转式空预器组成结构原理及实际运行工况,从检修及运行两方面分析降低漏风的原因及采取的措施。
关键词:空预器漏风率密封扇形板蘑菇状变形畜热元件1、概述:潍坊公司二期锅炉配备两台三分仓容克式空气预热器,型号为2-32.5VI (T)-2185SMRC,转子直径为φ14236mm。
空气预热器是利用烟气的热量来加热燃烧所需空气的热交换设备。
其主要存在的问题是漏风,从近期我公司“对标”管理数据中发现二期空预器漏风率有上升趋势。
漏风率增大会使排烟温度升高,炉内烟气温度降低,增大送、引风机的电耗,如果漏风过大,超过送、引风机的负荷能力,会造成燃烧风量不足,以至被迫降低负荷,直接影响锅炉的安全性与经济性。
2、原因分析:回转式空预器的漏风包括二部分:直接漏风和携带漏风。
因转子密封片与壳子密封板间隙总是大于零,压力高的空气穿过密封间隙漏向压力较低的烟气中,这是直接漏风。
转子仓格中所包容的风量随着转子的旋转,会不断的转移到烟气侧,被烟气带走,这是携带漏风。
2.1直接漏风与密封间隙成正比,与压差的平方根成正比;另外还与烟气侧空预器壳体漏点、推力导向轴承中心筒处密封、空预器吹灰枪箱处密封、烟气进入空预器烟道膨胀节密封息息相关。
回转式空气预热器的转子布置着受热元件,烟气自上而下逐渐降温,因而上端的烟气、空气的温度都高,下端的烟气、空气温度低,这样,上端的膨胀量大而下端的膨胀量小,形成蘑菇由于蘑菇状变形引起各部分的间隙发生变化,使上面的外环间隙加大,下面的外环间隙减小。
另外,转子的整体受热膨胀,也影响各部间隙。
回转式空预器密封间隙分径向密封间隙、轴向密封间隙、旁路密封间隙。
三者之中,径向漏风占总漏风量的80%以上,径向密封间隙又分热端径向及冷端径向间隙,我公司热端径向密封间隙采用扇形板自动跟踪漏风装置,即热端扇形板与在规定的间隙内跟随着转子径向密封片。
锅炉回转式空预器漏风率高原因分析及改进措施摘要:空预器是锅炉的主要部件之一,其功能是将煤粉通过管道输送至炉膛中,使煤粉在一定的压力下,与空气进行充分的换热,以提高燃烧效率,减少烟气中的含尘气体,避免烟气的形成而对环境造成污染。
空预器的结构特点为:由筒体、壳体、引风管及送出排气管等部分组成,其中筒体和壳体的作用是支撑和调整送出气流,并使其在炉膛内自由下落。
关键词:锅炉回转式;空预器;漏风率;原因及措施引言回转式空预热器的工作原理为:利用回转套筒旋转产生的离心力,将物料与水分离,实现对工件的甩入。
由于水箱的存在,及回转叶片的安装位置的影响以及受力情况的限制等,导致转子的轴向位移较大,轴向偏移量较多,致使漏风现象较为严重。
因此本文针对这一问题,提出解决问题的有效措施。
一、锅炉回转式空预器漏风率高的危害当空预器的出口温度高于额定值时,空预器的漏风会引起严重的后果;当空冷换热器的进口温低于额定值时,会使换热元件的热损失增加,从而导致整个机组的耗电量上升。
(1)影响正常的蒸汽循环和管道内的热量交换,降低了传热效率,使传质系数下降,进而造成了汽泡现象的发生; (2)由于空冷式空气冷却后的低温烟气是由水垢组成的混合物而形成的物质层,在烟气与水垢的混合下,容易产生积碳,对汽泡的破坏作用大大增强,甚至可能会烧坏。
(3)因为空冷式空气冷却后的温差较大,所以在进行对流换热的过程中,很有可能出现“死区”,使得锅炉的安全性能受到威胁。
综上所述,为了防止上述的情况发生,必须采取相应的措施来控制和解决锅炉的漏风问题。
二、锅炉回转式空预器漏风率高原因分析由于空预器的结构设计不合理,导致空预器的漏风现象。
主要原因是:一是空冷循环的管道和管壁的温度差较大,在热应力作用下,管壁的变形与泄漏;二是管子的材质问题,如钢材的腐蚀、焊接的质量差等;三是空冷循环的冷却水的流动阻力大,造成了漏风。
在对回转式空气预热器的研究中,发现其内部的流场分布不均匀,流体流经的通道也不一样,流场的大小和形状也会影响到压力的变化情况,从而使其出现不同的失压状况。
大型循环流化床锅炉空预器漏风积灰分析研究摘要:本文重点介绍200MW循环流化床锅炉管式空预器运行中的磨损、积灰问题及检修期间针对上述问题所采取防磨办法及积灰清理方法,从而节约检修成本,延长设备使用寿命,神华亿利电厂设计的锅炉空预器是卧式、管式空预器,空预器共分左右两个二次风和中间一个一次风,一二次风共分三级加热,在运行中,由于空预器在设计方面存在管排间距较小,安装的防磨瓦严重不符合设计安装规程之规定。
空预器吹灰所使用的蒸汽系统疏水不畅,使运行中锅炉空预器管排严重积灰,给锅炉空预器运行带来隐患。
针对上述原因,结合等级检修工作量,在上述积灰严重部位采取可靠有效的预防措施,延长设备使用周期。
关键词:火力发电机组;流化床锅炉;管式空预器1 我公司锅炉简介神华亿利电厂的锅炉采用平衡通风,炉膛的压力零点设置在旋风分离器进口烟道内。
循环流化床料的循环是由送风机(包括一、二次风机)和引风机启动来维持的。
从一次风机的燃烧空气先后经由暖风器、一次风空气预热器加热后一路进入炉膛底部一次风室,通过布风板上的风帽使床料流化,并形成向上通过炉膛的固体循环;第二路从空预器出口风箱引出一根总风道至炉前,再从该总风道上引出 6 根支管至落煤管作为播煤风;第三路则从一次风机出口后的冷风道上引出一股高压冷风作为炉前落煤管和给煤机的密封风。
二次风经由暖风器、二次风空气预热器加热后引至炉前,由二次风箱引出若干根支管,分两层从炉膛前后墙、密相区的上部进入炉膛燃烧室,同时二次风作为床上油枪点火和油枪冷却用风。
锅炉在 B-MCR 工况运行时,一次风与二次风的比例约 6:4 当锅炉负荷逐渐降低时,一次风与二次风的比例随之变化,最小一次风流量能够保证密相区内物料正常流化。
燃烧后的烟气携带固体粒子离开炉膛,通过旋风分离器进入烟道,分别切向进入三个旋风分离器。
较大粗颗粒从烟气中分离出来,而烟气流则通过分离器中心筒进入后烟井,被对流受热面冷却后,通过管式空气预热器进入除尘器去除烟气的细颗粒成分,由引风机送入烟囱并排入大气。
燃气锅炉漏风原因分析及应对措施摘要:我厂动力站的三台中压蒸汽锅炉,是四川锅炉有限责任公司制造的两台CG-65/3.82-Q型、一台CG-75/3.82-Q型单汽包、单炉膛、平衡通风、自然循环燃气锅炉。
从投产到现在已运行七年之久,为净化厂开工阶段管网吹扫打靶以及汽驱设备开工做出了巨大贡献,在生产运行阶段也担负着全厂中、低压蒸汽管网的平衡及设备用中压蒸汽的供应。
由于三台锅炉长时间运行,没有进行过大修,在运行的过程中,会因为各种各样的原因而影响到运行的效率,锅炉漏风就是其中比较重要的影响因素。
锅炉漏风也是机组在运行中比较常见的故障,对于锅炉运行的效率和安全经济性有严重的影响。
在我厂长期经济效益发展,提倡节能减排的背景下,研究锅炉漏风原因并且提出相应建议具有重要的意义。
关键字:锅炉;漏风;分析;措施1 漏风的危害分析锅炉漏风按照漏风部位主要分为炉膛漏风、炉膛出口以后的烟道漏风两种,其中炉膛漏风又可以分为锅炉下部漏风、锅炉上部漏风以及空气预热器漏风三种情况。
锅炉漏风影响着传热和热效率,特别是对流烟道的漏风,完全无助于燃烧,只能增加烟气带走的热损失,增大风机的电耗。
同时,大量的漏风还会提高锅炉烟气中的过剩空气系数,造成烟气排放不达标。
1.1 锅炉下部漏风当外界冷空气由炉膛下部漏入时,炉内过量空气系数就会增大,烟气体积就会增加。
由于漏风造成燃烧温度下降,炉内辐射吸热量减少,燃料着火时间推迟,火焰中心会上移,炉膛出口烟温随之提高。
由于锅炉受热面单位辐射吸热量的下降,在燃料消耗量不变的情况下,锅炉的蒸发量也将减小,同时漏风使烟气容积增大和炉膛出口烟温升高,这就引起了过热器温度升高,对过热器安全带来不利影响。
由于漏风使烟速增加,而受热面的磨损同烟速的三次方成正比,这就大大加速了受热面的磨损,缩短了受热面的使用寿命,也威胁着锅炉的安全运行。
大量的冷风漏人炉膛,特别是从炉膛下部漏人炉膛,还可能引起燃烧不稳,甚至发生炉膛灭火事故。
191管理及其他M anagement and other解决循环流化床锅炉管式空预器积灰和漏风问题的研究王 维(鄂尔多斯双欣电力有限公司,内蒙古 鄂尔多斯 016064)摘 要:随着现代化社会快速发展,各领域对各类能源需求量越来越大,使我国各类能源紧缺,过度开采与应用自然能源,影响生态系统稳定性。
然而燃煤发电行业又是能源消耗大户,针对此情况,详细分析燃煤电厂能源消耗情况,注重节能降耗工作,引进先进技术与设备,运营维护好现有设备,提高能源应用效率,是电力人时刻需要重视的问题。
本文主要针对循环流化床锅炉管式空预器积灰和漏风问题进行分析与探究,并提出解决措施。
关键词:循环流化床;锅炉;管式空预器;积灰;漏风中图分类号:TM621.2 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2020)15-0191-2收稿日期:2020-08作者简介:王维,男,生于1985年,汉族,鄂尔多斯东胜人,本科,中级工程师,研究方向:发电厂。
循环流化床锅炉管式空预器积灰与漏风问题,严重影响锅炉运行稳定性与经济性,如果忽视对此问题的解决,就会引发锅炉能耗大幅提升,锅炉效率大幅下降,无法满足发电厂发展需求,影响整体运行效率和成本控制。
对此,还需详细分析引发问题具体原因,有针对性制定解决措施,注重日常管理维护与计划检修工作,合理选择管材材料,引进先进技术和设备,在根源问题上有效解决循环流化床锅炉管式空预器积灰与漏风问题,从而提高能源利用率,降低煤耗,为发电厂降低生产成本,满足盈利水平提供保障。
1 循环流化床锅炉管式空预器漏风问题1.1 焊口出现缝隙在锅炉实际运行过程中,会产生大量烟气,而烟气中会含有大量粉尘,并且灰尘粒径大小不一。
当烟气经过循环流化床锅炉管式空预器时,烟气中的灰尘就会对空预器造成磨损,随着长时间的运行,会对空预器焊接点产生不利影响,使焊点出现缝隙,引起空预器漏风问题。
使部分空气从焊点缝隙中进入烟气侧,直接排放到空气中,造成一二次热风温度降低,引风机耗电增加。
CFB锅炉空气预热器查漏方法探讨与研究摘要:CFB锅炉空气预热器在运行一段时间后,空气预热器管排积灰,空气预热器管低温腐蚀严重,漏风率增大,送风机出力增大,厂用电增加。
机组停炉检修期间通过对空气预热器进风侧进行查漏,从而确定空气预热器换管位置及换管数量。
因此能够准确查出空气预热器管磨损漏风的数量是关键,针对上述问题,研究一套简单、方便、有效的查漏方案,研制高效的查漏工具,不仅可以为了提高空预器查漏的准确性,提高空预器查漏效率,而且能够降低空预器查漏的检修费用,降低安全风险隐患,提高锅炉热经济性。
关键词:CFB锅炉;空气预热器;查漏方法1 CFB锅炉的特点及我公司锅炉简介CFB锅炉是定位于清洁能源发电技术,在燃用劣质煤方面有着不可替代的作用。
投资与运营成本相对较低。
适合我国“贫气、富煤”的资源特点,能满足日益严格的污染物排放标准要求。
CFB锅炉燃烧适用范围广,截面热强度高,炉内脱硫效率高且成本较为低廉,NOx排放量小,燃烧效率高,负荷调节比大,燃料制备系统相对简单,尾部烟道磨损量低,灰渣再利用广泛。
但同样存在许多不足:如与煤粉炉相比运行成本较高,维护量较大,锅炉风机功耗大厂用电率高,炉内水冷壁磨损大维护率高,连续运行时间段等因素。
目前国内CFB锅炉发展迅速,逐步向高参数,更大容量发展,国产600MW已在建设之中。
同时流化床的燃烧组织理念也在不断提升,众多的新技术和发明专利不断产生,CFB锅炉技术前景越来越好。
我公司地处内蒙古达拉特旗亿利工业园区,与化工园区内的其它产业相辅将低热值燃料、发电、化工、粉煤灰综合利用等产业有机的结合,形成了化工园区内完整的产业链。
200MW直接空冷机组690t/h循环流化床锅炉,采用中国科学院工程热物理研究所的循环流化床燃烧技术,是中国科学院工程热物理研究所和上海锅炉厂有限公司在完成国家“十五”科技攻关任务的基础上,采用具有自主知识产权技术联合开发的超高压再热循环流化床锅炉。
循环流化床锅炉中回转式空气预热器腐蚀、漏风分析计算武世福;苏铁熊;张培华;王曙光【摘要】烟气酸露点与空预器漏风率的准确计算对于电站锅炉的设计及尾部受热面的布置都非常重要;现有文献对两者的理论计算与实测值偏差较大,造成排烟温度偏高.为了进一步提高锅炉能源利用率,要求对酸露点与空预器漏风率的确定更加精确.结合四分仓空预器在机组检修过程中存在的腐蚀、漏风问题,找出主要影响因素,对山西某电厂循环流化床(CFB)锅炉的烟气酸露点和空预器漏风率进行了计算,计算结果在锅炉实际运行中也得到了应用,并且可来指导空预器在锅炉实际运行过程中应该控制的运行参数,保证机组安全、经济运行.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2015(015)005【总页数】5页(P108-112)【关键词】四分仓空预器;CFB锅炉;腐蚀;漏风;运行参数【作者】武世福;苏铁熊;张培华;王曙光【作者单位】中北大学机械与动力工程学院,太原030051;中北大学朔州校区,朔州036000;山西平朔煤矸石发电有限责任公司,朔州036003;中北大学机械与动力工程学院,太原030051【正文语种】中文【中图分类】TK223.34回转式空预器具有结构布置紧凑、受热面金属壁温较高、冷端腐蚀现象较轻等优点,近年来广泛被大容量锅炉所采用,成为大中型电站锅炉不可缺少的尾部换热设备,而漏风率是衡量其运行经济性的一项重要经济指标[1]。
针对循环流化床(CFB)锅炉的一、二次风风压较高,现大型CFB锅炉上基本均采用四分仓回转式空气预热器。
四风仓空预器采用三向密封结构,均采用预留间隙控制空预器漏风,相对于现应用的管式空气预热器与三分仓空气预热器漏风率来说,四分仓空预器漏风率最低。
试验报告表明:采用回转式空预器可以将漏风水平控制在6.5%以下,与煤粉锅炉的控制水平相当[2]。
然而实际运行中,漏风率大、低温腐蚀和堵灰、受热面磨损严重成为回转式空预器现亟待解决的主要问题,其漏风率通常为6%~15%,且在安装、制造工艺或者维护不理想的情况下可能会达到20%以上,直接影响到锅炉安全、经济运行。
关于循环流化床锅炉运行漏灰问题侯有德摘要:重点分析影响循环流化床锅炉运行时漏灰问题的设计缺陷、设备安装及锅炉运行磨损中的问题。
关键词:循环流化床锅炉设计;设备安装;运行过程一、前言循环流化床锅炉作为一种高效、低污染的新型锅炉,采用流态化循环燃烧,燃料适应性好,且燃烧效率高达94%。
由于采用低温燃烧,大幅降低氮氧化合物的排放量;另一显著特点是可燃用高硫煤,通过向炉内添加石灰石,显著地降低二氧化硫排放浓度,以达到良好的环保效果。
下面结合两台上海锅炉300MW循环流化床锅炉的运行情况,分析一下循环流化床锅炉漏灰、漏渣问题。
二、设备简介1、上海锅炉厂引用法国阿尔斯通技术生产的1060T/H循环流化床,中间再热自然循环燃煤汽包锅炉,炉内脱硫、低温脱氮,炉内脱硫效果高达93%;锅炉炉顶采用全密封结构,炉膛采用气密式水冷壁。
后烟井内依次布置有高温过热器、低温再热器和二极省煤器。
二级省煤器之下布置有框架包围的4组一级省煤器;炉膛两侧从上至下依次布置了4台旋风分离器、4台回料器、4台外置式换热器及4台冷渣器(2台风水冷渣器、2台滚筒冷渣器),炉后布置一台四分仓容克式空气预热器;根据不同设备设置了不同的膨胀中心,运行时整台锅炉以膨胀中心为原点进行有序的热膨胀。
炉膛底部出渣采用两台风水联合冷渣器,两台滚筒冷渣器,布置在锅炉两侧,然后经链式输送机(两台,布置在炉底部)、斗提机将冷却的灰渣排至渣仓。
2、上海锅炉厂以完全自主知识产权技术开发的,亚临界、单汽包自然循环、集中下降管、一次中间再热、平衡通风、水冷式旋风分离器、循环流化床燃烧方式、滚筒冷渣机排渣,过热器采用两级喷水调节蒸汽温度,再热器采用以烟气挡板调节蒸汽温度为主、喷水装置调温为辅的循环流化床锅炉,锅炉采用岛式布置,运转层标高为EL12600mm。
型号为SG—1178/17.5—M4504。
三、锅炉运行发生的主要漏灰、漏渣问题及主要原因分析:1、锅炉再热器、过热器穿墙管道漏灰。
循环流化床锅炉管式空预器漏风原因的浅析和解决摘要节能、降耗、减排成为社会的主题,如何解决充分利用设备的特性、提高能源利用效率是发展的主要方向,在这样的情况下,研究如何保证和提高空预器充分利用热能,减少热损失,保障其运行效率,是提高锅炉效率的主要手段。
本文对渭河煤化工集团循环流化床锅炉管式空预器漏风的现象、原因的分析和改造技术的总结,提供借鉴经验,预防事故,提高热能的利用率,保证锅炉长周期安全稳定运行。
关键词循环流化床;空预器;管式空预器漏风循环流化床锅炉具有:可适用于任何煤种,燃烧效率高,炉渣综合利用率, NOx排放低,能在燃烧过程中方便和廉价地进行脱硫,以及体积小等优点。
但是通过对我国已投产循环流化床锅炉试运行情况的多次调研,结果显示循环流化床锅炉在试运行中也反映出一系列问题,如生产经验少,高温烧蚀,冲刷磨损,四管泄漏,床上大面积结焦,空预器漏风,耐火耐磨材料脱落等问题。
这些问题大多来自循环流化床锅炉的设计、制造、安装、调试、电站系统设计和筹建方决策等方面,进一步影响到循环流化床锅炉的发展与应用,而循环流化床锅炉大多采用的是管式空预器,管式空预器漏风影响循环流化床锅炉的长周期安全稳定运行。
1 空预器的发展及我国的现状:管式空预器开始应用于船用蒸汽锅炉,20世纪20年代初期CE开始发展和生产板式空气预热器应用于锅炉,以提高锅炉热效率,同时,容克式空预器随着涡轮机车一起研制成功。
1923年,瑞典人Fredick Ljungstrom 对容克式空预器申请专利。
此后,容克式空预器开始正式成为锅炉的辅助设备。
我国是1952年制造火力发电设备发展,空预器由最初的管式空预器,发展至回转式和热管式等多种空预器,一般在200 MW及以下容量机组的锅炉,采用管式空预器;在300MW及以上容量机组的锅炉,一般采用回转式空预器,主要是受热面转动回转式空预器。
目前,我国制造的最大回转式空预器是配置600MW机组的锅炉,其转子直径为15米。
循环流化床锅炉管式空预器漏风原因的浅析和解决摘要节能、降耗、减排成为社会的主题,如何解决充分利用设备的特性、提高能源利用效率是发展的主要方向,在这样的情况下,研究如何保证和提高空预器充分利用热能,减少热损失,保障其运行效率,是提高锅炉效率的主要手段。
本文对渭河煤化工集团循环流化床锅炉管式空预器漏风的现象、原因的分析和改造技术的总结,提供借鉴经验,预防事故,提高热能的利用率,保证锅炉长周期安全稳定运行。
关键词循环流化床;空预器;管式空预器漏风循环流化床锅炉具有:可适用于任何煤种,燃烧效率高,炉渣综合利用率, NOx排放低,能在燃烧过程中方便和廉价地进行脱硫,以及体积小等优点。
但是通过对我国已投产循环流化床锅炉试运行情况的多次调研,结果显示循环流化床锅炉在试运行中也反映出一系列问题,如生产经验少,高温烧蚀,冲刷磨损,四管泄漏,床上大面积结焦,空预器漏风,耐火耐磨材料脱落等问题。
这些问题大多来自循环流化床锅炉的设计、制造、安装、调试、电站系统设计和筹建方决策等方面,进一步影响到循环流化床锅炉的发展与应用,而循环流化床锅炉大多采用的是管式空预器,管式空预器漏风影响循环流化床锅炉的长周期安全稳定运行。
1 空预器的发展及我国的现状:管式空预器开始应用于船用蒸汽锅炉,20世纪20年代初期CE开始发展和生产板式空气预热器应用于锅炉,以提高锅炉热效率,同时,容克式空预器随着涡轮机车一起研制成功。
1923年,瑞典人Fredick Ljungstrom 对容克式空预器申请专利。
此后,容克式空预器开始正式成为锅炉的辅助设备。
我国是1952年制造火力发电设备发展,空预器由最初的管式空预器,发展至回转式和热管式等多种空预器,一般在200 MW及以下容量机组的锅炉,采用管式空预器;在300MW及以上容量机组的锅炉,一般采用回转式空预器,主要是受热面转动回转式空预器。
目前,我国制造的最大回转式空预器是配置600MW机组的锅炉,其转子直径为15米。
2 空气预热器的分类及作用空预器按传热方式分为3大类:导热式、再生式和热管式。
管式空气预热器属于导热式,烟气的热量通过管壁连续的传给空气。
在再生式空预器中烟气和空气是相互交替地流过受热面(传热元件)进行交换。
热管式空预器主要是通过热管式的液体的蒸发-凝结循环,将热量从热管的热量的热段传给冷段。
空气预热器是利用烟气的热量来加热燃烧所需空气的热交换设备,它装在锅炉垂直对流烟道的尾部,它是整个锅炉机组中金属温度最底的受热面,也是锅炉沿烟气流程的最后一个受热面。
空气预热器是现代锅炉的重要组成部分。
它有以下几个方面作用:(1) 进一步降低排烟温度,提高锅炉效率。
现代火力发电厂,给水在进入省煤器之前就已经具有相当高的温度(150~250℃)。
这样,通过省煤器已无法将烟气冷却到合乎经济要求的温度,而加装空气预热器后,由于其进口的冷空气温度较低,故可将排烟温度进一步降至150℃以下,减少了排烟热损失。
(2) 预热助燃空气温度,能强化煤粉的着火和燃烧过程,增强燃烧的稳定性,降低了不完全燃烧热损失,进一步的提高了锅炉效率。
(3) 高温空气进入炉内可以提高炉膛烟气温度,增强炉内辐射换热减少锅炉受热面的金属消耗。
(4) 热空气还可作为制粉设备系统中煤的干燥介质,尤其燃用多水分的煤时更需要用高温空气进行干燥。
3 渭化循环流化床锅炉设备概况3.1设备状况渭化现在使用的循环流化床锅炉是由无锡华光锅炉厂有限责任公司制造的UG-220/10.8-M型。
锅炉为高温高压,单锅筒横置式,单炉膛,自然循环,全悬吊结构,全钢架兀型布置。
锅炉设计煤种为黄陵烟煤。
具体设计参数见表1。
表1 渭化循环流化床锅炉概况名称设计数值过热蒸汽流量t/h220过热蒸汽出口压力MPa(g)10.8过热蒸汽出口温度℃525给水温度℃215排烟温度℃138锅炉计算热效率% 90.71锅炉保证热效率(设计煤种,低位发热量)% ≥90燃料消耗量t/h 24.3石灰石消耗量t/h 1.8一次热风温度℃207二次热风温度℃202一、二次风量比60:40最低流化一次风量M3/h7000循环倍率25~30锅炉飞灰份额% 70脱硫效率(钙硫摩尔比为2.3时)% ≥803.2 燃烧特性表2 煤质元素分析名称设计煤校核煤碳%67.00 68.49氢% 3.80 3.66氧%7.10 9.87氮% 1.00 0.94硫% 1.00 0.71灰%17.12 14.56水份% 4.20 6.00收到基低位发热量MJ/kg25.10 27.68注:煤的入炉粒度要求:粒度范围0~10mm,50%切割粒径d50 =2mm。
石灰石的入炉粒度要求:粒度范围0~1mm,50%切割粒径d50 =0.25mm。
3.3 空预器的结构(1)在省煤器后布置4组空气预热器,分别加热一次风和二次风。
中间两组为二次风空预器,上、下两组为一次风空预器,采用卧式顺列布置。
两组之间均留有800mm以上的空间,便于检修和更换。
(2)空气预热器管子迎风面前三排管子采用Φ42×3.5的厚壁管。
(3)每级空气预热器及相应的连通箱均采用全焊接的密风框架,以确保空气预热器的严密性。
(4)在冬季运行时为防止低温腐蚀,锅炉空气预热器末级采用了考登管。
4 管式空气预热器的结构、设计及计算4.1管式空气预热器的结构管式空气预热器在布置上有立管式和横管式两种方式。
管式空气预热器是由许多互相平行的有缝簿壁的钢管组成。
管子两端分别焊接在上、下管板上形成立方形管箱。
管箱外面装有空气连通罩,导流板和密封用的墙板。
为了增强传热,采用有在管子外表面加焊肋片和管内加工螺旋槽行表面。
立管式空预器烟气由上向下从管子流过,空气在管外横向流动;而横管式则空气在管内流动,烟气通过管壁加热空气。
锅炉运行中,空气预热器的管子,外壳及锅炉构架,由于受热情况和材料的不同,其膨胀量也不同。
因此,在上管板和外壳之间,外壳和锅炉构架之间装有簿钢板制成的波形膨胀节,用以补偿各部分的相对膨胀量,保证各部分的相对位移和连接处的密封,该厂锅炉采用组合安装方式,为了便于运输和安装,管式空气预热器一般都做成若干个管箱,燃后组装成空气预热器整体。
为防止空气经过相邻管箱之间的间隙漏到烟气中去。
4.2 管式空预器的设计及计算空预器的设计,是根据给定的锅炉容量、参数和燃料特性,确定空预器的结构型式、布置方式、传热面积、吸热量、介质温度和速度等。
4.2.1管式空预器的设计要求:(1)空预器受热面传热温差小,致使空预器消耗的钢材量很大,因此,合理布置好受热面。
(2)空预器结构上不宜太高,过高不好布置。
(3)空预器设计时要考虑积灰、磨损和低温腐蚀等。
4.2.2管式空预器的设计步骤与计算:在已知管式空预器的出入口烟温、风温和吸热量,可按下列步骤设计管式空预器:(1)选定烟气流速W Y, 决定管数。
选定烟气流速,按下式计算管子根数为:n=(1+θ/273)*B j*V y/(3600*0.785d n w Y) (3-1) 式中B j—计算燃料消耗量,㎏/hV y—烟气容积,Nm3/㎏d n—管子内径,m;θ—烟气平均温度,℃;(2)决定节距:决定S1,S2,求出△值。
按下式及相应图形求解。
并根据尾部烟道的宽度及深度排列管子,使能在此面积上以合理的管距排列好。
S1=2 S2* S2/d-d/2 (3-2)(3)决定传热面积:假定空气流程的高度,决定受热面面积。
面积按平均管径计算,然后用热平衡方程和传热方程式进行热力计算判断是否能传过应传的热量,对不符合的,改变空气流程的高度重新计算,至到二者相符或误差小于正负2%。
(4)校核空气流速。
校核空气流速是否是烟气流速的45%--55%范围内,如有偏差,则通过改变流程数或改变节距来使空气流速符合要求。
5 管式空预器漏风原因、危害、机理及预防措施5.1 管式空预器漏风的原因:材料强度不高或安装检修工艺不合格,产生裂纹;空预器管束的长期磨损;由于烟气中SO2与水蒸气形成硫酸蒸汽,当受热面的壁温低于硫酸蒸汽的露点温度时,而产生低温腐蚀等。
5.2 管式空预器漏风的危害(1)一次风量不足,风压低,负荷下降,若保持同负荷,必须增加一二次风机的送风量,增加电耗。
(2)排烟流量增加,引风机功率增加,电耗增加。
(3)排烟热损失增加,降低锅炉热效率。
(4)如果漏风量大,流化不好。
造成局部床温升高等,局部结焦。
(5)排烟温度低,引起低温腐蚀,电除尘烟气量增加,使电除尘过载运行,影响除尘效率,还回使局部露点发生变化,造成极板腐蚀及引风机积灰和磨损。
5.3 管式空预器磨损的机理、因素及预防措施1)磨损的机理:高速烟气携带固体灰粒时,灰粒对受热面的每次撞击都会从受热面削去级微小的金属屑,这是飞灰磨损过程。
受热面受到撞击磨损和摩擦磨损两种。
研究表明烟气中飞灰磨损容易发生在烟速较大和浓度较大的地方,对空预器来说,最容易发生在烟气的入口段。
2)影响磨损的因素:灰粒的形状、直径、密度等有关的粒度特性;飞灰的浓度越高,磨损越大;管子的磨损与烟气速度的三次方成正比,烟速越快,磨损越大;运行中如超负荷、烟道漏风等其他的因素;管束的排列与冲刷方式;空预器受热面的材质及设计缺陷等。
3)预防措施:采用耐磨的材质;选择合理的气流速度;消除烟气走廊;加金属防磨盖板和防磨瓦;采用防磨超音速电弧热喷涂技术如图1。
图1 热喷涂过程5.4 管式空预器低温腐蚀的机理、因素及预防措施。
1)低温腐蚀的机理:烟气中的水蒸气与SO3在低于110℃后全部生成硫酸蒸气,但烟气在流过低于露点温度的受热面时,硫酸蒸气就在其上凝结成硫酸液。
使金属氧化膜被金属与电解液相互作用而发生化学腐蚀与电化学腐蚀。
2)影响低温腐蚀的原因:露点的影响、烟气含氧量、燃料中含硫量、燃料中含钙量、低温受热面处烟气流速、烟气温度变化、锅炉负荷变动、纵向和横向冲刷、受热面布置方式等的影响。
3)低温腐蚀的预防措施:用提高排烟温度和空气预热器入口风温等方法提高空气预热器受热面的表面温度;采取空预器分段;在运行中通过采用低氧燃烧技术、控制炉膛燃烧温度水平、加添加剂等防止低温腐蚀;采用如热管式空预器等新技术等。
6渭化管式空预器漏风时运行工况及监护措施6.1管式空预器漏风时运行工况名称锅炉负荷(T/h) 给煤量(T/h)一次风流量(KNm3/h)一次风机电流(A)排烟温度A(℃)排烟温度B(℃)引风机电流(A)空预器出口烟温(℃)炉膛差压(Pa)床温(℃)正常运行工况215 25 108 145 125 126 26 217 1056 943 漏风运行工况1220 24.8 107 148 99 125 27 220 980 936漏风运200 21 80 151 80 120 28 218 860 925行工况标注:正常运行工况数据:2009-10-26日。