锅炉过热蒸汽系统现场解析

• 喷 嘴
二、烟道挡板
烟 道 挡 板 是 利 用改变流过尾部 烟道中的烟气量 来调节汽温，现 代锅炉上主要用 来调节再热蒸汽 温度。
二、烟道挡板 • 调节烟道挡板，可以改变流经两个烟道的烟气 流量，也就是改变 2 个并联烟道中的烟气分配 比率，从而调节再热汽温。 • 烟气流量的改变，也会影响到过热汽温，但可 调节减温器的喷水量来维持过热汽温稳定。 • 再热器进口的喷水减温器正常下是不运行的， 只是在再热器出口温度上升，并且不能被挡板 控制的情况下作为紧急减温器使用。
多管式喷水减温器 1－多孔管；2－混合管；3－减温器联箱 多孔喷管上开有若干喷水孔，喷孔一般在背向汽流方向 的一侧，以使喷水方向和汽流方向一致。喷孔直径通常 为5～7mm，喷水速度为3～5m/s。
再 热 器 微 量 及 事 故 喷 水
莫诺克喷头
• B a b c o c k 的 喷 水 减 温 器
过热器（或再热器）的温度特性
• 过热器（或再热器）出口汽温与锅炉负荷的变化规 律称为过热器（或再热器）的温度特性。 • 对流过热器：随着锅炉负荷的增大，燃料消耗量增 大，烟气流速和流量都增大，同时烟气温度升高， 对流传热量增加，相对于每千克蒸汽的对流吸热量 增加，因此对流过热器的出口汽温随锅炉负荷的增 大而增大。 • 辐射过热器：辐射过热器的出口汽温随锅炉负荷的 增大而降低。因为当锅炉负荷增加时，炉膛火焰的 平均温度增加有限，辐射传热量增加不多，跟不上 蒸汽流量的增加，使工质的焓增减少。 • 半辐射过热器：其汽温特性介于对流过热器和辐射 过热器之间，汽温特性较平稳。 • 采用适当比例的辐射和对流受热面是为了获得较平 稳的汽温特性。
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火焰中心位置：火焰中心位置升高，炉内辐射吸热份额下降，布置在炉膛上的部和水平烟道内 的再热器会因为传热温压增加而多吸热，使其出口再热汽温升高。反之，火焰中心位置下移， 再热汽温将下降。

某厂X号锅炉分隔屏过热器壁温超限原因分析及处理一. 概述某厂X号锅炉为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧方式、平衡通风、全钢架悬吊结构Π型露天布置、固态排渣。

炉膛宽度18816mm，炉膛深度17696mm；从炉膛冷灰斗进口（标高8300mm）到标高49670mm处炉膛四周采用螺旋管圈，在此上方为垂直管，螺旋管与垂直管的过渡采用中间混合集箱。

炉膛上部布置有6片分隔屏过热器（以下简称“分隔屏”）和20片后屏过热器。

过热蒸汽系统流程如下：从汽水分离器引出的蒸汽进入炉顶进口集箱，经前炉顶管至炉顶出口集箱，从炉顶出口集箱引出的蒸汽经过后炉顶管、后烟井包复、后烟井延伸侧墙，再汇总至后烟井侧墙上集箱，分4路引入分隔屏进口集箱，流经分隔屏后进入分隔屏出口集箱，再分二路经Ⅰ级喷水减温后进入后屏过热器进口集箱，流经后屏并进入后屏过热器出口集箱，从后屏过热器出口集箱分二路经Ⅱ级喷水减温后进入末级过热器进口集箱，通过末级过热器到末过出口集箱。

锅炉燃烧系统按中速磨一次风直吹式制粉系统设计。

24只直流式燃烧器分6层布置于炉膛下部四角，煤粉和空气从四角送入，在炉膛中呈切圆方式燃烧。

在主燃烧器和炉膛出口之间标高44099mm处布置有1组SOFA燃烧器喷嘴（距上排燃烧器喷口中心9180mm）。

该厂反映在低负荷运行时易发生分隔屏壁温超限的现象；根据现场观察统计，在机组负荷低于350MW时，分隔屏部分壁温经常达到或超出520℃的报警值，严重影响了锅炉的安全运行。

二. 原因分析及处理措施（1）原因分析受热面的壁温受两方面的因素影响：一是烟气对受热面的加热，二是工质（蒸汽）对受热面的冷却。

锅炉采用四角切圆燃烧方式，在炉膛出口存在的余旋使烟气沿锅炉宽度方向的气流速度分布不均匀，对不同位置受热面的加热效果不一样，是造成分隔屏局部超温的主要原因。

由于分隔屏处在炉膛上部，传热主要以辐射传热为主，低负荷时分隔屏吸收的辐射热和高负荷时相差不大；与高负荷时相比，低负荷时蒸汽流量较小，冷却效果减弱，壁温总体水平较高，因此容易出现壁温超限的情况。

噪声控制
采取有效的降噪措施，如安装消音器、隔声屏障等，降低锅炉运行过 程中产生的噪声对周围环境的影响。
灰渣处理
合理处理锅炉产生的灰渣，采用环保型除渣、脱硫等技术，减少对环 境的污染。
余热回收利用
利用锅炉排烟余热进行热能回收，提高能源利用效率，减少能源浪费 。
节能减排技术
高效燃烧技术 变频调速技术 热能梯级利用 智能化控制技术
安全附件与报警装置
应急预案与演练
配备齐全的安全附件，如安全阀、压力表 等，并确保其灵敏可靠。同时设置报警装 置，对异常情况及时发出警报。
制定针对锅炉汽水系统的应急预案，并定 期组织演练，提高应对突发事件的能力。
环保要求
降低污染物排放
通过改进燃烧技术、采用低氮燃烧器等措施，降低锅炉烟气中的氮氧 化物、硫氧化物等污染物排放。
优化目标与方法
优化目标
提高锅炉汽水系统的效率，降低能耗和污 染物排放，提升系统安全性和稳定性。
4. 人工智能技术
利用AI算法进行智能优化，实现系统的自 适应调整。
1. 数学建模
建立锅炉汽水系统的数学模型，为优化提 供理论支持。
3. 实验研究
通过实验测试，获取实际运行数据，验证 优化措施的有效性。
2. 仿真模拟
水冷壁
水冷壁是锅炉的主要受热面之一，其 作用是吸收炉膛中高温火焰或烟气的 辐射热量，加热工质并使其汽化。
水冷壁的管径、管数、布置方式等参 数需要根据锅炉容量、燃烧方式、蒸 汽参数等因素进行设计，以保证锅炉 的安全性和经济性。
水冷壁由多根并联的管子组成，管内 通入给水，管外被火焰或烟气加热， 水在管内吸收热量后变成饱和蒸汽。
05 锅炉汽水系统的设计与优 化
设计原则与依据

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锅炉汽水系统流程
汽包（饱和蒸汽）—顶棚过热器—中间分配集箱—尾 部竖井烟道前后包墙过热器—尾部竖井烟道底部环形集 箱—尾部竖井烟道左右包墙过热器—分隔墙过上集箱— —分隔墙过下集箱—低温过热器—前屏过热器—后屏过 热器—高温过热器（过热蒸汽）—高压缸做功—高压缸 排汽—（再热冷段）—低温过热器—高温过热器—（再 热热段）—中压缸做功—低压缸做功—低压缸排汽至凝 汽器—热井—凝结水泵—低加—除氧器—（低压给水） 给水泵—高加—给水平台—（高压给水）省煤器—汽包 夹层—下降管—水冷壁（汽水混合物）—汽包
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锅炉风烟、制粉系统流程
风烟系统流程：（平衡通风） 消音器—一次风机 —— 一次冷风母管 磨煤机—出口送粉管—喷燃器—炉膛 空预器—一次热风母管 水平 消音器—送风机—空预器—二次风箱—炉膛 烟道—尾部竖井烟道—空预器—电除尘—引风机—脱硫系统—烟囱—大气 制粉系统流程：（正压直吹式） 一次风 密封风 原煤仓—给煤机—磨煤机—分离器—出口送粉管—喷燃器
铸铁式：体积、重量大，
价格贵，法兰多，易泄露；
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钢管式省煤器材质：锅炉无缝钢管。 优点：体积小，重量轻，价格低廉。
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烟 气
S1 S1
烟 气
S2
(b)
(a)
（a） 鳍片管省煤器； (b) 膜式省煤器 鳍片管省煤器和膜式省煤器示意图
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S2
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（4） 空气预热器
空气预热器是利用烟气的热量来加热燃烧所需空气的
锅炉的辅助设备
给水设备：包括给水泵、管道阀门等 通风设备：送风机、引风机、烟风道、 烟囱等 制粉设备：原煤仓、给煤机、磨煤机、 粗粉分离器
除灰设备：分离除去烟气中的飞灰颗粒， 减轻飞灰对环境的污染和对引风机的磨 损。 除渣设备：除去锅炉底部的大渣