第4章煤粉制备系统及设备锅炉原理
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目录第二章煤粉锅炉设备原理第一节概述第二节燃料特性第三节煤的燃烧计算和锅炉机组的热平衡第四节制粉系统第五节燃烧设备第六节蒸发系统与水循环第七节过热器和再热器第八节省煤器和空气预热器第九节超临界锅炉特点第二章煤粉锅炉设备原理将燃料的化学能能转变成工质的热能,生产规定参数和品质的工质的设备称为锅炉。
锅炉的燃烧设备为燃料提供良好的燃烧条件,以求能把燃料的化学能最大限度地释放出来并转化为热能,再利用换热装置利用烟气的热量把工质水加热成为热水或蒸汽。
锅炉包括锅和炉两大部分,锅的原义是指在火上加热的盛水容器,炉是指燃烧燃料的场所。
锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为生产和生活提供所需要的热能,也可通过蒸汽动力装置转换为机械能,或再通过发电机将机械能转换为电能。
提供热水的锅炉称为热水锅炉,主要用于生活,工业生产中也有少量应用。
产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉,又叫蒸汽发生器,常简称为锅炉,是蒸汽动力装置的重要组成部分,多用于火电站、船舶、机车和工矿企业等。
用于发电的锅炉称为电站锅炉。
第一节概述一、锅炉的发展1720年,英国人海科(Haycock)首先发明了锅炉。
这时的锅炉和开水壶没有多大区别,即在金属锅壳里充满水,在底部加热。
锅炉结构如图2-1所示。
图2-1 1720年Haycock锅炉18世纪上半叶,英国煤矿使用的蒸汽机,包括瓦特发明的初期蒸汽机在内,所用的蒸汽压力等于大气压力。
18世纪下半叶改用高于大气压力的蒸汽。
19世纪,常用的蒸汽压力提高到0.8MPa左右。
与此相适应,最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳,后来改用卧式锅壳,在锅壳下方砖砌炉体中烧火。
随着锅炉越做越大,为了增加受热面积,在锅壳中加装火筒,在火筒前端烧火,烟气从火筒后面出来,通过砖砌的烟道排向烟囱并对锅壳的外部加热,称为火筒锅炉。
开始只装一只火筒,称为单火筒锅炉或康尼许锅炉,后来加到两个火筒,称为双火筒锅炉或兰开夏锅炉。
1804年左右,在掌握了优质钢管的生产和胀管技术之后出现了火管锅炉。
煤粉锅炉的结构及原理煤粉锅炉是一种将煤粉作为燃料的锅炉,广泛应用于工农业生产、供暖及发电等领域。
它以煤炭为主要燃料,通过将煤粉喷射到燃烧器中进行燃烧,产生高温高压的热能,然后通过锅炉传输介质(如水或蒸汽)传递热能,从而实现供热或发电的目的。
煤粉锅炉主要由燃烧器、锅炉本体、排烟系统、供水系统和控制系统等几个主要部分组成。
1. 燃烧器:燃烧器是煤粉锅炉的核心部件之一,主要负责煤粉的喷射、混合和燃烧过程。
煤粉通过煤粉输送系统,经过破碎、干燥和粉煤磨等预处理过程,进入燃烧器。
燃烧器通常由燃烧室、煤粉喷嘴、风道和风机等组成。
煤粉从喷嘴中以高速进入燃烧室,在与空气的混合后形成燃烧。
2. 锅炉本体:锅炉本体是煤粉锅炉的主要传热装置,用于将燃烧产生的热能转化为蒸汽或热水。
锅炉本体通常由炉膛、过热器、再热器、空气预热器和省煤器等组成。
燃烧产生的烟气在炉膛内进行燃烧和传热,在炉膛内加热水或蒸汽,使其达到所需的温度和压力。
烟气从炉膛进入过热器和再热器,再次加热水蒸气,提高热效率,并最终排入大气中。
3. 排烟系统:排烟系统用于将燃烧产生的废气排出锅炉。
废气经过烟道和尾部设备,通过烟囱排出。
排烟系统一般包括烟囱、烟气净化器和引风机等。
4. 供水系统:供水系统用于提供锅炉所需的水或蒸汽。
供水系统一般包括给水泵、辅助设备、水处理设备和管道等。
给水泵负责将供水送入锅炉,辅助设备用于对水进行预处理(如除氧、除盐等),水处理设备用于净化水质,管道用于输送水或蒸汽。
5. 控制系统:控制系统用于自动控制煤粉锅炉的运行参数和工艺过程。
控制系统一般包括主控制室、自动调节系统、安全保护系统和仪表监视系统等。
主控制室对整个锅炉运行过程进行监控和控制,自动调节系统负责实时调节锅炉的各项参数,安全保护系统用于监测和保护锅炉安全运行,仪表监视系统用于显示和监测锅炉各项参数的运行情况。
总的来说,煤粉锅炉通过将煤粉喷射到燃烧器中进行燃烧,利用煤粉的热值产生高温高压的热能,然后通过锅炉本体传递热能,供水系统提供所需的水或蒸汽,排烟系统排除废气,并通过控制系统实现对锅炉的自动控制和监控。
煤粉锅炉的工作原理
煤粉锅炉是一种常用的工业锅炉,其工作原理主要有以下几个步骤:
1. 煤粉的制备:将煤块进行磨碎和破碎,得到适合燃烧的煤粉。
煤粉的制备通常采用磨煤机进行磨煤工艺。
2. 煤粉的供给:将煤粉通过给煤器传送到煤粉锅炉的燃烧室。
给煤器通常是利用螺旋输送机或者风送输送机将煤粉输送到锅炉中。
3. 煤粉的燃烧:当煤粉进入燃烧室后,与空气混合并点燃。
燃烧一般是在燃烧器喷嘴中进行,通过喷嘴内的空气将煤粉喷入炉膛内,点燃后产生的热量用于加热水或者其他介质。
4. 燃烧产生的热能传递:煤粉的燃烧产生的高温烟气会通过锅炉内部的管道,在锅炉内部的水管中传递热量,使水或者其他介质升温,达到所需的工作温度。
5. 烟气的排放:燃烧后产生的烟气通过锅炉的排烟系统排出,进一步减少工业生产对环境的污染。
总的来说,煤粉锅炉的工作原理是将煤粉燃烧产生的热能通过传热,将水或者其他介质加热,达到工业生产所需的温度和压力。
这种锅炉具有热效率高、使用方便等特点,广泛应用于工业领域。
第四章 煤粉制备系统及设备第一节 煤粉的性质一、煤粉的一般性质煤粉由各种尺寸不同、形状不规则、尺寸小于500μm 的微小颗粒组成,其中以20~50μm 的颗粒居多。
1.煤粉具有较好的流动性。
2.煤粉的自燃和爆炸。
影响煤粉爆炸的因素有:煤的挥发分含量、煤粉细度、煤粉浓度和温度等。
一般情况下,颗粒愈细小,挥发分含量及发热量愈高、含粉浓度愈接近危险浓度(1.2~2.0kg/ m 3)、含氧浓度愈大,爆炸的可能性愈大。
实践证明:当煤粉的daf V <10%或颗粒大于100μm 时,煤粉几乎不会发生爆炸;对温度低于100℃、含粉浓度避开了危险浓度或含氧浓度小于15~16%的煤粉气流,也基本上不存在爆炸的危险。
煤粉的水分对煤粉流动性与爆炸性有较大的影响,水分太高,流动性差,输送困难,且易引起粉仓搭桥,同时也影响着火和燃烧。
水分太低易引起自燃或爆炸,同时干燥耗能增加。
因此,磨煤机出口的煤粉水分一般要求烟煤磨制后的煤粉最终水分mf M 约等于ad M ,无烟煤mf M 约等于0.5ad M 褐煤mf M 约ad M +8。
二、煤粉细度煤粉细度一般用具有标准筛孔尺寸的筛子来测量。
若标准筛孔边长X (μm),试验煤粉经筛分后,通过筛子的煤粉质量(称为边筛量)为b ,留在筛子上的煤粉质量(称为筛余量)为a ,则该煤粉的细度X R 定义为X R = %100⨯+ba a (4—1) X R 代表筛余量占筛分前试验煤粉质量的百分数。
对确定的筛子而言,X R 愈小,说明煤粉愈细。
三、煤粉的颗粒组成特性煤粉是一种宽筛分组成,理论上可以包含有最大粒径以下任意大小的煤粉。
用全筛分得到的曲线()x f R X =称为煤粉颗粒组成曲线,也称粒度分布特性。
它既可直观比较煤粉粗细,也可表示煤粉的均匀程度。
煤的颗粒分布特性可用破碎公式(又称Rosin —Rammler 公式)表示:()n x bx R -=exp 100 (4—2)式中 X R ——孔径为x 的筛子上的全筛余量百分数,%;b ——细度系数;n ——均匀性指数。