第三章 鍋爐本體 - 圖文-

1、第三章鍋爐本體3.1 省煤器在鍋爐尾部煙道的最后,煙氣溫度仍有400左右,為了最大限度地利用煙氣熱量,大型鍋爐在尾部煙道都布置一些低溫受熱面,通常包括省煤器和空預(yù)器。省煤器的作用就是讓給水在進入鍋爐前,利用煙氣的熱量對之進行加熱,同時降低排煙溫度,提高鍋爐效率,節(jié)約燃料耗量。省煤器的另一作用在于給水流入蒸發(fā)受熱面前,先被省煤器加熱,這樣就降低了爐膛內(nèi)傳熱的不可逆熱損失,提高了經(jīng)濟性,同時減少了水在蒸發(fā)受熱面的吸熱量。因此采用省煤器可以取代部分蒸發(fā)受熱面。也就是以管徑較小、管壁較薄、傳熱溫差較大、價格較低的省煤器來代替部分造價較高的蒸發(fā)受熱面。因此,省煤器的作用不僅是省煤,實際上已成為現(xiàn)代鍋爐中

2、不可缺少的一個組成部件。省煤器按布置方式可分為錯列布置和順列布置。錯列布置結(jié)構(gòu)緊湊,傳熱系數(shù)較大,但加大了管子的磨損。順列布置則可以減輕省煤器磨損,且易于清灰。大型鍋爐一般采用縱向鰭片管、螺旋型鰭片管和整焊膜式受熱面制造省煤器,以增大煙氣側(cè)的換熱面積,節(jié)約金屬耗量,降低管組高度和減小煙氣側(cè)阻力,并可減輕省煤器磨損。本廠鍋爐省煤器布置于后煙井前后煙道的下部,順列布置,以逆流方式與煙氣進行換熱。省煤器管束采用44.5×6mm、材料為SA-210C的光管,外加H型鰭片(如圖3-1。省煤器鰭片管的采用可以增大煙氣側(cè)的換熱面積,提高換熱效果,使得大管徑和順列布置的采用得以實現(xiàn),對減輕省煤器的磨

3、損有較好的效果。給水經(jīng)省煤器的入口匯集集箱分別供至前后的省煤器入口集箱。省煤器向上形成共2排吊掛管,用于懸掛前后豎井中所有對流受熱面,懸掛管材質(zhì)為SA210C,省煤器入口集箱為356×65,材質(zhì)為SA106C;省煤器中間集箱為219×40,材質(zhì)為SA106C;省煤器出口集箱置于鍋爐頂棚之上,采用406×65的規(guī)格,材質(zhì)為SA106C。由省煤器出口集箱引出2根457×65的連接管將省 圖3-1 鰭片管省煤器煤器出口水向下引到水冷壁入口集箱上方兩只混合器,再用連接管分別將工質(zhì)送入各水冷壁的入口集箱。省煤器入口有取樣點,并有其相應(yīng)的接管座及一次門。省煤器進口聯(lián)

4、箱上裝有疏水,并帶有相應(yīng)的閥門。省煤器在最高點設(shè)置排放空氣的接管座和閥門。進入省煤器區(qū)域的煙氣已沒有熔化的飛灰,堿金屬(鈉、鉀氧化物蒸汽的凝結(jié)也已結(jié)束,所以省煤器的積灰,容易用吹灰方法消除。進入省煤器區(qū)域的飛灰,具有不同的顆粒尺寸,屬于寬篩分組成,一般都小于200m,大多數(shù)為1020m。當攜帶飛灰的煙氣橫向沖刷蛇形管時,在管子的背風面形成渦流區(qū),較大顆粒飛灰由于慣性大不易被卷進去,而小于30m的小顆粒跟隨氣流卷入渦流區(qū),在管壁上沉積下來,形成楔形積灰。省煤器受熱面積灰后,使傳熱惡化,排煙溫度升高,降低鍋爐效率,積灰可能使煙道堵塞,輕則使流動阻力增加、降低出力,嚴重時可能被迫停爐清灰。鍋爐運行時

5、,為防止或減輕積灰的影響,除保證煙氣速度不能過低外,至關(guān)重要的是及時合理地進行吹灰,這是防止積灰行之有效的方法。確定合理的吹灰間隔時間和一次吹灰的持續(xù)時間尤為重要。進入尾部煙道已硬化的大量飛灰,隨煙氣沖擊受熱面時,會對管壁表面產(chǎn)生磨損作用,管子變薄,強度下降,造成管子損壞。特別是省煤器,灰粒較硬,更易發(fā)生磨損。這種由于飛灰磨損而造成的省煤器管排損壞,最主要的表現(xiàn)特征就是省煤器的爆管。含有硬粒飛灰的煙氣相對于管壁流動,對管壁產(chǎn)生磨損稱為沖擊磨損,亦稱沖蝕。沖蝕有撞擊磨損和沖擊磨損兩種。撞擊磨損是指灰粒相對于管壁表面的沖擊角較大,或接近于垂直,以一定的流動速度撞擊管壁表面,使管壁表面產(chǎn)生微小的塑性

6、變形或顯微裂紋。在大量灰粒長期反復(fù)的撞擊下,逐漸使塑性變形層整片脫落而形成磨損。沖刷磨損是灰粒相對管壁表面的沖擊角較小,甚至接近平行。如果管壁經(jīng)受不起灰粒鍥入沖擊和表面磨擦的綜合切削作用,就會使金屬顆粒脫離母體而流失。在大量飛灰長期反復(fù)作用下,管壁表面將產(chǎn)生磨損。省煤器磨損,一般都是撞擊磨損和沖刷磨損綜合作用的結(jié)果。顯然,煙氣的流速越高,灰粒的質(zhì)量越大,灰粒的硬度越大,灰粒的銳角越多,飛灰濃度越大,對受熱面管子的磨損作用越強烈。在省煤器中局部煙氣流速和飛灰濃度偏高的情況下,這種磨損是難以避免的。本鍋爐采用較大節(jié)距順列布置對減輕磨損是有利的。同時加裝了煙氣阻流板和防磨套管,以避免或減輕磨損的影響

7、。 圖3-2 省煤器系統(tǒng)圖3.2 爐膛與水冷壁爐膛是鍋爐中組織燃料燃燒的空間,也稱燃燒室。是鍋爐燃燒設(shè)備的重要組成部分。爐膛除了要把燃料的化學能轉(zhuǎn)變成燃燒產(chǎn)物的熱能外,還承擔著組織爐膛換熱的任務(wù),因此它的結(jié)構(gòu)應(yīng)能保證燃料燃盡,并使煙氣在爐膛出口處已被冷卻到使其后面的對流受熱面安全工作所允許的溫度。水冷壁是敷設(shè)在爐膛四周由多根并聯(lián)管組成的蒸發(fā)受熱面。其主要作用是:吸收爐膛中高溫火焰及爐煙的輻射熱量,使水冷壁內(nèi)的水汽化,產(chǎn)生飽和水蒸汽;降低高溫對爐墻的破壞作用,保護爐墻;強化傳熱,減少鍋爐受熱面面積,節(jié)省金屬耗量;有效防止爐壁結(jié)渣;懸吊爐墻。直流鍋爐水冷壁中工質(zhì)的流動為強制流動,管屏的布置較為自由

8、,最基本的有螺旋管圈、垂直上升管屏和回帶管屏三種型式。爐膛幾何特性主要指的是爐膛的寬度、深度、高度和幾何形狀,它們都與爐膛的主要熱力特性有關(guān)。爐膛幾何特性是影響爐膛能否滿足設(shè)計要求的重要因素之一。本鍋爐爐膛寬度19.268 m,深度19.230 m。鍋爐頂棚管中心線標高60.829 m,爐膛截面積37.052 m2,爐膛容積20542 m3。在爐膛底部標高6.33 m處前后墻向爐內(nèi)傾斜55角形成冷灰斗。本鍋爐折焰角位于后墻標高44.429m處。折焰角的作用:一是延長煙氣流程,改善煙氣的充滿度,加強煙氣的擾動與混合;二是減輕爐膛出口處受熱面的沖刷;三是增加了水平煙道的長度,有利于過熱器和再熱器的

9、布置和運行。爐膛的主要熱力特性就是燃料每小時輸入爐膛的平均熱量,或稱爐膛熱功率。按計算方法,爐膛熱負荷可分為以下幾種,它們都是鍋爐設(shè)計、運行中必須注意的主要熱力參數(shù)。1爐膛容積熱負荷單位時間送入單位爐膛容積中的熱量稱為爐膛容積熱負荷,用q v表示,單位為KW/m3或MW/m3。q v值與煙氣在爐內(nèi)停留時間的倒數(shù)有關(guān),q v的大小應(yīng)既能保證燃料的燃燒完全,又要滿足煙氣的冷卻條件,即使煙氣在爐膛內(nèi)冷卻到不使爐膛出口后的受熱面結(jié)渣的程度。對于大容量鍋爐應(yīng)以煙氣冷卻條件來選用q v,使煙氣能充分冷卻到合適的爐膛出口煙溫。2爐膛截面熱負荷單位時間送入單位爐膛截面中的熱量稱為爐膛截面熱負荷,用q a表示,

10、單位為KW/m2或MW/m2。q a是爐膛的重要計算特性,它反應(yīng)了燃燒器區(qū)域的溫度水平。如果q a過高,說明爐膛截面過小,在燃燒器區(qū)域燃料燃燒放出的大量熱量沒有足夠的水冷壁受熱面來吸收,就會使燃燒器區(qū)域的局部溫度過高,引起燃燒器區(qū)域的結(jié)渣。還有可能使水冷壁發(fā)生膜態(tài)沸騰,使水冷壁管過熱燒壞。3燃燒器區(qū)域壁面熱負荷按照燃燒器區(qū)域爐膛單位爐壁面積折算,單位時間送入爐膛的熱量稱為燃燒器區(qū)域壁面熱負荷,用q r表示,單位為KW/m2或MW/m2。q r與爐膛截面熱負荷q a一樣,反映了燃燒器區(qū)域的溫度水平。但q r還能反映火焰的分散和集中情況。q r愈大,說明火焰愈集中,燃燒器區(qū)域的溫度水平就愈高,這對

11、燃料的穩(wěn)定著火有利,但卻容易造成燃燒區(qū)域的壁面結(jié)渣。4爐膛輻射受熱面熱負荷爐膛單位輻射受熱面在單位時間吸收的熱量稱為爐膛輻射受熱面熱負荷,也稱輻射受熱面熱流密度,用q f表示,單位為KW/m2或MW/m2。q f愈高,表明單位輻射受熱面所吸收的熱量愈大,說明爐內(nèi)煙氣溫度水平愈高。q f如果過大,就會造成水冷壁結(jié)渣。此外,q f的數(shù)值也是判斷膜態(tài)沸騰是否會發(fā)生的主要指標之一。爐膛斷面(爐寬爐深1926819230 mm爐膛容積20542 m3爐膛水冷壁面積4619 m2上排一次風中心線到屏底距離19.453 m爐膛容積熱負荷77.17 kW/m3爐膛截面熱負荷 4.273 MW/m2燃燒器區(qū)域壁

12、面熱負荷 1.414 MW/m2爐膛有效投影輻射受熱面熱負荷159 kW/m2爐膛出口煙氣溫度963 C屏式過熱器底部煙氣溫度1313 C注:1爐膛出口斷面的定義:沿煙氣行程遇到的管間凈距離平均457mm的受熱面第一排管子中心線構(gòu)成的斷面,由于本工程鍋爐上爐膛的屏式過熱器和末級過熱器的節(jié)距均大于457mm,故將后水冷壁吊掛管中心線定義為爐膛出口斷面。2爐膛容積的定義:以冷灰斗底部有效容積上半部高度到爐膛出口斷面的容積。3熱負荷值根據(jù)爐膛凈輸入熱量計算。爐膛凈輸入熱量是鍋爐在相應(yīng)負荷下的計算燃煤量(即考慮q4損失后的燃煤量與燃料低位發(fā)熱量的乘積。4燃燒器區(qū)域的選取為:燃燒器上下煤粉噴口中心線之間

13、的垂直距離外加3m所包圍的爐墻壁面積。 圖3-3 水冷壁系統(tǒng)圖1由于內(nèi)螺紋管具有破壞膜態(tài)沸騰生成的能力,且增強了從管壁向管內(nèi)工質(zhì)的傳熱能力,因此即使一旦出現(xiàn)傳熱惡化,即膜態(tài)沸騰(DNB和干涸(DRO現(xiàn)象,管壁溫度的升高也遠遠低于光管,MHI在大型二相流熱態(tài)試驗臺的試驗結(jié)果表明,對一般燃煤的超臨界鍋爐在亞臨界區(qū)直流運行時,當管內(nèi)質(zhì)量流速達到1500kg/m2s,已有足夠的裕量來防止處于低干度局部高熱負荷區(qū)的燃燒器區(qū)域管子產(chǎn)生膜態(tài)沸騰,而在爐膛上部的高干度低熱負荷區(qū)出現(xiàn)干涸現(xiàn)象(DRO時能有效控制管子壁溫的升高,而且在鍋爐的啟動階段(最小直流負荷,水冷壁的質(zhì)量流速也遠高于此運行階段的臨界質(zhì)量流速,

14、因此可以保證水冷壁管不會超溫和出現(xiàn)水動力不穩(wěn)定性。2由于內(nèi)螺紋管垂直水冷壁的質(zhì)量流速只有螺旋管圈水冷壁的1/2左右,而且水冷壁管總長度只有螺旋管圈展開長度的2/3左右,因此水冷壁的阻力較低,同樣爐膛尺寸,內(nèi)螺紋管垂直水冷壁的阻力也只有螺紋管圈光管水冷壁的2/3左右,節(jié)省了給水泵的電耗。3與螺旋管圈相比,垂直管圈具有管子長度短,質(zhì)量流速低的特點。故垂直水冷壁和普通的自然循環(huán)鍋爐一樣,由于摩擦阻力在系統(tǒng)總阻力中所占的比例相對較小,因此具有保持正向流動的特性,即個別管子吸熱量驟增時,管內(nèi)流量也會自動增加,具有部分自補償?shù)哪芰?不僅能保持水動力的穩(wěn)定性,而且也增加了水冷壁管運行的可靠性。4由于垂直水冷

15、壁管安裝焊縫對接時只需在軸向調(diào)整,且水冷壁垂直荷載靠水冷壁管本身承受,不需要螺旋管圈水冷壁那樣較復(fù)雜的荷載傳遞結(jié)構(gòu),也不需要在螺旋管圈與上爐膛垂直管屏之間焊上形狀復(fù)雜的張力板,因此水冷壁管之間以及管子與承力焊件之間的溫差很小,無論是正常運行或負荷震蕩期間的熱應(yīng)力均較小,因此延長了使用壽命。5無論是在焊口對接或事故管的拆除方面,垂直水冷壁均比螺旋管圈水冷壁簡單,水冷壁的維修工作量較小。6根據(jù)MHI的數(shù)據(jù),垂直水冷壁安裝對接焊口數(shù)目僅為螺旋管圈水冷壁的1/2.5,管屏數(shù)目也只有螺旋水冷壁的1/2,水冷壁上焊件總數(shù)也僅為1/3,因此大大地減少了水冷壁的安裝工作量。7垂直水冷壁管相對來說不易結(jié)渣,即使

16、出現(xiàn)結(jié)渣也容易清理。8提高了水動力穩(wěn)定性,不僅是垂直水冷壁本身的自補償和保持正方向流動的特點,而且由于在水冷壁入口加裝了節(jié)流孔圈提供了附加阻力以及加設(shè)中間混合集箱,將阻力較大的上部水冷壁分出去,均進一步提高水冷壁水動力穩(wěn)定性,不會發(fā)生多值性和脈動問題。9同時在中間混合集箱上裝設(shè)一、二級混合器,充分進行汽水混合,進一步降低水冷壁的溫度偏差,并在低負荷時對汽水兩相進行充分混合,防止出現(xiàn)汽水分層,可將水冷壁出口溫度偏差降低2/3左右。10垂直管屏采用中間混合集箱的過渡形式。與分叉管方式相比,中間混合集箱更能保證汽水兩相分配的均勻性,而且結(jié)構(gòu)上不受螺旋管與垂直管轉(zhuǎn)換比的限制。爐膛中間混合集箱位于爐膛水

17、冷壁的中部,當水冷壁管子內(nèi)的工質(zhì)流到爐膛中間混合集箱時,可以得到充分的混合,使爐膛中間混合集箱出口工質(zhì)溫度均勻,并使溫度偏差帶來的熱應(yīng)力減小。爐膛中間混合集箱主要包含以下四項:爐膛中間入口集箱:前后墻和兩側(cè)墻各一個273×55,SA-335P12的集箱。爐膛一級混合器:前后墻各1個,左右墻各1個,共4個,規(guī)格為711×115,SA-335P12。爐膛二級混合器入口管道:前后墻各18根,左右墻各18根,規(guī)格為89×15.5,SA-210C。爐膛二級混合器前后墻各18個,左右墻各18個,共72個。 鍋爐爐膛總高度(自水冷壁入口集箱到頂棚為68250mm,寬為19268

18、mm,深度為19230mm。水冷壁分成上、下二部分,下部水冷壁包括冷灰斗。水冷壁管共有1728根,均 箱,通過連接管將大部分工質(zhì)送往后豎井的前、后、兩側(cè)包墻管及中間分隔墻。所有包墻管上集箱出來的工質(zhì)全部用連接管引至后包墻管出口集箱,然后用連接管引至布置于鍋爐后部的兩只汽水分離器,由分離器頂部引出的蒸汽送往一級過熱器進口集箱,進入過熱器系統(tǒng)。在啟動過程中,鍋爐以再循環(huán)模式作濕態(tài)運行時,由水冷壁來的二相介質(zhì)在汽水分離器內(nèi)分離后,蒸汽自分離器上部引出,而分離出來的水自分離器底部由連通管送往分離器貯水箱,再用一根大直徑疏水管由啟動循環(huán)泵將再循環(huán)水送入省煤器前的給水管道進行混合,然后送往省煤器和水冷壁系

19、統(tǒng)進行再循環(huán)運行,而在鍋爐結(jié)束啟動階段達到最低直流負荷后,由于啟動泵已切除,啟動系統(tǒng)進入干態(tài)運行模式,此時汽水分離器內(nèi)全部為蒸汽,只起到蒸汽匯合集箱的作用。為了降低頂棚包墻系統(tǒng)阻力以及保證復(fù)雜的后水冷壁回路的可靠性,采用了二次旁路。第一次旁路是后水冷壁的工質(zhì)如上所述不經(jīng)頂棚而流經(jīng)折焰角、水平煙道斜坡、水平煙道兩側(cè)墻和后水吊掛管后再用連接管送往頂棚出口集箱。第二次旁路則是由頂棚出口集箱引出的工質(zhì)并非全部送往后煙道包墻管,而是有一部份通過旁通管直接送往后包墻管出口集箱與后煙道包墻系統(tǒng)工質(zhì)匯合后通過分離器,全部引入一級過熱器入口集箱,二次旁路管上裝有電動閘閥,鍋爐在超臨界區(qū)運行時應(yīng)打開此旁路閥。中間

20、混合集箱布置在低負荷時內(nèi)螺紋垂直水冷壁出口蒸汽干度在0.8以上的標高上,在這個蒸汽干度下中間混合集箱的汽水均勻分配已不成問題。在這個位置爐膛熱負荷已明顯降低,垂直管屏在較低的質(zhì)量流速下能夠得到可靠的冷卻。結(jié)渣是指爐內(nèi)高溫煙氣夾帶的熔融或部分熔融的粘性灰粒碰撞在爐墻或受熱面上,粘結(jié)形成灰渣層。結(jié)渣是燃煤鍋爐運行中較為普遍的現(xiàn)象,本爐的設(shè)計煤種煤,具有中偏高結(jié)渣的特性,校核煤種二具有較強的結(jié)渣特性,因此,本鍋爐結(jié)渣的可能性是很大的。1結(jié)渣引起蒸汽溫度升高,甚至會招致汽水爆破。2結(jié)渣可能造成掉渣滅火、損壞受熱面和造成人員傷害。3結(jié)渣會使鍋爐出力下降,嚴重時被迫停爐。4受熱面易發(fā)生高溫腐蝕。5影響鍋爐

21、的經(jīng)濟性。產(chǎn)生結(jié)渣的先決條件是呈熔融狀態(tài)的顆粒與壁面的碰撞。爐內(nèi)顆粒隨氣流運動,由爐內(nèi)燃燒空氣動力場決定氣流向壁面的沖刷程度,決定灰粒與壁面碰撞的機率。此外較大尺寸的顆粒容易從轉(zhuǎn)向氣流中分離出來,與壁面碰撞,因此急劇的氣流轉(zhuǎn)向與粗的煤粉細度是容易導致結(jié)渣的。低的灰粒熔融溫度和高的壁面溫度使灰粒與壁面碰撞之際易呈熔融狀態(tài);粗的灰粒也因分離速度大,碰撞壁面前經(jīng)歷的分離時間短,冷卻不易而呈熔融狀態(tài);不清潔的水冷壁,吸熱能力弱,區(qū)域溫度高,對灰粒的冷卻能力弱,使灰粒在碰撞之際呈熔融狀態(tài)?；业娜廴谔匦詼囟仁桥c所處的環(huán)境氣氛相關(guān)的,若氧化性氣氛則熔融溫度高,還原性氣氛則低,因此爐內(nèi)的過量空氣系數(shù)也影響到爐

22、內(nèi)的結(jié)渣。所以結(jié)渣并不是單純決定于煤灰特性的,而與許多因素密切相關(guān),并通過灰粒的熔融特性溫度與結(jié)渣傾向相聯(lián)系。本鍋爐設(shè)計煤種的結(jié)渣特性是已確定的,下面從鍋爐設(shè)計和運行方面分析影響結(jié)渣的因素。1爐內(nèi)的空氣動力場,煤粉或灰的粒度和重度,這影響到煙氣和灰粒在爐內(nèi)的流動。2灰粒從煙氣中分離出來與壁面的碰撞,既與煤粉細度,也與煤粉的選擇性沉積相關(guān)。3煤的燃燒特性、鍋爐負荷及爐內(nèi)空氣動力場所構(gòu)成的爐內(nèi)溫度場以及煤灰的熔融特性,這影響到與壁面碰撞的灰粒是否呈熔融狀態(tài),并具有黏結(jié)的能力,這也與受熱面的熱負荷,受熱面的清潔程度相聯(lián)系的。1爐膛出口煙溫。爐膛出口煙溫在相當程度上表征著爐內(nèi)的溫度水平,或灰粒狀態(tài)的條

23、件,爐膛出口受熱面的結(jié)渣傾向。因此燃用灰熔點低煤種的鍋爐,其爐膛出口溫度總是設(shè)計得偏低的。2鍋爐負荷。鍋爐負荷通過增大爐內(nèi)燃料量和受熱面的靜熱流而得到提高,前者燃料量表征爐內(nèi)的整體溫度水平,后者意味著受熱面的外壁溫度。因此鍋爐負荷增加就意味著爐內(nèi)結(jié)渣可能性的增大。如發(fā)現(xiàn)鍋爐結(jié)渣現(xiàn)象劇增時的主要處理措施之一是降低鍋爐負荷。3燃燒器上部的爐膛高度。從煤粉的燃燒過程來說,需要有一定的爐膛高度來滿足燃燒過程或者說火焰長度的需要。爐內(nèi)溫度分布是與這一高度密切相關(guān)的,溫度只有在燃燒基本結(jié)束后,才會較迅速下降,灰粒才有被冷卻固化的可能,如果這一高度(最上層燃燒器到屏式過熱器底部較小,那么屏式過熱器結(jié)渣可能性

24、就會增大,甚至引起較嚴重的結(jié)渣。在鍋爐設(shè)計中這一高度與燃用煤種特性及灰的熔融特性是相對應(yīng)的。4爐壁熱負荷和燃燒器區(qū)域熱負荷。爐壁熱負荷即投入爐內(nèi)熱量與爐壁投影面積之比,表征水冷壁對投入爐內(nèi)熱量的吸收能力,亦即爐內(nèi)的溫度水平,尤其是近爐壁區(qū)域的,它直接影響對接近壁面灰粒的冷卻能力。燃燒器區(qū)域熱負荷是表征燃燒器布置的相對集中和分散。燃燒器區(qū)域是爐內(nèi)速度和溫度變化最激烈、梯度最大的區(qū)域,燃燒最強烈,區(qū)域溫度水平最高,最容易產(chǎn)生結(jié)渣的區(qū)域。因此燃用結(jié)渣傾向性高煤種的鍋爐,燃燒器區(qū)域熱負荷值取低限。5燃燒的空氣量及風粉配比。爐內(nèi)空氣量不足,容易產(chǎn)生一氧化碳,因而使灰熔點大為降低,會引起爐膛內(nèi)結(jié)渣,特別燃

25、用揮發(fā)分大的煤時,更容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象。燃料與空氣混合不充分,即使供應(yīng)足夠的空氣量,也會造成有些局部區(qū)域空氣多些,另一些區(qū)域空氣少些,這樣空氣少的區(qū)域就會出現(xiàn)還原性氣體,而使灰熔點降低,造成局部結(jié)渣。6火焰偏斜,煤粉氣流貼壁。燃燒器的缺陷或爐內(nèi)空氣動力工況失常都會引起火焰偏斜或煤粉氣流貼壁?；鹧嫫?使最高溫的火焰層移至爐壁處,使水冷壁產(chǎn)生嚴重結(jié)渣。7煤粉細度。煤粉中的粗顆粒既容易從氣流中分離出來與壁面碰撞,也需要較長的燃盡時間和火焰長度,更因熱容量大,換熱系數(shù)小而冷卻固化不易。因此在燃用熔融溫度特性值低的煤種時,更需控制煤粉中的粗粒重量份額(實際控制煤粉均勻度。8吹灰操作。煤粉鍋爐的結(jié)渣是在所

26、難免的,問題是結(jié)渣的程度如何。受熱面一旦產(chǎn)生結(jié)渣,表面溫度隨之升高,對于接近受熱面的灰粒的冷卻能力減弱,會由此導致惡性循環(huán)(結(jié)渣越來越嚴重。鍋爐是通過吹灰器對受熱面吹掃來維持受熱面清潔,或不致嚴重被污染。一旦結(jié)渣嚴重,吹灰器的清掃能力就減弱。因此吹灰器的布置和運行必須與燃用煤種的結(jié)渣傾向相應(yīng),使沉積灰渣能得到及時清掃。1選取較小的爐膛熱負荷,避免火焰沖刷受熱面,同時降低整個爐膛溫度,以減少結(jié)渣的可能性。2選取合理的燃燒區(qū)域化學反應(yīng)當量比,不僅確保有一個低NOx排放出口煙溫,同時也使結(jié)渣的可能性降到最低。3選取能夠防止對流受熱面出現(xiàn)任何結(jié)渣可能性的爐膛排煙溫度。4穿過懸吊過熱器中央的吹灰器與過熱

27、器的膜式設(shè)計面相結(jié)合保證了吹灰的有效性。5燃燒器喉口周圍布置水冷壁彎管,與高導熱性的碳化硅磚面相結(jié)合,從而降低了燃燒器喉口的表面溫度,有效防止燃燒器區(qū)域出現(xiàn)結(jié)渣。6低NOx燃燒器產(chǎn)生較低的燃燒器區(qū)域峰值火焰溫度。7控制燃燒器燃料和空氣的分布,保證了沿整個爐膛寬度的均勻燃燒并防止還原區(qū)的形成。8保持合適的煤粉細度和均勻度。9在爐膛容易結(jié)渣的區(qū)域布置吹灰器,合理吹灰。3.3 鍋爐啟動系統(tǒng)啟動系統(tǒng)是為解決直流鍋爐啟動和低負荷運行而設(shè)置的功能組合單元,它包括啟動分離器、爐水循環(huán)泵及其它汽側(cè)和水側(cè)連接管、閥門等。其作用是在水冷壁中建立足夠高的質(zhì)量流量,實現(xiàn)點火前循環(huán)清洗,保護蒸發(fā)受熱面,保持水動力穩(wěn)定,

28、還能回收熱量,減少工質(zhì)損失。啟動系統(tǒng)按正常運行時須切除和不切除分為兩類,即外置式和內(nèi)置式。我廠鍋爐的啟動系統(tǒng)為內(nèi)置式,結(jié)構(gòu)簡單,易于控制。容量為30%B-MCR,以與鍋爐水冷壁最低質(zhì)量流量相匹配。啟動分離器為圓形筒體結(jié)構(gòu),直立式布置,內(nèi)設(shè)有阻水裝置和消旋器。分離器的分離原理為:蒸汽由周向的兩根引入管進入分離器,由于這兩根管成切向布置,蒸汽在分離器中高速旋轉(zhuǎn),水滴因所受離心力大被甩向分離器內(nèi)壁流下,經(jīng)底部的軸向引出管引出,飽和蒸汽則由頂部的軸向引出管引出。該型式除有利于汽水的有效分離,防止發(fā)生分離器蒸汽帶水現(xiàn)象以外,還有利于渡過汽水膨脹期。1兩只汽水分離器(布置于鍋爐后部上方及其引入引出管系統(tǒng)。

29、分離器外徑為1000mm,壁厚為135mm,高度為4m,材料為SA-335 P12。2一只立式貯水箱。其外徑為1000X135mm,材質(zhì)為SA-335P12,總高14米。3由貯水箱底部引出的爐水循環(huán)泵入口管道及溢流總管。4通往循環(huán)泵的入口管道及出口管道上的水位調(diào)節(jié)閥及截止閥。循環(huán)泵出口管道到貯水箱上的最小流量再循環(huán)管道及流量測量裝置。5通往擴容器的大容量溢流管和小容量溢流管,各裝有一調(diào)節(jié)閥(一大一小及截止閥。6溢流管暖線管(熱備用管。7爐水再循環(huán)泵。8鍋爐疏水擴容器。9自省煤器入口到循環(huán)泵入口管道的過冷水連接管,流量約為1-2%的泵流量。1分離器及其引入與引出管系統(tǒng):啟動期間由后包墻出口集箱引

30、出的介質(zhì)由引出管引至兩只汽水分離器。工質(zhì)在分離器中在離心力的作用下進行汽水分離,由分離器頂部引出蒸汽,在分離器內(nèi)裝有脫水裝置,以防止蒸汽帶水進入過熱器管中。爐水由兩只平行工作的分離器底部引出送往立式貯水箱。2貯水箱:它起到爐水的中間貯藏作用,在分離器下部的水空間及四根通往貯水箱的連接管道應(yīng)包括在貯水系統(tǒng)的容量內(nèi),其尺寸能夠保證貯水系統(tǒng)能貯藏啟動期間在打開各水位調(diào)節(jié)閥和閉鎖閥前的全部工質(zhì),以保證過熱器無水進入。3由貯水箱底部引出的再循環(huán)管道,它連接進入循環(huán)泵的入口。4通往鍋爐疏水擴容器的溢流支管及其兩只高水位調(diào)節(jié)閥和閉鎖閥:用于初次啟動和較長期停爐后啟動前用凝結(jié)水清洗給水系統(tǒng)和省煤器、水冷壁系統(tǒng)

31、。當流量大或清洗后的水質(zhì)不合格不能進行再循環(huán)時,必須通過此溢流管送往擴容器。另外,當機組啟動初期,水冷壁出現(xiàn)汽水膨脹現(xiàn)象,導致分離器貯水箱中水位急劇上升,也必須打開高水位和高高水位調(diào)節(jié)閥,將工質(zhì)送往擴容器系統(tǒng)。它的容量按滿足鍋爐各態(tài)啟動溢流要求。5熱備用暖管:其用途是當鍋爐轉(zhuǎn)入直流運行后有少量省煤器出口爐水至通往擴容器的管道,以使管道保持在熱備用狀態(tài)下。6自省煤器入口到循環(huán)泵入口管道的冷卻水連接管,流量約為泵流量的1-2%。其目的是使進入循環(huán)泵的再循環(huán)爐水有一定的過冷度,避免在循環(huán)泵的葉片上發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。7循環(huán)泵旁路管:泵出口到儲水箱的循環(huán)泵最小流量的旁路管,以保證在鍋爐低循環(huán)流量時,循環(huán)泵可

32、維持最低安全流量。8擴容器:用于承接貯水箱在高水位與高高水位時的疏水、熱備用狀態(tài)時的少量疏水、部分負荷運行時一旦貯水箱出現(xiàn)高水位時的疏水以及過熱器、再熱器、省煤器、水冷壁、吹灰器和排空氣系統(tǒng)等的疏水。其容積應(yīng)滿足啟動前冷態(tài)、溫態(tài)大流量水沖洗和啟動初期水冷壁出現(xiàn)汽水膨脹時分離器系統(tǒng)大流量疏水的需要。1滿足鍋爐給水系統(tǒng)和水冷壁及省煤器的冷態(tài)和溫態(tài)水沖洗要求,并將沖洗水通過擴容器疏水泵排至機組排水槽,循環(huán)水排水管或凝汽器回收。2滿足鍋爐冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)和極熱態(tài)啟動的需要,直到鍋爐達到30%BMCR最低直流負荷,由再循環(huán)模式轉(zhuǎn)入直流方式運行為止。3只要水質(zhì)合格,啟動系統(tǒng)可完全回收工質(zhì)及其所含的熱量。4

33、鍋爐轉(zhuǎn)入直流運行時,啟動系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài),一旦鍋爐渡過啟動期間的汽水膨脹期,即通過循環(huán)泵水位控制閥進行爐水再循環(huán)。在最低直流負荷以下運行,貯水箱出現(xiàn)水位時,將根據(jù)水位的高低自動打開相應(yīng)的水位調(diào)節(jié)閥,進行爐水再循環(huán)。5啟動分離器系統(tǒng)也能起到在后包墻出口集箱與過熱器之間的溫度補償作用,均勻分配進入過熱器的蒸汽流量。初次啟動或長期停爐后啟動前進行冷態(tài)和溫態(tài)水沖洗。總清洗水量可達25-30%BMCR,除由給水泵提供一小部分外,其余由循環(huán)泵提供,水沖洗的目的是清除給水系統(tǒng)、省煤器系統(tǒng)和水冷壁系統(tǒng)中的雜質(zhì),只要停爐時間在一個星期以上,啟動前必須進行水沖洗。在沖洗水的水質(zhì)不合格時,必須排入疏水擴容器,并根

34、據(jù)水質(zhì)情況確定是否進行回收。采用再循環(huán)泵后,由于再循環(huán)水也可利用作為沖洗水,在達到同樣沖洗效果的前提下,節(jié)省了沖洗水的耗量。啟動初期(從啟動給水泵到鍋爐出力達到5%BMCR:鍋爐點火前,給水泵以相當于5%BMCR的流量向鍋爐給水以維持啟動系統(tǒng)25%BMCR的流量流過省煤器和水冷壁,保證有必要的質(zhì)量流速冷卻省煤器和水冷壁不致超溫,并保證水冷壁系統(tǒng)的水動力穩(wěn)定性。在這階段,再循環(huán)泵提供了20%BMCR的流量,在此期間利用分離器疏水調(diào)節(jié)閥(WDC閥來控制分離器貯水箱內(nèi)的水位并將多余的水排入冷凝器回收,疏水調(diào)節(jié)閥的管道設(shè)計容量除考慮5%BMCR的疏水量外,還要考慮啟動初期水冷壁內(nèi)出現(xiàn)的汽水膨脹(它由于

35、蒸發(fā)過程中比容的突然增大所導致所產(chǎn)生的疏水量,這種汽水膨脹能導致貯水箱內(nèi)水位的波動。從分離器貯水箱建立穩(wěn)定的正常水位到鍋爐達到25%BMCR的最小直流負荷:當分離器貯水箱(WSDT已建立穩(wěn)定水位后,WDC閥開始逐步關(guān)小,當鍋爐出力達到5%BMCR 的出力時,WDC閥應(yīng)完全關(guān)閉。此后,再循環(huán)流量由裝于循環(huán)泵出口管道上的再循環(huán)水量調(diào)節(jié)閥(BR閥來調(diào)節(jié),并隨著鍋爐蒸發(fā)量的逐漸增加而關(guān)小,如圖3-8所示:鍋爐的熱備用:當鍋爐達到25%BMCR最低直流負荷后,應(yīng)將啟動系統(tǒng)解列,啟動系統(tǒng)轉(zhuǎn)入熱備用狀態(tài),此時通往擴容器的分離器疏水支管上的兩只疏水調(diào)節(jié)閥(WDC閥和電動閘閥已全部關(guān)閉。隨著直流工況運行時間的增

36、加,為使管道保持在熱備用狀態(tài),省煤器出口到WDC閥的加熱管道上的截止閥始終開啟著,因此可以用來加熱WDC閥并有一路進入泵出口管道以加熱循環(huán)泵及其管道及泵出口調(diào)節(jié)閥(BR閥。 圖3-6 啟動過程簡圖爐水循環(huán)泵是設(shè)在鍋爐蒸發(fā)系統(tǒng)中承受高溫高壓使工質(zhì)作強制流動的一種大流量、低揚程單級離心泵。一般用于控制循環(huán)汽包爐和直流爐的啟動系統(tǒng)中。分控制泄漏泵和無泄漏泵兩大類。我廠鍋爐采用德國KSB公司制造的濕式馬達爐水循環(huán)泵,型號為LUV Ac2x 350-500/1,電機型號為LUV 5/4 FV 40-605。電機為潛水電機,額定功率為400KW,額定電流為60A。泵殼體的設(shè)計壓力和設(shè)計溫度分別為21.5M

37、Pa和371。隨泵本體供貨的還有泵馬達高壓冷卻器、泵馬達腔溫度計、泵殼表面熱電偶、高壓冷卻器低壓冷卻水流量開關(guān)等。循環(huán)泵垂直安裝,泵殼直接與泵吸入管焊接連接,馬達在泵殼的正下方,其間有熱屏裝置隔絕熱量,馬達和泵殼通過螺栓連接。泵中充滿爐水,壓力與系統(tǒng)運行壓力相同。循環(huán)泵懸吊在吸入管正下方,可自由向下膨脹,因此可以避免因膨脹受限而產(chǎn)生的附加應(yīng)力。高壓換熱器的額定換熱量為271950kj/h,額定冷卻水流量為10m3/h。熱屏的冷卻水流量為2m3/h,冷卻水入口溫度為30,最大冷卻水入口溫度為37。鍋爐爐水循環(huán)泵是啟動系統(tǒng)的重要組成部分,德國KSB的無泄漏泵的主要結(jié)構(gòu)特點是將泵的葉輪和電機轉(zhuǎn)子裝在

38、同一主軸上,置于相互連通的密封壓力殼體內(nèi),泵與電機結(jié)合成一整體,沒有通常泵與電機之間連接的那種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu),沒有軸封,這就從根本上消除了泵泄漏的可能性。無泄漏泵電機的定子和轉(zhuǎn)子用耐水耐壓的絕緣導線做成繞組,浸沉在高壓冷卻水中,電機運行時所產(chǎn)生的熱量就由高壓冷卻水帶走,并且該高壓冷卻水通過電機軸承的間隙,既是軸承的潤滑劑又是軸承的冷卻介質(zhì)。泵體與電機是被分隔的兩個腔室,中間雖有間隙不設(shè)密封裝置使壓力可以貫通,但泵體內(nèi)的鍋水與電機腔內(nèi)的冷卻水是兩種不同的水質(zhì),兩者不可混淆。由于電機的絕緣材料是一種聚乙烯塑料,不能承受高溫,溫度超過80絕緣性能就明顯惡化,因此繞流電機內(nèi)部的高壓冷卻水溫度必須加以限制。

39、由于繞組及軸承的間隙極為緊密,因此高壓冷卻水中不得含有顆粒雜質(zhì),在高壓水管路中必須設(shè)有過濾器。高壓冷卻水的水質(zhì)要比鍋水干凈得多,其水溫也要比鍋爐鍋水的溫度低得多,為了帶走電機運行產(chǎn)生熱量和泵側(cè)傳到電機的熱量,保證電機的安全運行,必須配有一套冷卻高壓水的低壓冷卻水系統(tǒng)。1在啟動過程中回收熱量。在啟動過程中水冷壁的最低流量為30%BMCR,因此鍋爐的燃燒率為加熱30%BMCR的流量到飽和溫度和產(chǎn)生相應(yīng)負荷下的過熱蒸汽,如采用簡易系統(tǒng),則再循環(huán)流量部分的飽和水要進入除氧器或冷凝器,在負荷率極低時,這部分流量接近30%BMCR流量,除氧器或冷凝器不可能接收如此多的工質(zhì)及熱量,只有排入大氣擴容器,造成大

40、量的熱量及工質(zhì)的損失。2在啟動過程中回收工質(zhì)。與簡易啟動系統(tǒng)相比,帶循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)可以回收工質(zhì),采用再循環(huán)泵,可以將再循環(huán)流量與給水混合后進入省煤器,從而可以節(jié)省由于此部分流量進入擴容器后膨脹、蒸發(fā)而損失的工質(zhì)。3開啟循環(huán)泵進行水沖洗。采用再循環(huán)泵系統(tǒng),可以用較少的沖洗水量與再循環(huán)流量之和獲得較高的水速,達到?jīng)_洗的目的。4在鍋爐啟動初期,渡過汽水膨脹期后,鍋爐不排水,節(jié)省工質(zhì)與熱量。5汽水分離器采用較小壁厚,熱應(yīng)力低,可使鍋爐啟動、停爐靈活。3.4 過熱器過熱器是把飽和蒸汽加熱到額定過熱溫度的鍋爐受熱面部件。按傳熱方式,過熱器可分為對流、半輻射和輻射三種型式。按結(jié)構(gòu),過熱器可分為蛇形管式、屏

41、式、壁式和包墻管式四種。1由于過熱器的出口處工質(zhì)已達到較高溫度,所以過熱器的許多部分,特別是它們的末端部分需要采用價格較高的鋼材。通常為降低鍋爐造價,盡量避免采用更高級的鋼材,設(shè)計時,幾乎使各級過熱器金屬管子的工作溫度都接近極限溫度。為使過熱器安全運行,必須注意保持汽溫穩(wěn)定,波動不應(yīng)超過±510。2整個過熱器的阻力,即工質(zhì)壓降不能太大。因大部分過熱器都布置在較高煙溫區(qū)域,為了使管子得到較好的冷卻,就得使管內(nèi)工質(zhì)有較高的流速。工質(zhì)流速越高,阻力越大,工質(zhì)的壓降就會越大。對于過熱器,工質(zhì)壓降越大,要求給水壓力越高,除給水泵功率消耗增大外,省煤器、水冷壁等承壓部件壁厚就需要增大,它們的材料

42、和制造成本就會提高。因此,一般要求整個過熱器內(nèi)工質(zhì)的壓降不超過其工作壓力的10%。本鍋爐過熱器在BMCR工況下壓降為1.41MPa。3過熱器出口蒸汽溫度隨負荷的改變而變化。這是由于過熱器是組合式的,既有對流傳熱又有輻射傳熱,但總體上是以對流傳熱為主,當負荷變化時,受熱面管外煙氣流速和管內(nèi)工質(zhì)流速都將發(fā)生變化,管內(nèi)外的對流放熱系數(shù)隨著改變,導致管內(nèi)蒸汽吸熱量改變。4在鍋爐啟動點火或汽輪機甩負荷時,過熱器中沒有或只有少量蒸汽通過,管壁會由于得不到冷卻而產(chǎn)生爆管或燒損。為此,必須采取控制煙氣溫度等有效措施,用來保障在啟動或汽輪機甩負荷時過熱器的安全。直流鍋爐中,過熱汽溫的調(diào)節(jié)主要是通過給水量與燃料量

43、的調(diào)整來實現(xiàn)的。在實際運行中鍋爐負荷的變化,給水溫度、燃料品質(zhì)、爐膛過量空氣系數(shù)以及受熱面結(jié)渣等因素的變化,對過熱汽溫變化均有影響。對燃煤鍋爐而言,控制燃料量是較為粗糙的,這就迫使除了采用燃水比(B/G作為粗調(diào)的調(diào)節(jié)手段外,還必須采用蒸汽管道上設(shè)置噴水減溫器作為細調(diào)的調(diào)節(jié)手段。在直流鍋爐運行中,為了維持鍋爐過熱蒸汽溫度的穩(wěn)定,通常在過熱區(qū)段中取一溫度測點,將它固定在相應(yīng)的數(shù)值上,這就是通常所謂的中間點溫度。實際上把中間點至過熱器出口之間的過熱區(qū)段固定,相當于汽包爐固定過熱器區(qū)段情況相似。在過熱汽溫調(diào)節(jié)中,中間點溫度實際是與鍋爐負荷有關(guān),中間點溫度與鍋爐負荷存在一定的函數(shù)關(guān)系,那么鍋爐的燃水比(

44、B/G按中間點溫度來調(diào)整,中間點至過熱器出口區(qū)段的過熱汽溫變化主要靠噴水來調(diào)節(jié)。本鍋爐過熱器系統(tǒng)(如圖3-7過熱器系統(tǒng)采用四級布置,以降低每級過熱器的焓增,蒸汽流程依次低溫過熱器(一級分隔屏過熱器(二級屏式過熱器(三級和末級過熱器(四級。 圖3-7 過熱器流程圖由兩只汽水分離頂部引出的兩根蒸汽連接管(457×70mm,SA-335 P12將蒸汽送往位于后豎井中的水平低溫過熱器(圖3-10入口集箱,流經(jīng)水平低過的下、中、上管組,水平低過蛇形管共有144片,每片由6根管子組成,管子為51,節(jié)距為133.5mm,壁厚為88.5mm,材質(zhì)為15CrMoG,由水平低過的出口段與立式低過相接,管

45、徑亦為51,節(jié)距為267mm,以降低煙速,材質(zhì)也是15CrMoG,由立式低過出口集箱引出的2根457×70的連接管上裝有兩只第一級噴水減溫器,通過噴水減溫后進入分隔屏入口集箱。分隔屏共有8大片屏,每個大屏又由4個小屏組成,每大屏各有72根60/54的管子,按照壁溫,分別采用12Cr1MoV(壁厚為811mm和SA213-TP347H(壁厚為811mm材料,由分隔屏出口集箱引出的2根508×65(SA-335 P91連接管上裝有兩只第二級噴水減溫器,蒸汽進入后屏過熱器入口集箱(457×80,SA-335 P91。末過蛇形管共有56屏,每屏由16根管彎成,管徑為51/

46、60,材質(zhì)為Code case 2328和25Cr20Ni,厚度為713.5mm,橫向節(jié)距為333.75mm,末過出口集箱為610X140,SA-335 P92。由末過出口集箱引出兩根主汽導管送往汽機高壓缸,主汽導管為457mm,材質(zhì)為SA-335 P92。主汽導管裝有2只彈簧式安全閥,2只PCV閥,在兩只汽水分離器蒸汽引出管的連通管中裝有4只過熱器入口彈簧安全閥。過熱器系統(tǒng)共裝有三級噴水減溫,每級左右二點,能充分消除過熱汽溫的左右偏差。為消除蒸汽側(cè)和煙氣側(cè)產(chǎn)生的熱力偏差,過熱器各段進出口集箱采用多根小口徑連接管連接,并進行左右交叉,保證蒸汽的充分混合。過熱器采用三級噴水減溫裝置,且左右能分別

47、調(diào)節(jié)?？杀ＷC過熱器兩側(cè)汽溫差小于5。過熱器管排根據(jù)所在位置的煙溫留有適當?shù)膬艨臻g距,用以防止受熱面積灰搭橋或形成煙氣走廊,加劇局部磨損。處于吹灰器有效范圍內(nèi)的過熱器的管束設(shè)有耐高溫的防磨護板,以防吹損管子。在屏式過熱器底端的管子之間安裝膜式鰭片(如圖3-12來防止單管的錯位、出列,保證管排平整,有效抑制了管屏結(jié)焦和掛渣,同時方便吹灰器清渣。屏式過熱器和末級過熱器在入口和出口段的不同高度上,由若干根管彎成環(huán)繞管(如圖3-12。環(huán)繞管貼緊管屏表面的橫向管將管屏兩側(cè)壓緊,保持管屏的平整。過熱器采用防振結(jié)構(gòu),在運行中保證沒有晃動。過熱器在最高點處設(shè)有排放空氣的管座和閥門。放空氣門在爐頂集中布置。 圖3

48、-9 分隔屏式過熱器 圖3-10 后屏過熱器 圖3-11 末級過熱器 3.5 再熱器對流再熱器和輻射再熱器兩種。再熱器與過熱器有相似的基本特點,其不同于過熱器的地方有:1再熱蒸汽壓力低于過熱蒸汽,一般為過熱蒸汽壓力的1/41/5。由于蒸汽壓力低,再熱蒸汽的定壓比熱較過熱蒸汽小,這樣在等量的蒸汽和改變相同的吸熱量的條件下,再熱汽溫的變化就比較敏感,且變化幅度也較過熱蒸汽為大。反過來在調(diào)節(jié)再熱汽溫時,其調(diào)節(jié)也較靈敏,調(diào)節(jié)幅度也較過熱汽溫大。2再熱器進汽蒸汽狀態(tài)決定于汽輪機高壓缸的排汽參數(shù),而高壓缸排汽參數(shù)隨汽輪機的運行方式、負荷大小及工況變化而變化。當汽輪機負荷降低時,再熱器入口汽溫也相應(yīng)降低,要

49、維持再熱器的額定出口汽溫,則其調(diào)溫幅度大。由于再熱汽溫調(diào)節(jié)機構(gòu)的調(diào)節(jié)幅度受到限制,則維持額定再熱汽溫的負荷范圍受到限制。3再熱汽溫調(diào)節(jié)不宜用噴水減溫方法,否則機組運行經(jīng)濟性下降。再熱器置于汽輪機的高壓缸和中壓缸之間。因此在再熱器噴水減溫,使噴入的水蒸發(fā)加熱成中壓蒸汽,使汽輪機的中、低壓缸的蒸汽流量增加,即增加了中、低壓缸的輸出功率。如果機組總功率不變,則勢必要減少高壓缸的功率。由于中壓蒸汽作功的熱效率較低,因而使整個機組的循環(huán)熱效率降低。因此再熱汽溫調(diào)節(jié)方法采用煙氣側(cè)調(diào)節(jié),即采用擺動燃燒器或分隔煙道等方法。為保護再熱器,在事故狀態(tài)下,使再熱器不過熱燒壞,在再熱器進口處設(shè)置事故噴水減溫器,當再熱

50、器進口汽溫采用煙氣側(cè)調(diào)節(jié)無法使汽溫降低,則要用事故噴水來保護再熱器管壁不超溫,以保證再熱器的安全。4再熱蒸汽壓力低,再熱蒸汽放熱系數(shù)低于過熱蒸汽,在同樣蒸汽流量和吸熱條件下,再熱器管壁溫度高于過熱器壁溫。再熱汽溫調(diào)節(jié)采用煙氣側(cè)調(diào)節(jié),再熱器進口設(shè)置事故噴水減溫器以保護再熱器,防止其超溫破壞。煙氣側(cè)調(diào)節(jié)再熱汽溫方法主要是擺動燃燒器角度和分隔煙氣擋板。分隔煙道改變煙氣擋板角度調(diào)節(jié)再熱汽溫方法就是利用中間隔墻把后豎井煙道分隔成前后兩個平行煙道,在后側(cè)(主煙道布置低溫過熱器,在前側(cè)(旁路煙道布置低溫再熱器,在兩平行煙道的出口處裝設(shè)可調(diào)的煙氣擋板。當鍋爐出力改變或其它工況發(fā)生變動而引起再熱汽溫變化時,則調(diào)

51、節(jié)低溫再熱器側(cè)煙氣擋板開度,并相應(yīng)改變低溫過熱器側(cè)煙氣擋板開度,從而改變兩平行煙道的煙氣流量分配,以改變低溫再熱器的吸熱量,使再熱汽溫被調(diào)整至所需的數(shù)值。我廠鍋爐再熱器分成低溫再熱器和末級再熱器兩級。(如圖3-133.5.4.1 低溫再熱器低溫再熱器(如圖3-14布置于尾部豎井中,由汽機高壓缸來的排汽用兩根660×20 (SA-106C的導管送入水平低溫再熱器入口集箱,水平低再共144片,每片由6根管子組成,節(jié)距為133.5mm, 管子規(guī)格為63.5mm,分下、中下、中上、上四組,材質(zhì)依次為20G、15CrMoG及12Cr1MoVG,壁厚為47mm, 水平低再出口端與立式低再相接,立

52、式低再共有72片,節(jié)距為267mm,管徑為63.5mm,材質(zhì)為SA213T91,壁厚為4.0mm,由立式低再出口集箱引出兩根559×30(SA-335 P12的連接管,其出口蒸汽進入末級再熱器入口集箱。3.5.4.2 高溫再熱器高溫再熱器(如圖3-15布置于水平煙道內(nèi),末再蛇形管共70片,每片由11根管組成,橫向節(jié)距為267mm,其材質(zhì)為TP347H,Code case 2328和25Cr20Ni,平均壁厚為4mm。末再出口集箱為660×50,材質(zhì)為SA-355 P91,由末再出口集箱引出的2根熱再熱導管將再熱汽送往汽機中壓缸,熱段再熱蒸汽導管采用711×45,材

53、質(zhì)為SA-335 P92。在再熱器的進口導管上裝有5只彈簧式安全閥,在再熱器的出口導管上裝有2只彈簧式安全閥。 圖3-13 再熱器系統(tǒng)圖3.5.4.3 再熱汽溫調(diào)節(jié)裝置再熱蒸汽的汽溫調(diào)節(jié)主要采用尾部煙氣擋板調(diào)溫,為防止超溫和輔助調(diào)節(jié),本鍋爐在低溫再熱器入口管道配置2只事故噴水減溫器。由于再熱器串聯(lián)在汽輪機高、中壓缸之間,故再熱器系統(tǒng)阻力會使蒸汽在汽輪機內(nèi)作功的有效壓降相應(yīng)減小,從而使汽耗和熱耗都增加。為了減少再熱器系統(tǒng)阻力,提高系統(tǒng)效率,再熱器常采用較小的質(zhì)量流速。因此,再熱器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較簡單,并采用較過熱器更大的通流面積,即采用管徑較大并列管束較多的管組。再熱器采用煙氣擋板調(diào)溫,噴水減溫僅用作

54、事故保護。再熱器管排根據(jù)所在位置的煙溫留有適當?shù)膬艨臻g距,用以防止受熱面積灰搭橋或形成煙氣走廊,加劇局部磨損。處于吹灰器有效范圍內(nèi)的再熱器的管束設(shè)有耐高溫的防磨護板,以防吹損管子。 圖3-14 低溫再熱器 圖3-15 高溫再熱器3.6 燃燒器燃燒器是將燃料和一定比例的空氣送入爐膛進行燃燒的裝置,是鍋爐燃燒系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備。煤粉燃燒所需要的空氣通過燃燒器進入爐膛,煤粉氣流的著火過程、爐膛中的空氣動力和燃燒工況,主要是通過燃燒器的結(jié)構(gòu)及其在爐膛上的布置來組織的。對燃燒器的基本要求是:1組織良好的空氣動力場,使燃料及時著火,與空氣適時混合,以保證燃燒穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。2對燃料適應(yīng)性好。3有一定的負荷調(diào)

55、節(jié)性。4較低的燃燒污染。5運行可靠,不易燒壞和磨損,便于維修和更換部件。6易于實現(xiàn)遠程或自動控制。煤粉燃燒器的型式按基本原理可分為兩類,旋流式燃燒器和直流式燃燒器。這兩類燃燒器結(jié)構(gòu)上差別很大,因而其動力工況、火炬形狀、保持火焰穩(wěn)定的方法都不相同。直流燃燒器噴出的一、二次風都是不旋轉(zhuǎn)的直流射流,噴口一般都是狹長形,直流燃燒器可以布置在爐膛的前后墻、爐膛四角或爐膛頂部,從而形成不同的燃燒方式,如切向燃燒方式、U形、W形火焰燃燒方式等。旋流燃燒器是利用其能使氣流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的導向結(jié)構(gòu),使氣流旋轉(zhuǎn)以形成有利于著火的回流區(qū)。攜帶煤粉的一次風和不攜帶煤粉的二次風,是分別用不同管道與燃燒器連接的,在燃燒器中一、

56、二次風的通道是隔開的。按照產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)氣流方法的不同,旋流燃燒器可分為蝸殼式、軸向葉片式和切向葉片式三大類。PM直流煤粉燃燒器是污染最小型燃燒器的簡稱,它由日本三菱公司設(shè)計。PM直流煙煤燃燒器的噴嘴布置及一次風入口管道上的彎頭分離器如圖3-17所示,它由靠近燃燒器的一次風管的一個彎頭及兩個噴口組成。煤粉氣流過彎頭分離器時進行慣性分離,富煤粉氣流進入濃噴口貧煤粉進入淡噴口,在兩噴口之間為再循環(huán)煙氣噴口,稱為隔離煙氣再循環(huán)(SGR,它推遲了二次風向燃燒區(qū)域的擴散,延長了揮發(fā)份在高溫區(qū)內(nèi)的燃燒時間,還可降低爐內(nèi)溫度水平及焦炭燃盡3的氧濃度,因此既穩(wěn)定了燃燒,也抑制了Nox的生成。每組燃燒器上部有燃盡風(

57、OFA噴口,從而將燃燒所用空氣分成了二次風和燃盡風,是典型的分級燃燒。大部分煤粉形成的濃煤粉氣流在過量空氣系數(shù)小于1的條件下燃燒,而另一部分煤粉氣流在過量空氣系數(shù)大于1的條件下燃燒,煤粉在高濃度燃燒時,由于低氧燃燒使燃料型Nox生成量減小,而煤粉低濃度燃燒時,燃燒溫度低,低溫燃燒又使溫度型Nox生成量減少。因此,PM直流煤粉燃燒器是集煙氣再循環(huán),分級燃燒和濃淡燃燒于一體的低Nox 燃燒器。與常規(guī)燃燒器相比,PM燃燒器可使Nox生成量減少60%,負荷降低時又能保持燃燒穩(wěn)定,不投油的最低穩(wěn)定燃燒負荷可達40%。此外,在65%100%的負荷變化范圍內(nèi),Nox 生成量基本不變,飛灰中的可燃物含量還隨負

58、荷下降而有所減少。隨著煙氣含氧量的下降及SGR的增加,Nox有大幅度降低的傾向,飛灰可燃物的含量稍有上升。三菱重工(MHI開發(fā)的MACT(Mitsubishi Advanced Combustion Technology燃燒技術(shù)也稱為降低爐內(nèi)NOx燃燒系統(tǒng)(如圖3-16。將較大比例的附加風AA(Additional Air布置在燃燒器的上部。該附加風不僅能夠降低NOx的生成而且保證爐膛燃盡區(qū)進一步完全燃燒從而降低飛灰可燃物的含量。 本廠鍋爐燃燒器為三菱重工(MHI開發(fā)的低NOx PM(Pollution Minimum燃燒器,墻式切圓燃燒大風箱結(jié)構(gòu)如圖3-17。本鍋爐燃燒器布置方式(圖3-18采用四墻布置,切圓燃燒。布置6層燃燒器,每層各有4只MACT燃燒器,共24只一次風PM燃燒器,每只PM燃燒器又分成濃淡兩只噴嘴,共計48只煤粉噴嘴。全擺動式燃燒器,共設(shè)六層三