燃烧风烟系统

锅炉复习提纲
燃烧风烟系统
1.锅炉的构成及特性参数。
——电厂锅炉机组是由锅炉本体、辅助系统和附属设备、锅炉附件等构成。锅炉本体主要包括“锅”和“炉”。“锅”泛指汽水系统,“炉”泛指燃烧系统。
plc数据采集锅炉本体组成:由汽包及其附件,各受热面、联箱及其联系管道,汽水系统管道和附件,燃烧设备,烟风管道,构架(包括平台、扶梯)和炉墙组成。
辅助系统包括:燃料供应系统、煤粉制备系统、给水系统、通风系统、除尘除灰系统、吹灰系统,水处理系统、测量及控制系统和烟气脱硫系统等。各个辅助系统都配有相应的附属设备和仪器仪表。
锅炉附件包括:安全门、水位计、吹灰器、热工仪表等。安全门用来控制锅炉蒸汽压力,以确保锅炉和汽轮机运行安全。水位计用来监视汽包水位。吹灰器用来清除锅炉受热面上的积灰以保持受热面清洁。热工仪表用来监视锅炉热工参数。
——特性参数:锅炉容量额定蒸发量和最大连续蒸发量
蒸汽锅炉的最大连续蒸汽量(BMCR)指额定蒸汽参数、额定给水温度、使用设计燃料,长期连续运行时所能达到的最大蒸汽量。一般BMCR=(1.03—1.2)锅炉额定蒸发量过热/再热蒸汽温度、过热/再热蒸汽流量、过热/再热蒸汽压力、给水温度
额定蒸汽压力:蒸汽锅炉在规定的给水压力和负荷范围内长期连续运行所必须保证的锅炉出口的蒸汽压力        MPa
额定蒸汽温度:蒸汽锅炉在规定的负荷范围、额定蒸汽压力和额定给水温度下长期、连续运行所必须保证的出口蒸汽温度°C
过热蒸汽流量 300MW      1025  600MW      2026    1000MW      3000 2.锅炉的分类及型号。
——分类:按锅炉出口压力:低压、中压、高压、超高压、亚临界压力、超临界压力按锅炉容量分类:大型锅炉、中型锅炉、小型锅炉
按炉内燃烧过程的气体动力学原理:火床燃烧锅炉、火室燃烧锅炉、旋风燃烧锅炉、循环硫化床燃煤锅炉
按锅炉蒸发受热面内工质的流动方式:自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉、复合循环锅炉
按锅炉排渣的相态:固态排渣锅炉、液态排渣锅炉
按锅炉燃烧室内压力:负压燃烧锅炉和压力燃烧锅炉
过热蒸汽压力MPa 再热蒸汽温度
——型号:      - XXX/XXX-XXX/XXX-  X    锅炉设计序号:第几次设计
锅炉容量t/h  过热蒸汽温度燃料代号:M煤(无烟、贫、烟、褐)Y油Q气HG(哈尔滨锅炉厂)SG(上海)DG(东方)
3.燃料的组成成分:工业分析成分,元素分析成分
——成分:固体和液体燃料主要由碳(C)、氢(H)、硫(S)、氧(O)、氮(N)、灰分(A)和水分(M)七种成分组成。其中碳、氢、硫是可燃成分。硫燃烧后要生成SO2,及少量SO3,故它是有害成分。煤中的水分和灰分也都是有害成分。
通过元素分析成分可以了解煤的特性及实用价值,的关燃烧计算也都使用元素分析数据。但元素分析方法较为复杂。发电厂常用较为简便的工业分析方法得到工业分析成分,用它可以基本了解煤的燃烧特性。
煤的工业分析是把煤加热到不同温度和保持不同的时间而获得水分(M)、挥发分(V)、固定碳(FC)、灰分(A)的百分组成。
4.燃料的成分分析基准种类及应用。
C+H+O+N+S+A+M=100%式中,C、H、O、N、S、A、M分别表示煤中碳、氢、氧、氮、硫、灰分、水分的质量百分数。
由于煤中灰分、水分随开采条件、储运条件和气象条件的变化而变化,同一种煤,在不同条件下,其成分的百分组成就不相同,若欲用其成分含量百分数说明煤的物性,必须同时指明煤是在什么状态下分析成分组成,才能正确判断各种成分的影响。较常应用的煤的成分分析基准有如下四种:
(1)收到基以收到状态的煤取样分析其成分组成,用下角标ar表示。即
Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100%
收到基是以收到的煤为试样所取得的成分组成,但收到的地点不同,其成分组成就会有差异。对于锅炉用煤来说,收到的煤应是进入原煤仓中的煤,以原煤仓中的煤为试样所取得的成分组成,为收到基成分组成,这也就和过去的应用基成分基本一致。
收到基成分是锅炉有关计算中应用最广的成分基准。
(2)空气干燥基(旧称分析基)以自然风干的煤样分析其成分组成,已扣去煤中的外在水分,剩余的只是煤的内在水分,或称分析水分。空气干燥基成分用下角标ad表示。即
Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%
煤矿提供的煤质数据多为空气干燥基成分。
(3)干燥基以去掉全部水分的煤样分析其成分组成,用下角标d表示。即
Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100%
利用干燥基成分可较真实地反映灰的含量,因为干燥基成分不受水分变化的影响。
(4)干燥无灰基(旧称可燃基)以假想干燥无灰状态煤的成分总量作为计算基数所得的成分组成,用下角标daf表示。即
Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%
干燥无灰基成分不受水分、灰分变化的影响,比较稳定。因此干燥无灰基更能准确的反应煤的燃烧特性。干燥无灰基挥发分含量能确切反应煤燃烧的难易程度
5.燃料的特性参数。
——参数:煤的发热量、灰的熔融性、煤的可磨性
煤的发热量:单位质量的煤,完全燃烧后所放出的热量。用Q表示单位:KJ/kg
灰的熔融性:三大特征——变形温度DT、软化温度ST(常用)、液化温度FT 影响它的因素:灰的成分、灰所处环境介质的性质及煤中灰分含量。(1)成分因素灰的组成成分及各成分的比例,对灰熔点高低影响很大。熔点高的成分(如SiO,ALO)含量高时,灰熔点也高;熔点低的成分(如CaO,FeO,MgO含量高时,灰熔点就低。…)
(2)介质因素灰分处于有还原性气体(CO,H,CH…)的气氛中时,熔点降低。这主要不得是还原性气体能夺取灰中高价氧化物的氧,使其变成低价氧化物而降低熔点。所以,锅炉因缺氧引起不完全燃烧时,结渣的可能性就大。
(3)浓度因素灰分含量高,相互接触碰撞机会多,助熔作用加强,使熔点降低。因此,锅炉在燃用多灰分的煤时,引起结渣的可能性就大。
6.油的特性参数。
——参数:黏度、凝固点、闪电、燃点、密度、发热量
黏度:反应燃油流动性及雾化好坏的指标,黏度大,输送、装卸较困难,不易雾化。温度越高,黏度越小
闪点:随着温度的升高,燃油表面上蒸发的油气增多,当油气与空气的混合物达
到一定浓度,以明火与之接触时,会发生短暂的闪光(一闪即灭),这时的油温称为闪点。闪点的高低与油的分子组成及油面上压力有关,压力高,闪点高。闪点是防止油发生火灾的一项重要指标。在敞口容器中,油的加热温度应低于闪点10℃
燃点: 当油面上油气与空气的混合物浓度增大时,遇到明火可形成连续燃烧(待续时间不小于5秒)的最低温度称为燃点。燃点高于闪点。
从防火角度考虑,希望油的闪点、燃点高些,两者的差值大些。而从燃烧角度考虑,则希望闪点、燃点低些,两者的差值也尽量小些。
凝固点:指燃油失去流动性时的温度。含石蜡多凝固点高。试管倾斜45°,但凝固点高燃油将增加输送、管理和使用上的困难,一般15°C
空洞检测
密度:密度大的燃油,黏度较大,闪点较高,发热量较低
7.制粉系统的组成及特点
制粉系统:将原煤磨制成粉,然后送入锅炉炉膛进行悬浮燃烧所需的设备和连接管道的组合(输煤系统)原煤仓—给煤机—磨煤机—经出口粉管至燃烧器—锅炉炉膛
——组成:制粉系统有两大类直吹式和中间储仓式频率补偿
直吹式1、中速磨直吹式正压和负压直吹式制粉系统2、风扇磨直吹式3、双进双出钢球磨煤机直吹式4、双进双出钢球磨煤机半直吹式。
直吹式:磨煤机磨制的煤粉全部直接送入炉膛内燃烧
——特点:磨煤机的磨煤量任何时候都与锅炉的燃料消耗量相等。制粉量岁锅炉负荷变化而变化,适用于变负荷运行特性较好的磨煤机如中速磨煤机、高速磨煤机、双进双出钢球磨煤机。1、系统简单,设备少,管道短,布置紧凑,投资省2、煤粉没有中间停留,气粉温度也不太高,安全性较高3、制粉系统磨煤电耗率较低4、运行可靠性相对较差5、时滞较大6、灵敏性较差7、一次风管中煤粉和空气分配比例时易出现风粉不均匀现象
中间储仓式:磨好的煤粉先储藏在煤粉仓中,再根据锅炉负荷的需要,从煤粉仓经给粉机送入炉膛内燃烧(钢球磨煤机适合)
——特点:1、由于煤粉仓储存有煤粉,或通过螺旋输粉机利用邻炉煤粉,提高了锅炉运行燃料供应的可靠性。2、磨煤机运行出了不受锅炉负荷制约,因此,磨煤机可经常处于经济工况下运行3、通过排粉机的乏气中,只含有少量细煤粉,故它的磨损较负压直吹系统轻。
4、通过给粉机调节燃煤量,时滞小,改善了锅炉燃烧调节的性能。
5、系统复杂,设备多,管道长,初投资高。
6、磨煤电耗较高。
7、煤粉中间储存,故有发生爆炸的危险性。
8、系统多数为负压,漏风大,影响锅炉运行经济性。
8.一次风,二次风,三次风,标准煤,燃料的发热量,挥发分,过量空气系数。
——一次风:在制粉系统中,输送煤粉经燃烧器进入炉膛并满足挥发分燃烧需要的空气。除了维持一定的气粉混合物浓度以便于输送外,还提供氧气
——二次风:从热风道直接引来经燃烧器二次风口进入炉膛起助燃和扰动作用的空气。为碳燃烧提供足够的氧气,为燃烧提供条件。
——三次风:在燃烧水分大或着火特性差的煤时,将制粉系统的乏气(干燥过原煤的干燥剂)通过专门的喷口喷入炉膛以回收乏气中的煤粉,此时的乏气就称为三次风。三次风的喷口一般在燃烧器的最上面,以降低对主煤粉气流着火与燃烧的影响。
——标准煤:收到基的低位发热量=29310kJ/kg(即7000kcal/kg)的燃料为标准煤。——燃料发热量:单位物量(1kg或1m3)的燃料完全燃烧时,所放出的热量称发热量,也称热值。以符号Q表示,单位是kJ/kg或kJ/m3。燃料发热量的大小取决于燃料中可燃成分的多少。一般说来,燃料中含挥发分高,含碳量多,含水分和灰分少,就说明燃料的发热量大;反之则小。
光纤电话机——挥发分:将煤加热到一定温度时,煤中的部分有机物和矿物质发生分解并逸出,逸出的气体产物称为煤的挥发分。
挥发分是煤中氢、氧、氮、硫和一部分碳的气体产物,大部分是可燃气体。挥分含量高,煤易于着火,燃烧稳定。因此,挥发分是表征燃烧特性的重要指标,从而也对锅炉工作带来多方面的影响,如,需要根据挥发分大小考虑炉膛容积及形状;挥发分含量影响燃烧器的型式及配风方式的选用,影响磨煤机型式及制粉系统型式的选择。同时,挥发分也是煤进行分类的重要指标之一。
——过量空气系数:指通过的可燃混合气成分指标,实际供给的空气量与理空气量之比称过量空气系数.常用符号α表示α=21/21-O2
9.锅炉各项损失的影响因素及减小措施。锅炉效率的计算。
——固体未完全燃烧热损失Q4指灰中未燃烧或未燃尽的碳造成的热损失和使用中速磨煤机时排出的石
子煤的热损失,也称机械未完全燃烧损失。影响因素:灰渣量以及灰渣中可燃物的含量。其中炉灰量主要与燃料中含灰量有关,而灰渣中可燃物的含量则与燃料性质、燃烧方式、过量空气系数、炉膛结构、锅炉负荷及运行工况等因素有关。燃煤中灰分和水分越多,挥发分越少,煤粉越粗,由于着火困难,炉温相对较低,燃尽程度差,灰中可燃物较多,则q4越大。在燃煤性质相同的情况下,炉膛结构合理,燃烧器的结构性能好,布置适当,气粉有较好的混合条件和较长的炉内停留燃烧时间,则q4较小,炉内过量空气系数适当,炉膛温度较高时,q4较小。锅炉负荷过高将使煤粉来不及在炉内烧透,负荷过低则炉温下降,都会是q4增大。
——气体未完全燃烧热损失Q3指锅炉排烟中含有残余的可燃气体(CO、CH4、H2、CmHn 等)未能放出其燃烧热所造成的热量损失。由于烟气中存在可燃气体造成的。烟气中的可燃气体含量越多,q3越大。影响烟气中可燃气体含量的主要因素有:燃煤挥发分含量、炉内过量空气系数大小、炉膛温度及炉内空气动力工况等。燃煤挥发分含量较高,炉内可燃气体较多,q3增加;过量空气系数过小,氧气供应不足,q3增大,过量空气系数过大,又会导致炉温降低,不利于燃烧反应的进行,q3增加。锅炉负荷过低,炉温会下降,其他条件不变,q3增加,炉膛结构及燃烧器布置不合理,炉膛有死角或烟气在炉内停留时间过短,使部分可燃气体未燃尽就离开炉膛,导致q3增大
——排烟热损失Q2指末级热交换器后排出烟气带走的物理显热所造成的热量损失。影响q2主要因素是排烟温度和排烟容量。排烟温度越高,排烟容积越大,q2越大。一般排烟温度升高15℃左右,q2将上
1%。降低排烟温度,可以减小排烟热损失。排烟温度的高低,一方面是设计时布置受热面多少决定的;另一方面是运行中,受热面上积灰、结渣,使传热恶化,导致排烟温度的升高,因此,必须及时吹灰、打渣,保持受热面清洁。另外,如果汽水品质不良,引起受热面内部结垢,也使排烟温度升高。排烟体积增大,排烟热损失q2升高。运行中采用较大的过量空气系数及锅炉各处的漏风,都会使排烟体积增大。特别是炉膛下部的漏风,不仅使排烟体积增大,还有可能使排烟温度升高。因此,在运行中,除供应合理的空气量外,应尽可能地消除或减小漏风。
——散热损失Q5:指锅炉运行时,锅炉炉墙、金属结构以及锅炉范围内的烟风道、汽水管道和联箱等向四周环境中散失的热量所造成的损失。散热损失主要影响:锅炉容量、锅炉外表面积的大小、周围环境的温度、水冷壁及炉膛的结构、保温性能及锅炉负荷的变化等。锅炉容量越大,其外表面积也越大,散热面积越大,散热量绝对值越大。锅炉容量增大,燃煤量与其成正比增加,但锅炉表面的增大相对要慢些,故散热损失q5将随锅炉容量增大而减小;锅炉负荷越低,相对散热量越大。因为锅炉外表面积并不随负荷的降低而减小,同时外表温度降低的幅度也赶不上负荷降低的幅度。所以近似认为散热损失与锅炉负荷成反比。水冷壁及炉膛的结构严密紧凑,保温良好、周围空气温度高且流动慢,散热损失减小。
——灰渣物理热损失q6:指炉渣、飞灰与沉降灰排出锅炉设备时带走的湿热造成的热量损失。影响灰渣物理热损失大小的主要因素:是排渣量的大小及温度的高低。1、液态排渣炉:灰渣量大,温度高;
2、层燃炉:灰渣量大;3、固态排渣煤粉炉,燃用高灰分煤。除此之外可忽略不计。灰渣温度,对固态灰渣;液态灰渣。
10.良好燃烧的条件。
——1、相当高的炉内温度2、供应足够而又适合的空气量3、燃烧与空气的良好扰动和混合4、足够的炉内停留时间
11.燃烧的几个阶段及强化燃烧的措施。
(1)着火前准备阶段从燃料入炉至达到着火温度这一阶段称准备阶段。在这一阶段内,要完成水分蒸发,挥发分析出、燃料与空气混合物达到着火温度。显然,这一阶段是吸热过程,热量来源是火焰辐射及高温烟气回流。影响准备阶段时间长短的因素除燃烧器本身外,主要是炉内热烟气为煤粉气流提供热量的强弱,煤粉气流的数量、温度、浓度、挥发分含量及煤粉细度等。
(2)燃烧阶段当达到着火温度后,挥发分首先着火燃烧,放出热量,使温度升高,焦炭被加热到较高温度而开始燃烧。燃烧阶段是强烈的放热过程,温度升高较快,化学反应强烈,这时碳粒表面往往会出现缺氧状态。强化燃烧阶段的关键是加强混合,使气流强烈扰动,以便向碳粒表面提供氧气,而将碳粒表面的二氧化碳扩散出去。
(3)燃尽阶段主要是将燃烧阶段未燃尽的碳烧完。燃尽阶段剩余的碳虽然不多,但要完全燃尽却很困难,主要是存在着诸多不利于完全燃烧的因素,如少量的固定碳被灰包围着;氧气浓度已较低;气流的扰动渐趋衰减;炉内温度在逐步降低。如果燃料的挥发分低、灰分高、煤粉粗、炉膛容积小,完全燃尽将更困难。据试验,对细度R90=5%的煤粉,其中97%的可燃物可在25%的时间内燃尽,而其余3%的可燃物却要75%的时间才能燃尽。这也是实际锅炉中不可能使可燃物彻底燃尽的基本原因。
12.燃烧设备的作用、类型及特点。
——燃烧设备包括燃烧器、点火装置和炉膛
燃烧器作用:将燃料和燃烧所需空气送入炉膛并组织一定的气流结构,使燃料能迅速稳定的着火;及时供应空气,使燃料与空气充分混合在炉内达到完全燃烧
夏桑菊对新型冠状病毒有效吗——燃烧器分直流燃烧器和旋流燃烧器。
直流燃烧器的具体结构型式很多,按燃烧器中一、二次风风口相对布置情况不同,大体上可分为如下两类:(1)均等配风直流燃烧器,一、二次风风口均等相间布置,即在两个一次风口之间均等布置一个或两个二次风口,或在每个一次风口的背火侧均等布置二次风口。均等配风方式的特点是,一、二次风风口间距相对较近,由喷出后能较快得到混合,使一次风煤粉气流着火后就能获得足够的
空气。这种布置形式适用于挥发分含量较高易于着火的烟煤和褐煤。所以这种燃烧器又称为烟煤—褐煤型直流燃烧器。(2)分级配风直流燃烧器通常将一次风口比较集中地布置在一起,而二次风口分层布置,使一、二次风口之间保持较大的相对距离,以此控制一、二次风在炉内的混合点,也就是使它们较迟混合。分级配风是把二次风分级、分阶段地送入燃烧的煤粉气流中。一次风着火后送入一部分二次风,强化已着火的煤粉气流的燃烧过程,待煤粉全部着火后,再分批以高速喷入二次风,借以加强气流扰动,提高扩散速度,促进燃烧和燃尽过程。这种燃烧器适用于无烟煤、贫煤劣质烟煤等燃烧发展较慢的煤种,它又称为无烟煤型直流燃烧器。
旋流式燃烧器:一、二次风气流在燃烧器中单独或同时旋转,在出口形成旋转射流的燃烧器。采用较多的是扰动式和轴向叶轮式两种。
图像型火焰探测器1、扰动式燃烧器它具有同心的一、二次风管,端部与进口蜗壳相连,故又称双蜗壳或形燃

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