工業鍋爐用燃料分爲哪些
發展
火力發電是我國主要的發電方式,電站鍋爐作爲火力電站的三大主機設備之一,伴隨着我國火電行業的發展而發展。
隨着時間的推移,環保節能成爲中國電力工業結構調整的重要方向,火電行業在“上大壓小”的政策導向下積極推進産業結構優化昇級,關閉大批能效低、污染重的小火電機組,在很大程度上加快瞭國内火電設備的更新換代。
至2010年底,單機容量30萬千瓦及以上火電機組佔全部火電機組容量的60%以上。火電行業的“上大壓小”也推動瞭電站鍋爐向髙參數、大容量方向發展。此外,循環流化床、IGCC等清潔煤技術逐漸成熟,應用也日益廣氾,從而推動瞭CFB鍋爐與IGCC氣化爐的發展。
由於曆史原因,我國形成三大電站設備製造基地,上海電氣、哈動力、東方電氣三大集團各自獨立形成大規模成套電站設備研發製造能力,是國内電站設備製造第一梯隊;也是國内鍋爐製造第一梯隊。單從産量上看,三大電站鍋爐製造企業已經佔據國内電站鍋爐産品市場份額的60%。
參數
是錶示鍋爐性能的主要指標,包括鍋爐容量、蒸汽壓力、蒸汽溫度、給水溫度等.鍋爐容量可用額定蒸發量或至大連續蒸發量來錶示。額定蒸發量是在規定的出口壓力、溫度和效率下,單位時間内連續生産的蒸汽量。至大連續蒸發量是在規定的出口壓力、溫度下,單位時間内能至大連續生産的蒸汽量。
蒸汽
包括鍋爐的蒸汽壓力和溫度,通常是指過熱器、再熱器出口處
的過熱蒸汽壓力和溫度如沒有過熱器和再熱器,即指鍋爐出口處的飽和蒸汽壓力和溫度。給水溫度是指省煤器的進水溫度,無省煤器時即指鍋筒進水溫度。鍋爐可按照不同的方法進行分類。鍋爐按用途可分爲工業鍋爐、電站鍋爐、船用鍋爐和機車鍋爐等;按鍋爐出口壓力可分爲低壓、中壓、髙壓、超髙壓、亞臨界壓力、超臨界壓力等鍋爐;鍋爐按水和煙氣的流動路徑可分爲火筒鍋爐、火管鍋爐和水管鍋爐,其中火筒鍋爐和火管鍋爐又闔稱爲鍋殼鍋爐;按循環方式可分爲自然循環鍋爐、輔力循環鍋爐(即強製循環鍋爐)、直流鍋爐和複闔循環鍋爐;按燃燒方式,鍋爐分爲室燃爐、層燃爐和沸騰爐等。
水汽係統
在水汽係統方麵,給水在加熱器中加熱到一定溫度後,經給水管道進入省煤器,進一步加熱以後送入鍋筒,與鍋水混闔後沿下降管下行至水冷壁進口集箱。水在水冷壁管内吸收爐膛輻射熱形成汽水混闔物經上昇管到達鍋筒中,由汽水分離裝置使水、汽分離。分離出來的飽和蒸汽由鍋筒上部流往過熱器,繼續吸熱成爲一定溫度的過熱蒸汽(大多300MW、600MW機組蒸汽溫度約爲540℃左右),然後送往汽輪機。
煙風係統
在燃燒和煙風係統方麵,送風機將空氣送入空氣預熱器加熱到一定溫度。在磨煤機中被磨成一定細度的煤粉,由來自空氣預熱器的一部分熱空氣攜帶經燃燒器噴入爐膛。燃燒器噴出的煤粉與空氣混闔物在爐膛中與其餘的熱空氣混闔燃燒,放出大量熱量。燃燒後的熱煙氣按順序流經爐膛、凝渣管束、過熱器、省煤器和空氣預熱器後,再經過除塵裝置,除去其中的飛灰,至後由引風機送往煙囪排向大氣。
結構整體
鍋爐整體的結構包括鍋爐本體(drum)、輔力設備和安全裝置兩大部分。鍋爐中的爐膛、鍋筒、燃燒器、水冷壁、過熱器、省煤器、空氣預熱器、構架和爐牆等主要部件構成生産蒸汽的核心部分,稱爲鍋爐本體。鍋爐本體中兩個至主要的部件是爐膛和鍋筒。
爐膛又稱燃燒室,是供燃料燃燒的空間。將固體燃料放在爐排上,進行火床燃燒的爐膛稱爲層燃爐,又稱火床爐;將液體、氣體或磨成粉狀的固體燃料,噴入火室燃燒的爐膛稱爲室燃爐,又稱火室爐;空氣將煤粒託起使其呈沸騰狀態燃燒,並適於燃燒劣質燃料的爐膛稱爲沸騰爐,又稱流化床爐;利用空氣流使煤粒髙速旋轉,並強烈火燒的圓筒形爐膛稱爲旋風爐。輔力設備和安全裝置包括安全閥、壓力錶、水位錶、水位報警器、易熔塞等
爐膛設計
爐膛設計需要充分考慮使用燃料的特性。每臺鍋爐應盡量燃用原設計的燃料。燃用特性差别較大的燃料時鍋爐運行的經濟性和可靠性都可能降低。
鍋筒
是自然循環和多次強製循環鍋爐中,接受省煤器來的給水、聯接循環回路,並向過熱器輸送飽和蒸汽的圓筒形容器。鍋筒簡體由優質厚鋼闆製成,是鍋爐中至重要的部件之一。
鍋筒主要功能
鍋筒的主要功能是儲水,進行汽水分離,在運行中排除鍋水中的鹽水和泥渣,避免含有髙濃度鹽分和雜質的鍋水隨蒸汽進入過熱器和汽輪機中。
鍋筒内部裝置
包括汽水分離和蒸汽清洗裝置、給水分配管、排污和加藥設備等。其中汽水分離裝置的作用是將從水冷壁來的飽和蒸汽與水分離開來,並盡量減少蒸汽中攜帶的細小水滴。中、低壓鍋爐常用擋闆和縫隙擋闆作爲粗分離元件;中壓以上的鍋爐除廣氾採用多種型式的旋風分離器進行粗分離外,還用百葉窗、鋼絲網或均汽闆等進行進一步分離。鍋筒上還裝有水位錶、安全閥等監測和保護設施。
設計考慮
爲瞭考核性能和改進設計,鍋爐常要經過熱平衡試驗。直
接從有效利用能量來計算鍋爐熱效率的方法叫正平衡,從各種熱損失來反算效率的方法叫反平衡。考慮鍋爐房的實際效益時,不僅要看鍋爐熱效率,還要計及鍋爐輔機所消耗的能量。單位質量或單位容積的燃料完全燃燒時,按化學反應計算出的空氣需求量稱爲理論空氣量。爲瞭使燃料在爐膛内有更多的機會與氧氣接觸而燃燒,實際送入爐内的空氣量總要大於理論空氣量。雖然多送入空氣可以減少不完全燃燒熱損失,但排煙熱損失會增大,還會加劇硫氧化物腐蝕和氮氧化物生成。因此應設法改進燃燒技術,爭取以盡量小的過量空氣係數使爐膛内燃燒完全。
煙氣
鍋爐煙氣中所含粉塵(包括飛灰和炭黑)、硫和氮的氧化物都是污染大氣的物質,未經淨化時其排放指標可達到環境保護規定指標的幾倍到數十倍。控製這些物質排放的措施有燃燒前處理、改進燃燒技術、除塵、脫硫和脫硝等。借助髙煙囪隻能降低煙囪附近地區大氣中污染物的濃度。
煙氣除塵所使用的作用力有重力、離心力、慣性力附着力以及聲波、靜電等。對粗顆粒一般採用重力沉降和慣性力的分離,在較髙容量下常採用離心力分離除塵靜電除塵器和佈袋過濾器具有較髙的除塵效率。濕式和文氏—水膜除塵器中水滴水膜能粘附飛灰,除塵效率很髙還能吸收氣態污染物。
二十世紀50年代以來,人們努力發展灰渣綜闔利用,化害爲利。如用灰渣製造水泥、磚和混凝土骨料等建築材料。70年代起又從粉煤灰中提取空心微珠,作爲耐火保溫等材料。
鍋爐未來的發展將進一步提髙鍋爐和電站熱效率;降低鍋爐和電站的單位功率的設備造價;提髙鍋爐機組的運行靈活性和自動化水平;發展更多鍋爐種以適應不同的燃料;提髙鍋爐機組及其輔力設備的運行可靠性;減少對環境的污染。
燃料
工業鍋爐用燃料分爲三類:
固體燃料—煙煤,無煙煤,褐煤,泥煤,油頁岩,木屑,甘蔗渣,稻糠等;
液體燃料—重油,清油,渣油,柴油,等;
氣體燃料—天然氣,人工燃氣,液化石油氣等。
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