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【锅炉圈】司炉培训班之《循环流化床锅炉技术问答连载》第二期
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2022.07.29 河南

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第四章启动与停运

                        第一节启动

一、烘炉、煮炉与吹管

1. 新安装好的锅炉在启动前应进行哪些工作?

1) 锅炉的水压试验.

2) 局部辅机设备的试运转.

3) 烘炉.

4) 煮炉与酸洗.

5) 吹管.

6) 校验安全阀.

2. 烘炉的目的及方法?

烘炉的目的即在于把炉墙中的水分排出,避免运行时由于炉墙中的水分急剧蒸发,造成裂缝甚至倒塌损坏炉墙,同时,烘炉可以加速完成炉墙材料的物理,化学变化过程,使其趋于稳定,以利于今后锅炉在高温状态下长期可靠的工作.

烘炉的方法有三种:

1) 燃料烘炉.              2)热风烘炉.             3)蒸汽烘炉.

3. 锅炉碱煮炉的目的?

为清除锅炉在制造,运输,存放及安装时所形成的锈蚀及油垢,必须在投运前进行煮炉.煮炉加药量为每立方米水加氢氧化钠和磷酸三钠各3---5kg(按100%纯度).

4. 锅炉主蒸汽管道吹扫的目的及质量要求?

为确保机组的安全运行,机组投入运行前,必须将过热器系统,主蒸汽管道内遗留的铁屑,锈蚀等杂物吹扫干净.

为保证吹扫质量,用吕板作一靶板,宽为排气管内径的30mm,长度为210mm,要保证吹管系数的前提下,连续两次更换靶板检查,靶板上的冲击去痕粒度小于1mm,肉眼可见斑点不多于10点为合格.

二、冷态实验

1、锅炉水压试验的种类、目的及合格的条件是什么?

水压试验分为工作压力试验和超压试验两种。目的是检验承压部件的强度及严密性,在一般的承压部件检修及中、小修后,要进行工作压力试验;对于新安装的锅炉、大修后的锅炉及大面积更换受热面的锅炉,要进行1.25倍工作压力的超压试验。

水压试验合格的条件是:

1)从上水门完全关闭时计时,5min内压力下降:高压锅炉不超过0.20.3MPa为合格,中压锅炉不超过0.10.2MPa为合格,超高压锅炉压力降不大于98KPa/min为合格。

2)承压部件、金属壁和焊缝上没有任何水珠和水雾。

3)承压部件无残余变形的迹象。

2. 怎样作流化试验?

在布风板上铺设0---13mm循环流化床锅炉冷渣500mm左右,启动引,送风机高压找平,调整负压,逐渐增大一次风量,使料层刚好达到完全流化状态,记下此时的风门挡板开度,风机电流,一次风量即是最低流化风量,最低流化风量的确定在点火风门及正常风门状态下分别做一下,观察两者在最低流化风量的差异,以便点火初期加煤时,一次风量的控制和正常运行时最低流化风量的控制.

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3. 做流化试验的目的?

1) 确定最低流化风量.对指导点火初期床温达到煤的着火点加煤时,一次风量的控制具有重要的意义.若一次风量过小,流化床内底料不能完全流化,加入的煤不能和周围颗粒良好的混合,在床面堆积燃烧,局部形成结焦.在正常运行中,一次风量若低于最低流化风量,可造成炉内严重结焦.

2) 验证布风板的均匀性.对流化床的正常燃烧具有很重要的意义.在做流化试验时,确保流化床内布风板均匀,没有死角,才能保证正常的硫化燃烧,否则,将造成炉膛内局部结焦.

4、转动机械试运行合格的标准是什么?

1)轴承及转动部分无异常声音,无摩擦声和撞击声。

2)轴承工作温度正常,一般滑动轴承不高于70℃,滚动轴承不高于80℃

3)振动在额定转速1000r/min的不超过0.1mm1500r/min的不超过0.85mm

4)无漏油漏水现象。

5)采用强制油循环润滑时其油压、油温、油量、油位符合要求。

三、点火启动

1. 在锅炉启动过程中,如何防止汽包上、下壁温差超过50℃ ?

1) 严格控制升压速度.

升压速度应尽量缓慢,严格按规程规定的时间升压.控制升压速度的主要手段是控制燃料量.

2) 升压初期,升压一定要缓慢、平稳,尽可能不波动.

3) 设法尽早建立水循环.尽早建立正常水循环的方法是定期放水,维持燃烧的稳定和均匀,安装蒸汽加热装量.

2. 什么叫暖管?暖管的目的是什么?

用缓慢加热的方法将蒸汽管道逐渐加热到接近其工作温度的过程,成为暖管.

目的:是通过缓慢加热使管道及附件(阀门,法兰)均匀升温,防止出现较大温差应力,并使管道内的疏水顺利排出,防止出现水冲击现象.

61. 什么叫并炉?

母管制锅炉启动时,将压力和温度均符合规定的蒸汽送入母管的过程,成为并炉.

3、锅炉启动前,对上水的时间与温度有什么样的要求?

锅炉启动前,进水速度不宜过快,一般冬季不少于4h,其他季节23h,尤其是进水初期要非常缓慢。冷态锅炉的进水温度应控制在50-90℃,以使进入汽包的给水温度与汽包壁温度的差值不大于40℃。未完全冷却的锅炉,进水温度可比照汽包壁温,一般差值应控制在40℃以内,否则应减缓进水速度。

控制时间与温度的原因是:汽包壁较厚,膨胀缓慢,连接在汽包壁上的管子壁却较薄,膨胀较快。当进水温度过高或进水速度过快时,将会造成膨胀不均,使焊口发生裂纹,造成设备损坏;当给水进入汽包时,总是先与汽包下半壁接触,若给水温度与汽包壁温差值过大,进水时速度又快,汽包的上下壁,内外壁将产生较大的膨胀差,给汽包造成较大的附加应力,引起汽包变形,严重时产生裂纹。

4、在锅炉中由水加热到过热蒸汽可分为哪几个阶段?各阶段吸热量如何随锅炉参数而变化?

答:由水加热到过热蒸汽大致可分为三个阶段,即:

加热阶段:水由初温加热到沸腾温度,吸收液体热,是在省煤器中进行的。

汽化阶段:由饱和水(沸腾水)变成饱和蒸汽,吸收汽化潜热,是在水冷壁或对流管束进行的。

过热阶段:饱和蒸汽过热到规定的温度,吸收过热热,是在过热器或再热器中进行。

由水加热到过热蒸汽所吸收的液体热,汽化潜热,过热热比例随锅炉给水温度,蒸汽参数不同而不同,压力愈高,汽化潜热所占比例愈小,液体热与过热热所占比例愈大。

5. 为何冲洗水位计?应注意什么?

冲洗水位计是为了清洗水位计的玻璃管,防止水,汽连通管堵塞,以免运行人员被假水位现象所迷惑,造成锅炉缺水或满水事故.

水位计冲洗应注意以下几点:

1) 冲洗水位计时,要注意人身安全,要戴手套,脸不要正对水位计,以免爆破时伤人.

2) 关闭放水门时应缓慢.

3) 关闭放水门后,水位计中的水位应很快上升,并有轻微波动.否则,必须重新冲洗水位计.

                        第二节运行调整

一、循环流化床锅炉燃烧特点

(一)、循环流化床锅炉燃烧采用流态化燃烧方式,其主要特征是颗粒在离开炉膛出口以后,经旋风分离器收集,由返料器不断返回炉膛参加二次燃烧,因此,循环流化床锅炉具有低温、强化燃烧的特点,床内温度850oC---950oC。

在循环流化床锅炉中,流化床本身是一个积累了大量灼热物料的蓄热容量很大的热源,有利于燃料的稳定、迅速着火燃烧,即使燃用低热值的燃料时,每秒种新加入的燃料还远小于灼热床料的1%,这些灼热床料大多为惰性物料,他们并不与新加入的燃料争氧,却提供了一个丰富的热源,将新加入的煤粒迅速加热,使之析出挥发份并稳定的着火燃烧,煤粒中的挥发份和固定碳燃烧后释放的热量,其中一部分又来加热床料,使炉内温度始终保持在一个稳定的水平。同时,一些未完全燃尽的颗粒随烟气被携带出炉膛,被旋风分离器收集,由返料器返回炉膛参加二次燃烧。所以,循环流化床锅炉对燃料的适应性强,不仅能烧优质燃料,也能烧劣质燃料,而且燃烧效率非常高,可达98%。

(二)、循环流化床锅炉优、缺点:

1、优点:

1)对燃料的适应性好。

2)燃烧效率高。

3)高效脱硫。

4)氮氧化物(NOx)排放低。

5)燃烧强度高,炉膛截面积小。

6)负荷调节范围大,负荷调节快。

7)燃料预处理及给煤系统简单。

8)易于实现灰渣综合利用。

缺点:

1) 飞灰的再循环燃烧,一次风机压头高,电耗大。

2)膜式水冷壁变节处和裸露在烟气中冲刷的耐火材料砌筑部件磨损大。

3)高温分离器和返料器内有耐火材料砌体冷热惯性大,给支撑和快速启停带来困难。

4) 循环流化床锅炉对燃煤粒度及分布要求较高。若燃料制备不完善,带来的普遍的问题是:锅炉达不到设计出力,磨损严重,燃烧效率不高和运行可靠性差。

二、循环流化床锅炉的燃烧区域

循环流化床锅炉在使用二次风以后,一般就将其燃烧区域分为下部的密相区(二次风口以下)、上部的稀相区(二次风口以上)和高温气固分离器区及返料器区。

(一)、密相区

在密相区内,由一次风将床料和加入的煤粒流化。一次风量约为燃料燃烧所需风量的50---60%。新鲜的燃料及从高温旋风分离器收集的未燃尽的焦碳被送入该区域,燃料的挥发份析出和部分燃烧也发生在该区域,必须保证该区域的温度和燃烧份额。因此,该区域通常设计成为卫燃带结构,该区域水冷壁由耐火材料敷盖,一方面,减少水冷壁的吸热;另一方面,防止水冷壁的腐蚀和磨损。

    由于密相区的固体颗粒浓度要比上部区域高得多,因此而得名。该区域燃烧气氛为欠氧状态,呈还原性气氛,其内部充满灼热的物料,是一个稳定的着火热源,也是一个贮存热量的热库,当锅炉负荷增加时,增加一、二次风的比例,使得能够输送数量较大的高温物料到炉膛的上部区域燃烧,并参与热质交换,当锅炉负荷低不需要分级燃烧时,二次风也可以停掉。

(二)、稀相区

    炉膛上部区域为区域较大的悬浮段,周围为膜式水冷壁结构。所有工况下,燃烧所需要的空气都会通过炉膛上部区域,被输送到上部区域的焦碳和一部分挥发份在这里已富氧状态燃烧,大多数燃烧发生在这个区域,上部稀相区比下部区域高得多,或者在中心区随颗粒团向下运动。这样焦碳颗粒在被夹带 出炉膛出口以前已沿炉膛循环运动了多次,焦碳颗粒在炉膛内停留时间增加,有利于焦碳颗粒的燃烧。

(三)、高温气固分离器区及返料器区

    大量实践证明:被夹带出炉膛的未燃尽的焦碳进入覆盖有耐火混凝土的旋风分离器,焦碳颗粒在其内停留时间很短,而且该处氧浓度很低,因而焦碳在分离器中的燃烧份额很小。当这部分颗粒带入返料器,在其内送入返料风,一部分CO和挥发份以及固定痰也在旋风分离器区及返料器区燃烧。

三、循环流化床锅炉燃烧份额及一、二风配比

(一)、燃烧份额

燃烧份额的定义为每一燃烧区域中燃烧量占总燃烧量的比例。一般可用燃料在各燃烧区域内释放出的发热量占燃料总发热量的百分比来表示。

(二)、影响燃烧份额的因素:

 1. 煤种对燃烧份额分布的影响

  在JB/DG1060-82标准中推荐在密相层的燃烧份额见表。从表可见,挥发分低的无烟煤及劣质煤的燃烧份额大,而挥发分高的煤,如褐煤,燃烧份额最小,即褐煤挥发分在密相床层析出后,一部分来不及在床层中燃烧,便被带往稀相层燃烧,因此其燃烧份额小。可见该推荐值主要考虑了挥发分对燃烧份额的影响。如果考虑粒径和粒径分布的影响,较小粒径的燃煤在密相层的燃烧份额还要乘以小于1的修正系数。

表                   鼓泡流化床密相层燃烧份额推荐表

名称

煤矸石

Ⅰ类烟煤

褐煤

Ⅰ类无烟煤

密相层燃烧份额δd

0.85-0.95

0.75-0.85

0.7-0.8

0.95-1.0

  由循环流化床中燃用焦炭和烟煤两种情况下燃烧室内燃烧份额沿床高的分布可看出,焦炭在密相区中的燃烧份额明显高于相近实验条件下烟煤在密相区的燃烧份额,表明煤中的挥发分有很大一部分被带到了稀相区进行燃烧。另外从循环流化床密相区燃烧份额远低于相同燃烧条件下(温度、一二次风比例)鼓泡床密相区的燃烧份额。

  循环流化床锅炉密相区的燃烧份额比鼓泡床密相区燃烧份额低的原因可以从两方面来解释。一方面循环床气体流速较高床料粒度又比鼓泡床细得多,这样扬析到稀相区的物料量增多,稀相区碳颗粒在床内占的比例会有所增加,结果引起稀相区的燃烧份额上升,稀相区碳颗粒燃烧量的增加反过来会使密相区的含碳量降低,降低了密相区的燃烧份额。

  循环床锅炉密相区燃烧处于一个很特殊的缺氧状态,虽然床中有大量的氧气存在,然而床内的CO浓度仍维持在很高的水平,如在密相区底部测得的氧气浓度在13%左右,而一氧化碳浓度高达近2%,表明循环床密相区燃烧局部处于缺氧状态。密相区中氧化气氛和还原气氛更替的频率特别快,这从密相区气固两相流的行为出发能较好地对这现象加以解释。

 由于气固两相流的行为,循环流化床锅炉密相区存在着气泡相和乳化相,气体主要以气泡的方式通过床层,而固体颗粒主要存在于乳化相中。与鼓泡床相比较,由于循环流化床气泡流速较高固体颗粒粒度又比较细,气泡相和乳化相之间的传质阻力对燃烧的影响显得更为突出。一方面氧气不能充分进入到乳化相中,限制了碳颗粒的燃烧反应,而且不完全燃烧的产物CO和煤颗粒释放出的挥发分也得不到充足的氧气供应;另一方面,乳化相中的不完全燃烧产物CO和释放出的挥发分不能很快的传到气泡相中,因而不能进一步反应完全。因此在密相区中虽然有氧气存在,碳颗粒的燃烧仍处于缺氧状态,密相区中会产生大量的CO,这些CO将和一部分挥发分被带到稀相区燃烧。这是循环流化床锅炉密相床中燃烧份额远低于鼓泡床密相区燃烧份额的一个很重要的原因。

 2.粒径和粒径分布的影响

    显然粒径小的燃煤的燃烧份额会比较小,对于同样筛分范围的煤,由于细颗粒所占份额不同,燃烧份额也会不一样。当细粒份额增加,被扬析往稀相区燃烧的份额增多,燃烧份额会减小。在循环流化床中,有许多国家采用窄筛分、小粒径,在密相区的燃烧份额要小得多,在密相区没有布置埋管,并把水冷壁涂耐磨层,只吸收小量热量也能维持密相区热量平衡。

3.流化速度的影响

  当密相层断面缩小,流化速度增加时,同样粒径的燃煤粒子的燃烧份额也会减小。当前有不少循环流化床锅炉为了减少破碎的困难和降低成本,采用宽筛分煤粒,国内一般用0~8mm或0~10mm的粒子。因此,在密相层选用较高的流化速度,使细粒带往稀相区燃烧,这样使燃烧份额降低,维持了密相区的热量平衡,并使放热和吸热分配趋于合理。

4.物料循环量的影响

  当循环倍率提高时,一方面循环细颗粒对受热面的传热量及从密相区带走的热量增加,有利于密相区热量平衡,另一方面,细颗粒循环再燃的机会增加,使燃烧效率提高。

5.过量空气系数对燃烧份额分布的影响

分析过量空气系数1.05和1.15情况下燃烧份额沿床高的分布。过量空气系数1.15的工况下相对于过量空气系数1.05的工况,床内含碳量会有明显下降,扬析到过渡区的颗粒含碳量也会下降,因此在过渡区中燃烧量会下降。在稀相区的上部,过量空气系数为1.15的情况下氧气浓度比过量空气系数1.05的工况下要高较多,虽然碳含量相对较低,燃烧份额在稀相区上部仍会有所增加。在密相区中,虽然过量空气系数为1.15的情况下密相区含碳量较空气系数为1.05的情况下要低,然而密相区中的氧气浓度更高,一定程度上氧气到达碳颗粒表面的机会要大,因此密相区中燃烧份额略有上升。

6.密相区床温对燃烧份额分布的影响

   密相区床温越高,床下部燃烧占的比重也就越大。这是由于床温越高,碳颗粒反应速率会加快,并且气体扩散速率也有所增加,这样有利于气体和固体的混合,因此密相区的燃烧份额会稍有上升。而且床温高了以后,挥发分释放速度和反应速率会加快,因此在密相区上部和过渡区中燃烧份额会有明显增加。

(三)、 一、二次风的配比

在循环流化床锅炉中,一般将燃烧用空气分成一、二次风送入炉内,一、二次风比例的确定主要取决于以下几个因素:

1)一次风从密相区的布风板送入,一次风量应满足密相区燃料燃烧的需要,从良好流化角度方面的考虑,一次风比例相对大一些,根据密相区的燃烧份额搭配一次风量。

2)从减少NOX的排放角度考虑,密相区的过量空气系数应接近于1,使密相区呈还原性气氛,二次风由侧墙送入,保证燃料完全燃烧,一次风的送入必须有充足的二次风分段送风燃烧。

综上因素:一次风比例占 :50----60%

          二次风比例占:40---50%

    当燃用挥发份低的劣质燃料时,采用较高的一次风率。当燃用挥发份高的燃料时,采用较低的一次风率。

四、问答

1. 什么是料层差压?料层差压高低与何有关?

料层差压是表征流化床料层高度的量.一定的料层高度对应一定的料层差压,改变料层高度可用调节风量和控制排放冷渣量来实现,但都要在合适的范围内调节,不然将造成对燃烧不利的影响.送风机的压头对料层调节幅度有重大的影响.同时,也与燃煤的特性,粒径,堆积密度以及布风装置的阻力特性有关.

2. 料层差压的高低对燃烧有何影响?

料层差压过高,会使流化质量下降,底部大颗粒沉积,危机安全运行.同时,料层高度增加,床层阻力增加,风机电耗增加。

料层差压过低,往往导致料层减薄或吹空,一次风穿透力太强,会使流化床物料量减少,难以形成稳定的密相区,同时,还会造成放渣含碳量高,燃烧不完全,增加了灰渣热损失。

因此,运行中控制好料层差压是保证流化床流化质量的前提,料层差压一般控制在8.5KPa左右,波动范围在8.0---8.8KPa。

3. 什么是炉膛差压?炉膛差压高低对锅炉出力有何影响?

炉膛差压是表征流化床上部悬浮段物料浓度的量。一定的物料浓度对应一定的炉膛差压,对于同一种煤种,物料浓度增加,炉膛差压值越大,对炉膛上部蒸发受热面传热强度越大,锅炉出力越强,反之,锅炉出力越弱。

  炉膛差压与锅炉循环量成正比,因锅炉循环量越大,将有更多的循环灰被带到炉膛上部悬浮段参加二次燃烧,因此,控制锅炉循环量,保持有利的循环量,就可控制炉膛差压,从而有效地控制锅炉出力,由于炉膛差压可以通过控制循环量在较大范围内改变,因此,循环流化床锅炉出力可以在较大范围内改变。在正常运行种炉膛差压值控制在0.2-0.8KPa,当炉膛差压值越高,循环灰量过大时,可通过从返料器底部放循环灰来调节。

4、汽压过高、过低对锅炉运行安全性和经济性的影响:

汽压过高,如果安全门拒动,可能会发生爆炸事故,严重危害设备和人身安全。即使安全门动作,汽压过高时由于机械应力很大,也将影响锅炉设备各承压部件的长期安全性。并且安全门经常动作,将会造成很大的经济损失,并使安全门回座时关闭不严,导致经常性漏汽,严重时甚至发生安全门无法回座而被迫停炉的后果。

如果汽压降低,则会减少蒸汽在汽轮机中的做功焓降,使蒸汽做功能力降低,汽耗、煤耗增大。若汽压过低,由于在相同负荷下汽轮机进汽量增大,使汽轮机轴向推力增加,易发生推力轴瓦烧毁事故。

5、蒸汽压力变化过快的影响?

1)使水循环恶化。蒸汽压力突然下降时,水在下降管中可能发生汽化,蒸汽压力突然升高时,由于饱和温度升高,上升管中产汽量减少,会引起水循环瞬时停止,蒸汽压力变化幅度越快,这种现象越明显。

2)容易出现虚假水位。由于蒸汽压力的升高或降低会引起锅水体积的收缩或膨胀,而使汽包水位出现下降或升高,均属虚假水位。蒸汽压力变化速度越快,虚假水位的影响越明显。

6、汽温突升或突降的危害?

汽温突升或突降,除对锅炉各受热面焊口及连接部分产生较大的热应力外,还将造成汽轮机的汽缸与转子间的相对位置增加,即胀差增加,严重时甚至可能发生叶轮与隔板的动静摩擦,造成汽轮机的剧烈振动。

7、风量变化对汽包锅炉过热汽温的影响?

对汽包锅炉,当风量在一定范围内增大时,如保持燃料量不变,则一方面由于炉膛温度降低,水冷壁辐射吸热量减少,使产汽量减少;另一方面,由于风量增大造成烟气量增多,烟气流速加快,使过热器对流吸热量增加,最终造成过热汽温升高;如果要保持锅炉负荷不变,则必须增加燃料量,这样由于烟气量的增加,烟速加快,使对流传热加强,也使过热汽温升高,反之则下降。

8、饱和蒸汽带水的原因?

1)锅炉负荷。锅炉负荷增加,蒸汽带水增强。

  锅炉负荷增加时,汽水混合物进入汽包的动能增加,将引起锅水大量飞溅,使生成的水滴数量增多,同时蒸汽在汽包汽空间的流速加大,带水能力增强,带走的水滴的直径增大,因此蒸汽带水增强,湿度增大。当锅炉负荷大于临界负荷后,蒸汽湿度会急剧增大。为了保证蒸汽品质,锅炉实际运行的最大负荷应低于临界负荷,而临界负荷是由化学实验确定的。

2)蒸汽压力。蒸汽压力高时,带水能力增强。压力高,分子热运动加强,动能增强,水滴被破碎成微细颗粒易被带走。同时汽水密度差减小,分离困难,这些均使蒸汽带水能力增强。

  汽包压力增加,汽、水间的密度差减小,汽、水分离困难。当蒸汽速度一定时,飞逸直径增大,即较大的水滴也将被带走,所以蒸汽湿度增大,而且压力增大,水的表面张力减小,所形成的水滴直径也减小,更容易被蒸汽带走。另外,汽包压力的急剧波动也会影响蒸汽带水。汽压降低,相应的饱和温度也降低,会产生部分附加蒸汽,使汽包水容积中的含汽量增加,从而使蒸汽带水。

3)汽包蒸汽空间高度。蒸汽空间高度指由汽包水面至饱和蒸汽出口的高度。高度小,水滴易被带走。当高度达到0.6m时,蒸汽湿度会随高度的减小而明显升高;当高度在1.0m-1.2m以上时,蒸汽湿度几乎不再随高度的增加而减小。

  当蒸汽空间高度较小时,大量较粗的水滴可以到达蒸汽空间顶部并被蒸汽引出管抽出,所以即使蒸汽速度不大,其蒸汽湿度也会很大。当高度达到0.6m时,蒸汽湿度会随高度的减小而明显升高;当高度在1.0-1.2m以上时,蒸汽湿度几乎不再随高度的增加而减小。

4)锅水含盐量。含盐量高时,锅水黏度升高,锅水表面还形成泡沫层,这些都将使蒸汽带水的可能性增大。

  锅水含盐量增大,锅水的表面张力越大,汽泡破裂时所形成的水滴越小,被蒸汽带走的水滴越多,湿度增大。当锅水含盐量特别是碱性物质增大时,汽泡不易被破裂,并在水面停留时间较长,所以易在水面堆积汽泡,严重时将形成一层厚泡沫,使蒸汽空间下降,造成蒸汽带水。

9、循环流化床锅炉燃烧过程的特点

循环流化床燃烧是一种在炉内使高温运动的烟气与其所携带的湍流扰动极强的固体颗粒密切接触,并具有大量物料返混的流态化燃烧反应过程。同时,在炉外将绝大部分高温的固体颗粒捕集,并将它们送回炉内再次参与燃烧过程,反复循环的组织燃烧。

10、循环流化床锅炉的炉内传热

循环流化床锅炉内的传热包括气体与固体颗粒之间的传热,颗粒与颗粒之间的传热,床层与受热面之间的传热等。主要有三种基本形式:颗粒对流换热,气体对流换热,辐射传热。

11、风系统的分类及作用

循环流化床锅炉风系统根据其作用和用途分为一次风、二次风、播煤风、回料风、冷却风和石灰石输送风。

一次风:流化炉内床料,同样给炉膛下部密相区送入一定氧量供燃料燃烧。

二次风:补充炉内燃料燃烧的氧气并加强物料的掺混,能适当调整炉内温度场的分布,对防止局部烟气温度过高,降低NOx的排放量起着很大的作用。

播煤风:使给煤比较均匀的播撒入炉膛,提高燃烧效率,使炉内温度场分布更为均匀。

返料风:作为动力输送物料返回炉内。

12、燃煤性质对循环流化床锅炉运行的影响

1)煤的发热量的影响

当燃料发热量改变时,床内热平衡的改变将影响到床温,这不仅会影响传热,、燃烧和负荷,还会产生其他负面效应。同时,当煤的发热量较低时。其折算灰分和折算水分必然增加。每公斤燃料带出密相区的热焓增加,使密相区的燃料放热和受热面吸热可能失去平衡,导致床温降低,并使对流受热面磨损加重。

2)挥发份和固定碳的影响

挥发份含量对煤的燃烧特性有着决定性的影响,挥发份越高,煤的着火越有利,燃烧效率也越高。固定碳由于其性质比较稳定,燃烧相对困难,一般煤中固定碳含量增高时,其燃烧效率就降低。

3)灰分与灰熔点的影响

灰分越高,投煤量越大,从而使燃烧生成的烟气量也相应增大,同时,由于灰分增高,使分离器分离效率会有所提高,返料量也会增多,这些都将使炉内颗粒浓度增大,使传热效果增强。但与此同时,受热面的磨损也随着灰分的增加而加剧。

4)水分的影响

水分与粘着性关系:水分在8%以下时,基本上相当于干料,水分超过12%时,粘着性很大,堆积角也很大。给煤水分与排烟热损失成正比,水分增加时,由于蒸发所吸收的的汽化潜热增加,床温将明显下降,但水分的存在对燃烧效率并无不利影响,水分可以同时促进挥发份的析出和焦碳燃烧,扣除水分增加造成的排烟热损失后,总得锅炉效率变化取决于水分总量和所采用的燃烧方式。

5)给煤粒度的影响

给煤粒度过大时,飞出床层的颗粒量减少,这时候锅炉往往不能维持正常的返料量,造成锅炉出力不够,另一方面,给煤粒度过大会使密相区燃烧份额增大,导致床温升高从而造成结焦,影响锅炉运行,此外,当燃煤粒度增大时,为保证正常的流化状态,运行风速必然增大,这又会造成风机电耗增加,运行经济性降低。

13. 怎样调整锅炉的出力?

锅炉出力的调整主要通过合理搭配一,二次风配比,改变风量,给煤量,从而改变锅炉物料循环量,以达到调整锅炉负荷的目的,正常运行中,一次风满足正常流化燃烧所需风量,二次风控制总风量,作为调整负荷变量,调整的原则“以风定荷,以煤定温”。增负荷时,“先加风,再加煤”,减负荷时,“先减煤,后减风”。负荷变化时,由于给煤量和风量都发生变化,炉膛内悬浮段的颗粒浓度和炉膛上部燃烧份额都发生变化。减负荷时:减少给煤量及二次风量,炉膛上部颗粒浓度减少,燃烧份额下降,水冷壁的对流和辐射换热系数减少,旋风分离器入口浓度减少,循环量降低,负荷下降。增负荷时:增加二次风量及给煤量,炉膛上部颗粒浓度增加,燃烧份额也得到增加,水冷壁的对流和辐射换热系数都将增大,旋风分离器入口物料浓度增加,物料循环量增加,负荷就增加。

由于循环流化床锅炉密相区的放热,靠循环量来吸收,物料循环量起到平抑床温的作用,锅炉在低负荷时,流化床温度会因循环量的减少有所提高,并保持稳定。因此,循环流化床锅炉在较低负荷下稳定运行,调节比率341

燃烧调节

循环流化床锅炉,顾名思义,一要流化,二要循环。流化不正常,锅炉无法运行,不循环或循环量少,就会导致锅炉出力达不到。在循环流化床锅炉的运行中,床温、风量、燃料粒度、料层厚度和返料器温度的控制是几个最为关键的参数。从根本上来讲,就是调整锅炉的物料平衡和热量平衡一致。

一、床温的控制:

1、床温是通过布置在密相区各处的热电偶来检测的,一般床温控制在900±50℃,调整方法有三种:

1)调整一、二次风量的搭配

    送入炉膛的风量是由实际燃料成分决定的,控制流化床温密相区的温度,可以通过调节一、二次风配比来实现。密相区的温度高低是由密相区的燃烧份额决定的。由于一次风由密相区送入,一次风比例控制密相区燃烧份额,调节一、二次风比例,可有效控制密相区燃烧份额,从而有效控制密相区的温度。

具体来讲,当一次风比例增大时,更多的颗粒被抛向床层上方离开密相区,使密相区的温度降低。一旦因断煤造成床温下降,立即减小一次风量,可减缓床温的下降。有时,在运行中给煤粒度过大,会造成密相区温度升高,运行人员往往采用加大一次风量,减少二次风量,总风量不变,来平抑床温。否则,容易造成大颗粒沉积,由于此时燃烧效率不高,投煤量相对该负荷较大,因此,容易造成过热蒸汽超温现象。由此看来,保持合理的燃料粒度,更有利于床温较好的控制。

2)风量不变调整给煤量

   锅炉在正常运行时,负荷确定以后,风量一般不变,床温的波动,可以通过改变给煤量来调整。

    当煤质变化不大时,用“前期调节法”来控制,即床温有上升或下降的趋势时,提前控制给煤量适应床温的变化,调整的原则少调、勤调,使床温控制稳定。

    当煤质变化较大时,用“冲量调节法”,应及时调整给煤量,保证输入热量不变,采取瞬间多量增加或减少给煤量,先控制住床温下降或上升的趋势,再稍加调整,使床温控制稳定。

3)控制循环灰量

    在循环流化床锅炉密相区内不布置受热面,循环流化床锅炉密相区的放热靠循环灰来吸收。在密相区内,燃料燃烧放热,其中,一部分用来加热新燃料和空气,其余大部分热量必须被循环物料带走,才能保证热量平衡,保证床温的稳定。如果循环量不足,就会导致流化床温度过高,负荷上不去。因此,充足的循环量是控制床温的有效手段。

2、烟气含氧量对床温控制的影响:

    循环流化床锅炉床温的调整和控制,能否达到最佳效果,就是要控制好炉膛内较好的氧化性气氛,防止缺氧燃烧。这一工况和风煤配比有关系,运行监控可参照低温过热器后烟气含氧量指示,尤其对于初次接触循环流化床锅炉的人员来说,了解烟气含氧量表的工作特性,对指导燃烧调整及床温控制将有很大帮助。烟气含氧量实际反映过量空气系数,它影响机械不完全燃烧热损失,也影响排烟热损失。这就涉及到合理的风煤配比的问题,最佳的燃烧工况对应的烟气含氧量值应该是使这两项热损失和最小对应的含氧量值。

    在正常运行中,我们根据负荷情况,合理供风,找出一个稳定值,调整给煤量使含氧量表指示在这个稳定值附近波动,床温就会较稳定。如当加煤量过量时,氧量会偏离稳定值下降,若不及时减煤,会造成床层缺氧,床温会先缓慢下降而后大幅上升,这对燃烧是很危险的。当锅炉断煤时,氧量指示偏离稳定值升高,床温下降,若不及时加煤有可能造成灭火,这时,可根据氧量指示加煤调整氧量回到原来的稳定值附近,床温就会慢慢回升,并控制稳定。依据烟气含氧量指示指导燃烧调整直观方便。

  一方面,可有效防止炉膛缺氧燃烧的情况发生,又可及时发现煤质变化及断煤情况。另一方面,可帮助我们调整燃烧到最佳工况点。

二、料层差压的控制

  料层差压是表征流化床料层厚度的量,一定的料层厚度对应一定的料层差压。

   改变料层差压可用调节一次风量和由炉底排渣来实现,但都要在合适的范围内调节,否则,将影响到正常的流化燃烧。料层差压过高,易造成底部粗颗粒沉积,流化质量下降,使实际送入床层风量减少,床层缺氧,危机安全运行,同时,风机电耗增加。料层差压过低,流化床内物料保有量减少,一次风穿透力太强,也使流化质量下降,同时,放渣含碳量高造成不经济。因此,在正常运行中,应当保持合适的料层差压值,一般控制在8.5KPa左右,波动范围8KPa---9KPa。料层差压高低由炉底放渣调节,放渣原则:少放,勤放,最好的选择:采用冷渣器排渣,始终保持合适的料层厚度,能保证床层良好的膨胀特性,使炉膛内烟气轴向和横向良好的混合,对水冷壁的传热将产生积极的影响。

三、返料器温度的控制

    75t/h循环流化床锅炉返料器采用“U”型非机械阀,能自动调节循环物料的流动。

    返料器在投入正常工作后,由于返料器与旋风分离器之间有一定的料柱高度,起作用:一方面,阻止流化床内高温烟气反窜进入分离器,破坏正常循环。另一方面,又具有压力差,使之维持循环回路中压力平衡,其内部隔板(#1砖),使返料器内有一定阻力,但阻力有不能太大。

    因此,当炉内运行工况变化时,返料器的回料特性能自行调整。如锅炉负荷增加时,飞灰夹带量大,旋风分离器收集灰量大,则料腿内料柱高度上升压差增大,因而,循环灰返料量自动增加,使之达到平衡。反之,如锅炉负荷下降,料腿内料柱高度减少,压差减小,因而,循环灰返料量自动减少,返料器内达到新的平衡。因此,在正常运行中,一般不去调整返料风的风门开度,但要经常监视返料器内的温度变化状况。由于煤加入炉膛以后,其中,细颗粒煤粒,首先,得到稳定的加热并燃烧,并很快被夹带出炉膛出口,经旋风分离器收集落入返料器。其次,才是大颗粒燃料燃烧。并且,稀相区内为富氧状态,燃烧速度较快,而密相区为还原性气氛,燃烧速度慢,因此,返料器内温度,比流化床温度受给煤量变化更快。

    在正常运行中,除保证返料器良好的通风外,调整给煤量,保持返料器温度稳定,流化床温度随之稳定。两者差异因煤质不同,主要是挥发份含量不同,造成在返料器内的燃烧程度不同,使返料器温度与床温有一定的差值,在运行中,返料器温度与流化床温度应协调调整,保证任何一个都不要超温。保证返料器温度稳定是保证循环流化床锅炉有充足循环量的有效手段,它随锅炉负荷升高而升高,一般控制在1020℃以内。

四、物料循环量对锅炉燃烧特性及运行的影响

1、物料循环量的表征与炉膛差压

    在循环流化床锅炉中,常用炉膛差压的概念来表征物料循环量的大小。炉膛差压是表征流化床上部悬浮物料浓度的量,物料循环量越大,流化床上部悬浮物料浓度越大,炉膛差压值越高,因此,炉膛差压在一定程度上反应了锅炉物料循环量的大小,它在运行中,监视直观方便,通过炉膛差压的变化,可及时了解循环流化床锅炉的燃烧特性、传热特性与变工况特性。这是由于流化床上部悬浮段浓度与该处水冷壁传热系数近似同步变化,因此,炉膛差压对应一定的锅炉出力,炉膛差压越大,锅炉出力越大。反之则越小。但有时因燃料粒度过小,或给煤量大,造成循环灰量过大,使炉膛差压超过1KPa时,为防止返料器堵灰,可由返料器底部放灰来调节。

2、物料循环量的变化对运行的影响

1)由于循环流化床锅炉密相区内不布置受热面,密相区的放热靠循环灰吸收。物料量增大时,对流化床燃烧的影响体现在以下几个方面:

首先,固体物料循环使整个床温趋于均匀,相应地降低了燃烧室内的温度,常作为调节床温的手段。

其次,由于固体物料的再循环,使燃料在炉内停留时间延长,使燃烧效率提高。

2)对热量分配的影响

 改变物料循环量,还可调节炉膛内的热量分配。若床温过高时,加大物料循环量,由于循环灰进入炉内吸收热量,使床温降低,而且,将燃烧室内热量带到炉膛山部,增加了炉膛上部的燃烧份额与传热。大量实践证明:循环量的多少将使炉膛上部温度有较大的不同,也就是说,循环量越大,由密相区带出的热量越多,在炉膛上部传热特性越好。因此,物料循环量常作为调节床内热平衡的手段。

3、锅炉出力调节

    循环流化床锅炉负荷调节性好是其一大优点。当外界工况变化时,要求锅炉能在较大范围内进行负荷调节,调节范围:30%---110%的额定负荷。由于,在循环流化床锅炉中,存在大量的物料循环,具有较好的热量分配特性,而物料循环量可以在较大范围内改变,因而其具有很好的负荷调节特性。

    在运行中的调节,通过改变风量及给煤量使循环量改变,从而达到调节锅炉出力的目的。调整时,遵循“以风定荷,以煤定温”的原则,一次风保证正常流化燃烧所需风量,基本保持不变,二次风控制总风量作为调整负荷的变量。增负荷时,先加风,再加煤;减负荷时,先减煤,再减风,防止燃烧工况滞后。以增负荷为例,增负荷时:增加二次风量及给煤量,炉膛上部燃烧加强,物料循环量增加,从密相区携带的热量增加,增加了炉膛上部燃烧份额和传热,这些高温固体颗粒与受热面之间传热系数提高,换热量增加,使锅炉负荷增加。当减负荷时,向相反的方向变化。

4、变负荷工况下参数变化

    当锅炉负荷变化时,由于给煤量和空气量都随之变化,必然导致其参数的变化。在高负荷情况下,炉膛上部悬浮段颗粒浓度和燃烧份额很大,物料循环量大,传热方式对流和辐射传热并存。循环灰的调节床温的作用,可以使锅炉输入较多的热量,以维持锅炉高负荷时的需要。在降负荷运行时,炉膛上部悬浮段空间的颗粒浓度和燃烧份额都下降,物料循环量减少,传热方式以辐射传热为主。物料循环量的减少,使炉膛总体传热系数下降,密相区的温度,却因循环量的减少而有所提高,这在某种程度上,减缓了床温的降低,因此,循环流化床锅炉可以在较低负荷下稳定运行,并能维持较好的床温水平。

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 第三节停运与保养

1、热力系统进行保温的目的是为了减少散热损失,但是空气预热器后的烟气热量已不再吸收利用,对这部分烟道进行保温的目的是什么?

1)防止烟气温度降低,避免烟气中水蒸汽结露,防止结露腐蚀。

2)在垂直烟道,特别是烟筒中,烟气与自然温差会产生自生通风力,其大小与烟气温度有关,烟气温度高,自生通风力大。所以对这部分烟道进行保温是为了防止烟气温度降低,保持自生通风力,从而减少引风机电耗。

2 锅炉常用保养方法有哪几种? 

1 湿保护:有联氨法、氨液法、保持给水压力法、蒸汽加热法、碱液化法、磷酸三

钠和亚硝酸混合溶液保护法; 

2 干保护:有烘干法(带压放水)和干燥剂法。

锅炉停炉后,为了防止锅炉内部金属表面发生锈蚀所采取的措施。停炉保养方法主要有湿法保养、干法保养和充气保养等。  

热法保养适用于热备用停炉;湿法保养适用于短期停用的小型锅炉;干法适用于长期停用的任何类型锅炉。 

锅炉的湿法保养 

  此类方法是将具有保护性的水溶液充满锅炉,杜绝空气中的氧气进入锅内,从而避免或减缓锅炉因停炉而发生的腐蚀。

   10、联氨法 

  联氨法式将除氧剂的联氨配成具有保护性的水溶液充满锅炉内。采用联氨溶液保护锅炉时,在启动前应将保护药L液排放到地沟中去。因为联氨有毒,在排放是应就地稀释以确保安全,排放后对锅炉进行清洗。

   2)、胺液法 

  胺液法式机遇在氨量很大的水(500~800mg/L)中钢铁具有不易被氧腐蚀的性能。锅炉在充氨前,应将存水放净,过热器内的存水应用胺液将积水顶出。对铜制件应事先拆除,或者隔离可能与胺液接触的铜制件。胺液容易蒸发。顾水温不宜过高,但冬季要有防冻措施。

 3)、保持水压法 

  保持水压力方法是用给水泵将锅炉给水(除过氧的水)充满锅炉的水汽系统,维持锅内水压在0.15MPa以上,关闭去不阀门,防止空气渗入炉内。要注意保持压力,当压力下降时,可用给水泵顶压。本发上适用于短期停用锅炉或锅炉冷备用,停用时间不超过一周。

 4)、保持蒸汽压力法 

  用间断升火的办法保持锅炉蒸汽压力在0.1~0.5MPa以上,防止空气渗入锅炉的水,汽系统内。这种方法适用于锅炉的热备用状态。而且停用时间不超过一周。

 5).碱液法 

  碱液法式采用加碱液的方法,使锅炉中充满pH值达到10以上的水。说用碱为氢氧化钠或磷酸三钠。这种方法适用于较长时间停用的锅炉。

 6)、磷酸盐和亚硝酸盐混合液保养法 

  这种方法的工作原理是亚硝酸钠与磷酸三钠溶液在金属表面形成保护膜,从而防止金属的腐蚀。  

第五章事故处理及经济分析

1. 锅炉事故的定义是什么?分为哪几类? 

答:锅炉在运行时被迫采取紧急停炉措施的称锅炉事故,因附属设备故障或损坏造成锅炉停止运行称锅炉故障,根据损坏程度锅炉事故分为: 

① 爆炸事故;②重大事故;③一般事故。

2. 锅炉严重缺水时为什么绝对禁止向锅炉进水? 

答:因为严重缺水时,炉管已经过热,甚至烧红,如果盲目进水,金属突然受到冷却,由于温差极大,造成遇水的部位急剧收缩而撕裂,产生大量蒸汽,汽压突然猛增,会发生爆炸事故。

3、何谓锅炉效率?

煤在锅炉中燃烧放出大量的热量,其中大部分被锅炉吸收,产生蒸汽,这是被利用的有效热量,而另一部分热量损失掉了,称为热损失。锅炉效率是指燃料中被利用的有效热量占总发热量的百分数。

4、锅炉主要有哪几项损失?

主要有:排烟热损失、可燃气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、散热损失、灰渣物理热损失。

5、CFB锅炉磨损

CFB锅炉的磨损主要发生在:膜式壁、过热器、省煤器、空气预热器、风帽及浇注料。

 1)、膜式壁的磨损 

膜式壁的磨损位置主要是:与卫燃带交界处;下部密相区;膜式壁对接焊缝处;四角缝;与炉膛出口、看火孔浇注料相邻处; 布风板与落渣管接合处;膜式壁上的凸起物处。 

2)、过热器管子的磨损 

从旋风分离器中心筒出来的烟气会因惯性偏向过热器室顶棚,因此对过热器上部管子冲刷较重。 

3)、省煤器管子的磨损 

省煤器管系最上边两排一般设计有防磨护瓦,可有效地保护下面的管子,但由于烟气的折流冲刷,应注意第三排管子的磨损情况,一旦泄漏,只有将泄漏的管子堵死弃用。省煤器管系与联箱相连的穿墙管段都设计有直形护瓦,一般正常运行2-3年后,会有少数护瓦磨穿,甚至磨透管子而泄漏停炉,因此,应注意停炉时定期检查,及时补焊或更换护瓦。另外我们还遇到过这么一种磨损导致泄露停炉情况,由于弯头护帘过长,直接抵到穿墙管护瓦上,由于护帘的导向作用,烟气颗料径直冲刷穿墙管直形护瓦,以致磨穿护瓦和管壁而泄漏停炉,处理方法是:将护帘最下段割去,减轻其导流作用,在直形护瓦上再加焊一层护瓦,并定期检查即可。 

4)、空气预热器管子的磨损 

卧式空预器管子上口都应加防磨套管,因为离管口以下300-400mm处为最大磨损点,磨损后会造成送风外逸,风量减少,影响燃烧。而有的锅炉厂只为其中的一组空预器管箱配带防磨套管,造成未配带防磨套管的空预管箱子的磨损,应注意检查是否有此现象,并及时补加套管。 

5)、风帽的磨损 

由于风帽处于流化床料激烈的摩擦中,因此磨损较为严重。

 6)、浇注料的磨损 

浇注料磨损最厉害的地方是炉膛出口至旋风筒之间的水平过渡烟道的顶棚和旋风筒的顶棚,往往被烟气冲刷成蜂窝状,很容易脱落。

6、影响磨损的另外几个因素 

1)燃料的配比 

劣质煤、煤矸石、掺炉渣及灰分大的煤,燃烧时烟气中灰浓度高,对受热面的磨损将增大,而且锅炉的热效率也相对较低,因此使用合适的煤种对磨损和热效率都有利。

 2) 颗粒度 

当燃料颗粒度较大时,密相区燃烧份额增大,对风帽和下部膜式壁的磨损增加。  

3 )风量

当燃料粒径一定时,风速增加,引风加大时,则烟气流速增加,密相区燃烧份额下降,对上部膜式壁磨损增加,因为磨损量与烟气流速的3.6次方成正比。送、引风是一个相对稳定的平衡状态,使炉膛负压维持在-20—-100Pa,若引风过大,则烟气夹带颗粒浓度增大,增加尾部受热面的磨损。

7、对于循环流化床锅炉,机械不完全燃烧损失有哪几部分组成?

对于循环流化床锅炉,机械不完全燃烧抽失主要由床层排出的底渣和烟气带出的细灰以及布风板漏渣中的未完全燃烧的可燃固体所造成的这几部分损失所组成。循环流化床锅炉的机械不完全燃烧损失通常在2%~8%

8、影响循环流化床锅炉机械不完全燃烧的因素有哪些?

影响循环流化床锅炉机械不完全燃烧的因素主要有:

1)过剩空气系数的影响。过剩空气系数越小,机械不完全燃烧损失越大,反之越小。

2)一次风量及一次风速的影响。一次风速及一次风量越大,飞灰含碳量越大,机械不完全燃烧损失越大。

3)床温度低的影响。床温越高,煤的燃尽程度越高,机械不完全燃烧损失越小。床温越低,煤的燃烬程度越低,机械不完全燃烧损失越大。

4)进入炉膛燃烧粒度的影响。煤颗粒度越小,机械不完全燃烧损失越小。煤颗粒度越大,机械不完全燃烧损失越大。

5)煤的性质:挥发分、灰分的影响。煤的挥发分越高、灰分越小则机械不完全燃烧损失越小;反之,则机械不完燃烧损失越大。

6)床层厚度或床压的影响。床层厚度越厚,床压越高,机械不完全燃烧损失越大。

煤粒无过大或过小对燃烧的危害。

在一个正常运行的循环流化床锅炉中,不同粒径的颗粒呈现一定规律分布。入炉煤颗粒过大时,则造成床层不能维持正常的流化状态,产生局部结焦或布风板漏渣,燃烧区域后移,燃烧份额发生改变,主汽温度超出正常范围,锅炉运行偏离了设计工况,还会引起机械不完全燃烧,损失增大,锅炉的总效率不降;入炉煤颗粒过小时,会引起扬析现象,飞灰含碳量较高,机械不完全燃烧损失也增大,另外还会使炉膛内的燃烧份额增大,增大了蒸发热量,造成过热热量比例不降,主汽温度超出了设计范围。

9、循环流化床锅炉床料结焦有哪几种情况?

循环流化床锅炉炉膛结焦分为低温结焦和高温结焦。低温结焦是指床温低于灰渣变形温度,由于流化不好局部超温或低温烧结而引起各种颗粒粘连在一起的现象。常发生在启动或压火过程中的床层内,也可能出现在旋风分离器的灰斗内。高温结焦是指床料整体超温,超过灰渣的变形温度,煤结焦成块。结焦现象一旦出现。会迅速增长,焦块长大速度越来越快。另外,还有一种情况是循环流化床锅炉床料发生渐近性结焦。此时床温和流化状态都是正常的,但已经形成的焦块却呈缓慢增长的态势,逐步发展成为大焦块,最后影响到床层流化,造成被迫停炉的后果。

10防止循环流化床锅炉床料结焦的措施有哪些?

防止循环流化床锅炉床料结焦的主要措施有:控制入炉煤粒度在10mm以下;点火过程中严格控制进煤量;升降负荷时,严格做到升负荷时先加风后加煤;减负荷时先减煤后减风;燃烧调节时要做到“少量多次”的调节方法,避免床温大起大落;经常检查给煤机的给煤情况,观察炉内火焰颜色,返料器是否正常;排渣时根据料层差压及时少放、勤放,锅炉运行人员就地注意观察排出的炉渣是否有焦块,排渣结束后认真检查,确认排渣门关闭严密后,方可离开现场。防止低温结焦的措施有:加强回料器的调整,加大回灰量,调整一次流化风量,使床层尽量流化均匀,给煤机的煤量要适当均匀加大,必要时应加强排渣,将已经结成的渣块放出来,当各点床温逐渐趋向一致时即可认为已经处理好。

11、锅炉爆管的根本原因是什么 

   水冷壁、过热器、再热器、省煤器的管子,在承受压力条件下的破损,均称为爆管。发生爆管的根本原因,归纳起来有以下各点: 

1)、升火、停炉操作程序不当,使管子的加热或冷却不均匀,产生较大的热应力。

2) 运行过程中,汽压、汽温超限,或热偏差过大,使管子蠕胀速度加快。 

3)、运行调节不发,如使火焰偏斜、局部结渣、尾部再燃烧等,都会导致局部管子过热。

4) 负荷变动率过大,引起汽压突变,使水循环不正常(变慢、停滞),使管子过热或出现交变应力而疲劳破坏。 

5)、飞灰磨损是导致省煤器爆管的主要原因。燃烧器出口气流偏斜,出现“飞边”、“贴壁”现象,使水冷管磨损,是引起水冷壁爆管的原因之一。 

6)、 管壁腐蚀或管内积盐。当给水含氧量较高,或水速过低,常引起省煤器内壁点状腐蚀而爆管;锅水品质不合格、饱和蒸汽带水,造成过热器管内积盐,导致管壁过热而爆管;高温腐蚀是引起过热器和水冷壁爆管的原因之一。 

7)、制造、安装、检修质量不良。如管材质量不良或管子钢号用错;管子焊口质量不合格;弯头处壁厚减薄严重;管内有异物使通道面积减小或堵塞;检修时对已蠕胀超限的管子漏检,已经磨薄的管子没有发现等。

12为什么循环流化床锅炉不宜长时间在低负荷下运行? 

 循环流化床锅炉不宜长时间在低负荷下运行主要是:

1), 低负荷运行时,床料流化差,易产生低温结焦,在排渣口不宜流化处有小焦块。 

2), 锅炉床温前后墙温差大,最高达150℃。 

3), 由于低负荷不宜投石灰石,排烟温度较低,低温受热面

腐蚀严重,有害气体排放超标,失去CFB锅炉脱硫的优越性。 

4), 低负荷时厂用电率太高,运行不经济。

13、哪种传热方式在循环流化床锅炉中影响最大?为什么? 

答:循环流化床锅炉的传热方式包括传热学中的三种基本方式,即传导、对流和辐射。其中传导传热占整个传热的50%左右,对流传热占整个传热的45%左右。因为流化床锅炉是依靠物料与受热面直接接触而进行传热的,在炉膛内部大量的热物料被流化风量从密相区吹送到炉膛上部稀相区与受热面进行热交换,冷却下来的较大的床料,再返回密相区,进行加热,加热后再次被送到稀相区进行传热,形成流化床锅炉的“内循环”。较小的颗粒被热烟气带出炉膛,稍大一点颗粒,被旋风分离器收集下来,返回炉膛,再次受热、燃烧,形成流化床锅炉的“外循环”。只有很细的颗粒随着热烟气进入尾部烟道对尾部受热面进行热交换。

14、物料平衡:是指炉内物料与锅炉负荷之间的平衡关系,包括三个方面的含义:一是物料量与相应物料量下锅炉负荷之间的平衡关系,二是物料的浓度梯度与相应负荷之间的平衡关系,三是物料的颗粒特性与相应负荷之间的平衡关系。

热量平衡:是指燃料在燃烧室内沿炉膛高度上、中、下各部位所放出的热量与受热面所吸收的热量之间的平衡。

15、循环流化床锅炉易磨损的主要部位?

1)布风装置中风帽磨损最为严重的区域位于循环物料回料口处。

2)水冷壁磨损最严重的部位是炉膛下部炉衬、敷设卫燃带与水冷壁过渡的区域、炉膛角落区域以及一些不规则管壁等,这些不规则管壁包括穿墙管、炉墙开孔处的弯管、管壁上的焊缝等。

3)二次风喷嘴处和热电偶插入处。

4)炉内的屏式过热器。

5)旋风分离器的入口烟道及上部区域。

6)对流烟道受热面的某些部位,如过热器、省煤器和空气预热器的某些部位等。

16、磨损的主要危害?

循环流化床锅炉的磨损主要包括受热面的磨损和耐火材料及布风装置的磨损。在受热面磨损中,不管是水管、汽管、烟管还是风管的磨损,轻者导致热应力的变化,使其受热不均,重者造成爆管或者受热面泄漏,严重时导致锅炉停炉;耐火材料磨损会使耐火层脱落、锅炉漏风或加重磨损受热面;布风装置磨损将导致布风不均,严重时会使锅炉结焦,这些都将不同程度的影响锅炉的正常及安全经济运行。

17. 影响锅炉出力的因素有哪些?

1)受热面不足。在改型设计或完善过程中,增加受热面。

2)燃料粒度大,筛分特性不满足要求,悬浮段物料浓度低,传热系数小,使出力上不去,或者表现未床层温度高,加不上煤,解决办法是改进燃料制备系统,控制燃料粒度。

3)流化床速度低,使整个循环量不足。若是因为风机性能差,应调整;若是因为锅炉漏风严重,应堵漏。

4)分离器效率低,物料循环量不够多,造成这种情况的原因有:

1> 分离器安装质量差,旋风筒内表面不光滑.

2> 运行返料风过大,沿料腿进入分离器

3> 返料器内挡板损坏.

4> 中心筒变形,收集效率低.

5> 给水温度低,达不到设计值.

运行经验及体会

1、控制好流化床温度

流化床温度是指密相区料层的温度,在运行中必须密切监视它的变化,一般控制在850℃---950℃,床温过高容易出现结焦,过低容易灭火。对床温要有预见性,防止床层缺氧燃烧,缺氧燃烧的现象为床温先缓慢下降,等还原后,虽减煤加风也无济于事,造成床温大副上升而超温结焦。这一气氛的控制以监视过热器后烟气含氧量指示为基准,调整含氧量值在最佳值附近波动,炉膛内燃烧气氛良好,床温自然好控制。

2、控制好返料器温度

返料器的温度与流化床温度是密切相关的,返料器在运行中除保持良好的通风外,就是保持其温度的稳定性。它与床温的差值会因煤质的差异而不同,当燃用挥发份低的燃料时,在炉膛内不宜完全燃烧尽,会使燃料在返料器仍有较大的燃烧份额,使返料器温度过高,这时,就应与流化床温度协调控制,保证任何一个都不能超温。有时,在锅炉断煤时,向炉膛内多量加煤,除根据含氧量指示调整给煤量外,还应密切注意返料器温度的变化,当返料温度开始回升时,注意给煤量的回减,先将返料器温度控制稳定,流化床温度也就会稳定,这是循环灰对床温的调节作用造成的。当料层差压过低时,一次风穿透力太强,大量细颗粒吹入返料器燃烧,也容易造成返料器超温。因此,返料器温度的调节,对返料器能否正常工作起到关键的作用,一般在运行中控制在1020℃以内,略高于流化床温度。保持返料器温度稳定是保证循环流化床锅炉正常循环燃烧和充足循环量的有效手段。其放灰调节是根据炉膛差压值来定,当炉膛差压超过高超过1KPa时,可由返料器底部放灰,保持返料器内良好的松动风,防止堵灰和结焦。

3、保持合适的料层差压

料层差压反应实际运行中的料层厚度,正常运行中根据我们的运行经验一般控制8.5KPa左右,最高不超过9KPa,最低不低于8KPa。料层差压的高低可从炉底排渣来控制,保持合理的料层差压是保证循环流化床锅炉正常流化燃烧的手段。料层过厚,风压过高,会增加电耗,且床层膨胀特性不好,流化质量下降,床层缺氧,燃烧工况滞后,一旦放渣后料层减薄,烟气温度升高,造成过热汽温大起大落。料层过薄,风压低,一次风穿透力太强,会使燃烧状况不稳定,细颗粒上升比例增加,甚至发生返料器结焦。

4、合理搭配燃料粒径

在我国循环流化床锅炉燃料粒径要求0---13mm。燃料粒径过大,造成密相区放热过大,流化床温度过高,不得不减少给煤,导致锅炉出力下降。为防止粗颗粒沉底,必须大风量运行,不仅引起烟气量、烟温的变化,还会使尾部受热面飞灰浓度增大,影响到汽温的升高,及尾部受热面的磨损。总之,严格控制燃煤粒度是保证循环流化床锅炉正常燃烧和出力的重要标准。既要有较大的颗粒作为密相区内的着火热源,又要有细颗粒作为传热的载体,在稀相区放热,对蒸发受热面传热。

5、增加运行操作的稳定性

循环流化床锅炉的燃烧与运行水平有密切关系,一台设计比较好的锅炉,若运行水平不高,技术管理不善,有可能降低燃烧效率,达不到锅炉出力。锅炉在运行中应根据负荷和煤质情况,及时调整燃烧工况,保证正常的床温和风煤配比,以降低机械不完全燃烧热损失和排烟热损失,维持合理的烟气含氧量值,很好地组织在密相区和稀相区的燃烧。调整时,要注意燃烧的稳定性,具体表现在使返料器温度稳定,返料器温度在一定程度上反映循环灰量的多少,在高负荷情况下,应在低于结焦温度情况下,尽量提高返料器温度,并保持稳定。返料器温度高,循环灰量越大,从密相区带走的热量越多,流化床上部悬浮段物料浓度及温度都将稳定,辐射和对流传热系数都将增大,因此,锅炉负荷高且稳定,否则,返料器温度忽高忽低,使循环量忽大忽小,传热不稳,负荷不稳,并且压力忽高忽低,无论蒸发量及蒸汽做功能力上都很难达到一个较好的状态。

环流化床锅炉的问题具体体现在以下几个方面:

一、锅炉出力不足

1、分离器效率低

   这是锅炉出力不足的主要原因,分离器实际运行效率达不到设计要求,导致小颗粒物料收集量不足,因而,造成悬浮段物料浓度下降及传热量不足,使出力达不到。同时,还造成飞灰可燃物增大,影响燃烧效率,尾部受热面的磨损加剧。造成分离器效率下降的原因上分离器内壁的光滑度,中心筒的变形及插入深度。

2、燃料特性与燃烧份额分配不合理

由于燃料特性的差异,导致燃料在炉膛内停留时间不同,物料平衡及热量平衡不能达到理想的状态,要达到这两种平衡,必须确定进入燃烧室内的燃料在上、中、下各部位的燃烧份额。一些循环流化床锅炉达不到出力,原因之一就是燃烧份额分配不合理。如当燃用挥发份低位发热量高的煤种时,燃料在炉膛内不易完全燃尽,在分离器及返料器后燃,由于发热量高,给煤量少造成循环量不足,使密相区超温,出力达不到。用大风量运行,则加大受热面的磨损,增大排烟热损失。因此,在燃烧这种煤时,将其与挥发份较好的燃料合理掺配,使炉膛上、中、下物料及热量达到平衡,炉内才能有较均匀、理想的温度场,实现燃烧放热与蒸发受热面的吸热平衡,保证锅炉出力。

3、燃料粒径配比不合理

循环流化床锅炉对燃料粒径要求为0---13mm,而较大颗粒只占很少部分,对入炉煤要求有合理的搭配粒度。对于挥发份高的煤,由于在燃烧特性方面破碎性较好,粒度可适当放宽。而对于挥发份低的燃料,必须破碎到合适的粒度范围,才能达到较好的出力。这是因为挥发份低的煤,燃烧速度慢,颗粒破碎性差,颗粒过大,容易使大量颗粒聚集在密相区燃烧,循环量不足,造成密相区超温,不得不减煤,减低锅炉出力。

二、结焦问题

几乎所有的循环流化床锅炉用户都不同程度地受此问题的困扰,结焦部位在流化床和返料器内。

1、流化床结焦

1)点火启动过程中,较容易发生流化床结焦。

一种情况:点火初期,床温升至700℃左右向炉膛内加煤,一次风量太小,床料达不到流化状态,造成加入的煤粒在床面堆积燃烧,整个料层混合不好,导致局部温度过高,并粘连周围颗粒而逐渐扩大,形成结焦。流化床内其他地方温度较低,故成为低温结焦。

预防方法:在冷态试验时确定好最低流化风量,当加煤时一次风量一定达到最低流化风量以上。

另一种情况:点火后期,对燃煤着火特性不了解,或加煤量过大,造成点火后期升温速度过快,超温结焦。

预防方法:熟悉燃料着火特性,调整给煤量及一次风量,控制好点火后期温升速度,若出现温升速度过快可瞬间增大一次风量,控制住温度上升趋势,再减至原来风量,调整给煤量将床温控制稳定。

2、正常运行中,造成炉膛缺氧状态严重,使床温上升过快结焦。其原因如下:

1)煤种变化大,未能及时发现和调整。

2)给煤机调速系统失灵,造成给煤机超速,未能及时发现并将给煤机停下,使大量给煤进入炉膛。

3)给煤机断煤时,操作不当,减风加煤过多,床温回升时,未能及时将风煤恢复到原来的正常位置。

预防方法:

运行中密切监视过热器后烟气含氧量的变化,及时发现异常及时调整。

3、由于布风系统有缺陷或参数控制不当,造成渐进性结焦。

1)布风系统缺陷造成局部流化不良,由局部逐步蔓延形成结焦。

2)煤中结存大块造成燃烧室下部冷渣沉积,逐渐形成结焦。

3)由于放渣管堵塞,造成料层差压过高,床层严重缺氧,引起超温结焦。

4、返料器结焦

造成返料器结焦的因素:

1)强制带负荷,使返料器长期超温。

2)对返料器温度监视不够,而超温结焦。

3)煤中细颗粒比例过大,造成返料器后燃严重,燃料器负担加重而堵灰结焦。

4)煤质发生变化未及时调整。

5)给煤机断煤时,向炉膛没大量加煤,大量细煤粒吹入返料器内,发生二次燃烧结焦。

6)热电偶指示不准确,使运行人员误操作。

7)返料器内部故障:

A、小风帽损坏,造成返料风室堵灰,通风能力减弱,使返料器堵灰结焦。

B、混凝土脱落,使返料器堵塞。

C、返料器内异形砖损坏,而影响返料造成堵灰结焦。

8)料层差压太低,一次风穿透力太强,造成细煤粒吹入返料器内燃烧,而超温结焦。

9)燃料挥发份低,含炭量高,造成大量细颗粒燃料进入高温旋风分离器内燃烧,引起分离器超温结焦。

预防措施:

1)合理掺配燃煤,防止后燃现象发生。

2)控制好炉膛差压,当锅炉燃料含灰量大造成循环物料量增大,应及时放灰调节。

3)运行中定期对返料风室放灰,保证良好的松动风。

4)锅炉停炉或压火时,要及时放掉返料器内循环灰,防止高温物料因漏风发生燃烧结焦事故。

5)严格控制燃煤筛分比例,保持0---13mm。

6)定期检查更换热电偶,防止运行人员误操作。

7)当锅炉断煤想炉膛加煤时,返料温度开始回升时,注意给煤量的回减,防止返料器超温,并及时将返料器温度控制稳定。

三、磨损问题

磨损问题一直是困扰循环流化床锅炉发展的问题之一,磨损问题解决不好,锅炉无法正常运行,运行中严重磨损的部位主要发生在受热面,旋风分离器等部位。

 造成磨损的原因:

循环流化床锅炉燃烧方式决定了其燃烧特点是低温、动力特性,从炉底布风装置出来的空气流,必须具有足够的速度、强度,在床内形成强烈的扰动,才能使流化床上的固体颗粒得以充分的燃烧,这种气固两相流强烈扰动和燃烧时,烟气中大量的飞灰颗粒,以极高的速度冲刷水冷壁及其它设备,使其表面受到剧烈的磨损,发生局部严重破坏,影响锅炉安全运行。另外,若旋风分离器分离效率达不到要求,分离器后受热面直接受到较高浓度的烟尘气流冲刷,也是其受热面磨损的主要原因之一。再加上选择耐火材料不合理,耐火材料性能差或没有专门的循环流化床锅炉使用的耐火材料,及施工工艺不符合要求,都是循环流化床锅炉磨损的主要原因。

影响循环流化床锅炉磨损的主要因素有:

1)烟气物料速度。速率越大,其磨损速率越快。

2)烟气中的物料浓度、粒度。

3)被磨损件表面粗糙度、硬度和抗磨性能。

常见的防磨措施有:

1)利用耐火材料防磨

    主要根据不同磨损部位,采用不同的耐磨材料。例如,在水冷壁的向火面,设置导流防磨梁,根据具体的磨损部位,水平环绕水冷壁一周,呈矩形截面,材料为耐磨可塑料或耐磨浇注料,运行中磨损量大幅下降,大大减轻了水冷壁的泄漏和磨损。

过热器的弯头部位也磨损相当严重,用在高过前加防磨梁,材料为耐磨浇注料,有效保护了弯头部位。另外,在燃烧室旋风分离器及转弯烟道的墙及耐火材料表面刷耐磨涂料,厚度2---3mm即可,该产品属热硬性物料,经高温后,形成釉状保护层,耐磨损。

2)利用结构防磨

结构防磨,利用设备结构改造防磨,例如,省煤器前排加防护板。

第一、四根短接,割断第二、三根管。对其可行性,经过科学的论证,确定实施方案,极大减轻了省煤器的磨损。水冷壁分组整片翻转180°,再利用技术等,都取得了较好的防磨效果,延长了设备的使用寿命。

3)运行方式防磨

由于磨损量与烟气流速的三次方成正比,因此,在运行中,注意风量控制,降低烟气流速;控制燃料的筛分比例,减小灰粒子浓度和粒子直径;来减少磨损,同时,要加强对磨损量的检测,采用定期维护(3---5个月),减少爆管,泄漏造成的停炉事故。

四、飞灰含炭量高

   引起飞灰含炭量高的原因是多方面的,主要有:

燃烧工况组织不好,旋风分离器分离效率低,燃料的粒径比例偏离设计值,煤种偏离设计值等。

处理措施有:

改善燃烧工况,提高燃烧效率,增加二次风出口射流穿透性,使之得到较为充分的燃烧,严格控制燃料粒径,进行煤种的合理搭配。

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 第六章除尘除灰出渣及脱硫

1. 电除尘器的作用?

是将飞灰从烟气中分离并清除出去,减少飞灰对环境的污染和对引风机的磨损.

2. 电除尘的特点?

电除尘器的除尘效率高达99%左右;处理气体量大;烟气流速低,阻力小,运行费用也低.缺点是结构复杂;体积大,占地面积大,造价昂贵,维修也较复杂;对粉尘电阻有一定的要求.

3电除尘器的组成部件有哪些?

电除尘器有集尘极(阳极)、电晕极(放电极、阴极)、振打装置、气流分布装置、壳体以及排灰装置等组成.

4. 电除尘器的工作过程分几个阶段?

电除尘器的工作过程大致可分为尘粉荷电、收集灰尘粉、清除捕集的尘粒三个阶段。

5. 什么叫电晕放电?

把针电板和平板电极相对放置,并在针电板侧加以高压直流电压(72kv),当电场超过游离场强时,在电极针点附近就发生急剧的火花放电,此时,针电极针头附近的气体被电离,这种自持自电现象称为电晕放电.

6. 电除尘器的工作原理?

在电晕极和集尘极组成的不均匀电场中,以放电极(电晕极)为负极,集尘极为正极,并以72kv的高压直流电源(高压硅整流变压器将380v交流电整流成72kv高压直流电,由横梁通过电晕极引入高压静电场),来充足.当这一电场的强度提高高某一值时,电晕极周围形成负电晕,气体分子的电离作用加强,产生了大量的正负离子.正负离子被电晕极中和,负离子和自由离子则向集尘极转移,当带有粉尘的气体通过时,这些带负电荷的粒子就会在运动中不断碰到并被吸附在尘粒上,使尘粉荷电,在电场力的作用下,很快运动到达集尘极(阳极板),放出负电荷,本身沉积在集尘板上.

在正负离子运行中,电晕区里的粉尘带正电荷,移向电晕极,因此,电晕极也会不断积灰,只不过量较小.收集到的粉尘通过振打装置使其跌落,聚集到下部的灰斗中由排灰电机排出,使气体得到净化.

7. 投入高压静电场运行时应注意什么?

电除尘器投运时,为防止因结露爬电而引起损害,各加热器至少应在开始启动前8小时投运,以确保灰斗内和各绝缘的干燥,其中,阴,阳极,横梁加热装置为电加热,灰斗加热为蒸汽加热.如电除尘器出口烟气温度低于露点温度时,则不应投入高压硅整流变压器.点火初期,为防止油灰混合物粘结在极板,极线上而影响电除尘器的运行及除尘效果,电除尘器应该在锅炉燃烧完全正常,撤去油枪,运行稳定后,投入静电场运行.

8、电除尘器的优缺点

优点:

1)除尘效率高

2)阻力小

3)能耗低

4)处理烟气量大

5)耐高温

缺点:

1)钢材消耗量大

2)占地面积大

3)对制造、安装和运行要求比较严格

4)对烟气特性反应敏感

9、仓泵工作原理

  正压浓相气力输送泵在本系统中主要用于粉煤灰的输送,它自动化程度高,利用 PLC 控制整个输送过程实行全自动控制。主要由进料装置、气动出料阀、泵体、气化装置、管路系统及阀门组成。仓泵输送过程分为四个阶段:

1)进料阶段: 仓泵投入运行后进料阀和排气阀打开,物料自由落入泵体内,当料位计发出料满信号或达到设定时间时,进料阀和排气阀自动关闭。 在这一过程中,料位计为主控元件,进料时间控制为备用措施。只要料位到或进料时间到,都自动关闭进料阀。

2).流化加压阶段:  泵体加压阀打开,压缩空气从泵体底部的气化室进入,扩散后穿过流化床,在物料被充分流化的同时,泵内的气压也逐渐上升。

3.)输送阶段:  当泵内压力达到一定值时,压力传感器发出信号,二次气阀打开,延时几秒钟后,出料阀自动开启,流化床上的物料流化加强输送开始,泵内物料逐渐减少。此过程中流化床上的物料始终处于边流化边输送的状态。

4)吹扫阶段:  当泵内物料输送完毕,压力下降到等于或接近管道阻力时,加压阀和吹关闭,出料阀和二次气阀在延时一定时间后关闭,从而完成一次工作循环.

10、布袋除尘器工作原理?

含尘气流上升时与布袋外壁相碰撞,粉尘被布袋过滤,气流则通过布袋经出口排出。在布袋顶部有吹扫喷嘴,吹扫喷嘴向布袋内部脉冲、连续的吹扫,吹扫冲击波撞击布袋骨架,阻止含尘气体进入,并保证布袋膨胀,这样积灰就被清楚并落入灰库。

11、布袋除尘器的优缺点?

优点:

1)除尘效率高。

2)适应性强。

3)使用灵活。

4)结构简单。

5)工作稳定。

缺点:

1)适应范围受到滤料的耐温、耐腐蚀性能的局限。

2)不宜用于黏结性强及吸湿性强的粉尘。

3)若处理风量较大,则占地面积大。

12、石灰石-石膏脱硫工艺

基本工艺过程

  在石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺中,俘获二氧化硫(SO2)的基本工艺过程:烟气进入吸收塔后,与吸收剂浆液接触、进行物理、化学反应,最后产生固化二氧化硫的石膏副产品。基本工艺过程为:

气态SO2与吸收浆液混合、溶解

SO2进行反应生成亚硫根

亚硫根氧化生成硫酸根

硫酸根与吸收剂反应生成硫酸盐

硫酸盐从吸收剂中分离

用石灰石作吸收剂时,SO2在吸收塔中转化,其反应简式式如下:

            CaCO3+2 SO2+H2O ←→Ca(HSO3)2+CO2

  在此,含CaCO3的浆液被称为洗涤悬浮液,它从吸收塔的上部喷入到烟气中。在吸收塔中SO2被吸收,生成Ca(HSO3)2 ,并落入吸收塔浆池中。

  pH值基本上在56之间时, SO2去除率最高。因此,为了确保持续高效地俘获二氧化硫(SO2)必须采取措施将PH值控制在56之间;

  为了确保要将PH值控制在56之间和促使反应向有利于生成2H++SO32-  的方向发展,持续高效地俘获二氧化硫(SO2),必须采取措施至少从上面方程式中去掉一项反应产物物、消耗氢离子H+,以保持ph值和反应物浓度梯度。为达到这个目的,在湿法脱硫技术研究过程中采用:通过加入氧气使硫酸氢氧化生成硫酸根,降低SO32-;通过加入吸收剂CACO3消耗氢离子H+,维持PH值在5-6之间,同时使硫酸根与吸收剂反应生成硫酸钙,降低了溶液中硫酸根浓度。

通过鼓入的空气使亚硫酸氢钙在吸收塔浆池中氧化成石膏。

           Ca(HSO3)2+O2+ CaCO3+3 H2O ←→2CaSO4.2H2O+CO2

  石膏结晶是最终工艺阶段,对于整个工业过程是非常重要的,对最终产品的质量产生决定性的影响。为生产可用的产品必须对石膏的结晶过程进行有效的控制,使石膏结晶能够生成大量易于分离和脱水的石膏颗粒。影响石膏的结晶的参数主要是溶液的相对过饱和度,晶体的增长还受到晶体生长的时间,机械力、PH值变化等的影响。搅拌悬浮液可以使晶粒大小的分布向颗粒较小的方向转移。达到一定的相对过饱和度时,晶种生长速率突然迅速加快,因此产生许多新颗粒(均匀晶种)。通过PH值的变化来改变的氧化速率有可能直接影响石膏的相对过饱和度。

由于浆液循环使用,浆液中除石灰石外,还含有大量石膏。当石膏达到一定的过饱和度时(约130%)抽出一部分浆液送往石膏处理站,制成工业石膏。剩余浆液与新浆循环浆液混合,使加入的吸收剂充分被利用,并确保晶体的增长。石膏晶体的增长是最终产品处理比较简单的先决条件。

   同时从吸收塔浆池中抽出相当量的反应物并送到石膏处理站。这批物料流的组分和吸收塔浆池中悬浮液相同,但是为了使其与悬浮液区别开,称为石膏浆液。在残余水分小于10%重量的干石膏作为副产品从最后的工艺流程阶段排出。

    除了SO2外, ClF以很高的效率从烟气中排出。除氯化物、佛化物外,一系列的不溶性组分例如氧化铁,氧化铝和硅酸盐随一级脱水中产生的稀释流有相当一部分作为废水排放,以保证那些不需要的杂质在吸收浆液中的浓度保持在正常范围内。

   综上所述,脱硫效率控制主要是通过以下手段控制的 

1  控制吸收塔浆液的PH值(通过新石灰石浆液的加入)、

2  增加烟气在吸收塔内部的停留时间(增开循环浆泵)

3  控制石膏晶体(主要通过检测浆液比重来实现)

13、板框压滤机

板框式压滤机主要由止推板(固定滤板)、压紧板(活动滤板)、滤板和滤框、横梁(扁铁架)、过滤介质(滤布或滤纸等)、压紧装置、集液槽等组成。

压滤机工作原理
  压滤机用于固体和液体的分离。与其它固液分离
设备相比,压滤机过滤后的泥饼有更高的含固率和优良的分离效果。固液分离的基本原理是:混合液流经过滤介质(滤布),固体停留在滤布上,并逐渐在滤布上堆积形成过滤泥饼。而滤液部分则渗透过滤布,成为不含固体的清液。
  随着过滤过程的进行,滤饼过滤开始,泥饼厚度逐渐增加,过滤阻力加大。过滤时间越长,分离效率越高。特殊
设计的滤布可截留粒径小于1μm的粒子。压滤机除了优良的分离效果和泥饼高含固率外,还可提供进一步的分离过程:
在过滤的过程中可同时结合对过滤泥饼进行有效的洗涤。
从而有价值的物质可得到回收并且可以获得高纯度的过滤泥饼。

因受个人能力所限,难免存在谬误,望批评指正。

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