循环流化床锅炉学员培训教材(锅炉辅助系统部分)

循环流化床锅炉原理与运行
学员培训教材
(第一版)
目 录
第一章 循环流化床锅炉简介
第一节 循环流化床锅炉概念
第二节 循环流化床锅炉组成
第三节 循环流化床锅炉基本知识
第二章 燃烧系统
第一节 燃料
第二节 相关名词解释
第三节 循环流化床锅炉的传热
第四节 燃烧系统
第三章 风烟系统
第一节 风烟系统流程
第二节 风烟系统设备组成
第三节 风机
第四章 汽水系统
第一节 汽水系统流程
第二节 常用参数的基本概念
第三节 加热系统(省煤器)
第四节 蒸发设备
第五节 过热系统
第五章 锅炉辅助系统
第一节 燃煤制备与输煤系统
第二节 炉前给煤系统
第三节 除渣系统
第四节 吹灰系统
第五节 疏、放水系统
第六节 除尘系统
第七节 输灰系统
第八节 锅炉的膨胀和密封
第六章 循环流化床锅炉的计算机控制系统(DCS)
第一节 锅炉的燃烧控制
第二节 汽水系统的控制
第三节 FSSS 保护系统
第七章 循环流床锅炉的试验和调试
第一节 锅炉水压试验
第二节 安全门校验
第三节 冷态空气动力场试验
第四节 烘炉
第五节 化学清洗
第六节 吹管
第七节 除灰、除渣系统调试
第八节 锅炉整套启动
第九节 锅炉性能验收试验
第八章 循环流化床锅炉的启动和停运
第一节 启动前的检查和准备工作
第二节 启动前的准备工作
第三节 锅炉上水
第四节 冷态启动
第五节 压火热备用及热态启动
第六节 锅炉的停运
第七节 停炉后的冷却与保养
第九章 循环流化床锅炉正常运行调整
第一节 运行调整要求
第二节 锅炉运行参数的控制与调整范围
第三节 床温的控制
第四节 床压的控制
第五节 汽温的调整
第六节 负荷的调整
第七节 汽包水位的调整
第八节 一、二次风量调整
第九节 回料阀风量的调整
第十节 巡检工作
第十章 循环流化床锅炉常见的事故及处理方法
第一节 事故处理原则
第二节 事故紧急停炉
第三节 故障停运条件(申请停炉)
第四节 炉膛结焦事故
第五节 预防可燃物聚积引发的爆燃事故
第六节 循环流化床锅炉耐火材料塌落事故
第七节 返料器的堵塞事故
第八节 冷渣器的堵塞事故
第九节 “四管”泄漏事故
附录一:阀门知识
附录二:锅炉金属材料知识
附录三:压力(表压力)——饱和温度对照表

第五章 锅炉辅助系统

第一节 燃煤制备与输煤系统

一、概述

燃煤制备系统包括燃煤破碎、燃煤运输、燃煤贮存。燃煤破碎系统对循环流化床锅炉运行有十分重大的影响。与煤粉锅炉、层燃 锅炉不同,循环流化床锅炉对煤粒的粒径分布有十分明确的要求。

其原因是:

循环流化床锅炉炉膛中的高温循环灰对炉内燃烧、传热和负荷调节有重要影响,而 循环灰就来自于进入炉内燃烧反应后,且粒径分布合理的煤粒和石灰石。也就是 说,入炉煤既不能太粗,也不能太细。给煤太粗,煤粒(包括燃烧后变成的灰渣 床料)无法参加循环,始终在炉膛下部,因而无法建立起循环流态化工况,并且 易造成风帽磨损。给煤太细,许多细煤粒还来不及完全燃烧,就被烟气带出高温 旋风分离器,造成飞灰未完全燃烧热损失增大。一般而言,给煤粒度在 6~8mm 以下,但入炉煤的平均粒径都在 1mm 以下, 即 3mm 以上粒径的煤,所占份额很小。不同的锅炉制造厂商,往往推荐的给煤粒度略有不同,这与其具体循环流化床锅炉的流态化工况、旋风分离器结构(主要是分离效率)、煤种特性(煤粒在炉内燃烧后产生爆裂的情况)等因素有关。为保证给煤粒度分布,燃煤破碎系统一般包括破碎、筛分设备。整个燃煤制 备系统也由破碎、筛分、输送、贮存、给煤设备组成。为达到要求的给煤粒度分 布,整个燃煤系统必须协调一致地工作。

二、大型 CFB 锅炉燃煤制备系统概况

国内 50MW 至 150MW 级 CFB 锅炉常采用如图 5-1 所示的燃煤制各及运输 系统。

该燃煤制备、运输系统的布置特点是:

原煤经一台往复式给煤机或叶轮式给煤机送至皮带输送机,皮带输送机上设有两级除铁器。煤被输送至一级环锤式 65破碎机破碎后落在煤筛上,经筛分后,粒径>7mm 的筛上物进入第二级环锤式破碎机继续破碎,筛下物与二级破碎后的煤均落在下一级输煤皮带上,作为成品煤被送至炉前成品煤仓,其粒径全部小于 7mm。一般情况下,燃煤制备系统设计出力约为锅炉燃煤量的 3 倍左右。

二、破碎设备

1、物料破碎的基本方法

普通物料可以采用如下四种基本方法进行破碎:撞击、研磨、剪切和挤压,如图 5-3 所示。大多数破碎机所采用的破碎方法都是这几种基本方法的组合。

1)撞击破碎。所谓撞击是指一个运动的物体与另一个物体发生快速而剧烈的碰撞。

2)研磨破碎。将物料夹在两个坚硬的表面之间进行搓擦,就称为研磨。研磨会导致研磨表面的严重磨损,并且比其他破碎方法消耗更多的能源,但目前仍将 其应用于对一些磨蚀性不强的物料的破碎过程,比如用来磨煤。研磨破碎主要用于以下场合:

3)剪切破碎。与研磨不同的是,剪切是指物料受到来自不在同一平面上的两个方向相反的力的作用,类似于剪刀。剪切破碎总是与其他破碎方式共同出现。

4)挤压破碎。所谓挤压破碎就是指物料受到两个表面的压力而产生的破碎现 象。鳄式破碎机就采用这种挤压方法破碎十分坚硬的岩石。但也有一些鳄式破碎 机采用研磨和挤压这两种方法一起进行破碎,就不适合破碎坚硬的物料,因为这些物料会造成挤压面的磨损。一般破碎设备都采用以上两种或多种破碎方式进行物料的破碎。

2、循环流化床锅炉燃煤制备系统中常用的破碎设备

目前,国内已用于循环流化床锅炉燃煤制备系统的破碎设备主要有:环锤式 破碎机、辊式破碎机、振动式粉磨机、棒式粉磨机。破碎机与粉磨机的区别是: 采用粉磨机破碎后的物料,70%以上的粒径都在 1mm 以下。因此粉磨机常用于 第二级破碎系统,尤其是用于石灰石的第二级破碎。

1)环锤式破碎机。

环锤式破碎机是循环流化床锅炉燃煤制备系统中的重要设备之一,既可以作为一级破碎设备,也可作为二级破碎设备。环锤式破碎机具有出力大、出料稳定、运行可靠、寿命长以及高破碎比等优点。某些型号的环锤式 破碎机的进料粒度最大可达 300mm,出料粒度可小于 1mm。一般破碎比可达到 1:15,最大出力可达 1500t/h。环锤式破碎机在许多行业都有广泛应用。环锤式破碎机分为可逆式和不可逆式两种。图 5-4 所示是环锤式破碎机结构示意图。该型破碎机是一种旋转锤开口排放型破碎机,装有双层壳体及可逆旋转的转子,以纯坤击方式破碎物料。当煤块从预定高度落入旋转锤的轨道内时,首先被高速旋转的锤头击碎,并从飞锤获得足 够的动能,当煤块冲向破碎器块时,被再次破碎。由于物料在锤和破碎器块之间 66的来回反弹,其粒度不断变小,直至从破碎机底部开口排放出来,如图 5-5 所示。

转子旋转速度是生产一定物料粒径的主要因素,较细的出料粒径是由较高的 转子速度产生的,因此在燃煤制备系统中二级破碎机的转速( 1500r/min)高于一级 破碎机转速(1000r/min)。可逆旋转特性是该型破碎机的重要特点之一,转子在一个方向上运行一定时间,然后反向运行同样长的时间。连续的变换旋转方向可使锤头和破碎器块都较均匀地磨损,并取得最经济的运行效果。只有在破碎后的煤粒粒径无论怎样调节都达不到要求时,才进行锤头的更换。破碎机上部的破碎器块是固定的,下部的破碎器板是可调节的,调节破碎器板的前后位置可控制破碎器块和锤头之间的间隙,补偿锤头和破碎器块的磨损,以保证最终得到合格的成品煤粒径。此外,破碎器块也可以上下两种方向安装,使破碎器块的寿命得以延长。不同生产厂家制造的该型破碎机,可安装三至八排锤头,锤头为单柄锤。根据破碎机型号不同,每排可安装十多个甚至二十多个锤头。 国外某些厂家生产的该型破碎机,还采用电加热内壁,可防止煤泥粘结在破碎机内壁上,并在破碎的同时产生一定的干燥作用。该型破碎机还可用于破碎石灰石。

2)辊式破碎机。

辊式破碎机的应用范围也极为广泛。许多大型循环流化床锅炉燃煤制备系统也选用辊式破碎机作为一级或二级破碎设备。辊式破碎机有单辊式、双辊式、三辊式及四辊式等形式,如图 5-6 所示。辊式破碎机主要用于能源动力、化工、冶金等行业中进行煤、矿石、各种盐 块、渣块、岩石等较软及中等硬度物料的破碎。辊式破碎机的辊子一般采用特殊的铸造合金制造,有时在辊子表面覆盖一层 67耐磨台金。辊子表面可以呈锯齿(齿辊式)、凸轮等多种形状。辊式破碎机的主要优势在于:出力大且稳定,工作寿命长,易磨损件更换方便,破碎比较高,以及破碎后细粉比例较低。 辊式破碎机主要用于能源动力、化工、冶金等行业中进行煤、矿石、各种盐 块、渣块、岩石等较软及中等硬度物料的破碎。辊式破碎机的辊子一般采用特殊的铸造合金制造,有时在辊子表面覆盖一层耐磨台金。辊子表面可以呈锯齿(齿辊式)、凸轮等多种形状。辊式破碎机的主要优势在于:出力大且稳定,工作寿命长,易磨损件更换方便,破碎比较高,以及破碎后细粉比例较低。不同形式的辊式破碎机,辊子之间、辊子与破碎板之间的距离是可调的,从而可以调节出力和出料粒度。其中,双辊式、三辊式以及四辊式破碎机的工作噪声较少,且带有过负荷保护。循环流化床锅炉燃煤制备系统中,单辊式破碎机一般被用作第一级破碎(粗破),双辊式破碎机用作第二级破碎(精破)或用于石灰石制备系统中的第一级破碎(粗破)。三辊式破碎机和四辊式破碎机一般用于石灰石制备系统的二级破碎(精破)。 3)振动式破碎机。

振动式破碎机也称振动式粉磨机,它利用振荡块产生的高频振荡作用,将破碎筒中的物料破碎。筒中放置一定量的钢球、钢棒等碾磨材料,当物料进入筒内后,在外力振动作用下,物料与碾磨材料之间产生碰撞、挤压以 68及碾磨作用,物料粒径变小,经过一个筛子流出破碎机。

4)圆锥式破碎机。

圆锥式破碎机通过挤压方式将物料破碎。挤压力量来自于设置于破碎机中心绕圆周振动的圆锥体。物料靠重力由上部料斗落下,经过圆锥体与破碎腔室之间的间隙到达破碎机出口,在这一过程中,沿一条圆周线摆动的锥体将物料挤压破碎。

5)鳄式破碎机。

当原煤粒度太大时,常采用鳄式破碎机对煤场的原煤进行初 步破碎。鳄式破碎机适合破碎从中等硬度到高硬度的各种物料,如岩石、煤炭、建筑 垃圾、玻璃等坚硬物料。鳄式破碎机的出力可达 400t/h,入料粒度可达 1250mm。根据不同的入料粒 度,其出料粒度可达 20mm 以下,破碎比可达 1:7。

四、筛分设备

1、筛分原理与筛分过程

将颗粒大小不同的碎散物料群,多次通过均匀布孔的单层或多层筛面,分成若干不同级别颗粒的过程称为筛分。理论上大于筛孔的颗粒留在筛面上,称为该 筛面的筛上物,小于筛孔的颗粒透过筛孔,称为该筛面的筛下物。

碎散物料的筛分过程可以看作由两个阶段组成:

一是小于筛孔尺寸的细颗粒通过粗颗粒所组成的物料层到达筛面;

二是细颗粒透过筛孔。要想完成上述两个过程,必须具备最基本的条件,就是物料和筛面之间要存在着相对运动。为此,筛箱应具有适当的运动特性,

一方面,使筛面上的物料层成松散状态;

另一方面,使堵在筛孔上的粗颗粒闪开,保持细粒透筛之路畅通。实际的筛分过程是:大量粒度大小不同、粗细混杂的碎散物料进入筛面后,只有一部分颗粒与筛面接触,而在接触筛面的这部分物料中,不全是小于筛孔的细粒,大部分小于筛孔尺寸的颗粒,分布在整个料层的各处。由于筛箱的运动, 筛面上料层被松散,使大颗粒本来就存在的较大的间隙被进一步扩大,小颗粒乘机穿过间隙,转移到下层。由亍小颗粒间隙小,大颗粒不能穿过,因此,大颗粒在运动中,位置不断升高。于是原来杂乱无章排列的颗粒群发生了析离,即按颗粒大小进行了分层,形成小颗粒在下、粗颗粒居上的排列规则。到达筛面的细颗 粒小于筛孔者透筛,最终实现了粗、细粒分离,完成筛分过程。然而,充分的分离是没有的,在筛分时,一般都有一部分筛下物留在筛上物中。细粒透筛时,虽然颗粒都小于筛孔,但它们透筛的难易程度不同。经验得知,和筛孔相比,颗粒越小,透筛越易,和筛孔尺寸相近的颗粒,透筛就较难,透过 筛面下层的大颗粒间隙就更难。在实际筛分过程中,小于筛孔的颗粒要落入筛下,受许多因素的影响,归纳起来可分成三个方面:物料性质、筛分设备的性能及对筛分机的操作管理。对筛分过程产生影响的物料性质主要包括:煤粒和筛孔的相对尺寸,燃煤的水分、含泥量等。原料中,难筛粒、阻碍粒(直径大于筛孔但又小于筛孔尺寸的 1.5 倍的粗粒)含量越高,筛分效率就越低。燃煤所含水分可分两种:一是内在水分存在于煤粒的孔隙中;二是外在水分,即煤粒表面上所附的水分,主要由于采原煤过程中加水采煤、井下灭尘喷淋永, 露天堆放时淋的雨水等因素形成。

2、筛分设备 在燃煤制备过程中经常用到筛分设备主要有两种类型:一种是破碎设备自身所带有的筛分装置;另一种是独立的筛分设备。下面主要介绍独立的筛分设备。

1)圆盘筛。

圆盘筛的结构类似于滚轴筛,即在转动的轴上装有许多圆形筛片,相邻的轴上的筛片之间的间隙可使合格粒径的煤落至筛下。图 5 - 11 所示为某进口圆盘筛结构尺寸实测图。经过破碎机破碎的煤落到圆盘筛上后,在圆盘筛若干转轴带动下向出口运动。煤在运动过程中,符合要求的细颗粒煤从圆盘筛片之间的缝隙中落到筛下,成为合格的成品煤;不符合要求的粗颗粒煤被带到圆盘筛出口,然后被重新送回到破碎机中破碎。圆盘筛片采用耐磨钢制作。圆盘筛具有煤种适应好的特点,不仅出力大,而且适应较高水分的煤种。

2)滚筒筛。

滚筒筛由筛箱、密封罩、振动电动机、二次隔振系统、底架等组成,如图 5 -12 所示。筛箱依靠两台相同的振动电动机作反方向自同步旋转,使整个参振部件做直线振动。煤粉从入料口落入筛箱后,迅速松散、透筛、木屑、 纤维等杂物留在筛网上部,定期由入工清理。除圆盘筛外,CFB 锅炉燃煤制备系统中还使用振动筛,这里不再叙述。实际应用中,筛子经常与破碎机共同组成一个“破碎一筛分”系统,共同保证给煤的粒径分布。这种“破碎一筛分”系统可组成闭式循环或开式循环,如图 5 -13 所示。

六、输煤设备

常规燃煤电厂通常采用运输皮带对燃煤进行输送。近年来,一种称为管状带式输送机(简称管道机)的新型输煤设备已成功地应用于大型循环流化床锅炉电 厂中。

1、输煤皮带 带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。它可以将物料在一定的输送线上,从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送,也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外,还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合,形成有节奏的流水作业运输线。所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。在矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中,广泛应用带式输送机。它用于水平运输或倾斜运输。它由输送带、驱动装置、托辊、机架、清扫器、拉紧装置和制动装置等组成。输送带 l 绕经驱动滚筒 2 和尾部改向滚筒 3 形成无极的环形封闭带。上、下段输送带分别支承在上托辊 4 和下托辊 5 上。拉紧装置 7 保证输送带正常运转所需的张紧力。工作时,驱动滚筒通过摩擦力驱动输送带运行。物料装在输送带上与输送带一同运动。通常利用上股输送带运送物料,并在输送带绕过机头滚筒改变方向时卸载。必要时,可利用专门的卸载装置在输送机中部任意点进行卸载。

2、托辊

作用:

托辊是支承输送带和输送带上的物料重量,减少输送带的运行阻力,并使其垂度不超过一定的限度,以保证输送带沿着预定的方向平稳地运行。

托辊的分类:

按其布置可分为:承载托辊组 和回程托辊组,按用途可以分为槽形托辊,平行 托辊、缓冲托辊、调心托辊四种。槽型托辊如图所示:

3、传动滚筒:

它是传递牵引力给输送带的主要部件。带式输送机是靠绕滚筒张紧的输送带与滚筒之间的摩擦力而运转的。因此,输送带与滚筒面之间必须有足够的粘着力,才能将牵引力传递给输送带,否则输送机运转时,带条在传动滚筒上会发生打滑现象。

4、拉紧装置作用:

1)保证输送带紧贴在传动滚筒上,使它的绕出端具有足够的张力,使所需的牵引力得以传递,使滚筒与胶带之间产生所需的摩擦力,防止输送带打滑。

2)限制输送机胶带各点的张力不低于一定值,以防止带条在各支撑托辊之间过分松驰下垂而引起撒料和增加运动阻力,使输送机能正常工作。

3)补尝输送机带条由由于受拉的塑性伸长和过渡工况下弹性伸长的变化。

4)为输送带重新接头提供必要的行程。

拉紧装置的型式:

有螺旋式、车式、垂直式、液压拉紧和卷扬绞车等。

5、犁煤器:

作用:用于从带式输送机向煤仓卸煤或是实现皮带机转运站的交叉切换方案。 犁式卸料器 犁煤器的结构:

由电动推杆、驱动杆支架、主犁刀、副犁刀、滑床架平行长 托辊、槽形托辊等机构组成。

变槽角犁煤器的工作原理:卸料时,推杆伸出滑床框架后移,使边辊内侧抬 起,槽形活架托辊变成平行,犁头下落,使胶带平直,犁刀与胶带平面贴合紧密,且与皮带运行方向成一定角度,当皮带载煤经过犁煤器时煤就会被犁刀分开而沿着犁刀的两侧面“推”下,进入煤仓。非工作状态时,推杆收回,滑床框架前移拉回,使边辊内侧落下,滑床框架托辊变成槽形,犁刀抬起达到一定角度,物料通过下一级,且不易向外撒料。

第二节 炉前给煤系统

循环流化床锅炉的给煤系统和其燃烧系统的特殊方式有关系,循环流化床锅 炉一般都采用密闭式皮带给煤机或刮板式给煤机。循环流化床锅炉对入炉煤的粒 径要求不太严格,一般粒径在 0~13mm 均为合格。对于不同的煤种对煤的粒径要求也不一样,挥发份较高的煤粒径可以粗一些,挥发份较低的煤要求粒径细一些。且循环流化床锅炉对入炉煤的水分要求也比较宽松,以不造成煤斗堵塞为宜。锅炉一般采用炉前给煤方式:即锅炉前墙设有 3~5 个给煤口,采用气力播料方式。原煤经过破碎机破碎后送入炉前煤仓,经过煤仓下部的称重给煤机进入落煤槽,再利用播煤风将入炉煤均匀的送入炉膛进行燃烧。 炉前给煤采用正压给煤,为了防止烟气反窜到落煤管、给煤机造成设备的损坏,保证燃料入炉后均匀播撒,在给煤机落煤管上设计有密封风及播料风,一般采用二次(或一次)热风。

1、炉前煤仓

煤仓一般采用钢煤斗,外壁为钢板,内衬不锈钢板(1Cr18Ni9Ti),在燃用设计煤种的条件下,煤斗的总存煤量应可满足锅炉 BMCR 工况运行 8~16 小时。

作用:

1) 利于燃烧调整:

燃料先送入煤仓,可以避免给煤不均匀引起锅炉燃烧工况波动,用炉前给料设备把燃料按照负荷要求送入锅炉,利于燃烧的调整。

2) 缓冲功能:

长距离输送的皮带机会出现跑偏等故障,消除故障需要一定的处理时间,煤仓的存在,可以使皮带机故障处理期间,利用炉前中间煤仓储存的燃料继续向锅炉提供燃料。

3) 节能降耗:

设置炉前煤仓,高料位时停止皮带机的运行,节省厂用电;可以减少皮带磨损及犁式卸煤器挡料板的磨损,备件更换。 堵煤主要是由于煤仓内的煤粒出现“起拱”和“架桥”现象产生的;煤仓内壁面粘煤,则是导致煤仓可用容积减少、煤仓不下煤、出现阵发性沟流的主要原因。

产生起拱现象的原因有两种:

一是由于煤粒之间产生自锁现象,尤其是与料斗相比,煤粒尺寸较大时;

二是由煤粒之间的相互作用力引起,尤其在煤粒较细时,如图 5 - 16 所示。当煤粒在煤仓中沿一个沟槽流动时,就形成沟流现象,部分煤粒在流动,而其他的煤粒没有流动。如图 5-17 所示,当煤仓的锥 形壁面与垂直方向的夹角过大时,壁面与煤粒之间的摩擦力太大,煤粒与煤粒之 间而不是与壁面之间产生滑动时,就出现沟流。当流动在沟流和起拱之间频繁变化时,就会出现一种不稳定的流动。沟流可 能会因为外力振劫、启用空气炮等因素而消失;沟流的边壁也可能脱落,在重力作用下形成起拱,继而又出现沟流,周而复始。拱和沟流的频繁出现和消失,容易导致煤仓振动,引起煤仓的损 坏并对给料机造成冲击。 沟流或起拱往往会带来锅炉熄火、煤仓自燃等后果。为避免这一问题,应使煤仓中的煤,形成如图 5 -18 所示的“整体流”流动状态。

要使成品煤仓中的煤以“整体流”的形式流出,煤仓设计及运行时应考虑以下条件:

1)煤仓壁面材料。

一般而言,光滑的壁面易于形成整体流,但也有例外。国内一些电厂常采用在煤仓内壁铺设聚四氟乙烯板减小煤粒与煤仓表面的摩擦系数,实际运行情况表明,有一定的效果。

2)煤粒整体特性。就控制煤中的水分含量及颗粒尺寸,尽量减小摩擦力。

3)煤在煤仓中的停留时间。当停留时间太长时,某些煤粒会粘在煤仓壁面上, 因此停炉前应尽量将煤仓中的煤烧完

4)腐蚀。由于煤中含有一些腐蚀性物质,时间一长,可能会在煤仓壁面上产生一些腐蚀,使摩擦力增大。

5)磨损。一般而言,磨损会导致煤仓壁面更加光滑,但磨损也可能会磨掉光 滑的内衬,使摩擦力增大。当运行中发现煤仓出现起拱和沟流现象时,针对具体的情况,可以采用如下措施:

2、 防堵煤措施 因为外部原因,入炉煤来源复杂,煤的粘性及含水量变化大,煤仓及落煤管 经常出现堵煤情况,严重影响安全生产,防止措施一般有:

1) 建造干煤棚,储存一定的干煤,煤湿时,参配干煤;

2) 煤仓及落煤管加装旋转清堵机、中心旋转给料机、疏松机、仓壁振动器、 空气炮等设备;

3) 煤仓壁易堵煤处(一般在出口向上 0~2 米)及落煤管进炉膛处开捅煤孔, 人工疏通;

4) 停炉时,及时烧空煤仓;停炉后,做好安措,人工进入煤仓清理仓壁粘连物

5) 日常运行时,定期降煤仓煤位至最低,降煤位过程中,结合仓壁振动器 (或人工敲打),将仓壁上粘连的煤振落,防止湿粘煤粘壁板结。

3、称重式给煤机

电子称重耐压式皮带给煤机给料过程为皮带连续给料,给料机将物料输送并通过称重桥架进行重量检测;同时装于尾轮的测速传感器对皮带进行速度检测; 被检测的重量信号及速度信号一同送入积算器进行微积分处理并显示以 t/h 为单位的瞬时流量及以 t 为单位的累计量。其内部调节器将实测瞬时流量信号值与经过通讯板来自于工控机的设定流量值进行比较,并根据偏离大小输出相应的信号值,通过变频器改变电机转速的快慢以改变给料量使之与设定值一致,从而完成恒定给料流量的控制。运输及计量均在坚固的耐压腔体内进行,在输送及计量下部设有刮板式清扫装置,撒落料及飞灰都能被清理到出煤口。整个系统设有皮带跑偏报警,堵煤报警,断煤报警,断链报警和腔内超温报警。机体外壳开有多个观察窗、照明灯,便于随时观察机器运转情况。在称重给煤机头部处接入一次冷风作为密封风,防止炉膛高温烟气反窜烧毁 设备。在国产 100 - 150MW 循环流化床电站锅炉中,常采用重力皮带给煤机+风力播煤机的给煤设计方案。其系统布置如图 5-2 所示。学习锅炉知识,请关注微信公众号锅炉圈这种设计方案一般仅用于前墙给煤的循环流化床锅炉上。在这种系统布置中,每台重力皮带给煤机只给一个给煤口供煤,并在煤仓出口依次布置一个手动闸阀、一个称重式皮带给煤机及落煤管和风力给煤机。在落煤管上设置有一个旋转给料阀和一个电动闸阀。当出现异常情况时,紧急关闭电动闸阀,可防止燃料进入燃烧室,并可防止炉烟反窜烧 坏给煤皮带机。

4、给煤系统日常检查项目:

煤仓:

1) 有无棚煤、堵煤现象。

2) 仓壁有无开裂漏煤现象。

3) 防堵设备运行是否正常。

4) 仓壁振动器底板有无开焊、松动现象,防坠挂绳是否齐全。

落煤管:

1) 有无漏灰、烧红现象。

2) 落煤管内声音及温度是否正常。

3) 密封风及播煤风开度正常。

称重给煤机:

1) 转动部分有无异常摩擦响声。

2) 密封风开度正常。

3) 皮带有无打滑、跑偏现象。

4) 清扫小刮板运行是否正常,内部是否积煤。

5) 控制面板有无报警信号。

6) 远方与就地对照煤量有无偏差。

7) 内部照明是否完好。

8) 电机、减速机温度是否正常。

第三节 除渣系统作用:

是将炉膛内大颗粒床料及杂物排出,维持合适的料层压力及质量。除渣系统由冷渣系统、底渣输送系统和渣仓等组成;冷渣系统的主要设备有高温排渣阀和冷渣器等组成;底渣输送系统的主要设备有埋刮板除渣机(或皮带输送机)、斗式提升机等组成;渣仓及配套卸渣设备主要有脉冲布袋除尘器、干渣散装机、双轴搅拌加湿机、真空压力释放阀等组成。

流程:

锅炉的排渣通过水冷式滚筒式冷渣器冷却到 150℃以下,再通过输送系统排入渣库储存。

一、除渣系统的设备

1、滚筒螺旋冷渣器

1)结构

外壳是夹层的大套筒,冷却水在夹层里循环。内层套筒里焊有螺旋导流槽道,通过传动装置(电机为普通电机,功率为 3~18.5KW 或更高,能耗较高)带动套筒旋转(0~10 转/分钟左右),炉渣顺着螺旋导流槽道前进。在前进过程中与套筒里的冷却水进行热交换,热渣可以从 950℃左右冷却到 150℃左右。输送量通过调节套筒的转速来调节,排渣温度的降低则靠延长套筒和增粗套筒的直径来实现。同样 950℃左右的高温炉渣靠螺旋导流槽道来推进和导出,磨损是很严重的,且导流槽叶片受热后容易变形,影响渣的前进从而加剧磨损相影响排渣能力。由于其换热面积相对较小,为了增大换热面积只能靠延长套筒和增粗套筒的直径来实现,故其体积相对较大(一般长度在 6 米左右)。滚筒冷渣器,主要由滚筒、支承机构、驱动机构、进渣装置、出渣装置、冷却水系统和电控装置等组成,用于锅炉的热渣(约 950℃)冷却。冷却介质为软化水或工业水,工业水易结垢,而结垢会严重影响冷渣效果,故需加大冷却水量来控制出水温度。一般采用除盐水,加热后再回到除盐水系统,提高经济性。其出风口接于通常接于电(布袋)除尘器入口,冷渣器内为负压,能有效的防止灰尘排出而污染环境。

2)空运行试验

注:因旋转水接头里端密封填料易磨损,严禁冷渣机在不通水的情况下运行! 1) 冷却水系安全阀出厂前已检验,但在投运前应再做超压泄放复验。

2) 试运前接通冷却水,转动滚筒使排气口向上,旋开放气塞排除空气,待排气口有水流出再旋入排气塞密封。

3) 调节旋转水接头里端密封填料压紧度,使其每分钟漏水不多于 12 滴。

4) 做不少于 2 次“冷却水超压自动停车报警”试验。方法是关闭进出水阀和拆下电机接线,开车后(电控呈开车状但电机不转)从排气口加入压力水,当加入压力水水压超限时,安全保护功能应使立即停车并报警,同时伴有安全阀泄放。

5) 一切都正常后,再进行不少于 30 分钟的空运行试验观察,若仍无异常便 可投入生产性试运行。

3)生产性试运

在冷渣器“手动”控制状态,通过变频器调节滚筒转速,使其出力跟锅炉排 渣量相适应;在其“自动”控制状态,调节锅炉流化床风压变送器输至冷渣器变 频器的信号强度,使冷渣器出力自动跟踪锅炉的排渣量。

4)日常维护

进出冷却水的旋转水接头里端的密封填料,需适时调节其压紧度,以维持每 分钟漏水不多于12 滴为宜。当填料失效则及时更换。旋转水接头外端的壳腔内有填料密封和推力滑轴承,该填料密封是隔离进出冷却水的,若密封失效,则会使进出水在此短路,从而使冷渣器的冷却性能下降(此时有出水温度也明显下降现象)。该填料的压紧是靠水压形成的轴向力。检查维护与更换填料和推力滑轴承时需拆卸其外端盖。生产运行中的冷渣器停车时,不可立即中断冷却水;否则将引起冷渣器过热受损。冷渣器滚筒的轴向位置需通过冷渣器在运行中挡轮调节纠正其偏离。冷渣器进渣密封结构中,密封环、密封圈和进渣管等都是易损件,磨损失常时则需更换或焊补。学习锅炉知识,请关注微信公众号锅炉圈运行每半年校验一次“冷却水超压自动停车报警”和安全阀泄放。

2、输送系统

锅炉的底渣输送系统采用多级的链斗输送机组合(见图 7-8)。链斗式输送机是用于水平或水平+斜升来输送粉状、颗粒状及块状物料的连 续输送设备。

注意事项

1) 链斗输送机不适用反转。

2) 链斗式输送机不宜输送湿料或具有粘附性的物料,且露天部分应有防雨措施。

3) 变频器参数(如有)已经调试完毕,请不要随意修改。

4) 定期检查接触器各触点是否良好,空气开关是否缺相。

5) 定期测量电机电源,出现过载应马上查找原因,排除故障。

二、除渣系统的运行

1、冷渣器

1)冷渣器的控制:冷渣器控制采用新型节能变频专用电机、变频调速,并配带变频控制器及控制柜。其控制功能应满足冷渣器和其配套部件的启动、停止, 运行和事故处理过程的安全监视、控制、调节、报警、联锁和保护的要求,采用硬线方式连接,可在控制箱上就地控制也可以由 DCS 系统进行控制。传动系统采用变频调速控制方式,通过链轮、链条传动装置驱动滚筒旋转,且滚筒转速 0~2 转/分内可调。

2)冷渣器的保护:

冷渣器设超温、电机过载、断水报警等安全措施。冷渣器进水管装一电接点压力表测量水压。冷渣器出水口处装一电接点温度计,测量出口水温。便于巡查和控制室监视。

联锁跳闸的条件:

a)锅炉 MFT 动作;

b)链斗机跳闸。

3)运行中的监视和检查:

a)冷渣机应尽量做到连续、均匀地排渣;

b)检查冷渣器转动是否正常;

c)检查冷渣器落渣管的温度情况是否正常;

d)检查冷渣器出口水温的变化,确定不能超过 70℃;

e)检查冷渣器的冷却水水压是否正常;

f)检查冷渣器的冷却水流量是否正常;

g)检查排渣情况,炉内受热面及冷渣机泄露时排渣变湿;

h)检查各电机轴承温度、振动正常,地脚螺丝齐全无松动现象,减速机 油位正常,无异音;定期检查为 2 小时就地检查一次冷渣器。

2、链斗输渣机

1)链斗输渣机的控制

链斗输送机的控制,采用远程、就地控制盘自动和手动三种方式。就地控制盘上设有链斗输送机的运行状态显示和手动按钮及远方运行显示 和控制接口,远方和就地选择开关在就地控制盘上。学习锅炉知识,请关注微信公众号锅炉圈远程控制通过 DCS 系统实现,运行人员通过 DCS 系统的操作界面向除渣系 统发出系统启停的指令,对整个系统进行监视和自动控制。就地控制通过就地控制盘上的方式选择开关、状态指示和手动按钮对所有的 设备进行控制,可以对设备系统自动运行和单个设备的独立控制。

2)链斗机的保护 链斗机设有过载、断链、掉链、卡涩等自动停机及报警功能。

3)运行中的监视和检查:

a)检查链斗输送机的运行状况,检查有无链斗、刮板变形、行走轮不转、 脱落,渣斗有无漏渣。

b)检查各电机轴承温度、振动正常,地脚螺丝齐全无松动现象,减速机 油位正常,无异音。

c)检查输渣链斗或外排渣中颗粒度及未燃尽的煤粒多少来判断、调整锅 炉燃烧方式及是否需要更换入炉煤煤种。

第四节 吹灰系统

锅炉中为了满足主蒸汽参数的要求,在对流烟道中布置有大量的对流受热面, 有顺列布置、错列布置等,管间及管排间等都会产生飞灰的沉积,尾部受热面积 灰严重时,会使过热器、再热器、省煤器、空预器传热效率降低,锅炉排烟温度 升高,锅炉效率降低;受热面结焦、积灰还会引起受热面超温,加剧受热面腐蚀,缩短受热面寿命,严重时会影响锅炉的正常运行,甚至影响到巡检人员的人身安全。因此,正确使用吹灰器对防止和清除锅炉水冷壁、过热器、省煤器、空气预 热器管外结渣和积灰有明显作用,对提高锅炉热效率和锅炉安全运行有明显的效果。

1、种类

锅炉受热面常用清灰技术有:清灰剂、钢珠清灰、振动清灰、蒸汽吹灰器、 声波吹灰器、燃气脉冲激波吹灰器。学习锅炉知识,请关注微信公众号锅炉圈常用的清灰器有蒸汽吹灰器、声波吹灰器、 燃气激波吹灰器。

2、蒸汽吹灰器

1)工作原理:

蒸汽吹灰器的工作原理是利用高温高压蒸汽流经连续变化的旋转喷头高速喷出,产生较大冲击力吹掉受热面上的积灰,随烟气带走,沉积的渣块破碎脱落。

枪式吹灰器:

分为全伸进式、半伸进式和旋转式。在高温区多采用全伸进式和半伸进式,在低温区多采用旋转式。它采用过热蒸汽作为吹灰介质。电动机经减速器带动空心轴转动,空心轴一端连接在蒸汽引入管上,另一端装有喷嘴头,喷嘴头上有喷孔。吹灰时空心轴被推入烟道中,并自动打开蒸汽阀门引入蒸汽,喷嘴头上的喷孔在转动中喷出蒸汽进行吹灰。学习锅炉知识,请关注微信公众号锅炉圈吹灰完毕后,将喷嘴头退出烟道,以免烧坏。吹灰器的吹扫频率根据受热面的沾污类型和程度来决定,吹扫时应按 烟气的流向依次进行吹扫。如吹扫效果不理想,应提高吹扫频率和吹扫压力。

2)吹灰顺序:进行吹灰操作时,通常是从尾部竖井烟道上部的受热面开始, 逐级向下吹;但当积灰严重时,则应该先由下往上逐级投吹灰器,然后再由上往 下逐级进行一次吹灰操作。

3)投运:一般采用远控进行吹灰,即:吹灰系统程控投运,启动吹灰程序, 吹灰排水电动阀打开,吹灰电动门开启,吹灰压力调节阀开启,吹灰系统开始预热,疏水 5 分钟,当排水阀入口处测得的温度高于 200℃,电动排水阀关闭,启动第一台吹灰器,按选择吹灰程序进行吹灰。所有选择的吹灰器运行结束程序结束。吹灰结束,吹灰电动阀关闭,蒸汽控制阀关闭,吹灰电动排水阀打开。在 PLC 控制程序下,系统自动完成吹灰循环,但是可以随时通过手动停止命令来停 止系统吹灰。

第五节 疏、放水系统

锅炉通常采用全疏水设计,疏、放水系统包括过热器疏水、连续排污、定期 排污、事故放水、给水操作台及省煤器疏水等,在汽水联箱的底部都装有疏水阀, 便于停炉后的保护。

一、过热器系统疏水

1) 水压试验后过热器及联箱放水。

在锅炉水压试验后,过热器内的存有大量的给水,防止过热器在锅炉启动过程中产生汽塞现象,造成过热器管壁过热,必须在锅炉点火前尽可能的放空过热器管内的存水,过热器系 统联箱底部的疏水阀,可以在水压试验后进行放水。 2) 疏去锅炉启、停过程中的蒸汽的凝结水分。

在机组启动初期,锅炉产生 的蒸汽温度较低,未饱和蒸汽遇到较冷管壁后会产生凝结水,积聚在过81 热器系统中。停炉后,不论是热炉放水与否,在过热器管道内会存有一定的蒸汽,在系统冷却后在过热器系统的管道内会产生凝结水,积聚在联箱中,在较低的联箱底部设置的疏水阀即排走过热器系统中的积水。

二、锅炉的加药

为了控制锅炉锅水的水质符合规定的标准,锅炉的给水在炉外处理后,在锅 炉运行中还要进行炉内水处理。

磷酸盐处理,向炉水中加磷酸盐的碱性处理方法。磷酸盐处理优点:对酸和碱有较强的缓冲能力,防止酸性和碱性腐蚀,而且能同残余的硬度反应,以水渣的形式排放;改善换热器沉淀物的化学性质,减少换热器的腐蚀。

三、锅炉排污

炉内水处理后产生的杂质,需要从锅炉中不断地排除含盐、碱量较大的炉水 和沉积的水渣、污泥、松散状的沉淀物,使炉水中杂质保持在一定限度以内,这 个过程就是锅炉排污。

锅炉排污分连续排污、定期排污两种。

1、连续排污

连续排污也叫表面排污,是连续不断地从炉水盐碱浓度最高部位排出部分炉 水,以减少炉水中含盐、碱量,含硅酸量及处于悬浮状态的渣滓物含量,防止锅水浓度过高而影响蒸汽品质。连排管一般设在正常水位下80~100mm处,因为排污管的入口接近水面,因此除了排出含盐量高的锅炉水以外,还可以排出有机物引起的泡膜。这里的锅炉水的含盐量是平均值的1.2倍。以旋风分离器为一次分离组件的,其连排管也可装在旋风分离器底部托斗附近,因为从旋风分离器分离出来的炉水浓度较高。

1)连续排污扩容器:

是用来将锅炉的连续排污减压扩容,排污水在连续排 扩容器内绝热膨胀分离为二次蒸汽和废热水,并在膨胀器内经扩容、降压、热量交换,然后排放,二次蒸汽由汽平衡管道引到除氧器,回收部分蒸汽和热量。

2)连续排污扩容器工作过程:

锅炉排污水连续均匀地连入排污扩容器,排 污水在外壳中部的圆筒隔板中作切向运动,并且立即汽化成二次蒸汽,它经过上 部百页窗式的汽水分离器进行汽水分离后,再经连排顶部的出口引进除氧器,而 留下的排污水则通过水位调节阀排放。

3)运行注意事项:

a) 锅炉需要大量排污时,或液位调节阀故障时,应开通旁路阀加大排污。

b) 顶部排汽阀的开度应调控,以保持连排内的工作压力。

c) 调整液位调节阀的开度,使连排的水位在水位计的中间位置。

d) 安全阀的工作压力须按规定整定。

在连排入口管上装有去定期排污扩容器的旁路管道,装有旁路阀(简称:连 倒定),同连排扩容器出口管道相连接,当连排扩容器检修时锅炉连排可以直接 去定期排污扩容器而不影响锅炉的排污。为了防止连排扩容器超压,在连排扩容器上装有安全阀及温度测点,压力测点及磁翻板水位计等。

2、定期排污

定期排污又叫间断排污或底部排污,其作用是排除积聚在锅炉下部的水渣和82 磷酸盐处理后所形成的软质沉淀物,避免水渣堵塞上升管,造成水循环事故。定 期排污持续时间很短,但是能迅速改善炉水的品质。

1)定期排污扩容器:

将锅炉定期排污水或压力比定期排污扩容器更高的排 出的废热水,经过减压、扩容分离出二次蒸汽和废热水。二次蒸汽排入大气或作 为热源利用,废热水一般经排污降温池排入下水系统(或回收再利用)。

2)定期排污注意事项:

串联的排污阀有一定的操作顺序,其连接顺序为阀 1、阀 2,排污时先开阀 1 再开阀 2;停止排污时先关阀 2,再关阀 1,减少工质 对排污阀 1 的阀芯冲刷,延长排污阀 1 的使用寿命,在排污阀 2 损坏时,可以关 严排污阀 1 检修排污阀 2。

3、排污率:

排污的水量与锅炉容量之比叫做排污率。凝汽式电厂的排污率为 1~2%。

四、放空气阀系统

1) 启动前锅炉上水排走空气用;

2) 启动过程中排掉汽水系统中的空气;

3) 在锅炉汽水系统泄压到零时,防止汽水系统发生真空,所以在锅炉泄压 到零,必须开启空气阀进行放水。

第六节 除尘系统

将粉尘从烟气中分离出来的设备称为除尘器或除尘设备。除尘器是锅炉及工 业生产中常用的环保设施。除尘器按照除尘方式分为:干式除尘器、半干式除尘器、湿式除尘器。除尘器中电除尘器、布袋除尘器除尘效果较好,布袋除尘器一次性投入成本较小,便于维护,对粉尘的无选择性,适应能力强,除尘效率高,能达到 99%。

一、布袋除尘器

袋式除尘器是以织物(包括:以经纬纱线纵横交织的机织物,也包括由纤维

无规则交缠而成的毯子)为过滤材料(简称滤料),做成口袋状,将穿过织物空 隙的气体中所含粉尘捕捉的净化设备。布袋清灰装置形式多样,现在多采用气 体清灰。气体清灰是借助于高压气体或外部 大气反吹滤袋,以清除滤袋上的积灰。气体清灰包括脉冲喷吹清灰、反吹风清灰和反 吸风清灰。

1、除尘机理

袋式除尘器中的滤料过滤是主要的机理,但是过滤式气体中的粒子比过滤层中的空隙有的要小的多,但通过过滤效应收集粒子的作用是有限的,尘粒能从气流中分离出来,根据不同粒径的粉尘在流体中的运动的不同力学特性,过滤除尘机理主要的还有,拦截、惯性碰撞、扩散效应、静电力和重力作用等,如图。

2、布袋除尘器的滤料

燃煤电厂布袋除尘器的滤料通常采用 PPS(聚苯硫醚)、MATAMEX 美塔斯、 P84、PTFE(聚四氟乙烯)纤维等。通常采用的是 PPS(聚苯硫醚)、PTFE(聚 四氟乙烯)纤维。

3、脉冲袋式除尘器的构造

脉冲袋除尘器主要由以下几部分构:滤袋室、净气室、进气口、排气口、清灰装置、灰斗等。滤袋室为灰斗上部至花板之间的空间,净气室为花板以上盖板及保温门的下的空间,滤袋装设在净气室底部的花板上。

箱体:

净气室一般由钢板焊接而成,花板以上部分为上箱体,花板以下的部 分为称中箱体或者滤袋室。

花板:

除尘器花板又叫是多孔板,指开有大小相同安装滤袋孔的钢隔板。花板在布袋除尘设备中起固定除尘布袋,与滤袋形成 密封.隔开袋室和净气室的作用

滤袋:

是袋式除尘器运行过程中的关键 部分,通常圆筒型滤袋垂直地悬挂在除尘器 中。滤袋的面料和设计应尽量追求高效过滤、易于粉尘剥离及经久耐用效果,如图。在脉冲和气箱式脉冲除尘器中,粉尘是附着在滤袋的外表面。含尘气体经过除尘器时,粉坐被捕集在滤袋的外表面,而干净气体通过滤料进入滤袋内部。滤袋内部的笼架用来支撑滤袋,防止滤袋塌陷,同时它有助于尘饼的清除和重新分布。

龙骨:

除尘骨架又称除尘袋笼,是袋式除尘器主要部件之一,如图。

灰斗:

除尘器滤袋室的下部连接部分为灰斗,用以收集滤袋上清下的粉尘及从气体中直接落入灰斗的粉尘。灰斗设计为逐渐收缩的锥形状,下面连接有输灰装置。灰斗的底部装有电解热装置,振打装置、捅灰孔、检修人孔、料位计、温度 计等。

灰斗电加热:

为了保持灰斗内壁温度不降至烟气工况温度以下,保证收集的粉尘呈干态容易流动,在灰斗的外侧壁上除了保温以外,装设了电加热装置。因为灰斗的积灰有隔热作用贴近内壁的灰因此冷却结块,另外灰斗保温不严有可能造成漏风等热损失,装设电加热装置可以弥补这些散热损失,保证灰的流动性。

3、脉冲清灰系统

脉冲袋式除尘器清灰装置通过一行行固定的喷吹管对各行滤袋轮流进行喷吹清灰,称为行喷吹脉冲清灰或者管式喷吹清灰,其清灰系统的基本部件包括喷吹气源、分气箱、电磁脉冲阀、喷吹管等。

喷吹清灰原理

随着除尘器的运行,滤袋表面的粉尘层厚度和密集度不断增加,气体通过滤料的阻力随之增加。当滤袋前后阻力达到一定数值后,脉冲阀自动打开,压缩空 气喷入滤袋内侧,使滤袋内侧压力瞬间高于外侧压力,原先呈内凹状的滤袋发生 快速的膨胀变形。滤袋在膨胀变形停止的瞬间,会产生一个反向加速度。滤袋上的粉尘层在此反向加速度及由压缩空气造成的反向气流作用下,脱离滤袋表面。

喷吹气源

喷吹气源采用压缩空气,清灰气源的要求:

接至除尘器的气源压力必须维持 一定的范围,若压力过高,需要装设减压阀,减压阀后的压力要在 0.25~0.4MPa 之间,压力要稳定,设有除尘器喷吹用储气罐,压缩空气不能含油、水击污垢, 以免造成活塞卡涩或者电磁阀等气路堵塞。

电磁脉冲阀

电磁脉冲阀是袋式除尘器脉冲清灰振动气流的发生装置,它和脉冲喷吹控制仪组成除尘 器的清灰喷吹系统。脉冲喷吹控制仪根据设定发出信号,控制电磁脉冲阀喷吹压缩空气,对滤袋循序(按排或室)进行清灰,使滤袋外壁的粉尘层保持在可控范围内,从而使除尘器达到应有的处理能力和除尘效率。脉冲喷吹控制仪的电信号使电磁脉冲阀衔铁后移,阀后气室放气孔打开,后气室迅速失 压,膜片组件后移,压缩空气通过阀输出口喷吹,电磁脉冲阀处于“开启”状态。膜片把电磁脉冲阀分成前、后二个气室,当接通压缩空气时,压缩空气通过节流孔进入后气室,此时后气室压力将膜片组件紧贴阀的输出口,电磁脉冲阀处 于“关闭”状态。脉冲袋式除尘器的清灰为在线清灰,脉冲清灰压力为 0.25~0.55MPa(正常 情况);喷吹的控制以差压为主,时序为辅。

喷吹管:

喷吹管的尺寸和清灰系统采用的脉冲阀的大小密切相关。长度由喷吹的滤袋数而定,能喷多少滤袋及喷嘴开孔的大小均由喷吹阀的大小决定。喷嘴与滤袋的距离和进入滤袋的清灰空气量有关,距离不应当使喷吹气流超出滤袋的入口口径。喷吹管安装时固定在净气室出口侧的槽钢内,并用卡子卡好,防止喷吹管的移动。矩形堵板在焊接时,长边同喷嘴中心线垂直,以保证喷吹气流正对滤袋的中心。

二、清灰系统控制功能

1)差压清灰:

根据袋除尘器的进出口压差值启动清灰控制程序。差压清灰为默认清灰方式。 2)时序清灰:

当差压清灰出现故障时程序可以自动切换至时序模式之外,还可以手动切换至该清灰方式。时序清灰可实现周期间隔时间停顿(即在所有的 84脉冲阀清完一遍后,停顿 0~999 分钟,初设 0 分钟)。

3)手动清灰

4)强制清灰:

设备长时间停机后,手动启动强制清灰模式。在此模式下,点击强制清灰按钮,所有脉冲阀从 1 号开始,按顺序启动全部清灰一遍。

三、除尘器的预喷涂

启动时的烟气含有相当数量的水汽和其他可冷凝气体而且燃烧也不完全,一 开始滤料的温度将会低于水汽的结露点温度,新除尘器投入前,在滤料表面上先 盖上一个灰层,来防止由于水汽而导致堵塞,即预喷涂。

四、电除尘

电除尘器是利用强电场使气体电离,即产生电晕放电,进而使粉尘荷电,并 在电场力的作用下,将粉尘从气体中分离出来的除尘装置。

其特点如下:

1)除尘效率高,可达 99%以上;对于粒径小达 0.1μm 的粉尘仍有较高的除 尘效率。

2)本体压力降小,一般为 160~295Pa。

3)能耗较低,一般处理 1000m3 烟气约需 0.2~0.6kw。

4)处理烟气量大,目前单台电除尘器处理烟气量可达 106m3/h。

5)耐高温,采用普通钢材可在 350℃下运行。

1、部分构成

电除尘器主要由两大部分组成。一部分是电除尘器本体系统,另一部分是提 供高压直流电的高压供电装置和低压自动控制系统。电除尘器的高压供电装置的主要功能,是根据烟气和粉尘性质。随时调整供给电除尘器的最高电压,使之能够保持平均电压稍低与即将发生火花放电的电压下运行。

2、工作原理

电除尘器本体的阳极板(收尘板)和阴极线(电晕极)间施加负高压直流电 时,便在阳极板和阴极线间产生一高压电场,当施加电压足够高时,阴极线附近 产生电晕放电,形成大量的电子、负离子和正离子。当含尘烟气通过电场时,粉尘吸附离子或电子而带电,带电粉尘在电场力的作用下,向异性电极移动,到达收尘极板(阳极板)的粉尘在电场 力和粉尘粘附力的作用下沉积在其 上面,并向极板释放电荷;而带正 电的粉尘也同时沉积在阴极线上,使粉尘颗粒被分离出来。收尘板及阴极线上的粉尘达到一定厚度时,通过振打板(线)的方式,使粉尘 脱落进入电场下面的灰斗中。

3、电除尘器常用术语

1)除尘效率:

含尘烟气流经除尘器时,被捕集的粉尘量与原有粉尘量之比称为除尘效率。在数值上近似等于额定工况下除尘器进、出口烟气含尘浓度的差与进口烟气含尘浓度之比,它是除尘器运行的主要指标。

2)一次电压(V):

输入到整流变压器初级侧的交流电压。

一次电流(A):

输入到整流变压器初级侧的交流电流。

二次电压(kV):

整流变压器输出的直流电压。

二次电流(mA):

整流变压器输出的直流电流。

3)电晕放电:在相互对置着的放电极与集尘极之间,通过高压直流建立起极不均匀的电场,在放电极线附近的场强最大。当外加电压升到某一临界值时,即电场达到了气体击穿的强度,在放电极附近很小的范围内会出现兰白色辉光并伴有咝咝的响声,这种现象称电晕放电,它是由放电极处的高压电场强度将其附近的气体局部击穿引起。

4)电晕电流:

发生电晕放电时,在电极间流过的电流。

5)火花放电:

在产生电晕放电之后,当极间的电压继续升到某值时,两极间产生一个接一个的,瞬时的,通过整个间隙的火花闪络和噼叭声,闪络是沿着各个弯曲的,或多或少成枝状的窄路贯通两极,这种现象称火花放电,其特征是电流迅速增大。

6)电弧放电:

在火花放电后,若再提高外加电压,就会使气体间隙强烈击穿,出现持续的放电,爆发出强光和强烈的爆裂声并伴有高温。这种强光会贯穿放电极与集尘极两极间的整个间隙。它的特点是电流密度很大,而且电压降很小。这种现象称电弧放电,电除尘器应避免产生电弧放电。

7)含尘浓度:

每单位体积干烟气所含有的粉尘量。单位:g/Nm3、mg/Nm3。

4、低压控制系统

1)阳极程序振打控制;

2)料位检测及卸输灰自动控制;

3)绝缘子加热恒温自动控制;

4)安全连锁控制;

5)其他方面的控制特性与功能:

a 高压安全接地开关控制;

b 绝缘子室低温监视与显示告警;

c 变压器油温超常告警与显示;

d 进出口烟气温度及保温市温度的自动检测与显示;

e 综合报警;

f 粉尘浓度检测与微机闭环控制功能。

5、高压绝缘子和阴极振打磁轴的加热保温作用

控制并保持电除尘器的阴极支撑绝缘子处于烟气露点温度以上是使电场能 够维持较高的高压供电水平,获得较好收尘效果的重要保证之一。温度可达 300 度的烟气由进气烟箱进入电除尘器后,速度变慢下来,碰到温度较低的内部构件 时,其局部区间温度有可能降到烟气露点以下,这样烟气中的蒸汽将会凝结成水珠附着在构件表面。学习锅炉知识,请关注微信公众号锅炉圈如果高压绝缘子上附着水珠,将使绝缘子表面的绝缘性变差,电场高压在其表面产生频繁闪络、拉弧,甚至短路。经常的拉弧、闪烙放电所形成的火花烧蚀,使绝缘子表面形成一条条焦痕,不仅会导致性能变差以至完全丧失绝缘能力,还会造成绝缘子的机械损伤,使之失去支撑能力,使整台电除尘器无法正常运行。因而经常保持绝缘子的干燥,防止结露,对阴极支撑绝缘子实行恒温自动控制就显得十分重要。

6、电除尘器运行中安全注意事项

电除尘器使用高压电源,在运行维护过程中,必须严格执行《电业安全工作 规程》中有关规定,应特别注意人身和设备的安全。

l、运行中禁止开启高压隔离开关柜,柜门均应关闭严密。

2、电除尘器运行时,严禁打开各种门孔封盖,如需打开保温人孔门,应得到运行值班员的批准,应做好切实有效的安全措施。

3、进入电除尘器内部工作,必须严格执行工作票制度,并停用电场及所属 设备,隔离电源,隔绝烟气通过,且除尘器温度降到 40℃以下,工作部位有可 靠接地,并制订可靠的安全措施。尤其进入保温箱之前必须打开人孔门加强内部 通风,以防有害气体对人造成伤害。

4、进入电除尘器前必须将高压隔离刀闸投到'接地'位置,用接地棒对高压 硅整流变输出端电场放电部分进行放电,并可靠接地,以防残余静电对人体的伤 害。

5、即便电场全部停电后,事先没有可靠的接地,禁止接触所有的阴极线部 分。

6、进入电除尘器内部前必须将灰斗内储灰排干净,并充分通风检查内部无有害气体后,方可开始工作。

7、电除尘器各部位接地装置不得随意拆除。

8、电除尘器内部的平台由于长期处于烟气之中,可能会发生腐蚀,进人时须注意平台的腐蚀情况,以免由于平台损坏而造成人身伤亡事故。

9、在离开电除尘器前,应确认没有任何东西遗留在电除尘器内。

10、运行场所应照明充足,走道畅通,各门孔应关闭严密。

第七节 输灰系统

该系统的功能是将锅炉对流烟道、除尘器灰斗内的飞灰收集下来,利用仓泵及输灰管道,用正压密相气力输灰的方式输送至灰库贮存。

一、气力输灰概述

1、原理:

气力输灰又称气流输送,利用气流的能量,在密闭管道内沿气流方向输送颗粒状物料,是流态化技术的一种具体应用。

2、分类:

根据颗粒在输送管道中的密集程度,气力输灰分为:

1)稀相输灰:

固体含量低于 1~10kg/m3,操作气速较高(约 18 ~30m/s),输送距离基本上在 300m 以内。

2)密相输灰:

固体含量 10 ~30kg/m3 或固气比大于 25 的输送过程。操作气速较低,用较高的气压压送,输送距离达到 500m 以上,适合较远距离输送。但此设备阀门较多,气动、电动设备多。输送压力高,所有管道需用耐磨材料。

间歇充气罐式密相输送:

是将颗粒分批加入压力罐,然后通气吹松,待罐内达一 定压力后,打开放料阀,将颗粒物料吹入输送管中输送。

脉冲式输送:

是将一股压缩空气通入下罐,将物料吹松;另一股频率为 20~40min-1脉冲压缩空气流吹入输煤管入口,在管道内形成交替排列的小段料柱和小段气柱,借空气压力推动前进。

3)负压输灰:管道内压力低于大气压。

二、气力输灰系统设备

输灰系统采用下引式多仓泵浓相正压气力输灰系统,做为布袋除尘器及对 流烟道飞灰的发送装置。

下引式多仓泵浓相输灰工作原理:

下引式多仓泵浓相正压气力除灰系统根据 压差原理,利用射流技术与流态化技术相结合而输送粉状物料。当物料进入泵体仓满后,经过气化管使物料形成一种流化状态,顺利进入混合室,同时高压气体经射流喷嘴高速喷出,与流态化物料充分混合均化,高速气流带着物料沿输送管道运动,即完成物料的输送。 浓相气力输送系统灰气比高,耗气量少,输送速度低,有效降低管道磨损。 1、仓泵组成

一般由进料阀、加压阀、吹堵阀、输送阀及泵体和管路等组成,其系统如图 (多泵制输送系统)。

2、仓泵输送原理

气力输送泵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。采用仓泵间歇式输送方式,每输送一泵飞灰,即为一个工作 循环。每个工作循环分四个阶段:

进料阶段:

仓泵投入运行后进料阀打开,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。

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。

输送阶段:当泵内压力达到一定值时,压力传感器发出信号,吹堵阀打开, 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。

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,加压阀和吹堵阀关闭,出料阀在延时一定时间后关闭,从而完成一次工作循环。

3、仓泵的控制

在仓泵的控制方式中,共分为手动和自动两种工作方式。

手动:此方式为仓泵在调试时应用,在这种工作方式中(在程控柜上.该仓 泵的工作方式必须在“退出”),仓泵上各阀门可以自由动作,这样可以方便调试,也可以在仓泵发生了故障后进行操作。

自动:在一般正常情况下,都是以自动工作方式进行工作的。在投入后,都是以自动循环的工作方式进行,下图为仓泵的一次工作流程。

4、仓泵的运行

1) 仓泵必须在除尘器投运 30 分钟前投入;

2) 开通干灰接收库,打开库顶切换阀和除尘器;

3) 开通就地控制箱电源、气源、工作仪用气调压大于 0. 6Mpa,仓泵工作 气调压 0.35~0. 4Mpa,可根据输灰距离和灰质确定正确参数。

三、灰库系统 灰库是气力输送的接收部分。

1、组成:

主要有库顶卸料、排气、料位指示、灰库气化风系统、库底卸料系统组成。一般要求灰库内灰量达到库容的 80%以上时,应严禁进灰。

2、库顶卸料、排气、料位指示

1) 灰库顶部设排气过滤器,排气过滤器采用脉冲布袋除尘器,用于过滤灰库乏气。

2) 灰库顶部设压力真空释放阀,作为灰库内超压安全释放用,使灰库长期稳定、安全运行

3) 在灰库上设置料位计,可显示高位、高高位料位信号。报警信号均送往除灰系统控制室,方便运行人员正确掌握灰库灰位情况。

3、灰库气化风系统

1) 灰库的气化风由灰库气化风机提供,空气经电加热器加热后进入灰库底部的气化装置,使灰库内的灰处于流态化状态。

2) 为确保卸料顺利,下部设有气化装置和卸料装置。

3) 气化装置配置数量按平底灰库进行配置。其气化面积一般为灰库面积的 15%,一般为 0. 8~1. 2m3/m2.min 左右。采用电加热器对气化风进行加温,加热温度一般为 150~200℃左右。

4、库底卸料系统 灰库一般设二个排放口,一侧为干灰排放口,其下设散装机,供干灰罐车装 干灰用;另一侧为湿灰排放口,设双轴搅拌机,以便将干灰拌湿并装车外运。

第八节 锅炉的膨胀和密封

循环流化床锅炉是超轻质保温炉墙,锅炉采用支吊结合的固定方式,炉膛、 尾部烟道采用悬吊结构;回料阀、分离器和空气预热器采用支撑结构。 锅炉密封是在锅炉受热面本身和各受热面相互间以及各穿墙管处装焊金属 密封件,以有效防止炉膛和烟道泄漏的结构措施。为了使锅炉达到全密封的效果, 根据锅炉支、吊结构布置方式,一般锅炉在深度方向上共设置了 4 个膨胀中心: 炉膛中心线、两个旋风分离器中心线、包墙中心线。

1) 锅炉的炉膛水冷壁、汽冷包墙及护板全部悬吊在顶板上(包括省煤器及 低温过热器),由上向下膨胀;

2) 炉膛通过刚性梁的限位装置使其以炉膛几何中心线为零点向前后、左右膨胀;

3) 汽冷包墙也通过刚性梁的限位装置使其以包墙中心线为零点向前后、左右膨胀。

4) 旋风分离器筒体、空气预热器均以自己的支承面为基准向上、下膨胀,前后、左右为对称膨胀。考虑到锅炉的密封和运行的可靠性,各单独的膨胀体系通过金属或非金属膨胀节连接。所有穿墙管束在穿墙处封焊或密封固定,或通过膨胀节形成柔性密封,以适应热膨胀和变负荷的要求。学习锅炉知识,请关注微信公众号锅炉圈各部分烟气、物料的连接烟道之间设置性能优异的膨胀节,解决由热位移引起的密封问题,各受热面穿墙部位均采用成熟的密封技术设计,确保锅炉的密闭性。

一、非金属膨胀节

非金属膨胀节也称非金属补偿器、织物补偿器,属补偿器的一种。其材料主要为纤维织物、橡胶、等耐高温材料。能补偿风机、风管运行的震动及管道变形,适用于热风管道及烟尘管道。

1、基本结构

1) 蒙皮:

是非金属膨胀节的主要伸缩体,是由性能优良的硅橡胶或高硅氧聚四氟乙烯与无碱玻璃丝绵等多层复合而成,是一种高强密封复合材料。其作用是吸收膨胀量,防止漏气和雨水的渗漏。

2) 保温棉:是兼顾非金属膨胀节的保温和气密性的双重作用,它是由玻璃纤维布、高硅氧布和各类保温棉毡等组成。

3) 隔热填料层:是非金属膨胀节绝热的主要保证,它是由多层陶瓷纤维等耐高温材料组成。

2、 锅炉采用非金属膨胀节的地方

1) 炉膛与分离器入口烟道的膨胀节

2) 分离器出口烟道与包墙过热器入口的膨胀节

3) 包墙过热器出口与尾部烟道的膨胀节

4) 回料器与炉膛后墙水冷壁膨胀节

5) 回料器立管壁膨胀节

6) 分离器出口烟道膨胀节

二、金属膨胀节

金属膨胀节为补偿因温度差与机械振动引起的附加应力,而设置在容器壳体或管道上的一种挠性结构。

1、弯管式膨胀节

将管子弯成 U 形或其他形体,也称胀力弯。是利用形体的弹性变形能力进行补偿的一种膨胀节。这种膨胀节广泛用于各种蒸汽管道和长管道上。

2、 波纹管膨胀节

波纹管膨胀节是用金属波纹管制成的一种膨胀节。它能沿轴线方向伸缩,也92 允许少量弯曲。常见的轴向式波纹管膨胀节,用在管道上进行轴向长度补偿。为了防止超过允许的补偿量,在波纹管两端设置有保护拉杆或保护环,在与它联接的两端管道上设置导向支架。另外还有转角式和横向式膨胀节,可用来补偿管道的转角变形和横向变形。波纹管膨胀节一般用于温度和压力不很高、长度较短的管道上。

3、 锅炉的金属膨胀节使用位置:

1) 放渣管金属膨胀节

2) 点火风道金属膨胀节

三、启动过程中的注意事项

水冷壁管、联箱、汽包等金属部件比较长,在锅炉起动过程中,由于各种部件温度不断升高而产生热膨胀,而且温度较高,其热膨胀值较大。如果这种热膨 胀受到阻碍,将在金属内产生过大的热应力,使设备产生弯曲变形,甚至损坏。因此在锅炉起动过程中应特别注意监视水冷壁、汽包、联箱和管道的热膨胀情况,定期检查和记录这些部位的膨胀指示器指示值。如发现膨胀有异常情况应暂停列压,查明原因,及时处理,待膨胀结束后,再继续升压。水冷壁向下的膨胀量可事先根据温度和材质及高度计算出来。点火过程中水 冷壁向下的膨胀值与设计不符,可能是向下膨胀受阻,或水冷壁受热不均,应设法消除,否则会在水冷壁管内产生过末的热应力。联箱沿轴向两端的膨胀如果不均匀,则说明联箱内工质的温度不均匀。水冷壁的下联箱常会出现这种现象。可用加强联箱放水的方法,促使水循环较差的水冷壁管得到改善,从而消除下联箱的膨胀不均。

思考题:循环流化床锅炉落煤管烧红烧穿的处理办法?

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