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专题报道

锅炉运行调整技术问答48条,满满的干货~
发布时间:2019-08-28 14:23

  1.锅炉运行调整的主要任务和目的是什么?

  运行调整的主要任务是:

  (1)保持锅炉燃烧良好,提高锅炉效率;

  (2)保持正常的汽温、汽压和汽包水位;

  (3)保持饱和蒸汽和过热蒸汽的品质合格;

  (4)保持锅炉的蒸发量,满足汽机及热用户的需要;

  (5)保持锅炉机组的安全、经济运行。

  锅炉运行调整的目的就是通过调节燃料量、给水量、减温水量、送风量和引风量来保持汽温、汽压、汽包水位、过量空气系数、炉膛负压等稳定在额定值或允许值范围内。

  2. 汽包锅炉负荷调整有何特点?

  由于汽包钢炉的金属消耗量比直流锅炉多10%一15%,水容积比较大,所以汽包锅炉的蓄热能力较高,而且汽包的蒸汽空间可以储存一定数量的蒸汽。当燃料量不变,负荷变化时,锅炉汽压变化比较缓慢。

  负荷增加,未进行调整前,因燃料量不变,产汽量小于用汽量,汽压必然下降。炉水的饱和温度也要随之下降,储存在炉水和金属中的一部分热量使部分炉水汽化,产生少量蒸汽以弥补负荷的增加。储存在汽包空间的蒸汽在汽压下降时要膨胀,因而使得燃料未增加前压力下降的速度减慢。反之,当产汽量大于负荷时,一方面多余的蒸汽以压缩的形式储存在汽包蒸汽空间内,另一方面多余的热量以提高炉水饱和温度和金属温度的形式储存起来,从而减慢了汽压上升的速度。汽包锅炉蓄热能力较高,使之自动适应负荷变化的能力较强,是其有利的一面。

  当汽压变化进行主动调整时,由于同样的道理,汽压恢复正常的速度也较慢,这是不利的一面。掌握汽包锅炉的这一特点,对正确调整负荷,保持汽压稳定是很有用的。例如,手动调整汽压时,如发现汽压下降,说明锅炉产汽量小于负荷,要及时增加燃料。如汽压停止下降,说明产汽量与负荷在新的基础上达到了平衡。要恢复到原有的汽压,还需要再增加燃料。同样的道理,当汽压上升时,要及时减少燃料,直至汽压停止上升并恢复正常。

  由于汽包锅炉的蓄热能力较高,燃料增减后,汽压变化较慢,所以汽压变化时要及时进行调整,而不要等压力超出规定的上下限时再进行调整,这样才能保持锅炉汽压比较平稳。

  3.燃烧调整的主要任务是什么?

  燃烧调整的主要任务是,在满足外界负荷需要的蒸汽量和合格的蒸汽质量的同时,保证锅炉运行的安全和经济性。

  4.什么叫锅炉燃烧调整试验?

  有计划地改变某些可调参数及控制方式(即燃料供给方式及配风方式),对燃烧工况做全面的调整并测出某些单项指标值,然后将取得的结果进行科学分析,从经济性、安全性诸方面加以比较,确定出最佳的运行方式并校整设备的运行特性,这样的试验、测量和分析研究工作,为锅炉燃烧调整试验。

  5. 锅炉燃烧调整试验的意义和目的是什么?

  锅炉燃烧调整试验旨在摸索锅炉的运行特性和规律,通过试验确定锅炉在现有设备和燃料性质条件下的安全经济运行方式。通过较全面的燃烧调整试验,可以获得锅炉在最佳运行方式下的技术经济特性(包括燃料、空气、烟气、和汽水工质的运行参数及锅炉效率、厂用电指标等),为加强电厂技术管理、掌握设备性能、制定运行规程、投入燃烧自动调节系统以及做好全厂的经济调度提供依据。

  燃烧调整试验的目的就是掌握锅炉运行的技术经济特性,确定锅炉燃烧系统的最佳运行方式和各种影响因素变化的规律,从而保证锅炉机组的安全、经济运行。

  6.按反平衡法进行锅炉热平衡试验时,基本测量项目有哪些?

  (1)燃料的元素分析;

  (2)入炉燃料采样及工业分析;

  (3)飞灰和炉渣采样及其可燃物含量的测量;

  (4)排烟温度;

  (5)炉膛出口(过热器后)处及排烟处的烟气分析数据等。

  7.大修后锅炉炉膛冷态动力场试验都包括哪些测试内容?

  包括一次风速标定、二次风速标定、三次风速标定、调平,炉膛速度场及假想切圆直径测定,炉膛出口速度场测定等。

  8.锅炉大修后热态需要进行哪些项目试验?

  (1)煤粉细度的调整试验;

  (2)制粉电耗的调整试验;

  (3)空气预热器的漏风率试验;

  (4)除尘器效率试验;

  (5)燃烧调整及锅炉效率试验;

  (6)改进后的各类风机(或泵)的流量、压头、功率、效率试验。

  9.如何判断炉膛空气动力场的好坏?

  煤粉炉炉膛运行的可靠性和经济性在很大程度上取决于燃烧器性能及炉膛内的空气动力工况。良好的炉膛空气动力工况主要表现在以下三个方面。

  (1)从燃烧中心区有足够的热烟气回流至一次风粉混合物射流根部,使燃料喷入炉膛后能迅速受热着火,且保持稳定的着火前沿。

  (2)燃料和空气的分布适宜。燃料着火后能得到充足的空气供应,并达到均匀的扩散混合,以利迅速燃尽。

  (3)炉膛内应有良好的火焰充满度,并形成区域适中的燃烧中心。这就要求炉膛内气流无偏斜,不冲刷炉壁,避免停滞区和无益的涡流区;各燃烧器射流也不应发生剧烈的干扰和冲撞。

  10.进行炉内冷态空气动力场试验有几种观察方法?

  主要有以下几种:

  (1)飘带法;

  (2)纸屑法;

  (3)火花法;

  (4)测量法。

  11.对于固态排渣煤粉炉,燃烧调整的目的是什么?

  (1)保证达到正常稳定的汽压、汽温和蒸发量。

  (2)着火稳定,燃烧中心适中,炉膛温度场和热负荷分布均匀,避免结焦和燃烧器损坏,保证过热器的运行安全性,燃烧公害小。

  (3)使运行达到最高的经济性。

  12.对于固态排渣煤粉炉,控制与调整的主要对象有哪些?

  锅炉燃烧系统包括风、煤、烟三大方面,影响燃烧工况的参数很多,控制调整的主要对象有:

  (1)炉膛的风量和出口处过量空气系数。

  (2) 燃烧器一、二、三次风的出口风速和风率。

  (3)煤粉细度。

  (4)各燃烧器间的负荷分配和投停方式。

  (5)磨煤机组合运行方式。

  (6)二次风和周界风的配比。

  (7)燃烧器的倾角。

  13.锅炉燃煤性质是从哪几方面进行评价的?

  锅炉燃煤特性评价主要从以下几方面:

  (1)煤的发热量;

  (2)煤的挥发分含量;

  (3)灰分的熔融性;

  (4)煤的焦结性;

  (5)煤的可磨性;

  (6)煤的磨损性。

  14.在锅炉试验中,为什么要采取烟气样品进行成分分析?

  (1)为了确定向炉膛的送风量(即炉膛出口过量空气系数)。

  (2)为确定锅炉的排烟热损失,需要计算排烟处的过量空气系数。

  (3)为确保可燃气体未完全燃烧热损失,需要测量烟气中的可燃气体成分含量(CO、H2CH4)。

  汽温的调整:

  1.调整过热汽温有哪些方法?

  调整过热汽温一般以喷水减温为主,作为细调手段。减温器为两级或以上布置,以改变喷水量的大小来调整汽温的高低。另外可以改变燃烧器的倾角和上、下火嘴的投停、改变配风工况等来改变火焰中心位置作为粗调手段,以达到汽温调节的目的。

  2.调整再热汽温的方法有哪些?

  再热汽温的调整大致有烟气再循环、分隔烟道挡板、汽一汽热交换器和改变火焰中心高度四种方法。利用再循环风机,将省煤器后部分低温烟气抽出,再从冷灰斗附近送入炉膛,以改变辐射受热面和对流受热面的吸热比例。对于布置在对流烟道内的再热器,当负荷降低时,再热汽温降低,可增加再循环烟气量,使再热器吸热量增加,保持再热汽温不变。用隔墙将尾部烟道分成两个并列烟道,在两烟道中分别布置过热器与再热器,并列烟道省煤器后装有烟道挡板,调节挡板开度可以改变流经两个烟道的烟气流量,从而调节再热汽温。汽一汽热交换器是利用过热蒸汽加热再热蒸汽以调节再热汽温的设备。对于设置壁式再热器和半辐射式再热器的锅炉可以通过改变炉膛火焰中心的高度来调节再热汽温。另外再热器还设置微量喷水作为辅助细调手段。

  3.再热器事故喷水在什么情况下使用?

  事故喷水的主要作用是保护再热器的安全。如锅炉发生二次燃烧,或减温减压装置故障,高温、高压的过热蒸汽直接进入再热器,或其它一些造成再热器超温的情况下,都应使用事故喷水减温。既可使再热器管壁不致超温,而且降低了再热汽温,正常运行中还能起到调整再热器出口汽温在额定值以及减小两侧温度偏差的作用。

  4.为什么锅炉负荷增加,炉膛出口烟温上升?

  增加锅炉负荷是靠增加进入炉膛的燃料量和风量来实现的,而且锅炉的负荷基本上正比于进入炉膛的燃料量。进入炉膛的燃料量增加时,虽然水冷壁的辐射受热面未变化,但由于炉膛温度升高,火焰向水冷壁的辐射传热增加,水冷壁因吸热量增多,管内产生的蒸汽量增加而使锅炉产汽量提高。

  炉膛内火焰的温度不是与燃料量的增加成正比的。大量试验和生产实践证明,锅炉从50%额定负荷到满负荷,炉膛内火焰的温度升高不超过200℃,炉膛内辐射传热量的增加最大不超过80%。由于进入炉膛的燃料增加一倍,而炉膛内水冷壁的辐射吸热量增加不到一倍。虽然负荷增加对流受热面的吸热量增加,但由于水冷壁的辐射吸热量占全部吸热量的95%,对流吸热量仅占5%,所以负荷增加,水冷壁的吸热量所占的比例下降。

  由于随着锅炉负荷的增加进入炉膛的燃料量成比例地增加,而炉膛水冷壁的吸热量增加的幅度小于燃料量增加的幅度,必然导致炉膛出口烟温上升。

  5.为什么过量空气系数增加,汽温升高?

  过量空气系数增加(假定原先是最佳过量空气系数),炉膛内的温度下降,使水冷壁吸收的辐射热量减少,炉膛出口的烟气温度略有下降。由于烟气量增加,烟速提高,使传热系数增加的幅度大于传热温差减少的幅度,因此,使过热器的吸热量增加。由于排烟温度和烟气量增加,q2增加,锅炉效率降低,在燃料量不变的情况下.蒸发量减少,因此,汽温升高。一般说来,过量空气系数每增加0.1,汽温升高8~1O℃。

  如果炉膛的过量空气系数已经较高时,则过量空气系数进一步增加,汽温升高的幅度下降。如果过量空气系数太大,可能会因为炉膛温度和炉膛出口烟气温度大大降低,过热器因传热温差下降太多而使汽温下降,这种情况只有在很恶劣的燃烧工况下才会出现。

  6. 为什么给水温度降低,汽温反而升高?

  为了提高整个电厂的热效率,发电厂的锅炉都装有给水加热器,在给水泵以前的加热器称为低压加热器,在给水泵以后的称为高压加热器。给水经高压加热器后,给水温度大大提高。例如,中压锅炉给水温度大都加热到172℃,高压炉一般加热到215℃,超高压锅炉给水加热到240℃,亚临界压力锅炉给水加热到260℃。

  在运行中由于高压加热器泄漏等原因,高压加热器解列时给水经旁路向锅炉供水。锅炉的给水温度降低后,燃料中的一部分热量要用来提高给水温度。假如蒸发量维持不变,则燃料量必然增加,炉膛出口烟气温度和烟气流速都要提高,过热器的吸热量增加,蒸汽温度必然要升高。给水温度降低后,假定燃料量不变,则由于燃料中的一部分热量用来提高给水温度,用于蒸发产生蒸汽的热量减少,而此时由于燃烧工况不变,炉膛出口的烟气温度和烟气速度不变,过热器的吸热量没有减少。但由于蒸发量减少,蒸汽温度必然升高。所以给水温度降低,蒸汽温度必然升高。

  7. 为什么汽压升高,汽温也升高?

  锅炉在运行时,汽压反映了锅炉产汽量与外界用汽量之间的平衡关系。当两者相平衡时,汽压不变。

  当汽压升高时,则说明锅炉产汽量大于外界用汽量。锅炉汽压升高,炉水的饱和温度也随之升高。在锅炉燃料量不变的情况下,外界负荷减少,多余的热量就储存在炉水和金属受热面中,一部分蒸汽因压力升高被压缩储存在汽包的蒸汽空间和水冷壁管内。由于此时燃烧工况未变,过热器入口的烟气温度和烟气流速均未变,即过热器的吸热量未变,而过热器入口的饱和蒸汽温度因汽压升高而增加,蒸汽流量因外界负荷减少而降低。所以,汽压升高,汽温升高。

  8. 为什么煤粉炉出渣时,汽温升高?

  煤粉喷入炉膛燃烧后,煤粉中约90%的灰分进入烟气成为飞灰,约10%的灰分经水冷壁管的下部冷灰斗冷却后结成大块的灰渣。烟气中的飞及通常由除尘器除去,而大块的灰渣则是通过定期放渣的方式排出炉外的,经碎渣机粉碎后由灰渣泵送至储灰场。

  由于炉膛的烟囱效应,炉膛下部的烟气负压比炉膛上部大。当需要放渣时,将炉膛下部灰斗的放渣门开启,因为灰渣的体积较大,为了使灰渣顺利排出,放渣门开得较大,为了操作人员的安全,出渣时炉膛要维持一定的负压。所以,放渣时大量冷空气从放渣门进入炉膛是不可避免的。大量冷空气从炉膛下部进入炉膛,不但使火焰中心上移,炉膛吸热量减少,而且还使炉膛出口的过量空气系数增加。过热器吸热量的增加必然导致过热汽温上升。

  为了减少放渣时对汽温上升的影响,可在放渣过程中略减少送风量。因为从放渣门漏入空气中的一部分也可参与燃烧,这样可以减少炉膛出口过量空气系数增加的幅度,从而降低汽温上升的幅度。

  9. 为什么煤粉变粗过热汽温升高?

  煤粉喷入炉膛后燃尽所需的时间与煤粉粒径的平方成正比。设计和运行正常的锅炉,靠近炉膛出口的上部炉膛不应该有火焰而应是透明的烟气。在其他条件相同的情况下,火焰的长度决定于煤粉的粗细。煤粉变粗,煤粉燃尽所需时间增加,火焰必然拉长。由于炉膛容积热负荷的限制,炉膛的容积和高度有限,煤粉在炉膛内停留的时间很短,煤粉变粗将会导致火焰延长到炉膛出自甚至过热器。

  火焰延长到炉膛出口,因炉膛出口烟温提高,不但过热器辐射吸热量增加,而且因为过热器的传热温差增加,使得过热器的对流吸热量也随之增加。而进入过热器的蒸汽流量因燃料量没有变化而没有改变,因此,煤粉变粗必然导致过热汽温升高。

  10. 为什么炉膛负压增加,汽温升高?

  炉膛负压增加是指炉膛负压的绝对值增加。这使得从人孔、检查孔、炉管穿墙等处炉膛不严密的地方漏入的冷空气增多,与过量空气系数增加对汽温的影响相类似。所不同的是前者送入炉膛的是通过预热器的有组织的热风,后者是未流经预热器的冷风。

  炉膛负压增加,尾部受热面负压也同时增大,漏入尾部的冷风使排烟温度和排烟量进~步增加,锅炉热效率降低蒸发量减少。因此,漏入炉膛同样多的空气量,即假若同样使炉膛出口过量空气系数增加0.1,则炉膛负压增大使汽温升高的幅度大于送风量增加使汽温升高的幅度。

  11.为什么定期排污时,汽温升高?

  定期排污时,排出的是汽包压力下的饱和温度的炉水,如中压炉饱和水温为256℃,高压炉为317℃。为了维持正常水位,必然要加大给水量。由于给水温度较炉水温度低,如中压炉,高压加热器投入运行时为172℃,不投时为104℃,高压炉高压加热器投入时为215℃,不投时为168℃。

  定期排污过程中,排出的是达到饱和温度的炉水,而补充的是温度较低的给水。为了维持蒸发量不变,就必须增加燃料量,炉膛出口的烟气温度和烟气流速增加,汽温升高。如果燃料量不变,则由于一部分燃料用来提高给水温度,用于蒸发产生蒸汽的热量减少,因蒸汽量减少,而炉膛出口的烟温和烟气流速都未变,所以汽温升高。

  给水温度越低,则由于定期排污引起的汽温升高的幅度越大,如果注意观察汽温记录表,当定期排污时,可以明显看到汽温升高,定期排污结束后,汽温恢复到原来的水平。

  12.为什么尾部受热面除灰使得汽温降低?

  为了保持受热面的清洁,降低排烟温度以提高锅炉热效率,受热面,主要是对流受热面要定期除灰。因为锅炉热效率提高,如维持锅炉蒸发量不变,送入炉膛的燃料量减少,炉膛出口的烟气温度和烟速降低,过热器的吸热量因传热温差和烟气侧的放热系数降低而减少,造成过热汽温下降。如保持燃料量不变,则炉膛出口烟气温度和烟速不变,由于蒸汽流量增加,单位质量蒸汽的吸热量减少,使过热器出口汽温下降。因此,对流受热面除灰,无论是维持蒸发量不变还是保持燃料量不变,均使汽温下降。

  省煤器除灰的结果是因受热面清洁,省煤器吸热量增加,对于沸腾式省煤器来说是沸腾度提高,对于非沸腾式省煤器来讲,进入汽包的给水温度提高了。其影响与提高给水温度对汽温的影响相类似。

  预热器除灰的结果是预热器出口的风温升高,炉膛温度提高,辐射传热增加,炉膛出口烟温下降,使过热器的吸热量减少,汽温降低。

  过热器除灰时,一方面由于过热器管清洁了,过热器吸热增多使汽温上升,另一方面,由于锅炉热效率提高,燃料量减少又使汽温降低。因此,过热器除灰对汽温的影响不如省煤器和预热器除灰对汽温的影响那样明显。

  13.为什么过热器管过热损坏,大多发生在靠中部的管排?

  由于炉膛两侧水冷壁强烈的冷却作用,烟气离开炉膛进入过热器时,在水平方向上温度的差别是较大的。中部与两侧的烟气温差最高可达150℃。烟气温度高,不但使过热器管的传热温差增加,而且使烟气向过热器的辐射传热增加,使中部过热器管内的蒸汽温度升高。热负荷的增加,使管壁和蒸汽的温差升高。

  在过热器管内清洁和蒸汽流速相同的情况下,管壁温度决定于管内的蒸汽温度和热负荷的大小。因此过热器管发生超温过热损坏大多发生在靠中部的管排。

  14.为什么过热器管泄漏割除后,附近的过热器管易超温?

  过热器管焊口泄漏或过热器管因过热损坏泄漏,除特殊情况外,由于无法补焊或整根更换工作量很大,通常都采取将损坏的过热器管两头割断封死的处理方法。损坏的过热器管由于没有蒸汽冷却,很快就会因严重过热而断裂脱落,这样在相邻的两根过热器管排之间形成了一个流通截面较大的所谓“烟气走廊”。烟气走廊的流动阻力较小,烟气流速较高,使烟气侧的对流放热系数提高;烟气走廊的存在使烟气辐射层厚度增加,辐射放热系数提高。由于过热器管传热的主要热阻在烟气侧,所以烟气侧放热系数的提高必然使烟气走廊两侧的过热器管吸热量增加。过热器管吸热量的增加,不但使汽温升高而且管壁与蒸汽的温差增大,使得烟气走廊两侧的过热器管壁温度明显升高。

  由于两侧水冷壁的吸热,使得进入过热器的烟气温度在水平方向上是两侧低中间高。过热器管的过热损坏大都发生在烟气温度较高的靠近中间的管排,两侧过热器的损坏较少发生(焊口泄漏的情况除外)。由于烟气走廊处的烟气温度较高,使烟气走廊两侧的过热器管壁温度更易升高。在生产中,时常遇到烟气走廊两侧的过热器管因超温而发红的情况。

  15.为什么蒸汽侧流量偏差容易造成过热器管超温?

  虽然过热器管并列在汽包与联箱或两个联箱之间,但由于过热器进出口联箱的连接方式不同,各根过热器管的长度不等,形状不完全相同,都会引起每根过热器管的流量不均匀。在过热器的传热过程中,主要热阻在烟气侧,约占全部热阻的60%,而蒸汽侧的热阻很小,仅占全部热阻的3%。由于过热器的传热温差较大,可达350一650℃,各根过热器管温度的差别对传热温差的影响很小,因此可以认为流量较小的过热器管的吸热量并不减少,这些过热器管内的蒸汽温度必然要上升。

  蒸汽流量小的过热器管,因蒸汽流速降低,蒸汽侧的放热系数下降,过热器管与蒸汽的温差增大。在过热器管内清洁的情况下,过热器管的壁温决定于蒸汽温度和蒸汽与过热器管的温差。因此蒸汽流量偏差最易使流量偏少的过热器管超温。

  低温段过热器,由于蒸汽入口温度为饱和温度,最高不会超过临界温度374.15℃,出口温度通常在400℃以下,过热器管的材质为20钢,允许使用温度不超过480℃,过热器管的安全裕量较大,蒸汽流量偏差造成的超温危险较小。高温段过热器由于出口汽温较高,为了节省投资,过热器管材质的安全裕量较小,因此蒸汽流量偏差造成的过热器管超温的危险相对来讲较大。

  16.为什么低负荷时汽温波动较大?

  低负荷时,送入炉膛的燃料量少,炉膛容积热负荷下降,炉膛温度较低,燃烧不稳定,炉膛出口的烟气温度容易波动,而汽温不论负荷大小,要求基本上不变。因此,低负荷时烟气温度与蒸汽温度之差较小,即过热器的传热温差减小。

  当各种扰动引起炉膛出口烟气温度同样幅度的变化时,低负荷下过热器的传热温差变化幅度比高负荷下过热器的传热温差变化幅度大。由于以上两个原因,使得低负荷时的汽温波动较大。

  17.为什么低负荷时要多投用上层燃烧器?

  大多数中、高压锅炉的过热器是以对流传热为主。我们都知道,对流式过热器的汽温特性是随着负荷降低,蒸汽温度下降。当锅炉负荷较低时,有可能出现减温水调节阀完全关闭,汽温仍然低于下限的情况。虽然可以采取增大炉膛出口过量空气系数或增大炉膛负压的方法来提高汽温,但这些方法因排烟温度提高,排烟的过量空气系数增加.造成排烟热损失上升,导致锅炉热效率下降。

  如果尽量停用下层燃烧器,而多投用上层燃烧器,则由于炉膛火焰中心上移,炉膛吸热量减少,炉膛出口的烟温上升。过热器因辐射吸热量和传热温差增大,过热器总的吸热量增加,使得汽温上升。这种调节汽温的方法经济性较好,在因负荷较低导致汽温偏低时,是应首先采用的方法。

  燃烧调整:

  1.怎样从火焰变化看燃烧?

  煤粉锅炉燃烧的好坏,首先表现于炉膛温度,炉膛中心的正常温度一般达1500℃以上。若火焰充满度高,呈明亮的金黄色火焰,为燃烧正常。当火焰明亮刺眼且呈微白色时,往往是风量过大的现象。风量不足的表现为炉膛温度较低,火焰发红、发暗,烟囱冒黑烟。

  2.煤粉气流着火点的远近与哪些困素有关?

  (1)原煤的挥发分含量。挥发分含量大着火点近,着火迅速,否则着火点就远。

  (2)煤粉细度的大小。煤粉愈细着火点愈近,燃尽时间也短,否则着火点远。

  (3)一次风的温度高低。风温高,着火热降低,煤粉易着火,着火点较近。

  (4)煤粉浓度。一般风粉混合物浓度在0.3~0.6kg/m3时最易着火。

  (5)一次风动压。动压值高,着火点远,否则着火点近。

  (6)炉膛温度。炉膛温度高,着火点近,否则着火点远。

  3.煤粉气流着火的热源来自哪里?

  一方面是气流卷吸炉膛高温烟气而产生的混合与传质换热。另一方面是炉内高温火焰辐射换热。其中煤粉气流的卷吸是主要的。

  4.煤粉气流着火点过早或过迟有何影响?

  着火点过早时有可能烧坏喷口或引起喷口附近的结焦。着火点过迟会使火焰中心上移,可能引起炉膛上部结焦,汽温升高,甚至可能使火焰中断。

  5.什么是火焰中心?

  燃料进入炉膛后,一方面由于燃料的燃烧而产生热量使火焰温度不断升高,另一方面由于水冷壁的吸热,使火焰温度降低。当燃料燃烧产生的热量大于水冷壁的吸热量时,火焰温度升高;当燃料燃烧产生的热量等于水冷壁的吸热量时,火焰温度达到最高。炉膛中温度最高的地方称为火焰中心。火焰中心的高度不是固定不变的,而是随着锅炉运行工况的变化而改变。例如,当燃烧器分成两排,上排投得多时,则火焰中心上移,反之则下移。

  6.什么叫火焰中心?火焰中心高低对炉内换热影响怎样?

  煤粉着火后由于燃烧逐渐发展,燃烧所放出的热量大于传热量,所以烟气温度不断升高,因而形成一个燃烧迅速、温度较高的区域。在此区域中热量放出最多。通常称此区域为火焰中心(或燃烧中心)。

  在一定的过量空气系数下,若火焰中心上移,使炉膛内总换热量减少,炉膛出口烟气温度升高;若火焰中心位置下移,则炉膛内换热量增加,炉膛出口烟气温度下降。

  7.为什么要调整火焰中心?

  锅炉运行中,如果炉内火焰中心偏斜,将使整个炉膛的火焰充满度恶化。一方面造成炉前、后、左、右存在较大的烟温差,使水冷壁受热不均,有可能破坏正常的水循环。另一方面造成炉膛出口左右两侧的烟温差,使炉膛出口一侧的温度偏高,导致该侧过热器等受热面超温爆管,因此运行中要注意调整好火焰中心位置,使其位于炉膛中央。

  8.运行中如何调整好火焰中心?

  对于四角布置的燃烧器要同排对称运行,不缺角,出力均匀。并尽量保持各燃烧器出口气流速度及负荷均匀一致。或通过改变摆动燃烧器倾角或上下二次风的配比来改变火焰中心位置。

  9.为什么要监视炉膛出口烟气温度?

  容量稍大的锅炉均装有监视炉膛出口烟气温度的热电偶,容量在120t/h及以上的锅炉,因为炉膛较宽,可能会引起炉膛出口两侧烟气温度发现较大的偏差,通常装有左、右两个测温热电偶。

  炉膛出口烟气温度通常随着负荷的增加而提高。正常情况下,某个负荷大体上对应一定的炉膛出口温度。如果燃油锅炉的油枪雾化不良,配风不合理,通常会使燃烧后延,造成炉膛出口烟气温度升高。如果煤粉锅炉的煤粉较粗或配风不合理,同样也会使燃烧后延,造成炉膛出口烟气温度升高。无论是燃油炉还是煤粉炉,当燃烧器燃烧良好时,由于火焰较短,炉膛火焰中心较低,炉膛吸收火焰的辐射热量较多,使得炉膛出口烟气温度较低。换言之,如果在负荷相同的情况下,炉膛出口烟气温度明显升高,则有可能是油枪雾化不良,煤粉较粗或配风不合理,引起燃烧不良造成的,运行人员应对燃烧情况进行检查和调整,直至炉膛出口烟温恢复正常。

  如果炉膛出口烟气温度升高,而燃烧良好,则可能是由于炉膛积灰或结渣,使水冷壁管的传热热阻增大,水冷壁管吸热量减少引起的。只有采取吹灰或清渣措施,才能使炉膛出口烟气温度恢复正常。

  当锅炉容量较大。炉膛较宽时,如果燃烧器投入的数量不对称,或配风不合理,则可能是因为燃烧中心偏斜,引起炉膛出口两侧烟温偏差较大,应采取相应的调整措施,使两侧烟温偏差降至允许的范围内。

  由此可以看出,通过监视炉膛出口烟温,就能掌握锅炉的燃烧工况,水冷壁管的清洁状况以及火焰中心是否偏斜,为运行人员及时进行调整提供帮助。

  10.运行中发现排烟过量空气系数过高,可能是什么原因?

  即使排烟温度不变,排烟过量空气系数增加,排烟热损失也增加。排烟过量空气系数过高,还使风机耗电量增加,所以运行中发现排烟过量空气系数过高,一定要找出原因,设法消除。

  排烟过量空气系数a。过高的原因有下列几种:

  (1)送风量太大。表现为炉膛出口过量空气系数和送、引风机电流较大。

  (2)炉膛漏风较大。负压锅炉的炉膛内是负压,而且炉膛下部的负压比操作盘上的炉膛负压表指示值要大得多。所以,空气从炉膛的人孔、检查孔、炉管穿墙处漏入炉膛,都会使炉膛出口过量空气系数增大。

  (3)尾部受热面漏风较大。由于锅炉尾部的负压较大,空气容易从尾部竖井的人孔、检查孔及省煤器管穿墙处漏入。在这种情况下,送风机电流不大,排烟的过量空气系数与炉膛出口的过量空气系数之差超过允许值较多,引风机的电流较大。

  (4)空气预热器管泄漏。空气预热器由于低温腐蚀和磨损,易发生穿孔、泄漏。在这种情况下,引、送风机电流显着增加,预热器出口风压降低,严重时会限制锅炉负荷。预热器前后的过量空气系数差值显着增大。

  (5)炉膛负压过大。当不严密处的泄漏面积一定时,炉膛负压增加,由于空气侧与烟气侧的压差增大,必然使漏风量增加,造成排烟的过量空气系数增大。

  对正压锅炉来讲,由于炉膛和尾部烟道的大部分均是正压,冷空气通常不会漏入炉膛和烟道,所以排烟的过量空气系数过大,主要是由于送风量太大或空气预热器管腐蚀、磨损后泄漏造成的。

  11.怎样判断空气预热器是否漏风?

  空气预热器由于低温腐蚀和磨损,预热器管容易穿孔,使空气漏入烟气。除停炉后对预热器进行外观检查外,锅炉在运行时也可发现预热器漏风。预热器漏风的现象为:

  (1)预热器后的过量空气系数超过正常标准。

  (2)送风机电流增加,预热器出入口风压降低。

  (3)引风机电流增加,因为引风机负荷增加。

  (4)漏风严重时,送风机入口挡板全开,风量仍不足,锅炉达不到额定负荷。

  (5)大量冷空气漏入烟气,使排烟温度下降。

  12. 锅炉漏风有什么危害?

  炉膛漏风,会降低炉膛温度,使燃烧恶化。漏风还使排烟温度升高,排烟量增加,排烟热损失增加,锅炉热效率降低。

  漏风分两种情况,一种情况是从锅炉的人孔、检查孔、防爆门、炉膛及水冷壁、过热器、省煤器穿过炉墙处漏入的冷空气。另一种是由于空气预热器的腐蚀穿孔,空气从正压侧漏入负压烟气侧。前一种漏风只使引风机的耗电量增加,而后一种漏风还同时使送风机的耗电量增加,严重时,还因为空气量不足,限制锅炉出力。锅炉漏风使对流烟道里的烟速提高,造成燃煤锅炉特别是煤粉炉的对流受热面磨损加剧。由此可以看出,锅炉漏风只有害而没有利,所以应尽量减少。

  对于负压锅炉来说,漏风是不可避免的,我们应该做的是使漏风系数降低到允许的范围以内。

  13.运行中发现锅炉排烟温度升高,可能有哪些原因?

  因为排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项,一般为送入炉膛热量的6%左右,排烟温度每增加12~15℃,排烟热损失增加0.5%。所以排烟温度是锅炉运行最重要的指标之一,必须重点监视。下列几个因素有可能使锅炉的排烟温度升高:

  (1)受热面结渣、积灰。无论是炉膛的水冷壁结渣积灰,还是过热器、对流管束、省煤器和预热器积灰都会因烟气侧的放热热阻增大,传热恶化使烟气的冷却效果变差,导致排烟温度升高。

  (2)过量空气系数过大。正常情况下,随着炉膛出口过量空气系数的增加,排烟温度升高。过量空气系数增加后,虽然烟气量增加,烟速提高,对流放热加强,但传热量增加的程度不及烟气量增加的多。可以理解为烟速提高后,烟气来不及把热量传给工质就离开了受热面。

  (3)漏风系数过大。负压锅炉的炉膛和尾部竖井烟道漏风是不可避免的,并规定了某一受热面所允许的漏风系数。当漏风系数增加时,对排烟温度的影响与过量空气系数增加相类似。而且漏风处离炉膛越近,对排烟温度升高的影响就越大。

  (4)给水温度。当汽轮机负荷太低或高压加热器解列时都会使锅炉给水温度降低。一般说来,当给水温度升高时,如果维持燃料量不变,省煤器的传热温差降低,省煤器的吸热量降低,使排烟温度升高。

  (5)燃料中的水分。燃料中水分的增加使烟气量增加,因此排烟温度升高。

  (6)锅炉负荷。虽然锅炉负荷增加,烟气量、蒸汽量、给水量、空气量成比例地增加,但是由于炉膛出口烟气温度增加,所以使排烟温度升高。负荷增加后炉膛出口温度增加,其后的对流受热面传热温差增大,吸热量增多,所以对流受热面越多,锅炉负荷变化对排烟温度的影响越小。

  (7)燃料品种。当燃用低热值煤气时,由于炉膛温度降低,炉膛内辐射传热减少,低热值煤气中的非可燃成分,主要是N2、CO2、H2O较多,使烟气量增加,所以排烟温度升高。煤粉炉改烧油以后,虽然烧油时炉膛出口过量空气系数较烧煤时低,但由于燃料油中灰分很少,更没有颗粒较大的灰粒,不存在烟气中较大灰粒对受热面的清洁作用,对流受热面污染较严重。所以燃烧不好,经常冒黑烟的锅炉排烟温度升高。当尾部有钢珠除灰装置时,由于尾部较清洁,排烟温度比烧煤时略低。

  (8)制粉系统运行方式。对闭式的有储粉仓的制粉系统来讲,当制粉系统运行时,由于燃料中的一部分水分进入炉膛,炉膛温度降低和烟气量增加,制粉系统运行时漏入的冷空气作为一次风进入炉膛,流经空气预热器的空气量减少,使排烟温度升高,反之,当制粉系统停运时排烟温度降低。

  14. 烟气的露点与哪些因素有关?

  烟气中水蒸气开始凝结的温度称为露点,露点的高低与很多因素有关。烟气中的水蒸气含量多即水蒸气分压高,则露点高。但由水蒸气分压决定的热力学露点是较低的,例如,燃油锅炉在一般情况下,烟气中的水蒸气分压约为0.08~0.14绝对大气压,相应的热力学露点为41~52℃。

  燃料中的含硫量高,则露点也高。燃料中硫燃烧时生成二氧化硫,二氧化硫进一步氧化成三氧化硫。三氧化硫与烟气中的水蒸气生成硫酸蒸气,硫酸蒸气的存在,使露点大为提高。例如,硫酸蒸气的浓度为10%时,露点高达190℃。燃料中的含硫量高,则燃烧后生成的SO2多,过量空气系数越大,则SO2转化成SO3的数量越多。不同的燃烧方式、不同的燃料,即使燃料含硫量相同,露点也不同。煤粉炉在正常情况下,煤中灰分的90%以飞灰的形式存在于烟气中。烟气中的飞灰具有吸附硫酸蒸气的作用,因煤粉炉烟气中的硫酸蒸气浓度减小,所以,烟气露点显着降低。燃油中灰分含量很少,烟气中灰分吸附硫酸蒸气的能力很弱。所以,即使含硫量相同,燃油时的烟气露点明显高于燃煤,因而燃油锅炉尾部受热面的低温腐蚀比燃煤严重得多。

  15.为什么烟气的露点越低越好?

  为了防止锅炉尾部受热面的腐蚀和积灰,在设计锅炉时,要使低温空气预热器管壁温度高于烟气露点,并留有一定的裕量。如果烟气的露点高,则锅炉的排烟温度一定要设计得高些,这样排烟损失必然增大,锅炉的热效率降低。如果烟气的露点低,则排烟温度可设计得低些,可使锅炉热效率提高。

  当然设计锅炉时,排烟温度的选择除了考虑防止尾部受热面的低温腐蚀外,还要考虑燃料与钢材的价格等因素。

  16. 奥氏分析器分析烟气成分有何优缺点?

  奥氏分析器的结构和原理都比较简单,因此工作可靠,不易出故障,分析结果准确,而且每次取样可以同时分析CO2含量和02含量。但奥氏分析器采用人工操作,从采样分析到取得结果需要较长时间,而且只能间断工作而不能连续采样分析。用于指导燃烧调整不如O2表或CO2表方便。图示为奥氏分析器。

  在做锅炉反平衡热效率试验时,为了保证数据准确,常采用奥氏分析器。在现场也常用奥氏分析器采样分析来校对CO2表和O2表的准确性。

  17.为什么使用奥氏分析器时要先测CO2,后测O2?

  奥氏分析器是利用氢氧化钾溶液来吸收烟气中的CO2,用焦性没食子酸来吸收烟气中的O2。因为焦性没食子酸也能吸收烟气中的CO2,如果先分析烟气中的氧含量,则由于烟气中的CO2和O2同时被焦性没食子酸溶液吸收而使测出的O2比实际烟气中含O2大得多。而氢氧化钾溶液不能吸收O2,所以光测量CO2后测量O2,可以保证测量结果的准确性。

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