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现代电站锅炉现代电站锅炉是火力发电厂的核心设备之一,主要用于将燃料的化学能转化为蒸汽的热能,驱动汽轮机发电。随着能源技术的发展,现代电站锅炉在效率、环保和智能化方面取得了显著进步。
从结构上看,现代电站锅炉主要分为亚临界、超临界和超超临界锅炉。超超临界锅炉因运行参数高(压力和温度),热效率可达45%以上,大幅减少了煤炭消耗和二氧化碳排放。同时,循环流化床锅炉(CFB)因其对低质燃料的适应性和脱硫脱硝能力,在环保领域表现出色。
现代电站锅炉广泛采用先进的燃烧技术和控制系统,如低氮氧化物燃烧器(LNB)、选择性催化还原技术(SCR)以及实时监测系统,有效降低污染物排放。此外,智能控制系统的引入使锅炉运行更加高效稳定,可实现自动化调节负荷、优化燃烧过程和预测故障。
尽管燃煤锅炉仍是主流,但现代电站锅炉也在积极探索与新能源结合的技术路径某小区化粪池专项施工方案_secret,例如生物质耦合燃烧和碳捕集与封存(CCS)技术,以进一步减少对环境的影响。这些创新使现代电站锅炉在满足电力需求的同时,也符合可持续发展的要求。
煤中C、S、ST对锅炉工作的影响
灰熔点(ST)灰分在熔融状态下粘结在锅炉受热面上造成结渣,危及锅炉运行的安全性和经济性。对于固态排渣炉,ST<1350℃可能结渣
含碳量CC高,热值高;但不易着火、燃烧
硫分S可燃硫的热值低,含量少,对煤的着火、燃烧无明显影响易造成受热面的堵灰;腐蚀形成酸雨,污染环境燃料中的硫化铁加剧磨煤部件的磨损
我国煤的主要分类指标干燥无灰基挥发分Vdaf含量可分为三大类:褐煤(Vdaf含量>37%)、烟煤(Vdaf含量>10%)、无烟煤(Vdaf含量≤10%)
无烟煤碳化程度高,含碳量很高,达95%,杂质很少,发热量很高,约为25000~32500kJ/kg;挥发份很少,小于10%,Vdaf析出的温度较高,着火和燃尽均较困难,储存时不易自燃
褐煤碳化程度低,含碳量低,约为40~50%,水分及灰分很高,发热量低,约10000~21000kJ/kg;挥发分含量高,约40~50%,甚至60%,挥发分的析出温度低,着火及燃烧均较容易
烟煤碳化程度次于无烟煤,含碳量较高,一般为40~60%,杂质少,发热量较高,约为20000~30000kJ/kg;挥发分含量较高,约10~45%,着火及燃烧均较容易贫煤挥发分含量10~20%的烟煤挥发份较少,性质介于无烟煤与烟煤之间,燃烧性能方面比较接近无烟煤;劣质烟煤挥发份20~30%;但水分高,灰分更高的烟煤发热量低,为11000~12500kJ/kg这两种烟煤着火及燃烧均较困难
煤粉的自燃煤粉在氧化性介质中,当煤粉散热不良或周围介质温度升高时,会发生自燃煤粉的爆炸发生自燃的煤粉遇到明火会发生爆炸
影响煤粉爆炸的因素主要有:煤的挥发分含量、煤粉细度、煤粉的浓度和温度、煤粉的水分
制粉系统需采用一定的防爆措施,如设置防爆门等
R200 哈氏可磨性指数HGIHGI<62为难磨煤;HGI>86为易磨煤 用来表示磨煤机将煤磨成一定细度煤粉的难易程度 磨煤机低速磨(16~25r/min)中速磨(50~300r/min)高速磨(500~1500r/min) 制粉系统中间储仓式系统直吹式系统 普通筒式钢球磨的圆筒由电动机带动低速转动,燃料和干燥剂(热空气)从磨一端的空心轴进入圆筒,在圆筒内煤被干燥、并经筒内装有的大量钢球打碎、研磨成粉,随后被干燥剂从磨的另一端带出 低速磨主要有普通筒式钢球磨、双进双出筒式钢球磨 轴颈内带热风空心管双进双出筒式钢球磨圆筒两端的空心轴内有一空心圆管,圆管外装有螺旋输送装置。两端的空心轴既是热风和原煤的进口,又是煤粉气流混合物的出口。从而形成两个相互对称又彼此独立的磨煤回路两个回路两个回路同时使用时磨煤机出力最大;也可以单独使用一个,这时可使磨煤出力降至50%以下 钢球磨结构简单,对煤种适应性强,出力大,运行可靠;但初投资大,对锅炉负荷适应性差;单位电耗大,噪音大 扩大了钢球磨的负荷调节范围 响应锅炉负荷变化的时间短,有利于低挥发分煤的稳燃出力靠调整一次风量控制。加大一次风阀门的开度,风量及带出的煤粉流量同时增加,因此,在任何负荷下,煤粉浓度变化不大,且煤粉细度降低 设有微动装置磨煤机在停机或维修操作时以额定转速的1/100转速旋转,可使筒内存煤及时散热防止自燃。故短时间停机时不必将筒内的剩煤排空 双进双出钢球磨煤机保持了钢球磨煤种适应性广等所有优点,同时大大缩小了体积,降低了磨煤机的能耗,增强了适应锅炉负荷变化的能力 原煤经落煤管进入两组相对运动碾磨件之间,在压紧力的作用下被挤压、研磨成粉。热风经四周风环进入磨煤机,对被甩至此处的煤粉进行干燥并将煤粉带入粗粉分离器进行分离,不合格的煤粉返回磨煤机重磨,细粉则送出磨外 中速磨布置紧凑,初投资小,单位电耗小,适应变负荷运行;但结构复杂,不易磨水分太大和太硬的燃料 高速磨由叶轮、带有护甲的蜗壳和粗粉分离器组成,装有冲击板的叶轮由电机带动高速旋转。原煤和干燥剂一起被吸入磨煤机内,煤被转动的冲击板打碎,甩到护甲上再次被撞击成煤粉,煤粉借助风扇产生的压头由干燥剂携带经粗粉分离器带出 高速磨结构简单,相应的制粉系统简单,金属耗量小,对锅炉负荷适应性强,特别适应磨高水分煤种;但部件磨损大,不宜磨制较硬的煤种 钢球磨中储式制粉系统有热风送粉和乏气送粉两种 钢球磨中储式热风送粉系统 空气经送风机→空预器→一次风机→一次风箱→混合器(热气与煤粉)→一次风喷口乏气→排粉机→乏气风箱→三次风喷口适用无烟煤、贫煤及劣质煤 钢球磨中储式热风送粉系统 一次风携带煤粉送入燃烧器的空气。主要作用是输送煤粉和满足燃烧初期对氧气的需要 二次风待煤粉气流着火后再送入的空气。二次风补充煤粉继续燃烧所需要的空气,并起气流的扰动和混合的作用 三次风对中间储仓式热风送粉系统,为充分利用细粉分离器排出的含有10%~15%细粉的乏气,由单独的喷口送入炉膛燃烧,这股乏气称为三次风 乏气→排粉机→一次风箱→混合器(乏气与煤粉)→一次风喷口适用于烟煤等挥发分含量高的煤种 钢球磨中储式乏气送粉系统 负压系统:排粉风机装在磨煤机出口,整个系统在负压下运行煤粉不会向外泄漏,对环境污染小漏风大,排粉风机磨损严重,效率低,电耗大,系统可靠性差 中速磨直吹式制粉系统有正压和负压系统 中速磨直吹式正压热一次风系统 正压系统:一次风机布置在磨煤机之前,系统处于正压状态下工作无漏风;叶片磨损小煤粉易外泄,系统需设专门的密封风机热一次风系统:配置二分仓回转式空预器。一次风机布置在空预器与磨煤机之间,输送的是热空气空气温度高,比容大,风机体积大,电耗高,易发生高温侵蚀,运行效率及可靠性低 正压系统有热一次风和冷一次风系统 中速磨直吹式正压冷一次风系统 冷一次风系统:配置三分仓回转式空预器。一、二次风各自由单独风机输送,风机处于空预器之前,输送的是干净的冷空气空气温度低,比容小,风机体积小,电耗低,效率高;高压头冷一次风机可兼作密封风机,简化系统;热风温度不受一次风机的限制,可满足磨制较高水分煤种的要求 磨制烟煤和水分不高的褐煤采用热风作为干燥剂磨制高水分不高的褐煤采用热风掺炉烟作为干燥剂 直吹式系统系统简单、设备部件少,管路短、阻力小,初投资和系统的建筑尺寸小,输粉电耗较小;但磨煤机的工作直接影响锅炉的运行,锅炉机组的可靠性相对低些 储仓式系统设有煤粉仓,磨煤机可一直维持在经济工况下运行,磨煤机的工作对锅炉影响较小,系统的可靠性高;但系统复杂、设备部件多,初投资及运行费用高 锅炉负荷变动时储仓式系统调节给粉机转数改变煤粉量,既方便又灵敏直吹式系统从改变给煤量开始,经过整个系统才能改变煤粉量,惰性较大 煤的元素分析与工业分析成分煤的成分基准及换算煤发热量的类型及换算V、M、A、C、S、ST对锅炉工作的影响无烟煤的特性及对锅炉运行的影响煤粉的细度、均匀性系数及煤的可磨性系数双进双出钢球磨与中速磨工作原理中储式热风送粉与乏气送粉系统一、二、三次风直吹式负压与正压系统中速磨正压冷一次风系统 第三章燃烧过程的理论基础 广州至珠海铁路某桥48米简支箱梁混凝土浇注施工方案_secret化学反应速度化学反应速度及影响因素固体燃料的燃烧煤燃烧的四个阶段焦碳的燃烧煤和煤粉的燃烧特点煤粉气流的着火与燃烧着火与熄火的热力条件煤粉气流的着火及影响因素完全燃烧的条件思考题 燃烧反应是一种发光放热的高速化学反应,同时伴随各种物理过程均相燃烧燃料和氧化剂物态相同,如气体燃料在空气中燃烧多相燃烧燃料和氧化剂物态不同,如固体燃料在空气中燃烧 质量作用定律反映浓度对化学反应速度的影响对于均相反应,在一定温度下,化学反应速度与参加反应各反应物浓度乘积成正比,各反应物浓度的幂指数等于其相应的化学计量系数 在温度不变的情况下,反应物的浓度(单位容积中分子数)越高,分子的碰撞机会越多,化学反应速度就越快 阿氏定律反映温度对化学反应速度的影响 活化能E破坏原有化学键并建立新化学键所必须消耗的能量,具有活化能的分子为活化分子。活化能E与反应物种类有关,挥发分含量小的煤,E大在一定的温度下,活化能E越大,则反应速度常数k值越小,反应速率越小;而在一定的活化能E下,温度越高,则反应速度常数k值越大,反应速率越大 预热干燥煤被加热至100℃左右sl 768-2018标准下载,煤粒表面及煤粒缝隙间的水被逐渐蒸发出来。大量吸热 挥发份析出并着火温度升至一定值,煤中挥发分析出,同时生成焦碳(固定碳)。不同的煤,开始析出挥发分的温度不同,达到一定温度,析出的挥发分就着火、燃烧。对应的温度称煤的着火温度,不同煤的着火温度不同。少量吸热 燃烧挥发份首先燃烧造成高温,包围焦炭的挥发分基本烧完且燃烧产物离析后,碳开始着火、燃烧。大量放热