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第21篇—13页—黄新元--大中型锅炉降低锅炉热损失的运行措施及改造实例

第21篇—13页—黄新元--大中型锅炉降低锅炉热损失的运行措施及改造实例
第21篇—13页—黄新元--大中型锅炉降低锅炉热损失的运行措施及改造实例

降低锅炉热损失运行措施及改造实例

黄新元

山东大学济南 250061

摘要:本文全面论述了影响大中型电站锅炉飞灰含碳量、炉渣含碳量和排烟温度的诸因素,以及降低这些损失的有效的运行措施及技术改进的实例。

关键词:锅炉节能;飞灰含碳量;排烟温度;运行调整;锅炉改造

0.前言

影响锅炉效率最大的两项损失是燃烧损失和排烟损失。燃烧损失存在于飞灰可燃物和炉渣可燃物之中,由于煤粉锅炉的飞灰系数都在0.9以上,因此减少锅炉燃烧损失的主要努力必然地集中于降低飞灰可燃物含量上。大、中型锅炉的飞灰可燃物在1%—5%,一些燃用较差煤种或燃烧调整不好的锅炉,飞灰可燃物可以超过10%。飞灰可燃物每增加1%,影响锅炉效率约0.4%,影响标准煤耗1.6 g/kwh。影响的程度与煤质有关,运行煤的灰分每增加5%,对锅炉效率影响追加0.3%。、热值每降低1MJ/kg,对锅炉效率影响追加0.07%。

排烟损失存在于排烟温度和排烟过量空气系数之中。近十几年来,电站锅炉排烟温度的设计值呈降低的趋势,大致在130—135℃之间。但运行时大都高于设计值,排烟温度高出设计值10—15℃的锅炉并非少数。排烟温度每升高10℃,影响锅炉效率0.5—0.6%,影响标准煤耗2g/kwh。影响的程度与排烟过量空气系数有关,排烟过量空气系数每增加0.1,对锅炉效率的影响要追加0.03—0.04%。表1列出了某发电集团公司2007年10月份300MW以上锅炉机组飞灰可燃物含量和排烟温度的统计平均数据。

正确的燃烧调整对于降低锅炉的燃烧损失和排烟损失有重要的作用。例如对于新投运的机组,其飞灰可燃物、大渣可燃物的数值在调试前、后往往可以有很大的差别。排烟损失也会由于选择了合宜的过量空气系数而得到减轻。在降低锅炉的上述损失时,应该注意它对供电煤耗可能发生的其它影响。例如煤粉变细和增加氧量都会在获得低的灰渣可燃物的同时导致厂用电增大,应权衡比较。除了运行调整之外,对锅炉的设备或辅机进行局部改进或改造通常均可使锅炉的能耗水平产生大的改观,但需要进行投资—回报的技术经济比较。

表1 300MW、600MW锅炉机组飞灰含碳量和排烟温度的统计平均数据(2007.10)

1.飞灰含碳量的影响因素及降低措施

影响飞灰可燃物的运行方面的因素,主要包括:煤质、煤粉细度、炉膛氧量、炉膛温度、燃烧器运行方式、炉膛负压等。以下逐一进行分析并给出示例。

1.1 煤质

煤种对锅炉燃烧的影响是非常大的。煤的各成分中尤以挥发分对飞灰可燃物的影响为最大。当入炉煤的挥发分降低时,飞灰含碳量迅速升高。我国部分大中型电站锅炉的飞灰含碳量与挥发分含量的统计关系如图1所示。

煤时,锅炉燃烧必须作相应的调整,那种不论

煤质如何,锅炉总是按一种不变的运行方式操

作是不可取的。幸运的是,大部分有利于劣质

煤稳燃的调整,通常也都有利于飞灰含碳量的

降低。例如,集中火嘴是锅炉稳燃的重要手段,

而一旦集中投运燃烧器,就会使燃烧器区炉温

提高,煤粉即得到迅速燃尽的条件。此外,把

煤粉磨得更细一些也是即有利于着火同时也

有利于煤粉燃尽的措施。

图1 飞灰含碳量与挥发分含量的统计关系有条件的电厂还可以通过动力配煤解决

燃烧问题。如福建某电厂1号炉自中修后,飞灰含碳量从4%上升到9%,不知何故。后经燃烧调整试验,逐一排除了其它因素,最终发现是由于近期进了一批挥发分很低的贫煤,并且由于煤质较硬,煤粉也变粗了。措施是①尽量不进该种煤;②掺烧时好煤在上层烧,差煤在较底层烧,飞灰含碳量又恢复到接近原来水平。

1.2 炉膛氧量

炉膛氧量是炉膛过量空气系数的函数。也是影响飞灰含碳量的重要条件。表2列出了山东电力研究院对两台600MW超临界机组所作变炉膛氧量的试验结果。由表可见,随着氧量的增大,飞

灰可燃物降低。

表2 飞灰含碳量、炉渣含碳量与炉膛氧量关系

注:[1]R90=21.52%; [2] R90=31.53%;

随着炉膛氧量增加,排烟过量空气系数增大、q2损失变大,因此存在最佳值使q2+q4之和最

低,依此为依据,设定运行中的氧量控制值。应该指出,同一台锅炉的最佳氧量(即运行设定的

氧量)并不是一成不变的。例如入炉煤的挥发分降低或者煤粉变粗时,着火、燃尽困难,因此需

要更多的氧量帮助燃烧,最佳过量空气系数的数值将增大;当锅炉低负荷运行时,炉温降低,也

造成燃尽的条件变差,最佳过量空气系数的数值亦将增大。上述几种条件下,都应该相应提高炉膛氧量的设定值。

对于四角布置切向燃烧的锅炉,低负荷下总风量减少,加之没有投入的喷嘴还要占用一些冷却喷口的空气,容易造成正在投用的燃烧器空气动力工况变差,因此也需要适当增大空气供应。这种要求恰与最佳氧量相吻合。但如果煤的着火性能较差,过分增大氧量会降低炉温,导致熄火。例如四川CHQ 电厂300MW 级锅炉,氧量的设定值随负荷降低而增大,从100%负荷到65%负荷,氧量从4.2升高到5.8。但在负荷低于65%后即限制氧量,最大不得超过5.8以防止低负荷下炉温降低,着火不稳。

1.3 煤粉细度

随着煤粉细度R90的减小,煤粉变细,飞灰含碳量降低。与氧量的情况类似,也存在一个最经济的煤粉细度,它是综合考虑燃烧损失与厂用电(制粉单耗引起)达到最优的结果。经济煤粉细度与煤质有关,对于难磨的煤R90可大些,着火性能差的煤R90需要小一些。国内经验,运行中煤粉细度可大致按R90=Var 关系进行控制。

实际运行中,由于煤粉细度很难在线测量,因此要求严格控制影响煤粉细度的运行条件。这些条件可归结为:① 粗粉分离器挡板开度或转数;②回粉管的工作性能(由分离器压差监督);③磨煤机风量或风煤比;④磨煤机出口温度(它影响的实质是磨煤机筒体内的平均干燥温度);⑤料位的高低(双进双出磨)或磨煤机压差(单进单出磨);⑥钢球装填量(钢球磨)或加载力(中速磨);⑦球径配比;⑧其它。

1.3.1 粗粉分离器的分离效率

分离器的分离效率取决于其自身结构以及上述第 ①、②条。通过改进分离器结构可提高粗煤粉的返回率,从而减小R90;而回粉管的工作是否正常,则由分离器压差监督。例如山东SHLI 电厂1000t/h 煤粉炉,制粉系统为双进双出磨正压直吹,运行中发现煤粉逐渐变粗,制粉量增大,飞灰含碳量和大渣含碳量升高,运行和检修均不能解释其原因。经长期探讨并仔细检查,最后才发现是由于回粉管堵塞、粗粉不能返回磨煤机所

致。实际上,之前运行人员已观察到磨煤机两端的

分离器压差出现较大的偏差,但一直未引起重视。

后疏通粉管后,煤粉粒度和飞灰可燃物含量均恢复

正常。

1.3.2 磨煤机风煤比和料位

中速磨采取小的风煤比运行、双进双出磨采取

小风量和高料位都可以降低R90,已日益为电厂的

锅炉运行人员和工程师所认知。图2是某电厂

RKD420/650双进双出磨煤机的出力特性,图中的

b1、b2、b3分别代表不同的料位。由图可见,当高料位投入时,筒体内的燃料体积增加、磨制能力提高,在同样制粉出力时(图中虚线),合格细粉只需要较小的携带风量即可带走,因而减小了携带风量。由于风量减小,不仅煤粉变细而且通风单耗降低。若维持煤粉细度不变,则高料位运行可提高磨煤机携带风中的煤粉浓度、提高最大磨煤出力。

1.3.3 磨煤机出口温度

图2 磨煤机出力-风量-料位关系曲线

提高磨煤机出口温度将导致磨煤机进口干燥剂温度增加,从而使整个磨煤机筒体内充有温度更高的干燥剂,因而可磨制出更细的煤粉、也提高了磨煤出力。例如对于某中速磨,当磨煤机出口温度从70℃提高到80℃时,进口干燥剂温度从230℃提高到252℃。

1.3.4 球径配比

球径配比的一般原则是,煤质较软时应加直径较小的钢球,以增加钢球的接触研磨表面积,煤质坚硬时应加直径较大的钢球,以增加钢球的砸击能量。例如山东LC电厂600MW机组,对磨煤机运行中补加钢球一直是参考磨煤机电流定期补加,但基本上都是加60mm的球。对此问题技术人员内部有不同的意见,也曾咨询过西安热工研究院的专家等,但始终未取得一致意见。后来2号炉两台磨先补加了共10吨40mm的小球,其后炉渣含碳量略有改善(从长期45%左右降到35%左右),随即要求物资公司抓紧时间采购了40mm钢球,共向2号炉磨煤机中加装40mm的小球共20吨,加后2号炉渣较好。现确定按60mm和40mm各50%的比例添加。

1.4 燃烧器运行方式

燃烧器的运行方式指燃烧器的负荷分配、投停组合以及燃烧器各参数的调整。它们影响炉膛火焰中心位置、炉膛温度、燃烧器区域温度、风粉的混合等,从而对飞灰可燃物含量发生一定的影响。

燃烧器投下停上或热功率下多上少,有利于延长煤粉在炉内的停留时间,降低可燃物含量;集中火嘴运行则使燃烧集中、燃烧器区域炉温升高,尤其是低负荷、或燃用挥发分低的煤时更是如此。二次风配风采用倒宝塔方式,有利于低挥发分煤的稳定燃烧,同时兼有压住火球位置、阻止大颗粒煤一次上行、延长其停留时间等作用。当煤粉颗粒较大时,其作用会更加明显。

炉膛-风箱差压是近代大型锅炉的重要燃烧调节参数,在同一负荷下,它的变化并不影响总风量,但会对辅助风、燃料风、过燃风、冷却风等二次风之间的比例发生影响,从而影响燃烧和燃尽。例如广东SJ电厂1970t/h锅炉、四角双切圆燃烧方式,在燃烧优化调整试验中,分别在500、620MW两个负荷下改变二次炉膛-风箱差压,当炉膛-风箱差压从1.11升高到1.41时,飞灰含碳量减小、炉渣含碳量稍有增加,q4由0.93降低到0.60。当然燃尽风门挡板开度由全开到全关时,炉膛-风箱差压由0.93提高到1.05,燃料风、辅助风风量相应增加,炉渣含碳量从7.32降低到5.22。

磨煤机或燃烧器投停的不同组合方式,对锅炉的安全、经济运行也有影响。由于不同机组的设计特性各不相同,因此不能给出一个统一的模式,最优的组合方式一般要通过燃烧调整试验获得。表3列出了某300MW级锅炉不同燃烧器组合投运方式的一个比较。在60%负荷下,投三层燃烧器比投四层燃烧器更经济,且投三层时,又以投最下三层(1、2、3层)燃烧最为稳定。喷燃器的组合及负荷分配呈下多上少的塔形分配时,锅炉效率较高,燃烧也较为稳定。这个结果与该炉设计一、二次风速偏低及磨煤机选型过大有关。

表 3 低负荷不同磨(燃烧器)组合方式比较

2.排烟温度的影响因素及降低措施

影响锅炉排烟温度的运行方面的因素,主要包括:受

热面积灰、炉膛、制粉系统漏风、一次风率、磨煤机出口

温度、空预器进口风温、磨煤机投停等、以下逐一进行分

析并给出示例。

2.1 炉膛、制粉系统漏风

炉膛、制粉系统漏风会使排烟温度升高。经过空气预

热器的风量称有组织风量α

zz ,它与炉膛漏风Δαl 、制粉系统漏风Δαzf 一起,合成炉膛出口过量空气系数αl ″。

(如图3)。其间关系为: αl ″=αzz +Δαl +Δαzf

对于正压直吹制粉系统,密封风量Δαmf 进入制粉系统相当于Δα

zf 。 在运行中控制αl ″不变情况下,当Δαl +Δαzf 增大时,通过空气预热器流动的有组织风量

减少。空预器的风量、风速降低使传热系数下降,空气流量的减少又会使出口风温上升,从而降低空气预热器的传热温压。二者作用的结果都会减少空气预热器的吸热量,因此引起排烟温度的升高。例如江苏JB 电厂3号炉(1025t/h 煤粉炉,中储式制粉系统),设计排烟温度134℃,实际运行排烟温度高达158℃,超出设计值24℃,经节能分析,发现该炉漏风严重,炉膛漏风率设计为0.05,实测为0.08,制粉系统漏风率设计为0.07,实测为0.12,两项相加漏风率增加了0.08,经计算影响排烟温度8-9℃,进行锅炉改造后(包括消除漏风)排烟温度降低了20℃,扣除其余改造措施的节能量,仅堵塞漏风一项,即降低排烟温度8℃左右,与计算值接近。

炉膛、制粉系统漏风对排烟温度的定量影响与预热器的进出口参数有关,大致的关系是,炉膛、制粉系统漏风每增加0.01影响排烟温度1.2℃左右,详细的计算可参见文献[1]。

2.2制粉系统掺冷风

制粉系统掺冷风对排烟温度的影响与炉膛漏风完全一样。同一锅炉负荷下,运行总风量受炉膛出口氧量控制为一定值,因此当大量掺冷风时就会导

致空气预热器风量减少,预热器传热量降低、排烟温度

升高。山东ZX 电厂3号炉掺冷风率与排烟温度的关系

曲线如图4所示。锅炉运行掺冷风率的行为往往是被动

的、无意识的。以下情况都会导致掺冷风量的增大。

2.2.1 一次风率

锅炉的制粉系统尽管不同,但只要一次风率增大,

通常都会以不同的方式,导致制粉系统掺冷风的增加,

从而导致排烟温度升高。山东ZX 电厂1、2号炉,额定

蒸发量1000t/h,乏气送粉,煤的挥发分较高vdaf=40%,

运行人员怕烧坏燃烧器,运行中就提高一次风率以维持

高的一次风速,一次风率达到40%—45%,而为限制磨出口温度(65℃),只能大量掺冷风,使排烟温度升高。后在排烟温度专项治理时将一次风率压低到30%以下,降低排烟温度7~8℃。实际上,该炉的一次风口设计偏小,若能改进燃烧器结构、减小一次风口截面积,则一次风率还可进

一步压低。降低一次风率的措施有多种多样,比如减小一次风喷口总截面积、提高磨煤机出口温图 3

锅炉的风图4 掺冷风率对排烟温度

度、给粉机增大出力(减少一次风口的投用只数)、增大磨煤机再循环风率等,都可取的良好的效果。

2.2.2 煤质变化

煤质变化尤其是煤中水分变化时,可以导致一次风率增大。例如,山东沿海某电厂670t/h 锅炉,采用风扇磨直吹式制粉系统,进口干燥剂采用热风+高温炉烟+冷风。原设计燃用褐煤,近年逐渐改烧烟煤,煤的水分由22%降低到10%,由于磨煤机风量由制粉出力决定不能减小,因而磨煤机进口温度相对水分而言偏高,导致磨煤机出口温度大幅升高,为降低磨的出口温度,不得不大量掺冷风,加之给煤机后的输煤通道人孔门不严漏风,致使排烟温度升高接近10℃。运行中的措施一是在煤质允许的前提下,尽可能提高磨煤机的出口温度定值,二是将干燥热风门全开以减小抽取高温炉烟的份额。

2.2.3 磨煤机出口温度

适当提高磨煤机出口温度可以提高磨煤机进口干燥剂的风温,从而降低制粉系统掺冷风率。例如,山东HT电厂7号炉,额定蒸发量1025t/h,制粉系统为中速磨直吹式系统,由于使用年限较久,磨煤机出力不足,为保证锅炉负荷只能采用大的风煤比以提高磨煤出力。这一方面增大了煤粉细度(R90最高达到50%以上),另一方面也使得磨煤机进口掺冷风量增加、排烟温度升高。为此,进行了提高磨煤机出口温度的试验,在加强监督的情况下,将磨煤机出口温度逐渐由90℃升高到110℃以上。与此同时,观察排烟温度的变化,发现排烟温度较明显地降低了5—6℃,同时看到,由于预热器的风量随磨煤机出口温度的升高而减小,所以在排烟温度降低的同时,预热器出口的热空气温度并无明显变化。出口温度提高后,磨煤机出力和煤粉细度也相应改善。

2.3 炉膛最高火焰中心温度

炉膛最高火焰中心温度对排烟温度的影响主要是通过炉膛出口烟温和省煤器水流量两个途径实现的。当着炉膛最高火焰中心温度升高时,炉膛出口烟温及其后各级受热面的出口烟温升高,排烟温度也会有所升高,另一方面,炉膛出口烟温升高后,高负荷时会增加过热器、再热器的减温水量,引起省煤器的过水流量减少,省煤器传热系数、传热温差同时降低,因而传热量减小,出口烟温升高。引起炉膛最高火焰中心温度变化的运行因素较多,例如煤质、煤粉细度、燃烧器的运行方式、炉底漏风等等。

2.3.1 煤质和煤粉细度

燃用挥发分低、水分、灰份大的煤时,煤粉的着火推迟、燃尽困难,火焰中心温度上升。当煤的可磨性降低时,煤粉细度增大,燃尽不易,也使炉膛出口温度升高。

2.3.2 煤粉细度

煤粉细度变大,燃尽推迟,不但影响炉膛出口烟温,也会使q4损失增大。实际运行中煤粉细度的控制是很应该讲究的。它与制粉出力、汽温调整、厂用电量等都有密切的联系。例如,某锅炉因煤质变硬制粉出力降低,限制锅炉达不到额定出力。为此,希望能适当增大煤粉细度以提高磨煤出力,但本炉同时还存在过热汽温偏高问题,如果提高R90,势必进一步使汽温超温。因此这个问题的解决有待于从降低汽温方面采取一些措施,如降低火焰中心、燃烧器二次风配风采用倒宝塔方式等。

2.3.4 燃烧器运行方式

燃烧器投下停上或热功率下多上少有利于降低火焰中心;最上层二次风增加风量可以压住火

焰中心,降低炉膛出口烟温。保持足够的二、一次风动量比可以扩大燃烧切圆,有利于着火、燃尽和增加煤粉在炉内的停留时间;燃烧器增大过燃风的比例可以使燃烧中心上移,对于热风送粉的系统,考虑到乏气中的细煤粉燃烧会提高火焰中心位置,应控制三次风率不使过大。

2.3.4 磨煤机投停

对于直吹式的系统,磨煤机的投停主要是影响在运燃烧器的位置,投上停下则排烟温度升高;对于中间储仓式(热风送粉)的系统,磨煤机的投停主要影响的是三次风的投切,全投磨煤机与部分投入相比,排烟温度有较明显的上升。细粉分离器的效率越低,三次风中的细粉量越多,这个影响就越大。而对于中间储仓式(乏气送粉)的系统,对排烟温度的影响则并不确定,要看制粉系统漏风和近路风掺入量的比例,前者大的锅炉,投入磨煤机后排烟温度上升,后者大的锅炉,投入磨煤机后排烟温度则下降。例如,山东SLQ电厂1号炉和ZX电厂2号炉同为乏气送粉系统,但投入磨煤机后,前者升高排烟温度约7—8℃,后者则降低3—4℃。就是因为SLQ电厂1号炉的制粉系统漏风率很小的缘故。

2.4 高压加热器投停

锅炉在高压加热器切除工况下运行时,在定功率情况下,汽机热耗变大使锅炉燃烧率增大,燃料量的增加使省煤器入口烟温和烟气量增加,这倾向于使省煤器出口烟温升高;但给水温度的降低又使省煤器的传热温差及传热量增大,又倾向于使省煤器出口烟温降低。因此,省煤器出口烟温和排烟温度究竟如何变化,取决于整个受热面布置及热量分配。有的锅炉排烟温度降低,有的锅炉排烟温度则升高,不能一概而论。对于排烟温度降低的情况,锅炉效率的升高会减少定功率时燃料量增加的程度。

2.5 受热面积灰

受热面积灰对排烟温度的影响是不言而喻的。最有效的手段就是安装和坚持使用蒸汽吹灰器。山东ZX电厂1—4号炉均为300MW级煤粉炉,锅炉排烟温度年平均达165℃。为解决排烟温度偏高问题,该厂就影响排烟温度的诸因素,按照影响数值的大小进行了排序,认定第一位的因素是蒸汽吹灰,第二位的因素是一次风率,第三位的因素是锅炉漏风。进行了停蒸汽吹灰24小时试验,在这24小时内,排烟温度上升10—15℃,这说明蒸汽吹灰至少可降低排烟温度10—15℃。又对本厂的另一台炉子,停声波吹灰48小时,排烟温度仅上升2—3℃。该炉为乏气送粉系统,一次风率较高,适当降低一次风率后也能使排烟温度降低7—10℃。

大中型锅炉的吹灰普遍使用蒸汽吹灰器。吹灰系统的投入是以一定的蒸汽消耗来换取受热面的清洁。及时吹灰虽可降低排烟温度、提高锅炉效率,但如果吹灰过于频繁,不仅会使吹灰器消耗能量大大增加,也将使吹灰器附近的管子磨损加快。因此吹灰器的运行应有一个经济性平衡点。锅炉优化吹灰的主要任务就是使吹灰所带来的效益与吹灰的损失之和达到最佳。实际上,在炉膛、尾部烟道各受热面的不同部位,吹灰装置对锅炉安全、经济运行所起的作用是不一样的。而对于不需要吹灰的受热面,吹灰更是一种浪费。

近年来大型锅炉的吹灰优化系统是在实时检测沾污参数的基础上,对各受热面的沾灰程度作出判断,何时吹扫、吹扫哪个受热面、投运几组吹灰器等均由计算机根据吹灰费用-效益比的计算结果作出决定,用不定时的动态调度代替经验性的定时吹灰,以达到在安全性前提下的最经济运行。图5是华北电力大学与山东LL 电厂联合开发的智能吹灰系统的的一个运行操作画面。由画面看,出随着行时间的延长,受热面污染逐渐加重,污染率数值就越大(由相应的棒图长度、颜色反映)。当系统认为某个受热面需要吹灰,该棒图下的文字变红(如图中的末级再热器),提

示运行人员需要进行吹灰操作。

2.6 环境温度

锅炉在冬季和夏季运行,其排烟温度往往相差达到10℃以上。这是因为空气预热器进风温度升高,引起预热器吸热量减少的缘故。一般以为,夏季排烟温度升高时,排烟损失增加、锅炉效率降低。但是这种认识并不正确。根据排烟热损失q2的计算公式[2]

: ar ,net 02,2,2Q )

(][q t c v c v py O H p O H py p gy -??+?=θ

当着式中环境温度t0升高时,排烟温度θpy 相应升高,但差值(θpy- t0)却是减小的,这说明若排烟温度的升高是由于环境温度的升高而引起,那么q2损失不但不升高反而降低,锅炉效率稍有升高。这是因为锅炉效率计算时,环境带入的热量并未作为输入热量之故。实际上当进风温度引起排烟温度升高时,入炉热风温度都是升高的,就是说,对于1kg 入炉煤而言,工质吸收的总热量是增加而不是减小的。锅炉效率并不降低。

因此,当环境温度不同时,应将排烟温度修正到同一环境温度下数值,这样就可以比较锅炉效率的大小了。其修正的方法,可以参见文献[2]。

3. 锅炉降低热损失的改造工程实例

3.1山东LC 电厂1、2号炉降低飞灰含碳量的综合技术改造

3.1.1 概况

山东LC 电厂一期工程1、2号炉系英巴生产的配600MW 机组的“W ”火焰锅炉,燃用80%的无烟煤+20%的贫瘦煤。锅炉制粉系统配备6台双进双出滚筒式磨煤机,正压直吹式燃烧。在设计风煤比下,磨煤机最大出力51.3 t/h ,燃煤的HGI 为67±5,煤粉细度为R 75=9%。当燃用设计煤种阳泉煤时,锅炉的灰渣可燃物非常之低,但掺烧可磨性较差的无烟煤时,煤粉细度不合格,有时R 75达到30%以上,使得灰渣可燃物大幅提高,最高时达到20%,炉渣可燃物达到30%。

图5 LL 电厂2号炉优化吹灰系统实时曲线

为解决上述问题,进行了立题攻关。经分析影响飞灰可燃物的因素主要有两大方面:一是入炉总风量不足、习惯性低氧量运行;二是煤粉细度达不到要求,尤其当磨制硬的无烟煤时,煤粉细度偏大。

3.1.2主要技术改进措施

1)加高送风机进口截面,提高炉膛氧量

改造前,锅炉满负荷送风机动叶全开工况下,省煤器出口氧量不足,只能达到3.0左右。影

响送风机出力的原因是送风机吸入口通道高度尺寸偏小,导致风机入口阻力大,限制了送风机出

力。针对这一问题,将送风机入口通流截面积增加到原设计值的190%,改进后锅炉的氧量充足,

在634MW运行时,省煤器出口氧量能够达到5.0以上,满足了锅炉燃烧的需要。图6为该厂锅炉

送风机进口截面改进后的示意。

①分离器结构改进

粗粉分离器的工作性能对煤粉细度的影响是最

大的,首先考虑通过改进分离器的结构获得小的R90

和较低的阻力。在数值模拟的基础上,对分离器进

行了结构优化改进。其中最主要的改进有两处,一

是在内锥与外锥之间的腰部加装了预旋导流板,以

此减小流阻和增加入口切向速度;二是在内锥顶部

增加了一宽度为20cm的环形顶板,目的是减少分

离器挡板上下间隙之间的漏流。这两项改进均提高

了分离效果,改造后煤粉细度R75由13.1提高到5.3;

分离器压降则由1.91kpa减小到1.72kpa。分离器

改造的结构示意见图7。

②调节分离器折向挡板角度

运行中的煤粉细度可以通过调节分离器入口

图6 送风机进风口高度形状

叶片的角度,改变气粉混合物的旋转强度而调节,

挡板的调节特性除受到结构尺寸的影响外,还与其上、下的间隙有关,间隙越小分离效果越好。

但由于制造、安装等方面的原因,往往存在较大的间隙,导致部分风粉气流短路、挡板关到最小

煤粉细度未必最好,因此需要通过调试确定分离器的挡板特性,依此指导运行。挡板开度试验如

下:在每个分离器挡板开度下取煤粉化验10次以上,取10次化验的平均值作为该挡板开度下的

煤粉细度。以相邻两挡板之间的垂直距离作为挡板开度的真实角度指示,作出煤粉细度与挡板开

度关系曲线如图8所示。由趋势图可见,挡板间距在21—22cm之间煤粉细度较好。由此确定了

运行中的控制的最优挡板开度。

③改进分离器回粉阀

原设计回粉阀为挡板式结构,用气缸定时打开挡板,时间间隔设定为5min。这样分离器的回粉只能定期排放。但实际的回粉量随磨煤机的出力不同而随时变化,磨煤机出力大回粉量大时,会导致回粉管堵塞无法回粉,煤粉细度超标;低负荷回粉量较少时,回粉阀仍会定期打开,形成一次风短路窜回分离器,同样使得煤粉细度超标。而气缸动作间隔无法根据磨煤机出力随时动态调整,因此回粉阀的适应性差。为此将回粉阀由挡板式结构改造为重锤式结构,依靠重锤的重量控制回粉阀的启闭。适当调整重锤重量,保持挡板上部有一定量煤粉起到放粉封气的作用。

3)磨煤机料位的优化调整

该厂磨煤机的料位由电耳控制,但电耳控制料位的准确性受到装球量、大罐风量、回粉阀动

作等因素的影响,在料位测量系统无法正确反映磨煤机内料位变化情况下,容易导致煤粉细度变差。该厂在运行中采取的措施是:在磨煤机的正常运行过程中,通过随时测量磨煤机的有关数据,

验证磨煤机是否处在最佳料位(此时的煤粉细度也是最好),指导运行人员操作。

试验方法如下:首先减小给煤机煤量,降低料位,待料位降低,出现电流最大值之后,重新增加给煤机煤量提升料位,电流会重新越过峰值,待料位升高至磨煤机两端压差升高,出现堵磨特征后,降低给煤机煤量,恢复磨煤机正常运行。图9为E 磨煤机的最佳料位运行测试的记录。

3.1.3 改造后的效果.

经系统的改造和调整,该厂飞灰可燃物和大渣可燃物明显降低,当燃用较难磨的混合煤种时,煤粉细度R 75为6.8%,飞灰可燃物为6.3%,渣中可燃物含量不超过10%。

改前

改后

图7 双进双出磨煤机分离器结构改进示意图

图8 挡板特性曲线的绘制 图9 运行中确定最佳料位示图

3.2山东HT 电厂7号炉降低排烟温度的综合技术改造

3.2.1 概况

山东HT 电厂7号炉是由日本三菱重工制造的300MW CE 型控制循环汽包炉。五层浓淡PM 型直流燃烧器四角布置切向燃烧。制粉系统为正压直吹式,配五台RP 型中速碗磨。采用三分仓式回转空气预热器。锅炉主要存在以下问题:①由于煤质变差,燃烧的稳定性、经济性恶化、磨煤出力略显紧张。最低不投油稳燃负荷只有170MW ;②受热面积灰严重、回转式预热器漏风、一次风率偏高等导致排烟温度上升,一般情况下排烟温度达到160℃,夏季满负荷时可达170℃以上,锅炉效率明显下降。由于电厂已安排了增加脱硫装置的计划,为此也必须限制排烟温度在145℃以下。

从2004年9月开始,进行了以降低锅炉排烟温度为中心的综合技术改造,主要内容包括燃烧器改造、省煤器增加受热面、预热器密封结构和换热面改进以及燃烧参数的调整等。

3.2.2 主要改造项目

1)PM 型浓淡分离燃烧器的结构改进

山东HT 电厂7号炉的燃烧器是日本三菱公司设计制造的PM 型燃烧器,燃烧器借助一煤粉浓缩器(见图10)进行煤粉的上下浓淡分离。煤粉浓缩器器利用一次风粉在进入炉膛之前的弯头的离心作用和分离块的导向,将一次风粉分成浓相和淡相两股,分别从上、下两个一次风口喷出,

浓相为贫风富燃料,利于着火稳燃,淡相气流则靠已

着火燃烧的浓粉火焰支持燃烧。

原设计煤粉燃烧器是针对燃用挥发分较高

(Vad>14)的贫煤,但近年来经常燃用挥发分很低的

劣质贫煤,燃烧稳定性变差,锅炉灭火的次数增加。

为此,对燃烧器进行了结构优化改进。在模型试验的

基础上,主要是对煤粉浓缩器中段、下段的两个分离

块(图9中的阴影部分)作了结构改进,通过变动下

活块的角度控制煤粉浓缩的比例,通过改变上活块的

插入深度抑制上喷口通道的一次风比例,这样,在提

高浓喷口煤粉浓度的同时,保持了较均匀的风量比

例。安装实施后,着火稳定性和燃尽性能提高,最低

不投油稳燃负荷由改造前的170MW 降低到改后的

145MW ,同时由于燃烧提前,对于降低炉膛出口烟温

和排烟温度也起到一定的作用。

2)省煤器的优化改进

三菱7号炉的省煤器原设计就是螺旋肋片管省煤

器,至2004年1月,已超过十万小时设计寿命,现

场检查省煤器积灰十分严重,影响了省煤器的传热。经实测,在省煤器进水温度低于设计进水温度7℃情况下,省煤器的吸热减少20%左右。这也是导致排烟温度升高的重要原因。鉴于此种情

况决定将原省煤器全部更换。

新改装省煤器仍采用螺旋肋片管束,其主要技术特点是:

① 将原顺列管束改为错列管束,以增强烟气的自吹灰性能,维持长期运行稳定较低的沾污系数;

图10 燃烧器结构改进示意

②肋片净间距由原设计11.2mm减小到10mm,以尽可能增加空间换热面密度。

③纵向排数由原16排增加为20排;

④光管传热面积增加23%,肋片传热面积增加40%,烟侧管束总面积增加37%,管束重量增加30%。

改造后的省煤器烟温降由改前的不到90℃提高到100℃以上,提高近20℃,积灰稳定后即不再发展,至今排烟温度仍稳定在130℃左右。省煤器改造前、后的技术数据和试验结果列于表4供参考。

表4 7号炉省煤器改造前后的主要技术数据和试验结果

3)空气预热器改进

空气预热器常见的问题是积灰和漏风,增加了排烟损失和风机电耗,预热器的漏风中尤其以热端漏风对排烟损失的的影响为最大。本次预热器进行了两项改进,一是密封方式的改进,由跟踪密封方式改为豪顿技术的固定密封方式(双道密封),提高了密封效果和运行可靠性;另一个是更换了新型换热板,提高了空间换热面强度和防积灰的能力。改进后的空气预热器漏风减少了4%左右,积灰状况也有所改善,预热器烟气侧的阻力也因此降低了500Pa左右,这些对降低排烟温度、提高锅炉热效率起了明显的作用。

4)其它改进项目

①磨煤机运行参数的调整改进。

7号炉采用RP-863中速磨,为了磨煤机的安全,运行规程要求磨煤机出口温度不超过90℃,为了控制这个温度,运行中经常需要在制粉系统中加入冷风,这样一方面不利于贫煤的着火燃烧,同时也减少了流经空气预热器的冷却介质,使排烟温度升高。本次设备优化改造中,将预热器一次风和二次风受热面的回转方向反向调整,预热器先加热二次风再加热一次风,这样就适当地降低了一次风出口温度、提高了二次风出口温度(各变化10℃左右),同时,跟据磨煤机的实际运行状况,将磨煤机出口温度的控制值从90℃调整到110℃,提高20℃,这样一方面提高了一次风粉气流的温度和二次风温度,更加利于燃烧和磨煤机出力,同时避免了制粉系统掺加冷风,降低了排烟温度。

②二次风门调整恢复

本次改造对二次风门、烟道各部的漏风等都进行了完善,提高了风量调整和控制的效果,提

高了燃烧水平。

③燃烧切圆直径的调整

结合燃烧器改造,对本炉进行了燃烧中心高度和燃烧切圆直径的调整,降低了炉膛出口烟温和排烟温度,同时,由于燃烧中心降低,炉内充满度改善,炉膛出口的烟温偏差也有所减轻。

3.2.3 改造效果和投资

7号炉经过全面系统的优化改进,锅炉的安全经济性得到了全面的改善和提高。本改造的特点是将设备的常规大修和更换与专题研究结合起来,不仅明显改善机组运行水平,也大大节省了改造费用。改造后锅炉排烟温度由160℃(最高170℃)降低到130℃,降低了30℃,锅炉效率由此可以提高1.5-1.8个百分点,降低煤耗5g/kwh左右。由于燃烧水平和尾部受热面传热性能的提高、漏风量的减少、排烟温度的降低等,锅炉试验热效率提高了2-3个百分点,降低煤耗7-9g/kwh。平均计算锅炉年节煤8000吨,折合人民币400余万元。

本次改造投资:省煤器130万元,空预器350万元,燃烧器改造30万元,其它30万元,总计540万元,静态回收期不到一年半。

参考文献

1.黄新元,《电站锅炉运行与燃烧调整(第二版)》,北京,中国电力出版社,2007,2

2.西安热工研究院,电站锅炉性能试验规程(GB/T 10184-1988),北京,1988.2

作者简介:

黄新元(1949-),男,山东济南人,山东大学教授,从事电厂锅炉及热力系统节能的教学与研究工作.

最新矿热炉设计方案

(1)电耗值随原料成分,制成品成分,电炉容量等的不同而有很大差异。这里是约值。 二结构特点 矿热炉是一种耗电量巨大的工业电炉。主要由炉壳,烟罩、炉衬、短网,水冷系统,排烟系统,除尘系统,电极壳,电极压放及升降系统,上下料系统,把持器,烧穿器,液压系统,矿热炉变压器及各种电器设备等组成。 矿热炉设备共分三层布置 第一层为炉体(包括炉底支撑、炉壳、炉衬),出铁系统(包括包或锅及包车等),烧穿器等组成。 第二层 (1)烟罩。矿热炉目前大多数采用密闭式、或半密闭式矮烟罩结构,具有环保和便于维修,改善操作环境的特点。采用密闭式结构还可把生产中产生的废气(主要成分是一氧化碳)收集起来综合利用,并可减少电路的热损失,降低电极上部的温度,改善操作条件。 (2)电极把持器。大多数矿热炉都由三相供电,电极按正三角形或倒三角形,对称位置布置在炉膛中间。大型矿热炉一般采用无烟煤,

四、矿热炉主要设备 1.主要设备:本设计选用矮烟罩半封闭固定式矿热炉,主要设备 选择如下: 1.1炉体 炉体是由炉壳、炉衬、炉底支撐等构成,炉壳采用14~18mm厚钢板焊接而成的圆筒体,外部焊接有加强筋,以保证炉体具有足够的强度。炉底采用18~20㎜厚钢板,炉体采用25~30#工字钢支撑,自然通风冷却炉底,炉壳设有1~2个出料口,炉衬采用高铝耐火砖和自焙碳砖无缝砌筑新工艺,炉墙厚度为460~690㎜,外敷20㎜厚硅酸铝纤维板。炉底碳砖厚度为800~1200㎜。炉口采用碳化硅刚玉砖,流料槽采用水冷结构。根据需要也可增加水冷炉门。 1.2矮烟罩 采用全水冷结构或水冷骨架和耐热混凝土的复合结构。其高度以满足设备维修的需要,全水冷结构采用水冷骨架、水冷盖板和水冷壁

铁合金生产一些常见知识简介

铁合金生产一些常见知识简介 1、矿热炉和精炼炉的区别?以及各自的优缺点? 铁合金的生产方法,按照使用设备的不同,可分为电炉法、高炉法、炉外法、转炉法、及真空电阻炉法。 电炉法又分为矿热炉法和精炼炉法。 矿热炉是矿石加热还原电炉的简称。矿热炉法是以碳作还原剂还原矿石生产铁合金的一种工艺方法。其生产过程是,将炉料连续加入炉内,并将电极插埋于炉料中,依靠电弧和电流通过炉料而产生的电弧热和电阻热,进行埋弧还原冶炼操作,熔化还原产生的金属和熔渣集聚在炉底,并通过出铁口定时出铁出渣。生产过程是连续进行的。用此方法生产的品种主要有硅铁、硅钙合金、工业硅、高碳锰铁、硅锰合金、高碳铬铁、硅铬合金、镍铁等。 精炼炉法又称为电弧炉法,其原意是指将初级铁合金用电弧炉进行精炼降低杂质元素而得到精炼铁合金产品的一种工艺方法,一般是用硅(硅质合金)、铝等作还原剂生产含碳量低的铁合金产品,依靠电弧热、硅氧或铝氧反应热进行冶炼,炉料从炉顶或炉门加入炉内,整个冶炼过程分为引弧、加料、熔化、精炼和出铁等五道工序。生产过程是间歇进行的,即每炉一个循环。主要生产的品种有:中、低碳锰铁,中、低、微碳铬铁,钒铁等。我公司用精炼炉生产镍铁,严格地说不是一个精炼过程,而是一种电碳热熔分冶炼工艺,只是沿用了传统铁合金生产精炼炉法的称谓而已。 矿热炉法和精炼炉法的主要特点和差别:

A矿热炉设备较复杂,而精炼炉设备相对较简单; B生产工艺流程方面,矿热炉是连续进行的,而精炼炉法是间歇进行的; C操作控制方面,矿热炉相对较难,而精炼炉相对较为容易; D在铁合金生产领域,矿热炉法较易实现大型化规模化,而精炼炉法则受到局限; E矿热炉生产效率较高,而精炼炉生产效率相对较低; F矿热炉一般使用自焙电极,电极插入炉料较深,为埋弧操作,而精炼炉一般使用石墨电极,电极插入炉料较浅,为遮弧操作; G就我公司目前镍铁生产而言,精炼炉产品P、S杂质含量可控制得较低,且已实现矿石热装,从而电耗较低,而矿热炉使用烧结矿,没有热装,电耗较高,环境控制较难,这在广西金源公司采用的回转窑加矿热炉工艺后将会有根本的改变。 2、从统计学的角度,每种合金产品需要重点关注的指标有哪些?每个指标的意义及其影响因素? 原则上来讲,就是要关注在成本构成中所占比例较大的指标。 A产量,是所有生产指标体系中最基础的首要指标。影响产量的主要因素有:设备的正常运行率、电气制度的合理选择、原辅料的性质、配料的合理性(熔剂、还原剂用量适度,渣型合理)、操作的稳定性和管理水平等。 B质量,是其它指标的前提,产品质量不符合要求,则产量和成本也就无从谈起。影响质量的主要因素有:原辅料质量是否满足工艺

工业硅矿热炉的设计

工业硅冶炼能源节约技术的研究 5.1概述 能源安全已构成我国整体战略安全的一个极大隐患,成为经济社会发展的瓶颈。我国人均煤炭、石油、天然气资源量仅为世界平均水平的60%、10%和5%。目前,我国已成为世界第二大能源消费国和第二大石油消费国,能源供应紧张局面日趋严重[81]。 与此同时,我国也存在严重能源利用效率低的问题。近年来的快速增长在很大程度上是靠消耗大量物质资源实现的。我国单位产出的能耗和资源消耗水平明显高于国际先进水平,如火电供煤消耗高达22.5%,吨钢可比能耗高21%,水泥综合能耗高达45%。据测算,我国每创造一美元GDP所消耗的能源是美国的4.3倍,是日本的11.5倍。能源利用率仅为美国的26.9%,日本的11.5%[82]。因此,提高能源使用效率是在能源总量不变条件成为中国发展中的刻不容缓的任务。 工业硅生产是高能耗行业,平均每吨工业硅需要消耗13000KWh电以上,全国年产100万吨工业硅需要13亿KWh以上。而国外先进水平吨硅消耗量为11000KWh,我国工业硅电耗比国外先进水平高10—20%,能源节约潜力仍很大(预计年节约0.2亿KWh,相当0.1亿元)。另外,国外先进水平也不是最理想的能耗水平,我国如能在国外先进水平基础上再配以精工细作,吨硅消耗量应该在10000—11000KWh间。 我国工业硅生产能源消耗高主要是因为设计上不合理、控制水平与管理水平不高。设计上不合理体现在我国普遍使用的是6300KV A左右的小炉型(散热大、产量低)、炉型设计上为隔热措施不严密、电路设计不合理、极心圆尺寸大小不合理等许多细节方面。控制水平不高体现在人工操作范围大、炉况稳定性差、造成因调整炉况波动费时较长而使得非生产性能耗损失大。管理水平不高体现在管理上不严、制度不健全、操作细节缺乏,造成物资或能源上的消耗浪费。 目前工业硅生产中能源节约途径主要有:1)炉型的大型化方向;2)炉型的密闭化方向;3)余热利用化方向;4)提高炉子电效率措施如改进短网结构设计、改善变压器性能、改善电参数、采用低频电源等;5)提高炉子热效率;6)

矿热炉(电弧炉)安全操作防范措施

矿热炉(电弧炉)安全操作防范措施 一、严格控制原料的各项指标 把好原料关对铁合金喷炉事故至关重要,从源头上控制原料的各项指标,做到认真检查和化验,对不符合以下指标的原料坚决不入炉。 1、杂志含量 为确保硅铁冶炼顺利进行,硅石中Al2O3必须小于0.5%,MgO和CaO含量之和小于1%。 2、矿石粒度 硅石入炉前要用一定粒度,硅石粒度过小,会含有较多的杂质,也会严重影响料面的透气性,硅石粒度过大,会造成炉面分层,延缓炉料的熔化和还原反应。其粒度一般要求80—120mm。 3、焦炭粒度 为了保护炉内较好的透气性,焦炭的粒度一般要求5—15mm。 4、灰分 为避免炉内料面渣化烧结,影响料面透气性,一般要求焦炭中灰分小于8%。 5、水份 焦炭中水份要稳定小于8%。

6、电极糊 在换季阶段,应及时调整电极糊的软化点、挥发份等指标,否则会影响电极焙烧质量,造成电极软断或硬断。 二、加强设备安全管理 在生产过程中,设备设施的功能失效、设计安装的不合理、操作不当都是导致事故发生的直接原因。 7、电极筒加工制作规范要求,使用2mm以上厚度冷轧板,企业要根据不同炉型选择筋片数量、宽度以及导电面积,且电极筒连接处,应采用搭焊结构,电极筒要保持平整、光滑、无凹凸现象。 8、电极压放系统,淘汰弹簧式抱紧系统,必须采用液压式或气囊式上、下抱紧装置,并加装限位装置。 9、加装电极糊时必须保证电极糊干净、表面无污物(粉尘、灰尘),并要在电极筒上部加带有透气孔的防尘盖,否则将会影响电极焙烧质量。 10、上炉盖、圈梁冷却水进出水路宜单独设置,必须确保随时可以关闭。圈梁制作要做应力消除处理,防止应受热导致焊缝拉开。 11、循环水进水槽应安装在作业人员便于操作的安全区域,且

运行中如何降低锅炉排烟热损失

运行中如何降低锅炉排烟热损失 锅炉主要的热损失就是排烟热损失,它是锅炉热损失当中最大的一项,一般占锅炉热损失的60%~80%左右。运行中如果控制不当,排烟热损失很容易增大。因此,运行中通过科学调整来降低排烟热损失,提高锅炉热效率,对节能降耗、提高全厂发电的经济性具有重要的实际意义。 1影响锅炉排烟热损失的因素 影响锅炉排烟热损失的主要因素是排烟容积和排烟温度。排烟容积大、排烟温度高则排烟热损失大。一般情况下,排烟温度每升高10℃,排烟热损失增加0.6%~1%,相应多耗煤1.2%~2.4%。以我厂为例,每年多消耗几万吨的动力煤。通过理论与工作经验相结合,找出了影响排烟热损失的主要因素。 1)负荷变化对排烟温度和排烟容积的影响 当外界负荷变化时,在调节锅炉出力的过程中,伴随着燃料量的改变,锅炉的送风量和引风量必须进行调整,保持合适的过量空气系数,才能满足燃烧的需要。但过量空气系数过大,会使烟气量增加,造成排烟热损失增加导致锅炉热效率下降。当负荷变化时,应适当调整进入炉膛的燃料和空气量,相应的改变燃烧工况。负荷升高时,燃料量增加,空气量增加从而会使排烟温度升高。由于高负荷时炉膛温度高,着火条件好,燃烧稳定,此时可适当减小过量空气系数,降低排烟容积,达到减小排烟热损失的目的。而低负荷时则应适当减小炉膛负压,以减小漏风,提高炉膛温度,这对稳定燃烧,减少未完全燃烧损失有利。 2)燃料性质对排烟温度和排烟容积的影响 ●水份对排烟温度和排烟容积的影响 煤中的水份变成水蒸汽,吸收热的同时增加了烟气量。水份高,提高了烟气的酸露点,易产生低温腐蚀。为防止或减轻对低温受热面的腐蚀,最有效的方法就是提高空预器受热面的温度,要提高空预器受热面的温度就是提高排烟温度和入口空气温度。我厂在送风机出口档板后加装暖风器,来提高空预器进风温度。但进风温度升高会使排烟温度也升高,因而排烟热损失将增大,而使锅炉的经济性降低。查阅相关技术资料,煤中的水份每增加5%,由于损失而使锅炉热效率下降0.5%左右。 ●灰份对排烟温度的影响

电炉短网及变压器的主要节约用电措施

电炉短网及变压器的主要节约用电措施 一:短网的节电措施: 1 缩短短网长度 短网的电阻与其长度成正比。通常采取的措施为;移动电炉变压器,使其尽可能靠近炉体;升高电炉变压器的安装位置,使各段短网处在同一水平面上;在保证电极升降和炉体转动需要的前提下,尽量减少短网的长度。 2 减少接触电阻 短网的联接处较多,接触电阻增大,不仅增大了短网的功率损耗,同时还会使联接处严重发热甚至烧红,加速了接触面的氧化,进而使接触电阻进一步增大,形成恶性循环。为降低接触电阻,从电炉变压器出线端与电极相联接的导体中所有联接处的表面应磨平镀锡,采用双面夹接。对不经常拆卸的联接部位采用焊接或增大接触面积的办法,精细加工接触表面,涂优质的导电膏并保持足够的接触压力,防止运行中空气、水分进入而造成接触表面氧化,引起接触电阻增大。在运行时,定期对接触处用红外线测温仪进行温度检测,发现温度超标,应及时采取冷却措施或进行停电检修处理。处理后应再次测量接触电阻并使其保证在合格值的范围内。 3 有条件时尽量采用水冷短网 电炉工作时,随着温度的升高,电阻增加,短网损耗增大,同时温度升高后对联接处的接触状况也产生有害的影响。有关资料表明,在10千安运行下的短网,温度升高1摄氏度,每米导电母线约增加

3—6 瓦的功率损耗。因此,降低短网的工作温度,对降低电能损耗的效果不可忽视。 4 减少短网周围的铁磁物质 当短网通过强大的交流电时,在短网周围产生强大的交变磁场,尽量避开炉体铁质烟囱等金属构筑物,避免在这些铁磁物质中产生涡流和磁滞损耗,引起短网附加损耗的增大。同时所有固定和联接用的螺钉,必须采用非磁性材料,尽量避免用铁磁材料包围短网的导体。 5 大容量矿热炉变压器低压侧应采用多支路出线,(3 6 个支路)在电极接线上形成闭合三角,以有效抵消三相电抗。 6 短网的无功补偿: 因矿热炉负载特性介于电阻性和电抗、感抗之间,短网的空间物理结构和流过短网的大电流使矿热炉的功率因数很低。较低的功率因数会造成生产企业电能耗高,生产效率低下,这对电网及生产企业都不利。通常在高压侧进行三相无功补偿,只能提高同电压等级和上一级电网的功率因数,而对电炉变及以下短网所消耗的无功功率起不到补偿作用。应将原来在矿热炉变高压侧进行无功补偿变为在低压侧短网部分进行无功补偿。经验证明,在矿热炉低压侧针对短网无功消耗和其布置长度不一致所导致的三相不平衡现象,而采用安装现代微机智能型自动控制技术装置,将无功补偿电容器改为安装在铜瓦附近,使无功补偿尽可能靠近电极,这样无论在提高功率因素、吸收谐波,还是在提高短网电压,增产、降耗上,都有着与高压无功补偿无法比拟的优势。通过平衡、提高三相电极向炉膛的输入功率,从而达到提高产量质量和降低电耗的目的。此种无功补偿装置

12500KVA工业硅矿热炉的设计

12500KVA工业硅矿热炉的设计

第五章工业硅冶炼能源节约技术的研究 5.1概述 能源安全已构成我国整体战略安全的一个极大隐患,成为经济社会发展的瓶颈。我国人均煤炭、石油、天然气资源量仅为世界平均水平的60%、10%和5%。目前,我国已成为世界第二大能源消费国和第二大石油消费国,能源供应紧张局面日趋严重[81]。 与此同时,我国也存在严重能源利用效率低的问题。近年来的快速增长在很大程度上是靠消耗大量物质资源实现的。我国单位产出的能耗和资源消耗水平明显高于国际先进水平,如火电供煤消耗高达22.5%,吨钢可比能耗高21%,水泥综合能耗高达45%。据测算,我国每创造一美元GDP所消耗的能源是美国的4.3倍,是日本的11.5倍。能源利用率仅为美国的26.9%,日本的11.5%[82]。因此,提高能源使用效率是在能源总量不变条件成为中国发展中的刻不容缓的任务。 工业硅生产是高能耗行业,平均每吨工业硅需要消耗13000KWh电以上,全国年产100万吨工业硅需要13亿KWh以上。而国外先进水平吨硅消耗量为11000KWh,我国工业硅电耗比国外先进水平高10—20%,能源节约潜力仍很大(预计年节约0.2亿KWh,相当0.1亿元)。另外,国外先进水平也不是最理想的能耗水平,我国如能在国外先进水平基础上再配以精工细作,吨硅消耗量应该在10000—11000KWh间。 我国工业硅生产能源消耗高主要是因为设计上不合理、控制水平与管理水平不高。设计上不合理体现在我国普遍使用的是6300KV A左右的小炉型(散热大、产量低)、炉型设计上为隔热措施不严密、电路设计不合理、极心圆尺寸大小不合理等许多细节方面。控制水平不高体现在人工操作范围大、炉况稳定性差、造成因调整炉况波动费时较长而使得非生产性能耗损失大。管理水平不高体现在管理上不严、制度不健全、操作细节缺乏,造成物资或能源上的消耗浪费。

工业硅冶炼及炼硅炉基本知识

工业硅冶炼及炼硅炉基本知识 工业硅消费增产降耗的措施主要有:1.把握炉况及时调整料比,坚持适合的C/SiO2分子比,适合的物料粒度和混匀,避免过多SiC生成。2.选择合理的炉子构造参数和电气参数,保证反响区有足够高的温度,合成消费的碳化硅使反响向有力消费硅的方向。3.及时捣炼硅炉,协助沉料,防止炉内过热,形成硅的挥发,或再氧化成SiO,减少炉料损失,进步Si回收率。4.坚持料层具有良好的透气性,可及时排出反响消费的气体,减少热损失和SiO大量逸出。 一、消费工业硅的原料 冶炼工业硅的原料主要有硅石、碳素复原剂。 (一)硅石硅石要有一定的抗爆性和热稳定性,其中抗爆性对大炉子很重要,对容量小的炉子请求可略为降低。有些硅石很致密,难复原,形成冶炼情况不顺,经济指标差,很少采用。 硅石的粒度视炉子容量的大小不同而异,普通5000KVA以上的炉子,硅石粒度为50-100毫米,且40-60毫米的粒度要占50%以上。 硅石要清洁无杂质,破碎筛分后,要用水冲洗,除掉碎石和泥土。目前对新采用的硅石在化学成分、破碎合格以后,还要在消费中试用。经济指标较好,才干长期运用。 (二)碳质复原剂优选各种不同碳质复原剂,请求固定碳高,灰分低,化学生动性要好,采用多种复原剂搭配运用,以到达最佳冶炼效果。冶炼工业硅所用的碳质复原剂有:石油焦、沥青焦、木炭、木块(木屑)低灰分褐煤,半焦和低灰、低硫烟煤等。

石油焦:其特性是固定碳高,灰分低,价钱低廉,并且能使料面烧结好,但高温比电阻低,影响电极下插,反响才能差。要选择固定碳大于82%,灰分小于0.5%、水份稳定,动摇不许超越1%,以免影响复原剂配入量。粒度请求4-10毫米,粒度配合比例要适宜。粉料多烧损大,下部易缺碳,透气性不好;粒度大数量多比电阻小,电极易上抬。 木块(或木屑):其性质接近木炭,在炉内干馏后,在料下层构成比木炭孔隙度、化学生动性更好的木炭。所运用的木块(或木屑)要清洁无杂物,不许代入泥土等杂质。木块长度不得超越100毫米。 褐煤、烟煤:有比电阻、挥发份高,孔隙度大,化学生动性好,料面烧结性强,价钱低廉的特性。挥发份在料层中挥发利于料面烧结和闷烧,而且能够构成疏松的比外表积大,比电阻极大的焦化碳,对冶炼很有利。请求灰分小于4%,粒度小于25毫米,否则不能运用。褐煤性质接近木炭,可作木炭的代用品。 碳素复原剂品种不同,即便同种但产地不同性质也不相同。可搭配运用,求得更好的经济效益。如运用石油焦60-80%,木炭(或加局部木块)20%;石油焦60-70%,木炭(或木块)20-40%,烟煤5-10%搭配运用,效果比拟好。国外采用石英与复原剂职称团块炉料,先焙烧停止复原,再冶炼工业硅,使电耗降低到9000Kwh/t以下。 二、冶炼原理 在工业硅的消费中,普通以为硅被复原、炼硅炉中的反响式为 SiO2液+2C=Si液+2CO T始1933K(1) 实践消费中硅的复原是比拟复杂的,从冷态下炉内状况动身,对实践消费中炉内物化反响停止讨论。消费过程中的运转表示大致如下:

浅析制粉系统分离器清理与锅炉不完全燃烧热损失

浅析制粉系统分离器清理与锅炉不完全燃烧热损失 减少各种热损失,提高机组效率是各火力发电厂节能增效的主要目标,也是目前低碳社会的要求。不完全燃烧热损失一直是火力发电厂不易控制的主要损失之一。本文主要介绍某锅炉不完全燃烧热损失偏高,不断摸索寻找,最后发现根本原因为制粉系统分离器及回粉管堵塞的过程。 标签:不完全燃烧热损失分离器回粉管堵塞 河南华润电力首阳山有限公司装机容量为2*600MW,锅炉型号:HG-1955/25.4-YM。额定蒸发量:1862t/h。为超临界参数变压运行本生直流锅炉,单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。 制粉系统属于正压直吹式。所采用的给煤机为上海重型机器厂生产的9224型电子称重式给煤机,磨煤机为上海重型机器厂引进法国阿尔斯通公司的技术生产的BBD-4360型双进双出钢球磨煤机。 制粉系统的流程如下图:原煤由两只原煤斗落入两台转速可调的电子称重式给煤机。两台给煤机根据磨煤机筒体内煤位(料位)分别送出一定数量的煤进入给煤机下方的磨煤机两侧混料箱。在混料箱内原煤被旁路风干燥,再经磨煤机两端的中空轴内螺旋输送器的下部空间分别被输送到磨煤机筒体内进行研磨。磨煤机筒体内的一次风将研磨后的煤粉经两侧耳轴内部的螺旋输送器上部空间分别携带进入两台煤粉分离器。细度合格的煤粉经每台分离器顶部的四根煤粉管引至锅炉燃烧器;细度不合格的煤粉经下部的回粉管返回磨煤机再次研磨。 该公司制粉系统所应用的煤粉分离器属于双锥体结构的重力离心式煤粉分离器。工作方式如上图所示。磨煤机的出粉被一次风携带到分离器的高度。这时有一部分细度不合格的煤粉由于自身重量大而无法进入分离器从而将一部分较粗的煤粉初步淘汰掉;当煤粉随着一次风进入分离器内部时煤粉被分离器内锥体下部的分流装置分流,进入内外锥体之间的空间继续向上运动。在这一过程中又有一部分细度不够的煤粉被淘汰,从分离器下部的回粉管返回磨煤机内部重新磨制。 当经过一次分离的煤粉经过折向门进入内锥体后由于旋流的作用使煤粉在内锥体中又经历了一次离心原理的分离,分离后的煤粉细度合格的被一次风携带通过PC管送往燃烧器,细度不合格的煤粉经分离器内锥体下部的分流装置与内锥体之间的缝隙流出内锥,经回粉管返回磨煤机内重新磨制。该公司进入商业化运营半年后发现两台机组和试运初期相同工况下的飞灰炉渣含碳量逐渐增加,并居高不下。具体数据如下: 首先化验各磨煤机分离器出口的煤粉细度,结果和设计数据有一定偏差。随逐步调整分离器折向挡板的开度,直至折向挡板的开度已经调整至极限。化验煤

高碳铬铁基本知识介绍

高碳铬铁基本知识介绍 ?我要评论(0) ?打印 ?添加收藏 ?字体[大中小] 铬是有光泽的灰色金属,密度7.2,熔点1857℃,沸点2672℃,有延展性,但含氧、氢、碳和氮等杂质时变得硬而脆。铬的化学性质不活泼,常温下对氧和水汽都是稳定的,铬在高于600℃时开始和氧发生反应,但当表面生成氧化膜以后,反应便缓慢,当加热到1200℃时,氧化膜被破坏,反应重新变快。高温下,铬与氮、碳、硫发生反应。铬在常温下就能和氟作用。铬能溶于盐酸、硫酸和高氯酸,遇硝酸后钝化,不再与酸反应。铬能与镁、钛、钨、锆、钒、镍、钽、钇形成合金。铬及其合金具有强抗腐蚀能力。 在自然界中目前已发现的含铬矿物约有50余种,分别属于氧化物类、铬酸盐类和硅酸盐类。此外还有少数氢氧化物、碘酸盐、氮化物和硫化物。其中氮化铬和硫化铬矿物只见于陨石中。具有工业价值的铬矿物都属于铬尖晶石类矿物,它们的化学通式为(Mg、Fe2+)(Cr、Al、Fe3+)2O4或(Mg、Fe2+)O(Cr、Al、Fe3+)2O3,其Cr2O3含量为18%~62%。常见的铬矿物有:(1)铬铁矿,化学成分为(Mg、Fe)Cr2O4,介于亚铁铬铁矿(FeCr2O4,含FeO 32.09%、Cr2O3 67.91%)与镁铬铁矿(MgCr2O4,含Mg 20.96%、Cr2O3 79.04%)之间,通常有人将亚铁铬铁矿和镁铬铁矿也都称为铬铁矿。铬铁矿为等轴晶系,晶体呈细小的八面体,通常呈粒状和致密块状集合体,颜色为黑色,条痕呈褐色,半金属光泽,硬度5.5,密度4.2~4.8,具弱磁性。铬铁矿是岩浆成因矿物,产于超基性岩中,当含矿岩石遭受风化破坏后,铬铁矿常转入砂矿中。铬铁矿是炼铬的最主要的矿物原料,富含铁的劣质矿石可作高级耐火材料。(2)富铬类晶石,又称铬铁尖晶石或铝铬铁矿,化学成分为Fe(Cr,Al)2O4,含Cr2O3 32%~38%。(3) 硬铬尖晶石,化学成分为(Mg、Fe)(Cr、Al)2O4,含Cr2O3 32%~50%。富铬类晶石和硬铬尖晶石的形态、物理性质、成因、产状及用途与铬铁矿相同。工业生产金属铬的方法有铝还原法、硅还原法、碳还原法和电解法。 铬是重要的战略物资之一,由于它具有质硬、耐磨、耐高温、抗腐蚀等特性,在冶金工业、耐火材料和化学工业中得到了广泛的应用。 在冶金工业中,铬铁矿主要用来生产铬铁合金和金属铬。铬铁合金作为钢的添加料生产多种高强度、抗腐蚀、耐磨、耐高温、耐氧化的特种钢,如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、滚珠轴承钢、弹簧钢、工具钢等。金属铬主要用于与钴、镍、钨等元素冶炼特种合金。这些特种钢和特种合金是航空、宇航、汽车、造船以及国防工业生产枪炮、导弹、火箭、舰艇等不可缺少的材料。

最新“矿热炉全自动操作系统”说明书

矿热炉 全自动操作系统 青岛菲特测控节能科技有限公司 二零一六年九月

目录 1 自动化操作系统概述 (1) 1.1 概述 (1) 1.全自动操作系统组成 (2) 1.1 系统拓扑图 (2) 1.2 关键技术 (3) 1.3 自动化控炉内容 (3) 1.4 自动化控炉流程图 (4) 1.5 全自动操作系统组成 (5) 1.6 智能数据采集柜 (6) 1.7 执行单元 (7) 2. 全自动操作系统功能 (7) 2.1 全自动操作系统软件 (7) 2.2 功能及特点 (8)

1.1 概述 本全自动操作系统主要用于矿热炉冶炼铁合金、电石、黄磷、工业硅等产品的自动化操作,具有全电脑自动化操作、大数据管理、能耗分析等功能。解决该领域长期以来只能依靠人工及经验操作电炉带来的炉况不稳定、效率低、能耗高的问题。 青岛菲特测控节能科技有限公司自主研发的矿热炉全自动操作系统主要有现场测量系统,数据采集系统,综合运算控制系统组成,该系统已成功应用到硅锰炉、电石炉等矿热炉,与之前人工控炉方式相比,在同等炉料炉况条件下,电炉运行更稳定,单位电耗下降,产量提高,实现了增产节电的目的。

1.1 系统拓扑图 全自动操作系统硬件系统由现场测量设备(如电磁传感器),智能数据采集柜、工业计算机和自动控制模块组成,系统拓扑图如图1所示 RS-485通讯 矿热炉 图1 系统拓扑图 采集线 智 能 控制模块 现场测量设备

1.2 关键技术 要实现矿热炉自动控制,最关键技术是电极入料深度的准确测量。我公司采用炉外磁场法使电极入料深度测算得到彻底解决,电极工作时的大电流会在炉体外产生磁场,电极下插深度的不同,磁场强度会产生变化,通过电磁传感器测得磁场信号,将此数据上传至系统,再综合采用电极电流测量技术、操作电阻测量技术,再结合矿热炉工艺技术,最终实现矿热炉操作的全自动控制。 1.3 自动化控炉内容

矿热炉设计方案

矿热炉设计方案 -标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

(1)电耗值随原料成分,制成品成分,电炉容量等的不同而有很大差异。这里是约值。 二结构特点

矿热炉是一种耗电量巨大的工业电炉。主要由炉壳,烟罩、炉衬、短网,水冷系统,排烟系统,除尘系统,电极壳,电极压放及升降系统,上下料系统,把持器,烧穿器,液压系统,矿热炉变压器及各种电器设备等组成。 矿热炉设备共分三层布置 第一层为炉体(包括炉底支撑、炉壳、炉衬),出铁系统(包括包或锅及包车等),烧穿器等组成。 第二层 (1)烟罩。矿热炉目前大多数采用密闭式、或半密闭式矮烟罩结构,具有环保和便于维修,改善操作环境的特点。采用密闭式结构还可把生产中产生的废气(主要成分是一氧化碳)收集起来综合利用,并可减少电路的热损失,降低电极上部的温度,改善操作条件。 (2)电极把持器。大多数矿热炉都由三相供电,电极按正三角形或倒三角形,对称位置布置在炉膛中间。大型矿热炉一般采用无烟煤,焦碳和煤沥青拌合成的电极料,在电炉冶炼过程中自己培烧成的电极。 (3)短网 (4)铜瓦 (5)电极壳 (6)下料系统 (7)倒炉机

四、矿热炉主要设备 1.主要设备:本设计选用矮烟罩半封闭固定式矿热炉,主要设备选择如下:

炉体 炉体是由炉壳、炉衬、炉底支撐等构成,炉壳采用14~18mm厚钢板焊接而成的圆筒体,外部焊接有加强筋,以保证炉体具有足够的强度。炉底采用18~20㎜厚钢板,炉体采用25~30#工字钢支撑,自然通风冷却炉底,炉壳设有1~2个出料口,炉衬采用高铝耐火砖和自焙碳砖无缝砌筑新工艺,炉墙厚度为460~690㎜,外敷20㎜厚硅酸铝纤维板。炉底碳砖厚度为800~1200㎜。炉口采用碳化硅刚玉砖,流料槽采用水冷结构。根据需要也可增加水冷炉门。矮烟罩 采用全水冷结构或水冷骨架和耐热混凝土的复合结构。其高度以满足设备维修的需要,全水冷结构采用水冷骨架、水冷盖板和水冷壁及水冷围板。水冷骨架采用16~20#槽钢制成,三相电极周围内盖板采用无磁不锈钢板制成,外盖板及围板采用Q-235钢板制作,并设有极心圆调整装置和三相电极水冷保护套和绝缘密封装置。水冷骨架和耐热混凝土复合结构采用烟罩侧壁由金属构件立柱支撑并通水冷却,四周用耐火砖砌筑而成,侧壁上设有三个操作门,在炉内大面上,开启方向是横向旋转式,上部有二个排烟口,与其相联的是二个立冷弯管烟道,直通烟囱或除尘装置。 短网 短网包括变压器端的水冷补偿器、水冷铜管、水冷电缆、导电铜管、铜瓦及其吊挂、固定联接等装置。其布置型式可分为正三角

冶金类孤网运行知识

孤网运行的简介及解决方案 一、矿热炉负荷能否实现孤网? 答:矿热炉负荷当然可以实现孤网。如果您有需求,我公司将进行实地考察调研,并提供完整的解决方案。 二、矿热炉负荷孤网运行的特点? 答:1)大机小网,旋转备用容量低;(冶金类自备电站的机组容量通常都比较大,数量较少,机组发多少电,负荷用多少电) 2)负荷安全可靠性要求较高;(若矿热炉发生故障,会影响矿石的生产,严重时,会造成人员伤亡) 3)负荷集中,特性较差,存在大容量高频度的冲击,三相不平衡;(矿热炉中三根电极的高度不一致、物料倾斜等都会造成三相不平衡) 4)大型设备停止冲击负荷较大。(矿热炉的有功一般都比较大,当矿热炉故障停炉时,冲击负荷为矿热炉的有功) 三、矿热炉负荷孤网的难点? 答:(1)、发电机组数量较少,其旋转惯量储存的动能和锅炉群所具备的热力势能均较小,用电负荷的冲击,对于孤网的频率、电压冲击较大。(主要是单台矿热炉故障甩负荷或矿热炉的波动叠加,个别炉型大概1~2天停炉一次。一般流放炉,一个月停电检修一次) (2)、发电机组的数量较少,其系统可靠性也较低,一旦发生机组故障就会出现功率缺额,直接影响矿石的生产。(发电机组年非计划停机的平均次数为1.9次/年) (3)、矿热炉的数量少,负荷波动频繁幅度大,负荷波动叠加的可能性也较大,对于孤网会产生频繁的大范围负荷冲击。严重影响孤网安全和主设备的寿命。(负荷波动会造成单台冶炼炉的有功瞬时波动15%,而4~6台矿热炉运行时,叠加的概率仍会达到每天2~3次) (4)、孤网缺少大电网的支持,必须独立进行调度,维持频率、电压、功角的稳定。(在大网中,由大网的调度中心进行负荷调度以及频率、电压、功角的控制) (5)、孤网运行时,由于缺少大电网的支持,必须自建黑启动电源。(发电机组跳闸之后,孤网运行下没有大网的电源保障,无法启动,需要黑启动电源确保机组在短时间内启动) 四、贵公司是如何解决上述问题的? 答:本发明专利人侯永忠先生,长期致力于自备电厂运行研究,通过科学论证,反复

03 燃料燃烧计算与锅炉热平衡_习题

第三章燃料燃烧计算与锅炉热平衡(1) 一、名词解释: 1、燃烧 2、完全燃烧 3、不完全燃烧 4、过量空气系数α 5、理论空气量 6、过量空气 7、漏风系数 8、飞灰浓度 9、理论烟气容积 10、理论干烟气容积 11、三原子气体容积份额 二、填空题: 1、当α>1、完全燃烧时,烟气的成分有________________________;当α>1、不 完全燃烧时,烟气的成分有________________________。 2、烟气焓的单位是“kJ/kg”,其中“kg”是指______________________。 3、负压运行的锅炉中,沿烟气流程到空气预热器前,烟气侧的RO2逐渐______,O2 逐渐_______,烟气侧的α逐渐_______,漏风总量逐渐________,飞灰浓度逐渐______。 4、烟气中的过量空气(含水蒸气容积)ΔV=_________________。 5、利用奥氏烟气分析仪进行烟气分析时,先让烟气经过装有___________溶液的吸 收瓶1,以吸收烟气中的___________;再让烟气经过装有___________溶液的吸收瓶2,以吸收烟气中的___________;最后让烟气经过装有___________溶液的吸收瓶3,以吸收烟气中的___________。以上吸收顺序_________颠倒。 6、烟气成分一般用烟气中某种气体的_________占_________容积的_________表示。 7、完全燃烧方程式为__________________,它表明___________________________。 当α=1时,该方程式变为_________________,它表明______________________,利用它可以求___________________________。 8、计算α的两个近似公式分别为________________、_______________。两式的使 用条件是________________________________。 三、判断改错题: 1、实际空气量就是燃料完全燃烧实际需要的空气量。() 2、负压运行的锅炉中,沿烟气流程到空气预热器前,烟气侧的RO2、O2是逐渐减

矿热炉节电措施(新版)

Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. (安全管理) 单位:___________________ 姓名:___________________ 日期:___________________ 矿热炉节电措施(新版)

矿热炉节电措施(新版) 导语:做好准备和保护,以应付攻击或者避免受害,从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见,安全是目的,防范是手段,通过防范的手段达到或实现安全的目的,就是安全防范的基本内涵。 随着国民经济的快速发展和国家产业政策的调整,电炉变压器单台容量在6300KVA以下的被彻底淘汰,而6300—12500KVA,电压等级在35KV—110KV电弧炉的用电负荷在工业用电中所占的比例越来越大,就我局而言,近几年来,年供电量达22.5亿千瓦时,矿热炉炉负荷所占比例在75%左右,对矿热炉设计、安装、运行生产过程进行节能技术的深入了解和研究,最大限度地利用有限的电力能源和资源,更好地服务地方经济发展,是我局长期关注并积极研究探索的课题。笔者就矿热炉节电技术措施作粗浅探讨,供同行参考并祈请指正。 1.矿热炉炉变压器具有的工作特性: 1.1变压器输出电压较低,一般为几十伏,最多几百伏,而输出电流则很大,往往达几万安培; 1.2安全可靠,瞬时过载能力较大,能经受长期最大负荷或短时间超负荷; 1.3变压器二次输出电压有较宽的调节范围;

锅炉排烟温度高的原因分析及控制措施

锅炉排烟温度高的原因分析及控制措施 大型锅炉的经济运行是一个急需得到重视的问题,这不仅牵扯企业的经济效益,而且在能源日益短缺的将来对节约能源,实现持续协调发展更具重大意义。我国煤炭60%以上消费用在发电方面,节能降耗对电站锅炉更是迫在眉睫。锅炉效率与其各项损失密切相关。锅炉的损失由排烟损失,机械不完全燃烧损失,灰渣物理损失,化学不完全燃烧损失,散热损失组成,而在这五项损失中,排烟损失是对锅炉效率影响最大的一项损失,约为5~10%。排烟温度的高低直接决定着锅炉效率的高低,排烟温度的提高,会直接导致排烟热损失的增加。本文主要阐述在火电厂及工业锅炉中排烟温度对锅炉经济性的影响、影响排烟温度的因素及如何降低排烟温度进行分析。 一、排烟损失的几点分析 1、排烟温度每降低10℃ → 影响ηb: 0.5--0.6 %, bs: 约2.0 g/kwh。 2、排烟氧量每降低1.0% →影响ηb: 0.35--0.45 %,bs: 约1.3 g/kwh。 3、进风温度tk与排烟损失 环境温度每升高10℃,排烟温度升高6--7℃,出风温度升高1.3--1.5 ℃,排烟损失降低约0.1 % (与经验悖反)。夏季锅炉排烟温度升高,来自:①主汽流量增加(q2 增大)②进风温度增加(q2减小)应按20 ℃风温修正排烟温度至较低值;但调节暖风器或再循环升高进风温度,排烟损失是上升的(因环境温度未变)。 4、回转式空预器漏风与排烟损失 冷端:θpy 下降,Trk,q2不变;热端:θpy 下降,Trk下降q2 增加。判断:若送、引风机电流增加,θpy下降、Trk下降——热端漏风。热端漏

风率每上升0.1, 将导致η下降 0.2--0.3% ,bs 上升0.7g/kwh;ε增加将导致bs增加。 二、排烟损失的影响因素 1、烟气容积因素 烟气容积取决于燃料的水分、炉膛过量空气系数及各处的漏风量。 1.1 漏风 漏风指炉膛漏风、制粉系统漏风、烟道漏风,是锅炉排烟温度高的重要原因。炉膛漏风主要指炉顶密封、看火口、人孔门及炉底密封水槽处漏风;制粉系统漏风指备用磨煤机冷风门,档板处漏风;烟道漏风指烟道负压运行外界空气沿炉墙及烟道不严密处漏风。在所有漏风中,尤以炉底漏风影响最大,漏风使排烟容积增大,导致排烟损失q2增加。 1.2 过剩空气系数 衡量锅炉燃烧过程的经济性指标为过剩空气系数α,空气系数α对锅炉燃烧工况及热效率有着重要的影响,空气系数α过大,会使锅炉排出的烟气量增多,将使锅炉排烟热损失增大,引风机、鼓风机电能耗量增加,也会降低锅炉的热效率。因此空气系数α选择合理,会使能量损失减少,获取较高的锅炉热效率,并使锅炉安全运行。当负荷变化时,应适当调整进入炉膛的燃料和空气量,相应的改变燃烧工况。负荷升高时,燃料量增加,空气量增加从而会使排烟温度升高。由于高负荷时炉膛温度高,着火条件好,燃烧稳定,此时可减小过量空气系数,达到减小排烟损失的目的。而低负荷时则应适应减小炉膛负压,以减小漏风,提高炉膛温度,这对稳定燃烧,减少未完全燃烧损失有利。其次,燃料的性质对排烟温度也有很大的影响。

锅炉热损失简述

锅炉热损失简述 锅炉热平衡是指在稳定运行状态下,锅炉输入热量与输出热量及各项热损失之间的热量平衡。热平衡是以1Kg固体或液体燃料,或0oC,0.1MPa的1m3气体燃料为基础进行计算的。通过热平衡可知锅炉的有效利用热量、各项热损失,从而计算锅炉效率和燃料消耗量。 在不同的蒸汽锅炉热力计算方法中,对热损失的界定是不同的。前苏联1973年锅炉热力计算标准方法和我国采用的方法都是Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6,KJ/Kg 式中 Qr—锅炉输入热量。 Q1—锅炉有效利用的热量。 Q2—排烟热损失。 Q3—可燃气体不完全燃烧热损失。 Q4—固体不完全燃烧热损失。 Q5—锅炉散热损失。 Q6—其他热损失。 将上述方程式用方程右侧各项热量占输入热量的比值百分数来表示,则为 Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=100% 锅炉输入热量Qr是由锅炉范围以外输入的热量,不包括锅炉范围内循环的热量,通常有如下几项: Qr=Qar,net+ir+Qwr+Qzq Qar,net—燃料收到基低位发热量,KJ/Kg; ir—燃料物理显热,KJ/Kg; Qwr—外来热源加热空气时带入的热量,KJ/Kg; Qzq—雾化燃油所用蒸汽带入的热量,KJ/Kg。 锅炉有效利用热Q1 是指水和蒸汽流经各受热面时吸收的热量。而空气在空气预热器吸热后又回到炉膛,这部分热量属锅炉内部热量循环,不应计入。 锅炉排烟热损失Q2是排烟物理显热过多造成的热损失,等于排烟焓与入炉空气焓之差,是热损失里最多的一部分。影响Q2的主要因素有:排烟温度和排烟容积。

可燃气体不完全燃烧热损失Q3是由于CO、H2、CH4 等可燃气体未燃烧放热就随烟气离开锅炉而造成的热损失,也称化学不完全燃烧损失。影响Q3的主要因素有:燃料的挥发分、炉膛过量空气系数、燃烧器结构和布置、炉膛温度和炉内空气动力工况等。 固体不完全燃烧热损失Q4 是燃料中未燃烧或燃尽碳造成的热损失,这些碳残留在灰渣中,也成为机械未完全燃烧损失或未燃碳损失。固体不完全燃烧热损失与燃料的种类和品质有关。 锅炉散热损失Q5 是由于锅炉本体及其范围内各种管道、附件的温度高于环境温度而散失的热量。Q5的主要影响因素有:锅炉外表面积的大小、外表面温度、炉墙结构、保温隔热性能及环境温度等。 其他热损失Q6主要是灰渣物理显热损失,另外,在大容量锅炉中,由于某些部件(如尾部受热面的支撑梁等)要用水或空气冷却,而水或空气吸收的热量又不能送回锅炉系统中应用时,也会造成冷却热损失。 而在80年代我国三大锅炉厂从美国燃烧工程公司(CE)引进锅炉设计制造技术后,所生产的引进型 300MW、600MW蒸汽锅炉采用的是CE公司的计算方法。该方法是根据美国机械工程师学会动力试验规程,具体分项为: 1. 未完全燃烧热损失。表示燃料中某些可燃物因未完全燃烧而造成的未释放出来的热量。有两种未燃烧物质的来源:由部分固体燃料混入灰渣中造成;由燃料中碳的不完全燃烧造成,表现为炉膛出口燃烧产物中存在一氧化碳。 2. 辐射和对流热损失。这是通过导热、辐射和对流方式散失到空气中去的各种热量损失。 3. 干燃烧产物热损失。表示干排烟中的含热量与这些烟气在室温下应具有的含热量之间的差值。 4. 由空气中水分引起的热损失。燃烧空气中的水分是按所给定的温度(800F,即26.70C和相对湿度(60%)来确定的。这些水分在锅炉内从给定温度加热到排烟温度,带走了热量和造成损失。 5. 由燃料中水分引起的热损失。表示排烟中水分的含热量与室温下水分的含热量之间的差值。 6. 燃料中氢生成的水分所引起的热损失。包括燃料中氢燃烧时所生成的水分比室温或基准空气温度高的显热和汽化潜热两项。 7. 其他热损失。指为达到合同规定的保证效率而要包括在热平衡中的那些不能分类和难以测量的热损失。又分为三部分: (1)一些难以测量或因测量起来费用很大,而不进行测量的项目,这些损失最好只确定一个适当的限值,如灰中显热损失往往取用一个近似的数值; (2)包括一些因仪表误差所造成的而又不能确定的热损失; (3)制造厂为达到保证效率而预留的余量。 对照两种蒸汽锅炉热损失计算方法,大同小异:第一项相当于Q3 +Q4;第二项相当于Q5;第三、四、五、六项相当于Q2;第七项中包含有Q6。CE计算方法的第七项给测量和设计都留下了回旋之地。

12500kvA工业硅炉设计方案

设计方案项目名称:l2500kV A工业硅炉 制作方:----------------------- 2009年7月6日

公司简介 --------------------是专业从事工业电炉、冶金设备、环保设备的开发、设计、销售、安装、调试、技术转让和铁合金工艺服务的高科技企业。是一家专门从事冶金和化学工业电炉设备节能新技术、新产品开发及制造的综合型企业。 公司采用先进的管理模式,是“以科技求发展,以质量求生存,以信誉求效益”宗旨和“团结进取、诚信敬业”的企业精神,为客户提供先进和高质量的产品,不断研究开发新一代冶金电炉和环保产品,全心全意地服务于冶金和化工企业。 公司拥有一批知识层次高、业务精通、经验丰富的工程技术人员和管理人才;尊重科学、尊重人才,注重引进国际先进技术的消化吸收和科技成果的转化以及售前、售后服务;为用户提供高效可靠、节能降耗的设备。 我公司的产品被国内很多家大中型企业采用,同时出口到美国、越南、刚果、哈萨克斯坦等国。以其先进的技术水平、精良的制造质量和完善的售后服务,创造了良好的经济效益和社会效益,受到用户的好评和信赖。 12500kVA工业硅炉是我公司吸收了国外设备的经验,结合我国同类产品厂家的冶炼工艺具体情况推出的新型矿热炉,是我国矿热炉的优化产品,在国内处于领先水平。 我公司的优势:

1、我公司多年来从事矿热炉、短网技术的研制、开发出同相逆并联的短网,修正平面布置短网,倒三角形短网,由于其具有短网阻抗低、三相不平衡系数低、功率因数高、节电效果显著。 2、通过对大电流母线附近钢构感应发热的深入研究,证明了铁合金电耗高,是因为有相当一部份电能转变为钢构的发热,根据这个理论,对旧炉型进行新设计,从而创造出新型矿热炉。 3、我们认真吸取了国外先进矿热炉的经验,将许多适合我国的经验移植在我们的新型矿热炉上,从而使我公司在矿热炉设计、制造、安装、调试上具有相当的优势。 我公司愿以一流的技术,完善的服务,为您提供高质量的产品。

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