设计考虑:
为了考核性能和改进设计,锅炉常要经过热平衡试验。直接从有效利用能量来计算锅炉热效率的方法叫正平衡,从各种热损失来反算效率的方法叫反平衡。考虑锅炉房的实际效益时,不仅要看锅炉热效率,还要计及锅炉辅机所消耗的能量。单位质量或单位容积的燃料完全燃烧时,按化学反应计算出的空气需求量称为理论空气量。为了使燃料在炉膛内有更多的机会与氧气接触而燃烧,实际送入炉内的空气量总要大于理论空气量。虽然多送入空气可以减少不完全燃烧热损失,但排烟热损失会增大,还会加剧硫氧化物腐蚀和氮氧化物生成。因此应设法改进燃烧技术,争取以尽量小的过量空气系数使炉膛内燃烧完全。
锅炉烟气中所含粉尘(包括飞灰和炭黑)、硫和氮的氧化物都是污染大气的物质,未经净化时其排放指标可达到环境保护规定指标的几倍到数十倍。控制这些物质排放的措施有燃烧前处理、改进燃烧技术、除尘、脱硫和脱硝等。借助高烟囱只能降低烟囱附近地区大气中污染物的浓度。
烟气除尘所使用的作用力有重力、离心力、惯性力附着力以及声波、静电等。对粗颗粒一般采用重力沉降和惯性力的分离,在较高容量下常采用离心力分离除尘静电除尘器和布袋过滤器具有较高的除尘效率。湿式和文氏—水膜除尘器中水滴水膜能粘附飞灰,除尘效率很高还能吸收气态污染物。
二十世纪50年代以来,人们努力发展灰渣综合利用,化害为利。如用灰渣制造水泥、砖和混凝土骨料等建筑材料。70年代起又从粉煤灰中提取空心微珠,作为耐火保温等材料。
锅炉未来的发展将进一步提高锅炉和电站热效率;降低锅炉和电站的单位功率的设备造价;提高锅炉机组的运行灵活性和自动化水平;发展更多锅炉种以适应不同的燃料;提高锅炉机组及其辅助设备的运行可靠性;减少对环境的污染
锅炉和辅机的节能减排技术锅炉辅机配套设备是实现燃烧介质、燃火、燃烧、燃尽和物料流动匀畅的基本点 ,同时是技术上节能环保的基础。工业锅炉以燃煤为主 ,燃煤工业锅炉以高温链条炉排锅炉为主 ,因此 ,链条炉排锅炉是节能环保的主观 ,也是工业锅炉节能环保的弊端。对链条炉排锅炉而言 ,节能环保的必须围绕着减少机械不完全燃烧损失和排烟热损失两个途径:一是从燃烧设备和燃烧室结构设计上强化煤的引燃、燃烧、燃尽和传热技术 ,包括创新炉排片和配风结构 ,炉拱和二次风强化着火、燃烧和燃尽技术 ,减少灰渣和飞灰含碳量的再燃、燃尽技术 ,主要任务是减少机械不完全燃烧损失 ,如降低灰渣含碳量 ,需要从炉拱设计搭配、二次风调整、炉排片设计、配风均匀性四个方面进行优化设计。
结垢腐蚀:
(一) 如果锅炉在运行中结生水垢,首先会严重影响传热,由于水垢的导热系数只有钢材的几十分之一,所以当锅炉内表面结垢后,燃料燃烧产生的热量不能很好地传到水侧,从而造成排烟温度升高,浪费燃料,增加运行成本。据有关资料介绍,锅炉结垢后被浪费的燃料成下列比例关系:当水垢的厚度≥1mm时,锅炉将多消耗燃料5~8%;当水垢的厚度≥2mm时,锅炉将多消耗燃料10~18%;当水垢的厚度≥3mm时,锅炉将多消耗燃料18~26%。
(二) 当锅炉结垢后,燃料燃烧的热量不能及时传递到水侧,使受热面温度升高,锅炉受热面若长期在**温状态下运行,金属材料将发生蠕变、鼓包,强度下降,导致爆管;若锅炉的水管因大量结垢而堵塞的话,将很快发生爆管。锅炉爆管一是危及人们的生命财产安全;二是爆管后要检修,费时、费力,大量增加检修费用;三是频繁的开停炉造成燃料浪费;四是停炉后将引起其他生产线的停产,造成的经济损失更大。
(三) 锅炉结垢后会引起锅炉垢下腐蚀,锅炉腐蚀将缩短使用寿命,危及安全运行。
(四) 锅炉腐蚀有可能造成炉管穿孔,甚至发生锅炉爆炸,严重威胁人身和设备安全
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