锅炉选型（通用7篇）
锅炉选型 篇1
河北某炼钢厂为实现节能减排和环保的需要, 利用炼钢、炼铁的副产品高炉煤气和转炉煤气作为燃料建设两台煤气发电机组。本文对该煤气发电机组锅炉风机选型过程作简单介绍。
1 工程概况与设计参数
工程装机规模为2×25MW高温高压纯凝式汽轮发电机组, 配套建设2台130t/h高温高压煤气锅炉, 每台锅炉配置一台送风机和一台引风机, 两台炉合用一座烟囱。
燃料消耗量
锅炉效率按给定值计算, 在锅炉最大连续蒸发量工况下, 130t/h高温高压煤气锅炉的耗气量如下:
一台炉每小时耗高炉煤气气量 (Nm3/h) :70000转炉煤气18000。
两台炉每小时耗高炉煤气气量 (Nm3/h) :140000转炉煤气36000。
2 风机选型
送、引风机选择按照锅炉在最大连续蒸发量工况下所需的送风量和排风量计算。
2.1 理论空气量计算
锅炉掺烧高炉煤气和转炉煤气两种燃料, 两种燃料组分不同, 按照两种燃料的体积比70000:18000, 计算得出混合气体的燃料的气体组分如下:
燃气燃烧所需的理论空气量:
H2、CO、CmHn、H2S、O2———燃气中各种组分的容积成分。
2.2 过剩空气系数α选取
燃气锅炉炉膛出口的过量空气系数α”取1.1。空预器进口剩余空气系数αk可由炉膛出口过量空气系数进行反算得出。
需要注意计算送风机送风量用空预器进口处的过量空气系数计算。引风机通风量首先要计算出相应过量空气系数条件下的实际烟气量, 再按照规范要求计算。
2.3 燃烧产物计算
按燃料完全燃烧产生的理论烟气量:
三原子气体体积:VRO2=VCO2+VSO2=0.01 (CO2+CO+∑mCmHn+H2S)
理论水蒸气体积:
d———空气的含湿量, g/m3
理论氮气体积:V0N2=0.79V0+0.01N2;理论烟气总体积:V0f=VRO2+V0H2O+V0N2
2.4 炉膛出口实际烟气量
炉膛出口实际烟气量包括理论烟气量与完全燃烧剩余的干空气量及这部分干空气携带的水蒸气之和Vf=Vf0+1.0161 (α”-1) V0。
2.5 燃烧计算结果汇总
单台炉燃气量:70000+18000=88000Nm3/h;单台锅炉空气预热器进口空气量:82000Nm3/h;单台锅炉炉膛出口烟气量:153000Nm3/h。
2.6 风管阻力计算
锅炉空气侧全压降Δhs包括燃烧器阻力、空气预热器阻力等, 由锅炉厂提供。
风道摩擦阻力
式中λ———摩擦阻力系数金属风、烟道取0.02;
L———管段长度, m;de———管道当量直径, m;ρ———密度, kg/m3;ω———流速, m/s
风道局部阻力Δhf=ρ*ξ*ω2/2式中:ξ-局部阻力系数, 查规范得出。
风道总阻力Δh=Δhf+△hm+Δhs
2.7 烟道阻力计算中烟道摩擦阻力和局部阻力计算方法与风道相同。
烟道总阻力Δh=Δhf+△hm+Δhs+△hch+△hcc-△hsd
2.8 计算结果汇总如下
送风机送风量计算:
式中:k1———流量备用系数, 按规范选取;Vj———标准状态下空预器进口风量
tlf———进入送风机的冷空气温度;b———当地大气压, kpa
送风机风压计算:
式中:K2———风压备用系数, 按规范选取;△h———空气侧总压降;b———当地大气压, kpa。
根据以上计算选用G4-73No14D送风机, 风量110000m3/h, 风压4500Pa。
引风机排风量计算:
式中:k1———流量备用系数, 按规范选取;Vj———标准状态下空预器进口风量
Tp———引风机铭牌温度;b———当地大气压, kpa。
引风机风压计算:
式中:K2———风压备用系数, 按规范选取;△h———烟气侧总阻力;b———当地大气压, kpa。
根据以上计算选用Y4-73No20D送风机, 风量286000m3/h, 风压4220Pa。
3 总结
在我国燃煤机组送、引风机选型已经相当成熟, 利用高炉煤气进行发电在最近几年才逐渐兴起。本文重点对煤气锅炉风机选型过程中的计算部分进行介绍, 有助于理清设计思路, 对新参加工作的设计人员有一定的指导作用。
燃气锅炉的选型探讨 篇2
1 燃气锅炉的用途、结构形式、特点及排放要求
锅炉是一种利用各种燃料、电或者其它能源, 将所盛装的液体加热到一定的参数, 并承载一定压力的密闭设备。利用燃气作为燃料的锅炉成为燃气锅炉, 多用于工矿企业、工纺织厂、学校等场所。
燃气锅炉结构形式可根据场地情况选择立式和卧式。卧式锅壳式锅炉是工业锅炉中数量最多的一种, 已由原来最大生产4~6t/h发展到可以生产40t/h锅壳式锅炉。根据炉胆后部烟气折返空间的结构型式可分为干背式锅炉和湿背式锅炉:干背式锅炉的烟气折返空间是由耐火材料围成的, 其虽然结构简单, 但炉胆后部的耐火材料容易损坏, 且后管板经常受到高温烟气的直接冲刷, 温差较大, 所以干背式锅炉属于淘汰型, 目前基本上很少有厂家生产;现用的锅炉多采用全湿背三回程结构, 其虽然结构复杂一点, 但避免了折返空间的烟气密封问题, 更适合于微正压燃烧, 所以为目前大多数厂家采用。第一回程采用波纹炉胆, 第二、第三回程采用烟管, 炉胆是该类型锅炉的燃烧室。在2t/h以上的WNS型燃气锅炉上, 均采用了湿背结构为螺纹管, 增大了热系数, 减少了热损失, 提高热效率, 同时, 螺纹管能减小热膨胀所产生的应力, 理想的烟管排布, 使水循环性好, 采用特殊的防水板, 能防止水冲击引起的烟管腐蚀。
燃气锅炉的特点:具有高效率、结构简单、使用简易配套的辅机、全智能化自动控制并配有多级保护系统配备燃烧器和烟道消音系统, 降低锅炉运行的噪音、自动加药装置, 软化水处理装置、配备其它监测和限制装置, 可保证锅炉全天无监督安全运行。
锅炉烟气是主要的大气污染源之一, 为了有效地保护环境, 国家环保总局制定了锅炉大气污染物排放标准, 分年限规定了锅炉烟气中烟尘、二氧化硫和氮氧化物的最高允许排放浓度和烟气黑度的排放限值。以燃气锅炉为例:锅炉烟尘最高允许排放浓度50mg/m3;烟气黑度林格曼黑度小于1级;锅炉烟尘最高允许SO2排放浓度100 mg/m3、NOx排放浓度400mg/m3;燃气锅炉烟囱高度应按批准的环境影响报告书要求确定, 但不得低于8m。监测锅炉排放的采样方法按GB5468和GB/T16157规定执行。
2 燃气锅炉的选型及使用
在城区规划, 锅炉改造, 环境治理等工作中对锅炉合理选型是降低污染, 节约能源, 合理开支的重要环节。
2.1 锅炉选型及配套设施的选用原则
2.1.1 用户实际对热能的需求量
用户使用燃气锅炉主要是用蒸汽去采暖、消毒、洗涤或工艺上加热其他物质。以燃气蒸汽锅炉为例:首先要知道需用多少蒸汽才能满足需要, 一般情况下设计院在设计时通过工艺的计算会有一个明确的量的要求。对热能的需求量确定之后, 选用锅炉时, 可按其标准的蒸发量选取。进行选择同时要考虑所选锅炉的适应性, 因为燃气燃烧器由于气源不同, 其热值、压力均不相同。
2.1.2 初投资费用
锅炉的设置费用用户在设置锅炉房时必须考虑锅炉房锅炉设置的经济性, 从而使所选用的锅炉既满足上述要求又节省投资费用, 主要从以下几个方面考虑:
锅炉设备费用:一是燃气锅炉可选用较高的炉膛热负荷从而缩小炉膛体积:因不存在受热面污染、结渣、磨损等问题, 可选用较高的烟速, 减小对流受热面的尺寸, 通过合理布置对流管束, 使燃气锅炉较同容量燃煤锅炉结构紧凑、尺寸小、重量轻, 设备投资明显减少;二是为满足锅炉正常运行的配套辅机费用:燃气锅炉不需要配置吹灰器、除尘器、出渣设备和燃料烘干器等附属设备;三是为放置上述设备的土地征用费:燃气锅炉使用管道输送的燃气为燃料, 无需燃料储存设备。在供给燃烧前也无需燃料加工制备设备, 使系统大为简化;锅炉房土建投资费用及其他相关费用, 由于无需燃料储存, 节省运输费用、场地及劳动力。
配套设备主要为调压设备、计量设备、燃气泄漏检测装置等。燃煤、油、气三种锅炉在热负荷相同的情况下, 燃煤锅炉体积庞大, 外加分散式的鼓、引风机、出渣机、除尘器等, 还要有储煤、堆渣场所, 占地面积较大。燃气锅炉本身体积小, 又无须上述辅机设施, 只有一个辅机间和主机房, 在设置上较为简单, 占地经济。燃气锅炉气源一般引自城市供气中压管线, 在取气点与锅炉房间铺设燃气管道, 再根据燃烧器的品牌、型号及口径利用调压装置调节进出口压力范围, 经过计量后投入使用。施工费用包括燃气管网集资费用、管道铺设费用、蒸汽输送管道铺设费用。燃气管网集资费用是燃气公司向燃气用户收取的一笔统筹资金, 此项费用因各地燃气公司的具体情况而定。燃气管道铺设一般采取直埋式, 埋地深度一般约0.8~1.0m, 管材可采用无缝钢管或PE管, 管道周边敷沙15~20cm, 热水管道铺设较简便蒸汽输送管道稍复杂。
2.2 锅炉的运行费用
设置费用是一次性的投资, 运行费用则是长时期的消耗, 因此在锅炉房筹建、更新、改造中, 对运行成本的分析和控制是至关重要的。锅炉的运行费用由三方面构成:锅炉机组的耗电量;燃料消耗量、燃料及废弃物的处理费用;锅炉管理人员, 司炉人员的工资费用、日常维修管理费用。
3 结语
燃煤锅炉由于一次性投资费用较低颇受人们青睬, 特别是在煤资源丰富, 环保要求不高的地区。但丛国内外燃气锅炉的具体使用情况来看, 还存在一定的问题, 必须引起我们高度重视, 其中最重要的就是燃气锅炉的防爆问题。所以燃气管路必须严格捡漏, 炉膛内要有必要的联锁保护控制系统, 锅炉房要有燃气泄漏监测报警装置和通风设备, 采用防爆电器。锅炉应有严格的启动顺序控制系统, 燃气锅炉在点火之前必须仔细吹扫炉膛和烟道, 排除炉内可能积存的可燃气体。锅炉燃烧器必须安装熄火安全保护装置, 一但出现熄火现象, 二次点火前也必须进行吹扫并按正常点火程序进行。随着燃气锅炉的广泛应用和技术设备的日益完善, 事故隐患正在逐渐降低, 各种安全保护手段已能保证燃气锅炉的运行非常可靠。
参考文献
[1]李德东.燃气锅炉的选型及应用[J].工艺与装备, 2008.
生物质锅炉选型的比较分析 篇3
由于大量使用化石燃料而引起的能源短缺和环境恶化问题，生物质能已经在锅炉燃料中占据重要的地位。中国作为农业大国，每年农作物秸秆年产量约为6.5×108t;薪柴和林业废弃物资源量中，可开发量每年达到6×108 t以上。每年因无法处理的剩余农作物秸秆在田间直接焚烧的超过2×108 t，这不仅浪费了资源，而且造成严重的空气污染[1]。为实现可持续能源生产和减少温室气体排放的目的，中国已于2006年1月开始实施《中华人民共和国可再生能源法》，为生物质能等可再生能源的广泛应用，提供制度和法律上保证[2]。根据中国新能源和可再生能源发展纲要提出的目标，至2010年，中国生物质能发电装机容量将超过3 000 MW。
1 生物质锅炉发展现状
直接燃烧水稻、小麦、玉米等农作物秸秆或树木枝条等的生物质锅炉，是近几年开始发展起来的。由于生物质的燃料特性所致，锅炉燃烧技术仍在探索之中。目前国际上和国内常用的生物质锅炉有循环流化床锅炉和炉排炉两大类[3]，国内有循环流化床CFB锅炉、振动炉排锅炉投运的先例，其中振动炉排锅炉有些是引进国外技术。
稻、麦秸秆作为一类特定的生物质燃料，具有生物质燃料的一般性质：高挥发份、低灰份、热值低;元素组成中高氧、低硫;着火温度低、热解迅速且焦炭反应活性高。同时也具有自身特点：质轻软、疏松、体积能量密度低;以钾为代表的碱金属以及氯的绝对含量高、性质活跃;灰中硅元素的份额较大等。稻麦秸秆的上述特点决定了其燃烧的特殊性，不但异于常规化石燃料，即使和木材、蔗渣、稻壳等一般生物质燃料相比，其燃烧的组织原则也完全不一样。具体说来秸秆燃烧不但要适应常规生物质燃料的燃烧特点，还必须对秸秆高钾高氯的特点予以充分的考虑，妥善处理这些无机物质带来的低熔、结渣、沉积、高低温腐蚀以及聚团等问题。
1.1 层燃锅炉
层燃锅炉的燃烧方式历史最悠久，积累的经验也最多，除燃用煤以外在以往的燃用固体废弃物中也积累了不少经验，有许多燃用固体废弃物成功的工程实例可以借鉴。鉴于生物质燃料的特点，在设计中应考虑以下问题：a)生物质燃料易着火、燃尽时间短，应注意炉排和配风的选择，炉排设计应能有效的防止燃烧不充分和断火的发生;b)炉排的设计应承受生物质燃料在炉排上的暴燃及结焦;c)炉拱的设计要适合生物质燃料的燃烧特性;d)根据生物质燃料的元素分析，受热面的设计应能够承受有害物质的腐蚀。
1.2 循环流化床秸秆燃烧技术的特点
a)燃烧效率高。循环流化床锅炉床内工质颗粒扰动剧烈，气、固混合良好，床料和未燃尽的生物质半焦之间存在强烈的相对运动，有利于生物质半焦颗粒的破碎和燃尽;燃料及床料在循环流化床系统回路中多次循环、反复地燃烧和反应，燃烧效率高;
b)燃料适应性广。循环流化床燃烧方式对燃料的强适应性在燃煤和燃用各种废弃物的应用场合已得到充分的体现，在秸秆燃烧中，也同样能适应秸秆原料在种类、破碎条件、水分、杂质含量等方面的变动，维持良好的燃烧组织;
c)低温燃烧特性。循环流化床锅炉炉膛内大量惰性的床料和床料与燃料之间充分的混合使燃料燃烧放出的热量能均匀释放，不会在稀相区形成悬浮燃烧和层燃燃烧所难以避免的局部高温;通过炉内受热面布置可以较好地控制循环回路物料的温度水平，从而实现对床层温度的控制，能够维持生物质在700℃左右稳定燃烧，使秸杆燃尽后不易结渣，并有效地抑制NOx的生成。据国内专业院校有关研究资料介绍，这一燃烧温度还能缓解秸秆中碱金属的迁徙转移带来的床层聚团、受热面沉积腐蚀、水冷壁熔渣等问题;
d)炉内脱酸特性。循环流化床锅炉传热传质工况十分优越，通过炉内添加石灰石可以有效地去除烟气中的SO2;据国内有关研究资料介绍，通过添加合适的添加物也能够固集甚至转化秸秆原料带入炉内的碱金属，从而实现主动地控制碱的迁徙转化，从根本上缓解进入尾部烟道的碱对后部受热面的危害[4]。
1.3 两种燃烧方式比较
生物质燃料易于着火也易于燃尽，采用炉排炉运行中炉排基全部暴露在炉膛的热辐射下，因此目前国内生物质锅炉制造厂一般采用耐高温的合金钢材料制作链条炉排，也有些项目采用引进技术的振动炉排炉。
循环流化床秸秆燃烧技术得益于循环流化床燃烧方式固有的特点，专业院校的研究资料指出，这种锅炉在解决秸杆燃料中碱金属带来的低熔、结渣、沉积、高低温腐蚀以及聚团等问题上比炉排炉燃烧有明显的优势，能够在秸秆燃烧中发挥出独特的作用。
1.4 国内生物质电厂锅炉选型比较
目前国内各生物质电厂运行的锅炉主要有两种炉型：引进国外技术，国内消化吸收制造的炉排式锅炉和国内自主开发的循环流化床锅炉。目前已建成和在建项目有90%以上是采用引进丹麦BWE技术制造的水冷振动炉排式锅炉。下面将炉排炉和循环流化床的特点列表说明。
2 结语
从纯技术设计来说，炉排炉锅炉效率虽然低于流化床约3%～4%，但厂用电的减少基本可弥补相对低的锅炉效率，炉排炉综合运行指标占优;从燃料适应性来说，明显流化床锅炉占优。锅炉的选型应以燃料构成和收集管理作为唯一依据。若燃料能保证电厂用量，在燃料收集管理上能保证水分、灰渣控制在锅炉设计范围，则建议选择水冷振动炉排炉。若燃料构成复杂，且在燃料收集管理上很难保证水分、灰渣控制在锅炉设计范围，则建议选择流化床锅炉。
根据目前国内生物质锅炉科研、生产、供应情况，以水稻、小麦、玉米、棉花等秸秆作为燃料的锅炉，目前为止尚未标准化、系列化，多为合同开发产品，可供选择的余地很小。无论选择何种形式的锅炉，在燃烧技术上都有待实践的验证。
摘要：对生物质电厂所用锅炉的种类,燃烧方式、主要特点等进行了分析、探讨,并通过对两种最常用的炉型对比分析,为合理选择生物质锅炉提供参考。
关键词：生物质锅炉,炉排炉,循环流化床锅炉
参考文献
[1]王振江,周长鲜.农作物秸秆等燃料直燃发电的几个关键问题[J].四川电力技术,2006,29(6):82-85.
[2]陈冠益,方梦祥,骆仲涣,等.燃用稻壳流化床锅炉的试验研究及35 t/h锅炉的设计[J].动力工程,1997,17(6):47-57.
[3]曹建峰.生物质发电锅炉的研究进展[J].上海电气技术,2008,1(1):56-62.
浅谈燃气锅炉的选型及应用 篇4
我国经济在取得发展的同时, 能源紧缺问题也日益突出, 并影响着我国经济的健康发展。伴随着我国现代社会的进步, 燃气锅炉在我国当前社会中的应用也越来越普遍, 然而燃气锅炉作为一种机械设备, 其在运行过程中会产生能耗, 对我国环境产生一定的危害, 进而不利于我国现代经济的可持续发展。当前社会发展形势下, 我国对环境保护越来越重视, 而燃气锅炉作为我国环境污染源之一, 对其选型及使用要求非常高, 为了更好地促进我国经济的可持续发展, 重视燃气锅炉的选型及节能降耗设计意义重大。
1 燃气锅炉选型的重要性
燃气锅炉作为一种工业设备, 它是指利用各种中燃料, 将盛装的液体加热到一定的参数, 并对外输出热能的设备。燃气锅炉包括燃气开水锅炉、燃气热水锅炉、燃气蒸汽锅炉等, 燃气锅炉与燃油锅炉, 电锅炉相比较, 经济性能好, 在当前社会发展过程中有着较为广泛的应用。在这个经济快速发展的社会里, 社会发展对节能降耗的呼吁越来越高, 而锅炉作为一种设备, 锅炉在运行过程中产生的环境问题已经严重制约了我国现代社会经济的发展, 一旦人们赖以生存的环境受到威胁, 必然会引发各种社会问题, 不利于我国现代社会经济的可持续发展。而燃气锅炉是是水分主要燃料, 热排放量可以再回收, 对环境污染程度小, 燃气锅炉的选型不仅符合了我国现代社会经济发展的需要, 同时也符合了我国可持续发展战略方针的要求, 对我国社会经济的发展有着不可替代的作用。当前社会发展形势下, 燃气锅炉的使用越来越普遍, 为了更好地促进我国社会的发展, 就必须在锅炉选型工作中做好节能降耗设计工作, 确保锅炉性能稳定。
2 燃气锅炉选型的原则
2.1 环保、节能性原则
燃气锅炉作为一种机械设备, 其在运行过程中是以燃烧能源为动力来带动设备的运行。燃气锅炉在带来效益的同时也会产生一定的负面影响, 其中作为突出的就是环境污染问题、能源紧缺问题。随着可持续发展战略的提出, 对发展环保经济、节能经济的呼吁越来越高, 为了更好地促进我国现代社会经济的可持续发展, 在燃气锅炉选型就必须全面落实环保、节能性原则, 在产品设置中做好节能降耗设计, 进而设计出适合我国现代社会发展需要的燃气锅炉。
2.2 技术性原则
燃气锅炉的选型是一项技术性很高的工作, 只有确保燃气锅炉性能稳定, 才能更好地实现燃气锅炉应有的作用。锅炉工作截止、容量、参数以及自动调节性能应当满足客户用热需求, 容量及参数能有效地适应热负荷变化。为了满足社会发展的需要, 应选用符合锅炉安全技术监察规程并通过投产鉴定的定型产品。
2.3 适用性原则
燃气锅炉的种类很多, 不同的燃气锅炉其使用领域、范畴也会不同, 为此, 在选用燃气锅炉的时候, 必须坚持适用性原则, 根据当地燃料资源供应情况, 选择恰当、合适的燃气锅炉, 进而实现经济效益的最大化[1]。
2.4 安全性
燃气锅炉作为一种机械设备, 其在运行过程中时常会出现一些故障, 如, 熄火、超压、超温、断电、结垢、腐蚀等, 进而会引发一系列的安全事故, 如爆管、泄露等。为此, 燃气锅炉的工作介质、参数、容量都不许满足用热需求, 严格按照相关设计规定进行设计, 进而确保燃气锅炉使用安全。
3 燃气锅炉的应用
3.1 余烟再回收
燃气锅炉较其他锅炉设备而言, 其热排放较少, 同时, 在燃气锅炉排放口出安设的余烟回收装置, 通过对锅炉尾部受热面进行改造, 采用扩展受热面来增加换热面积, 增强换热效果, 从而达到降低排烟温度的效果, 实现节能减排。在燃气锅炉运行过程中, 保证充足的水是锅炉得以正常运行的前提条件, 而水的质和量对燃气锅炉的性能都有着直接的影响。为了提高水资源的利用效率, 可在供燃气锅炉系统中增设一个水循环工艺, 专门负责电锅炉的排水回收处理。当燃气锅炉运作时, 回收装置可以将燃气锅炉系统中的水热量再回收利用, 降低锅炉热量的发放。同时通过回收后的热量可用于其他用途, 如供热取暖等。
3.2 提高经济效益
燃气锅炉的使用经济效益高于燃煤锅炉:燃气锅炉选用的炉膛热负荷较高, 从而缩小炉膛体积。燃气锅炉不存在受热面污染、结渣、磨损等问题, 因此可选用较高的烟速, 减小对流受热面的尺寸。这样烟气所带走的热能量较少, 锅炉的热效率也更高。通过合理布置对流管束, 使燃气锅炉较同容量燃煤锅炉结构紧凑、尺寸小、重量轻, 设备投资明显减少。又因为燃气锅炉不需要配置吹灰器、除尘器、出渣设备和燃料烘干器等附属设备, 所以在附属设备的投资成本上大大的少于燃煤锅炉。在供给燃烧前也无需燃料加工制备设备, 使系统大为简化。由于燃气锅炉使用管道输送的天然气为燃料, 燃气锅炉无需燃料储存, 节省运输费用、场地储存及劳动力管理等诸多花费, 所以在此费用上又比燃煤锅炉更加经济实惠。
3.3 提高环境效益
在我国社会经济取得飞速发展的同时, 其环境问题也日益突出, 对人们的健康生活造成了极大的危害。为了还人类一个健康的生活环境, 我国对环境经济建设的呼吁越来越高。燃气锅炉作为一种工业设备, 其耗能小, 热量排放量小, 可以大大减轻对环境的污染。在燃气锅炉设备中, 锅炉的各项参数、指标都经过质量认证, 在运行过程中无公害, 对环境破坏小, 同时, 燃气锅炉的燃料是以水为主, 不仅降低了标煤的消耗, 同时也减少了二氧化碳的排放, 有利于减缓温室效应, 抑制全球变暖的环境趋势。在这个经济快速发展的时代例, 燃气锅炉的使用不仅为我国环境保护作出了贡献, 同时也为我国社会经济的发展提供了保障, 协调了我国环境与经济的平很发展。
4 结束语
在这个经济快速发展的社会里, 燃气锅炉作为一种机械设备, 燃气锅炉的使用越来越普及, 燃气锅炉的应用有效地推动了我国现代社会经济的发展, 为企业、人民群众带来的巨大的福利。在燃气锅炉带来效益的同时, 其所带来的环境问题也越来越突出, 在当前社会发展形势下, 锅炉节能自动控制已经迫在眉睫。在燃气锅炉运行过程中, 实现燃气锅炉的绿色运行意义重大。随着可持续发展战略的提出, 对发展节能经济、环保经济、绿色经济的呼吁越来越高, 而燃气锅炉作为一种耗能装置, 为了相应我国可持续发展战略的号召, 针对燃气锅炉, 就必须重视其选型工作, 选择产品质量优、技术过硬的锅炉, 进而推动我国现代社会经济的发展。
摘要：燃气锅炉作为一种工业设备, 燃气锅炉的使用有效地满足了现代社会发展的需求, 推动了我国社会经济的发展。在这个经济飞速发展的社会里, 发展绿色经济、环保经济、节能经济已成为我国现代社会发展的重要内容, 而燃气锅炉作为一种耗能设备, 为了更好地促进我国现代社会经济的可持续发展, 在不同的领域选择合适的燃气锅炉有着重大意义。文章就燃气锅炉的选型及应用进行了相关的分析。
关键词：燃气锅炉,选型,应用
参考文献
[1]李德东.燃气锅炉的选型及应用[J].现代制造技术与装备, 2008, 4 (21) :41-43.
[2]王洪玉.浅谈燃气锅炉的优越性和应用前景[J].中小企业管理与科技 (上旬刊) , 2011, 6 (11) :300-301.
[3]张淑红, 王谦.浅谈燃气锅炉采暖在工商服用户应用和优点[J].黑龙江科技信息, 2010, 6 (15) :81-89.
锅炉送粉管道耐磨弯头的选型分析 篇5
1 内衬陶瓷贴片耐磨产品
陶瓷管耐磨复合管道一种外壳为钢体, 内贴耐磨陶瓷片的复合管产品, 具有耐磨性能高、瓷管表面光滑、运行阻力小、不易结垢、安装灵活、加工方便、使用寿命长等特点, 且价格适中, 广泛用于各种有耐磨要求的大口径管道管件。
但是这种型式的耐磨产品也有其应用局限性, 我公司承建的越南海防一期2x300MW火电机组项目, 就曾发生严重的陶瓷贴片脱落事件。事件发生在2009年11月机组试运行期间。经检查发现, 几乎所有的送粉管道弯头均发生脱落, 陶瓷片脱落后堆积在无法前行的部位 (如管道上行部位) , 造成堵粉, 引起再次燃烧, 导致更大面积的脱落, 对机组调试造成了极大的影响, 包括工期损失和经济损失。参见下图,
而该机组同样采用陶瓷贴片耐磨型式的制粉管道弯头, 却运行情况良好, 未发生任何陶瓷贴片脱落情况。而且送粉管道耐磨弯头和制粉管道耐磨弯头出自相同厂家相同批次产品, 据此排除了产品质量问题。导致脱落的问题, 应该出在运行环境是否适用上。经现场各单位会商分析认为, 陶瓷粘贴所用胶水在设计风温下失效, 是造成陶瓷脱落的主要原因。根据西北电力设计院的设计, 送粉管道热一次风温最高可达到350℃左右, 实际运行温度, 根据调试单位的记录, 送粉管道温度在260-300℃左右, 最高接近350℃。而目前国内通常采用的胶粘式陶瓷贴片的无机胶水, 不宜在200℃以上温度长期运行。同时, 根据华东电力设计院《烟风煤粉管道零部件典型设计手册D-LD2000》规定, 互锁固防脱落陶瓷内衬的使用范围应小于300℃ (PAGE114) 。由此看出, 送粉管道弯头不宜采用内衬陶瓷贴片型式。
2 龟甲网衬里耐磨产品
龟甲网耐磨衬里是另一种电站项目广泛使用的耐磨型式。该产品是以金属为基体, 內焊龟甲网为骨架, 刚玉质高耐磨衬里材料为耐磨层的复合管道, 特别适合用于大口径高温耐磨管道, 主要特点是耐高温、耐磨损、耐腐蚀, 抗热冲击能力强, 机械加工性能好, -50℃~1500℃间使用无任何影响。越南的另一火电项目, 由上海电气承建的广宁电厂, 其机组送粉管道弯头即是采用的内衬龟甲网型式, 其使用运行一切正常, 无任何脱落现象。我公司经调查论证后, 将原设计为内衬陶瓷贴片的送粉管道耐磨弯头, 全部更换为龟甲网耐磨衬里的弯头。更换后正常运行至今, 未在发生异常情况。由此可以看出, 龟甲网耐磨衬里的耐磨型式, 完全适用于送粉管道弯头。
3 双金属复合耐磨产品
双金属复合耐磨管也是目前使用的较多的一种耐磨产品。该产品管道外层一般为碳钢, 内层为耐磨合金, 产品特点为良好的耐磨性, 优秀的抗冲击性能、金属结合性能、抗热震性能, 良好的耐热、耐腐蚀性能, 运输、安装、适用方便等。我公司使用的较多的是含铬15%~20%的高铬合金钢。如我公司承建的越南沿海一期火电项目、越南河静火电项目, 送粉管道弯头就是采用这种20%Cr的双金属耐磨型式, 使用情况较好。
4 结论
以上述及的三种耐磨型式, 即内衬陶瓷贴片、龟甲网衬里、双金属, 是我公司主要使用的耐磨型式。通过各项目实际使用的情况分析汇总, 有如下结论供参考:
(1) 内衬陶瓷贴片耐磨产品适用于200℃以下的低温运行环境中的大口径管道系统, 造价相对较低, 性价比高。
(2) 龟甲网衬里耐磨产品使用温度范围大, 最高能达到1500℃, 适用于高温环境的大口径管道系统, 但是价格较内衬陶瓷贴片产品要高, 因此建议在200℃以上环境中使用。
(3) 双金属耐磨产品适用于800℃以下环境, 对管道口径大小无要求, 适用范围更广, 但是其价格较龟甲网衬里产品要更高。
煤矿锅炉房热交换器比较及选型 篇6
关键词：浮动盘管式,板式,螺旋螺纹管,热交换器,选型
换热器是能源利用过程中必不可少的设备, 几乎一切工业领域都要使用。按用途来说, 一般可分为热交换器、冷凝器、蒸发器, 加热器及冷却器五大类。本文对现在使用的两种热交换器使用情况进行说明, 并对三种换热设备从设备的结构、体积、传热效率、节能等几方面阐述了三者的特点, 进行比较分析, 给公司锅炉房设备更新提供参考, 可供选型的设备有板式热交换器、浮动盘管式热交换器和螺旋螺纹管热交换器。
1 热交换器的使用情况
1.1 板式热交换器的使用情况
(1) 现用板式热交换器1台, 由于水质原因, 长时间运行发生堵塞严重, 每年需2次的解体酸洗, 后再进水端加装了机械过滤器, 但效果仍不是很好。
(2) 长时间使用个别板片出现腐蚀渗漏现象, 影响了换热效率和正常使用。
(3) 发生堵塞时需对板式热交换器进行解体, 单片进行清洗, 同时更换橡胶垫片, 检修工作量大。
(4) 检修更换橡胶垫片、清洗单片数量大, 检修费用每次1-2万元。
1.2 浮动盘管式热交换器的使用情况
(1) 现用浮动盘管式热交换器3台, 由于水质原因, 长时间运行发生堵塞, 每年需酸洗1次, 换热效率降低情况严重。
(2) 检修费用低, 每次5000元左右。
(3) 运行1年无断管故障, 日常基本无维护工作量。
2 热交换器的结构
2.1 板式热交换器的结构
板式热交换器是由一组几十到几百具有一定波纹形状的金属板片组成的热交换器, 金属板片安装在一个侧面有固定板和活动压紧板的框架内, 并用夹紧螺栓夹紧。框架整体是由活动压紧板、固定压紧板、上导杆、下导杆、支撑杆和夹紧螺栓等构成。金属板片、活动压紧板、固定压紧板悬挂在上导杆, 并且由下导杆进行定位, 而导杆杆端固定在支撑柱上。板片与板片之间以橡胶垫片, 形成流体通道, 通过板片进行热量交换。板片的最终数量和尺寸是由流体的物理特性、流量、温度差和压力降决定的。
2.2 浮动盘管式热交换器的结构
浮动盘管式热交换器属于管壳式交换器的一种, 由上、下端盖, 外筒、蒸汽导入管、凝结水导出管及水平浮动盘管组成。其中, 上、下端盖、外筒由优质碳素钢材或不锈钢制成, 蒸汽导入管、凝结水导出管由黄铜管或优质不锈钢管及钢管制成, 水平浮动盘由紫铜管经特殊绕制而成。
2.3 螺旋螺纹管式换热器的结构
螺旋螺纹管式换热器也是管壳式交换器的一种改进型, 由芯体和壳体两部分组成, 芯体主要由多根螺旋螺纹管紧密地以反向缠绕、螺旋上升的结构缠绕在一起, 结构组成非常紧凑, 体积非常小, 壳体由筒体和封头等组成, 在上下封头部位各开设两个口, 作为进出水、汽口, 同一封头上的开口中心呈90°角, 使换热器能够全部参与到换热, 无死角。螺旋螺纹管热交换器相对于管壳式热交换器克服了原先结构不紧凑, 损耗材料大的弊病, 换热管束和壳体材质采用不锈钢, 膨胀系数统一, 最高可承受压力1.6MPa, 最高可耐温400℃, 不会由于压力和温度的不稳定导致热交换器变形。
3 热交换器的性能比较
3.1 设备的体积比较
板式热交换器由夹在框架中的一组不锈钢传热板组成, 结构紧凑, 在较小工作体积内可容纳较大的传热面积, 单位体积内的换热面积为管壳式的2~5倍, 因此若想要达到相同的换热量, 板式热交换器的占地面积大约为管壳式热交换器的1/2~1/5。而螺旋螺纹管热交换器体积相对更小, 体积只有传统管壳式热交换器的1/5。
3.2 传热系数的比较
在浮动盘管式热交换器内, 蒸汽在盘管内部进行高速流动, 离心作用力推动盘管产生高频的浮动, 促使管子外被加热的水产生扰动, 破坏管与水之间的层流传热层, 强化了对流换热, 传热系数最高能达到2600 W/㎡·℃, 汽-水换热时传热系数一般为350-2000 W/㎡·℃。在板式热交换器内, 冷却水与被冷却水侧的流动均是湍流, 两种流体进行逆向流动, 在波纹的作用下引起湍流, 进而产生高传热率, 高阻力压降以及高切应力场, 这样能够抑制污垢在传热面上的形成。其传热系数的换热系数最高能达到7000W/㎡·℃, 在汽水换热中只能达到1000~3000 W/㎡·℃。
螺旋螺纹管热交换器由于螺旋螺纹管反向缠绕、螺旋上升的结构特点, 使得介质的流速加快, 湍流更加强烈, 换热系数最高可达14000 W/㎡·℃, 通常情况下也能达到5000~9000 W/㎡·℃, 换热优势明显。
3.3 运行维护管理比较
浮动盘管式热交换器每年必须要对外观进行一次检查, 每三年至少要对内外部进行一次细致检查, 进行维修的工作量大, 维护费用高。特别是当换热管出现断管及裂管时, 维护费用多。
板式热交换器由于流道较窄, 易堵塞, 易结垢, 维护较为繁琐, 维护需将整机拆开, 单片酸洗板片, 且要对几百片板片, 一个一个进行检查, 数量极多, 工作量大, 并且每进行一次拆卸, 都必须将橡胶垫片进行更换, 维护费用很高。
螺旋螺纹管热交换器特殊的结构、表面处理工艺以及两侧介质的逆流交叉换热, 提高了综合传热系数, 同时又给热交换器提供了自洁功能, 使交换器的结垢倾向降低。即使因为长期使用出现结垢, 只需添加化学药剂即可清除。
4 结论
通过对板式热交换器、浮动盘管式热交换器及螺旋螺纹管热交换器的进行比较, 可以得出以下结论:螺旋螺纹管热交换器结构紧凑、占地面积小;高效换热、节能环保;清洗方便、费用低, 是一种比较理想的热交换器设备。
参考文献
[1]旷仲和.电厂闭式冷却水系统板式换热器与管式换热器比较及选型优化[J].电力建设, 2008 (08) .
超超临界机组锅炉给水泵选型探讨 篇7
1 国内外同类型机组锅炉给水泵的配置情况
目前,国外在锅炉给水泵的配置方面,日本大多数发电厂采用2×50%BMCR容量的汽动给水泵+1×25%~30%BMCR容量的电动给水泵;德国发电厂采用1×100%BMCR容量的汽动给水泵+1×35%~40%BMCR容量的电动给水泵作为启动和备用泵。也有少数电厂甚至不配置电动给水泵。国内已建或在建的超超临界机组的锅炉给水泵配置情况如表1所示。
2 给水泵组选型的几点探讨
2.1 给水泵组的配置
由于该二期工程是扩建工程,可以利用辅助蒸汽作为启动汽源(一期工程单台汽轮机汽轮机厂用汽工况4抽为40 t/h和2抽60 t/h,可以满足百万机组启动时汽动给水泵的用汽量)。汽动给水泵台数和容量的选择,决定于多种因素。配100%容量汽动泵,单泵在机组40%~100%负荷范围,泵与主机的负荷相匹配,调节比较方便。低于40%负荷,则切换至备用汽源,也能保证机组正常运行。虽然100%容量泵比2×50%容量泵方案运行经济性高,但由于100%给水泵配套的给水泵汽轮机目前需要进口,且需要配套单独的凝汽器、真空泵、凝结水泵等辅助设备,总体上100%给水泵汽轮机组比2×50%给水泵汽轮机组投资多约3 000万元。配2×50%容量汽动泵的优点是,一台汽动泵组故障时仍能带50%负荷运行。给水泵的可靠性对机组运行影响极大,考虑到国内外已运行的1 000 MW机组大都采用2×50%汽动给水泵配置方案,建议配置2×50%BMCR容量的汽动给水泵,不配置电动给水泵。可节约一次性投资约3 000万元(包括地基处理、基础土建、电动给水泵组、管道阀门、电气元件、起吊设施和设备安装等费用);可使高厂变电容量大幅减小,变电设备及其附属的高压开关等费用大大降低;还可省去生产期间的运行和维护费用。
2.2 汽泵前置泵的布置方案
汽泵前置泵的布置有2种,一种是前置泵布置于0 m层,有单独的电动机驱动;另一种是前置泵与给水泵平行轴布置,即前置泵布置于运转层,汽动给水泵组包括1台由汽轮机直接驱动的锅炉给水泵和1台前置泵,前置泵由汽轮机另一端或给水泵的非驱动端输出轴通过减速箱驱动,该法比较安全经济。2种方案的比较见表2。
注:由于前置泵的必须汽蚀余量(NPSH r 3%)一般小于8m,前置泵布置于17 m运转层,不需要增加除氧器的高度(35.7 m),按照常规百万机组除氧器布置高度即可。
汽泵前置泵与给水泵同轴布置方案运行经济性计算(以汽轮机THA工况计算)如下。
汽泵前置泵功率。按0.788 MW记(上海电力修造厂数据),给水泵汽轮机汽耗率:4.8 kg/(k W·h)(杭州汽轮机厂三菱技术数据);给水泵汽轮机内效率:82.6%(杭州汽轮机厂三菱技术数据);汽轮机四抽蒸汽的焓:3 185.9 k J/kg(上海汽轮机厂数据);汽轮机的排行焓:2 313.5 k J/kg(上海汽轮机厂数据);机组年运行小时数:5 500 h。
汽泵前置泵由给水泵汽轮机驱动后,运行1年节约用电量为:788×5500×4=1733.6万k W·h。
运行一年节约的费用:1 733.6×0.410 8=712.16万元/年(其中:0.410 8为2008年江苏省脱硫燃煤机组的上网电价)。
给水泵汽轮机增加的汽耗量:
对应的有效焓降:
折算成锅炉消耗的标煤量是:8.677×108/(29.27×0.935×0.99×0.451)=7 029.97 t(其中:锅炉的热效率为0.935,管道效率为0.99,全厂热效率为0.451)。
全年增加的燃煤费用:7 029.97×610=428.83万元(其中:标煤按照610元/t计)。
可以得出,前置泵由给水泵汽轮机驱动每年可以产生利润:712.16-428.83=284.33万元。设备寿命按照30年计,可产生8 529.9万元的利润。
综上所述,如果汽泵前置泵采用给水泵汽轮机驱动,可节约用电,并可产生284.33万元/年利润;在工程建设方面,可省去4台前置泵电机、检修起吊设施、相关电气设备等投资。故建议采用给水泵汽轮机同时驱动给水泵和前置泵的方案。
3 国内超超临界机组锅炉给水泵选型情况
锅炉给水泵作为发电厂热力系统的核心动力设备,其设计精密,加工工艺要求极高,与大容量高参数的超超临界机组配套的给水泵更是如此。因此,国际上能够生产给水泵的厂家不多,最著名的是美国福斯(BJ品牌)、德国凯士比(KSB)、瑞士苏尔寿(SULZER)、英国威尔(WEIR)以及日本的EBARA、日立、三菱等。目前国内能生产600 MW机组以上锅炉给水泵的企业有上海电力修造总厂(SULZER泵芯)[1]、上海KSB有限公司、沈阳透平机械股份有限公司(原沈阳水泵股份有限公司)、荏原博泵泵业有限公司等,或从国外引进技术或与国外公司合作生产。给水泵泵芯均为原装进口。国内超超临界机组锅炉给水泵选型情况如表3所示。
可见,前期超超临界机组都选用了全进口的给水泵,而后期工程大部分选用国内厂家的产品,由于核心部件采用了进口泵芯,其产品的总体品质和运行可靠性与全进口产品无明显差别。可以考虑采用进口泵芯、国内成套的方式进行给水泵招标。
4 结束语
综上所述,建议公司二期工程采用2×50%BMCR容量的汽动给水泵,不配置电动给水泵,汽泵前置泵与给水泵由给水泵汽轮机平行轴驱动。为降低一次性投资,建议选用国内知名企业引进国外技术生产的给水泵,完全符合安全可靠、经济适用、符合国情的电力建设总方针。
参考文献