机械循环热水锅炉

机械循环热水锅炉（精选7篇）

机械循环热水锅炉 篇1

辽阳石化分公司硝酸厂11.6万吨/年硝酸装置中, 锅炉循环水泵是保证锅炉系统正常运行的关键设备。自装置投产以来, 机械密封在运行中频繁发生泄漏, 每次检修完, 机械密封的使用周期不超过两个月就出现泄漏, 严重制约着装置长周期运行。另外, 备用泵在人为切换或低流量自启时也经常出现泄漏。

一、泄漏原因分析

(一) 泵的工艺条件:

泵输送的是高温、高压的锅炉水, 入口压力3.9~4.2MPa, 温度266℃左右, 出口压力4.8MPa。

(二) 改造前机械密封冲洗情况。

此设备机械密封端面的冲洗冷却水是采用从泵出口引出的一股锅炉水, 经辅助的冷却器, 用循环水冷却后对机械密封端面进行冲洗, 同时在静环座内的静环外部安装一个10mm厚的聚四氟密封套, 其腔内采用的是循环冷却水冷却, 冷却后的循环水直接外排。

(三) 原因分析。

本装置在以往的检修中, 每次都发现整个机械密封内结垢严重;这样就会使机泵在运行中因动环密封圈结垢, 而导致跟随性不好, 同时弹簧又不能自由伸缩给予及时补偿, 最终引起机械密封的失效, 产生泄漏。对于备用泵, 也因机械密封结满水垢, 也造成泄漏。由于静环外四氟密封套内用来冷却的循环水中钙离子在高温环境100~150℃下, 很容易生成大量水垢, 并逐渐扩散到整个密封腔内, 这是使机械密封失效的主要原因。另外, 在运行中也试图把通入密封腔内的循环冷却水停掉, 但因动静环密封圈长时间在高温环境中产生变形、老化, 不能自由跟随补偿, 运行半个月左右也产生较大泄漏。

二、改进措施

由以上分析知道泄漏原因主要来自用于四氟密封套内冷却的循环水。要杜绝水垢的产生, 就必须改变聚四氟密封套内的冲洗冷却水, 彻底根除大量钙离子在机械密封腔内的聚集。改造前后机械密封结构及工艺见图1。

注:1、动环弹簧座, 2、动环弹簧, 3、动环, 4、四氟密封环, 5、钢环 (改造后增加) , 6、轴承, 7、卡簧, 8、静环座, 9、静环密封圈, 10、垫片, 11、动环密封圈

(一) 冲洗冷却水改进。

经过论证, 结合实际, 用机组透平的蒸汽冷凝液代替循环水, 冷凝液钙离子含量几乎为零, 温度也较合适。为此在窗口检修时, 从冷凝液泵 (P120) 去除氧器 (R108) 的管线上引一路作为冷却水, 这样不仅利用了部分过剩的冷凝液, 节约了能源, 还满足了泵的要求。当机组透平停运时, 冲洗冷却水由除氧器通过静压反向供给, 也能满足冷却要求。

(二) 其他改进措施。

为了增加机械密封的可靠性, 把动环的密封圈由聚四氟乙烯改成F23橡胶密封圈, 解决聚四氟补偿不好的问题;并把静环外四氟水套厚度改成8mm, 在其外侧增设一个2mm厚白钢圈, 外部再用卡簧定位, 解决了因卡簧与四氟套接触面小而使密封水套变形的情况;同时, 根据实际运行状况, 对辅助的冷却器进行定期更换, 防止壳程结垢, 影响换热效果。

三、结论

经过改造后, 机泵实现了平稳、长周期运行, 为装置正常生产提供了保障。同时解决了制约锅炉系统正常运行的瓶颈问题, 降低了备件消耗和人工费用, 实现了一定的经济效益。

机械循环热水锅炉 篇2

该炉的结构为双锅筒纵置式往复炉排水管锅炉, 采用偏置式炉膛的三回程烟气流动方式。其水循环流程是:回水由位于上锅筒后端的进水分配管底部开空引入左侧水室后, 分三个循环;1、前下降管→前下集箱→前水冷壁管→上锅筒的前上集箱;2、前、后下降管→右下集箱→右水冷壁管;3、右对流管束→下锅筒, 此循环又分三条支路, 一是流入右侧对流管束, 二是经两根水平短接管→左下集箱→左水冷壁管, 三是经下锅筒的后下集箱→后拱管和后墙管→上锅筒的后上集箱。以上所有循环最终都汇入上锅筒右侧水室, 并由出水汇集管上部的两排短接管汇集后从上锅筒后端离开锅炉。上、下锅筒直径为Ф800×12mm, 进水分配管和出水汇集管直径均为Ф133×5m m, 水冷壁管和对流管束直径均为Ф51×5m m, 右水冷壁管前、后两根下降管直径均为Ф133×5mm, 前水冷壁管的下降管直径为Ф108×5mm, 集箱直径为Ф159×6mm。

经调查, 该锅炉正常点火启炉升温至出水温度 (80～90℃) 的时间用时较长, 需25小时左右, 通常出水温度为80℃, 回水50℃, 工作压力0.45MPa。因此, 可排除事故原因与操作运行有关。

经开炉检验, 认为该锅炉在配水结构上有很多不当之处。首先, 进水分配管前部末端用盲板封死, 此处与前下降管管口水平相距约200m m, 后部也没有对后下降管管口专门开孔, 仅在进水管底部开有三排孔, 与左侧对流管束相对应, 但距离较远, 相距200mm以上。其次, 进出水管仅用高度为350mm的隔板隔开, 隔板顶部基本与进出水管管口顶部齐平。因此, 回水进入上锅筒左水室后, 有三种流向, 一是流入前后三根下降管;二是流入左侧对流管束;三是越过隔板直接流入出水管形成短路, 因这一流向水阻力小, 因此, 部分回水未经循环加热就直接进入出水管, 导致出水温度低, 即使反复加热也不能达到要求, 造成损失, 浪费能源。回水中有多少是流入前、后三根下降管和左对流管束的都难以计算, 相应的受热面中的水的流速也是难以计算的。回水进入下锅筒后, 由于下锅筒内没有任何隔板, 很容易直接经右侧对流管束又回到上锅筒右侧水室, 因此, 下锅筒回水中又有多少是流向左、右下集箱的也是难以计算的。总之, 这样的配水结构不能保证给水冷壁管提供可靠供水, 致使因水冷壁管中水流速过低而产生冷沸腾, 最终导致堵管、胀粗、弯曲、变形、过热、过烧甚至开裂或爆管。

为确保水冷壁管的可靠供水及正常运行, 要求使用、维修单位对该陆的水循环系统做如下几项改进。 (1) 改进进水分配管开孔结构, 在进水分配管前、后两端引出接管直接插入前、后三根下降管管口, 以确保对前、后水冷壁管的可靠供水。 (2) 改进进、出水管间隔板结构, 增加一块水平隔板, 尽量减少进、出水之间的短路, 迫使回水经左对流管束流向下锅筒。 (3) 在下锅筒左下降与右上升对流管束之间增加一块长、宽适当的稍微向右倾斜的垂直隔板, 以避免下降回水直接流入上升的右对流管束, 迫使部分下降回水流向左下和后下集箱, 确保左水冷壁管、后拱管、后墙管的可靠供水。

由于各种水管式热水锅炉的配水结构均不同, 对于强制循环锅炉的锅筒内不能完全按预定流向流动时, 就会同时存在强制和自然循环两种循环方式, 这种情况是很难建立起一个普遍适用的供水动力计算数学模型的, 简单的按强制循环或自然循环做水动力计算是不适当的。在该炉型中, 既不能把总回水量按左侧对流管束和前、后三根下降管的流通面积分配后做强制循环的水动力计算, 也不能按自然循环对水冷壁管系统做水动力计算。另外, 在同时存在强制循环和自然循环的水系统中, 自然循环所具有的自补偿特性极不明显, 即热负荷越高, 受热面管子中水的流速并不随之增加, 因而不能确保受热面管子的可靠冷却而导致过冷沸腾。这种现象在管子内水流速设计不当时应特别引起注意, 设计中一定要避免配水流向不清的结构, 使锅炉的结构更加合理。

事故留下的思考: (1) 对锅炉设计应有必要的质量监督, 以防设计缺陷影响运行安全。 (2) 对锅炉这种强制管理的设备在安装质量监督方面应加强监督。 (3) 运行人员应加强对膨胀的监督。运行人员往往对锅炉膨胀指示器的作用重视不够, 启动过程中操作人员很少注意锅炉的膨胀情况, 也不做膨胀记录, 殊不知锅炉膨胀指示器不仅反映了锅炉受热面膨胀是否受阻, 而且还反映了锅炉各受热面的水循环情况。膨胀情况是指导锅炉安全运行的重要依据。 (4) 做好设备的全过程管理工作, 严格按照规程办事是防止同类事故发生的最根本办法。

参考文献

[1]锅炉定期检验规则.1997.

[2]热水锅炉安全技术监察规程.1997.

[3]安全科学技术百科全书.2003.

[4]中国职业安全网.2006.

循环硫化床锅炉的燃烧控制 篇3

1循环流化床锅炉总体结构

循环流化床锅炉主要由燃烧系统、气固分离循环系统、对流烟道三部分组成。其中燃烧系统包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、给煤系统等几部分;气固分离循环系统包括物料分离装置和返料装置两部分;对流烟道包括过热器、省煤器、空气预热器等几部分。

2循环流化床锅炉燃烧及传热特性

循环流化床锅炉属低温燃烧。燃料由炉前给煤系统送入炉膛, 送风一般设有一次风和二次风, 有的生产厂加设三次风, 一次风由布风板下部送入燃烧室, 主要保证料层流化;二次风沿燃烧室高度分级多点送入, 主要是增加燃烧室的氧量保证燃料燃烬;三次风进一步强化燃烧。燃烧室内的物料在一定的流化风速作用下, 发生剧烈扰动, 部分固体颗料在高速气流的携带下离开燃烧室进入炉膛, 其中较大颗料因重力作用沿炉膛内壁向下流动, 一些较小颗料随烟气飞出炉膛进入物料分离装置, 炉膛内形成气固两相流, 进入分离装置的烟气经过固气分离, 被分离下来的颗料沿分离装置下部的返料装置送回到燃烧室, 经过分离的烟气通过对流烟道内的受热面吸热后, 离开锅炉。因为循环流化床锅炉设有高效率的分离装置, 被分离下来的颗料经过返料器又被送回炉膛, 使锅炉炉膛内有足够高的灰浓度, 因此循环流化床锅炉不同于常规锅炉炉膛仅有的辐射传热方式, 而且还有对流及热传等传热方式, 大大提高了炉膛的传导热系数, 确保锅炉达到额定出力。

3循环流化床锅炉主要热工参数的控制与调整

3.1料层温度料层温度是指燃烧密相区内流化物料的温度。它是一个关系到锅炉安全稳定运行的关键参数。料层温度的测定一般采用不锈钢套管热电偶作一次元件, 布置在距布风板200-500mm左右燃烧室密相层中, 插入炉墙深度15-25mm, 数量不得少于2只。在运行过程中要加强对料层温度监视, 一般将料层温度控制在850℃-950℃之间, 温度过高, 容易使流化床体结焦造成停炉事故;温度太低易发生低温结焦及灭火。必须严格控制料层温度最高不能超过970℃, 最低不应低于800℃。在锅炉运行中, 当料层温度发生变化时, 可通过调节给煤量、一次风量及送回燃烧室的返料量, 调整料层温度在控制范围之内。如料层温度超过970℃时, 应适当减少给煤量、相应增加一次风量并减少返料量, 使料层温度降低;如料层温度低于800℃时, 应首先检查是否有断煤现象, 并适当增加给煤量, 减少一次风量, 加大返料量, 使料层温度升高。一但料层温度低于700℃, 应做压火处理, 需待查明温度降低原因并排除后再启动。

3.2返料温度返料温度是指通过返料器送回到燃烧室中的循环灰的温度, 它可以起到调节料层温度的作用。对于采用高温分离器的循环流化床锅炉, 其返料温度较高, 一般控制返料温度高出料层温度20-30℃, 可以保证锅炉稳定燃烧, 同时起到调整燃烧的作用。在锅炉运行中必须密切监视返料温度, 温度过高有可能造成返料器内结焦, 特别是在燃用较难燃的无烟煤时, 因为存在燃料后燃的情况, 温度控制不好极易发生结焦, 运行时应控制返料温度最高不能超过1000℃。返料温度可以通过调整给煤量和返料风量来调节, 如温度过高, 可适当减少给煤量并加大返料风量, 同时检查返料器有无堵塞, 及时清除, 保证返料器的通畅。

3.3料层差压料层差压是一个反映燃烧室料层厚度的参数。通常将所测得的风室与燃烧室上界面之间的压力差值作为料层差压的监测数值, 在运行都是通过监视料层差压值来得到料层厚度大小的。料层厚度越大, 测得的差压值亦越高。在锅炉运行中, 料层厚度大小会直接影响锅炉的流化质量, 如料层厚度过大, 有可能引起流化不好造成炉膛结焦或灭火。一般来说, 料层差压应控制在7000-9000Pa之间。料层的厚度 (即料层差压) 可以通过炉底放渣管排放底料的方法来调节。用户在使用过程中, 应根据所燃用煤种设定一个料层差压的上限和下限作为排放底料开始和终止的基准点。

3.4炉膛差压炉膛差压是一个反映炉膛内固体物料浓度的参数。通常将所测得的燃烧室上界面与炉膛出口之间的压力差作为炉膛差压的监测数值。炉膛差压值越大, 说明炉膛内的物料浓度越高, 炉膛的传热系数越大, 则锅炉负荷可以带得越高, 因此在锅炉运行中应根据所带负荷的要求, 来调节炉膛差压。而炉膛差压则通过锅炉分离装置下的放灰管排放的循环灰量的多少来控制, 一般炉膛差压控制在500-2000Pa之间。用户根据燃用煤种的灰份和粒度设定一个炉膛差压的上限和下限作为开始和终止循环物料排放的基准点。此外, 炉膛差压还是监视返料器是否正常工作的一个参数。在锅炉运行中, 如果物料循环停止, 则炉膛差压会突然降低, 因此在运行中需要特别注意。

4需要特别说明的几个问题

4.1返料量控制返料量是循环流化床锅炉运行操作时不同于常规锅炉之处, 根据前面提到的循环流化床锅炉燃烧及传热的特性, 返料量对循环流化床锅炉的燃烧起着举足轻重的作用, 因为在炉膛里, 返料灰实质上是一种热载体, 它将燃烧室里的热量带到炉膛上部, 使炉膛内的温度场分布均匀, 并通过多种传热方式与水冷壁进行换热, 因此有较高的传热系数, (其传热效率约为煤粉炉的4-6倍) 通过调整返料量可以控制料层温度和炉膛差压并进一步调节锅炉负荷。另一方面, 返料量的多少与锅炉分离装置的分离效率有着直接的关系, 也就是说, 分离器的分离效率越高, 分离出的烟气中的灰量就越大, 从而锅炉对负荷的调节富裕量就越大, 操作运行相对就容易一些。

4.2风量的调整在锅炉运行过程中, 许多用户往往只靠风门开度的大小来调节风量, 但对于循环流化床锅炉来说, 其对风量的控制就要求比较准确。对风量的调整原则是在一次风量满足流化的前提下, 相应地调整二次风和三次风量。因为一次风量的大小直接关系到流化质量的好坏, 循环流化床锅炉在运行前都要进行冷态试验, 并作出在不同料层厚度 (料层差压) 下的临界流化风量曲线, 在运行时以此作为风量调整的下限, 如果风量低于此值, 料层就可能流化不好, 时间稍长就会发生结焦。对二次风量的调整主要是依据烟气中的含氧量多少, 通常以过热器后的氧量为准, 一般控制在3-5%左右, 如含氧量过高, 说明风量过大, 会增加锅炉的排烟热损失2;如过小又会引起燃烧不完全, 增加化学不完全燃烧损失3和机械不完全燃烧损失4。如果在运行中总风量不够, 应逐渐加大鼓引风量, 满足燃烧要求, 并不断调节一二三次风量, 使锅炉达到最佳的经济运行指标。

锅炉房循环水泵的选择 篇4

根据国家城市建筑气候分区规定,克拉玛依市属于严寒地区A区,因此集中供热系统是该地区公用基础建设中一项必不可少的设施。目前,克拉玛依市区冬季建筑采暖以区域锅炉房供热为主,截止2006年底,市区已拥有区域锅炉房20座,锅炉设备97台,装机总容量929.8MW,热力站21座,供热面积达752.8万m2。随着城市房地产的迅猛发展,城市供热面积迅速增加,近几年,市区先后建设了几座大型锅炉房。前进锅炉房单台设计容量46MW,是较大的锅炉房,2005年正式投入使用,为该供热区域内的城市建设提供了热源保障。

1 前进锅炉房循环水泵现状

前进锅炉房位于克拉玛依市区东北方向,锅炉房设计规模为3×46MW热水锅炉,供水温度130℃,回水温度80℃。一期为2台46MW热水锅炉,于2005年建成投产,供热半径1.8km,供热面积93万m2。锅炉房二期扩建1台46 MW锅炉,扩建后供热半径达到2.5km,供热能力138MW,最终可带供热面积124万m2。

前进锅炉房现有循环水泵3台,型号为KQWR300-525,其参数为设计流量G=910m3/h,扬程H=73mH2O,功率N=250kW,并为二期预留1台位置。

循环水泵的运行与锅炉运行相匹配,锅炉房运行的供回水温度与室外日平均温度有关,锅炉运行供热温度根据室外温度进行调节和控制(见表1)。

供热初期供热负荷较小,锅炉房启动1台锅炉,运行1台循环水泵;随着室外温度的降低,供热负荷逐渐增大,运行2台锅炉和2台循环水泵。

2 循环水泵在运行中存在的问题及分析

2.1 循环水泵技术参数的选取

(1)扬程。

循环水泵扬程H包括锅炉房自身消耗、最不利供热管网和最远端热力站阻力三部分。其中,锅炉房自身消耗包括锅炉阻力和除污器阻力等。各阻力值计算如下。

在设计之初,锅炉阻力根据《工业锅炉房设计手册》中推荐的经验值,取15mH2O;除污器阻力取经验值5mH2O;一次管网阻力选取最不利环路计算,根据规划热力管网最长距离2.5km,经济比摩阻取50Pa/m,局部阻力系数1.3,计算得33.16mH2O;热力站阻力取经验值10mH2O;富裕量取经验值3～5mH2O。

扬程=锅炉阻力+除污器阻力+管网阻力+换热器阻力+富裕量,即:

考虑10%的安全量,故扬程选取73mH2O。

(2)流量。

按照运行方式,1台锅炉配1台循环水泵,所以流量按单台锅炉出力计算,单台锅炉理论循环水流量:

式中:Q—单台锅炉供热量,MW;igs″、igs′—锅炉进、出热水的焓,kJ/kg。

水在105℃下的比容为1.047m3/t,因此,G=782.76×1.047=820m3/h。

考虑10%的安全量,故流量为902m3/h,循环水泵流量选取为910m3/h。

(3)电动机功率。

水泵所需的轴功率:

式中:γ—水的容重,kN/m3。

电动机功率:

式中:K—电动机容量安全系数,当N0>100kW时,K=1.07;

η—水泵效率,按样本采用为78%;

ηm—水泵传动的机械效率,联轴器传动时,ηm=0.98。

2.2 运行中存在的问题

锅炉房经过一个采暖期的运行,循环水泵不能正常工作,电机电流超载,泵震动剧烈。经调查循环水泵的设计参数与实际情况存在偏差,具体参数如表2所示。

由以上数据可以看出,锅炉阻力、换热器阻力和热网阻力的设计取值远大于实际运行值,导致设计循环水泵扬程偏高。产生问题的主要原因是:由于该供热区域内建筑的供热需求迫在眉睫,在设计之初,各设备的选择是按照锅炉房最终建设规模选取,由于没有锅炉水力计算书,循环水泵的扬程是按照满足可能出现的最大参数工况原则选择的,锅炉与换热器的阻力远远小于所购设备的实际阻力,特别是初期供热管网实际长度是规划长度的2/5,同时供热的热负荷小、流量小、管网阻力小,由此造成设计扬程值远大于实际需求值,从而导致循环水泵运行时偏离设计工况点,造成循环水泵无法正常运行,时常超电流,实际运行效率也维持在较低水平。

2.3 循环水泵的性能曲线和管路特性曲线分析

KQWR300-525型循环水泵的性能曲线和设计管路及实际运行管路特性曲线如图1所示。

图1中,0A是设计选型时的理论特性曲线,该曲线与水泵Q-H性能曲线交于A点,A点即是水泵在管道上的工况点,效率达到峰值为78%,因此循环水泵的设计选型是合适的。

但是,在进行循环水泵选型计算时,由于一次供热管网按最终规模设计,而一期实际运行热水流量及供热半径均小于设计值,故造成一次供热管网阻力偏小,又由于锅炉房阻力及换热站阻力取值大于实际值,故实际运行时由A点偏移到B点。B点扬程为48mH2O,流量为1360m3/h,循环水泵的工作效率偏离了高效区。由此造成了大流量、小温差的运行方式,增加了锅炉房的运行能耗,使供热系统处于不稳定的工作状态,对供热系统的正常运行极为不利。

2.4 扬程过大对锅炉房运行的影响

通过以上分析可以得出:循环水泵扬程过大,给锅炉房的电能消耗、安全运行带来了不良后果,甚至导致循环水泵无法正常运行,归纳有三点。

(1)电耗大。

一是由于循环水泵扬程偏大,输出扬程不能被系统完全消耗,偏离Q-η曲线高效率范围,最终导致流量增大,电机消耗功率增多,致使电机超电流、超负载运行。二是为防止电机超电流运行,以确保循环水泵安全运行,减小泵出口阀门开度,增大管道阻力。

(2)运行状况不稳定。

由于循环水泵在低效率区运行,循环水泵的电机负荷急剧增大,使电机过热,易损坏电机。为了保护设备的安全运行,电流起跳装置时常强行跳闸,从而影响了系统的正常运行。

(3)阀门易损坏。

循环水泵采取减小阀门开度来维持系统的运行,通过循环水泵的出口阀截流降压,致使流相在很短的距离内发生急剧的变化,导致管线震动加剧,由于系统的压力消耗过于集中在循环水泵出口的阀门上,致使阀门容易损坏。

3 对循环水泵选择的几点建议

(1)不要过分依赖于经验值。

在计算锅炉房自身消耗的阻力时,设计人员应同设备厂家积极沟通,搜集锅炉和换热器等设备的相关技术资料,准确选取锅炉和换热器的阻力参数。在此基础上,进行认真细致的水力计算,不宜只考虑《锅炉房设计手册》中推荐的经验值估算系统阻力。

(2)利用水泵特性曲线为选型提供依据。

为了避免设计时的盲目性,使供热系统与循环水泵合理匹配,保证系统高效安全可靠运行,利用水泵特性曲线与管网特性曲线,获取循环水泵实际运行的工况,为合理选择循环水泵提供依据。

(3)根据供热负荷变化需求合理配置循环水泵。

由于循环水泵的投资远远小于运行能耗的损失,从长远角度和工程投资看,当供热区域内的负荷在3～5年增加较少,或者锅炉房一期投产时间与二期建设规模相距甚远时,循环水泵应当以满足现有热负荷及现有热力管网为基础进行选型,待二期建设时,再改换与之匹配的循环水泵;反之,宜按最终规模选取。

(4)从节约工程投资方面进行设备选型。

国外的某项统计资料表明:设计阶段节约投资的可能性约为88%,而施工中节约投资的可能性仅为12%。所以,一定要加强设计阶段管理,做好设计工作,从而有效地控制工程的投资。在满足工程需要的前提下,尽可能降低工程成本,树立良好的经济意识,重视项目的投资效果,采用经济合理的方案进行设备选型,既能满足供热需求,又能降低工程造价,体现经济性和合理性。

(5)在满足工艺和系统要求的前提下,将节能贯穿始终。

在1996年颁布的《民用建筑节能设计标准》(采暖居住建筑部分JGJ26-95)中规定,将采暖能耗从当地1980～1981年住宅通用设计的基础上节能50%,其中需由供热系统承担20%。采用切实可行的节能技术,实现经济科学的运行模式势在必行。而目前全国大部分地区电力供应紧张,煤炭的价格居高不下,要提高供热系统的综合效益,必须降低供热系统设备的耗电量。因此,在选择循环水泵时,要充分考虑节能因素,使循环水泵在高效率区运行。

在选择循环水泵时,将上述几点有机地联系在一起,加强同用户的协作,综合考虑锅炉房各设备厂家在公司规模、产品质量、性能特点和售后服务等方面的情况,核实厂家提供的设备参数,根据不同时期的建设规模,合理配置设备台数和参数,在满足系统工况的前提下,从节能、工程投资等角度出发,选出节能高效的循环水泵。

参考文献

[1]锅炉房实用设计手册编写组.锅炉房实用设计手册[M].北京:机械工业出版社,2001.

[2]航天工业部第七设计研究院.工业锅炉房设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1986.

循环硫化床锅炉的磨损分析 篇5

#8、#9锅炉系我厂技改工程 (2×100M W) 循环流化床 (C FB) 锅炉, 由东方锅炉股份有限公司 (D B C) 在引进美国福斯特·惠勒公司循环流化床锅炉技术的基础上, 自行研制制造的我国第一台百万千瓦级循环流化床锅炉。型号为D G 450/9.81-1型单汽包、自然循环方式、半露天布置、全钢架结构;采用汽冷式旋风分离器进行气-固分离、高温回灰;燃用山西晋中贫煤, 掺烧石灰石。其整体布置由一个模式水冷壁炉膛, 两台汽冷式旋风分离器和一个汽冷包墙过热器包覆的尾部竖井烟道三部分组成。

2 循环流化床锅炉现状

对于循环流化床锅炉, 由于是正压沸腾炉, 煤粉颗粒和床料对受热面的磨损非常严重, 防磨浇筑料就像为承压部件披上了一层保护铠甲, 时刻守护着受热面的运行安全, 一旦浇注料在运行中出现开裂或脱落, 必将给机组的安全运行带来十分严重的影响。流化床锅炉的非计停约80%都是因为浇注料脱落造成受热面吹损泄漏。因此, 浇注料在检修中的维护和保养显得尤为重要。

3 循环流化床锅炉运行中存在的问题

3.1 对水冷壁的磨损

锅炉炉膛燃烧室采用矩形全模式水冷壁结构, 水冷壁管的磨损是循环流化床锅炉中磨损最为严重的区域。由于沸腾的物料向上升腾与下行的贴壁流相遇后, 使其运动方向发生改变, 造成对水冷壁管产生冲刷。由于负荷的变化、石灰石和给煤的不断补充致使温度循环波动较大以及机械应力等原因造成密相区耐火浇注料开裂和剥落, 对水冷壁产生更为严重的磨损。

3.2 对布风板加厚内螺纹水冷壁的磨损

布风板是由后墙水冷壁一半管子拉稀弯曲而成的厚壁模式水冷壁, 其上装有钟罩式风帽, 布风板上虽然铺设一层较厚的浇注料, 但因其燃烧层温度较高, 又有一次风夹带物料的不断冲刷, 浇注料一旦脱离布封板, 哪怕出现很小的缝隙, 短时间内也会把厚壁水冷壁管吹损, 尤其是回料口附近对浇注料的冲击最为强烈。

3.3 二次风口的磨损

锅炉前后墙密相区上部各装有12个二次风口, 二次风与贴壁流、上升气流相遇后, 会改变气流运动方向, 造成对二次风口的急速冲刷, 二次风口的浇注料如有缺损, 便会对密封板和水冷壁产生较快的吹损。

3.4 高温过热器及水冷蒸发屏的冲刷

高温过热器与水冷蒸发屏吊挂管布置在燃烧室顶部靠前墙位置, 高速升腾的高温物料和细小颗粒经过炉膛出口进入回料器, 过热器和蒸发屏布置在烟气出口附近, 虽然底部包敷浇注料, 但飞速流动的烟气夹带细小颗粒对管屏的冲刷非常严重, 包敷管屏的浇注料极易剥落造成管屏吹损。

3.5 水平烟道的磨损

水平烟道处于炉膛出口和旋风分离器入处, 水冷壁与包墙过热器管之间装有非金属膨胀节, 炉膛出口与回料器入口的边角、非金属膨胀节两侧的浇注料由于处于负荷变化的敏感区, 温度的变化和振动很容易使浇注料开裂和脱落。

3.6 旋风分离器的磨损

旋风分离器内包墙过热器的磨损虽然没有水冷壁和过热器强烈, 但旋转的气流带动灰粒在离心力的作用下从烟气中分离出来, 如果浇注料开裂或脱落旋转颗粒会很快把过热器管吹损。

3.7 回料器内浇注料的脱落

回料器因其内径较小, 浇注料敷设较厚且温度变化较大造成浇注料膨胀受阻极易开裂, 旋风筒附近的低温结焦脱落后, 全部落入回料器下部的风帽处, 形成回料不畅, 引起回料器振动, 加剧浇注料的开裂和脱落。开裂处的筒壁因温度过高造成焊缝开焊筒壁变形, 缺陷难以消除。

3.8 膨胀节处的吹损

金属膨胀节和非金属膨胀节护板附近都有浇注料, 并且处于浇注料的边缘位置, 一旦拔钉和浇注料开裂脱离钢板极易把焊缝烧裂, 护板变形脱落, 金属膨胀节耐热钢波纹金属较薄, 直接接触火焰或高温物料便会过热开裂, 非金属膨胀节便会把蒙皮烧损, 高温物料便会喷涌而出。

3.9 对排渣的影响

燃烧室内浇注料的脱落会堵塞排渣口的排渣, 即使排入进渣管落入滚筒排渣口, 因排渣口与滚筒之间间隙较小, 用以控制排渣量, 由于浇注料不能随灰渣一起排出造成滚筒不能正常排渣。

4 对应的措施

1) 对于炉内受热面的检查和维护, 除了具有一只技术过硬的防磨防爆检查队伍外, 还要加大对防磨浇筑料的检查力度, 并建立细致的检查台账, 对防磨数据与运行情况进行分析和寿命评估。

2) 对水冷壁稀相区均匀加设七道浇注料防磨梁, 有效的缓解了上升气流与贴壁流对水冷壁的冲刷。对密相区浇注料在每次停炉期间发现开裂或脱落, 扩大拆除面积重新浇筑。避免出现拆除不到位, 浇筑不牢固及在开裂处随意粘补, 造成点炉后形成两层皮的现象。

3) 对水冷壁稀相区没有达到更换标准的磨损部位进行喷涂处理, 对高温过热器和水冷蒸发屏浇注料敷设部位上部易磨损管段采用融敷工艺补偿管壁的磨损。

4) 对二次风口、石灰石给料口、给煤口、排渣口、旋风分离器、回料器、水平烟道、水冷风室及点火风道浇注料进行仔细检查, 发现问题严格对待。

5) 浇注料在拆除过程中, 监理人员一定要监护到位, 防止发生拆除过程中人为损伤伤受热面的事情发生。敷设浇注料前, 认真检查、需补焊的扒钉必须两面焊接, 焊接前把鳍片打磨干净避免出现因拔钉焊接不牢而造成浇注料脱落。

6) 敷设前用毛刷、压缩空气或吸尘器把需浇筑部位的浮灰清理干净, 用液态磷酸二氢铝结合剂涂刷浸透, 否则会发生粘接不牢, 干后出现收缩裂缝, 影响浇筑效果。

7) 绝热浇注料和可塑料在计量、配比、搅拌和敷设过程中全程跟踪密切监护, 并做好记录, 发现问题及时解决。

5 结束语

随着循环流化床锅炉燃烧技术的发展和实践经验的积累, 以及人们对环境要求的日益提高, 循环流化床锅炉必将有着很大的发展前景。只要我们认真对待每一次停炉检修, 加强责任心, 与运行人员及时沟通, 合理调整运行方式必将能为我们企业的安全生产保驾护航。

参考文献

自然循环余热锅炉的安装 篇6

为了响应国家淘汰低产能号召, 红透山冶炼厂于2012年设备改造, 由密闭鼓风炉改为富氧底吹炉。为了有效利用富氧底吹炉烟气的热量, 配套建造余热锅炉。锅炉型号为84YG-ZML, 额定压力3.82 MPa, 属于中压锅炉, 下面是该锅炉安装的介绍。

1 安装前准备

a) 该锅炉以零部件的形式出厂, 壁管、集箱、锅筒、钢架、平台扶梯等散发至安装现场进行组装。零部件妥善保管, 仪表阀门室内存放。检验, 剔除在运输装卸过程中造成变形的部件;b) 对各部件进行清理拆装, 必要部件需要对其进行清洗。对设备检查和缺陷应有记录和验收;c) 制定安装方案, 准备相关安装工具和材料。

2 锅炉本体的安装

2.1 安装前对基础复查

基础和混凝土平台按图施工, 基础中心距误差±2 mm, 基础对角线误差±5 mm[1]。

2.2 钢架及支座的安装

a) 对有吊挂装置、柱和梁的情况, 金属构件采用焊接, 焊条为J422, 焊接标准按焊接规范执行;

b) 钢架找正完毕后, 按图纸标准固定于基础上, 钢柱件的距离误差为间距的1/1 000, 最大不超过10mm, 横梁标高误差±5 mm, 横梁与立柱中心线相对误差为±5 mm[1];

c) 锅炉平台有增强构架刚性左右, 所以平台及托架在安装时应仔细进行焊接, 焊接高度6 mm, 为配合施工, 在不影响锅炉本体安装的条件下, 可以提前安装部分平台。

2.3 锅筒 集箱及锅筒内部的设备安装

a) 锅筒、集箱在运输堆放、吊装中都应注意不破损。特别是管接头, 安装前进行外观检查如发现缺陷必须消除, 集箱内部需清扫干净, 接管座应无堵塞;

b) 锅筒、集箱中心线标高误差±5 mm, 水平度误差±2 mm, 轴心线距离偏差为±3 mm[1], 支座与横梁接触应平整严密, 支座需要预留膨胀间隙。方向要准确;

c) 严禁在锅筒壁上引弧以及在焊接处施焊;

d) 锅筒内部设备等需在现场安装的, 在安装前拆下妥善保管, 在水压试验合格后, 按图焊接。保证焊缝的严密性。严防异物落入管中, 另外安装完成后, 必须清除锅筒内部杂物后方可封闭锅筒。

2.4 水冷壁的安装

水冷壁焊接前需要用压缩空气吹管通球清除异物, 标准按照规范进行。焊接管道的焊工应有相应资质, 对焊口按相关规定抽样检查。

2.5 锅炉本体受压件的安装

a) 锅筒按总图位置吊装就位, 四根吊杆螺栓用扭力扳手使其受力均匀;

b) 在地面上进行组装焊接后吊装就位, 减少空中作业, 集箱在地面上与膜式壁管组装对焊后吊装就位, 安装前里后外, 然后装吊杆, 装焊汽水上升管及下降管, 安装刚性梁, 吊杆螺栓受力要均匀;

c) 连接所有受压件管路及附件。阀门逐个清洗, 水压试验合格后方可安装, 可在适当部位加置支撑及吊环, 吊环和支撑不能限制管道的自由膨胀[2];

d) 用扭力扳手扭紧左右侧集箱吊杆螺母, 保证受力均匀。

3 锅筒本体范围内的管道及附件安装

遵照电力建设施工及验收技术规范, 管道可在适当部位加置支撑及吊环, 吊环和支撑不能限制管道的自由膨胀[2]。

现场安装不得在受压件上引弧和施焊, 现场设置引弧板, 装焊完毕后应仔细检查受压元件, 采取措施修复弧坑等缺陷, 以防留下渗漏和爆管隐患[2]。

4 水压试验

a) 所有受压件焊接完毕后, 经检验合格, 所有管道安装完毕并经相关部门检查合格后, 按《蒸汽锅炉安全技术检查规程》及设备技术文件的规定进行水压试验;

b) 水压试验压力为Ps=4.75 MPa[2], 水位表只作工作压力试验, 当水压试验压力超过工作压力时, 必须把水位表阀门关闭。安全阀不宜与锅炉一起做水压试验;

c) 水压试验升压速度不超过0.3 MPa/min, 当压力达到2.5 MPa时, 作初步检查, 必要时可拧紧入孔手孔和法兰等螺栓, 如违法行为泄露, 可升压到锅筒工作压力3.8 MPa, 检查有无漏水和异常现象, 然后关闭水位计, 继续升压至试验压力4.75 MPa, 保压20 min, 在这段时间内压降不应超过0.05 MPa[2]。最后降至工作压力进行全面检查, 检查期间压力应保持不变, 检查中符合下列标准即为合格: (a) 受压元件金属壁和焊缝上没有水珠和水雾; (b) 水压试验后没有发现残余变形。注:水压试验采用的是加有氨的除盐水, p H值在8~9之间[3]。

5 热工仪表的安装

参考锅炉的热力系统需求, 锅炉控制系统设有锅筒水位监测系统, 蒸汽压力监测系统, 给水控制系统, 烟气温度检测指示等热工测量元件。

完成上述安装后的锅炉经过烘炉、煮炉后可投入试运行阶段。而后的运行需经相关单位鉴定后决定。

6 结语

该锅炉已经在红透山矿业有限公司冶炼厂运行16个月, 在运行过程中没有因安装不当造成停产事故, 说明以上的安装参数是可靠的, 经得住生产检验的。另外为了保证余热锅炉能够长期稳定地运行, 严格执行操作规程、遵守巡检制度、每年定期大修保养, 这些条件都是必不可少的。

参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部, 中华人民共和国质量监督检验检疫总局.GB50273-2009《锅炉安装工程施工及验收规范》[S].北京:中国计划出版社, 2009.

[2]中华人民共和国劳动部.蒸汽锅炉安全技术检查规程[S].北京:中华人民共和国劳动部, 1996.

机械循环热水锅炉 篇7

链条锅炉由于需燃烧煤质较好的烟煤, 其煤质适应性较差, 在燃烧劣质煤时, 效率低, 甚至不能正常运行。循环流化床锅炉是一种燃烧效率和热效率高、煤种适应性强, 特别是能适应劣质煤燃烧、对热负荷变化适应范围大、污染物排放量较少, 且易于在锅炉燃烧过程中实现脱硫脱氮而达到环保要求的已被人们普遍公认的锅炉炉型。将链条锅炉改造为循环流化床锅炉是提高锅炉效率, 实现节能减排的有效手段。

某化工厂热电分厂原有无锡锅炉厂生产的2×35t/h链条锅炉, 目前均已改造成循环流化床锅炉。改造后, 操作运行人员对于循环流化床锅炉的点火及运行技术比较陌生, 经过工程技术人员不断总结, 结合该锅炉改造后的特点, 总结出了经济性好、可操作性强、成功率高的适应于改造循环流化床锅炉的点火运行技术:过渡床点火法。

2 改造前锅炉设备参数

生产厂家:……………………无锡锅炉厂

锅炉型号:……………………UG-35/3.82-M13

燃烧方式:……………………层燃方式 (正转链条锅炉)

额定蒸发量:…………………35t/h

过热蒸汽压力:………………3.82MPa

过热蒸汽温度:………………450℃

给水温度:……………………150℃

冷风温度:……………………20℃

二次热风温度:………………150℃

排烟温度:……………………155℃

锅炉设计燃料发热量:………11670kJ/kg

锅炉设计效率:………………85%

3 改造工艺及锅炉设备介绍

3.1 锅炉燃烧方式由层燃改为循环流化床燃烧方式。

改造设计原则是:入炉煤收到基低位发热值按11670kJ/kg设计;利用原链条锅炉的基础和部分钢架, 锅筒、过热器集箱、减温装置等重要部件均利旧, 同时锅炉运行层仍维持原运行层高。改造后将原链条炉排拆除, 布置流化床锅炉的布风装置。其布风装置由等压风室、布风板和风帽组成。出炉膛的细小颗粒经对流管束前下部的惯性分离和上排气旋风分离器两级分离后返回炉膛进行循环燃烧, 降低了尾部飞灰的含碳量, 从而提高锅炉热效率。为了保证锅炉设计出力, 达到设计出力下的受热面要求。在炉膛密相区布置有横埋管, 埋管倾角为12°;同时适当减少悬浮段受热面积, 形成高温悬浮段。3.2锅炉返料循环系统主要设有一、二级分离器。一级分离器主要采用槽型结构, 布置在炉膛出口拉稀管后面, 两排错列, 分离器通过吊杆穿过炉顶由顶部钢梁吊挂, 分离器下部设置灰斗用以收集分离下来的循环灰。二级分离器采用两套高温旋风分离器和返料回燃系统, 布置过热器之后, 省煤器之前, 分离器采用新设钢柱支撑;系统由旋风分离器、立管、回料J阀、返料管、配风管等组成;回料为自平衡式, 流化密封风由一次风供给。3.3锅炉燃煤制备及锅炉给煤:因原燃煤制备系统为针对链条锅炉配置, 新设有环锤式破碎机和筛分装置, 以满足循环流化床锅炉入炉煤粒度小于10mm的要求。

炉前煤斗的煤通过三台螺旋输送入炉内料床密相区内。在螺旋给煤机出口下方设有播煤风。

4 锅炉的启动点火

该锅炉采用杠炭床上过渡床点火技术。

4.1 点火前的各项准备工作。

由链条炉改造后的循环流化床锅炉, 在每次停炉检修后, 热力系统具备点火的条件后, 准备好足够的点火用燃料。主要有:点火用杠炭400kg左右, 杠炭直径在20～50mm之间, 长度在250～300mm之间。筛选好点火用引子煤, 引子煤为入炉煤经筛孔为8×8mm的筛子过筛后的筛下物约100～200kg。筛选好点火用底料, 点火用底料为上次停炉运行时锅炉放出的没有过水或受潮的大渣, 经筛孔为8×8mm和10×10mm的筛子过筛的筛下物。4.2循环流化床锅炉点火前的冷态模拟试验。循环流化床锅炉点火前的冷态模拟试验的目的是为循环流化床锅炉点火正常运行提供可供参考的运行参数, 指导点火工作及正常运行。冷态模拟试验的主要内容有:给煤机的给煤量与转速之间的标定;不同厚度的底料下, 高压送风机、引风机风门开度与流化床等压风室风压之间的关系。模拟试验将以上关系用曲线绘制出来指导点火及正常运行。模拟试验时, 在流化床铺设320～400mm厚的底料, 开启引风机、高压送风机, 逐渐开大风门, 注意观察料床内底料从逐渐流化到完全沸腾状态, 用探火耙在料床上来回拉动, 感觉无阻滞、略带漂浮的感觉, 说明底料已经完全流化。然后迅速关闭高压送风机和引风机风门后, 观察炉床底料表面, 若底料表面平整则说明流化状态良好, 若底料表面凸凹不平则说明局部风帽可能有堵塞的现象, 必须进行处理, 再进行模拟试验, 直至料层表面平整为止。最后停止高压送风机、引风机。在模拟试验过程中同时观察返料的效果, 适当调节返料的风量以满足返料正常的要求。在模拟试验过程中应详细记录风机风门开度、风量、风机电流以及等压风室风压等各类参数, 并绘制相关曲线以备正常运行时参考。4.3点火。在冷态模拟试验数据的基础上, 选择厚度合适 (一般为300mm～380mm) 的过筛底料铺平, 底料上铺～400kg的杠炭, 杠炭应均匀铺设, 以利于整个炉床底料均匀加热, 然后用少量柴油或天然气引燃杠炭, 关小炉门, 观察料床上杠炭的着火和燃烧状况, 待约80%的杠炭着火并充分燃烧、流化床底料温度达到400～500℃、炉膛温度250～350℃ (视情况, 一般时间为0.5～1小时) , 这时启动引风机和高压送风机, 适当开大并调节风门开度, 使杠炭和底料刚好能均匀混合并处于适当微沸腾状态 (临界沸腾状况以上) , 调节风门开度, 使炉门处维持微负压。注意观察料床底料沸腾状态和颜色, 以及仪表指示的料层温度, 若局部杠炭和底料混合不均, 可用探火耙适当搅动, 以使底料加热均匀。当流化床底料温度达到600℃以上 (此时底料已被加热成呈现炙红状态) , 说明底料已经充分地加热, 能引燃锅炉引子煤和给煤, 具备点火起动条件。逐渐调整风门开度, 使底料逐渐增大流化程度, 此时料床温度将逐渐上升, 当底料的温度上升到700℃～800℃左右, 将引子煤从炉门处均匀撒入沸腾的底料中, 若引子煤迅速引燃, 则开启给煤机少量给煤, 同时边给煤边增加风量, 保持炉膛炉门处处于负压状态, 观察炉内料床燃烧情况部, 若局部燃烧过猛和过弱, 可用探火耙适当搅动, 以使着火均匀。当底料温度逐渐上升到950℃左右, 这时调节引风机和高压送风机的风门开度, 使料床沸腾正常并维持炉膛的负压维持在-50～-100Pa左右, 当底料温度维持较稳定的状态时, 点火成功, 此时可关闭炉门, 利用仪表对锅炉燃烧进行调整。在运行较正常, 返料器内有正常料位时, 投放返料运行。4.4点火注意事项。4.4.1点火过程中, 注意维持炉膛的负压, 防止炉门高外喷火伤人。4.4.2在点火过程中切忌点结焦, 给煤时不宜过快增大给煤量, 在给煤过程中若发现底料局部发亮或底料温度急剧升高, 说明此处热量较集中, 底料可能有结焦的趋势, 则立即减少该侧给煤机给煤量, 甚至可停止该侧给煤, 同时增加风量强化流化, 并可利用探火耙适当搅动局部发亮部位, 以防止结焦。4.5该点火方式具有热量交换充分, 点火升温快, 点火经济性较高, 点火劳动强度低, 点火方法易于掌握, 好操作, 点火时间较短, 成功率高等特点, 值得在杠炭供应充足地区的中小型循环流化床锅炉或改造的循环流化床上进行推广。

5 结论

改造的中小型循环流化床锅炉点火选用杠炭的点火方法 (过渡床点火法) , 可降低点火费用, 这种点火方法易于掌握, 操作简单可行, 适用于改造的未设置床下热烟气发生器 (床下点火) 的小型循环流化床锅炉的点火运行。

摘要：链条锅炉改造循环流化床锅炉后, 锅炉点火及燃烧调整方式较以前完全不同, 介绍由链条锅炉改造为循环流化床锅炉后的点火与运行, 提供一种经济的、可操作性强的改造循环流化床锅炉的点火技术-杠炭过渡床点火法;提出了改造的循环流化床锅炉在点火运行中需要注意的问题, 希望给大家借鉴。

关键词：链条炉改造,循环流化床锅炉,过渡床点火技术

参考文献

[1]岑可法, 倪明江等著.循环流化床锅炉理论设计与运行[M].北京:中国电力出版社, 1997.