第一章:概述1、制粉和燃烧系统 :原煤仓、磨煤机、煤粉分离器、燃烧器、炉膛以及相应的煤粉输送设备(送风机)及管路2、汽水系统3、烟风系统:送风机、引风机、排粉风机、脱硫除尘装置和烟囱等设备4、额定蒸发量(B-ECR ):指在额定蒸汽参数、额定给水温度和使用设计燃料,并保证热效率时所规定的蒸发量。
5、最大连续蒸发量(B-MCR ):在额定蒸汽参数、额定给水温度和使用设计燃料时,长期连续运行所能达到的最大蒸发量。
通常为额定蒸发量的1.03-1.2倍。
6、额定蒸汽参数:锅炉过热器主汽阀出口处的额定过热蒸汽压力MPa 、温度℃。
7、额定给水温度:给水进入省煤器入口处的温度℃8、按燃烧方式分类(a)层燃炉;(b)室燃炉;(c)旋风炉;(d)流化床炉9、按水循环方式分类分为自然循环锅炉、控制循环锅炉、直流锅炉第二章:锅炉燃料及热平衡计算1、工业分析成分构成(Proximate analysis):水分(M )、灰分(A )、挥发分(V )和固定碳(FC );其中灰分和固定碳合称为焦炭,2、常用的基准:收到基(as received ), 空气干燥基(air dry ),干燥基(dry ),干燥无灰基(dry and ash free )3、灰渣的熔融特性<1>在高温火焰的中心,灰分一般会处于熔融或软化状态,接触到受热面或炉墙,黏附形成渣层<2>沾污、结渣会降低炉内受热面的传热能力,使得炉膛出口烟温相应提高,引起过热器的沾污和腐蚀<3>尾部受热面省煤器和空气预热器的积灰容易导致烟道堵塞、传热恶化,提高排烟温度,降低锅炉运行经济性4、影响灰熔点的因素(1)、灰成分及其含量比例:灰中的SiO 2和Al 2O 3含量越高,灰的熔融温度就越高;如果碱性物质增多,灰熔点将降低(2)、矿物之间的共熔:灰中氧化物结成共晶体,属SiO 2-Al 2O 3-CaO-FeO 系统,熔点比结合前要低,如CaO·SiO 2,只有1540℃(3)、气氛:还原性气氛中比氧化性气氛中低200~300 ℃5、DT 变形温度——灰锥尖端开始变圆或弯曲时的温度。
ST 软化温度——灰锥变形至下列情况时的温度:锥体弯曲至锥尖触及托板、灰锥变成球形和高度等于(小于)底长的半球形。
HT 半球温度——角锥熔融为一体,形如半球状时的炉膛温度。
FT 流动温度——灰锥熔化成液体或展开成高度在1.5mm 以下薄层6、影响烟气中可燃气体含量的主要因素是:炉内过量空气系数、燃料挥发分含量、炉膛温度以及炉内空气动力场状况等。
%100⨯+事故停运小时数总运行小时数事故停运小时数%100⨯+统计期间总时数备用时数运行总时数7、Q r-1kg 燃料的锅炉输入热量,对于1kg固体或液体燃料,输入锅炉的热量Q r包括燃料收到基低位发热量、燃料的物理显热、外来热源加热空气时带入的热量和重油雾化所用蒸汽带入的热量Q1-锅炉的有效利用热量,kJ/kg;Q2-排烟损失的热量,排烟热损失是由于排烟温度高于外界空气温度所造成的损失Q3-化学不完全燃烧损失的热量.烟气中未燃烧的气体可燃物随烟气排走而损失的热量Q4-机械不完全燃烧损失的热量,机械不完全燃烧热损失是指部分固体燃料颗粒在炉内未能燃尽就被排出炉外而造成的热损失,这些未燃尽的颗粒包括炉渣中的未燃尽碳、飞灰中的未燃尽碳。
散热损失q5锅炉运行时,由于保温材料并非完全绝热,炉墙、汽包、联箱、烟道等外表面温度会高于周围环境温度,这样就会有热量通过自然对流和辐射的形式进行散失Q6-灰渣物理热损失的热量,灰渣物理热损失是炉膛排渣带走的热损失和烟气中飞灰的物理热损失8、锅炉热平衡试验正平衡法需要确定输入锅炉的热量以及锅炉的有效利用热,因此需要测定工质的流量以及状态参数,燃料消耗量、煤收到基低位发热量等数据。
反平衡实验需要确定各项热损失,需要测定许多数据,如煤的元素分析和发热量分析;烟气的成分和浓度分析,炉渣与飞灰的可燃物分析;排烟温度;过量空气系数9、煤燃烧的四个阶段煤燃烧过程:首先是煤中水分的蒸发使其变成干燥的煤,接着煤中的碳氢化合物以挥发分的形式逐渐析出并着火,然后就是焦碳的着火和燃烧。
1.干燥阶段煤被加热,温度逐渐升高。
当温度达100℃左右时,煤粒表面及煤粒缝隙间的水被逐渐蒸发出来,煤被干燥。
大量吸热2.挥发份析出与着火阶段温度升至一定值,煤中挥发分析出,同时生成焦碳(固定碳)。
挥发分的释放量及成分主要取决于升温速度。
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3.挥发份与碳焦燃烧阶段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产物离析后,碳开始着火、燃烧。
大量放热4.燃尽阶段残余的焦炭最后燃尽,成为灰渣。
少量放热10、(1)扩散燃烧:燃烧反应温度较高,k非常大,很小,焦碳燃烧处于扩散控制下,反应速率常数k>> ,燃烧反应速度取决于氧气向碳粒表面的扩散速度。
强化燃烧的措施是强化扰动,减小煤粉颗粒(2)动力燃烧:燃烧反应的温度不高,k很小,非常大,焦碳燃烧处于化学动力控制下,反应速率常数k<< ,燃烧反应速度W 取决于碳粒表面的化学反应速度,是随温度的升高按指数增大。
强化燃烧的措施是提高反应系统的温度3)过渡燃烧:动力区与扩散区之间区域。
强化燃烧的措施是同时提高炉膛温度和扩散速度10、煤粉燃烧完全的条件:适当的温度;供应充足而又合适的空气量;空气和煤粉的良好扰动和混合;在炉内足够的停留时间第三章:煤粉制备及其系统煤粉经济细度:使得锅炉不完全燃烧损失、磨煤电耗及金属磨损的总和最小为最小时的煤粉细度2、、磨煤机选择考虑因素:煤的性质:煤的挥发分、可磨特性、磨损特性及水分、灰分等技术经济比较:运行的可靠性、初投资、运行费用以及锅炉容量、负荷性质等,必要时还要进行。
3、磨煤机选择原则当煤种适宜时,应优先选用中速磨煤机;当燃用褐煤时,应优先选用风扇磨煤机;当煤种变化比较大、煤种难磨而中高速磨煤机都不适用时,一般选用筒式钢球磨煤机。
4、制粉系统类型:直吹式系统和中间储仓式系统储仓式系统:低速磨煤机直吹式系统:中速或高速磨煤机;中速磨煤机重量轻、占地少、制粉系统管路简单、投资省、电耗低、噪声小,广泛应用。
超(超)临界机组中,多采用冷一次风机正压直吹式制粉系统。
第四章:燃烧设备和煤粉燃烧技术1、煤粉气流的着火:由缓慢的氧化状态转化到快速的燃烧状态的瞬间过程称为着火,转变时的瞬间温度称为着火温度2、强化着火的措施:在散热条件不变的情况下,增加可燃混合物的初温、浓度和压力,加强放热;在放热条件不变时,提高燃烧室的保温效果,减少放热3、煤燃烧过程的四个阶段:预热干燥;挥发份析出并着火;燃烧;燃尽4、煤粉气流着火热源:煤粉气流卷吸回流的高温烟气;火焰、炉墙等对煤粉的辐射;燃料进行化学反应释放出的热量(在着火前,此项可以略去不计)5、煤粉气流的着火主要是靠高温回流烟气的加热6、影响煤粉气流着火的因素:燃料的性质;炉内散热条件;煤粉气流的初温;一次风量和一次风速;燃烧器结构特性;锅炉负荷7、浓淡偏差燃烧:将煤粉气流分成浓相和淡两部分送入炉膛内燃烧。
浓相:约0.7~1.2公斤煤粉/公斤空气,淡相:约0.2~0.4公斤煤粉/公斤空气。
8、浓淡偏差燃烧的原理:(1)挥发分浓度增加的影响:挥发分的燃烧属均相燃烧,释放出的挥发分浓度大小(即一次风的混合气份中已释放出的挥发分所占比例)直接影响到其着火温度及火焰传播速度。
(2)减少着火热:提高煤粉浓度,相应减少了一次风量,从而减少了加热一次风所需的热量。
9、燃烧器的作用:燃烧器的作用是将燃料与燃烧所需空气按一定的比例、速度和混合方式经喷口送入炉膛10、燃烧器的要求:(1)燃烧器出口燃料分配均匀,配风合理;(2)能形成良好的炉内空气动力场,火焰在炉内的充满程度好,且不会冲墙贴壁,避免结渣;(3)能使煤粉气流稳定地着火燃烧,确保较高的燃烧效率;(4)有较好的燃料适应性和负荷调节范围(5)流动阻力较小(6)能减少NOX的生成,减少对环境的污染11、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12、直流燃烧器四角布置切圆燃烧方式:由于四角的射流在炉内组成旋转的空气动力场,上游的火焰点燃下游煤粉,在炉内形成稳定的燃烧火球,有利于煤粉的稳定着火和强化燃烧,而且火焰在炉内的充满程度较好。
13、W型火焰燃烧方式目的:为使低挥发分的无烟煤、贫煤稳定着火燃烧,需要在着火区保持较高温度,加速着火,并有足够长的燃烧行程,以利燃尽。
14、W型的特点:炉膛温度高;炉膛内的火焰行程长;较高的NOx生成量;烟气中的飞灰含量少;有利于组织良好的着火、燃烧过程;有良好的负荷调节性能15、流态化是用来描述固体颗粒与流体接触时所表现出的类似流体状态的一种运动形式16、流化床具有的类似的流体性质:(1)较轻的大物体可以悬浮在床层表面(2)不管床层如何倾斜,床层表面保持水平(3)床层容器的底部侧壁开孔时,能形成孔口出流现象(4)不同床层高度的流化床连通时,床面会自动调整至同一水平面(5)床层任一高度的静压约为此高度上单位床截面内固体颗粒的质量17、空隙率:在流化床的气固两相流中,气体所占的体积百分比称为空隙率,用ε表示,1-ε就是固相的体积百分比18、流化床包括两个区域:颗粒浓度高的密相区和颗粒浓度低的密相区。
两者之间存在一个明显或不太明显的分界面,界面以上至床体出口之间空间称为自由空域,其高度称为自由空域高度。
19夹带:气泡顶部和尾部的颗粒将被抛入床层界面上的自由空域,并被上升气流携带走,这种现象称为夹带20、扬析:在悬浮区域颗粒尺寸分布会随高度变化,这种细颗粒从混合物中分离出去的现象称为扬析21、循环流化床锅炉燃烧的优点:燃烧效率高;燃烧适应性好;煤燃烧的清洁性;负荷调节范围大、调节性能好第五章:燃烧污染控制及新型燃烧技术1、煤中的可燃硫有两种,即有机硫和无机硫。
有机硫构成煤分子的一部分,在煤中均匀分布。
无机硫的主要成分是FeS2(黄铁矿),颗粒尺寸小,它在煤中通常呈独立相弥散分布。
2、煤在燃烧过程中,其中的硫化物受热分解,硫与氧发生化学反应,形成SO2,随烟气排入大气中,造成环境的污染。
3、常见烟气脱硫技术:(1)湿法石灰石石膏脱硫工艺(2)炉内喷钙尾部增湿烟气脱硫(3)钠碱法:钠碱法是采用碳酸钠或氢氧化钠等碱性物质来吸收烟气中的二氧化硫,使用碳酸钠作为吸收剂(4)半干法循环流化床脱硫(5)海水脱硫法(6)CuO/A12O3烟气干法脱硫技术4、煤燃烧过程中产生的氮氧化物主要是NO和NO2;NO占90%以上,NO2占5%-10%,而N2O只占1%左右5、煤燃烧过程中NOx的生成主要有三种不同的机理:(1)热力型NOx,它是燃烧过程中空气里的N2在高温下氧化而生成的氮氧化物,它占生成氮氧化物总量的20%-50%。