100吨燃煤锅炉湿法过滤除尘工艺设计.docx
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1、100 吨燃煤锅炉湿法过滤除尘工艺设计吨燃煤锅炉湿法过滤除尘工艺设计锅炉是一种能量转换设备,向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能,锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅的原义指在火上加热的盛水容器,炉指燃烧燃料的场所,锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能,也可通过蒸汽动力装置转换为机械能,或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉,主要用于生活,工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉,常简称为锅炉,多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。锅炉的定义锅炉的定义锅gu炉l:由锅和炉组成的,上面的盛水部件为锅,下
2、面的加热部分为炉,锅和炉的一体化设计称为锅炉。特种设备安全法所定义的锅炉是指利用各种燃料、电或者其他能源,将所盛装的液体加热到一定的参数,并对外输出热能的设备。其范围规定为容积大于或者等于 30L 的承压蒸汽锅炉;出口水压大于或者等于 0.1MPa(表压),且额定功率大于或者等于 0.1Mw 的承压热水锅炉;有机载体锅炉。一、锅炉一、锅炉锅炉按照功能分为开水锅炉、热水锅炉、蒸汽锅炉、导热油锅炉、热风锅炉等;按照燃料分为电加热锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、燃煤锅炉、沼气锅炉、太阳能锅炉等;其中开水锅炉分为 KS-D 电开水锅炉、KS-Y 燃油开水锅炉、KS-Q 燃气开水锅炉、KS-AII 燃煤开水锅
3、炉等;热水锅炉分为 CLDZ(CWDZ)电热水锅炉、CLHS(CWNS)燃油热水锅炉、燃气热水锅炉、CLSG(CDZH)燃煤热水锅炉等;蒸汽锅炉分为 LDR(WDR)电蒸汽锅炉、LHS(WNS)燃油蒸汽锅炉、燃气蒸汽锅炉、LSG、DZG、DZH、DZL 燃煤蒸汽锅炉等。1锅炉是如何分类的?(1)按用途不同,分为电站锅炉、工业锅炉、机车船舶锅炉、生活锅炉等。(2)按容量的大小,分为大型锅炉、中型锅炉和小型锅炉。习惯上,把蒸发量大于l00t/h 的锅炉称作大型锅炉;把蒸发量为 20100t/h 的锅炉称为中型锅炉;把蒸发量小于 20th 的锅沪称为小型锅炉。(3)按蒸汽压力的大小,可以分为低压锅炉
4、(p 2.5MPa) 、中压锅炉(2.5MPap 5.9MPa) 、高压锅炉(p=9.8MPa) 、超高压锅炉(p13.7MPa) 、亚临界锅炉(p16.7MPa)和超临界锅炉(p22MPM 即高于临界压力) 。(4)按燃料和能源种类不同,可以分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、原子能锅炉、废热(余热)锅炉等。 (5)按燃料和能源种类不同,可以分为锅壳锅炉(火管锅炉) 、水管锅炉和水火管锅炉。(6)按燃料在锅炉中的燃烧方式不同,可以分为层燃炉、沸腾炉、室燃炉。(7)按工质在蒸发系统的流动方式不同,可以分为自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉等。2 锅炉的分类标准分类标准编辑锅炉的分类方法很多,可
5、以按锅炉的用途分,也可以按锅炉的结构、燃料种类分,还可以按水循环形式、压力分类。按锅炉用途分类锅炉可以作为热能动力锅炉和供热锅炉。动力锅炉包括电站锅炉、船舶锅炉和机车锅炉等,相应用于发电、船舶动力和机车动力。供热锅炉包括蒸汽锅炉、热水锅炉、热管锅炉、热风炉和载热体加热炉等,相应地得到蒸汽、热水。热风和载热体等。按锅炉本体结构分类按锅炉结构分,主要分为火管锅炉和水管锅炉。火管锅炉包括立式锅炉和卧式锅炉,水管锅炉包括横水管锅炉和竖水管锅炉。按锅炉用燃料种类分类按锅炉用燃料种类分类为燃煤锅炉、燃油锅炉和燃气锅炉以及燃煤锅炉的升级技术,油气炉的替代产品-煤粉锅炉,煤气双用锅炉等。燃煤锅炉按燃烧方式可以
6、分为层燃锅炉、室燃锅炉和沸腾锅炉。最新燃料为醇基燃料锅炉,他将大大减少燃煤锅炉对大气环境的污染。按锅炉容量分类蒸发量小于 20t/h 的称为小型锅炉、蒸发量大于 75t/h 的称为大型锅炉,蒸发量介于两者之间的称为中型锅炉。按锅炉压力分类2.5MPa 以下的锅炉称为低压锅炉,6.0MPa 以上的称为高压锅炉,压力介于两者之间的称为中压锅炉。此外,还有超高压锅炉、亚临界锅炉和超临界锅炉。按锅炉水循环形式分类按锅炉水循环形式可以分为自然循环锅炉和强制循环锅炉(包括直流锅炉) 。按装置形式分类可以分为快装锅炉、组装锅炉和散装锅炉。此外,还有壁挂锅炉、真空锅炉和模块锅炉等形式。二、煤二、煤1.煤的组成
7、与成分通常说煤炭,有的地方习惯叫石炭。但煤不是碳。煤是由古代植物遗体埋在地层下或在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的。是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物,主要含有碳元素,此外还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质(主要含硅、铝、钙、铁等元素) 。2.煤炭的种类煤炭主要分为:无烟煤、贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1/3 焦煤、气肥煤、气煤、1/2 中粘煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤、褐煤等3.煤的燃烧煤燃烧过程煤中可燃成分(碳、氢、硫等)与空气在的氧进行剧烈的化学反应,放出大量的热并生成烟气和灰渣的过程。煤的燃烧过程其主要反应:挥发份+ O2CO2+H2O C+ O2CO2S+ O
8、2SOx(SO2) 完全燃烧反应 N+ O2NOx挥发份 CMHNC CO 不完全燃烧反应N NH3煤从进入炉膛到燃烧完毕,一般经历四个阶段:、水分蒸发:当温度达到 105左右时,水分全部被蒸发;、挥发物着火阶段,煤不断吸收热量后,温度继续上升,挥发物随之析出,当温度达到着火点时,挥发物开始燃烧。挥发物燃烧速度快,一般只为煤整个燃烧时间的 1/10左右;、焦碳燃烧阶段,煤中的挥发物着火燃烧后,余下的碳和灰组成的固体物便是焦碳。此时焦碳温度上升很快,固定碳剧烈燃烧,放出大量的热量。煤的燃烧速度和燃烬程度主要取决于这个阶段;、燃烬阶段,这个阶段使灰渣中的焦碳尽量烧完,以降低锅炉热损失,提高效率。良
9、好燃烧必须具备三个条件:、温度。温度越高,化学反应速度快,燃烧就愈快。层燃炉温度通常在 11001300。、空气。空气冲刷碳表面的速度愈快,碳和氧接触越好,燃烧就愈快。时间。要使煤在炉膛内有足够的燃烧时间。碳燃烧时在其周围包上一层灰壳,碳燃烧形成的一氧化碳和二氧化碳往往透过灰壳向外四周扩散运动,其中一氧化碳遇到氧后又继续燃烧形成二氧化碳。也即,碳粒燃烧时,灰壳外包围着一氧化碳和二氧化碳两层气体,空气中的氧必须穿过外壳才能与碳接触。因此,加大送风,增加空气冲刷碳粒的速度,就容易把外包层的气体带走;同时加强机械拨动,就可破坏灰壳,促使氧气与碳直接接触,加快燃烧速度。如果氧气不充足,搅动不够,煤就烧
10、不透,造成灰渣中有许多未参与燃烧的碳核,另外还会使一部分一氧化碳在炉膛中没有燃烧就随烟气排出。对于大块煤,必须有较长的燃烧时间,停留时间过短,燃烧不完全。因此,实际运行中,一般采取供给充足的氧气,采用炉拱和二次风来加强扰动,提高燃烧温度,炉膛不宜过小等措施保证煤充分燃烧。煤质对锅炉稳定燃烧的影响:煤的发热量是反映煤质好坏的一个重要指标,当煤的发热量低到一定数值时,不仅会影响燃烧不稳定不完全,而且会导致锅炉熄火,使锅炉出口温度很难达标,影响正常供热。挥发分在较低温度下能够析出和燃烧,随着燃烧放热,焦碳粒的温度迅速提高,为其着火和燃烧提供了极其有利的条件,另外挥发分的析出又增加了焦碳内部空隙和外部
11、反应面积,有利于提高焦碳的燃烧速度。因此,挥发分含量越大,煤中难燃的固定碳成分越少,煤粉越容易燃烬,挥发分析出的空隙多,增大反应表面积,使燃烧反应加快。挥发份含量降低时,煤粉气流着火温度显著升高,着火热随之增大,着火困难,达到着火所需的时间变长,燃烧稳定性降低,火焰中心上移,炉膛辐射受热面吸收的热量减少,对流受热面吸收的热量增加,尾部排烟温度升高,排烟损失增大。煤的灰份在燃烧过程中不但不会发出热量,而且还要吸收热量。灰分含量越大,发热量越低,容易导致着火困难和着火延迟,同时炉膛温度降低,煤的燃烬程度降低,造成的飞灰可燃物高。灰分含量增大,碳粒可能被灰层包裹,碳粒表面燃烧速度降低,火焰传播速度减
12、小,造成燃烧不良。另外飞灰浓度增高,使锅炉受热面特别是省煤器、空气预热器等处的磨损加剧,除尘量增加,锅炉飞灰和炉渣物理热损失增大,降低了锅炉的热效率。有关资料显示,平均灰份从13%上升到 18%,锅炉的强迫停运率将从 1.3%上升到 7.54%。煤的颗粒度对锅炉的燃烧有很大影响。颗粒度过大时,煤块在锅炉内燃烧时停留时间过短,煤炭中的焦碳没有完全燃烬,炉渣中的含碳量增大,增加了锅炉炉渣的物理热损失;颗粒度过小时,细煤粉在炉排上燃烧时通风不好,碳与氧不能很好地接触发生化学反应,易形成黑带,同时细煤粉也易被空气吹起,很快随着烟气被带走,增加了锅炉烟气中的飞灰热损失。因此要根据煤炭颗粒度合理调整给风量
13、。煤的含水量在一定的含量限度内与挥发分对燃煤的着火特性影响一致,少量水分对着火有利,从燃烧动力学角度看,在高温火焰水蒸气对燃烧具有催化作用,可以加速煤粉焦碳的燃烧,可以提高火焰黑度,加强燃烧室炉壁的辐射换热。另外,水蒸气分解时产生的氢分子和氢氧根可以提高火焰的热传导率。但水分含量过大时,着火热也随之增大,同时由于一部分燃烧热热耗在加热水分并使其汽化和过热也降低了炉内烟气温度,从而使煤粉气流吸卷的烟气温度以及火焰对煤粉的辐射热都降低,这对着火不利。煤中杂质不仅会吸收煤燃烧生产的热量,降低锅炉热效率,增大锅炉运行时的除渣除灰量,而且对锅炉的安全运行带来很大危害。4、煤的燃烧产物主要排放物有:NOx
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