火电厂煤粉燃烧系统

火电厂煤粉燃烧系统
火电厂煤粉燃烧系统

火电厂煤粉燃烧系统

火力发电厂简称火电厂,是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂,它的基本生产过程是:燃料在锅炉中燃烧加热水生成蒸汽,将燃料的化学能转变成热能,蒸汽压力推动汽轮机旋转,热能转换成机械能,然后汽轮机带动发电机旋转,将机械能转变成电能。今天我的课题是煤粉燃烧系统。

一、煤粉的制备及预热

用火车或汽车、轮船等将煤运至电厂的煤场后,经初步筛选处理,用输煤皮带送到锅炉的原煤仓。煤从原煤仓落入煤斗,由给煤机送入磨煤机磨成煤粉,并经空气预热器来的一次风干燥并带至粗粉分离器。在粗粉分离器中将不合格的粗粉分离返回磨煤机再行磨制,合格的细煤粉被一次风带入旋风分离器,使煤粉与空气分离后进入煤粉仓。

二、煤粉气流的着火和燃烧

(一)煤粉气流的着火

煤粉空气混合物经燃烧器以射流方式被喷入炉膛后,经过湍流扩散和回流,卷吸周围的高温烟气,同时又受到炉膛四周高温火焰的辐射,被迅速加热,热量到达一定温度后就开始着火。有实验表明,煤粉气流的着火温度要比煤的着火温度高一些。因此,煤粉空气混合物较难着火,这是煤粉燃烧的特点之一。

在锅炉燃烧中,希望煤粉气流离开燃烧器喷口不远处就能稳定地着火,如果着火过早可能使燃烧器喷口因过热被烧坏,也易使喷口附近结渣;如果着火太迟,就会推迟整个燃烧过程,使煤粉来不及烧完就离开炉膛,增大机械不完全燃烧损失。另外着火推迟还会使火焰中心上移,造成炉膛出口处的受热面结渣。

煤粉气流着火后就开始燃烧,形成火炬,着火以前是吸热阶段,需要从周围介质中吸收一定的热量来提高煤粉气流的温度,着火以后才是放热过程。将煤粉气流加热到着火温度所需的热量称为着火热。它包括加热煤粉及空气(一次风),并使煤粉中水分加热、蒸发、过热所需热量。

(二)煤粉燃烧的三个阶段

煤粉同空气以射流的方式经喷燃器喷入炉膛,在悬浮状态下燃烧,从燃烧器出口,煤粉的燃烧过程大致可分为以下三个阶段:

1.着火前的准备阶段

煤粉气流喷人炉内至着火这一阶段为着火前的准备阶段。着火前的准备阶段是吸热阶段。在此阶段内,煤粉气流被烟气不断加热,温度逐渐升高。煤粉受热后,首先是水分蒸发,接着干燥的煤粉进行热分解并析出挥发分。挥发分析出的数量和成分取决于煤的特性、加热温度和速度。着火前煤粉只发生缓慢氧化,氧浓度和飞灰含碳量的变化不大。一般认为,从煤粉中析出的挥发分先着火燃烧。挥发分燃烧放出的热量又加热炭粒,炭粒温度迅速升高,当炭粒加热至一定温度并有氧补充到炭粒表面时,炭粒着火燃烧。

2.燃烧阶段

煤粉着火以后进入燃烧阶段。燃烧阶段是一个强烈的放热阶段。煤粉颗粒的着火燃烧,首先从局部开始,然后迅速扩展到整个表面。煤粉气流一旦着火燃烧,

可燃质与氧发生高速的燃烧化学反应、放出大量的热量,放热量大于周围水冷壁的吸热量,烟气温度迅速升高达到最大值,氧浓度及飞灰含碳量则急剧下降。3.燃尽阶段

燃尽阶段是燃烧过程的继续。煤粉经过燃烧后,炭粒变小,表面形成灰壳,大部分可燃物已经燃尽,只剩少量未燃尽炭继续燃烧。在燃尽阶段中,氧浓度相应减少,气流的扰动减弱,燃烧速度明显下降,燃烧放热量小于水冷壁吸热量,烟温逐渐降低,因此燃尽阶段占整个燃烧阶段的时间最长。

对应于煤粉燃烧的三个阶段,煤粉气流喷人炉膛后,从燃烧器出口至炉膛出口,沿火炬行程可分为三个区域,即着火区、燃烧区与燃尽区。其中着火区很短,燃烧区也不长,而燃尽区却比较长。图1表示煤粉火炬的工况曲线。图中曲线表明,随着煤粉燃烧过程的进行,沿着煤粉火炬行程,烟气中飞灰含碳量逐渐减少,氧浓度逐渐下降,而燃烧产物R02气体的浓度却逐渐上升。这些参数在燃烧最剧烈的燃烧区变化最快,在着火区和燃尽区变化较慢。烟气温度变化是在着火区和燃烧区上升,在燃尽区中烟气温度下降。

图1 煤粉火炬的工况曲线

(三)炭粒的燃烧

煤粉燃烧的关键是其中炭粒的燃烧。这是因为:①焦炭中的碳是大多数固体燃料可燃质的主要成分;②焦炭的燃烧过程是整个燃烧过程中最长的阶段,在很大程度上它能决定整个粒子的燃烧时间;③焦炭中碳燃烧的放热量占煤发热量的40%(泥煤)~95%(无烟煤)它的发展对其他阶段的进行有着决定性的影响。因此,煤粉的整个燃烧过程中,关键在于组织好焦炭中碳的燃烧。

在炭粒的实际燃烧过程中,燃烧温度的高低、温度是否稳定、炭粒的几何形状和结构以及炭粒周围的气流性质等,都会对炭粒燃烧的过程造成影响。

(四)影响完全燃烧的因素

要组织良好的燃烧过程,其标志就是尽量接近完全燃烧,也就是在炉内不结渣的前提下,燃烧速度快而且燃烧完全,得到最高的燃烧效率。

要做到完全燃烧,其原则性条件如下。

1.供应充足而又合运的空气量

这是燃料完全燃烧的必要条件。空气量常用炉膛出口处过量空气系数表示。若系数过小,即空气量供应不足,会增大不完全燃烧热损失,使燃烧效率降低;系数过大,会降低炉温,也会增加不完全燃烧热损失。因此,合适的空气量应根据炉膛出口最佳过量空气系数来供应。

2.适当高的炉温

燃烧反应速度与温度成指数关系,因此炉温对燃烧过程有着极其显著的影响。炉温高、着火快、燃烧速度快,燃烧过程便进行的猛烈,燃烧也易于趋向完全。但是炉温也不能过分的提高,因为过高的炉温不但会引起炉内结渣,也会引起膜态沸腾。同时因为燃烧反应是一种可逆反应,过高的炉温当然会使正反应速度加快,但同时也会使逆反应(还原反应)速度加快。逆反应(还原反应)速度加快,将有较多燃烧产物又还原为燃烧反应物,这同样等于燃烧不完全。通过试验证明,锅炉的炉温在中间区域(1000-200O℃)内比较适宜。当然,在中温区域中,在保证锅炉不结渣的前提下,可以尽量高一些。

3.空气和煤粉的良好扰动和混合

煤粉燃烧是多相燃烧,燃烧反应主要在煤粉表面进行。燃烧反应速度主要取决于煤粉的化学反应速度和氧气扩散到煤粉表面的扩散速度。因而,要做到完全燃烧,除保证足够高的炉温和供应充分而又合适的空气外,还必须使煤粉和空气充分扰动混合,及时将空气输送到煤粉的燃烧表面去,煤粉和空气接触才能发生燃烧反应。要做到这一点,就要求燃烧器的结构特性优良,一、二次风混合良好,并有良好的炉内空气动力场。煤粉和空气不但要在着火燃烧阶段充足混合,而且在燃尽阶段也要加强扰动混合。因为在燃尽阶段中,可燃质和氧的数量已经很少,而且煤粉表面可能被一层灰分包裹着,妨碍空气与煤粉可燃质的接触,所以此时加强扰动混合,可破坏煤粉表面的灰层,增加煤粉和空气的接触机会,有利于燃烧完全。

4.在炉内要有足够的停留时间

在一定的炉温下,一定细度的煤粉要有一定的时间才能燃尽。煤粉在炉内的停留时间,是从煤粉自燃烧器出口一直到炉膛出口这段行程所经历的时间。在这段行程中,煤粉要从着火一直到燃尽,才能燃烧完全,否则将增大燃烧热损失。如果在炉膛出口处煤粉还在燃烧,会导致炉膛出处烟气温度过高,使过热器结渣和过热;汽温升高,影响锅炉运行的安全性。煤粉在炉内的停留时间主要取决于炉膛容积、炉膛截面积、炉膛高度及烟气在炉内的流动速度,这都与炉膛容积热负荷和炉膛截面热负荷有关,即要在锅炉设计中选择合适的数据,而在锅炉运行时切忌超负荷运行。

三、锅炉点火设备

锅炉点火装置主要是在锅炉机组启动时,用它来点燃主燃烧器的煤粉气流。此外,当锅炉机组在低负荷运行,或者当燃煤质量变差,炉膛温度降低,危及煤粉气流的稳定,炉内火焰发生脉动以致有熄火危险时,也用点火装置来稳定着火和燃烧;同时也可作为辅助燃烧的一种手段。

现代大、中型煤粉炉常采用过渡燃料的点火装置,可分为气--油--煤粉的三级点火和油--煤粉的二级点火系统两种。三级点火系统是用点火器点燃着火能量最小的气体燃料,再点燃雾化的燃料油,最后点燃主燃烧器的煤粉气流。二级点

火系统则直接用点火器点燃燃料油,再点燃主燃烧器中的煤粉气流。

如果煤粉锅炉装有煤粉预燃室,就可以用点火器点燃装在煤粉预燃室燃烧器中的小油枪喷射出来的雾状油,再点燃煤粉燃烧器中的煤粉气流,待着火燃烧形成炽热火炬后再去点燃主燃烧器的煤粉气流。

点火装置中的点火器都采用电器点火器,常用的电器点火器有电火花点火器,电弧点火器和高能点火器三种。

电火花点火器常用于大、中型锅炉的三级点火系统中。电火花点火器的结构及其点火程序如图2所示。电火花点火器的结构是由点火杆、火焰检测器和气体燃烧器三部分组成。点火杆与点火器外壳组成打火电极,在两极间加上5~lOkV 的高电压,两极间便会产生电火花,借助电火花的高温和电离作用,可点燃气体燃烧器中的可燃气体,再点燃油枪喷出来的雾状油,最后点燃主燃烧器的煤粉气流。这种点火器击穿能力较强,点火可靠,使用较广。

用电火花点火器的三级点火系统的点火程序为:按下点火按钮,通过点火变电器将5~lOkV的高电压通往电火花点火器;电火花点火器中的点火杆与点火器外壳两极间便产生电火花;通往点火器中气体燃烧器的可燃气体(丙烷)通道上的电磁阀开启;气体燃烧器出来的可燃气体便着火燃烧;火焰检测器检测到丙烷着火,便发出信号;接受信号后,继电器将电磁空气阀切换到进气位置,将压缩空气送至汽缸;汽缸活塞便下移;随后将控制进油的四通阀下移至进油位置;燃料油便经四通阀送到油枪,接着雾化喷人炉内;油枪喷出的雾状油滴被点火器中丙烷的火炬点燃着火燃烧,主火焰检测器发出信号;点火用油枪为可调节回油的机械式油喷嘴,此时回油至四通阀,使阀杆下移;时间继电器工作;经数秒后切断丙烷,停止点火。至此,完成了点火程序。

图2 电火花点火器的结构及其点火程序

电弧点火器则多用于二级点火系统。电弧点火的起弧原理和电焊机相同,碳块和碳棒组成的点火电极通电后,两极先接触再拉开起弧,利用两极间形成的高温电弧去点燃油枪喷出的燃料油。

高能点火器是一种新型的点火器,用于两级点火系统。常用的是半导体高能点火器,其工作原理是,将半导体电阻两极置于一个能量峰值很高的脉冲电压作用下,在半导体电阻表面就产生强烈的电火花,产生强大的能量,足够直接点燃雾化了的重油。高能点火器连同重油枪都放在主燃烧器中,待主燃烧器的煤粉气流着火后,高能点火器和点火用重油枪(包括火焰稳焰器)由两台电动推杆分别

带动,使点火器和重油枪自行退出,避免停用时在高温下被烧坏。

四、煤粉燃烧器

煤粉炉的燃烧设备包括煤粉燃烧器、点火装置和炉膛。煤粉燃烧器也称为喷燃器,它是煤粉炉燃烧设备的主要组成部分。其作用是:将携带煤粉的一次风和助燃的二次风送入炉膛,并组织一定的气流结构,使煤粉迅速稳定地着火;及时供应空气,使燃料和空气充分混合,达到煤粉在炉内迅速完全燃烧。燃烧器的性能对燃烧的稳定性和经济性有很大的影响。一个性能良好的燃烧器应能满足下列要求:

(1)组织良好的空气动力场,使燃料及时着火,与空气适时混合,保证燃烧的稳定性和经济性。

(2)有较好的燃料适应性,具有良好的调节性能和较大的调节范围,以适应煤种和负荷变化的需要。

(3)应能控制氮氧化物的生成在允许的范围内,以达到保护环境的要求。

(4)运行可靠,不易烧坏和磨损,便于维修和更换部件。

(5)易于实现远程或自动控制。

煤粉燃烧器的型式很多。根据燃烧器出口气流特征,煤粉燃烧器可分为直流燃烧器和旋流燃烧器两大类。出口气流为直流射流或直流射流组的燃烧器称为直流燃烧器;出口气流包含旋转射流的燃烧器称旋流燃烧器,此时燃烧器出口气流可以是几个同轴旋转射流的组合,也可以是旋转射流和直流射流的组合。

(一)旋流煤粉燃烧器

旋流式燃烧器一般为圆形喷口,在旋流发生装置的作用下,煤粉气流或二次风发生旋转,进入炉膛后形成旋转射流。旋转射流的中心区是负压区,在压力的作用下高温烟气回流,形成高温回流区,有利于煤粉的着火。由于每个旋流器均可以形成高温回流区并点燃煤粉气流,因此每个燃烧器的火焰具有相对的独立性。旋流式燃烧器的扩展角大,形成的回流区也大,早期混合强烈。但是旋流强度的增大也使得旋转射流衰减很快,后期混合微弱,火焰行程较短。旋流式燃烧器在小容量锅炉上一般采用前墙布置,在较大的炉型上采用前、后墙或两侧墙对冲布置,组织L形燃烧。根据旋流器的结构不同,旋流式燃烧器主要分蜗壳型、叶片型两大类。如图3所示。

图3 旋流装置

1.单蜗壳型旋流煤粉燃烧器

这种燃烧器一次风为直流,二次风气流通过蜗壳旋流器产生旋转。一次风出口处装有一蘑菇行扩流锥,扩流锥尾部的回流区有利于煤粉气流的着火。扩流锥的位置可以伸缩,用以调节一次风的出口速度和气流扩散角的大小,但由于扩流锥处于高温中心回流区,因而常易烧坏及结渣。这种燃烧器的特点是一次风阻力小,射程远,初期混合扰动不如双蜗壳旋流燃烧器,后期扰动比双蜗壳燃烧器好。因此,对煤种适应性较双蜗壳旋流燃烧器好,可燃用挥发分低的贫煤。

2.双蜗壳型旋流煤粉燃烧器

这种燃烧器的一、二次风均通过各自的蜗壳而形成旋转射流,两股射流的旋转方向相同,有利于气流的混合。燃烧器中心装有一根中心管,可以装置点火用的重油喷嘴。由于出口气流的前期混合强烈,因而多用于燃烧烟煤和褐煤,有时也用于烧贫煤。

但这种燃烧器的舌形挡板调节性能差,调节幅度不大,故对燃料的适用范围不广;同时其阻力较大,特别是一次风阻力大,不宜用于直吹式制粉系统;燃烧器出口处的气流速度和煤粉浓度分布都很不均匀,所以近几年这种燃烧器的应用已逐渐减少。

3.轴向叶片型旋流煤粉燃烧器

利用轴向叶片使气流产生旋转的燃烧器称为轴向叶片式旋流燃烧器。这种燃烧器的二次风是通过轴向叶片的导向,形成旋转气流进入炉膛的。燃烧器中的轴向叶片可以是固定的,也可以是移动可调的。一次风也有不旋转的和旋转的两种,因而有不同的结构。

4.切向叶片型旋流煤粉燃烧器

一次风气流为直流或弱旋转射流,二次风气流通过切向叶片旋流器而产生旋转。一般切向叶片做成可改变叶片的倾斜角即可调节气流的度。对于煤粉燃烧器,叶片倾斜角可取30°~45°,随着燃煤挥发分的增,倾斜角也应加大。二次风出口端用耐成52°的扩口(旋口),并与水冷壁平齐一次风管缩进燃烧器二次风口内,形成一、二次风的预混合段,以适应高挥发分烟煤的燃烧。

5.双调风低

NO煤粉燃烧器

x

这种燃烧器的主要特点是二次风分为内、外二次风两部分,它有三个同心的环形喷口,内二次风的风量占总二次风量的35%~45%,外二次风占总二次风量的55%~65%。此外,在一次风喷口周围还有一股冷空气或烟气,它对抑制在挥发分析出和着火阶段

NO的生成也起着较大作用。在燃烧器周围也布置有二级燃烧空x

气喷嘴,以维持炉内过量空气系数为1.2左右,从而保证煤粉的燃尽。由于这种

燃烧器的二次风采用内、外两个调风器,故称为双调风低

NO煤粉燃烧器。

x

(二)直流煤粉燃烧器

直流射流的特性:

煤粉气流以一定速度,从直流燃烧器的喷口直接射人炽热烟气的炉膛。由于炉膛相对很大,而且气流从喷口射出后一般都处于湍流状态,因此,可认为从单个喷口射出的煤粉气流直流湍流自由射流。

直流射流只有轴向速度和径向速度,射流是不旋转的。直流射流的射程比旋

转射流的长。射程与喷口尺寸和射流初速的因素有关。喷口尺寸越大初速越高,即初始动量越大,射程越长。射程长表示射流衰减慢,在烟气介质中贯穿能力强,对后期混合有利。显然,集中大喷口比分散的多个小喷口的射流的射程长。

射流卷吸烟气的能力直接影响燃料的着火过程。当喷口流通截面不变时,将一个大喷口分成多个小喷口,由于射流周界面增大,卷吸烟气量也增加。对于矩形截面的喷口,当初速与喷口流通面积不变时,随喷口高宽比的增大,射流周界面增大,卷吸能力也增大。射流卷吸周围烟气后流量增加,流速自然会衰减下来。卷吸能力越强速度衰减越快,射程就越短。

炉膛并非无限大的空间,在炉内微小的扰动,也会导致射流偏离原有轴线方向发生偏转。射流抗偏转的能力称为射流的刚性。射流的动量愈大,刚性愈强,愈不易偏转。对矩形截面喷口,喷口的高宽比愈小,刚性愈好。在炉内几股射流平行或交叉时,一般是刚性大的射流吸引刚性小的射流,并使其偏转。

直流煤粉燃烧器的出口是由一组圆形、矩形或多边的喷口所组成。一次风煤粉气流、燃烧所需要的二次风以及中间储仓式制粉系统热风送粉时的乏气分别由不同喷口以直流射流形式喷进炉膛。燃烧器喷口之间保持一定距离,整个燃烧器呈狭长形。喷口射出的直流射流多为水平方向,也有的向上或向下倾斜某一角度;有的直流燃烧器的喷口可以在运行时上下摆动一定角度。

根据燃烧器中一、二次凤喷口的布置情况,直流煤粉燃烧器大致可分为均等配风和分级配风两种型式。

均等配风方式是指一、二次风喷口相间布置,即在两个一次风喷口之间均等布置一个或两个二次风喷口,或者在每个一次风喷口的背火侧均等布置二次风喷口。

在均等配风方式中,由于一、二次风喷口间距相对较近,一、二次风自喷口流出后能很快得到混合,使煤粉气流着火后不致由于空气跟不上而影响燃烧,故一般使用于燃烧烟煤和褐煤,所以又叫做烟煤--褐煤型直流煤粉燃烧器。

分级配风方式是指把燃烧所需要的二次风分级分阶段地送人燃烧的煤粉气流中,即将一次风喷口集中布置在一起,而二次风喷口分层布置,且一、二次风喷口保持较大的距离,以便控制一、二次风的混合时间,这对于无烟煤的着火和燃烧是有利的。故此种燃烧器适用于无烟煤、贫煤和劣质烟煤,所以又叫做无烟煤型直流煤粉燃烧器。

典型的分级配风直流煤粉燃烧器喷口布置方式如图4所示。

图4 分级配风直流燃烧器喷口布置

无烟煤和贫煤的固定碳含量较高,挥发分含量低,不易着火和燃尽。为了保证无烟煤和贫煤的着火和燃尽,须保持较高的炉膛温度。为了解决低挥发分煤种着火难的问题,直流煤粉燃烧器在设计和布置上具有如下特点:

(1)一次风喷口呈狭长形,狭长的一次风喷口高宽比较大,可以增大煤粉气流的着火周界,从而增加高温烟气的卷吸能力,有利于煤粉气流着火。

(2)一次风喷口集中布置,一次风集中喷入炉膛可提高着火区的煤粉浓度,同时煤粉燃烧放热集中。火焰中心温度会有所提高,这有利于煤粉迅速稳定地着火。集中大喷口还可增强一次风射流的刚性和贯穿能力,从而减轻火焰的偏斜,并加强煤粉气流的后期混合。

(3)一、二次风喷口的间距较大,这样一、二次风混合比较迟,对无烟煤和劣质烟煤的着火有利。

(4)二次风分级布置,即按着火和燃烧需要分级分阶段将二次风送入燃烧的煤粉气流中,这既有利于煤粉气流的前期着火,又有利于煤粉后期的燃烧。

(5)一次风喷口的周围或中间还布置有一股二次风,分别称为周界风和夹心风,如图3所示。满界风和夹心风的风速高,可以增强气流刚性,防止气流偏斜,也能防止燃烧器烧坏。但周界风和夹心风量过大,会影响着火稳定。

(6)在燃用无烟煤、贫煤、劣质烟煤时,为了保证着火的稳定性,都采用热风送粉,而含有10%~15%的乏气作为三次风送人炉膛,目的是为了提高燃烧的经济性和避免环境污染。

五、煤粉燃烧器的布置及炉内空气动力特性

目前,我国电站锅炉广泛采用直流煤粉燃烧器四角布置切圆燃烧方式。该方式通常用以下几种布置形式:

(1)单切圆布置,即四角燃烧器一、二次风口的几何轴线相切于炉膛中心同一个圆,如图5(a)。

(2)两角对冲,两角相切或一次风对冲,二次风切圆,如图5(b)。

(3)双切圆布置,即四角一、二次风口相切于不同直径的圆或对角燃烧器各自相切与不同直径的圆,如图5(c)。

(4)八向或六向切圆布置,若采用风扇磨煤机时,就可将磨煤机沿炉膛四周布置,如图5(d)。

(5)双炉膛切圆布置,通常两炉膛内气流旋转方向相反,大容量锅炉又是采用这种方法,如图5(e)。

图5 布置方式

直流燃烧器切圆燃烧的炉内空气动力特性不仅取决于每个燃烧器本身的结构和工况参数的选择,还决定于燃烧器的布置方式。四角布置切圆燃烧的炉内空气动力特性如图6所示。燃烧器射出的四股气流在炉膛中心形成一个稳定的强烈旋转火炬,在离心力的作用下气流向四周扩展,炉膛中心形成真空,即无风区。无风区的外面是气流强烈旋转的强风区最外围是弱风区尊另一方面由于引风机的抽力,迫使气流上升,结果在炉膛中形成一个旋转上升气流。

图6 四角布置切圆燃烧的炉内空气动力特性

切向燃烧的炉内空气动力特性对煤粉的燃烧有很大的影响。从着火角度看,从每一角的燃烧器的煤粉气流都受到来自上游邻角正在剧烈燃烧的高温火焰的冲击和加热,使之很快着火燃烧,并以此再去点燃下游邻角的新鲜煤粉气流,使得相邻煤粉气流互相引燃。旋转气流是炉膛中心形成负压(即真空),这样部分高温烟气由上而下回流到火焰根部再加之每股煤粉气流本身还卷吸部分高温烟气和接受炉膛辐射热,因此直流燃烧器四角布置切圆燃烧的着火条件是比较理想的。从燃烧角度来看,直流射流的射程长,在炉膛烟气中的贯穿能力强,着火后的煤粉火炬和大量的二次风相互卷吸,进行混合。同时,由于气流在炉膛中心强烈的旋转,使炉内温度、氧浓度等更趋予均匀,加速了煤粉与空气的后期混合,也加速了煤粉的燃烧,煤粉气流的燃烧条件比较好。从燃尽的角度看,由于气流是螺旋形旋转上升的,这不仅改善了火焰在炉内的充满情况,而且延长了煤粉在炉内的停留时间,这对煤粉的燃尽也是很有利的。由于直流燃烧器切圈燃烧方式创造了良好的着火,燃烧和燃尽条件,因而对煤种有广泛的适应性,尤其是能适应低挥发分煤种的燃烧。

在实际燃烧过程中,从燃烧器喷口射出的气流并不能保持沿喷口几何轴线方向前进,而会出现一定程度的倾斜,气流会偏向炉墙一侧,使实际气流脚直径总是大于假想切圆直径,如图7所示。由于一次风煤粉气流动量最小,刚性最差,因此一次风煤粉气流的倾斜也最厉害。当严重偏斜时,会导致煤粉气流贴附或冲

击炉墙而造成水冷壁的结渣。所以,从避免水冷壁结渣的角度来看,应尽量减小一次风煤粉气流的倾斜。

图7 一次风煤粉气流的偏斜

煤粉燃烧反应动力学参数的试验研究

第20卷第3期2000年8月 幼力工程 POWERENGINEERING v01.20No,3 Iune2000-703 ?藏工技术? 文章缩号:1000—6761(2:000)03一04 煤粉燃烧反应动力学参数的试验研究 朱群益,李瑞扬,秦裕琨,孙恩召 (哈尔演工业走学,哈尔滨150001) 摘要:采用热天平,在20c/mEn的升温速成下,对12种蛛的燃烧反应蔚力学参数进行了试验研究,得到表面反应速率系敷InKs与1/T问的关系曲线量嚣段线性分布,苒分霹点温度与由燃烧特性曲绒所彳萼删的着戈温度厦最大燃烧速率时应的温度相一致。此外.遇蛙计算得到了活化能E与蜮的组成成分间的觉化热肆厦E争撅率因子K两者问的关系曲线。鹰1D袁1拳3 主题词;锅炉;煤粉燃烧;秘力学参数}热天警;研究 串圉分类号:TK229。6”文献耩浚碣;A 0赘言 煤粉燃烧特性对锅炉的设计和运行肴饕爨要的影响,在影响煤粉着火与燃烧的诸多因素中,煤的反应性无疑是最重要的因素之一。煤粉燃烧特饿的试验方法多种多样,其中热天平得到了广泛的廨用。热天平的试验结果与坩埚形状、试样檄、升温速度等试验条件有关,本文采用适合予臆用热爱平研究煤粉燃烧特性时的“零维燃烧摸划”(即当试样层厚度3(mm)与试样粒径d,(pm)之毖a/d。≤l,3~1。5×101时,试样层内簌浓魔努枣均匀。燃烧特性试验结果与试撵量无关尹】,瓣攥耪燃斑反应囊力学参鼗进舞了一些试验辑瓷。1试验设备殛试验条谗 试验采用日本产RIKAGU8150型热爰平,气体流动型式如图l所示,试样支架为TG浆,坩蛹为圆柱形,直径为1.0cm,高为0.3cm,采用虹外线加热炉。为筒化试验结果的分析,试验肘兜以100℃/rnin将试样升至105℃,在此温度下憾漱一段时间,一般当恒温时间超过3min后,试样不再失重,此时试样重量为干燥基重量,记为G(rag>。试验中≮为4~5mg,而后试样在20C/n:lin拜瀑速度下进行燃烧试验,气体为空气,常 籁穰霜鬻:1998o,s31 捧誊麓舟:来群矗(196z~),男,谆±学位,t983年挚熊予 跨馨姿王韭丈学。主要扶事撵糖燃燕技末粒舞蠹与鑫翔 方蕊的研完工作。压,流量为150ml/min。奉交舞瓣攥撵酌残努分拆如表1。试样箨势粒径为71~9舡m,墩簿零平均值,砌平均粒径d,为80.5,urn。 墨1气肄褥动型式 2理渣分辑 蟮蜗及试样麓瑶示于冒2。擞摄“零缎燃烧模型”,假设: (1)试样粒子为同一宣径的球形颗粒,采用等密度缩核模型,即燃烧过程中试样颗髓数不变,随着燃烧的进行,未燃核直径逐渐缩小。不考虑裹灰对燃烧的影响。 (2)燃烧只发生在颗粒表面,威腕逋率的计算以颗粒未燃核外表面积为准。 (3)试样层内各处氧分压分布均龆。 (4)表面反应产物为CO。。 试嚣惑静燃烧速率qg/s霹表示为; q--St墨+P:(1) q一0。375m。.(2)  万方数据

煤炭的燃烧过程

一、?煤碳的燃烧过程 ? 煤从进入炉膛到燃烧完毕,一般经历四个阶段:水分蒸发阶段,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,一般只占煤整个燃烧时间的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,以降低不完全燃烧热损失,提高效率。 良好燃烧必须具备三个条件: 1、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1100~1300℃。 2、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。 3、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。也就是说,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,炉膛容积不宜过小等措施保证煤充分燃烧。 ? 二、链条炉排的燃烧特点 ? 链条炉排着火条件较差,主要依靠炉膛火焰和炉拱的辐射热。煤的上 面先着火,然后逐步向下燃烧,在炉排上就出现了明显的分层区域,如图共分五个区。燃料在新燃烧区1中预热干燥,在炉排上占有相当长的区域。在区域2中燃料释放出挥发分,并着火燃烧。燃烧进行得很激烈,来自炉排下部空气中的氧气在氧化区3中迅速耗尽,燃烧产物CO2和水蒸气上升到还原区4后,立即被只热的焦碳所还原。最后在链条炉排尾部形成灰渣区5。 在燃烧准备区1和燃烬区5都不需要很多空气,而在燃烧区2、3必须保证有足够的空气,否则则会出现空气在中部不足,而在炉膛前后过剩的现象。为改善以上燃烧状况,常常采用以下三个措施:合理布置炉拱;采取分段送风;增加二次风. ? 三、链条炉排对煤种的要求 ? 链条炉排对煤种有一定的选择性,以挥发分15%以上,灰熔点高于1250℃以上的弱黏结、粒度适中,热值在18800~21000kJ/kg以上的烟煤最为适宜。

火电厂燃烧系统设计计算技术规章

.- 5 煤种和煤质资料 5.1 设计煤种和校核煤种 5.1.1煤质资料依据 新建或扩建的燃煤发电厂,设计煤种和校核煤种及煤质资料是锅炉和燃烧系统设计的基本依据,应由主管部门和项目法人在可研阶段通过必要的调查研究和技术分析论证来确定。对煤种的确定应使其能代表长期实际燃用煤种;所提出的煤质资料应当准确完整,并由发电厂主体设计部门进行核查确认。 5.1.2设计煤种的确定原则 1 应该是一种实际煤种。设计煤种的煤质分析资料既要以矿石采样实际的煤质分析为依据,又要为电厂运行留有适当余地,按中间偏低数据选用。其代表性煤质的复盖面宜在60%以上,或使设计低位发热量比加权平均值偏低0.4~2MJ/kg(视发热量变化幅度大小而定,一般可取偏低 1.26MJ/kg左右),相应适当调高灰分和水分,但不调整干燥无灰基挥发分及空气干燥基水分。 2 对运煤距离较远(超过1000km)的发电厂,宜选用收到基低位发热量高于21.0MJ/kg的动力煤。 3 设计煤种的含硫量是环评工作的主要依据,也是电厂今后对运行排放控制数值的依据。在确定含硫量设计值及其变化范围时,应当考虑煤源硫分随煤层开挖深度而变化的趋势,并与环评工作联系起来。对位于两控区的发电厂,应当满足环境保护对煤种硫分含量,硫氧化物排放浓度,排放量及总量控制的要求。 4 当有几个煤源矿点可供考虑时,宜进行双向优化选择,将煤质定值(主要是挥发分、硫含量和结渣特性)与锅炉选型两者联系起来。对无烟煤或易结渣煤种,宜集中供给某些发电厂燃用。 5.1.3 校核煤种的确定方式 1 指定煤种法; 2 变化范围法,即为设计煤种的每项分析数据规定其最大值和最小值; 3 列举煤种法,即列举几种可能使用的煤种。 对校核煤种或设计煤种煤质变化范围的确定既要有利于对电厂运行的适应性,又要在锅炉厂设计的适应范围之内。国内现行规定中的煤质允许偏离范围见附录C1。

煤粉特性及自燃爆炸的条件

1煤粉特性及自燃爆炸的条件 煤粉发生自燃和爆炸是由于煤的特性在加工成煤粉后所具有的特性以及煤粉所处的环境条件所决定的。 1.1煤粉的流动性 它的尺寸一般为0~50微米,其中20~50微米的颗粒占多数。干的煤粉能吸附大量的空气,它的流动性很好,就像流体一样很轻易在管道内输送。由于干的煤粉流动性很好,它可以流过很小的空隙。因此,制粉系统的严密性要好。 1.2煤粉的自燃与爆炸 积存的煤粉与空气中的氧长期接触氧化时,会发热使温度升高,而温度的升高又会加剧煤粉的进一步氧化,若散热不良时会使氧化过程不断加剧,最后使温度达到煤的燃点而引起煤粉的自燃。在制粉系统中,煤粉是由输送煤粉的气体和煤粉混合成的云雾状的混合物,它一旦碰到火花就会使火源扩大而产生较大的压力(2~3倍大气压),从而造成煤粉的爆炸。 影响煤粉爆炸的因素很多,如挥发分含量,煤粉细度,气粉混合物的浓度,温度湿度和输送煤粉的气体中氧的成分比例等。 一般说来挥发分含量VR<10%(无烟煤),是没有爆炸危险的。而VR>25%的煤粉(如烟煤等),很轻易自燃,爆炸的可能性也很大。 煤粉越细越轻易自燃和爆炸,粗煤粉爆炸的可能性较小。例如烟煤粒度大于 0.1毫米几乎不会爆炸。因此,挥发分大的煤不能磨得过细。 煤粉浓度是影响煤粉爆炸的重要因素。实践证实,最危险得浓度在 1.2~ 2.0kg/m3,大于或小于该浓度时爆炸的可能性都会减小。在实际运行中一般是很难避免危险浓度的。制粉设备中沉积煤粉的自燃性往往是引爆的火源。气

粉混合物温度越高,危险性就越大。煤粉爆炸的实质是一个强烈的燃烧过程,是在 0.01~ 0.15s的瞬间大量煤粉忽然燃烧产生大量高温烟气因急速膨胀而形成的压力波以及高速向外传播而产生的很大的冲击力和声音。 潮湿煤粉的爆炸性较小,对于褐煤和烟煤,当煤粉水分稍大于固有水分时一般没有爆炸危险。 2制粉系统爆炸原因分析 引爆点主要在轻易长期积煤或积粉的位置,制粉系统处于封闭状态,引爆的火源主要是磨煤机入口积煤,细粉分离器水平段入口管积粉,粗粉分离器积粉自燃,根据制粉系统的运行工况和爆炸情况分析,主要原因如下。 2.1煤粉细度,风粉浓度及燃煤成分 煤粉爆炸的前期往往是自燃。一定浓度的风粉气流吹向自燃点时。不仅加剧了自燃,而且会引起燃烧,而接触到明火的风粉气流随时都会产生爆炸。造成流动煤粉爆炸的主要原因是风粉气流中的含氧量,煤粉细度,风粉混合物的浓度和温度。 煤粉越细,爆炸的危险性就越大。粗煤粉爆炸的可能性就小些,当煤粉粒度大于 0.1mm时几乎不会爆炸。当煤粉浓度大于3~4kg/m3 (空气)或小于 0.32- 0.47kg/m3 时不轻易引起爆炸。因为煤粉浓度太高,氧浓度太小;而煤粉浓度太低,缺少可燃物。只有煤粉浓度为

煤炭燃烧特性指标

煤炭燃烧特性指标 几乎所有的煤炭特性指标都与煤炭的燃烧特性是相关的,反之,也没有一个能完全、全面表征煤炭燃烧特性的指标。与此同时,不同的煤炭特性指标对于煤炭燃烧特性的重要性,也随着煤炭燃烧方式的不同而异,并具有相当的差别。作为影响煤炭燃烧特性或者说过程最明显的指标是煤炭的挥发份和粘结性或者说膨胀系数。前者表征着煤炭在燃烧过程中的以气相完成的份额和其对后续固相燃烧过程的影响;后者则关系到煤炭颗粒因形态、尺寸和反应表面积的变化而使其自身的燃烧特性受到的影响。而前者和后者有时又是具有密切联系的。与煤炭燃烧特性有关的还有挥发份的释出特性、焦炭的反应性、煤炭的热稳定值、重度等,以及煤炭在堆放过程中的风化、自燃特性和可磨度。 煤炭颗粒在受热过程中的熔融软化、胶质体和半焦的形式几乎所有的烟煤在受热升温的过程中与挥发份释出的同时,都会出现胶质体,呈塑性和颗粒的软化现象。煤炭颗粒间的粘结就是因颗粒胶体间的相互粘结而产生的,因此煤炭的粘结性也就于其所呈现胶体的条件相关。当一个按一定升温速度,经历着受热过程的煤炭颗粒进行观察时,考虑到在此受热过程中热量总是从表面传向颗粒核心的,在同一时间内表面温度也总高于核心。可以发现不同的烟煤,在表面温度达到320~350℃以前,颗粒的形态变化一般觉察不到,只

有煤化程度低的气煤才可观察到表面开始有挥发份气体释出。在温度到350~420℃时,可以观察到在颗粒表面出现了一层带有气泡的液相膜,表面上也逐渐失去原来的棱角,这层膜就是胶质体。当温度为500~550℃时,一方面因颗粒内部温度升高,使胶质体层向内层发展,以及外部的胶质体层因挥发份释出被蒸干转化为半焦,即从表面到中心由半焦壳、胶质体和原有的煤三层所构成,但这种形态所保持的时间是短暂的。随着受热的继续,胶质体的发展和体积的膨胀,半焦外壳出现裂口,胶质体流出。其后是胶质体向颗粒中心区域的发展,流出的胶质体被蒸干转变为半焦,直到整个颗粒都经历胶质体和半焦的形成。整个的过程如图3-2-2所示:试验证明软化温度越低的煤种,挥发份开始释出的时间越早。因此软化温度Tp(对于不同的烟煤表面开始出现液相膜的温度)和再固化温度TK(呈现最大塑性的温度TMAX以及被蒸干再次呈固体形状的温度)都是表明煤炭流变特性的指标,同样也间接表明了于煤炭燃烧特性密切相关的问题。 Ⅰ软化开始阶段Ⅱ开始形成半焦的阶段Ⅲ煤粒强烈软化和半焦破 裂阶段

煤粉燃烧过程的数值模拟

煤粉燃烧过程的数值模拟 Ryoichi Kurose 京都大学 高级研究院流体科学与工程学院机械工程与科学系 Hiroaki Wata nabe and Hisao Makino 中央研究所的电力行业能源工程研究实验室 摘要 煤炭是一种能够满足电力进一步需求的重要能源资源,而且煤炭比其他化石燃料的储量丰富得多。在燃煤发电厂,改善对环境污染物如NOx,SOx及包括未燃尽的碳粒在内的灰粒的含量的控制技术十分重要。随着计算机性能的显着提高,人们强烈希望计算流体动力学(CFD)成为一种工具,成为一种研发和设计这种合适的煤粉燃烧的燃烧炉膛和燃烧器的工具。这次审查的重点是突出我们的CFD 研究的最新进展,即煤粉在燃烧中的平均雷诺数纳维斯托克斯(RANS)的模拟和大涡模拟(LES)的最新进展,及未来的一些前景。 关键词:煤粉燃烧,数值模拟,平均雷诺数纳维斯托克斯模拟,大涡模拟 1.介绍 煤炭是一种能够满足电力进一步需求的重要能源资源,而且煤炭比其他化石燃料的储量丰富得多。在燃煤发电厂,改善对环境污染物如NOx,SOx及包括未燃尽的碳粒在内的灰粒的含量的控制技术十分重要。为了实现这些目标和要求,了解煤粉燃烧机理和先进的燃烧技术的发展十分必要。然而,由于煤粉燃烧是一个非常复杂的现象,其中最高的火焰温度超过1500C,以及某些物质难以进行测量,如一些原子团种类和一些高活性固体颗粒,因此在燃烧过程中的煤粉燃烧机 理至今没有得到很好的解释。而且由于研发过程包含许多步骤,因此,新的燃烧炉膛和燃烧器的发展需要较高的成本和较长的时间。 随着计算机性能的显著提升,煤粉燃烧领域的计算流体动力学正在被研发。在这种方法中,电脑解决了燃烧领域的控制方程式,这使它能够提供温度和化学物质种类分布的详细信息和在整个燃烧空间中煤粉颗粒的行为,而上述那些通过实验是不能得到的。此外,此种方法有助于在相对较低的成本条件下重复审查任意条件下的煤粉的流场和各种参数。因此,强烈地希望计算流体动力学(CFD)能够成为燃烧炉炉膛和燃烧器研发和设计的一种工具。

采用FLUENT软件研究旋流煤粉燃烧器燃烧特性

2005 Fluent 中国用户大会论文集 采用FLUENT软件研究旋流煤粉燃烧器燃烧特性 由长福 (清华大学热能工程系,北京 100084) 摘要:本文FLUENT软件研究了实际电站锅炉单个双调风旋流燃烧器附近区域的煤粉燃烧过程。并分别研究了内二次风旋流强度,外二次风风率,一次风风率和三次风风率等因素对燃烧性能的影响。各工况计算结果表明,总体上在燃烧器出口处形成了高温区和高煤粉浓度区,燃烧器出口一定距离后的炉内温度呈逐渐上升趋势,炉膛温度分布均匀。中心高温区出现迟的工况,后期分级燃烧充分。表明该燃烧器具有高效稳燃和变工况运行稳定的性能。 关键词:旋流燃烧器;数值计算;燃烧性能 引 言 当前国内使用的电站锅炉,80%是四角切圆煤粉燃烧锅炉,不到10%采用旋流燃烧锅炉[1]。和四角切圆煤粉锅炉相比,旋流燃烧器锅炉是一种新型的锅炉,结构复杂得多。已有较多学者采用数值模拟方法研究旋流燃烧器燃烧性能的例子[1-4],这些例子的计算结果都详细预报了由于测量困难而不能充分获得的炉膛内部的温度场,速度场,燃烧产物各组分的浓度分布和污染物的分布,其中文献[2]和[3]还与实验数据比较,比较结果表明,模拟结果与锅炉热态试验数据吻合情况较好,为数值模拟的更广应用提供了依据。 简图如图1 燃烧器中心通一股直流的三次风,风量较小。 针对该燃烧器的结构,本文研究了内二次风的旋流强度,二次风的配比,一次风和中心风的风率对燃烧性能的影响。 作者:由长福(1969),男(汉族),黑龙江,副教授,博士,清华大学热能工程系

1 计算方法 1.1 计算对象和网格生成 计算域为单个旋流燃烧器附近的区域,大致为两个燃烧器之间的水冷壁和炉膛。根据旋流燃烧器出口附近的流场特性,采用二维轴对称结构模拟该区域。在计算区域的出口采用了倾斜一定角度的斜面以避免由于回流产生的压力计算不准确。 由于要计算旋转流动,为了得到较好的收敛结果,对燃烧器喉部壁面附近、水冷壁附近进行了网格细分。计算区域和网格划分采用GAMBIT 生成,如图2所示。 1.2 数学模型和边界条件 使用FLUENT 为计算平台。气相湍流模型采用的是可实现κ-ε模型(Realizable κ-ε模型[1])。Realizable κ-ε模型能较好地模拟旋流的原因是湍流粘性系数μT 和ε方程考虑了角变形率即旋涡流动的影响[5]。 采用了混合分数概率密度函数(PDF)模型模拟煤粉燃烧。煤粉挥发份的释放采用了单倍速率模型;煤粉颗粒的跟踪采用随机轨道模型;辐射模型采用P1模型。 煤粉颗粒以surface 方式从一次风口喷入炉膛,速度与一次风同。煤粉颗粒的粒径范围为70~200μm ,取10组不同粒径的煤粉颗粒,粒径分布满足Rosin-Rammler 分布公式。 各次风口的速度边界条件采用方便定义旋转速度的Components 方式。水冷壁热边界条件定水冷壁面温度为5500C 。计算域的上边界采用壁面应力为零的壁面边界条件,热边界条件热流为零。出口采用表压力为0的压力边界条件。 1.3工况设计和煤质特性 分别计算各影响因素的不同工况来考察燃烧器变工况运行的性能,进而得到较优的燃烧工况,各计算工况见表1。计算所用的富兴煤是低硫高热值的烟煤,燃煤的工业分析和元素分析的干燥无灰基数据见表2,干燥无灰基数据将用于PDF 模型的计算。 图2 燃烧器出口计算域及网格划分

火力发电厂的设备作用和各系统流程

火力发电厂的设备作用和各系统流程 一、燃烧系统生产流程 来自煤场的原煤经皮带机输送到位置较高的原煤仓中,原煤从原煤仓底部流出经给煤机均匀地送入磨煤机研磨成煤粉。自然界的大气经吸风口由送风机送到布置于锅炉垂直烟道中的空气预热器内,接受烟气的加热,回收烟气余热。从空气预热器出来约250左右的热风分成两路:一路直接引入锅炉的燃烧器,作为二次风进入炉膛助燃;另一路则引入磨煤机入口,用来干燥、输送煤粉,这部分热风称一次风。流动性极好的干燥煤粉与一次风组成的气粉混合物,经管路输送到粗粉分离器进行粗粉分离,分离出的粗粉再送回到磨煤机入口重新研磨,而合格的细粉和一次风混合物送入细粉分离器进行粉、气分离,分离出来的细粉送入煤粉仓储存起来,由给粉机根据锅炉热负荷的大小,控制煤粉仓底部放出的煤粉流量,同时从细粉分离器分离出来的一次风作为输送煤粉的动力,经过排粉机加压后与给粉机送出的细粉再次混合成气粉混合物,由燃烧器喷入炉膛燃烧。 二、汽水系统生产流程 储存在给水箱中的锅炉给水由给水泵强行打入锅炉的高压管路,并导入省煤器。锅炉给水在省煤器管内

吸收管外烟气和飞灰的热量,水温上升到300左右,但从省煤器出来的水温仍低于该压力下的饱和温度(约330),属高压未饱和水。水从省煤器出来后沿管路进入布置在锅炉外面顶部的汽泡。汽包下半部是水,上半部是蒸汽,下半部是水。高压未饱和水沿汽泡底部的下降管到达锅炉外面底部的下联箱,锅炉底部四周的下联箱上并联安装上了许多水管,这些水管内由下向上流动吸收炉膛中心火焰的辐射传热和高温烟气的对流传热,由于蒸汽的吸热能力远远小于水,所以规定水冷壁内的气化率不得大于40%,否则很容易因为工质来不及吸热发生水冷壁水管熔化爆管事故。 锅炉设备的流程 一、锅炉燃烧系统 1、作用:使燃料在炉内充分燃烧放热,并将热量尽可能多的传递给工质,并完成对省煤器和水冷壁水管内的水加热,对过热器和再热器管内的干蒸汽加热,对空气预热器管内的空气加热。 2、系统组成:燃烧器,炉膛,空气预热器组成。 二、锅炉的汽水系统 1、作用:对水进行预热、气化和蒸汽的过热,并尽可能多地吸收火焰和烟气的热量。

火电厂工艺流程简介教学提纲

火电厂工艺流程 火力发电厂。 以煤、石油或天然气作为燃料的发电厂统称为火电厂 1、火电厂的分类 (1)按燃料分类: ①燃煤发电厂,即以煤作为燃料的发电厂;邹县、石横青岛等电厂 ②燃油发电厂,即以石油(实际是提取汽油、煤油、柴油后的渣油)为燃料的发电厂; 辛电电厂 ③燃气发电厂,即以天然气、煤气等可燃气体为燃料的发电厂; ④余热发电厂,即用工业企业的各种余热进行发电的发电厂。此外还有利用垃圾及工 业废料作燃料的发电厂。 (2)按原动机分类:凝汽式汽轮机发电厂、燃汽轮机发电厂、内燃机发电厂和蒸汽-燃汽轮机发电厂等。 (3)按供出能源分类: ①凝汽式发电厂,即只向外供应电能的电厂; ②热电厂,即同时向外供应电能和热能的电厂。 ( 4)按发电厂总装机容量的多少分类: 容量发电厂,其装机总容量在100MW以下的发电厂; ②中容量发电厂,其装机总容量在100~250MW范围内的发电厂; ③大中容量发电厂,其装机总容量在250~600MW范围内的发电厂; ④大容量发电厂,其装机总容量在600~1000MW范围内的发电厂; ⑤特大容量发电厂,其装机容量在1000MW及以上的发电厂。 (5)按蒸汽压力和温度分类:①中低压发电厂,其蒸汽压力在3.92MPa(40kgf/cm2)、温度为450℃的发电厂,单机功率小于25MW;地方热电厂。 ②高压发电厂,其蒸汽压力一般为9.9MPa(101kgf/cm2)、温度为540℃的发电厂,单机功率小于100MW; ③超高压发电厂,其蒸汽压力一般为13.83MPa(141kgf/cm2)、温度为540/540℃的发电厂,单机功率小于200MW; ④亚临界压力发电厂,其蒸汽压力一般为16.77MPa(171 kgf/cm2)、温度为540/540℃的发电厂,单机功率为30OMW直至1O00MW不等; ⑤超临界压力发电厂,其蒸汽压力大于22.llMPa(225.6kgf/cm2)、温度为550/550℃的发电厂,机组功率为600MW及以上,德国的施瓦茨电厂; ⑥超超临界压力发电厂, 其蒸汽压力不低于31 MPa、温度为593℃. 水的临界压力:22.12兆帕;临界温度:374.15℃ (6)按供电范围分类: ①区域性发电厂,在电网内运行,承担一定区域性供电的大中型发电厂; ②孤立发电厂,是不并入电网内,单独运行的发电厂; ③自备发电厂,由大型企业自己建造,主要供本单位用电的发电厂(一般也与电网相连)。

火电厂煤粉燃烧系统

火电厂煤粉燃烧系统 火力发电厂简称火电厂,是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂,它的基本生产过程是:燃料在锅炉中燃烧加热水生成蒸汽,将燃料的化学能转变成热能,蒸汽压力推动汽轮机旋转,热能转换成机械能,然后汽轮机带动发电机旋转,将机械能转变成电能。今天我的课题是煤粉燃烧系统。 一、煤粉的制备及预热 用火车或汽车、轮船等将煤运至电厂的煤场后,经初步筛选处理,用输煤皮带送到锅炉的原煤仓。煤从原煤仓落入煤斗,由给煤机送入磨煤机磨成煤粉,并经空气预热器来的一次风干燥并带至粗粉分离器。在粗粉分离器中将不合格的粗粉分离返回磨煤机再行磨制,合格的细煤粉被一次风带入旋风分离器,使煤粉与空气分离后进入煤粉仓。 二、煤粉气流的着火和燃烧 (一)煤粉气流的着火 煤粉空气混合物经燃烧器以射流方式被喷入炉膛后,经过湍流扩散和回流,卷吸周围的高温烟气,同时又受到炉膛四周高温火焰的辐射,被迅速加热,热量到达一定温度后就开始着火。有实验表明,煤粉气流的着火温度要比煤的着火温度高一些。因此,煤粉空气混合物较难着火,这是煤粉燃烧的特点之一。 在锅炉燃烧中,希望煤粉气流离开燃烧器喷口不远处就能稳定地着火,如果着火过早可能使燃烧器喷口因过热被烧坏,也易使喷口附近结渣;如果着火太迟,就会推迟整个燃烧过程,使煤粉来不及烧完就离开炉膛,增大机械不完全燃烧损失。另外着火推迟还会使火焰中心上移,造成炉膛出口处的受热面结渣。 煤粉气流着火后就开始燃烧,形成火炬,着火以前是吸热阶段,需要从周围介质中吸收一定的热量来提高煤粉气流的温度,着火以后才是放热过程。将煤粉气流加热到着火温度所需的热量称为着火热。它包括加热煤粉及空气(一次风),并使煤粉中水分加热、蒸发、过热所需热量。 (二)煤粉燃烧的三个阶段 煤粉同空气以射流的方式经喷燃器喷入炉膛,在悬浮状态下燃烧,从燃烧器出口,煤粉的燃烧过程大致可分为以下三个阶段: 1.着火前的准备阶段 煤粉气流喷人炉内至着火这一阶段为着火前的准备阶段。着火前的准备阶段是吸热阶段。在此阶段内,煤粉气流被烟气不断加热,温度逐渐升高。煤粉受热后,首先是水分蒸发,接着干燥的煤粉进行热分解并析出挥发分。挥发分析出的数量和成分取决于煤的特性、加热温度和速度。着火前煤粉只发生缓慢氧化,氧浓度和飞灰含碳量的变化不大。一般认为,从煤粉中析出的挥发分先着火燃烧。挥发分燃烧放出的热量又加热炭粒,炭粒温度迅速升高,当炭粒加热至一定温度并有氧补充到炭粒表面时,炭粒着火燃烧。 2.燃烧阶段 煤粉着火以后进入燃烧阶段。燃烧阶段是一个强烈的放热阶段。煤粉颗粒的着火燃烧,首先从局部开始,然后迅速扩展到整个表面。煤粉气流一旦着火燃烧,

火电厂燃烧系统、汽水系统、电气系统

一、燃烧系统 燃烧系统由输煤、磨煤、燃烧、风烟、灰渣等环节组成,其流程如图1所示。 (l)运煤。电厂的用煤量是很大的,一座装机容量4×30万kW 的现代火力发电厂,煤耗率按360g/kw.h计,每天需用标准煤(每千克煤产生7000卡热量)360(g)×120万(kw)×24(h)=10368t。因为电厂燃煤多用劣质煤,且中、小汽轮发电机组的煤耗率在400~500g/kw·h左右,所以用煤量会更大。据统计,我国用于发电的煤约占总产量的1/4,主要靠铁路运输,约占铁路全部运输量的40%。为保证电厂安全生产,一般要求电厂贮备十天以上的用煤量。 (2)磨煤。用火车或汽车、轮船等将煤运至电厂的储煤场后,经初步筛选处理,用输煤皮带送到锅炉间的原煤仓。煤从原煤仓落入煤斗,由给煤机送入磨煤机磨成煤粉,并经空气预热器来的一次风烘干并带至粗粉分离器。在粉粉分离器中将不合格的粗粉分离返回磨煤机再行磨制,合格的细煤粉被一次风带入旋风分离器,使煤粉与空气分离后进入煤粉仓。 (3)锅炉与燃烧。煤粉由可调节的给粉机按锅炉需要送入一次风管,同时由旋风分离器送来的气体(含有约10%左右未能分离出的细煤粉),由排粉风机提高压头后作为一次风将进入一次风管的煤粉经喷燃器喷入炉膛内燃烧。

电厂煤粉炉燃烧系统流程图 目前我国新建电厂以300MW及以上机组为主。300MW机组的锅炉蒸发量为1000t/h(亚临界压力),采用强制循环(或自然循环)的汽包炉;600MW机组的锅炉为2000t/h的(汽包)直流锅炉。在锅炉的四壁上,均匀分布着4支或8支喷燃器,将煤粉(或燃油、天然气)喷入炉膛,火焰呈旋转状燃烧上升,又称为悬浮燃烧炉。在炉的顶端,有贮水、贮汽的汽包,内有汽水分离装置,炉膛内壁有彼此紧密排列的水冷壁管,炉膛内的高温火焰将水冷壁管内的水加热成汽水混合物上升进入汽包,而炉外下降管则将汽包中的低温水靠自重下降至下连箱与炉内水冷壁管接通,靠炉外冷水下降而炉内水冷壁管中热水自然上升的锅炉叫自然循环汽包炉,而当压力高到16.66~17.64MPa时,水、汽重度差变小,必须在循环回路中加装循环泵,即称为强制循环锅炉。当压力超过18.62MPa时,应采用直流锅炉。

煤粉特性及自燃爆炸的条件

煤粉特性及自燃爆炸的条件 煤粉为可燃物质,乙类火灾危险品,粉尘具燃爆性,着火点在300℃~500℃之间,爆炸下限浓度34 g/m3~47g/m3(粉尘平均粒径:5μm~10μm)。高温表面堆积粉尘(5mm厚)的引燃温度:225℃~285℃,云状粉尘的引燃温度580℃~610℃。 煤粉在运输过程中,经外界的干扰如设备运转的震动、碰撞或风作用悬浮到空气形成粉尘,如场所内作业人员防护用品佩带不全,很容易引起尘肺病等职业病危害。当煤粉在空气中达到一定浓度,在外界高温、碰撞、摩擦、振动、明火、电火花的作用下会引起爆炸,爆炸后产生的气浪会使沉积的粉尘飞扬,造成二次爆炸事故。煤尘爆炸与其在空气中的含量及含氧浓度有关,烟煤在110-2000mg/m3。能形成爆炸性混合物,空气中煤尘含量在300-400 mg/m3爆炸威力最大,这是因为混合物中煤尘与空气的比例适中,煤粉能充分燃烧。煤粉爆炸后不仅产生冲击波伤人和破坏建筑物,同时产生大量的一氧化碳,使人中毒死亡。煤尘的燃烧爆炸特特性见表1。 表1 煤尘的燃烧爆炸特性 煤粉尘种类 引燃温度(℃) 高温表面积尘 引燃温度(℃) 云状粉尘 爆炸下限 (g/m3) 粉尘粒径 (μm) 褐煤粉 260 -49D68 2D3 有烟煤粉 235 595 41D57 5D11 无烟煤粉 >430 >600 -100D130 贫煤粉 285 680 34D45 5D7

1、煤粉的流动性 它的尺寸一般为0~50微米,其中20~50微米的颗粒占多数。干 的煤粉能吸附大量的空气,它的流动性很好,就像流体一样很轻易在管 道内输送。由于干的煤粉流动性很好,它可以流过很小的空隙。因此, 制粉系统的严密性要好。 2、煤粉的自燃与爆炸 积存的煤粉与空气中的氧长期接触氧化时,会发热使温度升高,而 温度的升高又会加剧煤粉的进一步氧化,若散热不良时会使氧化过程不 断加剧,最后使温度达到煤的燃点而引起煤粉的自燃。在制粉系统中, 煤粉是由输送煤粉的气体和煤粉混合成的云雾状的混合物,它一旦碰到 火花就会使火源扩大而产生较大的压力(2~3倍大气压),从而造成煤 粉的爆炸。 影响煤粉爆炸的因素很多,如挥发分含量,煤粉细度,气粉混合物 的浓度,温度湿度和输送煤粉的气体中氧的成分比例等。 2.1、一般说来挥发分含量VR<10%(无烟煤),是没有爆炸危险的。而VR>25%的煤 粉(如烟煤等),很轻易自燃,爆炸的可能性也很大。 2.2、煤粉越细越轻易自燃和爆炸,粗煤粉爆炸的可能性较小。例如烟煤粒度大于 0.1毫米几乎不会爆炸。因此,挥发分大的煤不能磨得过细。 2.3、煤粉浓度是影响煤粉爆炸的重要因素。实践证实,最危险得浓度在 1.2~ 2.0kg/m3,大于或小于该浓度时爆炸的可能性都会减小。在实际运行中一般是很难避 免危险浓度的。制粉设备中沉积煤粉的自燃性往往是引爆的火源。气粉混合物温度 越高,危险性就越大。煤粉爆炸的实质是一个强烈的燃烧过程,是在0.01~0.15s 的瞬间大量煤粉忽然燃烧产生大量高温烟气因急速膨胀而形成的压力波以及高速向 外传播而产生的很大的冲击力和声音。

煤粉燃烧仿真过程);

煤粉燃烧仿真过程 1.导入网格,使用压力基(pressure-based)和稳态计算(steady); 2.选择KE湍流模型; 3.激活能量方程; 4.激活组分输运模型,Mixture Material(燃料)项下选择coal-hv-volatiles-air,勾选Reactions项下 的Volumetric以激活反应,Turbulence-Chemistry-Interaction项下选择涡耗散模型Eddy-Dissipation; 5.激活辐射模型Radiation,并选择P1辐射模型; 6.设置离散相参数,在Discrete Phase项下,设置最大追踪步数为4000,指定长度尺寸为0.0025; 7.使用Define→Injections设置入射流,设置入射流入口为V-1,入射流类型Particle Type为 Combusting燃烧组份,入射流材料Material为coal-hv高挥发性煤,粒径分布Diameter Distribution 为均匀分布uniform,挥发份Devolatilizing Species为高挥发性煤hv_vol;在Point Properties项下设置进口特性,温度Temperature设定为343K,Z方向速度Z-velocity设定为23.11,质量流量Total Flow Rate(kg/s)设置为0.00018264,直径Diameter为1e-6;在Turbulent Dispersion项下激活随机轨道模型Discrete Random Walk Model,轨道数Number of Tries设置为10,尺度长度Time Scale Constant设置为0.15;如果有多股粒径不同的质量流,也可以使用同样的方法设置其它的几股质量流;

煤碳的燃烧过程

煤碳的燃烧过程 煤碳的燃烧过程: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。良好燃烧必须具备三个条件:1、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1100~1300℃。2、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。3、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。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。

火力发电厂生产工艺流程介绍

火力发电厂生产工艺流程介绍 1、前言 火力发电厂是利用化石燃料燃烧释放的热能发电的动力设施,包括燃料燃烧释热和热能电能转换以及电能输出的所有设备、装置、仪表器件,以及为此目的设置在特定场所的建筑物、构筑物和所有有关生产和生活的附属设施。主要有蒸汽动力发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂几种类型. 2、火力发电厂生产流程如下图所示。 3、汽轮机本体 汽轮机本体(steam turbine proper)是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分,即汽轮机本身。它与回热加热系统、调节保安系统、油系统、凝汽系统以及其他辅助设备共同组成汽轮机组。汽轮机本体由固定部分(静子)和转动部分(转子)组成。固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳。汽轮机本体还设有汽封系统。如下图所示。

4、锅炉本体 锅炉设备是火力发电厂中的主要热力设备之一。它的任务是使燃料通过燃烧将化学能转变为热能,并且以此热能加热水,使其成为一定数量和质量(压力和温度)的蒸汽。 由炉膛、烟道、汽水系统(其中包括受热面、汽包、联箱和连接管道)以及炉墙和构架等部分组成的整体,称为“锅炉本体”。如下图所示。

5、热力系统及辅助设备 汽轮机部分的辅助设备有凝汽器、水泵、回热加热器、除氧器等。把锅炉、汽轮机及其辅助设备按汽水循环过程用管道和附件连接起来所构成的系统,叫做发电厂的热力系统。 发电厂的热力系统按照不同的使用目的分为“原则性热力系统”、“全面性热力系统”、“汽轮机组热力系统”等。如下图所示。

煤粉特性及自燃爆炸的条件

1 煤粉特性及自燃爆炸的条件 煤粉发生自燃和爆炸是由于煤的特性在加工成煤粉后所具有的特性以及煤粉所处的环境条件所决定的。 1.1煤粉的流动性 它的尺寸一般为0~50微米,其中20~50微米的颗粒占多数。干的煤粉能吸附大量的空气,它的流动性很好,就像流体一样很轻易在管道内输送。由于干的煤粉流动性很好,它可以流过很小的空隙。因此,制粉系统的严密性要好。1.2煤粉的自燃与爆炸 积存的煤粉与空气中的氧长期接触氧化时,会发热使温度升高,而温度的升高又会加剧煤粉的进一步氧化,若散热不良时会使氧化过程不断加剧,最后使温度达到煤的燃点而引起煤粉的自燃。在制粉系统中,煤粉是由输送煤粉的气体和煤粉混合成的云雾状的混合物,它一旦碰到火花就会使火源扩大而产生较大的压力(2~3倍大气压),从而造成煤粉的爆炸。 影响煤粉爆炸的因素很多,如挥发分含量,煤粉细度,气粉混合物的浓度,温度湿度和输送煤粉的气体中氧的成分比例等。 一般说来挥发分含量VR<10%(无烟煤),是没有爆炸危险的。而VR>25%的煤粉(如烟煤等),很轻易自燃,爆炸的可能性也很大。 煤粉越细越轻易自燃和爆炸,粗煤粉爆炸的可能性较小。例如烟煤粒度大于0.1毫米几乎不会爆炸。因此,挥发分大的煤不能磨得过细。 煤粉浓度是影响煤粉爆炸的重要因素。实践证实,最危

险得浓度在1.2~2.0kg/m3,大于或小于该浓度时爆炸的可能性都会减小。在实际运行中一般是很难避免危险浓度的。制粉设备中沉积煤粉的自燃性往往是引爆的火源。气粉混合物温度越高,危险性就越大。煤粉爆炸的实质是一个强烈的燃烧过程,是在0.01~0.15s的瞬间大量煤粉忽然燃烧产生大量高温烟气因急速膨胀而形成的压力波以及高速向外传播而产生的很大的冲击力和声音。 潮湿煤粉的爆炸性较小,对于褐煤和烟煤,当煤粉水分稍大于固有水分时一般没有爆炸危险。 2制粉系统爆炸原因分析 引爆点主要在轻易长期积煤或积粉的位臵,制粉系统处于封闭状态,引爆的火源主要是磨煤机入口积煤,细粉分离器水平段入口管积粉,粗粉分离器积粉自燃,根据制粉系统的运行工况和爆炸情况分析,主要原因如下。 2.1 煤粉细度,风粉浓度及燃煤成分 煤粉爆炸的前期往往是自燃。一定浓度的风粉气流吹向自燃点时。不仅加剧了自燃,而且会引起燃烧,而接触到明火的风粉气流随时都会产生爆炸。造成流动煤粉爆炸的主要原因是风粉气流中的含氧量,煤粉细度,风粉混合物的浓度和温度。 煤粉越细,爆炸的危险性就越大。粗煤粉爆炸的可能性就小些,当煤粉粒度大于0.1mm时几乎不会爆炸。当煤粉浓度大于3~4kg/m3(空气)或小于0.32-0.47kg/m3时不轻易引起爆炸。因为煤粉浓度太高,氧浓度太小;而煤粉浓度太低,缺少可燃物。只有煤粉浓度为1.2~2.0kg/m3时最轻易发生爆炸。而佳木斯发电厂制粉浓度在0.3~0.6kg/m3范围内变

火力发电厂生产流程图

火力发电厂生产流程 1、前言 火力发电厂是利用化石燃料燃烧释放的热能发电的动力设施,包括燃料燃烧释热和热能电能转换以及电能输出的所有设备、装置、仪表器件,以及为此目的设置在特定场所的建筑物、构筑物和所有有关生产和生活的附属设施。主要有蒸汽动力发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂几种类型.\ 2、火力发电厂生产流程 3、汽轮机本体

汽轮机本体(steam turbine proper)是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分,即汽轮机本身。它与回热加热系统、调节保安系统、油系统、凝汽系统以及其他辅助设备共同组成汽轮机组。汽轮机本体由固定部分(静子)和转动部分(转子)组成。固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳。汽轮机本体还设有汽封系统。如下图所示。4、锅炉本体 锅炉设备是火力发电厂中的主要热力设备之一。它的任务是使燃料通过燃烧将化学能转变为热能,并且以此热能加热水,使其成为一定数量和质量(压力和温度)的蒸汽。 由炉膛、烟道、汽水系统(其中包括受热面、汽包、联箱和连接管道)以及炉墙和构架等部分组成的整体,称为“锅炉本体”。如下图所示。 5、热力系统及辅助设备 汽轮机部分的辅助设备有凝汽器、水泵、回热加热器、除氧器等。把锅炉、汽轮机及其辅助设备按汽水循环过程用管道和附件连接起来所构成的系统,叫做发电厂的热力系统。

发电厂的热力系统按照不同的使用目的分为“原则性热力系统”、“全面性热力系统”、“汽轮机组热力系统”等。如下图所示。 6、发电机本体 在发电厂中,同步发电机是将机械能转变成电能的唯一电气设备。因而将一次能源(水力、煤、油、风力、原子能等)转换为二次能源的发电机,现在几乎都是采用三相交流同步发电机。 在发电厂中的交流同步发电机,电枢是静止的,磁极由原动机拖动旋转。其励磁方式为发电机的励磁线圈FLQ(即转子绕组)由同轴的并激直流励磁机经电刷及滑环来供电。 同步发电机由定子(固定部分)和转子(转动部分)两部分组成。 定子由定子铁心、定子线圈、机座、端盖、风道等组成。定子铁心和线圈是磁和电通过的部分,其他部分起着固定、支持和冷却的作用。 转子由转子本体、护环、心环、转子线圈、滑环、同轴激磁机电枢组成。如下图所示。

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