循环流化床锅炉技术问答72条

1、什么是循环流化床密相区?它的作用是什么?
答:在循环流化床中采用二次风后,一般就将床层人为地分成两个区域:上部的稀相区和下部的密相区。密相区以上布置二次风口。密相区的作用是:①容纳部分大颗粒流化和燃烧完全;②提供一个储热装置,使冷燃料进入燃烧室后稳定升温着火。密相区的存在使增减负荷时床内的稳定性提高。
2、物料循环系统由哪些部件组成?
答:物料循环系统由组成固体颗粒循环系统的所有部件组成,包括燃烧室、旋风分离器、外置床和返料器等。
3、回料器由哪几部分组成?作用分别是什么?
答:回料器一般由立管和阀组成。立管的主要作用是防止气体反窜,形成足够的差压来克服分离器与炉膛之间的压差。阀的作用是调节和开闭固体的颗粒流动。
4、回料器的作用是什么?
1)把从旋风分离器分离下来的再循环物料连续稳定地送回炉膛。
2)提供旋风分离器的负压和燃烧室正压之间的密封。
5、J阀回料器的工作原理是什么?
答:J阀回料器通过分离器底部出口的物料在立管中建立的料位差,来克服炉膛内的正压,物料返送的动力源于立管中建立的料位差,通过回料器上升段和下降段的不同配风,使上升段和下降段呈现不同的流态化,有利于回料器的工作稳定。
6、冷渣器有哪些种类?
答:按渣运动方式不同,分为流化床式、移动床式、混合床式和输送机式;按冷却介质的不同,可分为水冷式、风冷式和风水共冷式三种。
7、冷渣器的主要作用是哪些?
答:冷渣器的主要作用有:降低渣的温度;回收渣的物理热;提供安全的除渣工作环境;通过细颗粒分选回送,保持炉膛内细颗粒存料量和循环量。
8、循环流化床锅炉对物料回送装置有哪些基本要求?
1)物料流动稳定。这是保证循环流化床锅炉正常运行的一个基本条件。由于固体物料温度较高,回送装置中又有充气,在运行中应保证在回送装置中不结焦,流动畅通。
2)无气体反窜。由于分离器的压力低于燃烧室的压力,回送装置将物料从低压区送到高压区,而类似于放风分离器这一类分离装置如果有气体从下料管进入,会降低分离效率,从而影响物料循环。所以回送装置必须保证产生足够的压差,既能起到气体密封作用又能将固体颗粒送回床层。
3)物料流量可控,既能稳定地开启或关闭固体颗粒的循环,同时还能够调节或自动平衡固体物料流量,从而适应锅炉运行工况的变化。
9、循环流化床锅炉为什么要使用冷冷渣装置?
答:从流化床锅炉中排出的高灰渣会带走大量的物理热,从而恶化现场运行,灰渣中残留的S和O仍可以在炉外释放出SO2和氮氧化物,造成环境污染。对灰分高于30﹪的中低热值燃料,如果灰渣不经冷却,灰小标题物理热损失可达2﹪心上,这一部分通过适当的传热装置是可以回收利用的。另一方面,炽热灰小标题的自理和运输十分麻烦,不得机械化操作。一般的灰处理机械可承受的温度上限大多在150~300℃之间,帮灰渣冷却是必须的,为了控制床内存料量和适当的床高,防止大渣沉积,保持良好流化条件,从而避免结焦,就必须对放渣程序、时机和流量进行控制。此外,底渣中也有很多未完全反应的的燃料和脱硫剂颗粒,为进一步提高燃烧和脱硫剂效率,有必要使这部分细颗粒返回炉膛。而这些方面的操作均需要在冷渣装置中完成。
10、播煤风机的作用是什么?
答:循环流化床锅炉在燃烧时,其下部密相区是正压运行,从给煤机下来的煤很难顺利进入炉膛,播煤风机产生的高压风通过落煤管,使给煤机下来的煤能顺利进入炉膛并在炉膛内播散开,使其在炉内均匀地和热物料混合,从而使煤在炉内着火更迅速,使锅炉的床温变化更均衡。播煤风机的风源来自热一次风,由于其用量很小,且也只是起到加压作用,所以其容量和功率都较小,有些机组没有播煤风机,而是直接由一次风作为播煤风。
11、罗茨风机的结构及特点是什么?
答:罗茨风机是两个相同转子形成的一种压缩机械,转子的轴线互相平行,转子中的叶轮、叶轮与机壳、叶轮与墙板留有微小的间隙,避免相互接触,构成的进气腔与排气腔互相隔绝,借助两转子反向旋转,将体内气体由进气腔送至排气腔,达到鼓风作用。由于叶轮之间、叶轮与外壳、叶轮与墙板均存在很小的间隙,所以运行时不需要往所缸内注润滑油,也不需要油气分离器辅助设备。由于不存在转子之间的机械摩擦,因此具有机械效率高,整体发热少、使用寿命长等优点。罗茨风机是比较精密的设备,平时保养要注意入口过滤器的清扫和更换,以及室内空气的干净与畅通,并且润滑要有保证。
罗茨风机是容积式风机,其风量随转速的增减而增减,风压与电流有关,即流量受背压影响小。返料阀正是利用了罗茨风机这个特点来实现松动风的定流量调节。在运行时,应注意风机的排压风压力在标牌数值以下,以免损坏其内部的压力部件。
12、给煤机的作用是什么?都有哪些形式?
答:给煤机是指将破碎后的煤送入流化床的装置,通常有皮带给煤机、链条经煤机、刮板给煤机、圆盘给煤机和螺旋给煤机等形式。
13、给煤点的数目如何规定的?
答:根据德国一些厂家的经验,经煤点的数目可以从以下负个方面考虑:首先,煤和石灰石的给煤点均不宜少于2点;第二,从单个给煤点所负责的床截面积看,对循环床,每个给煤点负责8~35㎡床面;第三,根据燃料性质不同,给煤点数也有所不同,如对高挥发分煤种,给煤在床高方向位置一般放在密相区下方,并参考系统压力平衡来决定。
14、旋转给料机的工作过程是怎样的?
答:固体物料从进料口进入给料机壳内,叶轮旋转使固体物料在间隙内运动到出料口,从而排出物料。由于叶轮与机壳的间隙较小,可以有效地防止上部的风向下流动或下部的风向上流动,起到锁气的效果。调节叶轮经料机的转速可以调节物料的排放量。旋转给料机动静间隙过小时易造成给料机工作不正常,主要是因为热膨胀造成的动静部件卡塞或大块物料卡住。
15、磨损与哪些因素有关?
答:磨损与固体物料浓度、速度、颗粒的特性和流道几何尺寸、形状等密切相关。
16、什么是耐火浇注料?它与烧成转相比有哪些特点?
答:耐火浇注料实质上就是耐火混凝土。耐火浇注料与烧成的耐火砖相比,在性能上有以下特点:
1)荷重软化温度比同质耐火砖低得多。
2)线膨胀系数较小,因结合剂在加热过程中产生烧结收缩作用能抵消一部分骨料在加热时的膨胀。
3)温度急变抵抗性好,冷热交换次数可在15次以上,比同质耐火砖好。
4)重烧线改缩一般比耐火砖大。
5)整体性能比耐火砌体要好。
17、耐火浇注料筑炉法有几种?现场浇注有哪几种情况?
答:常用耐火浇注料的施工方式有两种:一种是现场直接浇捣成型,另一种是预制成型。在现场直接浇捣成型有三种情况:整体浇捣成型(如小型室式炉);部分浇捣成型(如加热炉炉顶)以及局部浇捣成型或修补(如砌砖操作较困难的墙及拱部找平)。
18、什么叫冲蚀?
答:流体或固体颗粒以一定的速度和角度对材料表面进行冲击所造成的磨损称为冲蚀。
19、流化床锅炉耐火材料设置的主要目的是什么:
答:流化床锅炉耐火材料设置的主要目的是防止锅炉高温烟气和物料对金属构件的高温氧化腐蚀磨损,并具有隔热作用物料的循环磨损首先发生在耐火材料上,从而保证了金属结构的使用寿命,这是保证循环流化床锅炉长期安全运行的重要措施之一也是循环流化床锅炉的主要特点之一。耐火材料的使用对减少金属结构的使用、降低造价、方便检修维护具有十分重要的意义。
20、耐火防磨材料养护的主要目的是什么?
答:耐火防磨材料养护的主要目的是在控制冷态条件下,材料中水分尽可能在地析出,而不产生裂纹。
21、循环流化床锅炉采用的耐火防磨材料主要有哪些?
答:目前循环流化床锅炉采用的耐火防磨材料主要有非金属耐火砖、浇注料或可塑料。
22、引起受热面磨损的原因有哪些?
答:受热面的磨损是由冲刷、冲击和微振磨损造成的。冲刷磨损是指烟气、固体物料冲刷受热面(或管束)平行时固体物料冲刷受热面而造成的磨损;冲击磨损是指烟气、物料的流动方向与受热面(或管束呈一定的角度相垂直时,固体物料冲击、碰撞受热面而造成的磨损;微振磨损是指传热条件下传热管与支撑件之间产生垂直运动而导致的传热管管壁损耗现象。
23、耐火材料磨损的原因是什么?
1)热应力和热冲击造成的磨损。热应力和热冲击造成的磨损主要表现为温度循环波动、热冲击以及机械应力致使耐火材料产生裂缝和剥落。
2)固体物料冲刷造成的磨损。固体物料冲刷造成的磨损主要表现为物料对耐火材料强烈冲刷而导致的破损。循环流化床锅炉内耐火材料易磨损区域包括边角区、旋风分离器和固体物料回送管路等。一般情况下,耐火材料磨损随冲击角的增大而增加。
3)耐火材料性质变化造成的磨损。耐火材料性质变化造成的磨损主要表现为耐火材料变质和理化性能降低导致的破坏。主要表现为:碱金属的渗透造成耐火材料变质,有些耐火材料与结合剂强度降低,有些烘炉没有达到要求,引起衬里分层和崩溃。
24、燃烧室的磨损的原因是什么?
答:在循环流化床锅炉中,正常运行时燃烧室温度常达到850~950℃。为了适应快速负荷变化或高峰的需求而进行启动或停炉。燃烧室内温度的变化、压火和热启动产生的热启动产生的热冲击,以及热应力都会使耐火材料遭到破坏。炉膛部分一般采用厚炉衬。干燥、收缩、热振、应力下的塑性变形都会产生裂缝。不锈钢纤维虽然有助于减少裂缝,但不能彻底解决问题。过度的裂缝和挤压剥落引起耐火材料毁坏。
25、旋风分离器磨损的原因是什么?
答:一般炉膛顶部及分离器入口段、旋风筒弧面与烟道平面相交部位是可能磨损主要部位。由于烟气发生旋转,物料方向改变,速度高且粒度粗、密度大,因此很容易发生磨损。同时,该部位耐火材料较厚,一般情况下又不均匀,温度梯度也不均匀,加之经受900℃左右甚至更高的温度,因此过度的热冲击会引起衬里材料的裂缝,造成耐磨材料的破坏。另外,分离器筒体和锥体都承受着相当恶劣的工作条件,承受温度变化的热冲击、温度循环变化及磨损等。对许多衬里来说,反复的热冲击、温度循环变化、磨损和挤压剥落等共同导致了大面积损坏。当裂纹或磨损发生时,表面更粗糙或有凸起,磨损速度将进一步加快。对于旋风分离器下部的锥体,由于面积逐渐缩小,物料汇集密度增大且粒度较大,加上物料下落速度较快,可能会造成快速磨损。
26、立管及返料器磨损的原因是什么?
答:热冲击及颗粒循环变化常会导致立管和返料器的磨损。施工质量问题也会导致立管和返料器磨损,如模板之间不光滑过渡造成的内壁不光滑,直段与锥段的结合处的不光滑过渡、膨胀缝破坏处等。
27、目前在循环流化床锅炉防磨问题上采取的主要技术措施有哪些?
答:循环流化床锅炉的固有特性决定了其对设备的磨损是不可避免的,为了保证锅炉长期安全稳定运行,采取的主要技术措施有:①选用合适的防磨材料、合理设计磨损部件结构;②金属表面特殊处理技术、增加防护套、合理施工等。
28、循环流化床锅炉的的磨损主要与哪些因素有关?
答:循环流化床锅炉的磨损主要与风速、颗粒浓度和流场的不均匀性有关。
29、磨损的主要危害有哪些?
答:循环流化床锅炉的磨损主要表现在受热面、耐火材料及布风板风帽上。受热面,不管是水管、汽管、还是风管的磨损,轻者导致热应力的变化,使其受热不均,重者造成爆管或受热面泄漏,严重时导致停炉;耐火材料的磨损会使耐火材料脱落,锅炉漏灰、漏风或加重受热面磨损,导致耐火材料把排渣口堵住,使排渣不畅;布风装置磨损将导致布风不均,严重会引起锅炉续集。这些都将在不同程度地影响锅炉正常运行及安全经济性。
30、炉膛水冷壁磨损主要有哪几部分?
答:水冷壁管的磨损是受热面磨损中最严重的部位之一。分析管壁各部位的磨损现状可知,炉膛水冷壁磨损主要有两个区域:
1)水冷壁与耐火材料交接处的磨损。炉膛敷设耐火材料,对水冷壁有很好的保护作用随着循环流化床锅炉容量的不断增大,为了增加蒸发受热面,在炉膛稀相区内的水冷壁不再敷设耐火材料,仅在炉膛下部浓相区水冷壁上敷设耐火材料。这样在耐火材料与水冷壁的交界和过渡区域,气—固两相的正常流动颗粒发生变化,导致此区域的水冷壁磨损。转折区的凸台改变了下滑颗粒的流动方向,使该处磨损速率比壁面磨损速率高5~10倍,并且转折角越大磨损越严重。
2)不规则管壁的磨损。不规则管壁主要包括穿墙管、炉墙开孔处的弯管、管壁上的焊缝等到,此处还有一些炉内测试元件,如热电偶等开孔处的管壁。
别处还有以下几个部分容易造成磨损:
1)炉膛部分设有的人孔门、观火孔等圆孔处是易磨损的部位之一。由于炉膛内循环的灰是贴壁下流的,因而导致弯头上部的弯管磨损较轻,而开了下部的弯管磨损比较严重。
2)水冷壁的焊接处也是易磨损的部位之至一,磨损首先发生在焊缝的上部,直到焊缝磨平以后才终止。而在炉膛的密相区,焊缝上面的管子也会发生磨损。
3)为测炉温,在炉内必须将热电偶插入足够深度。插入的热电偶会对局部颗粒的流动特性造成较大影响,因此颗粒产生的扰流会造成热电偶护套和邻近水冷壁管的磨损。
4)炉膛边角水冷壁管磨损也比较严重,炉膛边角区域沿壁面向下流动的固体物料浓度比较高,同时颗粒对壁面的冲击率增大。
31、尾部烟道受热面的磨损及预防是什么?
答:尾部对流烟道受热面包括再热器、过热器、省煤器和空预器。磨损发生器的主要部位是省煤器和空预器进口处。造成对流烟道受热面磨损的主要原因是分离器的运行效率达不到设计值。由于省煤器和空预器均布置在旋风分离器之后,若分离器效率达不到设计值,会有较多的飞灰颗粒进入尾部对流受热面,烟气飞灰浓度太高,而使其磨损加剧。设计上的考虑不周、安装时出现误差、受热面材质不好等,也是造成磨损的重要原因。
在尾部烟道中,颗粒一边向下流动,一边受重力作用而被加速,其绝对速度是烟气速度加上颗粒的终端速度。较高的灰浓度及大的颗粒速度,将导致省煤器等尾部受热面产生磨损。若在省煤器等尾部受热面管束的弯头与壁面之间间隙较大,则会形成烟气走廊,磨损也将加速。如果在尾部烟道设计时充分考虑上述因素,选择合适的烟速,合理设计结构,就可避免尾部受热面的磨损。
32、下部稳燃带与水冷壁交界处磨损的机理是什么?
答:下部稳燃带与水冷壁交界处磨损的机理有两个方面:一是过渡区域内由于沿壁面下流的固体颗粒与炉内向上运动的固体物料运动方向相反,因而在局部产生流动方向的改变,因而对水冷壁产生冲刷。卫燃带与水冷壁过渡区内水冷壁管壁的磨损并不是在炉膛四周均匀发生的,而是与炉内的物料总体流动形式有关。
33、热喷涂按热源不同,分为火焰喷涂、电弧热喷涂、等到离子喷涂等。其中火焰喷涂、爆炸喷涂和高速火焰喷涂。在电力设备上,目前常用的主要是电弧喷涂和火焰喷涂。影响电弧喷涂质量的主要因素是:选择的喷涂材料,喷涂工艺参数(电流、电压、喷涂距离,移动速度、气体压力等),前期毛化的质量。
34、涂层孔隙率对热喷涂层磨损性能有何影响?
答:孔隙是热喷涂层固有的特点,大多数情况下,孔隙是被定义为涂层的缺陷,尤其是用于防腐蚀的涂层。只有少数情况,其孔隙被利用“储存油”,有强化润滑性能。对抗磨粒冲蚀的抗磨涂层而言,孔隙过大,会降低涂层与基体的有效接触面积和涂层间的接触面积,从而降低涂层的自身强度,影响其性能。因此,要有合理的工艺或采用封孔的办法进行强化,以改善涂层的性能。
35、喷焊与喷涂的区别是什么?
答:喷涂,就是将熔融或半熔融状态的喷涂材料,加速喷射到被处理部件的表面,形成涂层。
喷焊是将已有的涂层加热使之熔化,并与母材实现冶金结合。
喷焊层的抗磨性能要好于喷涂层,但对锅炉管而言,做喷焊时,由于热输入量大,易导致管子基材各项性能恶化,或者导致变形。
36、金属表面喷涂能防止磨损和腐蚀的原因是什么?
答:金属表面喷涂能防止磨损和腐蚀有两方面的原因:第一,涂层的硬度可能较基体的硬度更大;第二,涂层在高温下会生成致密、坚硬和化学稳定性更好的氧化层,且氧化层与其基体的结合更牢。其中后一种更为重要。
37、循环流化床锅炉各辅助设备的作用是什么?
1)一次风机作用。主要用于流化床料,并为燃料提供初始燃烧空气。
2)二次风机作用。主要是为分级燃烧使燃料燃尽、控制炉温、抑制NOx的产生提供空气。
3)高压流化风机作用。作为在高温旋风分离器下部的回料阀的流化风。
4)高温旋风分离器作用。烟气从切身进入分离器筒体,烟气中所含较粗的颗粒物体在较大的离心力、惯性力、重力的作用下,甩向筒体并沿筒体壁落下。被分离的物料通过回路密封装置和回料管而返回流化床内,烟气中较细的飞灰与烟气一起通过分离器的中心管筒从分离器顶部进入锅炉的对流区域。
5)布风板的作用。承受床料,保证等压风室区域内各处风压基本相等。布风板上有风帽,将流化空气均匀地分布到床层的整个截面。
6)吹灰器作用。为了保证受热面的清洁,提高传热效率,降低排烟温度,降低排烟损失。
7)暧风器作用。经暧风器加热,提高一、二次风风温,有利于防止空预器低温腐蚀,特别在冬季锅炉启动初期尤为重要。
8)启动燃烧器作用。将床温提高到主要固体燃料的燃烧温度;使固体燃料燃烧时,协助维持燃烧的稳定和锅炉负荷。
38、采用膜形水冷壁有哪些优点?
1)膜式水冷壁将炉膛严密地保护起来,充公保护着炉墙,因而炉墙只须敷上保温材料及护板而不用耐火材料,所以简化了炉墙结构,减轻了锅炉质量。
2)炉膛密封好,漏风少,减少了排烟热损失,提高了锅炉热效率。
3)安装快速方便。
4)膜式壁搞拉强度较高,因此膜式壁燃烧室可以采用悬吊结构,这对大型锅炉的热膨胀处理和锅炉总体结构极为有利。
39、弹簧式安全阀是怎样工作的?
答:弹簧式安全阀工作原理是:依靠弹簧的力量将阀芯压紧在阀座上,使安全阀处于关闭状态,阀芯的下面受蒸汽向上顶起的力。正常运行时,弹簧向下的压紧力达到安全阀起座力时,蒸汽对阀芯的作用力大于弹簧的作用力,使阀芯顶起,安全阀排汽。通过阀杆上部的调节螺丝改变弹簧的松紧程度,就可调整安全阀的起座压力。这种安全阀具有调节方便,体积小,质量轻,排汽能力大等优点。
40、汽包内旋风分离器的结构和工作原理是怎样的?
答:汽包两侧左右闭市汽水旋风分离器,它由筒体、引入管、顶帽、溢流环、筒底导叶和底板等部件组成。
旋风分离器是一种分离效果很好的汽水分离设备。其工作原理及工作过程是:较高流速的汽水混合物,经引入管切向进入筒体而产生旋转运动,在离心力的作用下,将水滴抛向筒壁,使汽水初步分离。分离出来的水通过筒体四周导叶进流入汽包水容积中。饱和蒸汽在筒体向上流动,进入顶帽的波形板间隙中曲折流动,在离心力和惯性力的作用下,小水滴被抛到波形板上,在附着力作用下形成水膜下流,经筒壁流入汽包水容积,使汽水进一步分离,而饱和蒸汽从顶帽上方或四周引入汽包蒸汽空间。
41、波形板(百叶窗)分离器的结及构及工作原理是什么?
答:汽包内旋风分离器筒体顶部配置有进叶窗分离器。百时窗分离器由许多平等的波浪形薄钢板组成,相邻两块波形板之间的距离为10mm,并用2~3mm厚的钢板边框固定。
其工作原理是:经过粗分离的蒸汽进入百叶窗分离器后,在波形板之间曲折流动。蒸汽中的小水滴,在离心力、惯性力和重力作用下抛到板壁上;在附着力的作用下,使水滴的作用下,使水滴黏附在波形板上形成水膜。水膜在重力作用下向下流入汽包水容积,使汽水得到进一步分离。由于利用附着力分离蒸汽中细小水滴的效果好,所以百叶窗被广泛地用来作为细分离设备。
42、省煤器再循环门的作用是什么?
答:装设省煤器再循环门的目的是在锅炉升火和停炉时,当中断给水时保护省煤器。因为在升火和停炉阶段,当不上水时,省煤器中的水是不流动的,高温烟气有可能把省煤器管烧坏。开启省煤器再循环门,利用汽包与省煤器工质密度差而产生自然循环,从而使省煤器管得到冷却。
43、什么叫空气预热器?其结构形式是什么?
答:利用锅炉排烟余热以加热燃烧用的空气的设备,称为空预器,采用空预器可以降低排烟温度,从而提高锅炉效率。
循环流化床锅炉目前采用的空预器有三种,多数循环流化床锅炉使用管式空预器,管式空预器又分为立管式和卧管式。少数循环流化床锅炉采用热管空预器,它的优点是漏风系数较小,第三类是采用回转式空预器,它的优点是相对体积较小,适合大容量循环流化床锅炉。如引进的白马300MW循环流化床锅炉。由于循环流化床锅炉一次风压较高,为避免漏风系数过大,用于循环床的回转空预器采用特殊分仓和密封方式。
例如某电厂管式空预器布置为:上面一级为二次风空预器,下级为一次风空预器,预热器管为Φ40mmX1.5mm。烟气在管内自上而下流动,空气在外横向冲刷。二次风经过两个行程后进入二次风管,一次经过三个行程进入一次风管,为了便于更换和维修,分两组布置,上面一组两个行程,下面一组一个行程。
循环流化床锅炉试验与运行:
44、二次风调整原则是什么?
答:启动及低负荷时,不考虑加二次风。在锅炉厂指定的负荷(一般是50%左右)以上时,维持炉膛出口氧量在3%~5%,同时调整一、二次风比,使燃烧室上下温差达到最小。
45、常用脱硫方法?
答:国内外目前普遍采用脱硫方法可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫三大类。
燃烧前脱硫,是采用洗煤技术对煤进行洗选,将煤中大部分的可燃无机硫洗去,降低燃烧煤中的含硫量,从而达到减少污染的目的。
燃烧中脱硫(即炉内脱硫),是在煤粉燃烧过程中同时投入一定量的脱硫剂,在燃烧时脱硫将二氧化硫脱除。典型技术是循环流化床技术。
燃烧后脱硫(即烟道气体脱硫),是在烟道外加装脱硫设备,对烟气进行脱硫的方法,典型技术有石灰石-石膏法,喷雾干燥法,电子束法,氨法等。
烟道气体脱硫是目前世界唯一大规模商业化应用的脱硫方式。90%以上的国内外火电厂脱硫技术落后均采用石灰石-石膏法。

46、循环流化床锅炉与常规煤粉锅炉在结构与运行方面有什么区别?

:它与常规煤粉锅炉在结构与运行方面的区别有以下方面:

(1)燃烧室外底部布风板是循环流化床锅炉特有的设备,其主要作用是使流化风均匀地吹入料层,并使床料流化。对布风板的要求是在保证布风均匀条件下,布风板压降越低越好。

(2)床料循环系统是循环流化床锅炉结构上的主要特征:由高温旋风分离器和飞灰回送装置组成,其作用是把飞灰中粒径较大、含碳量高的颗粒回收并重新送入炉内燃烧。

(3)循环流化床锅炉的入炉煤粒大。一般燃用粒径在10mm以下的煤即可,但要求燃料破碎系统稳定可靠。

(4)循环灰参数对锅炉运行的影响。锅炉负荷通过热量平衡和飞灰循环倍率两方面来调节。循环流化床锅炉运行时,其单位时间内的循环灰量可高达同单位时间内燃煤量的20~40倍。由于灰的热容大很多,因此循环灰对燃烧室下部的温度平衡有很大影响,循环流化床锅炉燃烧室下部未燃带一般或根本不布置受热面,煤粒燃烧产生的热量则由烟气粉炉中,蒸发受热面的出力主要取决于炉膛温度,而在循环流化床锅炉中,床层温度基本不随负荷变化,或在小范围内波动。运行中烟气携带的飞灰颗粒量成为影响蒸发受热面的重要因素。因此,循环流化床锅炉可以从热量平衡和飞灰循环倍率两个方面来调节锅炉负荷。

(5)循环流化床控制系统要求高。由于循环流化锅炉内流态化工况、燃烧过程较煤压、床层密度、汽温、汽压等,同样对于选择性流化床冷渣器和旋风分离器来说又要多两倍的控制参数,所以需要调整的参数比煤粉炉要高出许多,因此其控制系统较同等容量的煤粉炉要求高。另外,由于循环流化床锅炉的磨损相对比较严重,各种温度、压力和流量测点磨损程度也会增加很多,保证各测点正常工作的任务也异常艰巨,这对控制系统的要求随之提高。

47、什么叫床层差压?

答:床层差压是指风室压力与密相床层力之差,是表征床料高度的一个重要物理量。一定高度的床料在固定流化风量下对应一定的床层差压。因为在流化状态下,相同面积布风板上颗粒的重力与其浮力差基本相同,所以用床层差压可以计算出床料的高度。

48、什么叫做膛差压?

答:炉膛差压是指稀相区的压力与炉膛出口的压力差,是表征炉膛稀相区颗粒浓度的重要物理量。一定的颗粒浓度对应一定的炉膛差压。炉膛差压越大,稀相区颗粒浓度越大,循环灰量也越大。

49、循环流化床锅炉的脱硫原理是什么?

答:SO2是一种严重危害大气环境的污染物,SO2与水蒸气进行化学反应形成硫酸,和雨水一起降至地面即为酸雨。NOX包括NO、NO2和NO3三种,其中NO也是导致酸雨的主要原因之一,同时它还参加光化学作用,形成光化学烟雾,导致臭氧层的破坏。煤加热至400oC时开始首先分解为H2S,然后逐渐氧化为SO2。其化学反应方程式为

FeS2 2H2→2H2S Fe

H2S O2→H2 SO2

对SO2形成影响最大的因素是床温和过量空气系数,床温升高、过量空气系数降低则SO2越高。循环流化床燃烧过程中最常用的脱硫剂是石灰石,当床温超过其燃烧温度时,发生煅烧分解反应方程式为:CaCO3→CaO CO2↑此时吸收183kJ/mol脱硫反应方程式:

CaO SO2 1/2O2→CaSO4

这样使SO2在发生化学反应后变成CaSO4,对SO2起到固化作用,达到脱硫的效果。

50、循环流化床锅炉内有哪几个传热过程?

:循环流化床锅炉内有不同的多种传热过程。床内实际的传热过程是以上各种过程的组合。具体过程如下:

(1)颗粒与气体之间的传热。

(2)颗粒与颗粒之间的传热

(3)气固多相流与受热面之间的传热。

(4)气固多相流与入床气流之间的传热。

51、影响流化床传热的因素有哪些?

答:影响流化床传热的因素主要有以下几个方面;

(1)气体物理性质的影响。气膜厚度及颗粒与表面的接触热阻对传热起到主要作用。比如,气体密度增加,传热系数增大;气体粘度增大,传热系数减小;气体导热系数增大,传热系数增大。

(2)固体颗粒物理特性的影响。其中:

1)固体颗粒尺寸的影响。对于小颗粒床,传热系数随固体颗粒平均直径增大而减小;对于大颗粒床,传热系数随固体颗粒平均直径增大而增大。同样,传热系数随固体颗粒密度增大而增大。

2)球形度及表面状态的影响。球形和较光滑的颗粒,传热系数较高。球形度越差的颗粒,传热系数越低。

3)固体颗粒导热系数的影响较小。

4)固体颗粒粒度分布的影响。对于小颗粒床,粒径越小,传热系数越大;对于大颗粒床,粒径越大,传热系数越大。

(3)流化风速的影响。对于循环流化床的密相区,传热系数随流化风速的增大而减小;而对于循环流化床的稀相区,传热系数随流化风速的增大而增大。

(4)床温对传热系数的影响。其中:

1)床与传热面间的传热系数随床温的升高而升高。

2)床壁温度的影响。传热系数随壁温的升高成线性规律地增大。

3)固体颗粒浓度的影响。床层颗粒浓度是影响循环流化床床层与床壁面传热最主要的因素之一。传热系数随床层颗粒浓度的增加而显著增加。

4)床层压力的影响。床层压力增大,传热系数增加。

52、什么叫做表观气速?

答:表观气速即为当床层流态化后流体逸出床层物料后的速度。它是循环流化床一个重要的操作参数。表观气速一量确定下来,床层颗粒的携带量和炉膛传热量也就确定,可以计算出流化床锅炉的燃烧效率。这对循环流化床锅炉的分离和回送装置的设计是至关重要的。

53、对于循环流化床锅炉,机械不完全燃烧损失有哪几部分组成?

:对于循环流化床锅炉,机械不完全燃烧抽失主要由床层排出的底渣和烟气带出的细灰以及布风板漏渣中的未完全燃烧的可燃固体所造成的这几部分损失所组成。循环流化床锅炉的机械不完全燃烧损失通常在2%~8%。

54、试分析煤粒无过大或过小对燃烧的危害。

答:在一个正常运行的循环流化床锅炉中,不同粒径的颗粒呈现一定规律分布。入炉煤颗粒过大时,则造成床层不能维持正常的流化状态,产生局部结焦或布风板漏渣,燃烧区域后移,燃烧份额发生改变,主汽温度超出正常范围,锅炉运行偏离了设计工况,还会引起机械不完全燃烧,损失增大,锅炉的总效率不降;入炉煤颗粒过小时,会引起扬析现象,飞灰含碳量较高,机械不完全燃烧损失也增大,另外还会使炉膛内的燃烧份额增大,增大了蒸发热量,造成过热热量比例不降,主汽温度超出了设计范围。

55、循环倍率与循环流化床锅炉负荷的关系是什么?

:对于循环流化床锅炉,改变循环倍率可以改变锅炉负荷。降低循环倍率可使理论燃烧温度上升,降低水冷壁的传热系数,保持炉膛出口温度不变。随着负荷不降,循环倍率随之下降。当循环倍率达到1/3~1/4负荷时,循环流化床锅炉按鼓泡流化床方式运行、物料循环量为零,这样可以保证汽温、汽压在允许范围内。

56、二次风位置如何确定?

:在循环流化床锅炉中,一般认为二次风口即为密相区和稀相区的分界点,二次风口以下为密相区,二次风口以上为稀相区。目前大多采用较低的密相区以降低能耗,二次风的入口位置一般离布风板1.5~3m左右。二次风可以单层进入也可以多层进入。

57、火焰检测装置的工作过程是什么?

答:火焰检测装置的工作过程为:在点油枪附近的火焰检测装置由光纤构成,光纤感受到火光,产生光信号,光信号传送到点火程控柜的信号放大电路,经放大变为电信号,开关量传送到分散控制系统(DCS)的显示画面上,运行人员便可获知点火油枪的工作状况。

58、点火启动过程分为哪几个阶段?

答:循环流化床锅炉启动可分为以下几个阶段:

(1)检查各风门、阀门、汽包水位以及将要运行的辅机状况,全面调整到点火前的状态。

(2)启动各风机使床料流化。

(3)点燃油枪,加热床料。

(4)根据煤种的不同,当床温达到煤的可燃温度时开始脉冲投煤。

(5)锅炉升温、升压,逐渐加大给煤量。

(6)锅炉并列后,床温达到850oC以上可拉掉油枪并加强调整。

59、循环流化床锅炉为什么要提高一、二次风机的进口温度?采取的措施有哪些?

答:如果一、二次风机进口温度过低,当低于烟气的露点时,烟气的SO2与水反应生成硫酸,对尾部受热面产生腐蚀作用,所以一定要把一、二次风机进口温度提高到烟气的露点以上。提高风机进口温度的方法有设置热风再循环和合理布置风机入口的位置(有的风机进口布置在炉顶,由炉顶空气温度较高,风机进口温度也会提高)。现在一般采用暖风器,使用蒸汽加热器来提高一、二次风机进口温度。

60、汽包水位计有几种?

答:汽包锅炉常用的水位计有机械水位计、平衡容器水位计、玻璃管水位计、电接点水位计、双色水位计等。汽包锅炉应至少配置两只彼此独立的就地汽包水位计和两只远传汽包水位计。水位计的配置应采用两种以上工作原理共存的配置方式,以保证在任何运行工况下锅炉汽包水位的正确监视。对于过热器出口压力为13.5Mpa及以上的锅炉,其汽包水位计应以差压式(带压力修正回路)水位计为基准。汽包水位信号应采用三选中值的方式进行优选。

61、简述电除尘器的组成部分及其作用。

答:电除尘器的组成部分及其作用如下:

(1)高压硅整流器流变压器。将380V的低压升高为(约60~70kV)直流高压电。

(2)电振打装置。将集尘板和电晕极积存的灰通过振打落入灰斗中。

(3)电加热装置。将灰斗中的灰和阴阳极框架进行加热,防止受潮结块。

(4)灰斗气化风机。使灰斗中的灰流动起来,避免结块。

(5)阴极板,又称电晕极。主要作用是产生负电离子,使灰尘荷电。

(6)阴极板,也叫集尘极。使荷电灰尘与正电荷中合而释放电荷,而灰尘积存在阳极板上。

(7)烟气导流通道。防止形成烟气走廊,使烟气能够更加均匀地经过各电场。

(8)灰斗及除灰系统。起到储藏和输送灰的作用。

62、什么叫做比电阻?

答:长度和截面积各为1个单位时的电阻为比电阻,即导线长度为1cm,截面积为1cm2时的阻值,用ρ表示,单位为Ω·cm。粉尘分为低比电阻粉尘(ρ<104Ω·cm)、中比电阻粉尘(104Ω·cm<ρ<5×1010Ω·cm)和高比电阻粉尘(ρ>5×1010Ω·cm).

63、比电阻对除尘效果有何影响?

:通常粉尘的比电阻值在104~5×1010Ω·cm 之间,比电阻对除尘效果影响有以下几方面:

(1)比电阻大于5×1010Ω·cm,影响电晕电流,粉尘荷电量和电场程度,使除尘效率下降。

(2)高比电阻会使粉尘粘附力增大,不易被振打下来,易产生二次飞扬,使除尘效率下降。

(3)低比电阻易因静电感应获得正电荷,使极板上的粉尘重新排斥到电场空间。

64、电除尘四个物理过程是什么?

答:电除尘四个物理过程依次为:

(1)气体电离为阴阳离子。电除尘器利用高压直流电压使两极间产生极不均匀的电场,阴极附近的电场强度最高,产生电晕放电,使气体电离成为阴阳离子。

(2)电场中正负离子与粉尘相互碰撞并吸附在烟气中的粉尘并使之带上电荷。

(3)带上电荷的粉尘在电场力的作用下向极性相反的电极运动。

(4)带电粉尘到达极板或极线时,粉尘沉积在电板板或极线上,通过振打装置落入灰斗,使烟气中的粉尘绝大部分被分离出来。

65、影响电除尘效果的主要因素是什么?

答:影响电除尘效果的主要因素是:

(1)烟气性质。包括烟气的温度和压力、烟气成分、烟气湿度、烟气流速、烟气浓度。

(2)粉尘特性。其主要因素就是粉尘的比电阻,比电阻过高或过低都不适合电除尘对粉尘的捕集,中比电阻比较适合于电除尘器。

(3)电除尘器结构。如果结构不合理会影响气流分布不均匀或漏风,引起粉尘的二次飞扬,或形成气流旁路。

(4)运行人员的操作方法。如果操作方法不正确会引起电除尘器效率下降甚至造成设备损坏。

66、烟气湿度对除尘效率有何影响?

答:一般工业生产的烟气都含有水分,从原理上分析烟气中水分越多,除尘效率就应该越高,但若电除尘设备的保温效果不好,烟气温度达到露点,特别是在烟气中二氧化硫含量比较大时,过高的湿度就会使电极系统及金属部件产生腐蚀,反而损坏了设备,影响了除尘的效果。

67、电除尘器电磁振打的工作原理是什么?

答:当线圈通电时,线圈带电生磁,振打棒在电磁力的作用下被提起,达到一定高度时,线圈在程序控制下断电,电磁力消失,振打棒在重力作用下下落,敲击振打杆,由振打杆将振打力传递到内部阴阳极系统或气流分布装置上,将粉尘振下。

68、电除尘器运行时的安全注意事项是什么

答:电除尘器在运行时,各电场内都存在高压电和浓度很高的灰尘。在停止运行时,电场内部也会存在高压感应电,所以必须注意以下几方面的安全事项:

(1)电除尘器运行时禁止开启高压开关柜,严禁打开各种门孔封盖。

(2)进入电除尘器内部工作时,必须严格执行工作票制度,切断所有电源,隔离烟气通道,除尘器内部温度降至40℃以下时,工作部分应有可靠接地,并制订可靠安全措施。

(3)进入电场前必须将高压隔离开关闸刀投至“接地”位置,对电场放电,可靠接地,消除残余静电。

(4)进入电场前应将灰斗内的储灰放净,充分通风。

69、为什么锅炉的油枪在运行时不能投用电除尘器?

答:在锅炉的油枪运行时,为了防止油枪雾化不良,未燃尽的油滴玷污电除尘器的极板,从而降低除尘器的除尘效率,所以不能投用电除尘器。但是,必须投用电加热器和电振打器,以防止支持瓷瓶的表面结露造成闪络短路,并能够及时使极板上的灰尘被振打下来,预防除尘效率下降。

70、循环流化床锅炉的一、二次风机各有可特点?

答:循环流化床锅炉中,一次风机多采用大功率的高压离心式风机,一次风机的作途主要是送出的风进入一次风室,通过布风装置(风帽)进入炉膛,使炉膛内的床料流化。一次流化风是炉内热量的主要传递和携带介质。一次风速的大小决定着床料的流化情况和炉内床温的调节情况。一次风还是点火风机和播煤风机的风源,因此一次风的用量在循环流化床锅炉中是最大的,占总用量的65%以上。循环流化床锅炉一次风系统在空气预热器进口的阻力比较大,一次风系统空气预热器进口烟道的振动也是所有烟道中振动最大的。在此处一般都装有导向装置,以减小其振动,在运行时还应在不影响一次风机流量的前提下尽量减小一次风的压头。循环流化床锅炉的二次风机主要用途是将锅米所需的助燃送入炉膛。由于一次风量在循环流化床锅炉中的比例较大,对二次风的需求量只占总风量的30%左右。二次风压力也比一次风要小,所以一般二次风机的容量也比一次风机的小。

71、循环流化床锅炉与常规煤粉炉相比,其独特的控制回路有哪些?

答:循环流化床锅炉的燃烧及控制与常规的煤粉炉相比有较大区别,根据其独特的运行方式,循环流化床锅炉的控制系统设计了一些独特的回路:

(1)燃料量控制系统。给煤量主要受负荷指令、风和燃料交叉连锁信号的控制。

(2)石灰石量控制系统。调节石灰石量是为了满足SO2排放浓度的要求。当SO2的浓度发生变化时,石灰石量也相应变化。

(3)风量控制系统。风量控制包括总风量控制和一、二次风配比的控制。总风量根据燃料指令获得,并根据氧量信号校正,形成总风量指令信号。这与常规煤粉炉是一样的。所不同的是,在循环流化床锅炉中,一次风量都有一个规定的最低下限值,并且一、二次风的比例还要受到床温控制回路的校正。

(4)返料风控制系统。主要通过旁路、溢流阀开度来控制风量、风压,确保回料器内流化正常,返料连续稳定。

(5)床压控制系统。一般通过排渣量来控制床压,确保床压在上、下限之间。

(6)床温控制系统。调整的方法是调整一次和二次风的配比、调节给煤量、调节灰循环量等。

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