干熄焦工艺基本知识

干熄焦工艺基本知识内容摘要：

的受热面，其面积（从烟气侧计算）称为受热面积，单位是“ m2 ”。 按烟气放热的性质进行划分，受热面有辐射受热面和对流受热面。 20． 锅炉金属耗率： 锅炉制造时耗用的金属重量与其额定蒸发量之比，称 为锅炉金属耗率，俗称“钢水比”。 21． 锅筒： 锅炉的锅筒，又称为汽包或汽锅，是用钢板制成的圆柱形容器，两端是凸形的封头。 在锅筒的一端或两端的封头上开有人孔，以便安装和检修锅筒内部装置。 干熄焦锅炉的锅筒是汇集汽水混合物和使汽水分离的装置，它同时接受从省煤器来的给水，并接受蒸发器和锅炉水冷壁产生的饱和蒸汽，经分离后向过热器输送饱和蒸汽。 因此，锅筒是炉水加热、蒸发、过热这三个过程的连接枢纽。 为了改善炉水的品质，锅筒装有汽水分离器和连续排污装置、定期排污装置等。 由于锅筒内部储存一定数量的水，对于锅炉来说，短时 间的供水中 断，不会立即发生事故，增加了锅炉的安全性，同时，如外界负荷改变，锅筒内部储存一定数量的水又能维持锅炉相对的稳定性。 22． 省煤器： 省煤器是由钢管或铸铁管组成的受热面，一般装设在锅炉尾部的烟道中，管内流过给水，管外为烟气。 给水经省煤器加热后进入锅炉的蒸发受热面。 简单的说，省煤器的作用是将锅炉排烟余热用来加热锅炉的给水。 装设省煤器是为了利用锅炉烟道尾部低温烟气的热量来加热给水，以降低排烟温度，提高锅炉效率。 装设省煤器还可以减少锅炉蒸发受热面，节约金属耗量，降低制造成本。 给水在省煤器内可加热至 接近或等于饱和温度。 当给水经省煤器加热后进入锅筒时，避免了较冷的给水同锅筒接触时因壁温不均而引起的热应力，改善了锅筒的工作条件。 23． 蒸发器： 是干熄焦锅炉主要产生蒸汽的部分，一般被设置在干熄焦锅炉的中部区域。 从锅筒中引出的饱和水通过强制循环水泵压入蒸发器，在蒸发器中与炉内烟气换热，产生的汽水混合物回到锅筒后，经锅筒内汽水装置分离后产生饱和蒸汽供出。 干熄焦锅炉蒸发器一般包括光管蒸发器和鳍片管蒸发器两种形式。 ： 是将从锅筒引出的饱和蒸汽或一定温度的过热蒸汽加热干燥，并达到一定的过热温度， 从而提高蒸汽过热度，增加蒸汽热焓。 干熄焦锅炉过热器一般由两级过热器组成，下段的部件称为一级过热器，上段的部件称为二级过热器，在一级过热器和二级过热器之间安装了喷水减温器，通过喷入冷水达到控制二级过热器出口过热蒸汽温度的目的。 在水管式锅炉的蒸发设备中，使炉水受热、蒸发产生饱和蒸汽的受热面是由许多管子组成的，这种 14 管子称为沸腾管。 沸腾管按水循环的流向看，可分成上升管和下降管。 所谓水冷壁，是指在炉墙的一部或全部表面上敷设水管，以吸收热量，降低炉墙表面温度。 常见的锅炉水冷壁有光管式、膜式、刺管式 三种。 干熄焦锅炉一般采用膜式水冷壁结构。 26． 膜式水冷壁： 是在光管上焊接或直接轧制鳍片，将各管的鳍片焊接起来，组成整块的水冷壁受热面。 采用膜式水冷壁的主要优点： ，可提高锅炉效率。 ，只需要采用轻型的绝热材料，使炉墙重量减轻 50%～ 60%，从而可大大减轻锅炉构架负荷及地基荷载，减少了材料用量，降低了成本，而且便于使用悬吊结构。 ，同时也减少了锅炉的安装量。 在锅炉设计中，正确的选择管子的节距和鳍片的尺寸对膜式水冷壁管运 行的可靠性是非常重要的。 ： 锅炉炉墙是锅炉的隔绝外壳，起着绝热和密封的作用，形成烟气的通道，并构成了炉膛和烟道等的外形。 锅炉炉墙的性能要求： ，能承受很大的温度变化，并有抵抗高温烟气侵蚀的能力。 为了降低散热损失和保证良好的运行条件，要求锅炉外壁温度不能过高。 ，同时要求结构简单、质轻、低价和施工方便。 锅炉炉墙按结构形式一般可分为三种：重型炉墙、轻型炉墙和敷管式炉墙。 现在的干熄焦锅炉一般都采用敷管式炉墙，锅炉 受热面管子采用小节距管或膜式水冷壁等。 该种炉墙特别适合采用悬吊组合形式安装的锅炉。 ： 当阀门进口侧静压超过其起座压力时，能突然跳起至全开的自动泄压器件。 是保证受压设备和管道在一定压力下安全运行的安全附件。 干熄焦锅炉系统的安全阀按设置位置分为锅炉安全阀、除氧器安全阀。 锅炉安全阀 其作用是保障锅炉不在超过规定的蒸汽压力下工作，以免发生爆炸的危险。 锅炉蒸汽安全阀装在锅炉的锅筒上和过热器出口管道上，分别保护蒸发受热面和过热器。 为了避免许多安全阀同时开启，排汽过多，锅筒上的安全阀分为控 制安全阀和工作安全阀两种。 控制安全阀的开启压力应低于工作安全阀的开启压力。 为了保护过热器，应使过热器的安全阀先行开启，这样可使蒸汽流过过热器进行冷却，以免金属过热。 除氧器安全阀 其作用是保障除氧器不在超过规定的蒸汽压力下工作，以免发生爆炸的危险。 除氧器安全阀装在除 15 氧器的除氧头上。 ： 用以指示锅炉锅筒内或其它容器中水位的高低液位测量装置。 ： 在锅炉中用来支撑锅筒、联箱、受热面管子、平台、扶梯及部分炉墙的金属构件，称为锅炉钢架。 ： 水和汽水混合物在锅炉 蒸发受热面的循环回路中的连续流动的过程，叫做锅炉水循环。 锅炉水循环方式主要有两种：自然循环和强制循环。 自然循环： 由于汽水混合物的密度比水小，利用这种密度差产生水和汽水混合物的循环流动，称为自然循环。 强制循环： 是利用循环水泵机械力的强制作用使炉水循环流动换热的方式。 强制循环是通过强制循环水泵来实现动力供应的，强制循环水泵的流量和压头与锅炉的循环倍率选择及锅筒高度、水循环回路阻力、蒸汽压力等因素均有关。 循环流量： 指单位时间内进入循环回路的水流量。 单位 kg／ h。 循 环倍率： 循环流量 G 和蒸汽流量 D 之比称为循环倍率 K。 其关系式为： K＝ G／ D 强制循环锅炉设计中，循环倍率应根据工质情况和受热面条件进行详细计算。 这是由于如循环倍率选用过大，将增大循环水泵的电力消耗。 而循环倍率选用过小，将有使个别管子发生“过热”和由于热负荷分配不均匀而可能导致水循环破坏的事故。 ： 是将锅炉锅筒中的炉水送入蒸发器吸热汽化成为汽水混合物后再返回锅筒的设备。 强制循环水泵的流量通常为锅炉蒸汽产量的 5～ 6 倍。 ： 是减小开启锅炉安全阀、放散阀向大气放散时产生 噪音的设备。 ： 是将冷却水（锅炉减温水）加入过热蒸汽中，保证锅炉出口蒸汽温度，起到调节过热蒸汽的作用。 ： 由于烟气中含有较多的烟尘，如处理不当，受热面就会产生严重的磨损。 影响磨损的因素总的说来有三个方面：即烟气流条件 ,如气流速度、温度、含尘量以及对受热面冲刷的角度；烟尘的性质 ,如粒子大小、形状、重度、硬度、破碎性等；被冲刷面的性质 ,如金属组织、硬度、表面形状等。 这些因素对磨损的影响不是孤立的，而是综合地表现出来。 磨损一般是不均匀的 ,大多数首先在局部发生 ,然后逐步扩展。 另外 ,材料本身的缺陷也会加速它的磨损过程。 16 ： 锅炉运行时，通过锅炉给水进入锅炉内的杂质，仅有很少部分会被饱和蒸汽带走，大部分留在锅炉水中。 如不采取措施，随时间的推移，炉水中含盐量、水渣量将越积越多，不仅会影响蒸汽品质，而且可能造成炉管堵塞，危及锅炉的安全运行。 因此，为了使锅炉水的含盐量和含硅量能维持在极限容许值以下和排除锅炉水中的水渣，在锅炉运行中，必须经常放掉一部分锅炉水，并补入相同量的给水，这叫作锅炉排污。 锅炉排污分连续排污和定期排污两种方式： 连续排污： 也叫表面排污或上部排污 ，这种排污方式是从锅炉锅筒内含盐浓度最大的部位连续放出锅水，以维持额定的锅水含盐量。 定期排污： 也叫间断排污或底部排污，这种排污方式是补充连续排污的不足，定期从锅炉水循环系统的最低点，短时间内快速排放锅炉水，从而排除锅炉水中的沉淀物，以改善锅炉水的品质。 进行定期排污时，应注意以下几点： 排放速度应很快，以利于水渣和沉淀物的排出。 每次排放的时间应很短，因排放时间过长会影响锅炉水循环的安全。 定期排污的间隔时间，应根据锅炉水水质来确定。 定期排污一般最好在锅炉低负荷时进行，因为此时水循环速度低，水 渣下沉，排放的效果较好。 定期排污前应适当提高水位，以免锅炉缺水。 锅炉发生事故时（满水事故除外），应立即停止排污。 ，只有降温降压后才能排入工厂排污水系统中，通常设排污井来降温。 锅炉投入运行的初期，需加强定期排污，以排除锅炉水中的铁锈和其它水渣。 ： 干熄焦锅炉锅内水化学处理是采用向锅炉内加磷酸三钠溶液的方式。 给水除氧处理是采用给水经大气式热力除氧器加热除氧的物理方式和加联氨溶液辅助除氧的化学处理方式。 锅炉给水除氧原理： 金属 最严重的腐蚀是电化学腐蚀。 在锅炉设备里，锅筒、管道等一般是碳钢，它们在炉水中构成了以钢中的碳（ FeC3）为阳极、铁为阴极的微电池活动的必要条件。 在炉水中的大量盐分提供了必要的电池电解液之后，发生了一系列的微电池反应： 阳极 Fe－ 2e→ Fe2＋ 阴极 2H＋ ＋ 2 e→ H2↑（炉水呈酸性时） O2＋ 2H2O＋ 4 e→ 4OH－ （炉水呈碱性时） 炉水一般应维持微碱性，因此后一反应是构成腐蚀的重要的电化学反应，氧是电池反应的重要条件， 17 2Fe＋ O2＋ 2H2O→ 2Fe（ OH） 2，如果 没有氧气来接受阳极铁放出的电子，这个电极反应就会很快达到平衡，不再继续进行，腐蚀也随即停止。 但是给水中往往含有大量的氧气，而且氧气的含量随着未经处理的给水而不断的补充进来，这就使电化学腐蚀不断地进行着。 它对锅炉的使用年限和安全运行影响很大。 氧在水中的溶解度是和水的温度成反比的，水温越高，水中的溶氧就越少。 此外，氧在水中的溶解度还和水面上气体空间各种气体形成的总压力中氧气的分压力成正比，氧的分压力小，水中的溶氧也愈少。 上述三者关系曲线如下图示意： 在锅炉给水的除氧方面，就是利用氧的溶解度性能和化学性质，设法将水中氧除去。 目前应用最普遍的几种除氧方法是：大气式热力除氧、真空除氧、解析除氧和钢屑除氧。 干熄焦锅炉系统的给水除氧一般采用大气式热力除氧方式。 ： 由上图可以看出，当水温升到 100℃左右时，由于水的蒸汽分压力迅速增加，促使氧气在水上部空间所占分压力的百分数迅速减少，水中溶解氧的含量趋向于零。 因此，在给水进入锅炉前，可先引入除氧器中，用通入蒸汽将给水加热直到沸腾的方法，使溶解在水中的氧气等气体逸出到水上空间，随着部分蒸 汽一同排入大气中。 根据这一原理制造的除氧器称为大气式热力除氧器。 热力除氧器除氧效果的好坏，与设备结构和运行工况有直接的关系。 一般要求除氧器内水和加热蒸汽分布均匀、流动通畅及水和蒸汽之间有足够的接触空间和时间。 除氧器运行时应注意以下几点： 1)水应加热到沸点：因沸点是随水面上压力的不同而不同的，所以在除氧器运行中应根据除氧器内的压力来查对其沸点。 即应注意加热蒸汽量和水量调节的问题，以确保除氧器内的水保持沸腾状态。 如自动调节系统达不到要求时，应在现场手动开启辅助加热蒸汽阀门进行通汽加热。 2)解吸出来 的气体应能通畅地排走。 否则会由于除氧器内蒸汽残余氧量过多而影响水中氧扩散出去的速度，使出水含氧量增大。 3)保证除氧器工作压力稳定：除氧器排气是通过除氧头上的排气阀实现的，应确保除氧器工作压力为 以上，高于外界大气压，以利除氧头排气通畅，也能防止外界空气窜入除氧器中影响除氧效果。 除氧头排气阀的开度可根据现场调整来确定。 4)进入除氧器的补充水量应连续和稳定。 否则对除氧效果会有一定的影响。 ） 在热力式除氧器运行过程中，空气引出管应经常冒出微量的蒸汽。 ： 锅炉给水化学处理方法 一般采用加联氨药液处理的方式，能够消除给水中残余溶解氧，减缓炉内氧化铁结垢与腐蚀。 联氨除氧的原理： 18 联氨〔 N2H4〕在常温时，为一种无色液体，有象氨的气味，剧毒，易燃。 在大气压力为 下， 凝固点为 ℃，沸点 ℃。 在 25℃时，密度为 ／ cm3。 凝固时体积缩小。 联氨吸水性很强，易溶于水和乙醇。 联氨遇水会结合成稳定的水合联氨〔 N2H4 H2O〕。 水合联氨是无色液体，凝固点低于－ 40℃，沸点 ℃，也易溶于水和乙醇。 联氨易挥发，在溶液中其浓度愈大，挥发性愈强。 当溶液中 N2H4 H2O 含量不超过 40%时，常温下挥发量不大。 联氨能在空气中燃烧，无水联氨的闪点为 52℃， 85%的 N2H4 H2O 溶液的闪点约为 90℃。 高浓度的联氨溶液遇火容易爆炸，但当联氨溶液中的 N2H4 H2O 含量低至 40%时，就不易燃烧。 当空气中联氨蒸汽的含量达到 %〔按体积计〕时，遇火便要发。