❶ 有的炮(如坦克)的炮管前端有一个凸起的一圈圆环,还有径向的花孔。是起什么作用的谢谢回答。
那个玩意是炮口制退器,那些你所谓的径向的花孔将炮膛内高压的气体导向炮口的反向,从而抵消部分后坐力
❷ 请教水泥煅烧所使用的喷煤管内圈风与外圈风分别起什么作用
看了这篇文章对你理解喷煤管内外风的作用应该很有帮助。一次风量不宜过大,其对风温的影响很大;简单说外风是延长火焰长度,内风是缩短,但二者调配好火焰形状才稳定。
浅谈不同煤质的喷煤管调节方法
作者:聂文喜
《新世纪水泥导报》2008年4期《新型干法水泥窑操之认识误区》作过概述,本篇根据不同煤质进一步论述喷煤管的调节方法。要掌握喷煤管的调节方法首先要了解喷煤管的性能、一次风的作用和燃料的特性。
1 几个基本概念
1.1 火焰
窑内熟料煅烧需要的热能大部分是通过火焰光辐射进行传播的,火焰的温度和形状十分重要。火焰温度的均匀分布对熟料煅烧非常有利;活泼有力的火焰最有利于熟料的烧成、煤粉的燃烧、窑皮和耐火砖寿命的延长,而且这种火焰的热流分布也比较理想。影响火焰的主要是一次风量、出口速度,旋流强度,煤粉种类、颗粒大小等。
火焰动量理论是国外长期研究得出的关于火焰成形的理论。这个理论认为影响火焰形状的关键参数是一次风的比率乘以一次风的速度,而良好的形状所需要的数值大概在1 200~1 500(%,m/s)。高动量意味着更快的混合和更短更热的火焰。
同时也可以用单位热耗的火焰推力来描述火焰的工作状况,其定义是单位时间出口风量(kg/s)乘以出口速度再除以单位热耗,国外研究表明在3~7 N/MW之间是比较合理的火焰推力范围。
窑内好的火焰形状可以使用尽量少的空气而几乎没有CO的产生。
1.2 一次风
一次风是熟料烧成系统影响最大的人工风,它不仅起到输送煤粉的作用,而且对火焰成形、燃料燃烧、吸卷二次风的数量都有很大的影响,因此精确的控制有助于熟料产、质量的提高和煤电资源的节省。
1.2.1 一次风量
一次风的温度很低,过多的参与燃烧过程则明显地降低了着火条件,不利于煤粉的燃烧,而且低温一次风会吸收大量热量导致热耗增加。但由于一次风起着输送燃料和火焰成形的作用因而不可取消,因此只有尽量降低一次冷风在净风量(包括一次风、二次风和煤粉输送用风)中的占有率以保证燃烧器的燃烧效果。一次风用量一般为净风量的7%~10%。
1.2.2 一次风输出方式
早期的单通道燃烧器全部的一次风和煤粉从同一个通道喷出,事实证明不仅一次风量大而且火焰形状也比较差,燃烧情况十分不好。利用多个通道输出一次风,不仅可以降低一次风量而且高速的轴流风可以大量地吸卷高温的二次风,旋流输出风可以增大火焰内部回流区,改善燃料着火条件,中心风调节黑火头以避免燃烧器由于高温被烧坏。同时,各个风道的出口形状也影响着燃烧,相比与环隙式出口,如果轴流净风采用数个环绕的圆型孔出风,这不仅减小出口面积,而且在保证了出口动量的基础上,增加了火焰刚度,减少了一次风量,更多的吸卷了二次风。
1.2.3 一次风速度和旋流强度
一次风各出口速度和旋流风的旋流强度对燃烧和熟料煅烧有比较大的影响。燃烧器出口速度要适当,过大会导至火焰短而散;过小则不利于火焰成形和吸卷二次风,火焰长而细会导致火焰过于疲软而缺乏穿透力。旋流风的旋流强度是一次风中一个重要的指标;合适的旋流强度加速燃料和燃烧空气的混合,改善燃料燃烧环境,使燃烧完全,并且在火焰中下游区形成外回流气膜,保护窑皮;但是过大则会使火焰中心向燃烧器出口移动,损坏烧嘴,同时会导致外风无法包裹火焰使火焰发散损伤窑皮。
1.3 喷煤管的性能
回转窑喷煤管不仅为燃烧提供燃料和氧化剂,同时也是火焰成型最主要的动力装置。喷煤管火焰的形成主要是通过一次风风量及内外风的不同动量比实现的。喷煤管的性能虽然是很重要,但在实际的使用中,性能和操作其实是同样重要的。性能好的燃烧器在使用情况不好的时候,一样不能发挥其特点。而性能一般的燃烧器,如果有非常良好的操作,那么效果一样会非常好。例如某水泥厂两条同规模生产线使用的相同的燃烧器,在使用者相同、燃料相同的情况下燃烧情况并不一样,实际的生产中,燃烧器的操作有时候甚至占了更主要的因素。在水泥生产中,设备的性能和实际的操作总是相辅相成的,在生产运行中,缺一不可。
1.4 燃料的特性
燃料有气态、液态和固态燃料。国内新型干法水泥选用的燃料主要为固态燃料--煤。煤的燃烧由受热干燥、挥发分析出和着火燃烧、焦炭着火和燃烧等阶段组成,焦炭燃烧时间往往占煤燃尽时间的90%以上,因此焦炭燃烧的快慢对燃烧设备的热力特性起着决定性作用。
煤在火焰中受热首先升温,水分蒸发逸出;当温度继续上升到一定程度时,即释放出碳氢化合物、H2 、CO等气体,称为挥发分析出;剩余的可燃质称为焦炭。
挥发分的析出量和成分与温度和温升速率有关,对煤的着火和燃烧影响很大。挥发分较高的烟煤比较容易着火,燃尽时间短;含挥发分低的无烟煤着火比较困难,燃尽时间较长。
挥发分燃烧所放出的热量对焦炭着火有影响。挥发分释放的快慢还会影响焦炭的多孔性,从而影响焦炭燃烧的完全程度。
2 烟煤的喷煤管调节方法
现在国内新型干法水泥生产线常用的燃料为烟煤,烟煤指标大厂一般选用为Ar≤25% ,Vr≥25%, Qdw≥23 027 kJ/kg,小厂选用的烟煤指标会低一些,灰分偏高,挥发分和发热量偏低一些。
烟煤的挥发分较高,燃烧过程中挥发出的气体CH4、CO、C2H2在较低温度下着火燃烧,煤粒由于挥发物析出而形成许多孔隙,表面的空气向内扩散与固定碳接触,在挥发分燃烧形成的高温环境下固定碳被快速点燃。因此烟煤的着火温度低,煤粉燃烧速度快,燃烬时间也短。在喷煤管的调节上要满足良好的火焰形状,短而不散,长而不细,火焰活泼有力。提高火焰的整体温度,同时抑制火焰高温区温度峰值。调整的手段主要是内、外风道间隙、内外风的动量比和一次风总量,达到旋流强度大,外风喷射速度快,包裹能力强。避免调出粗短胀散的火焰或细长飘软的火焰。前者属旋流强度大,外流风射流速度不足,包裹能力差,火焰高温区温度峰值高易伤窑皮。应增大外风间隙同时增大外流风量及一次风总量以提高外风风压,适当降低旋流风量。后者属旋流强度低,外流风射流强度不足,卷吸二次风能力差火焰整体温度低。应增加旋流强度,减小外风间隙并增加一次风量风压。
操作上喷煤管的调节简单讲就是内外风风压和一次风风量的调节
2.1 内外风风压的调节
内外风压力调节要求内外风风压能相匹配,调节手段也就是内外风阀门和内外风出口间隙,有的喷煤管内风调节风翅角度。一般压风压力与外风压力比值为0.75~0.9比较合适。
2.2 一次风量的调节
调好了内外风压力之后再调一次风量。一次风量的调节更简单就是使一次风机电机运行电流在额定电流的90%~98%范围之内。
3 无烟煤的喷煤管调节
有的水泥厂由于烟煤资源短缺或为了降低成本,回转窑的煅烧采用无烟煤。一般选用为Ar≤25% ,Vr≥5%~10%, Qdw≥23 027 kJ/kg,无烟煤的挥发分含量较低固定碳含量较高,而固定碳要在800 ℃以上才能着火燃烧。少量的挥发分即使着火燃烧所散发的热量也不足以将结构致密的煤粉颗粒加热到固定碳着火的温度。因此无烟煤的燃烧特性主要取决于固定碳的燃烧。从而决定了无烟煤比烟煤着火温度高,燃烬时间长。
一次风的负面效应是低温空气,过多则热效应下降。由于无烟煤的燃烧需要较高的窑内焰面温度,所以要尽量降低一次风量,利用喷煤管的外净风高速形成的负压卷吸高温二次风补氧和升温。一次风量要降低,推力的大小决定于单位时间内喷煤管的风速。风速越高火焰推力越大,火焰就越短。大推力高风速形成的喷射效应,吸卷二次热风对碳粒进行快速补氧,有利于碳粒的快速燃烬,提高对流换热效率。同时短火焰形成煤粉相对集中,将无烟煤仅有的一点挥发分相对集中,促进无烟煤的着火。综合因素组成高温焰区、高补氧区、高煤粉浓度区,用三高手段解决无烟煤着火和快速燃烬两大难题。与使用烟煤的喷煤管调整相比较,要更高的旋流强度和外风喷流速度,才能达到低一次风量和高的二次高温空气的卷吸能力。在同一条线上烟煤改用无烟煤时,煤管的调整区别在于更高的旋流强度、更高的外风风速和较少的一次风量,因此内外风道间隙都要调得更小。值得注意的是必须保证火焰的形状,避免火焰了发散。
在目前各厂的调整情况来看主要表现强有力的火焰与窑皮损伤的认识误区导致的低风压低风速调整。必须克服这种认识误区才能得到好的火焰。
4 褐煤的喷煤管调节
我国有些地区褐煤资源比较丰富,褐煤指标一般为Ar≤15%~20% ,Vr≥35%~40%, Qdw≥20 000 kJ/kg。褐煤挥发分较高,火力不易集中,加上发热量较低,窑操很难提高窑前温度,伴随黄心料,游离钙偏高,水泥需水量偏大。
褐煤因为挥发较高,挥发分析出很快,挥发分析出后焦碳多孔,燃烬时间短,火力不集中,高温区温度低。要解决这个问题应降低燃烧净空气的温度,延缓挥发分的析出并提高火焰的包裹力度。因此操作上内外风道间隙都要调得更大,最大限度的使用一次风。我们在某厂5 000 t/d生产线上调试使用的就是褐煤,原煤指标为Ar:15% ,Vr:38%, Qdw:20 000 kJ/kg。喷煤调试结果:内风压力是16 MPa,外风压力是18M Pa,一次风机液偶开度100%。达产达标考核结果:产量为6 250 t/d,熟料强度为R28=58 MPa,标煤耗为100.28 kg/t,熟料综合电耗为55.18度。
5 结束语
喷煤管的调节不但要根据不同煤质,还应结合不同窑型、喷煤管的性能、窑内通风情况、二次风温度、耐火砖使用寿命和熟料率值等因素综合考虑,不能顾此失彼,存细观察火焰形状,使火焰活泼有力,短而不散,长而不细。最终目的是窑皮长度适中,L=(4.5~5.2)×D,窑皮厚薄均匀平整,厚度为150~200 mm,熟料结粒均齐。
❸ 锅炉本体包括哪些部分它们的功用是什么
包括锅和炉
锅本体:指的是锅炉的汽水系统,它是由水的预热汽化系统和干蒸汽的过热再热系统组成。作用是将高压加热器加热过的锅炉给水进一步加热汽化,以达到吹转汽机做功的目的。
系统构成:省煤器、汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器
省煤器 高压加热器出口的给水被导入省煤器,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
汽包 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。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在水冷壁管道中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。
下降管 作用是把汽包里的水送到水冷壁下联箱,建立一个水循环。
水冷壁 下联箱中的水通过水冷壁再回到锅炉,完成水在汽包、下降管、水冷壁之间的循环
过热器 在汽包分离出的蒸汽,从汽包顶部引出,首先进入敷设在炉顶的顶棚过热器,然后流经包敷壁过热器、低温过热器、屏式过热器,到高温过热器,加热达到额定温度后送入汽轮机做功。
再热器 大型锅炉还装有再热装置,它的蒸汽来自高压缸做功后,温度和压力都降低了的排气,这些排气送到再热器中加热,然后再送回汽轮机的中、低压缸继续做功。
炉本体:指的是锅炉的炉体和燃烧系统,它的作用是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。
系统组成:燃烧器、炉膛、空气预热器。
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度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。
❹ 预热器的工作原理是什么
预热器的工作原理:
1、预热器的换热功能
预热器的主要功能是充分利用回转窑和分解炉排出的废气余热加热生料,使生料预热及部分碳酸盐分解。为了最大限度提高气固间的换热效率,实现整个煅烧系统的优质、高产、低消耗,必需具备气固分散均匀、换热迅速和高效分离三个功能。
2、物料分散
喂入预热器管道中的生料,在与高速上升气流的冲击下,物料折转向上随气流运动,同时被分散。物料下落点到转向处的距离(悬浮距离)及物料被分散的程度取决于气流速度、物料性质、气固比、设备结构等。因此,为使物料在上升管道内均匀迅速地分散、悬浮,应注意下列问题:
(1)选择合理的喂料位置 为了充分利用上升管道的长度,延长物料与气体的热交换时间,喂料点应选择靠近进风管的起始端,即下一级旋风筒出风内筒的起始端。但必须以加入的物料能够充分悬浮、不直接落入下一级预热器(短路)为前提。
(2)选择适当的管道风速 要保证物料能够悬浮于气流中,必须有足够的风速,一般要求料粉悬浮区的风速为16~22m/s。为加强气流的冲击悬浮能力,可在悬浮区局部缩小管径或加插板(扬料板),使气体局部加速,增大气体动能。
(3)合理控制生料细度
(4)喂料的均匀性 要保证喂料均匀,要求来料管的翻板阀(一般采用重锤阀)灵活、严密;来料多时,它能起到一定的阻滞缓冲作用;来料少时,它能起到密封作用,防止系统内部漏风。
(5)旋风筒的结构 旋风筒的结构对物料的分散程度也有很大影响,如旋风筒的锥体角度、布置高度等对来料落差及来料均匀性有很大影响。
(6)在喂料口加装撒料装置 早期设计的预热器下料管无撒料装置,物料分散差,热效率低,经常发生物料短路,热损失增加,热耗高。 3、撒料板
为了提高物料分散效果,在预热器下料管口下部的适当位置设置撒料板,当物料喂入上升管道下冲时,首先撞击在撒料板上被冲散并折向,再由气流进一步冲散悬浮。 4、锁风阀
锁风阀(又称翻板阀)的作用既保持下料均匀畅通,又起密封作用。它装在上级旋风筒下料管与下级旋风筒出口的换热管道入料口之间的适当部位。锁风阀必须结构合理,轻便灵活。
对锁风阀的结构要求
(1) 阀体及内部零件坚固、耐热,避免过热引起变形损坏。
(2) 阀板摆动轻巧灵活,重锤易于调整,既要避免阀板开,闭动作过大,又要防止料流发生脉冲,做到下料均匀。一般阀板前端部开有圆形或弧形孔洞使部分物料由此流下。
(3) 阀体具有良好的气密性,阀板形状规整与管内壁接触严密,同时要杜绝任何连接法兰或轴承间隙的漏风。
(4) 支撑阀板转轴的轴承(包括滚动、滑动轴承等)要密封良好,防止灰尘渗入。
(5) 阀体便于检查、拆装,零件要易于更换。 5、气固间换热
气固间的热交换80%以上是在入口管道内进行的,热交换方式以对流换热为主。气固之间的换热主要在进口管道内瞬间完成的,即粉料在转向被加速的起始区段内完成换热。 6、气固分离
旋风筒的主要作用是气固分离。提高旋风筒的分离效率是减少生料粉内、外循环,降低热损失和加强气固热交换的重要条件。
影响旋风筒分离效率的主要因素:
(1)旋风筒的直径。在其它条件相同时,筒体直径小,分离效率高。
(2)旋风筒进风口的型式及尺寸。气流应以切向进入旋风筒,减少涡流干扰;进风口宜采用矩形,进风口尺寸应使进口风速在16~22m/s之间,最好在18~20m/s之间。
(3)内筒尺寸及插入深度。内筒直径小、插入深,分离效率高。
(4)增加筒体高度,分离效率提高。
(5)旋风筒下料管锁风阀漏风,将引起分离出的物料二次飞扬,漏风越大,扬尘越严重,分离效率越低。
(6)物料颗粒大小、气固比(含尘浓度)及操作的稳定性等,都会影响分离效率。
❺ 煤的工业利用
各国的能源构成不同,消费构成也不同。我国能源以煤为主,约占70%,煤炭的消费构成大体如下:火力发电31%,各种工业锅炉31%,民用20%,炼焦8%,蒸汽机车4%,化工3%,出口3%。不同部门对煤质的要求不同。
1.炼焦用煤
焦炭用于炼铁、铸造、生产电石、气化以及金属的冶炼等。炼焦是在炼焦炉的炭化室内进行的。炭化室宽0.45m,高4.3~5.5m,长14~16m,可装煤18~27t,炭化室两边为燃烧室,温度达1300℃,隔着耐火砖把炭化室加热至1100℃,煤在炭化室中隔绝空气干馏,大约经过14~16h,煤就炼成焦炭。炼焦产品中焦炭约占75%,焦炉煤气18%,煤焦油4%,还有粗苯、氨、硫等。每座焦炉有炭化室几十个至上百个。焦炉煤气热值很高,是很好的气体燃料。煤焦油经分馏后可得到很多有用的化工产品,如汽油、煤油、柴油、润滑油、沥青等,粗苯和氨也是主要的化工原料。我国每年生产的焦炭5000×104t以上,其中大部分用于高炉炼铁。焦炭在炼铁高炉中所起的作用主要有三:一是还原剂,与铁矿石中的氧作用生成CO和CO2,把铁还原出来;二是热源,焦炭燃烧时产生高温(炼铁高炉温度约1600℃),保证化学反应的进行,使铁矿石熔化;三是支撑剂,焦炭在高温下不变形,保证高炉中气流畅通、生产正常地进行。所以炼铁必须有一定粒度的高强度、低灰低硫的优质焦炭。为保证焦炭的质量,对炼焦用煤有如下的要求:
1)有较强的结焦性和粘结性:炼焦用煤一般都要用多种煤配合炼焦;强粘结性煤如肥煤、焦煤要占50%~60%,而粘结性差的煤如气煤、瘦煤用量为40%~50%,有时也可用一部分弱粘煤代替气煤。配煤后的胶质层厚度Y为16~20mm为佳。
2)煤的灰分要低:炼焦煤的灰分增加0.8%,焦炭的灰分就增加1%,焦炭的强度会下降2%,炼铁时的焦比(炼1t铁所需焦炭量与铁的比值)要增高2%~2.5%,生铁产量要下降2.55%~3%,高炉排渣量要增加2.7%~2.9%。所以要求炼焦煤的灰分越低越好。但为了保证精煤的回收率,所以煤焦配煤的灰分Ad≤10%为宜。由于我国的气煤多,而焦煤少,所以我国焦煤、肥煤的灰分可放宽至12%,气煤的灰分则要小于9%。不管原煤灰分多低,炼焦用煤都要进行洗选,不但降低了灰分,而且可脱除大部分丝质体和半丝质体等不粘结组分,使镜质组富集而提高煤的粘结性。
3)煤的硫分要低:炼焦煤中的硫有80%进入焦炭,焦炭在炼铁时,硫进入生铁。生铁中含硫大于0.07%,即为废铁,不能炼钢,因炼出的钢具热脆性,易脆裂。为了脱硫,要在高炉中加入石灰石、白云石等熔剂与硫形成炉渣(CaS)排出。通常炼焦煤的硫增加0.1%,焦炭中的硫增高0.08%,石灰石用量就增加1.6%,焦比上升1.2%,高炉的生产能力就降低1.6%~2.0%。所以要求炼焦配煤后的硫含量St,d≤1.2%。有些工业先进国家,要求配煤的硫含量要小于0.5%。煤中的磷在炼焦时也会进入焦炭,焦炭炼铁时磷进入铁中。磷也会使铁变脆,其危害比硫更大。炼焦配煤中要求磷含量Pd≤0.1%。我国煤中的磷含量一般都不高。
4)配煤的挥发分要合适:配煤的挥发分过高,会降低焦炭强度;挥发分过低,虽可提高焦炭的强度和块度,但炼焦时膨胀压力过大,推焦困难,而且挥发分低,化学产品的回收率低,使炼焦成本提高。一般配煤的挥发分Vdaf为28%~32%较合适。若生产铸造焦,挥发分可低一点(Vdaf=28%),可得较多的大块焦。化工用焦,焦炭强度可稍降低,故挥发分可高些,灰、硫的要求也可放宽一些。
5)其他指标要求:要求配煤总水分Mt在7%~10%之间。因水分高,消耗热量,需要延长炼焦时间,降低焦炭的产量。炼焦配煤的粒度,要求小于3mm占80%以上。粒度太大,煤料混合不均匀,炼出焦炭强度受影响;粒度太小,增加磨煤费用和电耗,而且装炉煤的堆密度变小,会减少焦炭产量,降低焦炭质量。配煤的粘结性较差时,可用捣固的办法增加堆密度,减少颗粒间的间隙,改善煤的粘结性,也可加入沥青等粘结剂来改善粘结性。煤料挥发分高,收缩太大时,可加入细粉碎无烟煤、半焦等瘦化剂,以提高焦炭强度。
2.气化用煤
煤直接燃烧效率低,热能利用率仅15%~18%,且污染大气。我国每年燃烧煤炭排入大气的烟尘量达1200×104t,SO2达1800×104t,占排入大气污染物总量的60%~80%。全国有几十个城市出现酸雨,近40%的国土受酸雨的污染,酸雨主要是硫酸(90%),其次为硝酸和弱酸。大气中含硫0.8mg/m3就会使人致病,酸雨使湖泊酸化、鱼藻死亡、农作物枯萎、土壤中养分流失,还破坏金属构件、建筑物,文物古迹、油漆、衣物也受其腐蚀。酸雨给国民经济造成巨大损失,已成为国际上重大的环境污染问题。用煤生产煤气作为燃料称为煤的气化,是减少对大气和环境污染的办法。煤气的热效率高达55%~60%,比直接燃煤提高3倍,洁净、空气污染小,运送方便,生产工艺和设备比较简单。煤的气化是使煤与氧气、空气、水蒸气等反应,生成含有CO和H2等可燃气体的工艺过程,即把固态的煤变成可燃气体的过程。
2C+O2→2CO+Δ
C+H2O→CO+H2-Δ
式中:Δ表示无效成分。
据气化剂的不同,煤气可分为空气煤气、水煤气和半水煤气等。以空气作为气化剂生产出来的煤气称为空气煤气,但有效成分H2和CO含量只有12%,发热量太低,用处不大;以水蒸气、氧气作为气化剂生产出来的煤气称为水煤气,有效成分CO和H2的含量可达86%,发热量高,可作燃料和化工原料,也是工业用氢的来源;以空气和水蒸气作为气化剂生产出来的煤气称为半水煤气,有效成分H2和CO的含量达70%,N2含量为20%,发热量中等,是合成氨的原料,也可作燃料。
气化用的炉型不同,对煤质的要求也不一样。常见的有固定床气化炉、沸腾床气化炉和悬浮床气化炉。
(1)固定床气化炉
固定床气化炉为圆形炉子,煤由炉子上方加入,在炉栅上进行燃烧气化。气化剂从炉栅下部向上通入,生成的煤气从上方导出。炉栅附近温度高,为氧化层,向上温度逐渐降低,分别为还原层、干馏层和干燥层。
固定床气化炉必须用块煤,粒度最好为25~50mm,其次为13~50mm,13~25mm,25~75mm等。煤种以低煤级的褐煤、不粘煤、长焰煤、弱粘煤、气煤为佳。要求煤的抗碎强度较高,热稳定性要好(TS+6>70%),煤的活性好,灰分Ad<25%,硫分St,d<2%,固态排渣炉要求煤灰的软化温度ST>1200℃,液态排渣炉要求煤灰的熔化温度FT<1300℃,要求烟煤胶质层厚度Y<16mm。
(2)沸腾床气化炉
煤在炉上呈浮动的状态,就像沸腾的水,故称沸腾床气化炉。用粒度<8mm的煤,而<1mm的粉煤越少越好,不然飞灰的损失大,影响煤的有效利用率。煤种以低煤级的褐煤、长焰煤或不粘煤为佳。要求煤的水分Mt≤12%,灰分Ad≤25%,硫分St,d<2%,活性要好,a>60%(950℃时CO2的还原率),煤灰软化温度ST<1200℃。
(3)悬浮床气化炉
把煤磨成粉,喷至炉内呈悬浮状态进行燃烧气化。煤要磨得很细,<200网目(筛孔边长为0.074mm)的煤粒要>90%。煤粉在炉中1s内完成氧化反应,炉中温度高达1400~1500℃。生成煤气可供生产合成氨。该炉对煤种不限,对粘结性等无要求,但煤的水分要尽量少,Mt<5%。悬浮床气化炉生产能力大,1h可生产5×104~12×104m3的煤气。
(4)生产合成氨对煤质的要求
我国中型化肥厂生产合成氨的气化炉一般用固定床气化炉,对煤质有严格要求。要用无烟煤,块煤粒度为25~50mm,或15~100mm,13~25mm,13~70mm;含矸率(粒度大于50mm的矸石量百分比)小于4%,限下率(小于粒度下限的煤百分比)为15%~21%;Mt<6%;Vdaf≤10%,Ad为16%~24%,St,d≤2.0%,ST≥1250℃,TS+6≥70%,抗碎强度(大于25mm)不小于65%。
3.液化用煤
煤的液化就是将煤中的有机质转化成液态产物的加工过程。煤炭液化的主要目的是为了获得液体燃料,如汽油、柴油、煤油等,也可将液态产物加工成无灰焦炭,用以制造电极、碳纤维、粘结剂,生产有机化工产品,煤液化的副产品煤气可作为气体燃料。
煤液化的方法可分3类:煤直接加氢液化(如高压加氢法,溶剂精炼煤法);煤间接液化(先将煤气化为水煤气,然后合成液态产物);煤的部分液化(即低温干馏法)。
(1)煤直接加氢液化
煤是固体,碳含量高、氧含量高(15%~25%)、氢含量低(<7%)、原子比小,煤的分子结构为高分子缩聚物,结构单元为缩合芳香环,环上带有直链烃侧链和各种含氧、氮、硫的官能团,各结构单元通过醚键或非芳香烃连接,煤分子量很大,一般认为>5000。石油是液体,氢含量高(11%~14%),氧含量低(<1%),H/C原子比大,石油分子结构以烷烃、环烷烃为主,分子量小,约200。煤的直接加氢液化,实质就是煤在溶剂、催化剂和高压氢存在的条件下,切断煤的化学键,在键的断裂处用氢来补充,使煤变成低分子量、含氢高的油和气。加氢液化时,煤要破碎至<0.3mm,与蒽油(或四氢萘)混合制成煤糊,反应塔中温度为400~480℃,有CoMo催化剂,10~20MPa压力,煤糊在反应塔中被裂解,加氢液化,生成的液态产物可分馏出各种组分,气态产物可作燃料气用。据需要可改变反应温度和压力,生产产品可以液态为主,也可以固态为主。固态产品称溶剂精炼煤,是优质清洁燃料和化工原料,可用于炼焦配煤,做型煤的粘结剂,生产高级碳素材料、碳素纤维等。
加氢液化要采用低煤级的煤,如褐煤、长焰煤或Vdaf>35%的气煤。碳氢比要小,C/H<16,壳质组和镜质组含量要高,惰质组含量要低(I<10%,因其不液化),煤的灰分要低(Ad<5%),灰熔点要高(ST>1200℃)。
(2)煤间接液化(又称一氧化碳加氢法)
其原理是先将煤气化得原料气(CO+H2),然后在一定温度和压力下经催化合成,得到液态烃和液化石油气。产品有合成石油气、汽油、柴油、燃料油、蜡、醇、酸、酮等。目前南非有正式生产厂,年产量超过200×104t。
煤间接液化对煤质的要求与气化炉有关。如移动床加压气化炉,要求用块状无烟煤或焦炭,粒度均匀,灰分低,灰熔点高,抗碎强度高,热稳定性好,硫分低,水分低,挥发分低。
(3)煤的部分液化
即低温干馏,要用含油率高的褐煤或高挥发分烟煤,如长焰煤、气煤等。
4.火力发电用煤
我国约有30%的煤用于火力发电,年耗煤约4×108t,是用煤大户。我国火力电厂大多采用粉煤锅炉,装机容量越大的发电厂,对煤的热值及可磨性要求越高。煤的粒度越细越好,要求<200网目(筛孔边长<0.074mm)的粉煤要占85%以上(褐煤80%以上),所以要求煤的可磨性越大越好,可减少电耗。影响电厂用煤指标的主要有挥发分(Vdaf)、灰分(Ad)、水分(Mar)、硫分(St,d)、发热量(Qnet,ar)、灰熔点(DT,ST,FT)等。
1)发热量等级(表7-10):不同煤级的煤,挥发分不同,发热量不同,要根据不同炉型的煤来燃烧。如用任意煤级的煤,则燃烧的稳定性及效率会受影响。
表7-10 火力发电用煤对发热量的要求
2)灰分等级(Ad):分3等:A1≤24%;A2为24%~34%;A3为34%~46%。灰分降低发热量,粘污设备,造成显热损失,故对灰分有一定的要求。
3)水分等级(Mt%):
Vdaf≤40%时,M1≤8%,M2在8%~12%范围内;
Vdaf>40%时,M1≤22%,M2在22%~40%范围内。
煤中含水分Mt>60%时,要先干燥,不能直接燃烧。
4)硫分等级(St,d%):S1≤1.0%或S2在1.0%~3.0%之间。硫分高于3.0%会造成严重的腐蚀和环境污染。
5)灰熔点(ST):固态排渣炉要求高的灰熔点,液态排渣炉要选用低灰熔点的煤。当Qnet,ar>12.54MJ/kg时,要求ST>1350℃;当Qnet,ar≤12.54MJ/kg时,对灰熔点不限。
5.铁路机车用煤
机车锅炉的烟道较短,要求水蒸气的蒸发量大(70~80kg/(M2·h)),通风强度大,流速快(>30m/s),故需使用块煤。如果用末煤就会产生飞扬损失,粉煤没充分燃烧即被吹出,热能不能得到充分利用,损失率可达15%~20%,大供气时可达25%~30%。块煤的粒度以6~50mm为好。块煤供应不足时,也可供原煤,但含矸率要不大于1%,用混煤则要粒度为0~50mm。供应颗粒煤时限下率要小于15%,含末率要小,含末率增大1%,则煤耗增加0.4%。煤种可用长焰煤、弱粘煤、1/2中粘煤、1/3焦煤、气煤、肥煤、气肥煤等,要求挥发分大一些(Vdaf≥20%)。一般不使用褐煤,褐煤燃烧时火力不猛,使蒸气压力达不到要求。
机车用煤的硫分要低(St,d<1.5%),隧道多的地方要求St,d<1.0%,灰分要低(Ad≤24%)。煤的灰熔点越高越好,要求软化温度ST>1200℃,以免结渣影响炉子通风。煤的发热量分3级:①Qnet,ar为20.9~23.00MJ/kg;②Qnet,ar为23.00~25.09MJ/kg;③Qnet,ar≥25.09MJ/kg。用弱粘结性煤较好,用不粘结煤易漏失,用强粘结性煤则阻碍炉子通风。
6.船舶用煤
船舶用煤对质量要求更严,因船的体积小,供煤不方便,故要求高热值的低灰块煤。粒度为13~50mm间的小块和中块煤或者混块煤,灰分Ad<14%,发热量Qnet,ar≥25MJ/kg,挥发分(Vdaf)最好在25%~40%之间,煤灰熔点ST≥1250℃。可采用单种煤,也可用配煤燃烧,一般无烟煤和褐煤不宜做船舶用的配煤。
7.高炉喷吹用煤
为了降低高炉炼铁时的焦比,国内外普遍采用喷吹无烟煤粉、天然气和重油等燃料来代替部分焦炭,可降低生铁的成本,每喷吹1t优质无烟煤可节约焦炭800~900kg。喷煤粉率可达24%~30%,比用焦炭成本低一半。
喷吹用的无烟煤,要求可磨性好,HGI指数越大越好,可减少磨煤电耗;灰分、硫分要低,Ad≤12.5%,St,d<1.0%,Vdaf=10%左右,Mt<8%。水分高的无烟煤粉在喷吹时的黏滞力大,甚至使煤粉粘在一起而无法喷吹。煤灰成分中SiO2/CaO要小于1,因为CaO增高有助于降低酸性炉渣的黏度。无烟煤粉的细度,要求大于160网目的数量小于10%,最高不超过15%。我国新密、阳泉、汝箕沟、焦作、晋城等地的无烟煤可用于喷吹。低灰、低硫、强爆炸性的烟煤也可用于喷吹,如山西大同优质的弱粘煤。高变质的超无烟煤由于不易研磨成粉,一般不用于高炉喷吹。
8.烧结矿用煤
炼铁时对品位高的铁矿石经一定的破碎和筛分即可入炉冶炼,但对含铁量较低的贫矿则要预先破碎、洗选,提高品位后,把精矿粉与无烟煤和溶剂等在温度1300℃左右烧结成球,再送入高炉冶炼,把精料烧结成块,即为烧结矿。烧结用煤质量的好坏,将直接影响生铁的质量。烧结用的无烟煤粒度为0~3mm,灰分,硫分要低(Ad≤15%,St,d≤1.0%),发热量要高。
9.制活性炭用煤
活性炭是一种带有活性的炭制品,具有强吸附作用。活性炭是黑色、无味、无嗅的固体,不溶于一般有机溶剂。它具有发达的微孔结构,具有巨大的比表面积,每克活性炭比表面积可达500~1500m2,最高可达2500m2,使活性炭具有很高的吸附能力。活性炭的化学稳定性高,可在很广的酸碱度范围内使用。
活性炭是一种疏水性的吸附剂,能在气体和污水净化中发挥作用。它能从被污染的潮湿空气中吸附SO2,NO2,CO2,H2S,氯、汞蒸气以及苯、醇、醛、酚、汽油等多种气态烃,及多种细菌、病菌、臭气,还能吸附污水中各种化学物质、石油和细菌、病毒等,使水净化至地面水标准。活性炭又是一种优良的催化剂及载体,用于氧化、还原、脱氢、合成等化学反应中。活性炭广泛应用于食品、医药、工业用油剂、橡胶加工、石油炼制、染色、无机试剂的制备、有机合成、气体净化、溶液中贵金属和溶剂的回收、防毒面具、解毒剂以及航空、军工、消防等方面。
活性炭的品种有粉状和粒状等。生产时先将煤在温度600℃下进行干馏,除去挥发分,然后将碳化物在温度900℃下进行焙烧,用含氧气体和水蒸气、ZnCl2等活性剂进行活化,清除被吸附在碳表面的各种污染物,把被堵塞的微孔打开,从而增加活性炭的内表面积,恢复其活性。
各种煤都可作为生产活性炭的原料。高煤级烟煤和无烟煤制出的活性炭微孔发育,中孔少,适于气体和蒸汽的吸附,也可作催化剂载体,用于水的净化。低煤级烟煤和褐煤制成的活性炭中孔发育,微孔少,适于气体脱硫、脱色及大孔径的催化剂载体。对原料煤的要求是灰分越低越好,最高不超过10%,硫分越低越好,制颗粒状活性炭,则要求无烟煤的热稳定性要好。
10.制造电石用煤
在电炉内2200℃的高温下,将生石灰与焦炭进行反应,生成电石(CaC2)。电石与水反应,生成乙炔(C2H2),乙炔在氧气中燃烧可产生3500℃的高温,可用来切割金属;电石还可用于制造塑料、合成纤维、合成橡胶、化肥和农药等。
制造电石可用焦炭或无烟煤。对无烟煤的质量要求:固定碳含量要高,挥发分Vdaf<10%,灰分要低(Ad<7.0%),全硫St,d≤1.5%,磷含量Pd<0.04%,煤的密度以小于1.6g/cm3为佳,粒度最好是3~40mm。
11.制腐植酸用煤
制造腐植酸一般采用腐植酸含量高的泥炭、年轻褐煤和风化烟煤及严重风化的无烟煤。要求煤的腐植酸产率大于30%,煤的灰分不宜超过40%。煤灰成分中以含氧化钾和五氧化二磷较多为好,这样可制成含多种肥效的复合肥料。
12.提取褐煤蜡用煤
褐煤蜡是轻工业、化学工业中不可缺少的原料,制电缆、皮鞋油、复写纸、电子产品都少不了它。适于提取褐煤蜡的煤是年轻褐煤,要求苯抽提物EB,d>3%,灰分不宜太高。老褐煤的蜡含量低,不宜作为原料。
13.水泥工业用煤
大、中型水泥厂的砖窑烧成用煤对煤质的要求较高。首先是煤的灰分越低越好,一般要求Ad在20%~26%的范围内。灰分太高,煤的发热量太低,达不到熟料的烧成温度(1450℃以上,燃烧火焰温度达1600~1700℃),要求煤的发热量>21MJ/kg,温度低影响熟料的矿物成分和结晶状态,使水泥的安定性强度(标号)降低;要求灰分的成分稳定,因为煤灰成分会影响水泥的配料,煤的挥发分以Vdaf>25%为宜,但不要超过40%。挥发分适中,火焰明亮,升温快,熟料的质量好,煤的硫含量St,d<3%;煤种以焦煤、1/3焦煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤等较合适,也可采用配煤的方式。粒度以末煤、粉煤、混煤等小粒度最适宜,可减少磨煤电耗,粒度过细,易发生自燃爆炸,不安全。
14.陶瓷工业窑炉用煤
陶瓷工业窑炉可以用柴、煤、油、煤气、天然气作为燃料,也可用电。以煤作为燃料对煤质的要求是:发热量Qnet,ar≥21MJ/kg,挥发分Vdaf为25%~30%,灰分Ad≤20%,灰熔点ST≥1300℃,硫分St,d<2%。
15.工业锅炉的用途与用煤量
(1)工业锅炉
锅炉是生产水蒸气和热水的设备,按用途可分为动力锅炉(火力发电厂)、工业锅炉和采暖锅炉、废热锅炉。动力锅炉产生高温、高压过热蒸汽,工业锅炉产生饱和蒸汽或中、低压过热蒸汽,采暖锅炉只产生低压饱和蒸汽和热水。工业锅炉广泛用于化学工业、造纸、印染、纺织等行业。我国工业采暖锅炉有几十万台,年耗煤近4×108t。约占我煤产量的30%。
(2)工业锅炉分类
层燃炉:燃料在炉排上铺成层状,空气由炉排下送入。燃料一部分在炉排上燃烧,一部分在炉膛中燃烧,可储存较多的煤,燃烧稳定。按操作方式可分为手烧炉、链条炉、抛煤机炉、振动炉排炉等。
悬燃炉:又称煤粉炉,没有炉排,燃料在炉内呈悬浮状态燃烧,燃烧稳定性差,但燃烧效果好,机械化程度高,适于大炉。
沸腾炉:把煤料破碎至一定粒度,从炉排下送入压力较高的空气,将燃料层吹到一定高度燃烧。燃料在炉内上下翻滚,完成燃烧过程。该炉可烧劣质煤、油页岩、煤矸石、石煤,但飞灰量大,热损失大,耗电量大。管道易磨损。
(3)各种工业锅炉对煤质的要求
链条炉:煤的发热量Qnet,ar一般在19~21MJ/kg之间,挥发分Vdaf>15%,灰熔点ST>1200℃,弱结渣性;用烟煤,粒度为10~50mm。适于10~75t/h蒸汽量的中型锅炉。
振动炉排炉:用于容量2~10t/h的锅炉,适于低挥发分的烟煤和无烟煤,不宜用粘结性强、灰熔点低、水分高的煤。炉排振动易漏煤、飞灰多。
往复推动炉排炉:可用高灰分、高水分低煤级煤,不宜用无烟煤及粘结性强的烟煤,用于6t/h的小锅炉。
抛煤机炉:适用各种煤种,但粒度要在30~40mm范围内,水分Mt≤15%。适于蒸发量<10t/h的锅炉。
悬燃炉;适于任何煤种,但要有磨煤设备,适于蒸发量大于75t/h的大中型锅炉。
沸腾炉:可用劣质煤、油页岩、石煤等。
手烧炉:条状炉排,适用褐煤和高挥发分煤;板状炉适用无烟煤。
16.生活用煤
包括居民生活用煤、服务行业、机关团体用煤、冬季采暖用煤、城乡小企业生产用煤,约占我国煤年产量的20%,每年用煤超过2×108t。
烧散煤热效率仅为10%,煤球为20%,蜂窝煤为30%,上点火蜂窝煤达40%~50%。上点火蜂窝煤对煤质的要求是:易燃、上火快,发热量高,硫低,火旺耐烧,使用方便,发热量Qnet,ar在23~25MJ/kg之间,Vdaf在15%~20%范围内,St,d<0.5%,着火点低。
❻ 混凝土中,添加粉煤灰的主要作用是什么
混凝土中,添加粉煤灰的主要作用:
1) 掺入粉煤灰可改善新拌混凝土的和易性。
2) 粉煤灰可抑制新拌混凝土的泌水。
3 )掺用粉煤灰,可以提高混凝土的后期强度。
4) 掺粉煤灰可降低混凝土的水化热。
5)掺粉煤灰可改善混凝土的耐久性。
(6)煤粉塔上料管前端圆包起什么作用扩展阅读
目前几种特殊粉煤灰:
1、脱硝灰:
NOx的排放会造成严重的大气污染,形成酸雨或化学烟雾。电厂排放的NOx占全部排放量的60%,引起环保部门的高度重视。
2、脱硫灰:
为了减少SO2排放量,采用脱硫措施生产的粉煤灰。燃煤产生的SO2的排放量占排放总量的90%以上。
3、煅烧灰:
煅烧煤矸石得到的粉煤灰。煤矸石是采煤过程和洗煤的过程中排放的固体废物,是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含C量较低,比煤坚硬的黑色岩石。
4、磨细粉煤灰:
由颗粒较大、筛余量较大的粉煤灰经球磨得到的粉煤灰。
5、浮油灰:
为了提高燃煤效率,添加油性物质作为助燃剂,助燃剂不完全燃烧,在粉煤灰中存留油分,颜色黑、有异味,对混凝土的性能产生不良影响,须慎重识别、使用,它影响混凝土的表观质量,造成泌水、缓凝、强度低。
❼ 铸造模具的注射模中的拉料杆的作用是什么
在热塑性塑料注射模中,一般都设有冷料穴,其作用是用来储藏注射间隔期间喷嘴前端的冷料,防止冷料进入大型腔而影响塑件的质量。但冷料穴存留的冷料,在模具开启后,必须与塑件一件的质量。但冷料穴存留的冷料,在模具开启后,必须与塑件一起通过拉料杆将其推出模外,以便于下一个行程塑件的注射成形。拉料杆的作用,即是在开模时把主浇道凝料从主浇道衬套中拉出来和把冷料从冷料穴中顶出去。常用的拉料杆结构形式主要有以下几种结构:1.钩形拉料杆钩形拉料杆特点是:拉料杆头部的钩形可将主浇道凝料钩住,开模时将其主浇道凝料钩住,开模时将其从主浇道中拔出,因为拉料杆的尾部是固定在模具推杆固定板上,所以在塑件推出的同时,凝料也被推出。这种钩形拉料杆只适用于塑件的脱模时允许左右移动的模具中,有的塑件在脱模时不恩能够左右移动,故不能采用这种钩形拉料杆。2.球头拉料杆球头拉料杆的结构形式。熔融塑料进入冷料穴后,紧包在拉料杆的球头上,开模时将主浇道凝料从主浇道衬套中拉出,球头拉料杆的底部固定在动模一边的型芯固定板上,不随顶出机构移动。当推件板推动塑件时,就将主浇道凝料从球形头拉料杆上强制脱出。所以这种拉料杆只适用于塑件以推件板为起模机构的模具中。3.锥形拉料杆锥形拉料杆结构。这种锥形拉料杆没有存储冷料的作用,它依靠塑料收缩时的包紧力将主浇道拉出,为了增加锥面摩擦力可采用小锥度或增加锥面的表面粗糙度来实现。锥形拉料杆的尖端还起分流作用,常用于成形带有中心孔塑件的型腔模具。此外,对于弹性加好的塑件,有时可以不用拉料杆,即将冷料穴设计成倒锥形或带有圆环槽的形式,其冷料即主浇道的凝料依靠在底部推杆强制推出即可实现。
❽ 锅炉密封风的工作原理
锅炉密封结构及工作原理:(1)锅的任务是使水吸热,最后变化成一定参数 的过热蒸汽。其过程是:给水由给水泵打入省煤器以后逐渐吸热,温度升高到汽 包工作压力的沸点,成为饱和水;饱和水在蒸发设备(炉)中继续吸热,在温度 不变的情况下蒸发成饱和蒸汽; 饱和蒸汽从汽包引入过热器以后逐渐过热到规定 温度,成为
合格的过热蒸汽,然后到汽轮机做功。汽包:汽包俗称锅筒。蒸汽锅 炉的汽包内装的是热水和蒸汽。汽包具有一定的水容积,与下降管 ,水冷壁相 连接,组成自然水循环系统,同时,汽包又接受省煤器的给水,向过热器输送饱 和蒸汽;汽包是加热,蒸发、过热三个过程的分解点。下降管:作用是把汽包中 的水连续不断地送入下联箱,供给水冷壁,使受热面有足够的循环水量,以保证 可靠的运行。为了保证水循环的可靠性,下降管自汽包引出后都布置在炉外。联 箱:又称集箱。一般是直径较大,两端封闭的圆管,用来连接管子。起汇集、混 合和分配汽水保证各受热面可靠地供水或汇集各受热面的水或汽水混合物的作 用。 (位于炉排两侧的下联箱,又称防焦联箱)水冷壁下联箱通常都装有定期排 污装置。水冷壁:水冷壁布置在燃烧室内四周或部分布置在燃烧室中间。它由许 多上升管组成,以接受辐射传热为主受热面。作用:依靠炉膛的高温火焰和烟气 对水冷壁的辐射传热,使水(未饱和水或饱和水)加热蒸发成饱和蒸汽,由于炉 墙内表面被水冷壁管遮盖,所以炉墙温度大为降低,使炉墙不致被烧坏。而且又 能防止结渣和熔渣对炉墙的侵蚀;筒化了炉墙的结构,减轻炉墙重量。水冷壁的 形式:1.光管式 2.膜式过热器:是蒸汽锅炉的辅助受热面,它的作用是在压力 不变的情况下,从汽包中引出饱和蒸汽,再经过加热,使饱和蒸汽成为一定温度 的过热蒸汽。省煤器:布置在锅炉尾部烟道内,利用烟气的余热加热锅炉给水的 设备,其作用就是提高给水温度,降低排烟温度,减少排烟热损失,提高锅炉的 热效率。减温装置:保证汽温在规定的范围内。汽温调节:1、蒸汽侧调节(采 用减温器) 2、烟气侧调节(采用摆动式喷燃器)炉炉就是锅炉的燃烧系统,由 炉膛、烟道、喷燃器及空气预热器等组成。工作原理:送风机将空气送入空气预 热器中吸收烟气的热量并送进热风道, 然后分成两股: 一股送给制粉系统作为一 次风携带煤粉送入喷煤器,另一股作为二次风直接送往喷煤器。煤粉与一、二次 风经喷燃器喷入炉膛集箱燃烧放热, 并将热量以辐射方式传给炉膛四周的水冷壁 等辐射受热面, 燃烧产生的高温烟气则沿烟道流经过热器, 省煤器和空气预热器 等设备,将热量主要以对流方式传给它们,在传热过程中,烟气温度不断降低, 最后由吸风机送入烟囱排入大气。炉膛:炉膛是由一个炉墙包围起来的,供燃料 燃烧好传热的主体空间,其四周布满水冷壁。炉膛底部是排灰渣口,固态排渣炉 的炉底是由前后水冷壁管弯曲而形成的倾斜的冷灰斗, 液态排渣炉的炉底是水平 的熔渣池。 炉膛上部是悬挂有屏式过热器, 炉膛后上方烟气流出炉膛的通道叫炉 膛出口。空气预热器:是利用锅炉排烟的热量来加热空气的热交换设备。它是装 在锅炉尾部的垂直烟道中。
煤粉在炉膛燃烧产生的热量,先通过辐射传热被水冷壁吸收,水冷壁的水沸腾汽化,产生大 量蒸汽进入汽包进行汽水分离(直流炉除外) ,分离出的饱和蒸汽进入过热器,通过辐射、 对流方式继续吸收炉膛顶部和水平烟道、 尾部烟道的烟气热量, 并使过热蒸汽达到所要求的 工作温度。发电用锅炉通常还设置有再热器,是用来加热经过高压缸做功后的蒸汽的,再热 器出来的再热蒸汽再去中、低压缸继续做功发电。
锅炉的工作原理基本相同。 锅炉的作用是将燃料的化学能转变为热能,并利用热能加热锅 内的水使之成为具有足够数量和一定质量(汽温、汽压)的过热蒸汽,供汽轮机使用。现在 火力发电厂的锅炉容量大、 参数高、 技术复杂、 机械化和自动化水平高, 所以燃料主要是煤, 并且煤在燃烧之前先制成煤粉,然后送入锅炉在炉膛中燃烧放热。概括地说,锅炉是主要工 作过程就燃料的燃烧、热量的传递、水的加热与汽化和蒸汽的过热等。整个锅炉由锅炉本体 和辅助设备两部分组成。锅炉本体:锅炉本体是锅炉设备的主要部分,是由“锅”和“炉”两部 分组成的。“锅”是汽水系统,它主要任务是吸引收燃料放出的热量,使水加热、蒸发并最后 变成具有一定参数的过热蒸汽。它由省煤器、汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器和再热 器等设备及其连接管道和阀门组成。(1) 省煤器。位于锅炉尾部垂直烟道,利用烟气余热加 热锅炉给水,降低排烟温度,提高锅炉效率,节约燃料。(2) 汽包。位于锅炉顶部,是一个 圆筒形的承压容器,其下是水,上部是汽,它接受省煤器的来水,同时又与下降管、联箱、 水冷壁共同组成水循环回路。 水在水冷壁中吸热而生成的汽水混合物汇集于汽包, 经汽水分 离后向过热器输送饱和蒸汽。(3) 下降管。是水冷壁的供水管道,其作用是把汽包中的水引 入下联箱再分配到各个水冷壁管中。 分小直径分散下降管和大直径集中下降管两种。 小直径 下降管管径小,对水循环不利。(4) 水冷壁下联箱。联箱主要作用是将质汇集起来,或将工 质通过联箱通过联箱重新分配到其它管道中。 水冷壁下联箱是一根较粗两端封闭的管子, 其 作用是把下降管与水冷壁连接在一起,以便起到汇集、混合、再分配工质的作用。(5) 水冷 壁。位于炉膛四周,其主要任务是吸收炉内的辐射热,使水蒸发,它是现代锅炉的主要受热 面,同时还可以保护炉墙。(6) 过热器。其作用是将汽包来的饱和蒸汽加热上成具有一定温 度的过热蒸汽。(7) 再热器。其作用是将汽轮机中做过部分功的蒸汽再次进行加热升温,然 后再送到汽轮机中继续做功。“炉”是燃烧系统,它的任务是使燃料在炉内良好的燃烧,放出 热量。它由炉膛、燃烧器、点火装置、空气预热器、烟风道及炉墙、构架等组成。 (1) 炉 膛。是由炉墙和水冷壁转成的供燃料燃烧的,燃料在该空间内呈悬浮状燃烧,释放出大量的 热量。 (2)燃烧器。位于炉膛四角或墙壁上,其作用是把燃料和空气以一定速度喷入炉内, 使其在炉内能进行良好的混合以保证燃料及时着火和迅速完全地燃烧。 分直流燃烧器和旋流 燃烧器两种基本类型。 (3)空气预热器。位于锅炉尾部烟道,其作用是利用烟气余热加热燃 料燃烧所需要的空气,不仅可以进一步降低排烟温度,而且对于强化炉内燃烧、提高燃烧的 经济性、干燥和输送煤粉都是有利的。锅炉效率可提高 2%左右。分管式和回转式两种。 (4) 烟风道。是由炉墙、部分受热面管道及包墙管等组成的管道,用以引导烟气的流动,并经各 个受热面进行热量交换,分为水平烟道和尾部烟道。辅助设备辅助设备包括通风设备(送、 引风机) 、燃料运输设备、制粉系统、除灰渣及除尘设备、脱硫设备等。三、燃煤锅炉的工 作过程由原煤仓落下的原煤经给煤机送入磨煤机磨制成煤粉。 在原煤磨制过程中, 需要热空 气对煤进行加热和干燥, 因此外界冷空气通过送风机送入锅炉尾部烟道的空气预热器中, 被 烟气加热成为热空气进入热风管道。 其中一部分热空气经排粉机送入磨煤机中, 对煤进行加 热和干燥, 同时这部分空气也是输送煤粉的介质; 另一部分热空气直接经燃烧器进入炉膛参 与煤粉的燃烧。 从磨煤机排出的煤粉和空气的混合物经燃烧器进入炉膛内燃烧。 煤粉在炉膛 内迅速燃烧后放出大量的热量,使炉膛火焰中心的温度具有 1500 度或更高的温度。炉膛四 周内壁布置有许多的水冷壁管, 炉膛顶部布置着顶棚过热器及炉膛上方布置着屏式过热器等 受热面。 水冷壁和顶棚过热器等是炉膛的辐射受热面, 其内部的工质在吸引炉膛的辐射热的 同时,使火焰温度降低,保护炉墙不致被烧坏。为了防止熔化的灰渣黏结在烟道内的受热面 上,烟气向上流动到达炉膛上部出口处时,其温度要低于煤灰的熔点。高温烟气经炉膛上部 出口离开炉膛进入水平烟道, 与布置在水平烟道的过热器进行热量交换, 然后进入尾部烟道, 并与再热器、省煤器、和空气预热器等受热面进行热量交换,使烟气不断放出热量而逐渐冷 却下来,使得离开空气预热器的烟气温度通常在 110-160 度之间。低温烟气再经过除尘器除