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熱量回收對(duì)鍋爐效率的影響

在吸收熱爐渣中大部分熱量、鍋爐喉部輻射熱量和爐渣中未完全燃燒可燃物再燃燒產(chǎn)生的熱量等3部分熱量后,鋼帶式排渣機(jī)冷卻風(fēng)被加熱成250~400℃的熱風(fēng)進(jìn)入爐膛并參入燃燒過(guò)程。

配鋼帶式排渣機(jī)的鍋爐,因未完全燃燒可燃物再燃燒有助于降低未完全燃燒熱損失,由此提高的鍋爐效率與渣中未完全燃燒可燃物質(zhì)量分?jǐn)?shù)密切相關(guān)。意大利MAGALDI曾在意大利Monfalcone電廠2×160MW機(jī)組上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),1 號(hào)爐安裝MAG-ALDI的MAC干式除渣系統(tǒng),2號(hào)爐為常規(guī)濕式除渣系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)表明:鋼帶式排渣機(jī)排出的渣含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為濕式排渣機(jī)的25%; 采用鋼帶式排渣機(jī)后,對(duì)于不同的煤種,渣中未完全燃燒的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低趨勢(shì)基本是一致的。

理論計(jì)算認(rèn)為:當(dāng)鍋爐排渣量約6t/h、穿過(guò)鍋爐喉部的底渣溫度850℃、鍋爐喉部面積為20m和穿過(guò)鍋爐喉部的渣中未完全燃燒碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%條件下,且鋼帶式排渣機(jī)冷卻風(fēng)量不超過(guò)鍋爐總?cè)紵�風(fēng)量的1.0%~1.5% ,則鍋爐效率可提高0.25%~0.38%。

爐渣冷卻風(fēng)量和風(fēng)溫對(duì)鍋爐效率的影響

從燃燒方面看,對(duì)鍋爐效率的影響還取決于鋼帶式排渣機(jī)冷卻風(fēng)風(fēng)量和冷卻風(fēng)入爐溫度。當(dāng)爐渣冷卻風(fēng)吸熱量一定時(shí),冷卻風(fēng)風(fēng)量越大,風(fēng)溫就低。當(dāng)冷卻風(fēng)溫度接近二次風(fēng)的熱風(fēng)溫度時(shí),在入爐總?cè)紵�空氣量保持不變的情況下,冷卻風(fēng)作為燃燒所需空氣從爐底送入,經(jīng)過(guò)空氣預(yù)熱器的冷空氣量相應(yīng)減少,鍋爐的排煙溫度提高,從而降低鍋爐效率。從鍋爐熱量平衡的角度分析,存在著一個(gè)影響鍋爐效率變化趨勢(shì)的爐渣冷卻風(fēng)溫轉(zhuǎn)折點(diǎn),如果冷卻風(fēng)進(jìn)入爐膛的溫度顯著低于轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度,將會(huì)造成爐膛整體溫度下降,需多消耗一些燃料,鍋爐效率降低;如果冷卻風(fēng)進(jìn)入爐膛的溫度高于轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度,會(huì)造成爐膛整體溫度上升,在維持吸熱量不變的前提下,燃料消耗量減少,鍋爐效率提高。

對(duì)鍋爐效率的綜合影響

采用鋼帶式排渣機(jī)后,鍋爐效率是提高還是降低取決于灰渣中未完全燃燒可燃物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、以及鋼帶式排渣機(jī)冷卻風(fēng)風(fēng)量和冷卻風(fēng)入爐溫度等方面的綜合影響,與鍋爐型式、幾何尺寸、負(fù)荷、煤灰特性、灰渣量以及鋼帶式排渣機(jī)處理能力、冷卻風(fēng)量、溫度等因素密切相關(guān),需不斷地在各種具體工程條件下總結(jié)、驗(yàn)證。

對(duì)鍋爐燃燒設(shè)計(jì)和調(diào)整的要求

為滿足鋼帶式排渣機(jī)使用中對(duì)冷卻風(fēng)量、風(fēng)溫和排渣溫度的要求,更好地發(fā)揮鋼帶式排渣機(jī)可回收熱渣熱量的特性以及減少對(duì)鍋爐燃燒工況、鍋爐效率和排煙溫度等的不利影響,鋼帶式排渣機(jī)干式除渣系統(tǒng)的選用應(yīng)與新建工程中鍋爐燃燒配風(fēng)設(shè)計(jì)和空氣預(yù)熱器設(shè)計(jì)及改造工程中鍋爐燃燒調(diào)整等緊密結(jié)合起來(lái)。

采用鋼帶式排渣機(jī)除渣系統(tǒng)時(shí),首先應(yīng)根據(jù)煤源煤質(zhì)情況及實(shí)際燃用煤質(zhì)變化,選擇合理的排渣機(jī)處理能力、冷卻風(fēng)量等參數(shù),并要求鍋爐供貨商將這部分熱風(fēng)量納入爐膛燃燒工況考慮,有針對(duì)性地進(jìn)行鍋爐燃燒設(shè)計(jì)和空氣預(yù)熱器設(shè)計(jì)等,加強(qiáng)鍋爐與鋼帶式排渣機(jī)供貨商之間的設(shè)計(jì)配合,以實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒工況、鍋爐效率和排煙溫度等不受影響,充分發(fā)揮和體現(xiàn)鋼帶式排渣機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

運(yùn)行時(shí)間對(duì)排渣分選特性的影響

初始床料高度100mm,隔墻高度450mm,主床流化風(fēng)速為0.785m/s,不同的分選室流化風(fēng)速下,分別經(jīng)過(guò)不同運(yùn)行時(shí)間后,主床和分選室排渣的平均粒徑變化可知,隨著運(yùn)行時(shí)間的不斷增加,分選室和主床的排渣平均粒徑變化均逐漸減小,運(yùn)行15min和運(yùn)行30min之間的平均粒徑變化已較小。因而可以認(rèn)為運(yùn)行30min后,分選室和主床的運(yùn)行情況達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)。同時(shí),分選室流化風(fēng)速v越大,達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)所需的運(yùn)行時(shí)間越短。此外,隨著分選室流化風(fēng)速v的增大,分選室排渣粒徑dPS隨之增大,而主床排渣粒徑dpb隨之減小,由此說(shuō)明分選室起到了粗細(xì)顆粒的分選作用。這是因?yàn)楫?dāng)主床流化風(fēng)速u一定時(shí),分選室流化風(fēng)速v的增大可以加快物料在主床和分選室間的循環(huán),分選室流化風(fēng)速v越大,被氣流夾帶回主床的細(xì)顆粒就越多,由主床進(jìn)入分選室并滯留在分選室內(nèi)的粗顆粒也越多。

流化風(fēng)速對(duì)排渣分選特性的影響

主床和分選室的流化風(fēng)速是調(diào)節(jié)分選室粗細(xì)顆粒分選效果的最直接參數(shù),也是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中實(shí)現(xiàn)運(yùn)行調(diào)整的最佳參數(shù)。 給出了不同主床流化風(fēng)速u下主床和分選室的排渣平均粒徑與分選室流化風(fēng)速v的變化關(guān)系曲線。其中,原始排渣指的是在相同運(yùn)行參數(shù)下,關(guān)閉分選室,主床單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的排渣。在此作為分選室和主床同時(shí)運(yùn)行的參照,便于通過(guò)3條曲線的相對(duì)位置來(lái)直觀判斷分選室的排渣分選效果。

定義流化風(fēng)速比ξ為主床流化風(fēng)速u與分選室流化風(fēng)速v之間的比值,即ξ=u/v。分選室和主床的排渣平均粒徑差 Δdp(Δdp=dps-dpb)與流化風(fēng)速比ξ的變化關(guān)系可知,分選室和主床的排渣平均粒徑差Δdp隨著流化風(fēng)速比ξ的增大而增大,且流化風(fēng)速比ξ存在一個(gè)臨界值1.43使得分選室和主床的排渣平均粒徑差Δdp為零。因此,只有當(dāng)ξ>1.43時(shí),分選室才有好的粗細(xì)顆粒分選效果;相反,當(dāng)ξ≤1.43 時(shí),該排渣裝置無(wú)法達(dá)到排渣分選和改善主床內(nèi)顆粒粒徑分布的目的。

隔墻高度對(duì)排渣分選特性的影響

隔墻高度 h(細(xì)灰返料口下沿與分選室布風(fēng)間距離)是影響分選室顆粒分選情況的關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)參數(shù)。在初始料層厚度100mm、分選室和主床的流化風(fēng)速分別為2.245和0.785m/s的條件下,排渣平均粒徑與隔墻高度的變化關(guān)系可知,分選室排渣平均粒徑dps均隨著隔墻高度 h的增加而減小,且減小趨勢(shì)逐漸變緩。其原因在于,隨著隔墻高度h的增加,床層表面與細(xì)灰返料口間垂直距離隨之增加,顆粒提升并翻越隔墻所克服的阻力逐漸變大,在分選室和主床的流化風(fēng)速均保持不變的情況下,在氣流夾帶拋射作用下能翻過(guò)隔墻的顆粒變小且顆粒量變少,停留在分選室內(nèi)的細(xì)顆粒較多,因而分選室排渣平均粒徑dps相應(yīng)減小。

主床排渣平均粒徑dpb隨著隔墻高度h增加也逐漸減小,但變化量相對(duì)較小,始終也沒(méi)有超過(guò)原始排渣平均粒徑dp0,由此說(shuō)明試驗(yàn)過(guò)程中分選室起到了一定的顆粒分選作用,粗顆粒向分選室移動(dòng)并滯留其中,分選室內(nèi)的粗顆粒比例增加,主床內(nèi)的細(xì)顆粒比例相應(yīng)地有所增大。