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鍋筒內部裝置包括汽水分離和蒸汽清洗裝置、給水分配管、排污和加藥設備等。其中汽水分離裝置的作用是將從水冷壁來的飽和蒸汽與水分離開來,并盡量減少蒸汽中攜帶的細小水滴。中、低壓鍋爐常用擋板和縫隙擋板作為粗分離元件;中壓以上的鍋爐除廣泛采用多種型式的旋風分離器進行粗分離外,還用百頁窗、鋼絲網或均汽板等進行進一步分離。鍋筒上還裝有水位表、閥等監測和保護設施。
為了考核性能和改進設計,鍋爐常要經過熱平衡試驗。直接從有效利用能量來計算鍋爐熱效率的方法叫正平衡,從各種熱損失來反算效率的方法叫反平衡。考慮鍋爐房的實際效益時,不僅要看鍋爐熱效率,還要計及鍋爐輔機所消耗的能量。
單位質量或單位容積的燃料完全燃燒時,按化學反應計算出的空氣需求量稱為理論空氣量。為了使燃料在爐膛內有更多的機會與氧氣接觸而燃燒,實際送入爐內的空氣量總要大于理論空氣量。雖然多送入空氣可以減少不完全燃燒熱損失,但排煙熱損失會增大,還會加劇硫氧化物腐蝕和氮氧化物生成。因此應設法改進燃燒技術,爭取以盡量小的過量空氣系數使爐膛內燃燒完全。
鍋爐煙氣中所含粉塵(包括飛灰和炭黑)、硫和氮的氧化物都是污染大氣的物質,未經凈化時其排放指標可達到環境保護規定指標的幾倍到數十倍。控制這些物質排放的措施有燃燒前處理、改進燃燒技術、除塵、脫硫和脫硝等。借助高煙囪只能降低煙囪附近地區大氣中污染物的濃度。
煙氣除塵所使用的作用力有重力、離心力、慣性力附著力以及聲波、靜電等。對粗顆粒一般采用重力沉降和慣性力的分離,在較高容量下常采用離心力分離除塵靜電除塵器和布袋過濾器具有較高的除塵效率。濕式和文氏—水膜除塵器中水滴水膜能粘附飛灰,除塵效率很高還能吸收氣態污染物。
二十世紀50年代以來,人們努力發展灰渣綜合利用,化害為利。如用灰渣制造水泥、磚和混凝土骨料等建筑材料。70年代起又從粉煤灰中提取空心珠,作為耐火保溫等材料。
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目前,燃燒系統有三種:全手操、全自動位式、全自動比例調節。
全手操:這種燃燒方式就是燃油或燃氣以固定的流量和空氣以固定的流量混合進行燃燒,主要分布在大慶、勝利、遼河、西部等各大油田,燃料主要以原油為主,部分為重油;這是一種只重燃燒效果不重運行費用和的燃燒方式,造成大量的能源浪費和事故;在市場經濟效益為主導的新形勢下,這樣的燃燒系統逐漸被精明的用戶所放棄,例如:石油大學(東營)勝華煉油廠40T蒸汽鍋爐,經過嚴密的論證,決定采用先進的燃燒系統-進口油氣混合燃燒器。
全自動位式:這種燃燒系統具備所有全自動、保護功能,只是燃料和空氣的調節是一段、兩段或三段式調節,適合于小型鍋爐或工業爐。
全自動比例調節:采用比例調節儀、PLC、DCS、BLM等實現燃料、空氣混合燃燒邏輯運算配比,真正到完全燃燒,限度地節約了能源,保護了環境。國內典型范例:北京雙榆樹熱力廠114MW鍋爐6臺、上海金山石化35T鍋爐、天津焦化三廠35T鍋爐、勝華煉油廠油氣混燒40T蒸汽鍋爐等。
善用能源、保護環境是二十一世紀可持續發展國策的重要議題,隨著科學發展意識與理念的進步,先進的燃燒系統正在被大力推廣應用。
鍋爐節能運行方式:在滿足技術要求的情況下,盡量低負荷連續運行。即節約了運行費用,又延長了鍋爐壽命。這種運行方式和優點,早已被北京眾多用戶和專家證實并推廣,僅此一項可節能8-15%,而只有比例調節燃燒系統才能實現這種運行模式。
當電極間距大于臨界距離時,小點火能量與電極間距無關;而當電極間距小于臨界距離時,由于電極本身的吸熱,小點火能量隨電極間距的減小而增加。放電電極的形狀也對小點火能量的大小有一定的影響,在相同的電極間距和電極尺寸條件下,放電點越尖,其本身吸熱越少,所需的小點火能量也就越小。
高壓點火裝置是燃燒機上的電子核心部件之一,雖然其價格僅占燃燒機總價的很少一部但它擔負著重要的燃料點燃工作。高壓點火裝置的失效,輕則燃燒機無法工作,影響生產;重則可能造成鍋爐爆炸。尤其是當高壓點火裝置未完全失效時,燃料已大量噴入爐膛,熄火保護裝置尚未動作,此時高壓點火裝置突然點火,將會造成非常嚴重的后果。由此可見高壓點火裝置的重要性。
高壓點火裝置一般由整流電路、振蕩電路、升壓部件及放電電極組成。整流電路將220 V/50 Hz 的交流電進行整流、濾波,轉變為直流電;振蕩電路的作用則是根據放電頻率,將直流電再振蕩成交流電;升壓部件將振蕩后的交流電升壓,以達到可以電離空氣的高電壓,再利用高壓硅堆形成高壓脈沖電流;放電電極則是由特殊材料制成的,置于燃料出口。各部件輸出波形。
交流220 V/50 Hz 的電源,經電源變壓器 T1 后成為電壓較低的電,然后經過整流橋 B 將交流電源變為直流脈沖電源,再經過電容C1 的濾波,就得到了直流電源,這一部分即為整流電路。振蕩電路由電阻R1、三極管 BG 和升壓變壓器 T2 的初級構成,振蕩后由升壓變壓器T2 進行一次升壓,然后由高壓二極管或高壓硅堆 D 整流,得到高壓直流電。該直流電經電阻R2 對電容C2充電,同時在大電容C3 上儲備能量。當C2 被充電到一定電壓時,雙向二極管 D2 開啟,觸發雙向可控硅SCR 導通,此時電容C3已儲備了相當的能量,該能量通過回路電容C3、雙向可控硅 SCR 和二次升壓變壓器T3 的初級釋,此時在二次升壓變壓器的次級上就產生了高電壓。該高壓經放電電極擊穿一定厚度的空氣后放電,從而完成脈沖點火的一次放電點火。電容 C3在放電后又再次充電,從而進行一連串的充放電過程,在電極間就產生了一系列放電火花,完成一次點火過程。
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