循环流化床锅炉正压式给煤密封改造

2022-09-10

1 循环流化床锅炉给煤运行方式简介

循环流化床锅炉给煤方式分为正压给煤与负压给煤两种, 正压给煤就是给煤口处炉膛内的压力大于大气压, 负压给煤为给煤口处炉膛内的压力小于大气压。对于大多数循环流化床锅炉而言, 炉内处于正压状态, 负压点位置很高或不存在, 高温烟气将通过给煤立管进入给煤机, 严重时将会造成如皮带式给煤机皮带烧损或引起其它形式的给煤设备故障, 同时高温烟气还会从密封不严密的箱体露出, 影响现场的生产的环境。简单的给煤方式如图1所示。

现阶段尽管有各种设备如锁气器、给煤绞龙等防止锅炉返烟, 但效果不甚理想, 其中主要的缺点是所用设备的故障率较高, 密封的严密性也较差。

2 改造方案

为彻底的解决这些问题, 减少设备的故障率, 本文提出了一种组合方案来解决锅炉运行返烟问题, 此方案为:采用双密封翻板式锁气器和烟气射气闭锁装置联合运行, 改造后运行系统原理图如图2。

该系统的工作原理是, 通过在锅炉给煤立管处安装双密封锁气器, 在正常运行阶段阻止烟气反窜, 该锁气器的结构与普通的翻板重锤锁气器结构基本相仿, 使用单位可根据原理图进行自行制作, 部分经锁气器反窜的烟气在烟气射气锁气器产生的负压作用下被吸收, 作为播煤风重新返回炉膛参与燃烧。由于射气锁气器产生的负压使得给煤机内部与锁气器上部的立管处于微负压状态, 有效的阻止了锅炉的返烟所造成的影响。

该系统结构的设计优点主要有如下几点。

(1) 充分利用了高压一次播煤风的能量产生负压吸收烟气, 能量利用水平有了较大的提高。

(2) 射气锁气装置无机械转动部件, 工作稳定可靠。

(3) 双密封锁气器比传统的锁气器密封结构更加合理, 将转动部件轴承安置于设备外部, 提高了工作的可靠性。

(4) 双密封锁气器与射气锁气器的结构与工作原理。

双密封锁气器的结构图如图3。

在安装该锁气器时需注意锁气器的安装高度, 一般来讲应采取低位安装, 即安装高度应靠近落煤口, 适当将锁气器上部立管距离放长, 以充分利用立管上部的存煤起到密封锅炉烟气的作用。

射气锁气器的结构图如图4。

射气锁气器的工作原理是高压一次风经过喷嘴将压力能转化为速度能, 此时在混合室中形成一定的负压区, 将锅炉烟气收集混合后在扩压喷管中将速度能再次转化为稍高于炉膛压力的压力能, 作为播煤风喷入炉膛内部参与燃烧。

3 烟气射气闭锁装置的设计

3.1 计算渐缩喷嘴的出口截面积

根据运行条件确定高压一次风的压力p1, 一次风温度T1, 一次风质量流量m1。计算渐缩喷嘴的出口截面参数。

选定喷嘴出口的背压, 由于锅炉一次风机产生的压力相对于大气压数量级上仍然较小, 故经过减缩喷最后很容易达到出口背压为负压的要求, 在此以设定喷嘴出口的压力为临界压力 (可根据机组的的实实际际情情况况选选择择合合适适的的渐渐缩缩喷喷嘴嘴出出口口背背压) 。

空气的临界压力比vcr为0.528, 临界压力Pcr为:

则喷嘴出口截面积A2为:

式中c2为喷嘴的出口烟气速度;v2为喷嘴的出口烟气比容, v2与c2的计算可有烟气的理想气体状态方程和有关的推导公式求出。

3.2 计算渐扩喷嘴的出口截面积

根据实际运行条件确定给煤口处炉膛压力pb, 忽略高速烟气携带的锅炉反窜烟气能量则由已知的一次风总能量和渐缩喷嘴的出口状态, 如上例所示的计算方法确定渐扩喷嘴的截面积A3。

3.3 影响计算的有关因素

影响计算的有关因素较多, 如气体的黏度、管道的摩擦损失、空气的入口速度等, 具体影响因素和计算方法可参见有关的喷嘴的设计理论[3], 这里不予赘述。

4 结语

本文通过合理的系统设计和简单的系统改造取得了较好的效果, 相信一定能够对有关的运行单位和设计单位提供借鉴。

摘要：循环流化床锅炉大多采用正压给煤方式, 由于炉膛高温烟气压力高于外界环境压力, 高温高压的烟气便通过给煤立管进入给煤机, 不仅影响了给煤机的正常运行, 造成设备故障, 同时严重的影响了现场的生产环境。本文提出了一种新型的锅炉给煤密封方法即采用新型设计的锁气器和烟气设计闭锁装置来进行烟气密封, 彻底避免了正压给煤造成的各种影响。

关键词：循环流化床锅炉,正压给煤,锁气器,密封改造