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高炉本体设计毕业论文

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高炉本体设计毕业论文

热能与动力工程专业毕业论文(锅炉专业 锅炉的计算机控制 锅炉微机控制,是近年来开发的一项新技术,它是微型计算机软、硬件、自动控制、锅炉节 能等几项技术紧密结合的产物,我国现有中、小型锅炉 30 多万台,每年耗煤量占我国原煤 产量的 1/3,大多数锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染等严重的生产状态。提高热效率, 降低耗煤量,用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。 作为锅炉控制装置,其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、运行,减轻操作人员的劳动 强度。采用微计算机控制,能对锅炉进行过程的自动检测、自动控制等多项功能。 锅炉微机控制系统,一般由以下几部分组成,即由锅炉本体、一次仪表、微机、手自动 切换操作、执行机构及阀、滑差电机等部分组成,一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧 量、转速等量转换成电压、电流等送入微机,手自动切换操作部分,手动时由操作人员手动 控制, 用操作器控制滑差电机及阀等, 自动时对微机发出控制信号经执行部分进行自动操作。 微机对整个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行,除此以外为保 证锅炉运行的安全,在进行微机系统设计时,对锅炉水位、锅炉汽包压力等重要参数应设置 常规仪表及报警装置,以保证水位和汽包压力有双重甚至三重报警装置,这是必不可少的, 以免锅炉发生重大事故。 控制系统: 锅炉是一个较为复杂的调节对象,它不仅调节量多,而且各种量之间相互联系,相互, 相互制约, 锅炉内部的能量转换机理比较复杂, 所以要对锅炉建立一个较为理想的数学模型 比较困难。为此,把锅炉系统作了简化处理,化分为三个相对独立的调节系统。 当然在某 些系统中还可以细分出其它系统如一次风量控制回路,但是其主要是以下三个部分: 炉膛负压为主调量的特殊燃烧自动调节系统 锅炉燃烧过程有三个任务:给煤控制,给风控制,炉膛负压控制。保持煤气与空气比例 使空气过剩系数在 1.08 左右、燃烧过程的经济性、维持炉膛负压,所以锅炉燃烧过程的自 动调节是一个复杂的。对于 3×6.5t/h 锅炉来说燃烧放散高炉煤气,要求是最大限度地利用放 散的高炉煤气,故可按锅炉的最大出力运行,对蒸汽压力不做严格要求;燃烧的经济性也不 做较高的要求。这样锅炉燃烧过程的自动调节简化为炉膛负压为主参数的定煤气流量调节。 炉膛负压 Pf 的大小受引风量、鼓风量与煤气量(压力)三者的影响。炉膛负压太小, 炉膛向外喷火和外泄漏高炉煤气, 危及设备与运行人员的安全。 负压太大, 炉膛漏风量增加, 排烟损失增加,引风机电耗增加。根据多年的人工手动调节摸索,6.5t/h 锅炉的 Pf=100Pa 来进行设计。调节是初始状态先由人工调节空气与煤气比例,达到理想的燃烧状态,在引风 机全开时达到炉膛负压 100Pa,投入自动后,只调节煤气蝶阀,使压力波动下的高炉煤气流 量趋于初始状态的煤气流量,来保持燃烧中高炉煤气与空气比例达到最佳状态。 锅炉水位调节单元 汽包水位是锅炉安全运行的重要参数,水位过高,会破坏汽水分离装置的正常工作,严 重时会导致蒸汽带水增多,增加在管壁上的结垢和影响蒸汽质量。水位过低,则会破坏水循 环,引起水冷壁管的破裂,严重时会造成干锅,损坏汽包。所以其值过高过低都可能造成重 大事故。它的被调量是汽包水位,而调节量则是给水流量,通过对给水流量的调节, 使汽包 内部的物料达到动态平衡, 变化在允许范围之内, 由于锅炉汽包水位对蒸气流量和给水流量 变化的响应呈积极特性。但是在负荷(蒸气流量)急剧增加时,表现却为"逆响应特性",即所 谓的"虚假水位",造成这一原因是由于负荷增加时,导致汽包压力下降,使汽包内水的沸点 温度下降,水的沸腾突然加剧,形成大量汽泡,而使水位抬高。 汽包水位控制系统,实质 上是维持锅炉进出水量平衡的系统。 它是以水位作为水量平衡与否的控制指标, 通过调整进 水量的多少来达到进出平衡, 将汽包水位维持在汽水分离界面最大的汽包中位线附近, 以提 高锅炉的蒸发效率,保证生产安全。由于锅炉水位系统是一个设有自平衡能力的被控对象, 运行中存在虚假水位现象,实际中可根据情况采用水位单冲量、水位蒸汽量双重量和水位、 蒸汽量、给水量三冲量的控制系统。 除氧器压力和水位调节:除氧器部分均采用单冲量控制方案,单回路的 PID 调节。 监控管理系统: 以上控制系统一般由 PLC 或其它硬件系统完成控制,而在上位机中要完成以下功能: 实时准确检测锅炉的运行参数:为全面 掌握整个系统的运行工况,监控系统将实时监 测并采集锅炉有关的工艺参数、 电气参数、 以及设备的运行状态等。 系统具有丰富的图形库, 通过组态可将锅炉的设备图形连同相关的运行参数显示在画面上; 除此之外, 还能将参数以 列表或分组等形式显示出来。 综合及时发出控制指令: 监控系统根据监测到的锅炉运行数据, 按照设定好的控制策略, 发出控制指令,调节锅炉系统设备的运行,从而保证锅炉高效、可靠运行。 诊断故障与报警管理:主控中 心可以显示、管理、传送锅炉运行的各种报警信号,从 而使锅炉的安全防爆、安全运行等级大大的提高。同时,对报警的档案管理可使业主对于锅 炉运行的各种、弱点等了如指掌。为保证 锅炉系统安全、可靠地运行,监控系统将根据所 监测的参数进行故障诊断,一旦发生故障,监控系统将及时在操作员屏幕上显示报警点。报 警相关的显示功能使用户定义的显示画面与每个点联系起来,这样,当报警发生时,操作员 可立即访问该报警点的详细信息和按照所推荐采取的应急措施进行处理。 记录运行参数: 监控系统的实时数据库将维护锅炉运行参数的历史记录, 另外监控系统 还。设有专门的报警事件日志,用以记录报警/事件信息和操作员的变化等。历史记录的数 据根据操作人员的要求,系统可以显示为瞬时值,也可以为某一段时间内的平均值。历史记 录的数据可有多种显示方式,例如曲线、特定图形、报表等显示方式;此外历史记录的数据 还可以由以为基础的多种应用软件所应用。 计算运行参数: 锅炉运行的某些运行参数不能够直接测量, 如年运行负荷量、 蒸汽耗量、 补水量、冷凝水返回量、设备的累积运行时间等。监控系统提供了丰富的标准处理算法,根 据所测得的运行参数,将这些导出量计算出来。

电石炉、黄磷炉、炼铁高炉等设备如需转炼铁合金及不同铁合金品种相互转炼,也适用本准入条件。 (三)本准入条件...3、炼焦耗热量:焦炉煤气加热≤2250kj/kg煤(7%含水折算);高炉煤气加热≤2550kj/kg煤(7%含水折算); 4、吨焦耗新水≤3.... wsdxs.cn/html/dilidizhi/20080409/16320_2.html

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高炉投料控制系统设计研究论文

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KR法与喷吹法在铁水预脱硫中应用的比较 面对钢铁市场日趋激烈的竞争,经济高效的铁水预处理脱硫,作为现代钢铁工业生产典型优化工艺流程:“高炉炼铁—铁水预处理—转炉炼钢—炉外精炼—连铸连轧”的重要环节之一,已经被广泛的应用于实际生产。 随着社会经济和钢铁工业的高速发展,社会对钢铁质量的要求越来越高、越来越苛刻,产品的种类也急剧增加,尤其是高品质高附加值钢种的需求不断在增大。面对钢铁市场日趋激烈的竞争,经济高效的铁水预处理脱硫,作为现代钢铁工业生产典型优化工艺流程:“高炉炼铁—铁水预处理—转炉炼钢—炉外精炼—连铸连轧”的重要环节之一,已经被广泛的应用于实际生产。 近30年来铁水脱硫技术迅速发展,现已经有十几种处理方法,其中应用最广且最具代表性的主要是喷吹法和KR机械搅拌法。它们在技术上都已相当成熟,从两种工艺在实际生产中的应用效果来看,二者是互有长短。虽然喷吹法发展迅速,目前在实际生产中应用更广泛,可KR法在这几年中又有了新发展,呈现出强劲的势头。那么,这两种工艺模式各有什么优劣势?哪种更具有应用前景呢?在国内外冶金界始终没有较统一的看法。为此,本文着重就两种工艺模式的发展、应用和运营成本作了比较,尤其是它们对整个流程影响的比较,希望能对技术人员及企业技术的选择提供参考。 KR法与喷吹法的工艺及特点 在进行比较前,先了解两种方法的工艺及特点是很有必要的,不仅有利于理解两种方法的实质,也是深刻理解对两种脱硫模式分析比较的前提。 KR机械搅拌法,是将浇注耐火材料并经过烘烤的十字形搅拌头,浸入铁水包熔池一定深度,借其旋转产生的漩涡,使氧化钙或碳化钙基脱硫粉剂与铁水充分接触反应,达到脱硫目的。其优点是动力学条件优越,有利于采用廉价的脱硫剂如CaO,脱硫效果比较稳定,效率高(脱硫到≤0.005 %) ,脱硫剂消耗少,适应于低硫品种钢要求高、比例大的钢厂采用。不足是,设备复杂,一次投资较大,脱硫铁水温降较大。 喷吹法,是利用惰性气体(N2或Ar)作载体将脱硫粉剂(如CaO,CaC2和Mg)由喷枪喷入铁水中,载气同时起到搅拌铁水的作用,使喷吹气体、脱硫剂和铁水三者之间充分混合进行脱硫。目前,以喷吹镁系脱硫剂为主要发展趋势,其优点是设备费用低,操作灵活,喷吹时间短,铁水温降小。相比KR法而言,一次投资少,适合中小型企业的低成本技术改造。喷吹法最大的缺点是,动力学条件差,有研究表明,在都使用CaO基脱硫剂的情况下,KR法的脱硫率是喷吹法的四倍。 KR法与喷吹法的发展及现状 从前面分析二者的方法和特点可以知道,它们互有长短、各具特色,这也决定了它们的发展历程和现状必然是不同的。进一步了解它们的发展和现状,将更有利于理解各自技术的特点。 从时间上来看,喷吹法的研发及应用要早于机械搅拌法。喷吹法主要有原西德Thyssen的ATH(斜插喷枪)法、新日铁的TDS(顶吹法)和英国谢菲尔德的ISID法,早在1951年,美国钢厂就已成功地运用浸没喷粉工艺喷吹CaC2粉进行铁水脱硫。直至今日,尽管两种脱硫工艺方法在技术上都已相当成熟,全世界绝大多数钢铁厂广泛采用仍是铁水喷粉脱硫工艺。机械搅拌法有原西德DO (Demag-Ostberg) 法、RS (Rheinstahl) 法和赫歇法, 日本新日铁的KR (Kambara Reactor) 法和千叶的NP 法,其中,以KR法工艺技术最成熟、应用最多。KR法搅拌脱硫是日本新日铁广钿制铁所于1963年开始研究,1965年才实际应用于工业生产,之后迅猛的发展趋势表明,它具有投入生产使用较早的喷吹法无可比拟的某种优势。 在冶金工业中喷吹这种形式应用非常广泛,比如在转炉及精炼工艺中的各种顶吹、底吹和复吹技术等。当铁水预处理时,使用喷吹法把脱硫剂加入铁水中进行脱硫,这显然是可行的且易于人们接受。最早脱硫剂是以氧化钙基为主,辅助添加CaC2,而且喷吹过程也很难获得较好的动力学条件,这时主要面临两个问题:一是,如何保证CaC2的安全存贮运输和脱硫剂的脱硫效果;二是,怎样解决因动力学不足导致的脱硫效率低下,不能实现深脱硫的问题。 第一个问题侧重于开发使用更具有脱硫效率且安全的脱硫剂,于是出现了镁基复合喷吹法,脱硫效果有所改善却成效不大,而且镁粉在运输、储存、使用中同样存在很多的安全隐患,给生产带来诸多不便。然而,新型脱硫剂——钝化颗粒镁的开发成功,使纯镁喷吹脱硫技术得以实现,达到了真正高效安全的工艺目标,目前,镁系脱硫剂已经成为世界铁水预处理中的主导脱硫材料。针对第二个问题,如何才能获得更好的动力学条件呢?从工艺模式着手,技术人员研发出了具有实际应用价值的机械搅拌脱硫法,其中以KR法为典型,在根本上改善了脱硫过程中的动力学条件,并可以在脱硫剂中不加CaC2而主要采用CaO,避免了生产中使用CaC2而带来的不便和危险。然而,在工业应用时却又出现许多技术难题,比较突出的如,搅拌头的使用寿命较短;单工位操作设备导致更换搅拌头的同时无法进行铁水脱硫等。可最终这些难点还是被陆续攻破,解决了搅拌头的寿命问题,使其从原来的几十炉提高到现在的几百炉,而且摸索出了氧化钙基脱硫剂应该有一个最佳的指标要求,可以达到最理想的脱硫效果。目前,KR法已经完全可以达到深脱硫的要求,即把铁水中的硫脱至小于0.005%-0.001%。同时,双工位布置形式的出现克服了单工位的不足,使生产的连续化程度得以提高。很长时间,KR法成本问题(尤其是前期投资)加上其过程时间较长,以及不适应于大型铁水罐,故发展缓慢;直至二十世纪后期,其投资降低后,加上运行费用低廉,所以又受到了重视。 KR法与喷吹法的比较 从铁水脱硫工艺倍受人们的重视以来,KR法与喷吹法技术一直处于发展之中,目前虽仍需完善可也已趋近于成熟,这样两者之间才更具备可比性,本文主要从以下几文面进行具体比较。 1 技术与设备 在喷吹法中,单吹颗粒镁铁水脱硫工艺因其设备用量少、基建投入低、脱硫高效经济等诸多优势而处于脱硫技术的主要发展趋势之一,可在相当长的时间我国都是引进国外的技术和设备。到2002年10月国内才首次开发出铁水罐顶喷单一钝化颗粒金属镁脱硫成套技术设备,整套装置中,除重要电器元器件采用进口或合资的外,其余机电产品100%实现了国产化,包括若干最关键的技术设备。喷吹技术和设备的国产化直接降低了建设投资和运行操作的成本,从前期的一次性投资来看,要比KR法略有优势。 虽然搅拌法的技术专利也是国外拥有,可从其设备和技术本身而言并没有难点,机械构成是常规的机械传动和机械厂提升;加料也采用的是常规大气压下的气体粉料输送系统,可以说在系统的机、电、仪、液等方面的技术应用都是十分成熟。尽管如此,KR 法设备仍然是重量大且较复杂,可它的优势是运营操作费用低廉,由此所产生的经济效益完全可弥补前期的一次性高额投资。根据有关推算,一般3~5年即可收回所增加的投资。2000年武汉钢铁设计研究院针对武钢二炼钢厂的情况,对KR 法和喷吹法两种方案的投资进行了估算,KR 法的投资估算比喷吹法投资估算多200万元。 2 脱硫效果 实际生产过程中的铁水脱硫效果,不仅与设备有关,而且受脱硫剂、操作工艺水平、时间及温度等诸多因素影响,本文主要考虑的是纯镁喷吹法和CaO基KR法。一般对铁水预处理的终点硫含量要求是不高于50ppm,工厂生产和实验研究结果表明,喷吹法因其脱硫剂Mg的较强脱硫能力,KR法由于其表现出色的动力学条件,在可以接受的时间内(一般≤15min),它们都能达到预处理要求的目标值。国内各大钢厂的具体脱硫数据可见表1。在喷吹法中,复合脱硫剂使用CaO比例越高,脱硫效果越差,使用纯镁时脱硫率最高;KR法使用CaO脱硫剂,脱硫率只是略低于喷吹纯镁。 处理容器 脱硫剂 脱硫剂消耗/kg·t -1 脱硫率ηS/ % 最低硫/ ppm 纯处理时间/ min 处理温降/ ℃ 铁损/ kg·t-1 钢厂 机械搅拌法- KR 法 100t铁水罐 CaO 4.69 92.50 ≤20 5 28 - 武钢二炼 CaO 基喷吹法 280t混铁车 CaO基 4.30 75 60 18.4 25.5 - 宝钢一炼 CaC2 + CaO喷吹法 140t铁水罐 50% CaO+50% CaC2 7.85 81.79 40 - 31 - 攀枝花 Mg +CaO混合喷吹 100t铁水罐 20% Mg+80% CaO 1.68 87.73 - 7 19.07 13.27 武钢一炼 Mg +CaO复合喷吹 300t铁水罐 Mg + CaO(1:3) Mg 0.31CaO 1.05 79.22 21.3 < 10 - - 宝钢 Mg + CaO复合喷吹 160t铁水罐 Mg + CaO(1:2~3) Mg 0.45CaO 1.48 90 ≤50 7.55 8~14 - 本钢 纯Mg 喷吹 100t铁水罐 Mg 0.33 ≥95 ≤10 5~8 8.12 7.1 武钢一炼 3 温降 铁水温降的消极影响是降低了铁水带入转炉的物理热,主要体现在转炉吃废钢的能力下降,导致转炉冶炼的能耗和物料消耗升高,直接影响了冶炼的经济成本。KR法因动力学条件好,铁水搅拌强烈,而且CaO的加入量较大,导致温降也大,目前国内KR法工艺应用较成熟的武钢可以使温降控制在28℃左右。相比之下,镁基的脱硫温降都比较小(参照表1),主要原因有以下三点:喷吹法动力学条件差,铁水整体搅拌强度不大,热量散失少;金属镁的脱硫反应过程是个放热反应;镁的利用率高,脱硫粉剂加入量少。 4 铁损 铁水预处理脱硫过程的铁损主要来自于两部分:脱硫渣中含的铁和扒渣过程中带出的铁水。由于两种工艺模式的不同,实际渣中含铁和扒渣带出铁量都有较大的差别,目前没有公开发表的详细对比数据。一方面,较少的脱硫剂产生的脱硫渣少,则渣中含铁量也低,由此颗粒镁喷吹脱硫的铁损要少一些;另外,颗粒镁喷吹脱硫的渣量少,扒净率相对低,而KR法的脱硫渣扒净率相对高。就扒渣的铁损而言,由于还取决于高炉渣残留量及扒渣过程,综合考虑看KR法与喷吹法区别不大。究竟哪个是主要因素,与各钢厂的实际操作有很大的关系,通过换算,得出具体数据可见表2。可见,喷吹法时,采用脱硫剂的CaO含量越高,则扒渣铁损越大;而KR法使用CaO作为主要脱硫剂成分,其铁损只是略高于喷吹镁脱硫铁损。 5 脱硫剂 铁水预处理过程中,脱硫剂是决定脱硫效率和脱硫成本的主要因素之一。根据日本新日铁曾做的计算,脱硫剂的费用约为脱硫成本的80%以上,所以,脱硫剂种类的选择是降低成本的关键。然而,选择时必须得结合考虑不同工艺方法的特点。 基于动力学条件和脱硫效率,目前喷吹法主要采用的是镁基脱硫剂,KR法采用的是石灰脱硫剂。根据理论计算,在1350℃,镁脱硫反应的平衡常数可达3.17×103,平衡时的铁水含硫量可达1.6×10-5%,大大高于CaO的脱硫能力。然而,上文已经把两种脱硫剂在各自工艺中的脱硫效果进行了对比,表明,结合实际生产工艺后它们都能达到用户对脱硫的最高要求。 在脱硫方式选择时还要考虑脱硫剂的一个因素,就是脱硫剂的来源问题。一般而言,大部分钢铁生产企业都要使用石灰石,要么有自己的石灰厂,要么有稳定的协作供货渠道,来源稳定,成本稳定,而且供货及时,不用考虑仓储问题。虽然我国的金属镁资源丰富,可是相对钢铁企业来说,获得搅拌法所需的CaO基脱硫剂更为容易,钝化颗粒镁就不具备这些有利因素。℃左右。相比之下,镁基的脱硫温降都比较小(参照表1),主要原因有以下三点:喷吹法动力学条件差,铁水整体搅拌强度不大,热量散失少;金属镁的脱硫反应过程是个放热反应;镁的利用率高,脱硫粉剂加入量少。

摘要: 高炉煤气的利用方式很多,目前我国最主要的利用方式是高炉煤气发电项目(包括燃烧高炉煤气和高炉煤气、煤粉混烧)。分析燃煤锅炉掺烧高炉煤气和全烧高炉煤气后的工况变化,并提出改造措施,对钢铁行业的燃煤锅炉改造具有借鉴意见。 更多高炉煤气论文请进:教育大论文下载中心关键词:高炉煤气;燃煤锅炉;掺烧 在钢铁企业的生产过程中,消耗大量的煤炭、燃油和电力能源的同时,还产生诸如高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气等二次能源,所产生的这类能源,除了满足钢铁生产自身的消耗外,剩余部分用于其他行业或民用。高炉煤气是炼铁的副产品,是高炉中焦炭部分燃烧和铁矿石部分还原作用产生的一种煤气,无色无味、可燃,其主要可燃成分为CO,还有少量的H2,不可燃成分是惰性气体、CO2及N2。CO的体积分数一般在21%-26%,发热量不高,一般低位发热值为2760-3720kJ/m3。高炉煤气着火温度为600℃左右,其理论燃烧温度约为1150℃,比煤的理论燃烧温度低很多。燃烧温度低,使得高炉煤气难以完全燃烧,且燃烧的稳定性差。由于高炉煤气内含有大量氮气和二氧化碳,燃烧温度低、速度慢,燃用困难,使得许多钢铁企业高炉煤气的放散率偏高。利用高炉煤气发电,由于燃料成本低,系统简单,减少了燃料运输成本及基建费用,可以缓解企业用电紧张局面,减少CO对环境的污染,取得节能、增电、改善环境的双重效果,既能为企业创造可观的经济效益,又能创造综合社会效益。根据现在钢铁行业中高炉煤气的主要利用方式,本文对燃煤锅炉掺烧高炉煤气和燃煤锅炉改造为全燃高炉煤气锅炉做了理论分析和相应的改造措施。1 掺烧高炉煤气对锅炉性能的影响1.1 对炉膛内燃烧特性的影响燃煤锅炉中掺烧高炉煤气时,由于高炉煤气的低位发热量很低(2760-3720kJ/m3),而一般的烟煤的低位发热量约为18000kJ/kg,因此,炉膛中的理论燃烧温度必定下降,导致煤粉燃烧的稳定性变差,煤粉颗粒的不完全燃烧量增多,从而增加飞灰含碳量,机械不完全燃烧损失增加,锅炉效率降低。另一方面,掺烧高炉煤气后,送入炉膛内的吸热性介质增多,烟气的热容量增大,火焰中心的温度水平下降,火焰中心位置上移,导致煤粉在炉膛内的停留时间缩短,也造成煤粉的不完全燃烧,飞灰含碳量增加。第三,掺烧高炉煤气后,炉膛内烟气量增加(表1),炉膛内的烟气流速增加,从而缩短了煤粉颗粒在炉膛内的停留时间,也造成了煤粉的不完全燃烧。第四,掺烧高炉煤气后,高炉煤气中存在的氮气等大量的惰性气体阻碍可燃成分与空气的充分混合,减少发生燃烧反应的分子间发生碰撞的几率,导致燃烧不稳定,煤粉颗粒燃烧不完全,增加了飞灰含碳量。可见,掺烧高炉煤气后,飞灰的含碳量增加,锅炉效率降低。试验证明[1],从飞灰含碳量的角度来看,如果不提高炉膛的温度水平,高炉煤气的最佳掺烧率应该在25%以内。表1燃料产生1MJ燃烧热的烟气量众所周知,固体的辐射能力远远大于气体,燃高炉煤气产生的烟气中所含有的具有辐射能力的三原子气体所占的份额远远低于燃煤,在燃气中占很大一部分的N2等双原子气体不具备辐射能力,而且,高炉煤气燃烧产生烟气中三原子气体主要是CO2和少量的H2O,CO2的辐射能力要低于H2O,因此,掺烧高炉煤气后,炉膛内火焰辐射能力减弱,更多的热量流往后面的过热器和尾部烟道。掺烧锅炉煤气后,炉膛内的热交换能力下降,对于以炉膛水冷壁为主要蒸发受热面的锅炉,如果锅炉结构不做调整,则锅炉的蒸发量下降。1.2 对炉膛后烟道的传热特性影响以对流换热为主的过热器系统,吸收烟气热量主要取决于传热温压和传热系数。对于燃煤和掺烧高炉煤气的锅炉来说,两者的炉膛出口烟温相差不大[2],因而其传热温压也相差不大。但是掺烧高炉煤气锅炉的烟气体积流量要比燃煤锅炉大,对流受热面的烟气流速增加,因此提高了传热系数,使得过热器吸热量增加,导致过热器出口温度过热。同样,烟气量增加,如果炉膛后的受热面不改变,则布置在炉膛后烟道中的过热器,省煤器,空气预热器吸热量增多,但是不足以使得排烟温度降低到以前的温度水平,因而排烟温度升高,排烟热损失增加。2 全烧高炉煤气对锅炉性能的影响2.1 对炉膛内燃烧特性的影响高炉煤气中大量的惰性气体N2、CO2等在燃烧时不参与燃烧反应,相反,还吸收大量可燃气体燃烧过程中释放的热量,使得高炉煤气的燃烧温度偏低。虽然高炉煤气是气体燃料,理论燃烧温度(-1150℃)要远低于煤粉颗粒(1800℃-2000℃),但是高炉煤气中含有的大量惰性气体会阻碍火焰传播,使火焰的传播速度变慢(例如层流火焰传播速度仅为0.3-1.2m/s),因此,要保证燃烧的稳定性,必须提高燃烧温度。高炉煤气中几乎不含灰分,燃烧时,火焰基本上不产生辐射能量,只有燃烧产生的烟气中的三原子气体具有辐射能力,高炉煤气中大量的氮气不具备辐射能力,所以燃高炉煤气的锅炉,炉膛中的烟气辐射传热能力要低于燃煤锅炉。因此,炉膛内水冷壁的吸热量降低,导致锅炉蒸发量减少。2.2 对炉膛后烟道的传热特性的影响由于高炉煤气中几乎不含有灰尘,所以,燃烧高炉煤气产生的烟气中的飞灰可以忽略不计,因此,对流受热面的污染系数ξ很低,只有0.0043,而对于燃煤锅炉,当烟气流速为10m/s时,污染系数ξ为0.019[3],可见,燃烧高炉煤气后,对流受热面的热有效系数增大,使得对流受热面的吸热量增多。高炉煤气中含有大量的惰性气体,产生相同燃烧能量的高炉煤气生成的烟气量要大于纯燃煤时产生的烟气量,因此流经对流受热面的烟气量增大,烟气流速增加,导致对流传热的传热系数变大,对流吸热量增大,因此,吸收对流受热面热量的过热蒸汽温度升高。同样,烟气量增加,如果炉膛后的受热面不改变,则布置在炉膛后烟道中的过热器,省煤器,空气预热器吸热量增多,但是还不足以使得排烟温度降低到以前的温度水平,排烟温度升高,排烟热损失增加。3 掺烧高炉煤气后的改造措施由以上的分析,为了解决掺烧高炉煤气后出现的一系列问题:炉膛温度下降;过热蒸汽温度升高;飞灰含碳量增加;排烟温度变大等,提出下面的解决方案。3.1 改造燃烧器高炉煤气燃烧器一般布置在煤粉燃烧器的下部,当高炉煤气燃烧器具有充当锅炉启动燃烧器的功能时,这种布置可以获得燃烧和气温调节两方面的好处。如果以高炉煤气借助煤的燃烧来稳燃的话,则只对气温调节有利。由于混烧高炉煤气后,炉膛中火焰的中心位置上移,造成煤粉燃烧不完全,排烟温度升高等问题,因此,可以采取让燃烧器位置尽量下移,燃烧器喷嘴向下倾斜等方法,降低火焰中心位置,增加燃料在炉膛内的停留时间。选用能强化煤粉燃烧的燃烧器,如稳燃腔煤粉燃烧器[4],加强煤粉颗粒的燃烧,减少飞灰含碳量,提高锅炉效率。3.2 改造过热器掺烧高炉煤气后,炉膛内辐射吸热量减少,对流吸热量增加,因此在实际允许的情况下,增加较多的屏式过热器,相应的减少对流过热器受热面,这样,可以照顾到全烧煤和掺烧高炉煤气工况下过热器的调温性能,避免过大的增加减温水量。3.3 改造省煤器掺烧高炉煤气后,炉膛内的辐射吸热量减少,直接影响了锅炉蒸发量下降,导致锅炉出力降低,另外,掺烧高炉煤气后,烟气量变大,排烟温度升高,因此,在炉后烟道内增加省煤器换热面积,采用沸腾式省煤器,要保证其沸腾度不超过20%,否则因省煤器内工质容积和流速增大,使省煤器的流动阻力大幅增大,影响锅炉经济性。增加省煤器换热面积,提高了省煤器的吸热量,降低了过高的排烟温度,减小了排烟损失,提高了锅炉效率。4 全烧高炉煤气后的改造措施4.1 炉膛改造燃煤锅炉的炉膛内辐射传热能量很大,炉膛内配置了相应的大量的水冷壁吸收辐射热,改燃高炉煤气后,炉膛内辐射能量减少,过多的水冷壁吸收大量的辐射热能会使得炉内的温度进一步下降,加剧了高炉煤气燃烧的不稳定,因此,敷设卫燃带,降低燃烧区下部炉膛的吸热量,进一步提高燃烧区炉膛温度,改善高炉煤气燃烧的稳定性。增加了卫燃带后,减少了水冷壁的面积,锅炉蒸发量减少,为了保证锅炉的蒸发量,就必然要提高高炉煤气量,提高炉膛的热负荷,但是,高的炉膛热负荷也提高了烟气量和炉膛出口温度,导致过热蒸汽超温和排烟温度升高,锅炉效率下降,因此不可能通过无限制的提高炉膛热负荷来提高锅炉的蒸发量。锅炉改烧高炉煤气后,炉膛内的热交换能力显著下降,对于以炉膛水冷壁作为其全部蒸发受热面的锅炉,如果锅炉的结构不允许做较大的改动,蒸发量必定下降。4.2 燃烧器改造对于高炉煤气来讲,动力燃烧即无焰燃烧其火焰长度短、燃烧速度快、强度大、温度高,是一种比较合适的燃烧方式,但因其体积大、以回火、噪音高、负荷调节不灵活,且流道复杂,成本高,实际中采用很少。而采用扩散燃烧不但火焰太长,而且混合不好,燃烧不完全,不适合高炉煤气。实际中大多数采用预混部分空气的燃烧方式,这种形式的燃烧器结构简单、不易回火、负荷调节灵敏,在煤气的热值和空气的预热温度波动的情况下能保持稳定的工作,调节范围宽广,在锅炉最低负荷至最高负荷时,燃烧器都能稳定工作。燃烧器的布置主要考虑以下几点:火焰应处于炉膛几何中心区域,使火焰尽可能充满炉膛,使炉膛内热量得以均匀分配,受热面的负荷均匀,不会形成局部受热引起内应力增大,防止受热不均匀。对于布置高度,在不影响火焰扩散角的情况下,燃烧器低位布置,有利于增加煤气燃烧时间,保持炉温均匀。4.3 过热器的改造改燃高炉煤气后,烟气量增大引起过热蒸汽超温,可以通过适当减少过热器的面积来控制过热蒸汽的温度在规定范围之内。也可以通过增加减温器的调温能力,来控制过热蒸汽的温度。4.4 增加煤气预热装置加装煤气预热器一方面可以进一步降低排烟温度,提高锅炉效率,另外一方面,可以增加入炉能量,提高燃烧温度,增强火焰的辐射能力,改善高炉煤气的着火和燃尽条件。研究证明[5],高炉煤气温度每提高10℃,理论燃烧温度可以高4℃。但是由于高炉煤气的易燃性和有毒性,要求与烟气之间的换热过程严密而不泄露,理论上只能采用分离式热管换热器。4.5 省煤器的改造改烧高炉煤气后,排烟温度升高,锅炉蒸发量下降,因此,增加省煤器面积,采用沸腾式省煤器可以提高省煤器的吸热量,降低过高的排烟温度,减小排烟损失,提高锅炉效率。另一方面,高炉煤气锅炉炉内火焰黑度和炉内温度低,故不宜单纯以增加敷设受热面的面积来提高锅炉蒸发量,而采用沸腾式省煤器来弥补锅炉蒸发量的减少,这是提高锅炉出力的有效措施。4.6 尾部烟道的改造由于高炉煤气发热量低,惰性气体含量高,因此燃用高炉煤气时,锅炉的烟气量及阻力都讲增加,为此,一般须考虑扩大尾部烟道流通面积降低流动阻力及增加引风机的引风能力。4.7 燃气安全防爆措施从安全方面考虑,有必要建立燃气锅炉燃烧系统,包括自动点火、熄火保护、燃烧自动调节、必要的连锁保护方面的自动化控制。同时为了减轻炉膛和烟道在发生爆炸时的破坏程度,燃气锅炉的炉膛和烟道上应设置防爆装置。此外燃气系统应装设放散管,在锅炉房燃气引入口总切断阀入口侧、母管末端、管道和设备的最高点、燃烧器前等处应布置放散点。采取了以上安全措施后,可以确保锅炉处在安全运行之中。参考文献:[1]湛志钢,煤粉、高炉煤气混烧对煤粉燃尽性影响的研究[D].[硕士学位论文].武汉:华中科技大学,2004.[2]姜湘山,燃油燃气锅炉及锅炉房设计[M].北京:机械工业出版社,2003.[3]范从振,锅炉原理[M].北京:中国电力出版社,1986.[4]陈刚、张志国等,稳燃腔煤粉燃烧器试验研究及应用[J].动力工程,1994(12).[5]刘景生、王子兵,全燃高炉煤气锅炉的优化设计[J].河北理工学院学报.

微波炉的结构设计毕业论文

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工作原理炉腔时和计算机定时。基本功能是选择设定工作时间,设定时间过后,定时器自动切断微波炉主电路。微波加热的原理简单说来是:当微波辐射到食品上时,食品中总是含有一定量的水分,而水是由极性分子(分子的正负电荷中心,即使在外电场不存在时也是不重合的)组成的,这种极性分子的取向将随微波场而变动。由于食品中水的极性分子的这种运动。以及相邻分子间的相互作用,产生了类似摩擦的现象,使水温升高,因此,食品的温度也就上升了。用微波加热的食品,因其内部也同时被加热,使整个物体受热均匀,升温速度也快。它以每秒24.5亿次的频率,深入食物5cm进行加热,加速分子运转。

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扩展资料

微波炉由七大部分组成:

1、磁控管:是微波炉的“心脏”,由它产生和发射微波(直流电能转换成微波震荡输出),它实际上是一个真空管(金属管)。

2、电源变压器:是给磁控管提供电压的部件。

3、炉腔:也称谐振腔,它是烹调食物的地方,由涂复非磁性材料的金属板制成。在炉腔的左侧和顶部均开有通风孔。经波导管输入炉腔内的微波在腔壁内来回反射,每次传播都穿过和经过食物。

在设计微波炉时,通常使炉腔的边长为1/2微波导波波长的倍数,这样使食物被加热时,腔内能保持谐振,谐振范围适当变宽。

4、波导:将磁控管产生的微波功率传输到炉腔,以加热食物。

5、旋转工作台:旋转工作台安装在炉腔的底部,离炉底有一定的高度,由一只以5-6转/分钟转速的小马达带动。

6、炉门:炉门的作用是便于取放食物及观察烹调时的情形,炉门又是构成炉腔的前壁,它是整个微波炉防止微波泄露的一道关卡。

7、时间功率控制器:选择不同的功率对不同食物进行烹调或解冻。

参考资料:百度百科-微波炉的基本结构

燃煤锅炉供热设计毕业论文

一、供热系统消耗能量的环节和评估1.供热系统消耗能量的环节供热系统由热源反热能送达热用户,一般都要经过热制备、转换、输送和用热这几个环节。我国城市集中供热热制备主要来自燃烧化石燃料(煤、油、气)的区域锅炉房和城市热电厂。区域锅炉房的主要耗能设备是锅炉、燃料输送及灰渣清除机械、鼓风机和引风机、水制备和输配系统的水泵(循环水泵、补水泵和加压泵);它们耗用的能源是燃料、电力、水和热;通常可以用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。热电厂是由抽凝式、或背压式(包括恶化真空)供热机组排(抽)汽通过热能转换装置(通常称为首站热交换器)传递给热网系统;首站是供热系统的热源,主要耗能设备是热交换器、输配系统的水泵。它们耗用的能源是蒸汽、电力、水和热;通常可能用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。热能输送由热网承担,供热管道由钢管、保温层和保护层组成,其结构依敷设而异。管道敷设有架空、管沟和直埋三种方式。它们的能量消耗是沿途散热的热损失和泄漏的水、热损失。一般可用热网热效率来表示其保温效果和保热程度;热网补水率来表示热网水泄漏的程度。在热网管线上有时还设置中间加压泵,以降低和改善系统水力工况(设置在非空载干线上,还能节省输送电耗),它的能量消耗设备是水泵,可用单位供热量的耗电量来评定耗能水平。 毕业论文 能量转换是通过热力站交换器把一级网的热能传递给二级网,并由它输送到热用户。热力站是二级网的热源,主要耗能设备是热交换器、二级网系统循环水泵和补水泵。它们耗用的能源是一级网高温水/蒸汽、电力、水和热;通常可以用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。用热环节即终端系统用热设备。城市集中供热主要是建筑物内的采暖(为简化分析只谈最大热用户)。一般都是通过采暖散热器把热传给房间以保持舒适的室内温度。它的耗能设备是采暖散热器。其能耗量取决于建筑维护结构保温性能、保持的室内温度和外界环境的温度;其耗热量可通过计量进入的循环水量和供、回水温差积分获得。通常以单位供暖面积的耗热量来评定耗能水平。2.系统热耗的估计供热系统从热制备→转换→输送→用热环节的能量进入和输出必须相等,即:输入能量=可用能量+∑能量损失能源利用率=可用能量/输入能量可以这样认为:供热系统是由多个子系统组成。热用户是终端,采暖散热器是终端用热设备。热力站、二级网和终端组成二级网子系统,热力站热交换器成为该子系统的能量转换点,一级网水则为它的热源。锅炉房(或热电厂首站),一级网和热力站组成一级网子系统,热力站是该子系统的热用户,锅炉受热面(或首站热交换器)成为能量转换设备,锅炉(或热电厂流经汽机制蒸汽)是热源。锅炉本体(或热电厂)自成一个子系统,称为热源子系统。若设采暖散热器耗为NO,二级网管路热损失为E1,泄露漏热损失E2,热力站内热损失E3,二级网管路热损失为E4,泄漏热损失E5,锅炉房(首站)内热损失E6。输入能量是燃料热N3,能量损失包括化学不完全燃烧损失E7、固体不完全燃烧损失E7、飞灰热损失E8、灰渣热损失E9,排烟热损失E10、(热电厂还应增加一项;供热分担的厂内热损失E11),输出则是二级网子系统的输入能量N2。 毕业论文 则:一级网子系统的输入热量N1=NO+E1+E2+E3一级网子系统热能利用率B1=100×NO/N1(%)二级网子系统的输入热量 N2=N1+E4+E5+E6二级网子系统热能利用率B2=100×N1/N3(%)热源子系统的输入热量N3=N2+E7+E8+E9+E10(+En)热源子系统热能利用率B3=100×N2/N3即锅炉热效率(热电厂热效率)(%)供热系统热能利用率B=B1×B2×B33.系统电耗的估计系统电耗评估与热能评估一样可以子系统后叠加。系统主要耗电设备有循环水泵、补水泵、鼓风机和引风机等,它们单位供热量的电耗由下式计算:(1)水泵耗电量式中,G……水泵运行流量 m3/h;ΔH……水泵运行扬程 m;η……水泵运行效率%;∑NO……系统供热量; h……有效小时数。(2)风机耗电量可用同一个计算公式。此时式中,G……风机运行风量 h;ΔH……风机运行风压 m;η……风机运行效率(对皮带传动应包括机械传动效率)%;∑NO……系统供热量4.系统泄漏损失的估计系统泄漏损失导致水资源和热能两方面损失。毕业论文 http://www.bylw8.com(1) 水资源损失量可认为等于系统补水量BS。若系统运行循环水量为G,则系统补水率P=100×BS/G (%)(2) 系统泄漏热损失由下式计算:单位供热量的泄漏热损失BR=(P×G×ρ×c(t1-t0)/∑NO)式中ρ……水的密度,C……水的比热,t1……供水温度,t0……水源温度二、从供热系统供热现状看节能潜力下面列举一些实例,一是说明供热系统供热现状能耗存在着很大的差别,节能潜力巨大。二是说明经科学技术来改进和完善的系统,节能效果显著。1.1993年北京对住宅供暖煤耗进行抽查,结果是煤耗差别很大;数据如表2-1;1993年北京住宅供暖煤耗情况统计 表2-1单位供暖面积煤耗(kg/m2)22253139占全市最单位的百分数(%)5204530与全市煤耗平均值比较(%)-30.71-21.26+2.36+19.08说明:H煤发热量为23.03MJ/Kg毕业论文 全市煤耗平均值为32.75 Kg /m2。2.沈阳惠天热电有限公司沈海热网(原沈阳第二热力公司)应用微机监控,节能可观:该公司于1993年12月7日对33个微机监控的热力站统计,采暖平均热指标为35.5Kcal/h·m2,而无微机监控的热力站统计,采暖平均热指标为42 Kcal/h·m2。这说明采用微机监控,实施科学运行,消除系统失调,可节能15%左右。3.山东省荣成市供热公司安装自力式平衡阀,即节能又增收:该公司文化站(热力站)是以热电厂蒸汽为热源的一个热力站。供热面积12万平方米,分东、南、西北三条支线,连接91热用户。1997年在供水或回水管上共安装73台自力式流量控制器(除末端和压差较小的引入口不设置外,占全部热用户的80%),使热网系统水力工况大为改善;原来三条支线的供回水温差分别为东区5.5℃、南区9.1℃、西北区15.2℃,现在的供回水一样,都是13℃,实现了水力平衡;经调整后的单位供热面积循环水量在2-3公斤/小时,大多数在2.5公斤/小时,达到设计要求;在与去年蒸汽用量持平的情况下,增加供热面积1万平方米,增收用户热费达18.8万元。只运行一强45KW的水泵(原来是二台30KW的水泵),节约循环水泵电费约70万元。说明二级热网改善,解决水平失调,就可节约热能8%,循环水泵电功率减少25%。毕业论文 http://www.bylw8.com4.山东省烟台技术开发区热力公司发现架空和地沟敷设管道的热损失很大:该公司于去年冬天对热力管道保温状况进行测定。发现热网效率低于90%,其中架空和地沟热损失占85.5%,其保温效果远不如直埋敷设。经初步整理的结果如表2-2。三种敷设方式管道保温状况实测数据表 2-2敷设方式架空地沟直埋管道外径(mm)820820529测点间距(m)3552133.52647保温材料/厚度(mm)海泡石/20岩棉/68聚氨脂/50实测流量(m3/h)22281364→2073353.5→447.3管壁温度(℃)69.8→9.569.5→67.969.3→8.4单位面积热损失(W/m2)85057292沿途温度降(m2/km)0.850.750.34说明:实测时间:1999.2.1. 实测时室外温度:3-4℃ 毕业论文 http://www.bylw8.com5.山东省烟台市民生小区计量收费改造试验有效果:1997年在建设部城建司的指导下,美国霍尼韦尔公司与烟台市合作在烟台市民生小区建立示范点进行计量收费的实验。试验有单管式和双管式系统,并有相应的对比楼。试验楼内采暖系统入口都安装热量计、散热器前都设温控阀;入口的自力式压差控制阀、立管的平衡阀、散热器回水支管制流量表、散热器上的热分配器按不同方案设置、对比楼内只在采暖系统入口安装热量计。根据一个冬季运行的数据表明,没有过热和地冷现象,用户满意,能耗都低于对比楼,节能率4.13-10.76。三、供热系统能耗悬殊的原因分析1.设备效率的不同¨锅炉热效率是衡量热源子系统热能利用率的指标。体现燃料热被有效利用的程度。,燃煤供热锅炉的设计热效率(≥7MW)一般在75-85 %(燃油、汽供热锅炉热效率在90%左右)。但在使用时,由于锅炉结构、燃料供应、技术水平、管理水平、人员素质等方面不同的原因,使锅炉的运行效率差别很大。好的,能达到设计热效率,保证锅炉出力。差的,燃烧不完全、排烟温度高、各项热损失大,热效率不及50%,锅炉出力大帐降低;导致能源浪费,大气环境污染增加。¨风机、水泵效率是电能转化为有用功的份额,体现电能被有效利用的程度:目前,风机、水泵效率一般在55-75%。它们的流(风)量和扬程(压头)的选择与配置是十分重要的,选择与配置得当,装机电功率合适,运行工作点处于设备高效率区域,电耗少。选择与配置不当(一般是偏大),装机电功率偏大,运行工作点偏离设备高效率区域,则电耗多,两者的相差可达10-30%。不仅如此,锅炉的鼓、引风机配置不当,还会导致锅炉热效率下降。循环水泵配置不当,还会系统水力工况。 毕业论文 风机是热源子系统的主要附属设备,水泵是热网(一级和二级)网子系统的主要设备。其电耗大小,不但对电资源有影响,也对运行成本有显著影响。由于城市集中供热热负荷有随气候及用热变化的特点,设置变速风机和水泵已在并被实践证明可以进一步节能。2.输送条件的不同:¨热网热效率是输送过程保热程度的指标,体现管道保温结构的效果。一般热网热效率应大于90-95%。从上面实测情况看,直埋敷设管道能达到这一要求;而架空和管沟都达不互要求,其热损失远大于10%。如果地沟积水,管道泡水,保温性能遭破坏,其热损失甚至大于裸管。这一广泛存在于早期建设的热网。¨热网补水率可近似认为(忽略水热胀冷缩的补充)是输送过程失水的指标。目前,热网(特别是二级网)运行补水率差别很大,在0.5-10%范围变化。正常情况下,应在2%左右;好的,补水率可在1%以下;差的,管道泄漏和用户放(偷)水严重,补水率可达10%左右。系统泄漏丢失的热水,补充的是比回水低得多的冷水(一般是10-15℃),要把它加热到供水温度至少是循环水的三倍(二级网运行供水温度一般为55-85℃,回水温度40-60℃)。这就是说,系统补水不仅是水耗问题,热耗是更大的问题。例如:补水率1%,即相当于减少至少3%的供热量;补水率10%,则相当减少至少30%的供热质量,其差别多大呀! 毕业论文 http://www.bylw8.com3.运行技术水平的不同:¨热网水力失调度是流量分配不均程度的指标:按用户热负荷分配流量,使每个用户室温达到一致且满足要求,则失调度为1,即热网无水力的失调,若分配不当,出现冷,热不均现象,说明有水力失调,其失调度是大于或小于1。大于1,会把用户室温过高,导致热量浪费,小于1,会使用户室温达不到要求,供热不合格是不允许的。为解决失调问题,正确的做法应该是改进和完善热网,如在终端设置自力式流量平衡阀或其它有效措施;但至今仍然有大量的系统工程不同程度地采用'大流量小温差'来缓和这一问题。其实,'大流量小温差'运行并不减少供热量的热损失,而且带来循环水泵电耗的在幅度增加和热源供热量的增大(电耗与流量、扬程成正比;在管网不变条件下,电功率随流量的三次方变化)。实例说明,解决水力失失调,系统在设计流量下运行,能挖出8-15%的供热量。¨科学运行调度实施按需供热,实现设备长期在高效率区间运行:做到这一点,供热能耗就会降低,违背这一点的,供热能耗就会升高。下面仅举几例说明:☆根据实际情况,制订调节方式:目前,一般采用质调节。有些系统条用质、量并调,在初、末寒期适当减少循环不泵运行台数,就明显降低电耗。国外普遍采用量调节,其原因是:①量调节的循环水泵电耗最少。从上说,在管道尺寸已经确定的情况下,减少流量和降低电耗是三次方关第。如流量减少30%,电功率节省65.7%,对于多数地区一长段时间用70%左右的流量运行,年减少电耗40%左右是不成问题的。这是一个十分可观的节能数字。②量调节对用户用热量变化的响应比质调节快得多,质调节的温度变化从热源到用户的传递是以流速进行,管道中水流速为1至2米/秒,传送到1公里远的用户需要的时间是8分20秒-16分50秒,如果传送到10公里远的用户就需要1.5-3小时;如果水流速低,传递时间将增加。而量调节是以声速传递,其响应几乎是同步的,因此,一级网采用量调节是发展趋势。量调节应采用变速循环水泵,采用阀门节流的量调节运行,省电很少。 毕业论文 按照室外温度绘制运行负荷图、温度图、流量图甚至时间图,并以它们指导运行。这样可以避免初、末寒期供大于需,浪费能量。☆热源的容量和台数是由设计人员根据设计负荷、最大负荷、最小负荷和平均负荷的大小而确定的。运行时应根据热负荷的大小选择投入台数,这是因为锅炉热效率是随运行负荷变化的,一般地说,每台都维持在80%以上负荷能获得高效率运行。低负荷运行效率降低,这里有10%以上的节能潜力。☆设置热源和热网的微机监控系统,可实行最优化的运行调节和控制,实践已说明是目前实现运行节能的有效技术措施。4.管理体制和水平的不同:¨供热单位正处于体制转轨过渡时期,自我经营、自我改造和自我发展的思想和能力有差别:在供热从福利变为商品、经营单位从事业机构转变以的期间,有的已经成为自负盈亏的企业(包括承包的),为质量保证和效益驱动,在上级主管部门支持下积极以科学技术改进和完善系统,以高质量商品供给用户,以减少能耗来降低成本和提高经济效益。有耕耘就会有收获,因而能源利用率逐年提高。有的还停滞不前留原来的位置,热费收不上、效益谈不上、改造无资金;老系统、老设备、老,于是,能耗就居高不下,能源利用率也就居高不下毕业论文 http://www.bylw8.com¨供热单位管理水平的不同显著影响能耗:人员和技术管理、系统和设备的检查、保养、维修和改造更新,……等差别对能耗影响是不言而喻的。例如,链条炉采用分层燃烧技术,就能改善燃烧提高热效率,保护和保持管道无泄漏和保温结构完好,就能减少大量能源浪费;严格水处理和保持水质,维持转换设备传热表面清洁,就能减少传热热阻、提高设备传热效率;对用户实行计量收费,就能刺激用户节能的积极性;……等等。不一一列举。四、依靠科学技术提高供热热源利用率1.利用科学技术提高能源利用率:所谓'节能潜力'是预测一定时期内,耗能系统和设备的各个环节,利用当前科学技术,采取技术上可行、经济上合理、优化系统和设备以及用户能接受的措施后,可取得的节能效益(减少能耗量或降低能耗率)。也就是说,预测通过技术改造和用户可接受的有效措施后,可取得的系统能源利用效率提高的程度。2.与先进评估指标的差距体现节能的潜力:节能的潜力是通过分析对比得出的。目标是反各个耗能环节现有的耗能指标提高到先进水平,其运行评估指标的变化量则体现了节能潜力。因此,其潜力大小于对比对象和自身的基础有关,所以,各单位、各系统的潜力是不可能完全相同的。毕业论文 各环节欲追求的先进评估指标可以选用:①上最好的水平;②国内先进水平;③全国平均水平;④国际先进水平;⑤理论上能达到的最高水平。而且,随着节能科学技术的发展,系统和设备的不断进步和完善,选择先进的评估指标也会不断变化。3.寻找能耗差距,制订可行措施,挖掘节能潜力:每个供热低位要定期检测评估各耗能环节的能耗指标,对比先进指标寻找能耗差距,分析能耗差别的原因,结合实际情况,研究和提出为实现先进指标的可行(包括技术和管理等方面)方案,经技术经济论证认为技术可行且经济合理后才能(分期或一次)实施。实施后,在运行中再检验是否达到预测的应挖掘的节能潜力和经济效益。

锅炉运行方面技术论文篇二 锅炉经济运行技术浅谈 【摘要】锅炉机组运行的优劣在很大程度上决定了整个电厂运行的经济性。衡量燃煤发电厂经济性的主要指标是供电煤耗。供电煤耗的大小取决于发电煤耗和厂用电率,影响发电煤耗的主要因素是锅炉效率。因此,研究电厂锅炉的经济运行方式,对提高电厂的经济性具有重要意义。 【关键词】锅炉,经济,燃煤 1、概述。锅炉是国民经济中重要的热能供应设备。电力、纺织、造纸、食品、机械、冶金、化工等行业, 以及工业和民用采暖都需要锅炉供给大量的热能。锅炉是将燃料的化学能转变为热能的燃烧设备,它尽可能的提供良好的燃烧条件,以求能把燃料的化学能最大限度地释放出来并使其转化为热能,并利用热能加热锅内的水。 2、锅炉的分类。锅炉按照不同的方式分为以下几类:按锅炉的用途分为:生活锅炉、工业锅炉、电站锅炉和热水锅炉。按锅炉燃用的燃料分类可分为:燃煤炉、燃油炉和燃气炉。按燃烧方式分类可分为:层燃炉、室燃炉和介于二者之间的沸腾(流化床)炉。按有无汽包可分为:汽包锅炉和直流锅炉。按蒸汽压力分类可分为:低压锅炉、中压锅炉、次高压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉、亚临界压力锅炉和超临界压力锅炉。按锅炉水循环方式分类可分为:自然循环锅炉、强制循环锅炉和复合循环锅炉。 3、锅炉的应用。利用锅炉产生的热水或蒸汽可直接为生产和生活提供所需要的热能,也可通过蒸汽动力装置转换为机械能,或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉,主要用于生活,工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉,是蒸汽动力装置的重要组成部分,多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。 4、锅炉的结构。锅炉是热能生成设备的主要构成,锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分,称为锅炉本体。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热能的热水或过热蒸汽。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。炉膛又称燃烧室,是供燃料燃烧的空间。锅筒的主要功能是储水,进行汽水分离,在运行中排除锅水中的盐水和泥渣,避免含有高浓度盐分和杂质的锅水随蒸汽进入过热器中。 5.锅炉的工作原理。锅炉主要有以下系统来完成燃料的化学能到蒸汽具备足够的动能(以煤粉炉为例):汽水系统、风烟系统、燃料(煤粉和助燃油)系统、制粉系统、灰渣系统等。制粉系统用于磨制合格的煤粉储存于粉仓内,通过给粉机,由一次风送入炉膛进行燃烧。煤粉在炉膛内和高温烟气充分混合燃烧加热水冷壁内给水,同时产生大量的高温烟气,经各级低温、高温过热器通过辐射、半辐射半对流、对流充分换热冷却后的烟气由风烟系统中的引风机在经过电除尘、布袋除尘器等使烟气粉尘达标后由烟囱排向大气,炉内给水通过各级吸热后,形成高温高压蒸汽输送出去。煤粉燃烧产生的炉渣通过灰渣系统输送出去。 6.锅炉的维护保养。在锅炉的日常运行过程中,各系统辅机运转正常,要注意维持各项参数在许可范围之内,严格控制压力、温度等超标,定期排污维持合格汽水品质,延长设备使用寿命。锅炉停运后仍要进行保养,锅炉保养的方法都是通过尽量减少锅炉水中的溶解氧和外界空气漏入来减轻锅炉的腐蚀。最常见的保养方法一般有湿式保养法、充氮置换法、烘干防腐保养法等几种。 7.锅炉的经济运行。锅炉机组运行的优劣在很大程度上决定了整个电厂运行的经济性。衡量燃煤发电厂经济性的主要指标是供电煤耗。供电煤耗的大小取决于发电煤耗和厂用电率,影响发电煤耗的主要因素是锅炉效率。因此,研究电厂锅炉的经济运行方式,对提高电厂的经济性具有重要意义。 由于炉膛内燃料的燃烧工况、温度水平、各级受热面的沽污与热交换状态以及辅助动力消耗的不同,其运行经济性也各不相同。必须进行精细的燃烧调整试验,以求得各种负荷下的最佳运行工况,作为日常运行调整的依据,以保证锅炉机组的经济运行状况良好。运行中应根据煤种变化掌握燃烧器特性、风量配比、一次风煤粉浓度及风量调整的规律,重视燃烧工况的科学调整,使炉内燃烧处于最佳状态。为了使燃料在炉膛内与氧气充分混合燃烧,实际送入炉内的空气量总要大于理论空气量。虽然多送入空气可以减少不完全燃烧热损失,但排烟热损失会增大,还会加剧硫氧化物腐蚀和氮氧化物生成。因此除通过合理的风粉配比、调节火焰的充满度和合适的火焰燃烧中心外还应依据锅炉的性能试验,设法改进燃烧技术,争取以尽量小的过量空气系数使炉膛内燃烧完全。 煤粉炉通常采取以下措施来提高锅炉的经济性能: 7.1合理配煤以保证燃煤质量。将各煤种精心混配,减少燃煤的大幅度变化,维持运行参数基本稳定。 7.2合理调整煤粉细度。煤粉细度是影响飞灰可燃物含量的主要因素。经济煤粉细度要根据热力试验进行选取。 7.3控制适量的过量空气系数。煤粉燃烧需要足够的氧气,但过多的冷空气会降低炉内温度水平,且使排烟容积增大。合理的过量空气系数应根据燃烧调整试验及煤种确定。 7.4重视燃烧调整。炉内燃烧状况的好坏、温度水平及煤粉着火的难易程度直接影响灰渣可燃物的含量。 为了考核性能和改进设计,锅炉常要经过热平衡试验。直接从有效利用能量来计算锅炉热效率的方法叫正平衡,从各种热损失来反算效率的方法叫反平衡。考虑锅炉的实际效益时,不仅要看锅炉热效率,还要计及锅炉辅机所消耗的能量。 单位质量或单位容积的燃料完全燃烧时,按化学反应计算出的空气需求量称为理论空气量。为了使燃料在炉膛内有更多的机会与氧气接触而燃烧,实际送入炉内的空气量总要大于理论空气量。虽然多送入空气可以减少不完全燃烧热损失,但排烟热损失会增大,还会加剧硫氧化物腐蚀和氮氧化物生成。因此应设法改进燃烧技术,争取以尽量小的过量空气系数使炉膛内燃烧完全。 8.排放锅炉烟气中所含粉尘(包括飞灰和未燃尽的煤粉)、硫和氮的氧化物都是污染大气的物质,未经净化时其排放指标可达到环境保护法规限定指标的几倍到数十倍。控制这些物质排放的措施有燃烧前处理、改进燃烧技术、除尘、脱硫和脱硝等。借助烟囱只能降低烟囱附近地区大气中污染物的浓度,不能彻底根除污染物。烟气除尘所使用的作用力有重力、离心力、惯性力、附着力以及声波、静电等。对粗颗粒一般采用重力沉降和惯性力的分离,在较高容量下常采用离心力分离除尘静电除尘器和布袋过滤器具有较高的除尘效率。湿式和文氏—水膜除尘器中水滴水膜能粘附飞灰,除尘效率很高还能吸收气态污染物。为了达到较高的除尘效率,一般燃煤机组通常采用多级除尘,电除尘、布袋除尘等并通过脱硫脱销,使烟气的各项指标达到国标要求。 9.锅炉的发展。锅炉未来将向着进一步提高锅炉和电站热效率的方向发展;将进一步降低锅炉和电站的单位功率的设备成本;将极大的提高锅炉机组的运行灵活性和自动化水平;将会发展更多锅炉品种以适应不同的燃料;将会继续提高锅炉机组及其辅助设备的运行可靠性;将会下大力气采取措施减少对环境的污染。 参考文献: [1]张爱存.发电厂燃煤锅炉运行调整与经济性分析[D].华北电力大学 毕业 论文,2003.

下面是我找的,不知道对你有没有帮助 ,如果有的话请您给个红旗吧一、前言 众所周知,能源消费是造成当今环境恶化的一个主要原因,尤其是煤炭在直接作为能源燃烧过程中,存在着效率低、污染严重的问题。统计表明,我国每年排入大气的污染物中有80%的烟尘,87%的SO2,67%的NOx来源于煤的燃烧。我国的大气污染主要是锅炉、窑炉燃煤产生烟气形成的煤烟型污染。目前我国能源仍然以煤炭为主,改变能源结构,使用油气电等清洁能源,与我国的国情又不太相适应,未来相当长一段时间内,煤炭在我国一次能源结构中的主体地位不会改变,这已成为不争的现实。因此大力发展和应用洁净煤燃烧技术与装置,是解决和控制大气污染的一条重要措施。 近年来,人们已在洁净煤燃烧技术方面进行了大量的研究与实践,但综合效果还都有待于提高。多年来在总结、借鉴、完善、发展国内外相关技术的基础上,我们对原煤气化和分相燃烧技术进行了大量研究,通过几年来的大量实验和工作实践,解决了十多项技术难题,掌握了一种锅炉清洁燃烧技术——煤气化分相燃烧技术, 并利用该技术研制出一种煤转化成煤气燃烧的一体化锅炉,我们称之为煤气化分相燃烧锅炉。其突出特点是无需炉外除尘系统,经过炉内全新的燃烧、气固分离及换热机理,实现“炉内消烟、除尘”,使其排烟无色——俗称无烟。烟尘、SO2、NOX排放浓度符合国家环保标准的要求,而且热效率高达80~85%。这种锅炉根据气固分相燃烧理论,把互补控制技术、气固分相燃烧技术集于一炉,将煤炭气化、燃烧集于一体,组成煤气化分相燃烧锅炉,从而实现了原煤的连续燃烧与洁净燃烧。 二、煤气化分相燃烧技术 烟尘的主要污染物是碳黑,它是不完全燃烧的产物。形成黑烟的原因主要是煤在燃烧过程中,形成易燃的轻碳氢化合物和难燃的重碳氢化合物及游离碳粒。这些难燃的重碳氢化合物、游离碳粒随烟气排出,便可见到浓浓的黑烟。 一般情况下,煤的燃烧属于多相混合燃烧,煤在燃烧过程中析出挥发物,而挥发物的燃烧对煤焦的燃烧起到制约作用,使固体碳的燃烧过程繁杂化、困难化。固体燃料氧化反应过程中的次级反应,即一氧化碳和二氧化碳的产生以及一氧化碳的氧化反应和二氧化碳的还原反应,都不利于固体碳和天然矿物煤的燃烧,而气固分相燃烧就可以有效地解决上述问题。 气固分相燃烧就是使固体燃料在同一个装置内分解成气相态的燃料和固相态的燃料,并使其按照各自的燃烧特点和与此相适应的燃烧方式,在同一个装置内有联系地、互相依托地、相互促进地燃烧,从而达到完全燃烧或接近完全燃烧的目的。 煤气化分相燃烧技术是根据气固分相燃烧理论,将煤炭气化、气固分相燃烧集于一体,以煤炭为原料,采用空气和水蒸气为气化剂,先通过低温热解的温和气化,把煤易产生黑烟的可燃性挥发份中的碳氢化合物先转化为煤气,与脱去挥发份的煤焦一同在燃烧室进行燃烧。这样在同一个燃烧室内气态燃料与固态燃料有联系地、互相依托地、相互促进地按照各自的燃烧规律和特点分别燃烧,消除了黑烟,提高了燃烧效率,并且在整个燃烧过程中,有利于降低氮氧化物和二氧化硫的生成,进而达到洁净燃烧和提高锅炉热效率的双重功效。 煤气化分相燃烧技术在锅炉上的应用,使固体燃料的干燥、干馏、气化以及由此产生的气相态的煤气和固相态的煤焦在同一炉内同时燃烧。并使锅炉在结构上实现了两个一体化,即煤气发生炉和层燃锅炉一体化,层燃锅炉与除尘器一体化,因此无需另设煤气发生炉便实现了煤的气化燃烧;也无需炉外除尘器,就可实现炉内消烟除尘,锅炉排烟无色。其燃烧机理如图一所示,双点划线框内表示固相煤和煤焦的燃烧过程,单点划线框内表示气相煤气的燃烧过程,实线框内表示煤的干馏过程,虚线框内表示煤焦的气化过程。 原煤首先在气化室缺氧条件下燃烧和气化热解,煤料自上部加入,煤层从下部引燃,自下而上形成氧化层、还原层、干馏层和干燥层的分层结构。其中氧化层和还原层组成气化层,气化过程的主要反应在这里进行。以空气为主的气化剂从气化室底部进入,使底部煤层氧化燃烧,生成的吹风气中含有一定量的一氧化碳,此高温鼓风气流经干馏层,对煤料进行干燥、预热和干馏。煤料从气化室上部加入,随着煤料的下降和吸热,低温干馏过程缓慢进行,逐渐析出挥发份,形成干馏煤气。其成份主要是水份、轻油和煤中挥发物。 原煤经干馏后形成热煤焦进入到还原层,靠下层部分煤焦的氧化反应热进行气化反应。同时可注入适量的水蒸汽发生水煤气反应,这样以空气和水蒸汽的混合物为气化剂,在气化室内与灼热的碳作用生成气化煤气。其成份主要是一氧化碳和二氧化碳以及由固体燃料中的碳与水蒸碳与产物、产物与产物之间反应生成的氢气、甲烷,还有50%以上的氮气。这样干馏层生成的干馏煤气和进入干馏层的气化煤气混合,由煤气出口排出。气化室内各层的作用及主要化学反应见表一。 表一:气化室内各层的作用及主要化学反应 层区名 作用及工作过程 主要化学反应 灰层 分配气化剂,借灰渣显热预热气化剂 氧化层 碳与气化剂中氧进行氧化反应,放出热量,供还原层吸热反应所需 C+O2=CO2 放热 2C+O2=2CO 放热 还原层 CO2 还原成CO,水蒸汽与碳分解为氢气, CO2+C=2CO 放热 H2O+C=CO+H2 放热 CO+H2O=CO2+H2 吸热 干馏层 煤料与热煤气换热进行热分解,析出干馏煤气:水份、轻油和煤中挥发物。 干燥层 使煤料进行干燥 在锅炉的气化室中,煤料自上而下加入,在气化过程中逐步下移,气化剂则由下部进入,通过炉栅自下而上,生成的煤气由燃料层上方引出。这一过程属逆流过程,它能充分利用煤气的显热预热气化剂,从而提高了锅炉的热效率,并且由于干馏煤气不经过高温区裂解,使气化煤气的热值有所提高。 原煤经温和气化低温热解产生的煤气,在经过上部干馏层后,通过气化室的煤气出口进入燃烧室,与充足的二次风充分混合,在燃烧室的高温条件下自行点燃,并与进入燃烧室炉排上煤焦向上的火焰相交,这样在燃烧室内煤气与煤焦分别按照气相和固相的燃烧特点和燃烧方式分别燃烧,又相互联系、相互促进,使一氧化碳和烟黑燃烬,达到或接近完全燃烧。 三、煤气化分相燃烧锅炉的结构特点及应用 锅炉在发展的过程中一直重视提高锅炉热效率和烟尘排放达标两大问题。传统的锅炉解决这两大问题的基本上是靠强化燃烧和传热提高锅炉热效率和设置炉外除尘器。强化燃烧往往会导致锅炉烟尘初始排放浓度的加大,增大除尘器的负担,在发达国家可使用除尘效率在99%以上的电除尘器或布袋除尘器,使烟尘排放浓度控制在50mg/Nm3以下,而在我国由于经济条件的原因,只能使用价格相对低廉的机械式或湿式除尘器,除尘效率一般低于95%,使烟尘排放浓度大于100-200 mg/Nm3,达不到国家的环保要求。这种依靠炉外除尘器解决除尘的办法,不仅增加锅炉房的占地面积和基建投资,而且增大引风机电耗,还造成二次污染。由于煤气化分相燃烧锅炉彻底改变了传统锅炉的燃烧原理,利用气固分相燃烧理论,使煤在燃烧过程中易产生黑烟的可燃性挥发份中的碳氢化合物先转化为可燃煤气,与脱去挥发份的煤焦一同在燃烧室进行燃烧。由于燃烧室温度高达1000℃以上,烟雾得以充分分解,解决了煤直接燃烧产生黑烟的难题。这种锅炉不仅使原煤尽可能地完全燃烧和高效利用,有较高的热效率,而且还尽可能地减少烟尘和有害气体SO2、NOX等的排放,达到消烟除尘的作用,使锅炉各项环保及节能指标大大优于国家标准。 煤气化分相燃烧技术在锅炉上的应用,打破了传统锅炉加除尘器的模式,创建了无需炉外除尘器的一体化模式。而这种一体化并不是机械式地将除尘器加入锅炉。煤气化分相燃烧锅炉与普通煤气锅炉和层燃锅炉相比,具有自己独特的结构,它将后两者有机结合,主要由前部的煤气化室,中部的燃烧室和尾部的对流受热面三大部分组成。(见图二:锅炉结构与燃烧示意图) 气化室是锅炉的技术核心部分,它看上去象是一个开放式的煤气发生炉,其主要功能,一是将煤中的可燃挥发份和煤的气化反应生成气,以煤气的形式排入到燃烧室进行燃烧;二是将释放出挥发份的半焦煤输送到燃烧室继续进行燃烧;三是控制气化室内的反应温度和煤焦层厚度。实现上述功能的关键:一是要保证一定的原煤层;二是要合理配置送风和气化剂,提高煤炭气化率和气化室的气化强度;三是要在煤气化室和燃烧室的连接部位,合理配置煤气出口和煤焦出口。气化室产要由炉体、进煤装置、炉栅、气化剂进口、煤气出口和煤焦出口等部分组成。 在气化室内以煤炭为原料,采用空气和水蒸汽为气化剂,在常压下进行煤的温和气化反应,将煤在低温热分解产生的挥发性物质从煤中赶出。当气化室内温度达到设定条件时,将气化室内脱挥发份的高温煤焦输送到燃烧室的炉排上进行强化燃烧。 燃烧室的主要功能:一是使煤气和煤焦燃烧完全,提高燃烧效率;二是降低烟尘初始排放量和烟气黑度。气化室内产生的煤气经煤气出口,喷入到燃烧室,在可控二次风的扰动下旋向下方,与由气化室进入到燃烧室的煤焦向上的火焰相交而混合燃烧。煤气与固定碳(煤焦)燃烧相结合,强化了燃烧,达到了充分燃烬,洁净燃烧的目的,提高了燃烧效率。并且因为在炉排上的燃烧是半焦化的煤焦,因此产生的飞灰量小,烟尘浓度、烟气黑度都比较低。同时,在燃烧室上方设置了防爆门,确保锅炉的安全运行。 对流受热面的主要功能就是完成与烟气的热量交换,达到锅炉额定出力,提高锅炉换热效率。其结构形式可有多种,与普通锅炉没有太大的区别,因此对大多数锅炉来说,都可以改造成煤气化分相燃烧锅炉。并且锅炉无需除尘器,大大节省锅炉房总投资和占地面积。 设计煤气化分相燃烧锅炉时,应注意的几点: 1、合理布置煤气出口和煤焦出口的位置和大小; 2、煤焦的温度控制; 3、气化剂进口和进煤口; 4、合理设置二次风和防爆门; 5、气化室与燃烧室的水循环要合理。 由上述可知,煤气化分相燃烧锅炉的结构并不复杂,只需在传统锅炉的基础上,在其前部加一个气化室,在原炉膛上设置二次风和防爆门,再结合一些控制技术。利用该原理可以设计出多种规格型号的锅炉,类型主要为0.2t/h~10t/h各参数的锅炉。现仅在东北地区已有几十台此类型的锅炉在运行,广泛用于洗浴、采暖、医药卫生等领域,并已经利用该技术,改造了很多工业锅炉,效果都非常好。 下面以一台DZL2t/h锅炉为例,改造前后对比见表二。 表二:DZL2t/h锅炉改造前后对比 改造前 改造后 比较 热效率 73% 78% 提高5% 耗煤量(AII) 380kg/h 356kg/h 节煤6.3% 适应煤种 AII AIII 褐煤 石煤AI AII AIII 无烟煤 煤种适应性广 锅炉外形体积 5.4×2×3.2m 5.9×2×3.2m 长度约增加一米 环保性能 冒黑烟,环保不达标 排烟无色,满足环保要求 该新型锅炉综合地应用当代高新技术和高效率传热技术,将煤气发生炉与层燃锅炉有机结合为一体,做到清洁燃烧,炉内自行消烟除尘,锅炉运行期间,在无需炉外除尘器的情况下,排烟无色,烟尘浓度≤100mg/Nm3,比传统锅炉减少30-50%,SO2浓度≤1200mg/Nm3,NOx<400mg/ Nm3,符合国家环保标准GB13271-2001中一类地区的要求,同时,热效率在82%以上。而成本仅比传统锅炉增加不到一万元,但却省了一台除尘器。每小时加煤次数少,仅2~3次,并可实现机械上煤和除渣,因而大大减轻了司炉工的劳动强度。 四、煤气化分相燃烧锅炉的特点 传统的煤炭燃烧方式在煤的燃烧过程中会产生大量的污染物,造成严重的环境污染。主要原因是: (1)煤炭不易与氧气充分接触而形成不完全燃烧,燃烧效率低,相对增加了污染排放; (2)燃烧过程不易控制,例如挥发份大量析出时往往供氧不足,造成烟尘析出与冒黑烟; (3)固体燃料燃烧时温度难以均匀,形成局部高温区,促使大量NOx形成; (4)原煤中的硫大多在燃烧过程中氧化成SO2; (5)未经处理的固态煤炭直接燃烧时,大量粉尘将随烟气一同排出,造成大量粉尘污染。 煤气化分相燃烧锅炉将煤炭气化、气固分相燃烧集于一体,有效地解决环境污染问题,与传统的燃煤锅炉相比,它有以下优点: 1、烟尘浓度、烟气黑度低,环保性能好。 在气化层生成的气化煤气和在干馏层生成的干馏煤气最终混合在一起,在燃烧室内与二次风充分混合,因是气态燃料,供氧充分,容易达到完全燃烧,使一氧化碳和烟黑燃烬。而从气化室进入到燃烧室的炽热煤焦,因大部分挥发份已被析出,避免了挥发物对固定碳燃烧的不良影响,剩余的挥发份在煤焦内部进一步得到氧化,生成的一氧化碳和烟黑等可燃物在通过煤焦层表面时被燃烬。另外煤焦在燃烧时产生的飞灰量小,同时在锅炉内采用除尘技术,因此从根本上消除了“炭黑”,高效率地清除了烟尘中的飞灰。 2、节约能源、热效率高。 煤料在气化室充分气化热解之后再燃烧,不仅避免了挥发物、一氧化碳、二氧化碳等对煤焦燃烧的不良影响,而且从气化室进入燃烧室的热煤气更容易燃烧,并对煤焦的燃烧有一定的促进作用。进入燃烧室的炽热煤焦已脱去大部分挥发份,不仅有较高的温度,而且具有内部孔隙,能增强内部和外部扩散氧化反应,起到强化煤焦燃烧的作用,从而在降低过量空气系数下,使一氧化碳和炭黑燃烬,燃烧更加充分,因而降低了化学和机械不完全燃烧热损失,提高了煤的燃烧热效率,与直接烧煤相比可节煤5-10%。 3、氮氧化物的排放低 在气化室内煤层从下部引燃,并在下部燃烧,总体上气化室内温度比较低,属低温燃烧。而且在气化室内过量空气系数很小,大约在0.7-1.0之间,属低氧燃烧。这为降低氮氧化物的排放提供了有利条件。煤中有机氮化学剂量小,并处在还原气氛中,只转变成不参与燃烧的无毒氮分子。煤中含有的氮氧化物,一部分在煤层半焦催化作用下反应生成氮气、水蒸汽和一氧化碳,还有一部分在穿过上部还原层时被还原成氮气。而气化室内脱去绝大部分挥发份的高温煤焦在进入燃烧室后,进行充足供氧强化燃烧,其中剩余的少量挥发份在半焦内部进一步热解氧化,氮氧化物在煤焦内部被进一步还原,生成的烟黑可燃物在经过焦层表面时被燃烬,从而控制和减少了氮氧化物的生成与排放。 4、有一定的脱硫作用 煤中的硫主要以无机硫(FeS2和硫酸盐)和有机硫的形式存在,而硫酸盐几乎全部存留在灰渣中,不会造成燃煤污染。在煤气化分相燃烧锅炉中,煤中的FeS2和有机硫在气化室内发生热分解反应,以及与煤气中的氢气发生还原反应,使煤中的硫以硫化氢气体的形式脱除释放出来。而且在气化室下部,温度一般在800℃左右,恰好是脱硫剂发挥作用的最佳反应温度。如燃用含硫量较高的煤,只需在碎煤粒中添加适量的石灰石或白云石,即可得到较好的脱硫效果,从而大大降低烟气中二氧化硫的含量。 5、操作和控制简单易行 煤气的发生和燃烧在同一设备的两个装置中进行,不用设置单独的煤气点火装置,煤气在燃烧室内由高温明火自行点燃,易于操作和控制,简化了运行管理,操作方便,减轻司炉工劳动强度,改善锅炉房卫生条件,实现文明生产。 6、燃烧稳定,煤种适应性强 煤在锅炉气化室的下部引燃,因而燃烧稳定。可燃劣质煤矿和燃点高的煤,其煤种适应性较强,在难熔区或中等结渣范围以内的煤种均适合。其中褐煤、长焰煤、不粘结或弱粘结烟煤、小球形型煤是比较理想的燃料。 五、结束语 实践证明,新的燃烧理论及多种专利组成的集成技术,保证了煤气化分相燃烧锅炉高效环保的稳定性及先进性,克服了旧技术无法解决的浪费及污染的难题,获得了明显的经济效益和环境效益,受到用户青睐。中国的煤炭资源十分丰富,随着能源政策和环境的要求越来越高,煤气化分相燃烧锅炉在我国市场前景十分广阔。

锅炉控制系统设计毕业论文

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