試論電廠鍋爐設(shè)備的構(gòu)成和工作流程①

黃殿奎

(河南淮源熱能環(huán)?？萍加邢挢?zé)任公司 河南南陽(yáng) 474775)

近年來(lái)，我國(guó)電力事業(yè)的飛速發(fā)展，使電廠建設(shè)數(shù)量不斷增長(zhǎng)，對(duì)于電廠而言，要想提高自身的盈利水平，就必須要降低發(fā)電成本，而積極開(kāi)展電廠鍋爐設(shè)備的改造工作，以此提高電廠鍋爐設(shè)備的運(yùn)行效率，能夠在很大程度上降低發(fā)電成本。不過(guò)，在對(duì)電廠鍋爐設(shè)備進(jìn)行改造時(shí)，必須要掌握其基本構(gòu)成和工作流程，只有這樣才能更有針對(duì)性的優(yōu)化與改造電廠鍋爐設(shè)備，進(jìn)而使其更加高效的運(yùn)行。為此，以下便對(duì)電廠鍋爐設(shè)備的構(gòu)成和工作流程進(jìn)行探討。

1 電廠鍋爐設(shè)備構(gòu)成分析

電廠鍋爐設(shè)備主要包括兩個(gè)組成部分，即鍋爐本體與輔助設(shè)備，以下便分別針對(duì)這兩個(gè)部分來(lái)分析其基本構(gòu)成。

1.1 鍋爐本體

鍋爐本體即電廠鍋爐的主體設(shè)備，可將其分為鍋與爐兩個(gè)部分，其中鍋是指汽水系統(tǒng)，而爐則是指燃燒系統(tǒng)。汽水系統(tǒng)能夠?qū)⑷剂显谌紵龝r(shí)所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行吸收，使水被蒸發(fā)后產(chǎn)生熱蒸汽。汽水系統(tǒng)的基本構(gòu)成主要包括再熱器、省煤器、聯(lián)箱、過(guò)熱器、汽包、水冷壁、下降管等。其中，鍋爐尾部的煙道內(nèi)安裝有省煤器，省煤器能夠利用排煙余熱來(lái)對(duì)給水進(jìn)行加熱，以此在提高運(yùn)行效率的同時(shí)，還能節(jié)約燃料。省煤器主要是利用帶肋片的鑄鐵管或鋼管制作而成的。在鍋爐頂部則安裝有汽包，汽包相當(dāng)于一種承壓容器，其整體呈圓筒形，容器上部為汽，下部為水。汽包主要用于容納省煤器的來(lái)水和水冷壁中的飽和蒸汽，并且通過(guò)聯(lián)箱、下降管與水冷壁來(lái)形成密閉回路，以此實(shí)現(xiàn)水循環(huán)。下降管指的是水冷壁中的供水管，其能夠引入汽包中的水，使水通過(guò)下降管流入到聯(lián)箱中，然后通過(guò)聯(lián)箱分配至各個(gè)水冷壁管，一般來(lái)說(shuō)，如果電廠鍋爐的規(guī)模較大，往往會(huì)對(duì)下降管進(jìn)行集中布置。聯(lián)箱看起來(lái)是一根較粗的管子，通過(guò)將水冷壁管和下降管進(jìn)行連接，以此發(fā)揮其匯集、混合與工質(zhì)再分配的作用。在鍋爐的爐膛中，其爐墻受熱面便是水冷壁，水冷壁能夠有效吸收爐內(nèi)的火焰輻射熱量，以使其轉(zhuǎn)變成汽水兩相混合物。過(guò)熱器則能夠加熱汽包輸送過(guò)來(lái)的飽和蒸汽，使其在壓力與溫度上達(dá)到過(guò)熱蒸汽的標(biāo)準(zhǔn)。再熱器能夠把汽輪機(jī)內(nèi)的蒸汽進(jìn)行二次加熱，然后把這些蒸汽輸送至汽輪機(jī)中做功。

對(duì)于燃燒系統(tǒng)而言，其能夠確保爐中的燃料得以充分燃燒。燃燒系統(tǒng)的主要構(gòu)成包括空氣預(yù)熱器、爐膛、燃燒器和煙道。其中，爐膛是由水冷壁和爐墻進(jìn)行圍合而成的空間，燃料會(huì)在爐膛中進(jìn)行充分燃燒。而燃燒器則能夠?qū)⒖諝鈬娙氲綘t內(nèi)，以使燃料在充足的空氣下得以完全燃燒?？諝忸A(yù)熱器是通過(guò)排煙余熱來(lái)對(duì)噴入爐內(nèi)的空氣進(jìn)行加熱的裝置，該裝置是由大量鋼管所制作的管箱結(jié)合體，利用空氣預(yù)熱器能夠使燃燒條件得到極大改善。

1.2 輔助設(shè)備

電廠鍋爐的輔助設(shè)備主要有燃料供應(yīng)系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、除灰除塵系統(tǒng)、測(cè)量控制系統(tǒng)、煤粉制備系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、給水系統(tǒng)與通風(fēng)系統(tǒng)。這七個(gè)輔助系統(tǒng)均安裝有測(cè)量?jī)x表與附屬設(shè)備。

2 電廠鍋爐設(shè)備的工作流程

2.1 汽水系統(tǒng)工作流程分析

冷空氣會(huì)通過(guò)送風(fēng)機(jī)輸送至位于爐膛尾部的空氣預(yù)熱器進(jìn)行加熱，然后會(huì)被加熱的空氣會(huì)有一部分經(jīng)過(guò)燃燒器進(jìn)入爐膛，該部分空氣為一次風(fēng)。而另一部分則會(huì)利用排粉風(fēng)機(jī)輸送至磨煤機(jī)，通過(guò)對(duì)煤進(jìn)行干燥與加熱，以使其更易于磨制細(xì)粉，然后與煤粉混合后形成一次風(fēng)。燃燒系統(tǒng)會(huì)利用給水泵來(lái)進(jìn)行升壓，然后輸送至省煤器中進(jìn)行預(yù)熱。水會(huì)在省煤器中的流動(dòng)會(huì)以自下而上的方式進(jìn)行，而煙氣加熱則會(huì)以自上而下的方式進(jìn)行，這樣便可使省煤器中的水被煙氣加熱，然后輸送至汽包，汽包中的水則會(huì)在下降管的引導(dǎo)下進(jìn)入下聯(lián)箱，然后從下聯(lián)箱流動(dòng)至水冷壁管中。位于水冷壁中的飽和水會(huì)吸收大量的輻射熱量，此時(shí)水會(huì)產(chǎn)生水蒸汽，然后形成汽水混合物，并進(jìn)入汽包內(nèi)，而在汽包中則裝配了汽水分離器，通過(guò)汽水分離器能夠使進(jìn)入的汽水混合物得以被汽水分離，此時(shí)汽包的下部空間便積聚了大量的水，然后隨著不斷輸送至汽包的給水一起再次下降，并在流經(jīng)水冷壁時(shí)吸熱，由此便形成了一個(gè)完整的水循環(huán)。蒸汽在通過(guò)汽包中的汽水分離器分離出來(lái)以后，會(huì)從汽包頂部引出后經(jīng)過(guò)爐頂?shù)倪^(guò)熱器進(jìn)行加熱，直至水蒸汽的溫度達(dá)到額定值后會(huì)輸送到汽輪機(jī)中進(jìn)行做功。如果是高壓以上的發(fā)電機(jī)組，還需要對(duì)再熱器進(jìn)行布置，而再熱器中的蒸汽則主要是汽輪機(jī)中的高壓缸在進(jìn)行做功時(shí)所產(chǎn)生的排汽，而該排汽無(wú)論是其內(nèi)部壓力，還是溫度，都要低于過(guò)熱器中的蒸汽，再熱器中的蒸汽會(huì)經(jīng)過(guò)再次加熱后重新輸送至汽輪機(jī)中，并由中壓缸和低壓缸來(lái)進(jìn)行繼續(xù)做功。

對(duì)于電廠鍋爐而言，由于其非常精密，因此無(wú)論蒸汽品質(zhì)，還是給水都需要進(jìn)行嚴(yán)格的要求，如果給水內(nèi)的雜質(zhì)過(guò)多，勢(shì)必會(huì)使鍋水在不斷汽化過(guò)程中的雜質(zhì)濃度升高，而這些雜質(zhì)則會(huì)隨著蒸汽流經(jīng)受熱面，并大量沉積在受熱面上，這樣便造成受熱面出現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)垢現(xiàn)象，從而降低了受熱面材料的傳熱系數(shù)，甚 至還會(huì)導(dǎo)致管子因過(guò)熱而被燒壞。此外，大量的雜質(zhì)會(huì)在蒸汽中溶解，并伴隨著蒸汽進(jìn)入到汽輪機(jī)中，當(dāng)汽輪機(jī)中的壓力降低時(shí)，這些雜質(zhì)便會(huì)析出并沉積于其中，從而對(duì)汽輪機(jī)的運(yùn)行效率造成嚴(yán)重影響。所以，操作人員必須要預(yù)先處理鍋爐的給水，并在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中對(duì)蒸汽品質(zhì)及給水進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)視。

2.2 燃燒系統(tǒng)工作流程分析

原煤在到達(dá)火力發(fā)電廠以后，會(huì)由工作人員對(duì)原煤進(jìn)行破碎、除雜質(zhì)等工作，然后將原煤輸送至原煤斗，原煤斗會(huì)通過(guò)給煤機(jī)將原煤輸送到磨煤機(jī)，磨煤機(jī)會(huì)將原煤進(jìn)行磨制成粉，然后通過(guò)預(yù)熱空氣，采用排粉風(fēng)機(jī)會(huì)將煤粉經(jīng)燃燒器噴入到爐膛中進(jìn)行燃燒，煤粉在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生煙氣，并釋放大量的熱能。煙氣會(huì)通過(guò)爐膛流動(dòng)至煙道，這樣煙氣中的熱量便會(huì)以不同換熱方式向鍋爐的各個(gè)受熱面進(jìn)行傳遞。在爐膛中，煙氣中的熱量在傳遞過(guò)程中會(huì)通過(guò)輻射換熱的方式進(jìn)行，以便于爐膛內(nèi)的水冷壁能夠吸收熱量，而爐膛上部對(duì)熱量的吸收則是通過(guò)半輻射方式，即對(duì)流混合與輻射相結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而使熱量能夠傳遞至屏式過(guò)熱器。在煙道中，熱量的傳遞會(huì)通過(guò)對(duì)流傳熱方式依次傳遞給過(guò)熱器、省煤器與空氣預(yù)熱氣，這時(shí)煙氣中的熱量因被吸收而使其溫度降低到110℃～180℃，通過(guò)除塵器可將煙氣中的飛灰等雜質(zhì)去除，從而使煙氣保持潔凈 ，并利用引風(fēng)機(jī)將其輸送至煙囪后排放至外界。通過(guò)燃燒器輸送到爐膛的預(yù)熱空氣則是利用送風(fēng)機(jī)26把冷空氣輸送到空氣預(yù)熱器之中進(jìn)行加熱的，經(jīng)過(guò)加熱的冷空氣會(huì)被輸送到燃燒器中，熱空氣會(huì)分別從燃燒器與磨煤機(jī)中進(jìn)入爐膛，其中通過(guò)燃燒器的熱空氣為二次風(fēng)，而通過(guò)磨煤機(jī)的熱空氣則為一次風(fēng)，以此實(shí)現(xiàn)燃料的充分燃燒。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鍋爐設(shè)備是電廠電力生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)于電廠工作人員而言，必須要對(duì)鍋爐設(shè)備的構(gòu)成及其工作流程進(jìn)行全面掌握，積極開(kāi)展鍋爐設(shè)備改造工作，只有這樣才能使鍋爐設(shè)備得以更高效、更安全的運(yùn)行。