锅炉启、停炉过程能耗分析
锅炉在正常燃烧的过程中需要停炉时,依据锅炉由停炉到启炉过程的特点,可将锅炉由停炉到启炉到稳定运行的过程分为四个阶段,即停炉的初期阶段、停炉稳定阶段、启炉初期阶段和稳定运行阶段。在锅炉开始停运时,炉温很高。尽管外界的冷空气在烟囱自生风作用下会从炉门进入炉膛中,但由于进入的空气量有限,所以会导致炉排上的己经燃烧的煤,由于缺氧而增加化学不完全燃烧热损失和机械不完全燃烧热损失:炉排上的未燃烧的和新进入炉腔的煤,进行着预热干燥(水分的蒸发)和干馏(挥发份的逸出)过程,挥发出的可燃气体,由于缺氧而导致化学不完全燃烧热损失增加。随着停炉时间的加长,炉膛温度和排烟温度逐渐降低。开始时降很大,随着停炉时间的延长,温降越来越小,当炉温降到某个数值后,就趋于稳定,进入了稳定阶段。此时燃料稳定地进行着缓慢的氧化过程,直到启炉为止。锅炉压火到一定程度开始启炉。锅炉从启动到达到热稳定所需要的时间对于同一种锅炉来说与停炉时间长短、停炉前锅炉的燃烧状况有关。停炉时间越长,温降得越低,压火耗煤损失越大:由于锅炉蓄热能力的影响,启炉时用来提高炉墙和水的温度的需热量越多,启炉所需时间越长:停炉前锅炉燃烧状况越好,启炉所需时间越短。锅炉启炉初期,炉温很低,又由于压火耗煤损失,参与燃烧的煤量很少,炉膛过量空气很多。随着炉温的升高,参与燃烧的煤量越来越多,过量空气也就越来越少。当压火剩余煤全部进入燃烧后期阶段,而新煤只有部分点燃时,过量空气又会相对增大。当燃煤仅是运行后新输入的燃料,压火余煤已全部消耗时,燃烧才逐渐向稳定阶段迈进。此后空气量和燃煤量将不再随时间变化。启炉阶段所存在的较多的过剩空气,造成了排烟热损失增大,同时固体不完全燃烧热损失也较大。
嵩山小区锅炉房内设置的型号为SHW4.24.7/95/70-An(H)的热水锅炉三台,烟囱篼40M.试验期间,该锅炉〗8:30开始停炉,前30分钟,炉膛降温速度为10.3°C/分,烟气降温速度为1.85°C/分:后30分钟,炉膛降温速度为2.7X:/分,烟气降温速度为0.28XV分:于丨9:30开始进入停炉稳定阶段。从19:30到21:00启炉时为止,炉膛平均降温速度为0.7°C/分:烟气降温速度为。12t:/分。锅炉于21:00启动,前60分钟,炉膛升温速度为5.5t:/分,烟气升温速度为0.7°C/分:后60分钟,炉膛升温速度为2.17°C/分,烟气升温速度为0.28°C/分:于23:00开始进入稳定运行阶段。
二、锅炉压火阶段耗煤量的变化锅炉进入压火阶段后,仍存在着煤量消耗。而其消耗量的大小主要取决于炉排上相当的富燃料燃烧的速度和压火时间。而这种燃烧速度无疑主要取决于压火过程锅炉的自然通风能力。
过强的自然通风能力和过长的压火时间必然造成压火煤耗过大。
引风量G的求取:引风量G与自生风的大小有关。自生风是由于烟道和烟囱中介质密度差所产生的自然压力作用而产生的。在气流上升的烟、风道中,自生风是正值,可用来克服流动阻力,有助于气流流动。在锅炉压火阶段,鼓、引风机皆停止工作,此时自生风就主要取决于烟囱所产生的抽力。依据所分析的系统的各己知数据,可得烟囱所产生的抽力,而=SG2,烟道阻力特性数S可根据实际的测量数据求取,从而求得引风量G为:则引风量G的数值也不同。根据通常情况下压火时排烟温度的变化就可解出方程中G的值。
锅炉压火耗煤量AB的求取:在不利条件下,锅炉内的煤在压火阶段燃烧时,是处于富燃料燃烧过程,即炉膛中不存在过量空气。此时实际烟气量在数值上就应该果于理论烟气量,即VfV,如果我们知道了一定煤量燃烧后产生的烟气总量G,又知道了单位重量(lkg)煤燃烧产生的烟气量V那么就可以反求出参加燃烧的这一定煤量的数值试验中所燃用煤在完全燃烧条件下,lkg煤产生的理论烟气量和lkg煤完全燃烧所。试验中所燃用煤在不完全燃烧条件下,lkg煤产生的理论烟气量V和lkg煤不完全燃在炉膛温度小于印01时,碳和氧的化学反应生成物基本上是等容积的CO和C02.而锅炉压火后煤的燃烧正是这种情况。因此,lkg煤在压火阶段在炉膛中产生的烟气量为:V =('£°+°)/2=4.384113/:此时所需理论空气量V;为:Vk=(+1°)/2=3.776版3/1此时,从省煤器出来的烟气量V为:/2=1.325:将上述值带入式(2)中,得:V,5.631Nm3/kg.从而求得压火耗煤量:8=0/=0/5.631排烟温度度压火耗煤量和启炉时参与燃烧的煤量2.2、锅炉启炉过程及启炉时的燃烧特性分析(1)、锅炉启炉阶段燃煤量和新风量锅炉压火耗煤量AB实际上等于压火时参与燃烧的煤量B加上压火时外加煤量S减去启炉时参与燃烧的煤量Biq,即:行时小时耗煤量,kg/h;―固体不完全燃烧热损失,取0.15;S―压火时外加煤量,hKBK一压火系数,由压火操作而定,一般在03之间也就是,另外加到炉排上的压火煤占耗煤量的百分比,取K=0.17:Bm―启炉阶段参与燃烧的煤童,kg/h.压火耗煤童AB= KBy-B i通i式可以求取锅炉启炉时参与燃烧利用式(4)即可求出启炉时的参与燃烧的煤量,由此可以求出启炉时所需要的新风置。
锅炉实际工况下停炉、启炉数据分析根据实际工况下的测试数据,利用上述方法可求得锅炉压火、启炉阶段G、AB、上及。
=7.227和Vyq=8.945580w+273)/273.利用上述计算结果,可以得出锅炉在各个阶段运行时的效率(见)。a.从18:3021:00.为锅炉停炉阶段,其效率从稳定运行时的68.1逐渐降为29.72:b.从21:0022:00为锅炉启炉阶段,其效率从29.72逐渐升为64.77:c.从22:0024:00为锅炉稳定运行阶段,其效率从64.77逐渐升为74.43.图从上面数据的计算结果可以看到,锅炉在停、启炉阶段,其效率都比正常运行时低。压火阶段耗煤损失为0.281T,平均每小时0.112T,占正常耗煤量的30.31.启炉阶段耗煤损失为0.668T,平均每小时0.334T,占正常耗煤量的31.42,占启炉总耗煤量的23.。锅炉在间歇运行时停、启炉过程热损失值很大,需引起重视。压火阶段的热损失主要是固体不完全燃烧热损失<14和气体不完全燃烧热损失3,应尽量减少自生风的作用,并使循环水栗继续运行。启炉阶段的热损失主要是排烟热损失,应采用变风量启炉技术,根据计算出的V,来调节鼓、引风机的进风量。
许晋源,徐通模。燃烧学。北京:机械工业出版社,1990.奚士光,吴味隆,蒋君衍锅炉及锅炉房设备北京:中国建筑工业出版社,1995.徐旭常,毛健雄,曾瑞良,陈昌和。燃烧理论与燃烧设备。北京:机械工业出版社,1990.
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