理论教育 减轻热偏差的设计和运行措施

减轻热偏差的设计和运行措施

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:减轻热偏差主要有两方面的措施:一方面是在设计上,合理地布置系统及其连接,改善屏式过热器和再热器的结构以减少流量不均;另有一方面是在运行上,通过合理调整燃烧,减少吸热不均。将受热面分级并控制各级受热面中蒸汽的焓增值,是减小热偏差的重要措施之一。减少屏式过热器前或管束前烟气空间尺寸,减少屏间、片间烟气空间的差异。烟气要均匀充满炉膛空间,避免产生偏斜和冲刷屏式过热器。

减轻热偏差的设计和运行措施

减轻热偏差主要有两方面的措施:一方面是在设计上,合理地布置系统及其连接,改善屏式过热器和再热器的结构以减少流量不均;另有一方面是在运行上,通过合理调整燃烧,减少吸热不均。但是要完全消除热偏差是不可能的,只能将热偏差减轻到容许的程度。

(1)将受热面分级,级间进行中间混合。将受热面分级并控制各级受热面中蒸汽的焓增值,是减小热偏差的重要措施之一。受热面分级后,对某一级来说所有受热不同的管子都接在同一出口联箱,在联箱内使蒸汽进行混合,于是在该级中产生的热偏差经混合后可以得到消除,而不会带到下一级中去。因此,级分得越多,每级的平均焓增越小,热偏差也就越小,但这会增加设备和系统的复杂性,故也不宜太多。

根据实际运行经验,每一级的焓增一般不宜超过250~400kJ/kg,这样可以使热偏差减小到允许范围。随着蒸汽参数的提高,蒸汽过热的焓值也提高,因而过热器分的级数相应要多些。一般地说,中压锅炉过热器分两级,级间混合一次。高压锅炉,常将过热器分为三级,混合二次或分四级,混合三次。超高压锅炉将过热器分四、五级。更高参数的锅炉将过热器的级数还可能分得更多些。

在蒸汽过热过程中,随着蒸汽温度增加,其比热不断下降,因而在最末级过热器中,蒸汽比热最小,使得在同样热偏差情况下,汽温偏差最大。同时考虑到末级过热器中蒸汽温度最高,工作条件最差,因而末级过热器蒸汽的焓增不宜过大,一般不超过125~200kJ/kg。

(2)级间进行交叉流动,以消除两侧烟气的热力偏差。为了减少过热器左右两侧的热偏差,可以采用级间左右交换流动,即用连通管将上一级原来在左侧的蒸汽送往下一级的右侧,原来在右侧的蒸汽送到左侧,这样有助于减轻烟道两侧吸热不均导致的热偏差。但再热器系统一般不宜采用左右交叉,其目的是为了减少系统的流动阻力,以提高再热蒸汽的做功能力。

(3)连接管与过热器(再热器)的进出口联箱之间采用多管引入和多管引出的连接方式,减少各管之间压差差异。

(4)减少屏式过热器前或管束前烟气空间尺寸,减少屏间、片间烟气空间的差异。受热面前烟气空间深度越小,烟气空间对同屏同片各管辐射传热的偏差也越小。用水冷或气冷定位管固定各屏或各片受热面,以防止其摆动,并使烟气空间固定,传热稳定。(www.daowen.com)

(5)加装节流圈。根据管圈两端的不同压差在管子的入口处装置不同孔径的节流圈,增加管子的阻力,控制各管内蒸汽流量,使流量不均匀系数趋近于1。加装节流圈还可以关小或消除重位压降引起的静压变化。装置节流圈将增加受热面内蒸汽压降,大容量高参数锅炉过热器允许压降绝对值大,节流圈阻力影响不大。直流锅炉和强制循环锅炉常用加装节流圈的方法来分配流量。

(6)减少炉膛出口烟气残余旋转,减轻炉膛出口及水平烟道的左右烟温偏差,减少过热蒸汽、再热蒸汽的左右汽温偏差,防止过热器、再热器超温爆管。其主要措施有:

1)在炉膛上部加装分隔屏(前屏)过热器,以减少炉膛出口烟气残余旋转的旋转能量,从而使烟气均流,以减少水平烟道受热面的左右流动偏差和左右烟温偏差。

2)部分二次风反切,以减少炉膛出口烟气的残余旋转能量。

(7)运行方面措施,是在设备投产或大修后,必须做好炉内冷态空气动力场试验和热态燃烧调整试验。在正常运行时,应根据锅炉出力要求合理投运燃烧器,调整好炉内燃烧。烟气要均匀充满炉膛空间,避免产生偏斜和冲刷屏式过热器。尽量使沿炉宽方向烟气流量和温度分布比较均匀,控制水平烟道左右烟温偏差不能过大。及时吹灰,防止出现因结渣和积灰而引起的受热不均现象。

(8)利用流量不均匀来消除吸热不均匀,也就是使热负荷高的管内具有较高流速,使蒸汽焓增降低,减少热偏差。如屏式过热器受热较强的外圈管采用大管径或缩短管圈长度等方法使管内蒸汽流速增加。辐射式受热面根据壁面热负荷分布情况分成并行的几组,并控制每组中的蒸汽流量。

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