冷灰斗是锅炉炉膛底部的重要结构部件,主要用于收集、冷却和排出燃烧后形成的灰渣。
冷灰斗的位置与作用:
位置:位于锅炉炉膛的底部,通常呈倒锥形或V形结构,与炉膛水冷壁相连。
作用:
灰渣收集:煤粉燃烧后产生的灰渣在重力作用下落入冷灰斗。
冷却灰渣:通过水冷壁的冷却介质(水)降低灰渣温度,防止高温灰渣直接接触设备造成损坏。
排渣:冷却后的固态灰渣通过排渣系统(如水力除渣系统)排出锅炉,避免堆积影响运行。
冷灰斗的结构特点
水冷壁延伸结构:冷灰斗通常由炉膛下部的水冷壁延伸构成,内部布置密集的受热面管道,内部流动高压水或汽水混合物,实现灰渣冷却。
倾斜角度:冷灰斗的倾斜角度(通常为50°~60°)。
耐磨与防腐蚀:灰渣可能含有腐蚀性物质,冷灰斗内壁需采用耐磨材料(如耐火浇筑料)进行保护。
排渣口与关断门:底部设有排渣口,并配备如关断门,防止排渣时炉内负压被破坏。
冷灰斗运行中出现的问题及措施
结渣:灰渣熔融后黏附在冷灰斗壁面,可能堵塞排渣口。
措施:优化燃烧配风、控制炉膛温度、定期吹灰及机械清理。
磨损与腐蚀:灰渣中的硬质颗粒或酸性物质可能侵蚀冷灰斗内壁。
措施:表面喷涂耐磨涂层,如浇筑料。
排渣不畅:灰渣冷却不足导致粘连。
措施:优化排渣口尺寸及倾角、采用水力冲渣辅助。
水冷壁是锅炉炉膛的核心受热面,主要作用是:
辐射吸热:吸收炉膛内燃料燃烧产生的高温辐射热量,将水加热为蒸汽。
保护炉墙:通过冷却介质(水或蒸汽)降低炉膛内壁温度,防止耐火材料因高温损坏。
维持炉膛温度:通过吸热控制炉膛出口烟气温度,避免结渣或腐蚀。
超临界锅炉水冷壁的特殊性
超临界锅炉(压力>22.1MPa,温度>374℃)与传统亚临界锅炉相比,水冷壁的设计和运行具有以下特点:
工质状态:水在超临界压力下为单相流体(无汽水两相分离),传热特性不同。
高热负荷:燃烧强度更高,水冷壁需承受更大的热流密度。
材料要求:需耐受高温(500~600℃)和高压(25~30MPa),材料强度与抗腐蚀性要求更高。
超临界锅炉的汽水分离器是过渡性设备,核心任务是保障锅炉从启动(亚临界)到满负荷(超临界)的平稳切换。汽水分离器是锅炉系统中用于分离汽水两相流中的蒸汽与液态水的关键设备,主要作用包括保进入过热器的蒸汽为高干度或接近干饱和蒸汽,减少液态水对过热器管壁的冲击和腐蚀。
运行模式:
湿态运行(启动阶段):分离汽水,疏水回收至凝汽器或给水系统。
干态运行(超临界状态):工质为单相蒸汽,分离器转为蒸汽通道。
在锅炉启动阶段,系统压力从亚临界升至超临界,分离器需适应从两相流到单相流的动态切换。
低温再热器是超临界锅炉再热系统中的关键部件,通常位于烟气温度较低的尾部烟道,属于对流受热面。它与高温再热器(位于高温烟道)协同工作,但运行温度较低。
其核心作用:
提升蒸汽温度:将汽轮机高压缸排出的低温蒸汽加热至更高温度,提高蒸汽焓值。
优化循环效率:通过二次加热蒸汽,增加朗肯循环的热效率,降低煤耗。
减少热应力:避免汽轮机末级叶片因温差过大产生热疲劳,延长设备寿命。
高温再热器是超临界锅炉再热系统的核心部件,通常位于尾部烟道的高温区域。其作用是对汽轮机高压缸排出的蒸汽进行二次加热,使其达到更高温度(通常出口温度达550~620℃),以提升机组效率。
SOFA风属于OFA风的一种,与主燃烧器分开布置,位于主燃烧器上方一定距离处,在四角切圆锅炉中,部分SOFA风会布置成与火焰旋转方向相反的旋转角度。OFA风包括CCOFA和SOFA。CCOFA与主燃烧器一体,通常布置在主燃烧器的上方紧邻位置。SOFA与主燃烧器分开布置,位置较高。其作用是使主燃烧器区产生的NO?在还原性氛围下被还原为N?,实现剩余燃料的完全燃烧,削弱水平烟道的残余旋转,降低未完全燃烧热损失。
低温过热器是超临界锅炉汽水系统中的关键受热面,通常位于竖直烟道。它是过热器系统的初始段,负责将饱和蒸汽加热至过热蒸汽的低温阶段(通常入口蒸汽温度为300~400℃,出口温度约450~500℃)。
其核心作用:
蒸汽过热:将加热后的饱和蒸汽进一步加热至过热状态,提高蒸汽焓值,为后续汽轮机做功提供更高的能量。
优化热力循环:通过提升蒸汽温度,增加朗肯循环效率,降低煤耗。
高温过热器是超临界锅炉的关键部件,位于锅炉尾部烟道的高温区域(如炉膛出口或水平烟道),主要作用是将饱和蒸汽加热至更高的温度(通常达560℃以上)。通过提升蒸汽温度和压力,可增加蒸汽的焓值,从而提高汽轮机输出功率。