燃料性质对锅炉受热面布置的影响

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1.发热量低，理论燃烧温度低为保证锅炉设计参数和容量，燃料消耗量多，炉膛出口烟温升高，烟气量加大，从而使各对流受热面中的传热温压和烟气流速均增加，导致对流受热面吸热量加大，因此，锅炉各受热面面积应随之相应改变燃料发热量对锅炉受热面布置的影响主要体现在以下几个方面1）炉膛温度和辐射吸热量当燃料的发热量较低时，为了维持锅炉负荷不变，需要增加燃料消耗这会导致带入炉膛的灰、水杂质增多，从而使炉膛温度下降，辐射吸热量减少同时，烟气量增加，烟速加快，对流传热系数增大，对流吸热量增加2）对流吸热量燃料发热量低会导致炉膛温度下降，烟气量增加，烟速加快，这会增加对流吸热量因此，对流受热面的布置需要相应增加，以适应增加的烟气和烟速3）燃料性质的其他影响除了发热量，燃料的挥发分、水分、灰分和硫分等性质也会影响锅炉受热面的布置例如，挥发分低的煤难以着火和燃尽，需要较大的炉膛容积和较高的热风温度，这会增加空气预热器的受热面积水分大的燃料会降低炉膛温度，减少辐射吸热量，因此需要增加空气预热器的受热面积灰分大的燃料会增加对流受热面的磨损，可能需要采用塔式布置方式或液态排渣方式硫分大的燃料需要采取措施防止高温和低温腐蚀挥发分影响

2.挥发分低，不易着火和燃尽炉腔容积热强度应取得小一些，使炉腔容积大些，火焰长，炉膛应高一些.为了保证燃料稳定着火、在布置燃烧器的水冷壁面上敷设卫燃带，减少燃烧器区域水冷壁的吸热量，以保持其高温；采用热风送粉和较高的热空气温度，故布置较多的空气预热器受热面并采用两级布置方式为了保证燃料燃尽，要求较大的过量空气系数，使炉内燃烧温度降低和烟气量增加，故应增加对流爱热面的配置水份影响

3.水分大，炉膛内燃烧温度降低，炉内辐射吸热量减少；烟气量增加，对流变热面吸热量增加因此，要多布置对流受热面面积，同时，水分大，要求热空气温度高，也需要布置更多的空气预热器受热面灰分影响

4.灰分多，会加剧对流受热面的磨损，在设计对流受热面时，应选用较低的烟速或其它减磨措施灰分熔点低时，应选用较低的炉膛截面热强度、燃烧器区域壁面热强度和炉膛容积热强度，以保证炉膛内及其后面对流受热面不结渣对于灰熔点太低的燃料，还应采用液态排渣的燃烧方式为了除灰，有时还采用多烟道的布置形式硫分影响

5.硫分多，会造成低温区受热面的腐蚀和堵灰，也会引起高温腐蚀因此,在设计时应注意有关参数的选取和受热面的布置，并采取相应的措施燃煤中所含的硫分以有机硫和黄铁矿FeS2硫为主，所谓有机硫是指存在于可燃质高分子有机化合物中的硫分另外灰中也常含有少量的硫酸盐类，其硫分称为硫酸盐硫有机硫和黄铁矿都参与燃烧，生成S02和S03,故称为合成可燃硫硫酸盐在1100C以上也有一部分热解生成S03可燃硫与可热解的硫酸盐硫之和称为挥发硫这些硫分在各种煤中的含量没有什么规律我国电厂用煤的全硫分多在1%〜

1.5%以下，但也有达到3%〜5%的黄铁矿硫在煤中常以个体形态出现，可通过洗煤和吸附将它从煤中分离出来，而且因其比重较大，也可在磨粉过程中分离出一部分煤中含硫虽然对着火和燃烧过程没有明显的影响，但随着煤中含硫量增加，煤粉的自燃倾向加大，常会引起煤粉仓内煤粉温度自行升高，而且当进入空气时，甚至会自燃，因此，在燃用高硫煤时，仓内煤粉不宜久存燃煤含硫对锅炉的最大影响，是灰分产生烟气对低温受热面的酸腐蚀和伴随而来的烟道积灰和堵塞问题而且，过热器和炉膛受热面的高温腐蚀和沾污，也与含硫有直接关系燃煤中的可燃硫在燃烧过程中被氧化，生成S02及微量的S03,硫酸盐也会受热分解出S03S03含量是很少的止匕外，在实际上不可能做到全部含硫都产生上诉反应，而是随燃烧方式而异烟气中S02对受热面的腐蚀和沾污没有明显的影响与此相反，S03含量虽然很少，但由于它与烟气中的水蒸汽化合形成硫酸蒸汽，会明显地提高烟气的酸露点温度，从而会在低温受热面凝聚，造成酸腐蚀和沾污硫酸蒸汽开始凝结的温度称为酸露点S03的形成机理，除硫酸盐矿物质的高温分解外，主要是在高温燃烧区域内存在的自由氧分裂成高反应能力的氧原子，将S02进一步氧化成S03因此，减少火焰区自由氧，即减少炉膛过量空气系数，常会显著降低S03的转化率例如在煤粉炉上的试验结果表示如果过量空气系数由

1.35降到

1.05,导致SO3含量降低40%,露点下降5℃SO3形成的另一个途径，是烟气接触到某些具有催化性质的物质如Fe2O

3、耐火材料及燃油时可出现的V2O6等，促使微量SO2催化氧化成SO3,催化作用的主要温度范围在425-625℃o烟气中水蒸气含量对SO3形成的影响无一定规律水蒸汽分压力增加，会促使氧原子与SO2的化合，但对SO2的催化作用则恰恰相反实际上烟气中水蒸气含量增加，会导致露点温度略有增加燃烧温度对SO3生成及露点温度的影响，一般认为火焰温度越高，则S03转化率越高，露点温度也相应增高些烟气中呈分散状态的飞灰微粒，对SO有较强的吸附作用由于烟气露点温度的升高，在锅炉尾部受热面一一主要是低温段空气预热器，会因管壁温度低于露点温度而凝结成酸液并沾附灰垢，从而堵塞烟气通道，腐蚀受热面金属，露点温度愈高和烟气含酸量越大，这种低温腐蚀及烟道堵塞现象越严重根据电厂的运行经验，对于煤粉锅炉，当煤的含硫量小于

1.5%时，尾部受热面不会产生明显的低温酸腐蚀和堵灰，即使排烟温度和空气预热器进风温度较低，也无明显腐蚀另外，硫分升高还会增加大气污染煤中硫燃烧后绝大多数形成S02随烟气逸出烟囱，增加了周围环境的污染，煤中硫每增加1%,则燃用It煤就多排放约20kg的S02气体燃油锅炉

6.发热量大，容易着火和燃烧，燃烧反应能力强，燃烧时间短因此，炉膛容积热强度高，炉膛容积小炉膛允许出口温度比燃煤炉高，可以省去或简化凝渣管束小容量锅炉布置成简型，D型、0型等；大容量锅炉布置成箱型或塔型，除空气预热器外，锅炉各部件均布置在箱型炉体内燃油是无灰燃料，无炉内结渣和受热面磨损问题，炉底不需出渣口，故均采用水平或微倾斜的封闭炉底，大型炉底布置水冷壁重油含硫量高，应考虑低温腐蚀和大气污染问题可以微正压燃烧，要求炉墙密封性好可以采用低氧燃烧和烟气再循环等方法，降低烟气中SO井口NO2含量，减轻对大气的污染.燃气锅炉7发热量大、容易着火和燃烧，燃烧反应能力强，燃烧时间短，炉膛容积热强度高，炉膛容积小锅炉的任何受热面的布置都必须兼顾安全性和经济性两方面，并试图在两者之间找到一个平衡点，即确保安全可靠的前提下，追求最大的经济性而经济性包括初投资和运行费用两个方面，一般需要进行局部优化从传热观点来考虑，锅炉的全部受热面的布置应总体呈逆流，以利于节约金属，但这样往往易使高温受热面处于不安全状态沿工质流程，水温最低的受热面是省煤器为了工质温度较高的受热面获得足够大的传热温差，往往将省煤器这种受热面布置在烟温较低的区域，即锅炉的尾部，并且工质的流动方向与烟气的流向呈逆流但需要考虑烟气中硫酸蒸汽凝结在壁温较低的受热面上，即需要考虑到发生所谓的低温腐蚀的可能性布置在炉膛周围的受热面是水冷壁之所以将这种受热面布置在炉膛周围，是由于水冷壁中工质是单相的水或是汽水两相混合物，工质的放热系数很高，管壁能够得到足够的冷却，特别是可利用水发生相变时温度保持不变的特点，确保锅炉水冷壁管工作的可靠性对于过热器及再热器，由于其中的工质是蒸汽，而蒸汽的冷却能力相对较低，再热器中的蒸汽冷却能力则更低而且由于蒸汽的温度较高，如果将所有的过热器布置成为与烟气呈逆流的形式，则过热器的管壁温度会太高，超过金属的允许温度，或不得不采用更高等级的合金钢，造成过热器成本的大幅度上升通常的做法是，将蒸汽温度较低的过热器布置在烟温较高的区域，如炉膛出口附近，而蒸汽温度较高的过热器则布置在烟温较低的区域，如水平烟道或尾部竖井中即总体为混流，从而兼顾到安全性和经济性空气预热器总是布置在烟气行程中的最后，以获得尽可能大的传热温差因为空气一般取自环境，温度较低，需要注意到空气预热器冷端可能由于壁温太低而导致的低温腐蚀问题。