锅炉风烟系统介绍

,锅炉风烟系统,300MW机组W型炉,运行二值,北海电厂,黄贻冠,风烟系统简介,1,锅炉风烟系统是指连续不断的给锅炉燃料燃烧提供所需的空气量，并按燃烧的要求分配风量送到与燃烧相连接的地点，同时使燃烧生成的含尘烟气流经各受热面和烟气净化装置后，最终由烟囱及时的排至大气。 锅炉风烟系统按平衡通风设计，系统的平衡点发生在炉膛中，因此，所有燃烧空气侧的系统部件设计正压运行，烟气侧所有部件设计负压运行。平衡通风不仅使炉膛和风道的漏风量不会太大，而且保证了较高的经济性，又能防止炉内高温烟气外冒，对运行人员的安全和锅炉房的环境均有一定的好处。,风烟系统图,2,风烟系统的组成,风烟系统主要由下列设备和装置组成: 1.两台动叶可调轴流式送风机（二次风机） 2.两台动叶可调离心式一次风机 3.两台双动叶可调轴流式引风机 4.两台容克式三分仓空气预热器 5.烟气再循环管 6.两台静电除尘器 7.两台火检冷却风机 8.两台密封风机 9.四组对冲布置的燃烧器及二次风箱 10.连接管道、挡板或闸门,2,为了使燃料在炉内的燃烧正常进行，必需向炉膛内送入燃料燃烧所需要的空气，用送风机克服烟气侧的空气预热器、风道和燃烧器的流动阻力，并提供燃料燃烧所需的氧气。 二次风的主要流程：电厂环境空气经滤网、消声器与热风再循环汇合后垂直进入两台轴流式送风机，由送风机提压后，经冷二次风道进入两台容克式三分仓空气预热器的二次风分仓中预热，在锅炉MCR工况燃用设计煤种时，热风作为二次风由热二次风道送至二次风箱和燃烧器进入炉膛。二次风再循环入口布置在消声器和二次风机之间，其作用是用来提升空气预热器的冷端温度，防止低温腐蚀。,二次风系统,2,一次风的作用是用来输送和干燥煤粉，并供给燃料燃烧初期所需的空气。 大气经滤网、消声器垂直进入两台轴流式一次风机，经一次风机提压后分成两路；一路进入磨煤机前的冷一次风管；另一路在经空预热器的一次风分仓，加热后进入磨煤机前的热一次风管，热风和冷风在磨煤机前混合。在冷一次风和热一次风管出口处都设有调节挡板和电动挡板来控制冷热风的风量，保证磨煤机总的风量要求和出口温度。合格的煤粉经煤粉管道由一次风送至炉膛燃烧。 一次风机的流量主要取决于燃烧系统所需的一次风量和空气预热器的漏风量。密封风机的流量尽管由一次风提供，但是最终进入磨煤机构成一次风的部分。一次风的压头主要取决于煤粉流的阻力及风道、空气预热器、挡板、磨煤机的流动阻力。其压头是随锅炉需粉量的变化而变化，可以通过调节动叶的倾角来改变风量，维持风道一次风的压力，适应不同负荷的变化。,一次风系统,2,2.4 烟气系统,烟气系统的作用是将燃料燃烧生成的烟气经各受热面传热后连续并及时地排至大气，以维持锅炉正常运行。 锅炉烟气系统主要由两台静叶可调轴流式引风机、两台容克式空气预热器和两台电除尘器构成。锅炉采用平衡通风，炉膛保持一定的负压。负压是通过调节引风机静叶的角度，改变风机的流量实现的。,2.3 一次风系统,烟气系统,2,3,风烟系统主要辅机,一次风机参数：,3,一次风机的启动：,3,一次风机的启动允许条件： 入口导叶关。 出口门关。 轴承温度小于75。 电机轴承温度小于75。 热风再循环门关闭。 电源正常(电机开关在工作位置、保护装置无故障、控制电源无丧失信号，开关远方/就地切换开关在远方位置)。 四台磨煤机入口一次风关断挡板已关闭。 无MFT信号。,首台一次风机的启动步骤： 选择待启一次风机启动，检查一次风机出口门打开，否则手动开启，查一次风机电流返回正常。 开启同侧空预器出口一次风门和一次风机出口冷风门。 缓慢开启进口风门调至所需负荷； 第二台一次风机的启动步骤同第一台。 一次风机启动注意事项： 启动第一台一次风机时，注意建立一次通道，防止一次风管道振动。 第二台一次风机应投粉后再启动。,引风机和送风机参数,3,引、送风机油站规范,3,引风机的启动：,3,引风机启动前的检查与准备： 参照“转动设备启动前的一般检查”对引风机系统各设备进行检查。 检查引风机电机空冷器正常。 引风机的密封风机应具备启动条件，并启动至少一台密封风机运行，投入联锁。 联系热控确认各保护、调节控制装置良好并投入。 油站启动前检查 检查油箱油位正常，油位应保持在油箱高度的80%左右，油温不低于25，不高于45，油质合格。 检查润滑、控制油系统阀门开、关正确。 检查油站冷却水投入正常。 检查油站电源正常。,引风机的启动允许条件： 同侧空预器运行。 引风机动叶关闭。 引风机入口挡板关闭。 引风机出口挡板开启。 引风机轴承温度70。 引风机电机轴承温度70。 至少一台密封风机运行。 油箱油温55。 至少一台主油泵运行且无润滑油压低（0.15MPa）和控制油压低（3.5MPa）报警。 脱硫系统已投运。 引风机电机电源正常(电机开关在工作位置、保护装置无故障、控制电源无丧失信号，开关远方就地切换开关在远方位置)。,引风机的启动：,3,第一台引风机的启动步骤： 确认引风机启动条件满足。 设置前后墙二次风门100%。 开启尾部烟道过热器侧调温烟气挡板。 开启同侧送风机动叶及出口挡板。 联系辅控人员，引风机准备启动。 启动引风机，注意电流返回正常，联开引风机入口挡板，否则应手动开启。 将引风机动叶开到5%左右，控制炉膛负压正常。 就地检查引风机运转平稳，振动、声音正常，润滑油、控制油压正常。,第二台引风机启动步骤： 除不用建立风道外第二台引风机启动步骤同第一台，启动后平衡两台引风机出力。 就地检查引风机运转平稳，振动、声音正常，润滑油、控制油压正常。,送风机的启动：,3,送风机的启动前的检查与准备： 参照“转动设备启动前的一般检查”对送风机系统各设备进行检查。 联系热控确认各保护、调节控制装置良好并投入。 启动一台送风机液压油泵后，投入备用泵联锁，并检查： 油箱油位正常，油温10，油质合格。 液压油压2.0MPa，液压油流量10L/mim。 滤网和冷却器完好，油管路无渗漏。 电加热装置状态正常。,送风机的启动允许条件： “同侧引风机运行”或“异侧引风机运行且送风机出口联络门已开”。 送风机主轴承温度70。 送风机电机轴承温度70。 送风机电机线圈温度110。 送风机电机电源正常(电机开关在工作位置、保护装置无故障、控制电源无丧失，开关远方就地切换开关在远方位置)。 送风机至少有一台液压油泵运行，液压油压1.0MPa。 送风机动叶已关。 送风机出口挡板已关。,送风机的启动：,3,首台送风机的启动步骤： 全关待启动送风机动叶。 全关待启动送风机出口挡板。 启动送风机，出口挡板应联开，否则手动开启，查送风机电流返回正常。 将其动叶开到5%左右，控制炉膛负压正常，逐渐交替开启动叶与静叶至30%初始风量。 就地检查送风机运转平稳，振动、声音正常，液压油压正常。,第二台送风机启动步骤同第一台，调节送/ 引风机的动叶和静叶至所需风量，平衡两 台送风机出力。并投入风量控制自动、炉 膛压力自动。 送风机的启动注意事项： 送风机热风再循环门关闭严密。 送风机启动前检查是否倒转，否则采取措施保证送风机停转后方可启动。,4,轴流风机工作原理,轴流风机工作原理：,4,流体沿轴向流入叶片通道，当叶轮在电机的驱动下旋转时，旋转的叶片给绕流流体一个沿轴向的推力（叶片中的流体绕流叶片时，根据流体力学原理，流体对叶片作用有一个升力，同时由作用力和反作用力相等的原理，叶片也作用给流体一个与升力大小相等方向相反的力，即推力），此叶片的推力对流体做功，使流体的能量增加并沿轴向排出。叶片连续旋转即形成轴流式风机的连续工作。 假设一较长的圆柱体静止，气流自左向右作平行流动，不计气体的粘性（即气体流动的阻力），那么气体会均匀的分上下绕流圆柱体。气流在圆柱体上的速度及压力分布完全对称，流体对柱体的总的作用力为0，如图51所示。这种流体叫平流绕圆柱体流动。 而圆柱体作顺时针的旋转运动，则圆柱体周围的气体也一起旋转，产生环流运动。这时圆柱体上、下速度及压力分布亦完全对称，流体对柱体的总的作用力为0，如图52所示。这种运动为环流运动。 若流体作平行运动，圆柱体作顺时针旋转，这两种流动叠加在一起是：圆柱体上部平流与环流方向一致，流速加快；圆柱体下部平流与环流方向相反，流速减慢。根据能量方程原理，圆柱体上部与圆柱体下部的总能量相等，而圆柱体上部动能大，压力小，下部动能小，压力大。于是流体对圆柱体产生一个自下而上的压力差，这个压差就是升力。 机翼上升力产生的原理与圆柱体上升力的原理相同。如图53示。机翼上有一个顺时针方向的环流运动，由于机翼向前运动，流体对于机翼来说是作平流运动。机翼上部平流与环流叠加流速加快，压力降低，机翼下部平流与环流叠加流速减小，压力升高。此时就产生一个升力P。同时在流动过程中有流动阻力，机翼也受到阻力。,图51 平行绕圆柱体流动 图52 环流运动 图53 机翼的升力原理,4,轴流风机的叶轮是由数个相同的机翼形成的一个环型叶栅，如图54所示。若将叶轮以同一半径展开，如图55示，当叶轮旋转时，叶栅以速度u向前运动，气流相对于叶栅产生沿机翼表面的流动，机翼有一个升力P，而机翼对流体有一个反作用力R，R力可以分解为Rm和Ru，力Rm使气体获得沿轴向流动的能量，力Ru使气体产生旋转运动，所以气流经过叶轮做功后，作绕轴的沿轴向运动。,图5-5 环形叶栅中机翼与流体相互作用力分析图,轴流风机工作原理：,图5-4 轴流风机叶轮,风机的失速和喘振,4,失速：,由流体力学知，当速度为v的直线平行流以某一冲角（翼弦与来流方向的夹角）绕流二元孤立翼型（机翼）时，由于沿气流流动方向的两侧不对称，使得翼型上部区域的流线变密，流速增加，翼型下部区域的流线变稀，流速减小。因此，流体作用在翼型下部表面上的压力将大于流体作用在翼型上部表面的压力，结果在翼型上形成一个向上的作用力。如果绕流体是理想流体，则这个力和来流方向垂直，称为升力，其大小由儒可夫斯基升力公式确定： FL （速度环量 绕流流体的密度） 其方向是在来流速度方向沿速度环量的反方向转90°来确定。 轴流风机叶片前后的压差，在其它都不变的情况下，其压差的大小决定于动叶冲角的大小，在临界冲角值以内，上述压差大致与叶片的冲角成比例，不同的叶片叶型由不同的临界冲角值。翼型的冲角不超过临界值，气流会离开叶片凸面发生边界层分离现象，产生大面积的涡流，此时风机的全压下降，这种情况称为“失速现象”。如图513,a、风机正常工况时的气体流动状况,b、风机脱流工况时的气体流动状况,图5-13,风机的失速和喘振,4,失速：,泵与风机进入不稳定工况区，其叶片上将产生旋转脱流，可能使叶片发生共振，造成叶片疲劳断裂。现以轴流式风机为例说明旋转脱流及其引起的振动。当风机处于正常工况工作时，冲角等于零，而绕翼型的气流保持其流线形状，如图示：当气流与叶片进口形成正冲角时，随着冲角的增大，在叶片后缘点附近产生涡流，而且气流开始从上表面分离。当正冲角超过某一临界值时，气流在叶片背部的流动遭到破坏，升力减小，阻力却急剧增加，这种现象称为“旋转脱流”或“失速”如果脱流现象发生在风机的叶道内，则脱流将对叶道造成堵塞，使叶道内的阻力增大，同时风压也随之而迅速降低。,图514 动叶中旋转脱流的形成,风机的失速和喘振,4,喘振：,轴流风机性能曲线的左半部具有一个马鞍形的区域，在此区段运行有时会出现风机的流量、压头、和功率的大幅度脉动等不正常工况，一般称为“喘振”，这一不稳定工况区称为喘振区。实际上，喘振仅仅是不稳定工况区内可能遇到的现象，而在该区域内必然要出现不正常的空气动力工况则是旋转脱流或称旋转失速。这两种不正常工况是不同的，但是它们又有一定的关系。 轴流风机在不稳定工况区运行时，还可能发生流量、全压和电流的大幅度的波动，气流会发生往复流动，风机及管道会产生强烈的振动，噪声显著增高