燃烧技术下的燃煤锅炉设计及制造技术(2)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】3.3 设计高纯CO2气氛包围系统 锅炉密封问题得到一定解决之后,固然可以大幅减少漏风的发生,但仍会存在一定的漏风率,此时可在锅炉受热面外围布置一
3.3 设计高纯CO2气氛包围系统
锅炉密封问题得到一定解决之后,固然可以大幅减少漏风的发生,但仍会存在一定的漏风率,此时可在锅炉受热面外围布置一圈CO2气氛包围系统,即使锅炉发生漏风,漏进去的只是高纯CO2,对最终烟气中CO2浓度不会造成影响。设置CO2气氛包围系统后,系统本身与外界的连接处密封也要严格处理,否则发生CO2泄漏会影响电厂人员的生命安全。高纯CO2包围系统可使用最终压缩提纯后的95%浓度CO2作为气源。该系统设置后,锅炉本体的附近已不允许人员进入,普通的锅炉运行操作或检修工作必须依靠及检修设备自动完成,因此其对锅炉的自动化运行要求较高。
3.4 局部受热面提升材料等级,改善焊接工艺
由于采用高浓度氧气作为氧化剂参与燃烧,如何解决炉膛受热面热负荷过高的问题是关键点,目前炉膛受热面主要采用的是20G、15CrMoG、12Cr1MoVG等碳钢或合金钢管作为锅炉水管材料,这些材料的耐热温度一般不超过400 ℃。当热负荷提高后,部分区域必然不能满足要求,因此提升管材等级成为必然选择,可以将其升级为不锈钢材料,例如:304、347、310等不锈钢钢管。对于锅炉水冷壁而言,不宜所有区域均替换成不锈钢材质的钢管,否则会造成成本大幅增加,建议局部高热负荷区域增加热负荷,如燃烧器附近区域可采用不锈钢,而剩余的低负荷区域则依然采用合金钢。改进后的锅炉炉膛受热面的典型布置如图3所示。当锅炉受热面改进后,一个需要面临的问题是不锈钢弯管的弯制需要更好的制造工艺,尤其对于弯管较多的燃烧器喷口管屏区域,弯管较为复杂,不锈钢钢管弯管一般采用冷弯+弯头固溶化热处理技术,以提高其性能,这要求制造厂商拥有先进的弯管机和热处理设备,且有较成熟的弯管技术与热处理技术。另外,当局部管屏替换为不锈钢后,其与相邻的合金钢钢管之间如何焊接也是需要考虑的问题,由于304、347、310等不锈钢与合金钢之间的等级差别较大,化学成分差距较大,因此直接焊接会造成焊接质量降低,甚至无法焊接的问题,因此,不锈钢与合金钢直接必须增加过渡管连接,一般过渡管需选择T91材质,具体形式如图4所示。
图3 改进后的锅炉炉膛受热面布置
图4 T91过渡管连接形式
3.5 增加吹灰器的使用强度及频率
由于锅炉密封性的提升与锅炉更容易结焦之间存在必然关系,如何处理结焦将是关键问题,而目前广泛使用吹灰器作为解决方法,吹灰器使用高动能的蒸汽或超声波作为吹灰介质,对结焦处进行吹扫,从而降低结焦对锅炉受热面吸热的影响,因此适当增加吹灰器的使用频率是应对结焦增加的有效手段。
4 结语
结合现有O2/CO2锅炉设备的设计制造情况,认为目前锅炉设计制造技术存在以下问题:锅炉整体密封性较差;局部燃烧过快易发生爆管;漏风减弱、负压减弱,炉膛易结焦等问题限制了O2/CO2燃煤锅炉技术的发展。针对以上问题,提出以下建议:加强锅炉密闭性设计;提升非受压元件间的焊接质量;设计高纯CO2气氛包围系统;局部受热面提升材料等级,改善焊接工艺;增加吹灰器的使用强度及频率。
[1] Miller J A,Bowman C and modeling of nitrogen chemistry in combustion[J]. Prog Energy combust Sci 1989 (15): 287-338.
[2] 米翠丽.富氧燃煤锅炉设计研究及其技术经济性分析[D].北京:华北电力大学(北京),2010: 51-56.
[3]周强泰.锅炉原理[M].北京:中国电力出版社,2009: 78-81.
[4]岑可法,姚强,骆仲泱,等.高等燃烧学[M].杭州:浙江大学出版社,2002: 78-81.
文章来源:《机械工程材料》 网址: http://www.jxgcclzz.cn/qikandaodu/2021/0707/517.html
上一篇:机械加工表面质量管理中的不足及控制策略
下一篇:现代汽车制造中的机械加工技术应用