供风系统
风烟系统其实是两个平行的供风系统,由共同的炉膛、受热面烟道和两台引风机构成的风烟系统。
输送至炉膛的空气,其作用是:
(1)提供燃料燃烧所需要的二次风、中心风和燃尽风,由送风机提供。(2)提供输送和干燥煤粉的一次风,由一次风机提供。
(3)提供火检探测器的冷却风,由火检冷却风机提供,直接取自大气。
(4)给煤机、磨煤机和煤粉管吹扫风,由一次风机出口经密封风机升压后提供。无论是密封风还是冷却空气,最终均进入炉膛,是燃烧所需的空气的组成部分。
一、二次风系统
为了使燃料在炉内的燃烧正常进行,必须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,热二次风经热二次风道送至二次风箱和燃烧器进入炉膛。
每台空气预热器对应一组送风机和引风机。两台空气预热器的进出口风道横向交叉连接在总风道上,用来平衡两侧二次风压,在锅炉低负荷期间,可以只投入一组风机(送风机、引风机各1台)运行。
从空气预热器来的二次风分成两路:一路至锅炉炉前的大风箱,另一路至制粉系统中作干燥剂。根据作用不同,从大风箱引出的风为:①通过各二次风喷嘴的二次风(辅助风);②通过一次风喷嘴周边入炉的周界风;③通过燃烧器顶部燃尽喷嘴的燃尽风。其中辅助风的作用是为燃料的着火和燃烧提供充足的氧。周界风的作用是:①为燃料着火初期提供氧;②卷吸高温烟气,使燃料更易着火;③冷却燃烧器喷口,避免烧坏;④防止火焰偏斜。燃尽风的作用是:①为燃料的燃尽阶段提供氧量;②减少NOx化物;③改变火焰中心高度。
用于锅炉点火和低负荷稳燃的油燃烧器布置在二次风喷嘴内,故没有设计独立的供风通路。
在燃烧器风箱内流向各个喷嘴的通道上设有调节挡板,用以完成各股风量的分配。
二、一次风系统
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。
空气经滤网、消声器垂直进入两台一次风机,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;另一路经空气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合适的出口温度。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。密封风机风源来自一次风,最终进入磨煤机。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。
三、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。
引风机的进口压力与锅炉负荷、烟道通流阻力有关。其流量决定于炉内燃烧产物的容积及炉膛出口后所有漏入的空气量。
两台空气预热器出口有各自独立的通道与两台电除尘器相连接,电除尘的两室出口有共同的通道与引风机连接。在引风机的进出口有电动挡板,满足任一台引风机停运检修时的隔离需要。
四、密封风系统
对于锅炉采用正压直吹式制粉系统,密封风设计的目的主要就是防止煤粉或热一次风从磨煤机的磨碗、磨辊、给煤机、一次风门挡板等不严密处泄漏出来,并且使磨煤机、给煤机转动部件不被煤粉损坏。
从冷一次风母管上另外引出一路经过密封风机升压后作为磨煤机、磨煤机出口门、磨煤机冷热风隔离门的密封风。另有一路从冷一次风母管上引出,作为给煤机的密封风。
每炉设置两台密封风机,从一次风机出口冷一次风道上吸风。
五、火焰检测冷却风系统
在该系统内设置了两台冷却风机,就地吸风,向炉膛火焰检测探头和等离子点火装置的火焰检测探头提供冷却风和清扫风。
六、风机
风机是发电厂锅炉设备中重要辅机之一,在锅炉上的应用主要为送风机、吸风机、一次风机等。随着单机发电容量的增大,为保证机组安全可靠和经济合理的运行,对风机的结构、性能和运行调节也提出了更高更新的要求。一般来说,离心式风机有较悠久的发展历史,具有结构简单,运行可靠,效率较高(空心机翼型后弯叶片的可达85%~92%),制造成本较低,噪声小等优点。但随着锅炉单机容量的增长,离心风机的容量已经受到叶轮材料强度的限制,不能随锅炉容量的增加而相应增大,而轴流式风机则可以做得很大,且具有结构紧凑,体积小,质量轻,耗电低,低负荷时效率高等优点。
轴流风机与离心风机比较有以下主要特点:
(1)轴流风机如制造成动叶片可调节式,则调节效率高并可使风机在高效率区域内工作。因此,运行费用较离心风机明显降低。
(2)轴流风机对风道系统风量变化的适应性优于离心风机。如风道系统的阻力计算不是很准确,实际阻力大于计算阻力,或遇到煤种变化所需风量、风压不同,离心式风机就有可能达不到额定出力。而轴流风机可以调节动叶片,通过关小或开大动叶的角度来适应风量、风压的变化,对风机的效率影响却很小。
(3)轴流风机有较低的飞轮效应值(N· m2 )。这是由于轴流风机允许采用较高的转速和较高的流量系数,所以在相同的风量、风压参数下轴流风机的转子较轻,即飞轮效应值较小,使得轴流风机的启动力矩大大地小于离心风机的启动力矩。一般轴流式送风机、吸风机的启动力矩只有离心式送风机、吸风机启动力矩的14.2%~27.8%。
(4)轴流风机的转子结构要比离心式风机转子复杂。旋转部件多,制造精度要求高,叶片材料的质量要求也高,所以轴流风机运行可靠性比离心式风机稍差些。
(5)轴流风机如与离心风机的性能相同,则轴流风机噪声强度比离心式风机高。因为轴流风机的叶片数往往比离心风机多两倍以上,转速也比离心风机高。