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作者:ope体育体育赛事|2020-04-01|浏览:187

ope体育体育赛事新型水火管鍋殼鍋爐開發十七年

35年來,ope体育体育赛事水火管鍋殼鍋爐一直是我國工業鍋爐中數量居首位的爐型,近17年來,在舊型水火管鍋殼鍋爐的基礎上,開發出各項性能均較舊型優越的新型水火管鍋殼鍋爐,而且單臺容量已達40蒸噸,ope体育体育赛事并已設計出65、80蒸噸容量的此型鍋爐。(注:1蒸噸相當于0.7MW熱水鍋爐、lt/h蒸汽鍋爐.經歷經七載。此期間,新型水火管鍋殼鍋爐在性能上又有了較大改進,在單臺容量上又有所增大。本文主要對以上進展情況作全面介紹,同時對主要技術問題加以論述。以使工程技術人員在設計、制造、安裝、運行時能夠準確掌握此型鍋爐的技術關鍵,以利于此種鍋爐高質量發展。

2水火管鍋鍋爐數M最多的原因與發展現狀水火管鍋殼鍋爐的數量長期高居不下,不可能是行政干預商業行為或個別專家意見所導致的。應是事物發展優勝劣汰規律所決定的,是廣大鍋爐用戶根據鍋爐綜合性能指標“(出力、效率、金屬耗量、外形尺寸、安全可靠性。環保性能、價格等)長期考核對比而自扦選擇的。

以煙管作為主要對流受熱面并置于鍋殼內的鍋殼鍋爐相對于將主要對流受熱面置于煙道內的水管鍋爐。必然較為緊湊。另外,工藝也較簡單、安裝也較方便=當燃料為油、氣時,一般采用內燃式鍋殼鍋爐。我國鍋爐以燃煤為主,為便于燃燒,而改為外燃式鍋殼鍋爐,將帶有水冷壁的爐臉置于鍋殼之外,遂形成“水火管鍋殼鍋爐”,這樣,也便于增大鍋爐容量。

新型水火管鍋殼鍋爐的篼度都明顯偏低:2蒸噸容量鍋爐,由操作平臺至鍋殼頂部高度為7.5m,40蒸噸為8.5m,的蒸噸為10.5m,80蒸噸為11.5m.由于高度明顯偏低,使一些舊鍋爐的供熱能力翻了一番。

新型水火管鍋殼鍋爐采用帶回水引射的自然循環方式,便于運行。另外,由于選用合理的煙管中煙氣流速,運行時基本不積灰,故一般都能做到出力與效率不隨運行時間的延長而有所下降。由于大量高效傳熱螺紋煙管置于鍋殼內水寧,故鍋爐介質升溫較快。

作為主要受熱面的螺紋煙管,冷壁、煙管管板的安全可靠性,在選取合理水速及控制補充水硬度條件下,也能得到保證新型水火管鍋殼鍋爐的上述特點是在大量鍋爐長期運行后總結出來的。至今10萬蒸噸及以下容童新型水火管鍋殼鍋爐的在用總容量已近20萬蒸噸,約7萬臺;15-40蒸噸容量此型鍋爐的在用總容量已近2千蒸噸,約I百臺。

3新型水火管鍋充鍋爐的結構與性能特點3.1舊型水火管鍋殼鍋爐舊型水火管鍋殼鍋爐是丨965年由上海中建鍋爐廠(現上海工業鍋爐廠)開創出來的,對我國工業鍋爐的發展起了重要推動作用;新型水火管鍋殼鍋爐是在舊型基礎上發展起來的,沒有舊型,不可能出現新型。

舊型水火管鍋殼鍋爐采用較多數量的平直煙管,煙管組成兩個回程,I回程煙管人口煙溫高達1000A鍋殼底部直接接受爐膛火焰輻射,見、2.熱水鍋爐的系統回水一般由下集箱后部進人;蒸汽鍋爐的給水一般進入鍋殼水面。舊型鍋爐容量較小,不大于10蒸噸。

圖t為最初纟£構,為幾經改進后的結構=兩者突出區別在于將易產生裂紋且煙氣阻力頗大的小煙室取消,而將爐膛出口高溫煙氣引向后管板。舊型水火管鍋鍋爐由于高溫管板人口煙溫較高、鍋殼底部直接接受火焰輻射、熱水型的水冷壁上升管流速較小等原因,當鍋爐水質未滿足水質標準要求時,易產生管板開裂、鍋殼底部鼓包、水冷壁上升管爆管等事故。舊型水火管鍋殼鍋爐對水質的要求頗嚴。然而,我國較小容量(<丨蒸噸)的鍋爐用戶的水質平均水平又不高,故這種鍋爐的事故率高于水管鍋爐。1986年,河北省勞動廳曾普查3038臺工業鍋爐(水火管鍋殼式2217臺,水管式821臺普查結果如表丨所示,可見舊型水火管鍋殼鍋爐的事故率較高,當時該地區水管鍋爐的事故率也不低,這主要是用戶水質欠佳所致。

表1工業鍋爐事故率(河北。〗986年)鍋爐型式舊型水火管鍋殼鍋爐水管鍋爐蒸汽熱水蒸汽熱水應用時間(年)年事故率3.2新型水火管鍋殼鍋爐3.2.1容量不大于10蒸噸水火管鍋殼鍋爐許多不大于m蒸噸鍋爐用戶的水質不能嚴格滿足水質標準要求,而此情況又不可能盡快解決不大于丨蒸噸新型水火管鍋殼鍋爐充分考慮了此特點。另外,這種新型鍋爐在提高傳熱效果以減小鋼耗、降低鍋爐原始排塵濃度等方面,也取锝明顯效果。

其中,熱水型采用1-6及全部措施;蒸汽型采用1、2.3、6四項措施。詳見n型爐型結構上作了些簡化,如10蒸噸容量取消防焦箱,使不大于10蒸噸鍋爐的水冷壁皆采用統一結構形式;煙管采用表21型結構主要技術措施與目的措施作用目的消除雙回程引起的管端焊縫熱應力防止管板開裂1單回程螺紋煙管提高柔性從而減小管端焊縫熱應力防止管板開裂強化傳熱從而明顯減少煙管根數與縮小鍋殼直徑節省鋼材2八字煙道降低高溫管板入口煙溫從而減緩過冷沸騰防止管板開裂減小鍋殼底部熱負荷防止鼓包3凸形管板提高柔性從而減小管端焊縫熱應力防止管板開裂4部分回水引向高溫管板降低水溫與提高水速從而防止過冷沸騰防止管板開裂5回水引射提高上升管水速從而防止過冷沸騰防止爆管6爐內煙塵粗分離慣性分離煙塵降低原始排塵濃度錯排布置,取消回水導向罩171等,突出區別在于將下集箱尺寸放大,以減小集箱效益(見4.3),下降管尺寸也適當放大,可提高上升管流速,以達到進一步提高水動力可靠性目的。

部下降管出口處,并取消前部下降管。利用集箱效應以使上升管流速分布與爐膛熱負荷分布相適應(見4.3),明顯改進了水動力工況,水質適應性可適當放寬,也簡化了結構M.IV型爐型為有壓相變換熱式,見。“相變換熱”指換熱管(二回路)的外部為冷凝換熱。管內又為水的強迫對流換熱,結果使換熱管的傳熱系數高達2(K10W/(m2r)左右,可使換熱管受熱面大為減少。“有壓”指中間介質(熱媒體,即鍋水與蒸汽)的壓力高于大氣壓<<丨。2或。4MPa表壓由干飽和溫度較高,可使換熱管出水溫度滿足我國供暖工程的要求,見表3.表3不同壓力對應的出水/回水溫度壓力(表壓XMPa飽和溫度,V出水/回水溫度,‘CIV型結構的突出特點是能夠更好地適應水質欠佳用戶的需求:與高溫煙氣接觸的受熱面不會因結垢而破壞,也不會因氧化而穿孔。這是因為中間介質極少需要補充,因而不會不斷增加硬度鹽與氧。而換熱管由于水速較高(大于2.5m/s),析出的氣泡與污物也會有效排出,由于加熱介質(中間介質)的溫度不高,更不會因換熱管壁溫升高而爆管。有關IV型結構設計、運行注意事項詳見141.V型爐型是取消前部下降管的蒸汽鍋爐。水火管鍋殼鍋爐水冷壁出口的截面含汽率較小,僅約為。3.以后在煙管踅束進一步汽化,而且煙管吸熱量又大于水冷壁而水管鍋爐水冷壁出a的截面含汽率明顯大于上述值。

水火管鍋殼鍋爐的前下降管上部正位于八字煙道內,阻礙煙氣流動,其外表的絕熱層也很容易被煙氣沖刷掉。取消前部下降管并將后部下降管與下集箱尺寸適當放大即形成V型結3.2.2容量不小于15蒸噸(大容量)水火管鍋殼鍋爐容量不小于15蒸噸大型水火管鍋殼鍋爐的水質一般都能滿足水質標準要求(既除硬度鹽,也除氧),鍋爐結構應以此為基礎進行考慮。

十年以前開發的容量為15、20蒸噸I型結構采用了較多數量水排管,而且用主鋼架將全部受壓件吊起。考慮到工業鍋爐排管難以有效清除積灰,主鋼架會消耗較多鋼材,故目前已不再生產,而只生產無排管或僅有小排管并取消主鋼架自身支承的n型結構。故以下僅介紹這種n型結構。

20蒸噸水火管鍋殼鍋爐采用同-一結構型式,而且高度彼此相同。由可見,與不大于10蒸噸的鍋爐含g構基本一致,區別在于增加中間集箱,使水冷壁加高。鍋殼與八字煙道構成一個組件,而水冷壁管與下降管則為散裝形式-熱水型。蒸汽型均已大量投人運行呔40蒸噸水火管鍋殼鍋爐曾有過單鍋殼。雙鍋殼結構型式,。為便于制造、運輸。安裝,最后采用了三鍋殼結構,見,這種三鍋殼熱水型水火管鍋殼式鍋爐已經投運了近丨臺。運行實踐表明,出力、效率、水動力、自身支承等均達到了設計要求65、80蒸噸熱水型水火管鍋殼鍋爐的結構型式與上述仙蒸20噸熱水型水火管鍋殼鍋爐(D型)丨29MW(4U蒸噸)熱水型水火管鍋殼鍋爐(n型)噸完全一樣皆采用4排小排管,使清除積灰較為方便。目前已完成全部設計工作,外形尺寸如所示,可見高度明顯偏低。

容量,MW4新型水火管鍋充鍋爐主要技術內容些年技術上又有較大進展,以下對此作一全面論述,4.1螺紋煙管約20年前,重慶鍋爐總廠在國內首先將螺紋煙管應用于燃燒天然氣的內燃鍋爐上,取得顯著效果,對我工業鍋爐的發展起了重要推動作用。

由于螺紋煙管可明顯提高傳熱能力,故得到國內鍋爐界高度重視f但也存在新的問題,如:①流阻較高;②應用于固體燃料時,必須考慮磨損、積灰問題;③有螺紋后,對剛度、疲勞強度也應進行研究為將螺紋煙管廣泛應用于燃煤鍋爐上,筆者先后在哈工大、北京電工研究所、北京之光鍋爐研究所與廣大師生、研究人員及一些鍋爐制造廠技術人員共同對螺紋煙管的七個技術問題(放熱、流阻、磨損、積灰、剛度、強度與結構優化)進行了全面研究,包括理論分析、。如在管內檢測有困難,可找出它與由外壁起算的深度e之間的關系,再檢測e并嚴格滿足e的要求。如未滿足螺紋高度e的要求,會導致出力下降或熱效率下降。個別幾個制造廠疏忽了對螺紋高度的嚴格核查,出廠鍋爐螺紋煙管的實際螺紋高度明顯小于設計要求122,致使排煙溫度增高,鍋爐出力也受到影響,應引以為戒。螺紋煙管煙氣人口端應嚴格滿足1所示的要求。為充分發揮螺紋高效傳熱作用,圖示A/可盡量小,不宜大于50imn:煙管出口端可取消平直段,焊接時螺紋本身形成的很小空隙必然能夠填補上、,1螺紋煙管人口端結構要求按我國強度標準GB/T16508-1996W,螺紋煙管中部無需支承,盡管存在一定撓度,當鍋爐承后,必然被拉直,撓度達20-30mm是常遇到的,鍋爐大修時,為使煙管能夠抽出,鍋爐房后墻應設置窗戶,見2.4.2凸形管板舊式水火管鍋殼鍋爐采用有拉撐的平管板。由于剛性很大,使煙管與管板連接焊縫的熱應力較大,另外,進人鍋殼內焊接拉撐件也較困難,因此,70年代末上海工業鍋爐廠參照德國標準在國內首先推出無拉撐拱形管板,見圖丨3.這種拱形管板由表4通用拱形管板尺寸名稱管板管板直段長上部平下部平邊緣線轉角管板適用范圍內徑內高面尺寸面尺寸半徑半徑厚度熱水鍋爐蒸汽鍋爐符號hn1mnRrtQD單位mmmmmmmmmmmmmmmmMWt/h1000200352951003801008-140.7數12002253525025048020010-兩部分組成:平面部分(管板區)與凸形部分。平面部分受力欠佳,但有大量煙管拉撐;而凸形部分受力較好,無需拉撐,可取消拉撐件。