煙氣含塵量對(duì)余熱鍋爐熱效率的影響
煙氣含塵量是指廢氣中顆粒物的質(zhì)量濃度,也是影響余熱鍋爐熱效率的重要因素之一。煙氣中的顆粒物會(huì)對(duì)余熱鍋爐的加熱面造成覆蓋或堵塞,導(dǎo)致傳熱系數(shù)下降,從而影響熱效率。
具體來(lái)說,煙氣中含塵量過高時(shí),會(huì)產(chǎn)生以下影響:
1. 降低換熱效率:當(dāng)煙氣中的顆粒物進(jìn)入余熱鍋爐并沉積在加熱面上時(shí),會(huì)減少加熱面與廢氣之間的有效接觸面積,導(dǎo)致傳熱效率下降,從而影響余熱鍋爐的熱效率。
2. 損傷設(shè)備:高含塵量的煙氣會(huì)對(duì)余熱鍋爐的加熱面產(chǎn)生機(jī)械磨損和腐蝕,縮短設(shè)備使用壽命。
3. 影響安全穩(wěn)定運(yùn)行:高含塵量的煙氣容易引起管道堵塞或發(fā)生火災(zāi)等事故,給設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)隱患。
為了避免煙氣含塵量對(duì)余熱鍋爐熱效率的影響,可以采用以下方法:
1. 定期清洗設(shè)備:定期對(duì)余熱鍋爐內(nèi)部進(jìn)行清洗和維護(hù),以保持加熱面的干凈和光滑。
2. 安裝除塵設(shè)備:在焚燒廢氣之前安裝有效的除塵設(shè)備,可將煙氣中的顆粒物去除,保證廢氣中的顆粒物濃度控制在合理范圍內(nèi)。
3. 優(yōu)化操作參數(shù):通過優(yōu)化余熱鍋爐的操作參數(shù),如調(diào)整進(jìn)氣流量、調(diào)整進(jìn)出口溫差等,可以降低煙氣中的顆粒物濃度,提高余熱鍋爐的熱效率。
總之,煙氣含塵量是影響余熱鍋爐熱效率的重要因素之一,需要采取相應(yīng)的措施來(lái)保證設(shè)備穩(wěn)定、高效地運(yùn)行。
根據(jù)傳熱系數(shù)的計(jì)算公式可知,對(duì)流管束錯(cuò)列布置時(shí)的放熱系數(shù)要大于順列布置時(shí)的傳熱系數(shù);煙氣橫向沖刷對(duì)流管束時(shí)的傳熱系數(shù)大于縱向沖刷對(duì)流管束時(shí)的放熱系數(shù);煙氣流速越大,煙氣對(duì)流傳熱系數(shù)越大。從增大傳熱系數(shù)以減少鍋爐設(shè)備成本投入的角度考慮,早期的玻璃窯余熱鍋爐對(duì)流管束部分采用錯(cuò)列布置以及鰭片管,最終因?yàn)椴AЦG爐煙氣含塵量較大,以及粘性較強(qiáng),導(dǎo)致余熱鍋爐清灰困難,管束積灰嚴(yán)重甚至堵塞,嚴(yán)重影響鍋爐效率以及使用壽命,同時(shí),因?yàn)闊煔鈧?cè)阻力上升,導(dǎo)致自用電率大幅上升。所以,目前的玻璃窯余熱鍋爐大部分采用橫向沖刷、順列布置的光管對(duì)流管束,以保證余熱鍋爐的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。
煙氣含塵量對(duì)余熱鍋爐熱效率的影響,進(jìn)入SP余熱鍋爐的煙氣中含有大量的粘性粉塵,容易在受熱管道上積灰,如果積灰得不到及時(shí)有效的處理,將會(huì)影響鍋爐的熱效率,鍋爐出力將會(huì)降低,發(fā)電量隨之也會(huì)受到影響。為了有效解決積灰問題,必須保證除灰裝置的連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行?,F(xiàn)在鍋爐清灰方式不少,但針對(duì)SP鍋爐的煙氣特性,機(jī)械振打(如圖1)清灰效果最為理想。筆者廠余熱發(fā)電鍋爐除灰裝置也不例外的用了機(jī)械振打。但自系統(tǒng)運(yùn)行以來(lái)振打裝置經(jīng)常出現(xiàn)T型帶孔螺栓磨斷、振打錘經(jīng)常和傳動(dòng)桿卡在一起,以及傳動(dòng)桿、固定轉(zhuǎn)軸的軸承座和電機(jī)座斷裂等現(xiàn)象。不僅增加了設(shè)備的維修費(fèi)用,也嚴(yán)重的影響了設(shè)備的除灰性能。
Hcl氣體對(duì)人體有較強(qiáng)的傷害性。Hcl氣體會(huì)對(duì)余熱鍋爐受熱面和監(jiān)測(cè)儀表制造高低溫腐蝕,影響余熱鍋爐安全并限制了過熱蒸汽參數(shù)的提高;Hcl氣體的存在升高了煙氣露點(diǎn),導(dǎo)致排煙溫度升高,降低鍋爐熱效率;氯源在一定條件下與重金屬反應(yīng)生成低沸點(diǎn)的金屬氯化物,從而加劇了重金屬的揮發(fā),導(dǎo)致重金屬在飛灰上的富集,增加飛灰毒性;Hcl氣體能促進(jìn)氯酚、氯苯、氯苯并呋喃等“三致”有機(jī)物的生成,而且PVC裂解后生成的Hcl被認(rèn)為能促進(jìn)多環(huán)芳烴(paHs)的生成。因此,有效去除Hcl氣體直接關(guān)系到焚燒系統(tǒng)的安全和環(huán)保運(yùn)行。
電爐生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)決定了煙氣溫度和流量均具有較大的周期波動(dòng)性,同時(shí)電爐煙氣含塵特點(diǎn)對(duì)后續(xù)余熱回收設(shè)備的布置和結(jié)構(gòu)形式的要求很高。一方面吹氧冶煉期間煙氣流量大、溫度最高,此時(shí)煙氣對(duì)余熱鍋爐的換熱管束的熱沖擊和磨損沖刷最大,鍋爐的結(jié)構(gòu)形式要適應(yīng)因?yàn)闊煔獾牟▌?dòng)所帶來(lái)的熱應(yīng)力的影響。另一方面出鋼期間煙氣溫度低、流量最小,煙氣流速降低,鍋爐受熱面積灰趨勢(shì)越來(lái)越嚴(yán)重,影響了下一個(gè)煉鋼周期鍋爐傳熱效率,排煙溫度就會(huì)逐漸上升,繼而影響了后續(xù)除塵設(shè)備的運(yùn)行。因此鍋爐的選型和針對(duì)性的設(shè)計(jì)尤為重要。
與常規(guī)余熱鍋爐相比,回?zé)崾诫p壓鍋爐有更高的換熱效率,可生產(chǎn)更多的蒸汽,同時(shí)降低鍋爐排煙溫度;回?zé)犸L(fēng)機(jī)的使用可以提高余熱鍋爐入口溫度,提高廢熱煙氣的熱值,可替換掉部分冷卻鼓風(fēng)機(jī);分段式梯度煙氣入口可以將不同溫度的熱廢氣分段利用,將余熱回收得更徹底;獨(dú)立的控制系統(tǒng)將余熱鍋爐系統(tǒng)與燒結(jié)主系統(tǒng)獨(dú)立分開,對(duì)燒結(jié)主工藝的影響降到最低;鍋爐的熱風(fēng)循環(huán)、給水系統(tǒng)和鍋爐主體的集中布置,減少了鍋爐的占地,塔式布局更節(jié)省了燒結(jié)機(jī)側(cè)的安裝空間;環(huán)冷罩上的二次加熱裝置可以進(jìn)一步提高蒸汽的品質(zhì),煙氣含塵量對(duì)余熱鍋爐熱效率的影響。