电站锅炉声波吹灰系统的优化设计_金爱顺

电站锅炉声波吹灰系统的优化设计 金爱顺 北京中科声波节能环保新技术有限公司 北京 100101 摘 要 根据灰污检测系统计算得到的受热面清洁因子 CF 判断受热面的污染程度 并根据锅炉灰污形成原理 形态和特性的不同 确定各受热面的最佳吹灰时机和恰当的吹灰周期 合理投用声波清灰系统 对提高锅炉的安全 性和经济性有非常重要的意义 通过对现场吹灰效果的验证及数据分析这种设计理念是可行的 达到了预期的清 灰效果 设备稳定性也达到了各项技术指标的要求 得到了认可 获得了良好的经济效益和社会效益 关键词 吹灰系统 清洁因子 吹灰时机 中图分类号 TM621 文献标识码 A 文章编号 1008 8725 2006 12 0125 03 Optimization Design of Sound Soot Blower System in the boiler of Electric Power Plant JING Ai Beijin 100101 China Abstract On the basis of principle of soot deposit come into being conformation and varies characteristics judging the pollution degree with the data of CF on the heating surface what get from the test system fixing on the best timing and felicitous cleaning cycle and then plunging into the use of sound wave cleaner that is very significative in the improvement of the security cleaning gene timing of cleaning 0 前言 国内外火电机组多年运行经验表明 正确使用吹灰器对 防止和清除锅炉水冷壁 过热器 省煤器 空气预热器管外结 渣和积灰有明显作用 对提高锅炉热效率和锅炉安全运行有 明显的效果 但是不合理的吹灰不仅不能清洁受热面 还会 有限体积方法来研究工业领域中复杂流动的流体分析商用 软件包 是由英国 Computational Dynamics Ltd 公司推出 软件 名称是由Simulation of turbulent flow in Arbitrary Regions在加上 公司名称 Computational Dynamics的缩写组合而成 STAR CD 最初是由流体力学鼻祖 英国帝国理工大学 计算流体力学领域的专家教授开发的 他们根据传统传热基 础理论 合作开发了基于有限体积法的非结构化网格计算程 序 在完全不连续网格 滑移网格和网格修复等关键技术 上 STAR CD 又经过来自全球 10 多个国家 超过 200 名知 名学者的不断补充和完善 成为同类软件中网格适应性 计 算稳定性和收敛性最好的佼佼者 它是流体力学中通用性 强 功能强大的一份商用软件 它不但可以为工业设计服务 亦可为科学研究所用 4 4 CFX 软件 CFX 软件是 CFD 领域的重要软件平台之一 在欧洲适用 广泛 1995 年进入中国市场 目前应用较为广泛 该软件主 要由3 部分组成 Build Solver 和 Analyse Build主要是要求操 作者建立问题的几何模型 与 FLUENT 不同的是 CFD 软件的 前期处理模块与主体软件合二为一 并可以实现与 CAD 建 立接口 功能非常强劲 网格生成器适用于复杂外形的模拟 计算 Solver 主要是建立模拟程序 在给定边界条件下 求解 方程 Analyse 是后处理分析 对计算结果进行各种图形 表格 和色彩图形处理 该平台的最大特点是具有强大的钱处理 和后处理功能以及结果到处能力 具有较多的数学模型 比 较适合于化工过程的模拟计算 2 5 FIDAP 软件 这是英语 Fluid Dynamics Analysis Package 的缩写 系于 1983年由美国 Fluid Dynamics International Inc 推出 是世界上 第一个使用有限元法的 CFD 软件 可以接受如 I DEAS PATRAN ANSYS 和 ICEMCFD 等著名生成网格的软件所产生 的网格 该软件可以计算可压缩及不可压缩流 层流与湍 流 单相与两相流 牛顿流体及非牛顿流体的流动 凝固与熔 化问题等 有网格生成及计算结果可视化处理的功能 6 结语 上述各种软件各有特点 适用时应注意适宜的应用领域 和应注意的问题 CFD 技术开 发需要工程 物理 数学 计 算机 图像处理等多学科人才的合作完成 是比较复杂和系 统的工程 每一种软件都不是万能的 选择软件是要考虑具 体问题的实际需要和特点 对每一种软件的使用应尽可能的 参考他人的文献和与其他使用者交流 以最大可能的挖掘出 所用软件的功能 参考文献 1 陶文铨 计算传热学的近代进展 M 北京 科学出版社 2000 2 翟建华 计算流体力学 CFD 的通用软件 J 河北科技大学学 报 2005 26 2 160 165 3 刘霞 葛新锋 FLUENT 软件及其在我国的应用 J 能源研究与 应用 2003 2 36 38 4 韩艳霞 金辉 计算流体力学通用软件 STAR CD 简介 J 甘 肃科技 2005 21 9 35 36 收稿日期 2006 11 20 修订日期 2006 11 23 作者简介 金爱顺 1960 女 黑龙江牡丹江人 工程师 1993年毕业于东北师范大学 Tel第25 卷第12 期 2006年 12月 煤 炭 技 术 Coal Technology Vol 25 No 12 Dec 2006 造成吹灰介质的大量浪费 加快设备的腐蚀和磨损 不同锅 炉或不同的燃料所配置的吹灰器的数量 种类 方式及吹灰 参数均不同 因此应根据锅炉灰污的形成原理 形态和特性 的不同 对锅炉不同受热面灰污的积灰情况进行分析 设计 出合理的吹灰控制程序 合理投用声波吹灰系统 对提高锅 炉的安全性和经济性有非常重要的意义 1 锅炉声波吹灰系统设计依据 1 1 基于清洁因子下限确定吹灰方案 根据灰污监测系统计算得到的受热面清洁因子 CF 可 判断受热面的污染程度 但为了达到经济合理的指导吹灰操 作的目的 还需要确定锅炉运行中各种特定工况下的清洁因 子CF 的下限值 CFmin 也要确定受热面 CF 达到什么程度才 是受热面灰污严重的时候 一般而言 对于锅炉各个不同的 受热面 清洁因子下限值应该不同 而在锅炉运行的不同工 况下 对同一个受热面 清洁因子也应该有不同的下限值 在确定了各个受热面在不同工况下的清洁因子下限后 就可 以确定受热面的吹灰时机 各个受热面吹灰时机确定后 还 要基于机组吹灰能力等原因的限制 合理确定吹灰的优先 级 哪一段受热面需要立即吹灰 哪一段受热面可以暂时维 持现状 1 2 基于吹灰收益最大原则确定吹灰周期 1 燃煤 燃油 其它燃料 设定的吹灰程序 见表1 表 2 表 3 表 1 燃煤 燃油 其它燃料 设定的吹灰程序 燃料类型灰量 吹灰时间 s循环周期 min 燃煤 253020 30 重油 渣油4015 20 表 2 不同吹灰部位 设定的吹灰程序 吹灰部位吹灰时间 s循环周期 min 炉膛2020 过热器3030 省煤器3030 空气预热器3030 表 3 不同烟气速度 设定的吹灰程序 烟气速度 m吹灰时间 s循环周期 min 8 101530 5 63030 53020 1 3 基于安全优先原则确定吹灰方案 1 当受热面整体较干净 但部分管子壁温较高时 虽然 从经济性分析 此时对受热面吹灰是不合理的 但是为防止 受热面超温 此时应对该受热面进行吹灰 2 炉膛发生结渣不仅导致炉内本身吸热量的减少 还 对水冷壁的安全造成不良影响 另外由于炉内结渣导致锅炉 受热面吸热分配比例的变化 可能会导致高温对流受热面的 超温 在确立受热面吹灰的优先等级时 应将炉膛的等级列 入最高 3 当锅炉多个受热面同时积灰较重时 在吹灰顺序上 下部受热面应有更高的优先等级 2 ZHK系列声波吹灰系统的典型设计 2 1 声波吹灰原理 在积灰空间内 声波引起的振动 致使不同大小的尘粒 被带动的程度也不同 从而产生不同的移动速度 小尘粒由 于质量小将参与大幅度的声波振动 并与难以振动的大尘粒 相碰撞 在静电作用下凝并 凝并增大了粉尘粒径 但大的 灰粒不但不会吸附在管壁上 而且还会冲击管壁 使积灰减 轻 声波吹灰正是利用这一原理进行清灰的 2 2 声波吹灰系统构成 声波发声装置 1 系统辅助机构 2 输气系统 3 控制部分 4 图 1 声波吹灰系统构成图 1 声波发声装置 清灰器本体 包含 发声头 扩声段 喇叭等 2 系统辅助机构 气体处理装置及相关配件 包含 三 联件 电磁阀 连接管件 3 输气系统 由 DN100 和 DN50 钢管构成输气系统 提 供系统所需工作介质 4 控制部分 由一个可编程序控制器组成 为清灰系 统提供各种工作指令 2 3 声波吹灰系统程序的设定 2 3 1 声波吹灰系统控制方式 通常每台锅炉为一个独立的控制系统 并配置一台专用 声波吹灰控制器控制 中枢采用进口 PLC 配有人机界面可 和上位计算机通讯 或者和 DCS 连接 以实现和锅炉其它辅 机的集中控制 可远程和就地双向操作 为了能达到理想的 吹灰效果 扩大声波的作用空间 利用声波所具有的叠加特 性让多台声波清灰器同时发声 增加声波的能量 所以对每 一台锅炉所安装的数台声波吹灰器分组控制 原则上将每一 部位的多台吹灰器编为一组 炉膛 过热器 省煤器 空气预 热器 同组设备对称布置 声波吹灰系统正常运行时为自 动控制方式 当将转换开关置于自动位置时 吹灰器便按事 先编制的程序顺序工作 若将转换开关置于手动位置 就可 对单台声波吹灰器遥控操作或就地操作 2 3 2 声波吹灰系统方案设计 400 t h 再热锅炉加装声波吹灰器方案 1 改造前情况 该锅炉为上海锅炉厂 400 t h 再热锅炉 原设计吹灰系统为蒸汽吹灰器 固定旋转 长伸缩系列 根 据吹灰设备的损坏情况及吹灰效果 用户要求对尾部烟道吹 灰器进行改造 拆除原设计的蒸汽吹灰器 加装 ZHK SA 型 振片式声波吹灰器 2 改造后情况 根据用户要求并根据该设备的结构特点 本方案布置声波吹灰器 16台 分别安装在尾部烟道标高为 32 000 29 880 27 000 24790 处 每层安装 4台 如图 2所示 126 煤 炭 技 术 第25 卷 问题探讨 煤与瓦斯突出预测技术在涟邵矿务局的应用探讨 周来泽 涟邵矿务局牛马司实业有限公司 湖南 邵阳 422807 摘 要 分析了涟邵矿务局煤与瓦斯突出的状况 总结了煤与瓦斯突出预测技术的研究及应用情况 探讨了取得的 效果及存在的问题并提出了今后发展该项技术的对策 关键词 煤与瓦斯突出 预测技术 对策 中图分类号 TD712 52 文献标识码 A 文章编号 1008 8725 2006 12 0127 03 Discuss on Application of Prediction Technology of Coal and Gas Outburst in Lianshao Mining Group Co Ltd ZHOU Lai ze Niumasi Coal Mine Lianshao Mining Group Co Ltd Shaoyang 422807 China Abstract The status of coal and gas outburst in Lianshao Mining Group Co Ltd was analyzed The situation of study and application on the prediction technology of coal and gas outburst was summarized effectsobtained and current problemswere discussed and countermeasures to advance the technology in the future were put forwarded Key words coal and gas outburst prediction technology countermeasures 1 涟邵矿务局煤与瓦斯突出概况 涟邵矿务局煤与瓦斯突出 以下简称 突出 灾害十分 严重 据统计 自 1957 年 2月 19 日金竹山煤矿一平硐井 160 平硐发生第一次煤与瓦斯突出以来 截止 1998 年底 涟邵矿 务局所属生产矿井中有 15 对矿井发生了突出 累计发生突 出 884次 平均每年突出 21 05次 累计突出煤量 80 304 t 平 均突出强度 99 t 最大突出强度达到 3 174 t 突出强度达到 千吨以上的矿井有金竹山煤矿土朱井 洪山殿煤矿蛇形山 井 彭家冲井 利民煤矿利民井和冷水江煤矿化溪井共五对 图 2 吹灰系统布置方案图 控制方式 该方案中的 16 台吹灰器分 4 路控制 第一路控制 1 2 3 4 4 台吹灰器 第二路控制 5 6 7 8 4 台吹灰器