本文着重探讨如何进行水泥窑纯低温余热锅炉的优化设计,以提高余热锅炉的使用性能、提高余热锅炉的产汽量。
1 准确的传热计算、合理的各部件受热面配置
余热锅炉的热力计算,尤其是低温翅片管传热计算,目前没有相应的热力计算国家标准。盐城市锅炉制造有限公司结合二十多年的余热锅炉设计经验,通过引进和自主研发相结合,形成了自成一体、科学合理的余热锅炉热力计算方法。能够准确配置过热器、蒸发器、省煤器和热水段各部件的受热面,这一点对于双压系统的余热锅炉尤为重要,因为双压系统余热锅炉分窑头、窑尾,高参数、低参数,过热器、蒸发器、省煤器和热水段十几个部件,各部件的受热面配置必须准确合理,否则就会影响锅炉的产汽量和蒸汽参数。
在准确计算各部件受热面的基础上,不同部件的受热面还须设计一定的裕度,考虑水泥窑实际运行工况,窑头烟气量和烟气温度波动大的特点,ASH过热器、AQC锅炉过热器受热面预留的6%~7%裕度,这样AQC锅炉的产汽量受烟气波动的影响较小。SP锅炉受热面设计预留3%~4%裕度,这样即使SP锅炉运行时受热面有轻度积灰,也不会影响锅炉的产汽量。
2 注意ASH过热器的防堵、AQC锅炉的防磨
ASH过热器的堵灰是近年发现的新问题,其原因是进入ASH过热器的烟气温度波动幅度较大,达到650℃以上时,烟尘软化熔融堵塞在ASH过热器的螺旋翅片管受热面上,设计时在烟气进口段采用不易积灰的膜片管,可有效的解决此问题。
AQC锅炉烟气中含有较多的坚硬的熟料颗粒,如处理不当,受热面就会产生严重的磨损,影响磨损的因素很多,如烟气流速、含尘量、管外径等,可以用以下关系式来表示:
ΔG=KW3.52C0.642d0.92t
ΔG—磨损量,g;K—实验系数;W—烟气速度,m/s;C—含尘量,g/m3;d—管外径,mm;t—时间,s。
由上式可以看出,烟气速度对磨损的影响最大,因此设计时选取适当的、较低的烟气速度。同时设计时要组织好烟气的动力场,设置导流和均流装置,避免偏流和涡流,防止局部磨损,并在蛇形管弯头处采用特制的盖板遮盖......