【正文】 用一個出口聯(lián)箱。在受熱面中，蒸發(fā)器換熱面積5702m2,傳熱管共1044根， ；過熱器換熱面積1314m2，傳熱管共80根， 。為增強換熱效果，管與管之間采用錯列布置。為減少受熱面的積灰，保證受熱面的換熱效果，在受熱面?zhèn)鳠峁芟露撕附佑姓翊驐U，通過振打裝置（410A、B）錘頭連續(xù)地振打，使粘附在傳熱管表面的生料粉塵在振打力的作用下落入下部灰斗，灰斗中的粉塵通過鍋爐底部的粉塵輸送裝置（包括：411拉鏈機、412回轉(zhuǎn)閥、4141415拉鏈機）送入窯喂料斗提0417。鍋爐入口廢氣管道上設有入口擋板490，廢氣管道上設有旁路擋板491，出口廢氣管道上未設擋板。為滿足水泥熟料系統(tǒng)中原料磨烘干的需要，該爐出口廢氣溫度設計在250℃，故而沒有省煤器，當雨季原料中水分較大時，還可以通過調(diào)節(jié)491擋板的開度來提高入磨風溫，以保證原料磨的產(chǎn)能。㈡AQC鍋爐該爐結(jié)構(gòu)型式為立式自然循環(huán)汽包爐，受熱面自上而下依次為一組過熱器、一組蒸發(fā)器和兩組省煤器，均為逆流式布置。其中，過熱器出、入口各一個聯(lián)箱，換熱面積2539m2,傳熱管共80根；蒸發(fā)器出、入口各六個聯(lián)箱，換熱面積6524m2,傳熱管上下九層，共298根；省煤器出、入口各一個聯(lián)箱，換熱面積20252m2,傳熱管共80根。因受熱面?zhèn)鳠峁苋坎捎闽捚?，故雖然受熱面換熱面積較大，但爐體結(jié)構(gòu)尺寸卻較PH爐要小。因該爐利用的廢氣中所含粉塵為熟料顆粒，不具有粘附性，而熟料顆粒硬度較大，為減少入爐粉塵含量，降低熟料顆粒對鍋爐受熱面?zhèn)鳠峁艿哪p，在鍋爐入口前段風管設有沉降室，沉降后的熟料顆粒經(jīng)311回轉(zhuǎn)閥、312拉鏈機送入0701裙板機。鍋爐的取風口取自篦冷機四室，以保證有較高的入爐溫度，同時又能滿足工藝生產(chǎn)線的需求。在鍋爐沉降室前的入口廢氣管道上設有入口擋板390，廢氣管道上設有旁路擋板391，出口廢氣管道上未設擋板。另外在原篦冷機直接入0537電收塵的余風出口設有擋板392。鑒于該爐入爐風溫時常超溫的實際運行情況，2000年在沉降室上增設一冷風擋板，較好地起到了調(diào)節(jié)入爐風溫的作用。三、鍋爐的控制與聯(lián)鎖負荷控制余熱發(fā)電系統(tǒng)中鍋爐負荷的控制主要靠調(diào)節(jié)鍋爐入口擋板與旁路擋板的開度來實現(xiàn)。鍋爐負荷與汽包水位、冷卻水泵的運行狀態(tài)等聯(lián)鎖，運行中：①當某臺鍋爐汽包水位中控測量值低于該爐汽包水位最低設定值時，會自動甩爐：鍋爐入口擋板自動全開，旁路擋板自動全閉；②當中控出現(xiàn)兩臺冷卻水泵都為停止信號時，汽輪發(fā)電機保護跳停，同時兩鍋爐自動甩爐；③當PH爐循環(huán)水流量低于最低流量（90t/h）時，PH爐自動甩爐。另外，為保證水泥窯系統(tǒng)廢氣暢通，兩鍋爐入口擋板還與旁路擋板互鎖，即：只有當入口擋板全開（100%）時，才可以進行旁路擋板的操作，反之亦然。壓力、溫度控制鍋爐汽包壓力及過熱器壓力主要通過調(diào)節(jié)鍋爐負荷來實現(xiàn)，在汽包上及過熱器出口管道上設有安全閥，當壓力超過安全閥動作值時，安全閥打開泄壓，直至壓力降至回復值。兩鍋爐原設計未設溫度調(diào)節(jié)裝置，但實際運行中因AQC鍋爐入爐風溫波動較大，且經(jīng)常超溫嚴重，為減少超溫給鍋爐造成的不利影響，后在沉降室上裝設一冷風擋板，較好地解決了鍋爐超溫嚴重的問題。汽包水位調(diào)節(jié)鍋爐汽包水位的調(diào)節(jié)采用三沖量自動給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)，利用主蒸汽流量、給水量和汽包水位三個信號，通過PID調(diào)節(jié)，來控制給水調(diào)節(jié)閥321V（421V）的開度及速度，達到自動調(diào)節(jié)的目的。三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本原理如圖所示，汽包水位是主信號，也是校正信號，任何擾動使水位的升高或降低，經(jīng)水位變送器轉(zhuǎn)換成電信號傳送到調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器發(fā)出的調(diào)節(jié)信號，經(jīng)執(zhí)行機構(gòu)關(guān)小或開大給水自動調(diào)節(jié)閥門，使水位得到調(diào)整。這是一個閉合回路，是一般的反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)。如果只根據(jù)一個水位信號來進行調(diào)節(jié)就無法克服“虛假水位”和給水壓力波動產(chǎn)生的內(nèi)擾。蒸汽流量信號為前饋信號。當蒸汽流量突然增大時，虛假水位現(xiàn)象要使調(diào)節(jié)器發(fā)出關(guān)小調(diào)節(jié)閥門的信號，與此同時，外擾信號——蒸汽流量D作為前饋信號加到調(diào)節(jié)器，使調(diào)節(jié)器發(fā)出開大給水閥門的信號，這兩個信號相互制約，減少或抵消了虛假水位的影響，從而改善了調(diào)節(jié)品質(zhì)。但僅有水位信號和蒸汽流量信號還是不夠的，只有增加了給水流量信號后才能達到比較滿意的調(diào)節(jié)效果。給水流量信號經(jīng)變送器轉(zhuǎn)換后送到調(diào)節(jié)器，信號極性為“”，這表示信號按負極性送入調(diào)節(jié)器。當給水流量增加時，調(diào)節(jié)器的輸出減小，即發(fā)出關(guān)小調(diào)節(jié)閥的信號，反之亦然。蒸汽流量信號極性為“+”，信號按正極性送入調(diào)節(jié)器，即說明當蒸汽流量信號增加時，調(diào)節(jié)器輸出信號增加，開大給水調(diào)節(jié)閥門。汽包水位信號也為“+”，這并不說明汽包水位增加時要開大給水調(diào)節(jié)閥門，而是當水位升高時，由于水位信號是用差壓方式測量的，經(jīng)變送器送到調(diào)節(jié)器的信號減小，使給水閥關(guān)小，這也正達到了水位升高閥門應關(guān)小的要求。所以變送器輸入調(diào)節(jié)器的信號減小時，要求調(diào)節(jié)器的輸出也要減?。环粗?，輸入調(diào)節(jié)器的信號增加時，要求調(diào)節(jié)器的輸出也增加，所以水位信號應按“+”極性接入。四、鍋爐的水循環(huán)及汽水分離在蒸汽鍋爐中，給水進入汽包后就按一定的循環(huán)路線流動不已。在流動過程中，水通過蒸發(fā)受熱面被加熱、汽化、產(chǎn)生蒸汽；而受熱面——金屬壁則靠水循環(huán)及時將高溫煙氣傳給的熱量帶走，使壁溫保持在金屬的允許工作范圍內(nèi)，從而保證蒸發(fā)受熱面能長期可靠的工作。但是，如果水循環(huán)組織不好，循環(huán)流動不良，即便是熱水鍋爐也會造成種種事故。例如，當內(nèi)壁正常的冷卻水膜被破壞而直接與蒸汽相接觸時，會因管壁到蒸汽的對流放熱系數(shù)很低，使壁溫顯著升高，金屬強度大為下降，甚至會發(fā)生爆管事故。由各蒸發(fā)受熱面匯集于汽包的汽水混合物，在汽包的蒸汽空間內(nèi)借助重力或機械分離后，蒸汽引出。如果汽水分離效果不佳，蒸汽將嚴重帶水，導致蒸汽過熱器內(nèi)壁沉積鹽垢，惡化傳熱以至過熱器被燒損，還會對汽輪機的運行造成危害?？梢?，鍋爐水循環(huán)組織的好壞，汽水分離裝置性能的優(yōu)劣都直接關(guān)系著鍋爐工作的可靠性。鍋爐的水循環(huán)水和汽水混合物在鍋爐蒸發(fā)受熱面回路中的循環(huán)流動，稱為鍋爐的水循環(huán)。由于水的密度比汽水混合物的大，利用這種密度差所產(chǎn)生的水和汽水混合物的循環(huán)流動叫做自然循環(huán)，借助水泵的壓頭使工質(zhì)流動的循環(huán)叫強制循環(huán)。水循環(huán)的可靠性指標有：1）循環(huán)流速。鍋爐水循環(huán)的可靠性是要求所有受熱的傳熱管都得到足夠的冷卻，就是說，必須保證傳熱管內(nèi)有連續(xù)的水磨沖刷管壁，并保持一定的循環(huán)流素，以防止管壁結(jié)鹽或超溫。循環(huán)流速通常是指循環(huán)回路中水進入上升管時的流速。它的大小直接反映管內(nèi)流動的水將管外傳入的熱量和管內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽泡帶走的能力。循環(huán)流速越大，工質(zhì)放熱系數(shù)越大，帶走的熱量越多，也即管壁的冷卻條件越好，金屬就不會超溫。2）循環(huán)倍率。為了保證在上升管中有足夠的水來冷卻管壁，在每一循環(huán)回路中由下降管進入上升管的水流量通常是幾倍，甚至上百倍的大于同一時間內(nèi)在上升管中產(chǎn)生的蒸發(fā)量。兩者之比，稱為循環(huán)回路的循環(huán)倍率。循環(huán)倍率的物理意義是單位質(zhì)量的水在此循環(huán)回路中全部變?yōu)檎羝杞?jīng)循環(huán)流動的次數(shù)。另外循環(huán)倍率得倒數(shù)即為上升管的含汽率，或汽水混合物的干度，所以循環(huán)倍率越大，蒸汽干度越小，它表示上升管出口處汽水混合物中水的份額越大，冷卻條件越好，水循環(huán)越安全。鍋爐的水循環(huán)故障常見的有：1）循環(huán)的停滯和倒流。在同一循環(huán)回路中，如果個別上升管的受熱情況非常不良，則會因受熱微弱產(chǎn)生的有效運動壓頭不足以克服公共下降管的阻力，以至該上升管的循環(huán)流素趨近于零，這種現(xiàn)象稱為循環(huán)停滯。如果接入汽包水空間的某根上升管受熱極差，其有效運動壓頭小于公共下降管的阻力時，就會發(fā)生循環(huán)倒流現(xiàn)象。發(fā)生循環(huán)停滯或循環(huán)倒流時，上升管的循環(huán)倍率接近于1，它的某一段僅有蒸汽在緩緩流動，其冷卻效果很差，易引起管壁過熱而燒壞。2）汽水分層。當汽水混合物在水平或微傾斜的管子內(nèi)流動時，由于汽水密度的不同，水在下面流，汽在上面流。汽水之間會出現(xiàn)一個清晰的分界面，這種現(xiàn)象叫做汽水分層。在垂直管道內(nèi)不會出現(xiàn)汽水分層現(xiàn)象。對水平或傾斜度小的管子，如果其中汽水混合物的流速很高，擾動作用大于重力作用時，汽和水混合的較好，也不會出現(xiàn)汽水分層現(xiàn)象。只有當汽水混合物的流速較小，汽和水的重力作用大于擾動作用時，就會出現(xiàn)汽水分層現(xiàn)象。出現(xiàn)汽水分層時，上壁接觸的蒸汽溫度較高，下壁接觸的是水，溫度較低，上下壁之間產(chǎn)生溫差應力。同時在汽和水的交界面處，由于水的起伏波動產(chǎn)生交變熱應力。另外，上壁全部是蒸汽，連續(xù)的水膜被破壞，更容易使管壁溫度超過其允許溫度，發(fā)生傳熱惡化，使管壁遭到損壞。3）下降管帶汽。自然循環(huán)鍋爐的下降管內(nèi)工質(zhì)如果含汽，會使下降管內(nèi)工質(zhì)的平均密度減小，重位壓差減小，同時由于下降管內(nèi)蒸汽的存在，平均容積流量要增加，下降管的流速就要增加，因而流動阻力也增加。因此，下降管含汽會使總壓差減小，對水循環(huán)不利。它的后果將使水循環(huán)流速降低，增大了出現(xiàn)循環(huán)停滯、倒流，自由水面等不正常流動的可能。下降管帶汽的原因有：下降管進口處由于流動阻力和水的加速而造成的自汽化現(xiàn)象。下降管進口截面上部形成漩渦斗，使蒸汽被吸入下降管，汽包水空間含汽被帶入下降管等。蒸汽品質(zhì)及汽水分離鍋爐產(chǎn)生的蒸汽必須符合一定的壓力和溫度，同時其中的雜質(zhì)含量也不能超過一定的限度。蒸汽品質(zhì)就是指蒸汽所含雜質(zhì)的多少，也稱蒸汽的潔凈程度。蒸汽中雜質(zhì)包括氣體雜質(zhì)和非氣體雜質(zhì)兩部分。前者主要有氧、氮、二氧化碳和氨氣等，它們將對鍋爐金屬產(chǎn)生腐蝕作用；后者為蒸汽中的鹽分——主要來源于蒸汽帶水，高壓蒸汽也能直接溶解鹽類，當它們超過一定量時，會嚴重影響用汽設備（如汽輪機）的安全。飽和蒸汽的鹽分會在蒸汽過熱器中沉積，將影響蒸汽流動，惡化傳熱效果，致使過熱汽管壁超溫而燒損；過熱蒸汽的鹽分灰沉積在輸汽管道、閥門和汽輪機葉片上，使流動阻力增大，閥門動作失靈，汽輪機通流面積縮小，葉片線型改變等，以至釀成重大事故。蒸汽帶水的原因及其影響因素。由汽包引出的蒸汽中含有微細水滴的現(xiàn)象，稱為蒸汽帶水。我們知道，由上升管進入汽包的汽水混合物，有的被引入水空間，有的則被引入蒸汽空間。它們在進入時一般都具有較高的流速。蒸汽帶水的微細水滴的來源包括以下幾個方面：當上升管引入汽包水空間時，蒸汽泡上升逸出水面，破裂并形成飛濺的水滴；當上升管引入汽包汽空間時，向汽包中心匯集的汽水流沖擊水面或幾股平行的汽水流相互撞擊而形成的水滴；汽包水位波動、振蕩也會激起水滴。這些水滴如果顆粒較大，由于自身重力的作用而重新下落到鍋水之中，那些細小水滴則被具有一定流速的引出蒸汽帶走，造成蒸汽帶水。蒸汽帶水的因素是很復雜的，主要包括以下幾個方面：1）蒸汽負荷的影響。鍋爐負荷增加時，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽量增加，導致蒸汽速度增加，以及生成細微水滴的直徑和數(shù)量都增加，因而蒸汽的帶水量增加，蒸汽品質(zhì)惡化。2）蒸汽壓力的影響。隨著蒸汽壓力的增加，汽水密度差減小，這就使汽水分離更加困難，增加了蒸汽帶水的能力，即在較小的蒸汽流速下就可以卷起水滴，使蒸汽更容易帶水；此外壓力高，飽和溫度越高，水分子的熱運動加劇，相互間的引力減小，這就使水的表面張力減小，水就越容易破碎成細小水滴而被蒸汽帶走。3）蒸汽空間高度的影響。蒸汽空間高度對蒸汽帶水的影響如圖（1）所示。隨著蒸汽空間高度的增加，蒸汽的帶水量急劇減小，若繼續(xù)增加蒸汽空間高度，蒸汽帶水量的變化較平緩，甚至不變。這是因為，在蒸汽空間高度較小時，相當大的水滴也能被蒸汽引出管帶走，使蒸汽帶水量增加，蒸汽濕度也很大。隨著蒸汽空間高度的增加，蒸汽中的較大水滴在未達到蒸汽引出管時，便由于自身的重力作用而落回水面，從而蒸汽濕度迅速減小。，由于被蒸汽帶走的細小水滴不受蒸汽空間高度的影響，因而蒸汽濕度的變化就很平緩，當蒸汽空間高度達1m以上時，蒸汽濕度就幾乎沒有什么變化了。4）爐水含鹽量的影響。隨著爐水含鹽量的增大，水分子的結(jié)合力增強，生成的汽泡變小，且不易合并成大汽泡，汽泡對水的相對速度減慢，以至汽包內(nèi)水空間的含汽率增多，致使水位脹起升高，蒸汽空間高度減小。與此同時，汽泡間液體的粘度增大，浮至水面的汽泡不易破裂，需在水面停留一段時間待水膜變薄后才破裂。如此，水面就形成“泡沫層”，也使蒸汽空間高度減小，蒸汽帶水量增加。爐水含鹽量如果再增大，泡沫層可能會充滿整個蒸汽空間，此時汽、水將同時被吸入蒸汽引出管，造成蒸汽大量帶水。這種現(xiàn)象稱為汽水共騰，是鍋爐運行的重要事故之一。另一方面，爐水含鹽量越高，其表面張力越大，汽泡只有在水膜很薄時才破裂，水膜越薄，破裂時形成的水滴越細小，則越容易被蒸汽帶走，使蒸汽濕度增加。提高蒸汽品質(zhì)可以從以下幾個方面入手：1）進行汽水分離，即在汽包內(nèi)裝設汽水分離設備，以減少蒸汽對水分的攜帶2)對蒸汽進行清洗，以減少蒸汽對鹽分的攜帶3）合理進行鍋爐排污及對爐水進行化學處理，以降低爐水含鹽量。五、鍋爐水處理天然水中的雜質(zhì)和水質(zhì)指標天然水中雜質(zhì)主要分為：①懸浮物和膠體。其中懸浮物主要包括砂石、粘土等無機物以及動植物代謝和腐敗產(chǎn)物的有機物。膠體主要是鐵、鋁和硅的化合物等無機膠體以及由動植物腐爛和分解生成，主要是腐殖質(zhì)的有機膠體。 ②溶解物質(zhì)。溶解物質(zhì)包括呈離子狀態(tài)的雜質(zhì)以及溶解氣體等。 含有懸浮物、膠體和有機物的水直接進入交換器進行離子交換，會污染離子交換劑，降低離子交換劑的工作交換容量，嚴重時導致水質(zhì)變壞；含鐵、鋁等膠體的水進入鍋爐會引起結(jié)垢，有機物和膠硅進入鍋爐導致爐水起沫、含硅量上升，蒸汽質(zhì)量惡化。水中呈離子狀態(tài)的雜質(zhì)如不經(jīng)處理，會沉積在熱力系統(tǒng)設備管道內(nèi)壁，影響設備的換熱效率，降低設備使用壽命。從安全上來說會導致爆管、鼓包等事故。水中溶解氣體如氧、二氧化碳會直接導致熱力系統(tǒng)氧化腐蝕，縮短熱力設備的使用壽命，腐蝕產(chǎn)物污染鍋爐給水，還會引起鍋爐結(jié)垢和腐蝕，危及熱力設備的安全運行。為了表示水中所含雜質(zhì)的種類和數(shù)量，這里提出幾個常用的水質(zhì)指標。①懸浮固形物：即水通過濾紙后被分離出來的固性物，經(jīng)干燥至恒重，單位：mg/L②溶解固形物：將已被分離出懸浮固性物的水，經(jīng)蒸發(fā)、干燥后所得的殘渣，單位：mg/L③硬度：溶解于水中能形成水垢的物質(zhì)——鈣、鎂的含量，單位：mmol/L④堿度：水中含有能接受氫離子的物質(zhì)的量，單位：mmol/L⑤相對堿度：爐水中游離的NaOH和溶解固性物含量之比⑥PH值：爐水酸堿度的指標⑦溶解氧：氧氣溶解在爐水中的含量，單位mg/L⑧磷酸根：為消除鍋爐給水帶給汽包的殘留硬度，或為了防止汽包內(nèi)壁腐蝕，可向汽包內(nèi)加入一定量的磷酸鹽，從而磷酸根