La función de la caldera es convertir la energía química del combustible en energía térmica, y utilizar la energía térmica para calentar el agua de la caldera, convirtiéndola en vapor sobrecalentado en cantidad suficiente y cierta calidad ( temperatura del vapor y presión del vapor) para uso de la turbina de vapor. En la actualidad, las calderas de las centrales térmicas tienen gran capacidad, altos parámetros, procesos complejos y altos niveles de mecanización y automatización, por lo que el combustible es principalmente carbón. El carbón se convierte en carbón pulverizado antes de la combustión y luego se envía a la caldera para quemarse. en el horno para liberar calor. En términos generales, los principales procesos de trabajo de una caldera son la combustión de combustible, la transferencia de calor, el calentamiento y vaporización del agua, el sobrecalentamiento del vapor, etc.
La caldera completa se compone del cuerpo de caldera y equipos auxiliares.
Cuerpo de caldera:
El cuerpo de caldera es la parte principal del equipo de caldera, compuesto por “olla” y “horno”. La "olla" es un sistema de vapor-agua, su principal tarea es absorber el calor liberado por el combustible, provocando que el agua se caliente y se evapore, para finalmente convertirse en vapor sobrecalentado con ciertos parámetros. Consta de un economizador, tambor de vapor, bajante, cabezal, pared de agua, sobrecalentador y recalentador y sus tuberías y válvulas de conexión.
(1) Economizador. El conducto de humos vertical ubicado en la parte trasera de la caldera utiliza el calor residual de los gases de combustión para calentar el agua de alimentación de la caldera, reducir la temperatura de los gases de escape, mejorar la eficiencia de la caldera y ahorrar combustible.
(2) Tambor de vapor. Ubicado en la parte superior de la caldera hay un recipiente a presión cilíndrico con agua debajo y vapor arriba. Recibe agua del economizador y forma un circuito de circulación de agua con el bajante, el cabezal y la pared de agua. La mezcla de vapor y agua producida por el agua que absorbe calor en la pared enfriada por agua se recoge en el tambor de vapor y el vapor saturado se transporta al sobrecalentador después de la separación de vapor y agua.
(3) Tubo inferior. Es la tubería de suministro de agua de la pared enfriada por agua. Su función es introducir el agua del tambor de vapor en el cabezal inferior para luego distribuirla a cada tubería de la pared enfriada por agua. Hay dos tipos de bajantes: bajantes dispersos de pequeño diámetro y bajantes concentrados de gran diámetro. El bajante de diámetro pequeño tiene un diámetro pequeño y no favorece la circulación del agua.
(4) Cabecero de pared refrigerado por agua. La función principal del cabezal es recolectar masa o redistribuir el medio de trabajo a otras tuberías a través del cabezal. El cabezal inferior de la pared de agua es un tubo grueso con ambos extremos cerrados, que se utiliza para conectar el bajante y la pared de agua para recolectar, mezclar y redistribuir el fluido de trabajo.
(5) Pared refrigerada por agua. Ubicado alrededor del horno, su tarea principal es absorber el calor radiante en el horno y evaporar el agua. Es la principal superficie de calentamiento de las calderas modernas y también protege las paredes del horno.
(6) Sobrecalentador. Su función es calentar el vapor saturado del tambor de vapor hasta convertirlo en vapor sobrecalentado con una temperatura determinada.
(7) Recalentador. Su función es recalentar el vapor que ha realizado algún trabajo en la turbina de vapor, para luego enviarlo a la turbina de vapor para que siga realizando trabajo.
Un "horno" es un sistema de combustión. Su tarea es quemar completamente el combustible en el horno y liberar calor. Consta de horno, quemador, dispositivo de encendido, precalentador de aire, chimenea, pared del horno y marco.
(1) Horno. Se convierte a partir de la pared del horno y la pared de refrigeración por agua y se utiliza para la combustión del combustible. El combustible se suspende y se quema en este espacio, liberando una gran cantidad de calor.
(2)Quemador. Ubicado en las cuatro esquinas o paredes del horno, su función es inyectar combustible y aire en el horno a una cierta velocidad para que se mezclen bien en el horno y garantizar que el combustible pueda encenderse a tiempo y quemarse rápida y completamente. Hay dos tipos básicos: quemadores de CC y quemadores de turbulencia.
(3) Precalentador de aire. El conducto de humos ubicado en la parte trasera de la caldera utiliza el calor residual de los gases de combustión para calentar el aire necesario para la combustión del combustible, lo que no sólo puede reducir aún más la temperatura de los gases de combustión, sino que también ayuda a fortalecer la combustión en el horno, mejorar la economía de la combustión, secado y transporte del carbón pulverizado. La eficiencia de la caldera se puede mejorar en aproximadamente 2. Tipo de tubo derivado y tipo rotativo.
(4) Conducto de humos. Es una tubería compuesta por una pared del horno, algunos tubos de superficie de calentamiento y tubos envueltos en la pared. Se utiliza para guiar el flujo de gases de combustión y realizar el intercambio de calor a través de cada superficie de calentamiento. Se divide en conducto horizontal y conducto de cola.
Equipos periféricos
Los equipos auxiliares incluyen equipos de ventilación (ventiladores de tiro inducido y ventiladores de tiro inducido), equipos de suministro de combustible, sistemas de pulverización, equipos de eliminación de cenizas y polvo, equipos de desulfuración, etc.
3. Proceso de trabajo de la caldera de carbón
El carbón crudo que cae del depósito de carbón crudo es enviado por el alimentador de carbón al molino de carbón para molerlo y convertirlo en carbón pulverizado.
Durante el proceso de molienda del carbón crudo, se necesita aire caliente para calentar y secar el carbón, por lo que el aire frío del exterior es enviado por el soplador al precalentador de aire en el conducto de humos en la parte trasera de la caldera, donde se calienta mediante los gases de combustión y se convierte en aire caliente, que luego ingresa al conducto de aire caliente. Parte del aire caliente se envía al molino de carbón a través del pulverizador para calentar y secar el carbón. Esta parte del aire es también el medio para transportar el carbón pulverizado, la otra parte del aire caliente ingresa directamente al horno a través del quemador. Participa en la combustión del carbón pulverizado. La mezcla de carbón pulverizado y aire descargada del molino de carbón ingresa al horno a través del quemador para su combustión.
Después de la rápida combustión del carbón pulverizado en el horno, se libera una gran cantidad de calor, lo que hace que la temperatura central de la llama del horno alcance una temperatura de más de 1.500 grados. Muchos tubos de pared enfriados por agua están dispuestos alrededor de la pared interior del horno, y superficies de calentamiento como sobrecalentadores de techo y sobrecalentadores de pantalla están dispuestas en la parte superior del horno. Los sobrecalentadores de pared y techo enfriados por agua son las superficies de calentamiento radiante del horno. El fluido de trabajo dentro de ellos no solo puede absorber el calor radiante del horno, sino que también reduce la temperatura de la llama y protege la pared del horno contra quemaduras. Para evitar que las cenizas fundidas se peguen a la superficie de calentamiento del conducto de humos, cuando los gases de combustión fluyen hacia la salida superior del horno, su temperatura es inferior al punto de fusión de las cenizas de carbón.
Los gases de combustión a alta temperatura salen del horno a través de la salida superior del horno, ingresan al conducto de humos horizontal, intercambian calor con el sobrecalentador dispuesto en el conducto de humos horizontal y luego ingresan al conducto de humos de cola, donde interactúa Con el recalentador, el economizador, el precalentador de aire y otras superficies de calentamiento realizan el intercambio de calor, de modo que los gases de combustión liberan calor continuamente y se enfrían gradualmente. De esta manera, la temperatura de los gases de combustión que salen del precalentador de aire suele estar entre 110-. 160 grados. Los gases de combustión de baja temperatura pasan a través del colector de polvo para eliminar una gran cantidad de cenizas volantes y, finalmente, el ventilador de tiro inducido envía solo una pequeña cantidad de partículas finas de ceniza a la chimenea y las descarga a la atmósfera.
Las partículas de ceniza más grandes producidas después de quemar el carbón pulverizado en el horno se depositan en la tolva de ceniza fría en el fondo del horno. Después de enfriarse y solidificarse, caen en el dispositivo de descarga de escoria para formar una estructura fija. descarga de escoria.
El agua de alimentación enviada a la caldera por la bomba de agua de alimentación es calentada por el calentador de alta presión y luego ingresa al economizador, absorbe el calor de los gases de combustión al final de la caldera, ingresa al vapor. tambor, se introduce en el cabezal inferior de pared enfriado por agua a través del bajante y luego se distribuye a cada tubo de pared de agua. El agua absorbe el calor radiante de la llama de alta temperatura y los gases de combustión en la pared enfriada por agua, lo que hace que parte del agua se evapore en vapor saturado, formando así una mezcla de vapor y agua en la pared enfriada por agua. La mezcla de vapor y agua fluye hacia arriba hacia el tambor de vapor, donde el dispositivo de separación de vapor y agua en el tambor de vapor separa el vapor y el agua, y el agua separada continúa circulando.