Analyse structurelle et fonctionnelle de l'équipement de la chaudière et de ses systèmes

La chaudière est l'équipement central d'un système de combustion qui convertit l'énergie chimique du combustible en énergie thermique pour chauffer une masse de travail (par exemple l'eau) et produire ainsi de la vapeur. La fonction de la chaudière dans une centrale électrique n'est pas seulement de chauffer la masse de travail, mais implique également des processus de combustion, d'échange de chaleur et des processus thermochimiques complexes. La structure et la conception de la chaudière déterminent directement l'efficacité opérationnelle et la rentabilité de la centrale électrique.

Composition du corps de la chaudière

Le corps d'une chaudière moderne se compose d'un certain nombre de pièces, dont les principales sont les suivantes :

• fourLe combustible est brûlé ici, ce qui génère beaucoup de chaleur.
• conduit de fuméeLes gaz de combustion sont évacués par le conduit de fumée.
• surface chaudeLes parois refroidies à l'eau, les surchauffeurs, les préchauffeurs d'air, etc., qui sont responsables du transfert de chaleur à la masse de travail.
• boîte de transfertLes tuyaux qui relient différents systèmes pour aider à distribuer la vapeur et le débit d'eau.
• Accessoires de tuyauterie pour les systèmes de vapeur et d'eauLes équipements de sécurité : Comprend les soupapes de sécurité, les jauges et d'autres équipements.
• Équipements de combustion et parois des foursLe four : Il est responsable du maintien de la stabilité de la combustion et de la protection de la structure du four.

Paramètres clés de la chaudière

Les caractéristiques de fonctionnement de la chaudière sont principalement déterminées par les paramètres suivants :

1. vapeurIndique la quantité de vapeur que la chaudière peut produire par heure en tonnes par heure (t/h).
2. Paramètres de la vapeur: Se réfère à la pression nominale (MPa) et à la température de la vapeur à la sortie du surchauffeur.
3. température de l'eau d'alimentationTempérature de l'eau d'alimentation : température de l'eau d'alimentation à l'entrée de l'économiseur.
4. Efficacité de la chaudièreIndicateur caractérisant l'économie d'une chaudière, exprimant le rapport entre la chaleur efficacement utilisée par le combustible consommé par la chaudière pour la production de vapeur et l'apport total de chaleur.

Fonctions des surfaces chauffantes des chaudières

La surface chauffée d'une chaudière sert principalement à transférer la chaleur dégagée par la combustion à l'eau ou à la vapeur, en veillant à ce que la masse de travail absorbe suffisamment de chaleur. Voici les principaux composants de la surface chauffée d'une chaudière :

1. mur de refroidissement de l'eauLe mur refroidi à l'eau : Le mur refroidi à l'eau est constitué d'un faisceau vertical de tubes disposés autour de la chambre de la chaudière. Elle absorbe la chaleur principalement par transfert de chaleur par rayonnement, chauffe l'eau et la convertit en vapeur. La structure de la paroi refroidie à l'eau assure le refroidissement et la protection de la paroi du four, et sa circulation d'eau est divisée en deux types : la circulation naturelle et la circulation forcée. Dans la circulation naturelle, la paroi refroidie à l'eau entraîne le flux de la matière à travailler par la différence de température, tandis que la circulation forcée repose sur le pompage.
2. surchauffeurLe surchauffeur : Le surchauffeur chauffe la vapeur saturée jusqu'à la température de surchauffe requise, en absorbant la chaleur des gaz de combustion, principalement par transfert de chaleur par convection. Le surchauffeur est généralement situé dans le conduit horizontal de la chaudière, tandis que certains surchauffeurs sont situés à l'intérieur de la paroi du four ou sur le dessus du four. La température du surchauffeur peut atteindre 500°C ou plus, et un désurchauffeur est souvent nécessaire pour réguler la température de la vapeur surchauffée afin d'éviter des fluctuations de température excessives.
3. économiseurL'économiseur de charbon utilise la chaleur résiduelle des gaz de combustion de la chaudière pour chauffer l'eau d'alimentation, ce qui permet d'augmenter la température de l'eau d'alimentation de la chaudière, d'abaisser la température des gaz d'échappement, d'améliorer l'efficacité de la chaudière et d'économiser du combustible. L'économiseur de charbon est placé dans le conduit de fumée à l'extrémité de la chaudière, l'eau d'alimentation est chauffée par le tube en serpentin, et la quantité de vapeur produite représente environ 15%-20% de l'évaporation totale de la chaudière.
4. préchauffeur d'airPréchauffeur d'air : Le préchauffeur d'air améliore l'efficacité de la combustion en chauffant l'air de combustion. Il est situé dans le conduit à l'extrémité de la chaudière et utilise la chaleur des gaz de combustion pour chauffer l'air. Le préchauffeur d'air peut être de type tubulaire ou rotatif. Le préchauffeur d'air tubulaire fonctionne de manière stable, mais sa taille est plus importante ; le préchauffeur d'air rotatif a une structure compacte et un bon effet de transfert de chaleur, ce qui convient aux chaudières de grande et moyenne taille.

Principes de sélection des chaudières

Le dimensionnement d'une chaudière nécessite la prise en compte d'un certain nombre de facteurs, notamment

1. l'adéquation des carburantsLes caractéristiques de combustion du charbon doivent être adaptées à l'équipement de combustion de la chaudière. Par exemple, les caractéristiques d'allumage, les caractéristiques de combustion, les caractéristiques de scorification et la teneur en soufre du charbon influent sur le type de chaudière.
2. Paramètres de la vapeur et modes de fonctionnementLes chaudières à circulation naturelle sont adaptées aux paramètres de la vapeur jusqu'à la pression sous-critique incluse. Les chaudières à circulation naturelle conviennent aux paramètres de la vapeur jusqu'à la pression sous-critique incluse, tandis que les chaudières à courant continu sont nécessaires pour la vapeur à pression supercritique.
3. Structure de la chaudièreLe choix de la chaudière doit également tenir compte du mode de fonctionnement. Par exemple, les chaudières devant fonctionner avec des charges intermédiaires doivent être choisies parmi les chaudières à cycle de contrôle ou les chaudières à courant continu, tandis que les chaudières à pression fixe peuvent être choisies parmi les chaudières murales à pression fixe à serpentin à tubes verticaux refroidies par eau.

L'application de l'équipement de chaudière dans les centrales électriques est cruciale, et sa structure, sa sélection et son efficacité opérationnelle affectent directement la consommation d'énergie et l'efficacité économique des centrales électriques. Grâce à une conception et une optimisation raisonnables, les chaudières peuvent non seulement augmenter la production de vapeur, mais aussi économiser du combustible et réduire les émissions. La compréhension du principe de fonctionnement, de la fonction de la surface de chauffe et des principes de sélection de la chaudière peut contribuer à améliorer les performances globales de la chaudière et à assurer son fonctionnement efficace.

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