温度升高论文范文（精选7篇）
温度升高论文 第1篇
气候变暖对陆地生态系统中生物的个体行为、种群及群落都会产生深刻的影响。作为变温动物昆虫, 尤其是耐热范围较窄的昆虫对温度的变化更为敏感。过去的研究多偏向于室内不同温度设置下昆虫生长发育的研究。近年来, 随着受气候变暖的影响, 昆虫正在向高纬度、高海拔和较冷边界进行扩张, 而从低纬度、低海拔边界收缩;昆虫与植物的关系也正在发生改变。为此, 国内外非常关注全球气候变暖对昆虫的影响。
迄今为止, 已有不少关于温度升高直接或间接影响昆虫发生发展的综述。如Porter等综述了温度对昆虫地理分布、越冬、种群增长率、世代数、作物—害虫同步性、扩散迁移、获取新寄主植物或栖息地的影响;Cannon和Bale等在评述了气候变化对昆虫的影响基础上, 认为气候变暖会增加中、高纬度地区害虫丰富度。国内张润杰和何新凤、陈瑜和马春森等介绍了气候变暖对昆虫影响的研究进展。本文根据国内外最新的一些文献, 着重于从野外增温的角度, 从越冬存活率、化性 (世代数) 、扩散迁移、发生分布、物候变化5个方面阐述气候变暖对昆虫发生发展的影响, 探讨未来研究的方向, 旨在深入理解以温度升高为主要特征的气候变暖对昆虫适合度影响及其作用机理, 为全球气候变暖条件下昆虫发生发展预警提供科学依据。
1. 温度升高对昆虫越冬存活的影响
昆虫能否安全越冬主要受到温度的制约。非滞育的、对寒冷敏感的昆虫如果以活动态越冬, 那么温暖的冬季会增加他们的越冬存活率, 降低死亡率。如, 稻绿蝽 (Nezara viridula) 和茶翅蝽 (Halyomorpha halys) 的成虫越冬死亡率在温度升高1℃时将下降15%。气候变暖使稻绿蝽越冬存活率增加及向滞育后繁殖增强, 从而导致更多的成虫安全越冬, 促进了该种群的增长及向新地区扩散。原本在冬季低温不能越冬存活的甘蓝角果象甲 (Ceutorhynchus obstrictus) , 由于气候变暖该虫也可在加拿大北部建立种群并为害油料作物。由此 (越冬存活率的增加) 将导致害虫暴发的可能。如山松大小蠹 (Dendroctonus ponderosae) 在加拿大的英属哥伦比亚省暴发, 严重危害当地松树林, 其主要原因是冬季气候变暖所致。
2. 温度升高对昆虫发生世代的影响
根据有效积温法则, 气候变暖将增加昆虫发生季的有效积温, 导致昆虫发生世代数增加。模型显示, 英国的甘蓝根蝇 (Delia radicum) 在日均温增加3℃时比现在提前1个月出土活动, 增加5℃或10℃将导致该虫每年多完成1个世代。小菜蛾 (Plutella xylostella) 在温度升高2℃后将增加发生2个世代。气候变暖还使昆虫生长季持续时间延长, 导致更多世代的蚜虫和玉米螟发生。由于气候变暖使芬兰南部鳞翅目昆虫世代数增加最为明显, 北部鳞翅目昆虫世代数也有增加的趋势。
3. 温度升高对昆虫迁移扩散的影响
昆虫飞行的临界温度随种类、季节和地区而异。气候变暖将使昆虫飞行临界温度首次出现的时间提前, 从而使蚜虫、夜蛾等昆虫提早迁飞。昆虫飞行活动存在着最适宜温度和临界温度。当温度低于最适宜温度时, 气候变暖增强昆虫移动;反之, 则不利于昆虫移动。低温还会阻碍昆虫向取食地点的转移, 导致昆虫因饥饿而死亡。这是温和的冬季引起昆虫更高存活率的一个重要原因。由于温暖的环境能使蚜虫种群迅速建立导致更快产生有翅蚜, 因此温度变化对蚜虫的作用更为强烈。综合气候数据显示, 害虫的暴发与日均温有很明显的正相关。当前气候变暖能够影响到茶色缘蝽 (Arocatus melanocephalus) 的行为, 甚至其种群动态, 出现该虫频繁侵入城市住宅区的现象。
4. 温度升高对昆虫发生分布的影响
许多昆虫的分布受到温度的限制。一些寒冷地区虽然有寄主植物, 但昆虫无法完成整个生活史, 这些地区在气候变暖条件下会增加昆虫定居的机会。受气候变暖的影响, 昆虫倾向于向高纬度 (两极方向) 或高海拔分布扩散。夏季高温也是限制昆虫分布的因素之一。当温度接近耐受范围上限, 昆虫在低海拔、温暖地区的分布会适当收缩。
大量研究表明, 气候变暖影响植食性昆虫, 尤其是鳞翅目昆虫的分布。Parmesan等调查了欧洲蝴蝶中35个非迁移种类的分布情况, 发现其中63%的蝴蝶种类已经向北扩展分布范围35~240 km。松异舟蛾 (Thaumetopoea pityocampa) 从1972年—2004年在法国中北部的分布界线向北移动了87 km, 在意大利北部的分布海拔升高了110~230 m。102种热带尺蛾的平均海拔高度在42年内上升了67 m, 说明热带物种和温度物种一样也对气候变暖敏感。
Logan等综述了气候变暖对森林害虫种群动态的影响, 认为气候变暖将会导致害虫重新分布以及向新生境或森林入侵。从美国西南部到加拿大和阿拉斯加州, 森林害虫暴发的增加是由于反常的炎热和干燥气候所致。在亚北极地区一种新暴发性害虫尺蠖 (Agriopis aurantiaria) 迅速向北扩张, 对于其扩张的机理解释为, 最近温暖的春季使尺蠖发生与寄主桦树物候期一致。一些农业生产上重要的害虫也会扩展分布范围, 从而加重了害虫防治的压力。如, 日本主要害虫稻绿蝽在20世纪60年代初的分布北界被限制在1月份5℃等温线以南, 但2006年—2007年新的研究显示, 这个界限向北延伸了85 km, 扩张速度为每10年19 km, 这种变化很可能是由温暖的冬季所致。
除了已经观测到的昆虫分布范围改变, 模型或软件预测气候变暖将会对昆虫的分布产生深刻影响。在气候变暖的情况下, 欧洲玉米螟 (Ostrinia nubilalis) 和马铃薯甲虫 (Leptinotarsa decemlineata) 将会在欧洲中部地区增加为害面积。同样处于欧洲中部的2种森林害虫舞毒蛾 (Lymantria dispar) 和模毒蛾 (Lymantria monacha) , 在气候变暖情景下, 分布北界均向北扩展, 而南界则向北收缩。桔小实蝇 (Bactrocera dorsalis) 由于冬季低温限制, 目前主要分布在非洲南部、中美洲等热带和亚热带地区, 但受气候变暖影响, 将会向美国南部、欧洲地中海南部等温带地区扩展。气候变暖还将扩大玉米的4种主要害虫的分布范围, 将增加防治的压力。
随着分布的扩张, 昆虫的进化适应也在发生。如, 黄钩蛱蝶 (Polygoniac-aureum) 在过去的60年在英国的北部分布边界扩展了200 km。这种变化伴随着幼虫取食偏好的改变, 新的寄主植物在英国更为广布, 这种蛱蝶在新寄主植物上的生长存活率更高, 成虫体型也更大。这些种内变化也反映了生境分布广泛的物种以及寄主谱系更宽的物种, 它们分布范围的扩张总是比专一种要快。
5. 温度升高对昆虫发生物候的影响
不同种类的昆虫和植物对温度升高的响应不同。因此, 全球气候变暖必将影响植物—植食者—天敌三级营养关系。对于寄主专一性昆虫来说, 完成整个生活史必须在物候上与寄主植物同步, 植物可能在整个生长期中仅有较短的时间供昆虫完成发育, 当气候变得对昆虫不适宜时, 同步性就成为至关重要的种间关系特性。受气候变暖的影响, 植物的生长期缩短, 昆虫必须尽量利用有限的时间完成发育, 这也会影响昆虫食性以扩大对寄主植物资源的利用。如, 气候变暖改变了木虱 (Cacopsylla groenlandica) 幼虫孵化期与寄主植物柳树发芽期的同步性, 导致木虱沿纬度梯度方向扩展了寄主范围, 其食性由一种柳树扩增到4种柳树。
Parmesan综合分析了北半球203种动植物的物候反应, 认为在北半球春季到来时间每10年提前了2.8 d。Westgarth-Smith等通过分析英国过去41年的历史资料, 证实气候变暖使云杉蚜虫 (Elatobium abietinum) 的发生提前, 而且为害时间更长、数量更多。但Satake等对日本茶细蛾 (Caloptilia theivora) 研究表明, 增加温度导致茶细蛾出现时间提前, 而其寄主茶树的发育变化不大, 茶树叶片受害水平随着成虫出现高峰和茶叶采摘的时间间隔增加而下降, 说明植物物候与害虫出现的不同步减少了害虫为害水平, 因此, 在气候变暖条件下, 一些害虫的危害也可能降低。
气候变化还会影响植物的开花时间和传粉昆虫的活动时间, 改变它们之间的相互作用关系。据模型预测, 物候变动将减少传粉者17%~50%的花源, 导致传粉昆虫活动时间比原先减少近一半, 而且对以专一取食某种花蜜的昆虫影响更为严重。在气候变暖条件下, 食物限制使传粉昆虫的繁殖力和寿命减少, 种群密度和增长率下降, 增加了传粉昆虫灭绝的风险;植物与传粉昆虫的生长期重叠减少, 也缩小了传粉昆虫的食谱范围, 这也是植物、传粉昆虫灭绝的一个重要原因。在这个过程中, 植物—传粉昆虫的关系也有部分发生进化适应, 如植物开花后原有的专一传粉者减少, 但其他传粉者将会负担起传粉的功能;一些原本以某种植物进行传粉的昆虫有可能开发其他植物进行传粉, 同时, 传粉者发生进化也可能赶上寄主植物的物候期变化。
气候变暖还将通过食物链扰乱害虫—天敌的种间关系, 改变生物防治的效果, 一些次要的害虫由于失去天敌的控制而可能成为新的主要害虫。如果寄生蜂对气候变暖的反应更敏感, 发育速度加快, 比寄主提前出现, 将会导致寄生蜂由于缺少寄主而死亡;反之, 如果寄生蜂发育缓慢, 使寄主逃脱了寄生蜂的控制, 害虫危害将更严重, 寄生蜂也有可能灭绝。显然, 寄生蜂和寄主的同步性会因气候变化而变化, 影响生物防治的效果。如, 一种潜叶虫的寄生蜂越冬后由于没有寄主而死亡, 导致第一代潜叶虫寄生率非常低。但Kiritani认为气候变暖也可能增加天敌发生的世代数, 从而有利于天敌种群繁衍, 促使天敌的生物防治作用增加。此外, 较高温度的条件下, 蚜虫对报警信息素变得不敏感, 从而增加被捕食的风险。显然, 气候变暖对害虫防治的影响是非常复杂的, 只有充分掌握气候变暖对三级营养关系交互作用的影响, 才能更准确预测害虫的发生情况。
气候变暖也影响昆虫种间的关系。Guo等利用红外线加热的野外增温模拟实验, 系统研究了增温1.5℃条件下不同季节发生的3种草原蝗虫的反应, 发现由于3种草原蝗虫的发生时间对温度的适应区间以及滞育特点不同, 它们对野外增温响应程度表现出差异。其中, 蝗卵的滞育过程使得蝗虫的发生物候对增温的响应不敏感, 显示卵的滞育可以消除环境增温对昆虫种群发生的不利影响。未来环境气候的变暖, 可能使得发生于不同季节蝗虫的发生物候期更加集中, 从而在短时间内集合成较高的密度, 加重危害。同时气候变暖也会使得蝗虫的发生时间延长, 增加种群适合度, 扩大某些种类的分布北限。
6. 野外温度升高对昆虫影响的研究方法
由于气候变化的长期性, 目前气候变暖对昆虫发生发展影响的研究, 通常通过对几十年乃至上千年来昆虫的发生情况与相应时期的历史气候数据进行直观的关联分析或统计分析, 分析气候变暖对昆虫的影响。这种长期的历史观测数据对于阐明全球气候变化下害虫种群动态机制非常重要。如, Zhang等利用我国过去1 000年东亚飞蝗 (Locusta migratoria manilensis) 发生的资料, 结合基于树轮、石笋、花粉等代用数据重建的气温数据, 分析了1 000年来我国蝗虫发生与气候变化之间的关系, 发现中国古代气温波动具有显著的160~170年的周期, 温度驱动的旱灾、涝灾事件分别通过在当年和次年扩大飞蝗的湖滩、河滩等繁殖地和栖息地, 从而引发蝗灾的大发生。这些资料分析显示:温度引起的栖息地变化对蝗灾的间接作用比温度对蝗虫生长发育的直接效应更为重要;温度对飞蝗暴发的生态学效应是周期或频率依赖的作用;而且, 气候周期性变化在影响蝗灾发生的同时, 加剧了旱灾和涝灾, 导致粮食短缺, 从而显著增加了我国人为灾害的发生频次。
通过构建温度驱动的模型、温度驱动的模型与气候变暖情景模型结合、有效积温模型等模型来预测气候变化对昆虫的影响, 也是当前研究气候变化对昆虫影响的一个重要方法。这些模型大多基于昆虫生活史特征, 如活动性、内禀增长率、化性、取食行为及抗逆性等特性, 将昆虫分为不同的功能团组, 分析气候变化对昆虫的影响。最近, 不少科学家利用软件来预测气候变暖对昆虫的影响。其中CLIMEX是用来预测气候变暖条件下昆虫分布的常用软件, 它反映适用于昆虫地理分布和相对丰盛度主要取决于气候因子。至今该软件已预测了舞毒蛾、模毒蛾、欧洲玉米螟和马铃薯甲虫的发生分布。但预测结果仅考虑适生区 (即理论分布) , 而实际上昆虫的分布还受到其他因素, 如寄主植物、天敌和人类活动等影响。GIS等软件也是研究气候变暖对害虫影响的重要工具, 它适用于气候变暖条件下害虫的风险评估、显示害虫空间分布动态和害虫发生趋势预测等方面的研究。如, Ponti等曾利用GIS软件预测了橄榄随着温度的升高向高海拔地区扩张, 橄榄实蝇 (Bactrocera oleae) 也将向原来寒冷的不适宜生存的地方扩张, 而缩小在温暖的内陆低地的分布, 这些地区的温度已接近适生温度上限, 因此当前许多为橄榄实蝇危害高风险的地区将会随着气候变暖降低。
野外自然条件下的生态系统增温实验是研究全球变暖与陆地生态系统关系的重要方法, 其研究结果为陆地生态系统结构与功能的中长期动态模型预测和验证提供关键的参数估计。目前, 广泛用于各种生态系统类型的温度控制装置可以分为四大类:温室和开顶箱, 土壤加热管道和电缆, 红外线反射器, 红外线辐射器。这些增温装置在设计、技术和增温机制上各有特点, 其优缺点的比较可参考牛书丽等综述。其中, 红外线辐射器在昆虫增温试验中应用较为广泛。该装置是通过悬挂在样地上方, 可以散发红外线辐射的灯管来实现的, 其增强了向下的红外线辐射以及缩短昼夜温差, 能够较好地模拟气候变暖。国内外科学家采用红外线辐射器已在多个生态系统上取得了大量研究成果。有关昆虫对野外增温的研究主要集中在草原生态系统, 而在农田生态系统中利用该装置对作物害虫的研究较罕见, 未来可以进行这方面的研究。
7. 研究展望
国内外有关全球气候变暖对昆虫影响的研究表明, 温度变暖使害虫的生长发育速率加快、危害时间提前、世代增多, 导致了有害生物发生的频率和强度增加, 加重了防治的难度;为适应全球变暖, 害虫通过迁移、扩散等方式, 向高海拔和高纬度地区扩散, 发生的区域扩大;由于植物、害虫、天敌3类生物对全球气候变暖的响应不同, 植物—害虫—天敌三者时间、空间的耦合关系产生错位, 引起一些昆虫发生严重, 一些昆虫发生下降, 一些昆虫灭绝。显然, 对未来害虫发生危害趋势分析是目前气候变暖研究的热点之一。通过研究一系列生态过程, 包括分布扩散、物候改变, 以及种群发育、增长、迁移、越冬等, 大多数的研究认为随着温度的升高, 害虫丰富度有可能增加。气候变暖后, 有利于害虫安全越冬, 其起始发育时间提前, 发育速度加快, 发育历期缩短, 繁殖力增强, 其危害时间可能延长, 危害程度呈加重趋势。但不同类型的害虫对全球变暖的响应不同, 有些昆虫, 如日本茶细蛾的危害作用则会减轻。因此, 全球气候变暖下植物—害虫—天敌三者互作关系的变化是未来昆虫对全球气候变暖响应研究的重点。
全球气候变化对昆虫的作用是长期的生态效应。温度升高除了直接影响昆虫生活史、物候及分布以外, 还通过竞争、捕食等生态过程改变种间关系、群落结构, 并对生物多样性产生影响。昆虫的物种丰富度会受气候变暖的影响, 在短期内不会有太大改变, 但气候变化使物种发生迁移, 物种丰富度在更加温暖的纬度会有所增加;从长期的影响来看, 物种组成结构会发生实质的变化, 因为一些稀有种容易直接受到气候变化的不利影响, 或间接改变它们的寄主分布而受到损害。未来应加强对昆虫种群的长期监测研究。
全球气候变化会影响物种的分布、生活史、群落组成和生态系统功能。当评估气候变化对昆虫的直接影响时, 必须考虑植食者及天敌的表型和基因型的可塑性, 以及种间的相互作用。尽管人们在气候变暖对昆虫的影响方面做了大量研究, 但许多方面仍不清楚, 如温度升高对天敌—害虫食物链的影响, 温度升高对不同害虫的影响差异。当前许多研究预测昆虫新的分布区都是以现在分布区结合环境变量进行的, 而更加有效的预测模型应该基于对昆虫和寄主植物物候过程的理解。
温度升高论文 第2篇
笔者电脑是一台相当老的机器了，具体配置是AMD Athlon XP 2500+、CoolerMaster V81散热风扇、华硕K7V600-X、KingMax DDR400 256MB×2、旌宇擒雷者5200Ultra白金珍藏版、希捷80GB SATA。虽然机器较旧，但笔者也并不是什么超级的游戏玩家，对付目前的大部分游戏还是能够流畅的运行的。并且笔者主要用电脑来上网办公，所以一直没有更换。可以说这台机器伴随着我走过了四个多年头了。
为了购买一款性能强劲的散热器，笔者费了很大的周折，经过查看一些散热方面的评测文章以及对市场的调查，笔者终于选定了一款风扇：火山T10A。根据介绍，这是一款将静音和散热设计得较好的风扇。笔者买回来后迫不及待地安装好，准备试试这个风扇的散热效果，随着“嘀”的一声，电脑正常启动。果然非常安静，比起原来的噪音简直有天壤之别，心中一阵窃喜。
正当我想打开测温软件看看CPU的温度时，电脑突然停机了，只有显示器的灯在闪。心中一阵紧张，完了，不会是CPU烧了吧!应该不会呀，主板上还有过温保护的功能呢。忙打开机箱，没有闻到什么味道，用手一摸，风扇的散热片有点烫手，
再次启动机器，但是几分钟后又出现了刚才的现象。笔者将风扇卸下来，仔细地观察，这才发现在CPU的底座上有一个“台阶”。笔者恍然大悟，原来风扇方向装反了，刚才就是因为散热器装反后不能与CPU很好接触导致温度过高，在主板的过温保护下停机的。
笔者立刻按正确的方向装上并开机，奇怪的事情又发生了，机器开机后就进入BIOS，在没有改动任何数据的情况下，保存重启仍然是进入BIOS(笔者至今仍不知道原因)。尝试几次后笔者决定将主板放电，开机后CPU的频率变为133MHz×11，进入BIOS将频率更改，顺便看了看CPU的温度，一下惊呆了，温度居然达到了50℃，这才刚开机啊!难道是测温探头出了问题?笔者进入系统用主板所带的测温软件监测，发现温度变得更高，竟达到了53℃。为了安全起见，笔者将CPU调回到2500+的状态，可是温度并没有降多少，在玩了一会游戏后主板开始报警(笔者将CPU的报警温度设为60℃)。半小时后，同样的情况重演。
笔者马上打电话找经销商，要求退货。商家说这款风扇卖得挺好，并没有听说这样的情况，并建议我换一个风扇。笔者接受了他的意见。商家拿了一个新的风扇给我，并送了一包较好的硅脂让我回去再试试。我装上风扇后再进行测试，但是温度仍高居不下。正当笔者迷惑的时候发现监控软件上CPU的电压有明显的问题，居然达到了1.78V并且还在不断上下波动。马上重启电脑进入BIOS查看CPU的电压，在Advanced的CPU Vcore选项中发现CPU的电压设为Auto，将它更改为Manual后，再设定为2500+的默认电压1.65V并超频到3200+。再次进入系统，这下终于正常了，开机38℃，正常使用下温度为45℃，在CPU满负荷运转时温度也只有48℃，特别重要的是噪音很小。
锅炉排烟温度升高的原因及对策 第3篇
对于燃煤锅炉, 当烟气离开最后受热面时所带起的热量因不能得到利用而造成排烟热损失。排烟热损失一般为机组全部热损失的5%~12%, 排烟温度每增高15℃~20℃, 排烟热损失增加约1%。#5炉近两年来排烟温度一直在160℃~170℃之间, 较机组设计排烟温度 (131℃) 高出30℃~40℃, 其排烟热损失增加2%左右, 以每年运行5000小时计算, 每年可多消耗1200T~2000T标准煤。所以, 降低排烟温度对于节约燃料, 提高机组的热经济性有着非常重要的意义。
2 引起锅炉排烟温度升高的原因分析
2.1 漏风
漏风是指炉膛漏风、制粉系统漏风及烟道漏风, 是排烟温度升高的主要原因之一, 是与运行管理、检修以及设备结构有关的问题。炉膛漏风主要指炉顶密封、看火孔、人孔门及炉底密封水槽处漏风;制粉系统漏风指备用磨煤机风门、挡板处漏风;烟道漏风指氧量计前尾部烟道漏风。
炉膛出口过量空气系数α可表示为:
式中:△α-送风系数
△α1-炉膛漏风系数
△α2-制粉系统漏风系数
△α3-烟道漏风系数
由上式知道, α保持不变, 当漏风系数∑△α`=△α1+△α2+△α3升高时, 则送风系数△α下降, 即通过空预器的送风量下降, 排烟温度升高。
2.2 掺冷风量多
目前国产锅炉机组, 往往在设计时认为进入炉膛的风量中, 除炉膛及制粉系统漏风外, 都是通过预热器的这一概念所造成。实际上制粉系统在运行时, 要掺入部分冷风, 以保持一定的磨煤机出口温度, 结果使通过预热器的风量小于设计值, 因而导致排烟温度升高。
2.2.1 磨煤机出口温度偏低
为保证安全运行, 通常对磨煤机出口的乏气温度有所限制。例如烟煤储仓制时该温度不超过70℃;烟煤直吹式时不超过80℃;无烟煤虽然无煤粉爆炸的危险, 但仍存在自燃问题, 设计时乏气温度也不应超过150℃。另一方面, 锅炉设计时热风温度的选择主要取决于燃烧的需要, 所选定的热风温度往往高于所要求的磨煤机入口的干燥剂温度, 因此要求在磨煤机入口前掺入一部分温度较低的介质, 磨煤机出口温度控制的越低, 则冷一次风的比例越大, 即流过空预器的风量降低, 引起排烟温度升高。
2.2.2 一次风率偏高
磨煤机实际运行中, 风粉配比曲线偏离了设计值, 按设计, RP923型磨煤机出力35T/H时风量为72T/H, 实际运行中达85T/H, 在保持一定的时磨煤机出口温度下, 一次风量越大, 则其中冷一次风量也增大, 同时, 会造成送风量的降低, 从而导致排烟温度升高。
2.3 受热面积灰。
受热面积灰指锅炉受热面积灰、结渣及空预器传热元件积灰, 锅炉受热面积灰将使受热面传热系数降低, 锅炉吸热量降低, 烟气放热量减少, 空预器入口烟温升高, 从而导致排烟温度升高;空气预热器堵灰则使空气预热器传热面积减少, 也将使烟气的放热量减少, 使排烟温度升高。
2.4 氧量。
提高氧量, 需要增加锅炉送风量, 将降低 (低压) 烟冷器的进水温度, 增加传热温压, 降低排烟温度;另一方面, 提高氧量, 流过受热面的烟气量就会增加, 导致排烟温度升高。二者作用的总结果会使排烟温度升高。如果运行中氧量过小, 炉内燃烧工况变差, 将会固体未完全燃烧热损失和气体未完全燃烧热损失增加, 降低锅炉热效率。
2.5 送风机入口风温。
送风机入口风温随季节和厂房内温度高低而变化。送风机入口风温升高时, 会减少空预器的传热温差, 降低传热量, (低压) 烟冷器入口水温升高, 传热温压降低, (低压) 烟冷器与烟气换热量下降, 排烟温度升高。送风机入口风温与排烟温度将同向变化。但是, 在排烟温度不变的情况下, 送风机入口风温升高, 排烟热损失减少, 锅炉热效率提高。
3 降低排烟温度的措施
3.1 降低炉本体漏风
大修、小修中安排锅炉本体及制粉系统的查漏和堵漏工作, 特别是炉底水封槽和炉顶密封及磨煤机冷风门处;采用密封比较好的门、孔结构。在运行时, 随时关闭各看火门、孔等。经验表明, 这一措施可降低排烟温度约2-3℃。
3.2 减少一次风中冷风含量
3.2.1 在炉膛不结焦及制粉系统安全的前提下, 可适当提高一次风风粉混合物的温度, 减少冷风的掺入量。磨煤机出口温度不易过高是为了防止挥发分爆燃, 对于挥发分较高的烟煤, 挥发分大量析出的温度要在200℃左右, 因此, 磨煤机出口温度的提高是有一定潜力的。试验证明, 磨煤机出口温度由77℃提高至82℃后, 排烟温度可降低3~4℃。
3.2.2 设计合理的风粉配比曲线, 定期测量磨煤机四角风速, 并校验一次风量的测量系统, 防止因测量误差导致磨煤机实际运行中一次风量偏大。但一次风率太低, 易造成一次风管内积粉出现烧喷嘴的故障, 因此, 要根据原始设计及在装设备的具体状况来决定磨煤机的风粉配比比例。
3.3 加强对锅炉受热面的吹灰
运行中加强锅炉吹灰, 适当缩短吹灰间隔, 墙吹为每天两次, 长吹每周一、三、五进行;检修人员加强日常检修与维护, 确保吹灰器的正常投入, 保持各受热面的清洁;空预器加装脉动吹灰装置, 利用燃气爆破产生的超声波除灰, 并结合蒸汽吹灰, 确保了空预器烟气差压在1.2Kpa以下。
3.4 控制氧量
氧量降低, 烟气量减少, 排烟热损失减小。但氧量过小会引起固体不完全燃烧热损失和气体不完全燃烧热损失增大, 所以要控制氧量在最佳范围。
3.5 控制送风机入口空气温度
锅炉运行中, 送风机入口空气温度高于设计值时, 会减少空气预热器的传热温压, 使传热量减小, 排烟温度升高, 当送风机入口风温升高较多时, 空气预热器出口风温也会有所升高, 虽然可以提高炉内理论燃烧温度水平, 燃烧的经济效果提高, 但也会使炉内烟气温度上升, 导致排烟温度升高.锅炉在夏季取用炉顶空气时, 送风机入口空气温度可能会高于设计值, 从而造成排烟温度升高, 运行中应分析入炉空气温度升高与排烟温度升高对锅炉热经济性的影响, 设法进行调整控制。
4 结语
在锅炉的各项热损失中, 排烟热损失是对锅炉效率影响最大的一项损失, 约为5%~8%。况且, 随着排烟温度的不断升高, 排烟热损失会进一步增加 (一般情况下, 排烟温度每升高10℃, 排烟损失增加0.5%~0.8%) 。所以降低排烟损失对提高锅炉效率及全厂的经济运行有着非常重要的意义。
参考文献
[1]李恩辰.火力发电厂锅炉计算知识[M].北京:水利电力出版社, 1991.
温度升高论文 第4篇
广东省粤泷发电公司#2号汽轮机组其型号为N135-13.24/535/535的超高压、双缸、双排汽、中间再热、单轴纯凝汽式汽轮机, 本汽轮机采用高中压缸合为一体的整体式汽缸, 无垂直中分法兰, 无法兰加热装置, 通流部分为反向布置, 于2004年6月正式投入运行。由于生产厂商设计制造的N135MW汽轮机门杆漏汽至三抽的管道和高压缸A4腔室轴封漏汽至三抽的管道上均未装设阀门, 导致机组在甩负荷或温、热态开机时, 汽轮机中压缸上、下缸温差会加大, 最大值曾达到60℃;而机组在停机后, 汽轮机中压缸上、下缸温差也会加大, 这样就会给开机带来不利影响。分析认为, 高压缸轴封A4腔室漏汽和高、中压自动主汽门、调节汽门门杆漏汽的管道都汇聚在中压缸第一级隔板套前引出的三段抽汽逆止门前管道上, 在甩负荷或温、热态开机时和停机后三抽电动门、逆止门关闭时, 中压缸正处在真空状态下, 高、中压自动主汽门、调节汽门门杆漏汽和高压缸轴封A4腔室漏汽分别经各自管道流到三抽逆止门前管道里倒回流至中压缸第一级隔板套底部前的抽汽口, 进入中压缸内部, 从而影响中压缸上、下缸温差。为了防止机组热态开机和甩负荷后启动时门杆漏汽和高压缸A4腔室轴封漏汽, 经三抽逆止门前管道倒回流冷汽、冷水到中压缸底部, 2006年2月, 对#2号机组小修时, 在门杆漏汽及高压缸轴封A4腔室漏汽至三抽逆止门前的管道上分别加装了一个隔离门, 并在高压缸轴封A4腔室漏汽至三抽手动隔离门前加装疏水一次门和二次门。
1 正向推力瓦温度异常升高的过程
图1为#2号汽轮机组2006年2月小修后的系统图。
2006年2月23日03:08, #2号机组小修后开始冷态启动, 其开机操作过程如下:2006年2月23日03:08, #2号机组冷态启动开始。10:51定速3000 r/min , 12:10电气并网成功, 14:19负荷为18MW, 主蒸汽压力为2.35MPa, A侧主汽温为326℃, B侧主汽温为325℃, 高压胀差为5.03mm, 缸胀为6.95mm, 本体一切正常;此时高压胀差有下降的趋势, 缸胀均匀膨胀;之后慢慢升温、升压, 并严格按照规程调整好其他运行参数。15:51负荷达42MW, 缸胀为9.66mm, 高压胀差为4.97mm, 轴向位移为-0.21mm, 高、中压汽缸膨胀均匀, 汽轮机组各轴承回油温度正常, 各参数正常;三抽压力升到0.17MPa, 除氧器压力为0.13MPa, 关闭除氧器再沸腾, 退出除氧器再沸腾加热, 操作完毕后, 打开三抽至除氧器的隔离门, 投入三抽运行。16:02, 主汽压力为5.05MPa, A侧主汽温为429℃, B侧主汽温为435℃, 再热汽压力为0.88MPa, A侧再热汽温为400℃, B侧主汽温为401℃, 高压内缸温度为380℃, 负荷为44.6MW, 此时先关闭本体疏水, 同时开启高压缸A4腔室轴封漏汽及门杆漏汽至三抽的隔离门, 关闭A4腔室漏汽和门杆漏汽至三抽隔离门前疏水一、二次门。 16:10投入低真空保护, 真空为-92.25kPa。16:22, 高压内缸温度为400℃, 关闭管道疏水, 并加强对汽温汽压、胀差的监视。17:00进行全面检查, 正常后继续升负荷。18:38负荷为118MW, 高压胀差为4.72 mm, 缸胀为16.33mm, 轴向位移为0.05mm, 监盘人员发现正推力瓦温最高为103.5℃ (36TE39, 103.5℃;36TE35, 95.8℃;36TE36, 96.4℃;36TE37, 86.3℃) , 立刻汇报值长, 并要求锅炉降负荷, 通知技术人员就地检查, 发现一切正常, 正向回油温度为58℃, 测振动正常, 拿听针听声音正常, 值长联系热工检查, 发现测点没有问题。18:42紧急降负荷到90MW, 正向推力瓦温度均有下降, 最高为103.5℃的36TE39下降到90.8℃, 其它三个测点的温度分别降到85.7℃ (36TE35) 、87.3℃ (36TE36) 、83.9℃ (36TE37) , 听各轴承声音、测各轴承振动均正常, 调稳90MW保持3 小时, 虽然4个测点温度有所下降, 但仍然偏高。21:48负荷为84.7 MW, 汽机专业人员就地检查发现高压轴封A4腔室漏汽至三抽隔离门未全开, 用大力还能操作, 马上用大力摇至全开, 之后上述各点推力瓦温突降至70.4℃、71.3℃、71.2℃、70.8℃, 然后缓慢恢复正常运行工况。
3 原因分析
(1) #2号机负荷到118MW后, 高压缸各腔室轴封漏汽量大大增加, 高压缸A4腔室轴封漏汽至三抽逆止门前隔离门还没打开或者未全开, 造成高压轴封漏汽不畅, 对高、中压缸转子产生反作用力, 增加了往正向推力瓦的推力, 使转子向低压缸方向移动, 加上启动过程高压差胀比正常运行中要大, 因此造成#2号机正向推力瓦温度异常升高。查阅正向推力瓦温度历史曲线, 发现16:02开高压轴封A4腔室漏汽至三抽隔离门, 关高压轴封A4腔室漏汽和门杆漏汽至三抽隔离门前疏水一、二次门时, 正推力瓦温度突升4℃ (从69℃突升到73℃) , 然后随着负荷的增大而升高。21:48打开高压轴封A4腔室漏汽至三抽隔离门时, 温度突降18℃ (从89℃降到71℃) 。由此可以判断:高压缸A4腔室轴封漏汽至三抽隔离门的操作与正推力瓦温异常升高有直接关系, 也可以判断高压轴封A4腔室漏汽至三抽隔离门误操作对机组带来了异常影响。
(2) 随着机组负荷的增加, 高压缸A4腔室轴封漏汽量也相应的增加, 但是由于高压缸A4腔室轴封漏汽至三抽隔离门没有打开, 或者没有全开, 导致高压轴封漏汽排汽不畅, 高压轴封的蒸汽作用在高压轴封肩上, 对高、中压转子产生一个额外的轴向推力, 造成轴向推力分布不均匀, 从而使正向推力瓦温度异常升高。
(3) 查阅运行CRT上历史曲线参数, 发现正向推力瓦瓦温随机组负荷升高而升高, 如2006年2月23日15:51, 轴向位移为-0.21mm, 机组负荷为42MW, 正向推力瓦温测点36TE39温度为73℃, 18:38 时, 负荷为118MW, 轴向位移升到0.05mm, 正向推力瓦温测点36TE39最高值已突升到103.5℃。这种现象说明随着机组负荷增加, 轴向位移由-0.21mm升到0.05mm, 高、中压缸转子向推力盘正向移动, 并改变了正向推力瓦块油的间隙, 逐渐使此间隙变小, 油量不足, 从而造成正向推力瓦瓦温异常升高。
(4) 高压缸A4腔室轴封漏汽至三抽隔离门是小修时新安装的手动阀门, 新阀芯本身较紧, 当班运行值班人员在操作时, 由于是初次操作没有经验可参考, 在摇开几圈后很紧, 不敢再用大力操作就以为是全开了, 而实际摇开的是空圈, 阀芯还处在关闭状态或者只开一点点。此阀门就地位置在疏水平台上方位置较高, 操作人员不便动手也不好用力, 再加上阀门上又没标示全开、全关指示, 增加了运行人员操作判断难度, 留下了误操作隐患, 导致此次设备的异常事故的发生。
4 预防措施
(1) 生产厂家设计制造的N135MW汽轮机的高、中压自动主汽门、调节汽门门杆漏汽至三抽和高压缸A4腔室轴封漏汽至三抽管道上均未安装隔离门, 目前很多这类型汽轮机组为了防止温、热态开机和甩负荷后启动时, 及停机后门杆漏汽和高压缸A4腔室轴封漏汽, 经三抽逆止门前管道倒回冷汽、冷水到中压缸底部, 都在门杆漏汽和高压缸A4腔室轴封漏汽至三抽逆止门前的管道上安装隔离门。实施此类技改后, 应高度观注该管道新安装的阀门操作, 防止由于阀门误开关而影响高压缸A4腔室轴封漏汽不畅, 造成汽轮机轴向推力分布不均衡, 进而使推力瓦温异常升高。
(2) 修改保护逻辑, 以达到保护动作正常。机组正、负向推力瓦温度高报警应该取其中任何一点, 不能取平均值, 以防运行人员操作其它项目时, 不能及时发现机组正、负向推力瓦温度异常。以前汽轮机的声光报警“汽轮机正向推力瓦温度高”是在正向推力瓦块12个温度测点的平均值达到95℃才报警, 而此次异常只有4个测点温度异常升高, 其它测点温度并没有达到95℃, 所以声光报警并未发出, 延缓了运行人员对故障点的判断处理速度。
(3) 运行人员发现推力瓦温度高超标应果断快速减负荷, 同时严格执行规程, 证实推力瓦温度达到95℃应按紧急停机处理。机组升、降负荷时, 运行人员操作应缓慢平稳, 精心调整, 并且善于分析数据参数, 避免机组出现负荷波动快、参数变化大等现象。
(4) 机组在正常运行中, 尤其在升负荷时, 运行监盘人员更要密切监视机组正向推力瓦温度, 轴向位移大小, 轴承振动, 推力轴承回油温度, 润滑油温度等相关的重要参数, 发现异常时及时作出判断, 迅速进行调整。
(5) 运行人员应提前熟识有关异动设备, 对一些新安装阀门应提前进行开关试验, 包括手动门, 以掌握其开关情况。维修人员安装有关系统阀门时, 应考虑是否方便运行人员操作, 尽量安装在容易操作的地方, 并在一些重要的阀门上标注阀门开度指示。
5 结束语
#2号汽轮机组在升负荷过程中出现正向推力瓦温度异常升高, 通过原因分析, 及时找出问题所在, 发现是由于高压缸轴封A4腔室漏汽至三抽隔离门没有打开, 导致高压轴封漏汽疏水排汽不畅, 额外增加了推力盘中正向推力瓦的推力, 也减少了正向推力瓦块间油的间隙, 从而使正向推力瓦温异常升高。在全开高压缸轴封A4腔室漏汽至三抽隔离门后, 推力瓦温迅速下降至正常值, 恢复了机组安全稳定运行, 使这起异常事故得以迅速有效处理, 避免了机组非计划停运和主设备损坏事故的发生。因此, 汽轮机的疏水系统, 尤其是连接本体的相关疏水, 在启、停机时, 疏水是否畅通, 对机组的安全运行有非常大的影响。还有一些重要的阀门在异动后, 应高度关注此类阀门的开、关操作, 提前做好试验掌握其操作要领, 防止机组设备事故的发生。
摘要：介绍了某135MW机组升负荷过程中出现的汽轮机正向推力瓦温度异常升高的事故过程, 进行了原因分析, 并提出了预防措施。
温度升高论文 第5篇
韶钢8号高炉 (容积3 200m3) 于2009年10月18日投产。炉缸、炉底采用“陶瓷杯+全炭砖炉底”结构, 铁口与风口采用刚玉复合组合砖结构, 炉壳与冷却壁以及半石墨质砖与冷却壁之间采用炭质捣打料填充。高炉炉缸炉底内衬烧蚀状况监控采用乌克兰的自动化诊断系统 (简称“F K系统”) 。该系统把8号高炉炉缸圆周划分成24个扇区, 每个扇区又分为10层, 每层三个测温点。
2014年8月份开始8号高炉13扇区切面 (1号铁口正下方) 8~10层温度呈持续上升趋势。特别是该扇区8层 (铁口标高下方1.29m) , 从8月份的200℃开始爬升, 进入9月10日后上升加快, 9月24日升高到647℃, 威胁炉缸安全。
为了控制侧壁温度长时间过高和快速上升的趋势, 防止炭砖进一步烧损, 9月26日高炉被迫休风。
2 炉缸侧壁温度异常升高的原因
2.1 存在气隙
高炉炉体主要靠循环水把内部导出来的热量及时带走, 从而保持炉体温度的稳定。当冷却壁与碳砖之间存在气隙时, 会出现热传导不良, 导致部分热量在内部蓄积, 炉体温度持续升高。
从此次休风过程中, 外侧两点温度差先升高, 幅度明显比内侧大。从这两点来看, 可以说明温度下降的过程中率先起到作用的是外部冷却, 按此推理:在之前侧壁温度高的情况下, 外部冷却受到气隙的影响程度较为明显。
2.2 高炉炉缸活跃程度降低加快了侧壁温度升高
当高炉鼓风动能偏小后, 容易导致高炉炉缸中心吹不透, 从而加重炉缸边缘环流。由图1可以看到, 2014年以来, 8号高炉鼓风动能持续下降, 由120k J/s下降到目前的110k J/s。同时铁水物理热不足, 炉芯温度逐步下降。这说明炉缸状态有变差趋势, 导致炉缸铁水环流加剧, 对炉缸侧壁冲刷程度也会随之加大, 推高炉缸侧壁温度。
3 治理措施及其效果
3.1 休风堵封口
9月26日高炉休风, 堵了2个13扇区1#铁口上方的风口。高炉休风后, 炉缸侧壁容易形成凝铁层, 从而阻隔高温环流铁水对侧壁的冲刷, 起到保护侧壁薄弱区域的作用。这个对侧壁温度高的缓解作用是明显的。
堵风口后, 1#铁口更容易做深, 深度从3.2m提高到3.4~3.5m。进风面积减少, 鼓风动能从110k J/s提高到120k J/s, 标准风速由210m/s增加到230m/s, 更容易吹透中心, 减少炉缸中的死料柱, 有利于增加炉缸的透液性, 减少炉缸的环流和底流, 减少铁水对炉缸侧壁的冲刷和侵蚀。
3.2 强化炉外、炉内操业
维护好铁口是防止侧壁温度波动和保证炉缸长寿的最基本要求[1]。9月初1#铁口处于停沟检修状态。按以往的经验, 铁口在休止期间, 铁口区域的泥包会被严重冲刷, 深度由休止前的3.6m下降到2.7m左右。因此, 需要尽快恢复1#铁口具备出铁条件, 及时修补泥包。
在以做深铁口为目的的操业上, 一是在保证铁沟保温的情况下尽量少出铁;二是开铁口时间间隔为泥包不潮为主要依据, 可灵活处理;三是铁口必须保证来风;四是铁口深度连续2炉3.4 m以上后, 就可以考虑休止出铁。五是提高炮泥质量, 稳定铁口操作, 适当做深铁口。
炉内操业要恢复较高的鼓风动能吹透中心, 控制边缘气流, 恢复炉缸活跃是根本。为保障顺行, 必要时可以降低富氧率, 减轻焦炭负荷, 降低冶炼强度。适当提高炉温, 但杜绝连续炉温低和大幅度波动现象。控制铁水含硫量, 冶炼低硫生铁。铁水中含硫高, 对炉缸侧壁的侵蚀作用比较大, 会降低其它措施的效果和作用。此外, 要加强检查和数据记录。
3.3 压浆处理
消除气隙, 杜绝煤气窜动, 降低耐材温度, 最有效的方式是进行严格受控条件下的压浆维护[2]。压浆是一项高风险措施。因此, 实施前要制定详细的方案, 包括灌浆料种、开孔的位置、开孔的直径及深度、灌浆的压力和保压时间等等。
为了消除串煤气对炉缸水温差及侧壁温度的影响, 8号高炉炉缸区域进行压力灌浆, 包括挖开铁口孔道后加封板, 然后对孔道进行钻孔压浆处理;在1#铁口上方, 风口大套下方的两块冷却壁之间钻孔灌浆;利用休风机会, 把风口大、中套列入常规压浆维护范围;每次铁沟翻修时, 铁口泥套需要重新制作, 堵住窜煤气外部通道。
3.4 护炉效果
通过上述措施的实施, 8号高炉13扇区炉缸侧壁温度得到了有效控制, 基本维持在150~250℃之间, 与其他扇区温度相近。2014年9月—2015年2月13扇区8、9、10层炉缸侧壁温度趋势图如图2所示。
4 结语
(1) 炉缸局部出现侧壁温度快速升高现象, 一般与该区域存在气隙有关。
(2) 休风、堵响应区域风口的措施对急剧上升的侧壁温度有叫明显的控制效果, 但对整个生产影响比较大, 也容易出现重新升高的情况。
(3) 压浆可有效消除炉缸气隙, 控制侧壁温度, 但风险较大, 选择合理的灌浆孔和科学控制灌浆过程十分重要。
参考文献
[1]徐万仁, 朱仁良, 张龙来, 等.宝钢2号高炉炉缸侧壁侵蚀原因及控制实践[J].钢铁, 2007 (1) :8-11, 16.
温度升高论文 第6篇
2# (1780) 高炉于2012年3月20日投产。2013年5月, 北铁口偏西北方向、南铁口偏西南方向, 标高9.698m炉缸第3层碳砖1237、1245测温点, 标高10.099m炉缸第4层碳砖1253、1261测温点温度开始缓慢升高, 至2013年12月份第三层碳砖1237测温点温度最高升至491℃, 而且有整体上升的趋势。影响高炉的安全生产。为了消除隐患, 与国内同行专家、耐材厂家、建设单位进行沟通交流, 对炉缸侧壁温度异常升高的原因进行了分析, 并拿出了护炉方案。从2013年12月27日开始护炉至今, 炉缸侧壁温度逐步下降并稳定在350℃以下, 确保了高炉的安全生产。
2 炉底、炉缸设计结构
2#高炉炉底结构自下而上为第1层石墨碳砖, 第2层半石墨碳砖, 第3层微孔碳砖, 第4层微孔碳砖, 第5层超微孔碳砖。炉缸全为超微孔碳砖。
炉底、炉缸采用光面普通灰铸铁冷却壁, 风口区采用光面普通灰铸铁冷却壁, 炉腹至炉身下部采用铜冷却壁。高炉采用联合软水密闭循环系统, 软水总循环水量4145m3/h, 进水温度控制在39±2℃, 水温差控制在6℃以内。
3 高炉炉缸侧壁温度变化情况
2013年5月份北铁口偏西北方向、南铁口偏西南方向标高9.698m炉缸三层1237、1238、1253、1254测温点, 标高10.099m炉缸四层1253、1254、1261、1262测温点 (见图1) 炉缸温度开始升高, 其他测温点也均有不同程度上升。2013年12月底炉缸三层内环1237测温点最高温度达491℃, 1237点炉缸温度变化趋势见图2。
4 炉缸侧壁温度升高的原因
经过反复讨论、研究, 分析初步断定造成炉缸侧壁温度升高的原因有以下几方面:
(1) 冷却壁热面、冷面处有空隙, 煤气窜动造成热电偶监测温度升高;
(2) 炭捣料密度较低、炭捣料与炭砖有空隙;
(3) 炭砖发生环裂影响传热, 造成炉缸温度升高;
(4) 该区域位于铁口中心线以下1.0-1.3m位置, 由于炉缸环流的影响造成炉缸侧壁陶瓷杯受到侵蚀, 进一步侵蚀炉缸碳砖, 使1150℃铁水等温线在炉缸此部位外移, 造成热电偶监测温度升高。
5 控制炉缸侧壁温度升高的措施
5.1 采用含钛球团护炉
针对炉缸侧壁温度升高情况, 从2013年12月份长期配加含钛球团进行护炉, 配加含钛球团300-800kg/批, 钛负荷控制在6-10kg/t, 生铁含硅Si:0.45-0.55%, 铁水中[Ti]0.080%-0.20%。
在护炉过程中, 根据炉缸侧壁温度变化趋势及炉缸工作状态, 调整钛球用量。
5.2 抓好日常铁口维护
维护好铁口是防止侧壁温度波动和保证炉缸长寿的最基本要求。
(1) 提高炮泥质量, 使其耐渣铁冲刷和易于与砖衬结合成牢固的保护层;
(2) 加强铁口日常管理, 打泥量控制在 (2.7-3.0) 格, 铁口深度稳定在3000-3200mm, 严禁浅铁口出现。
(3) 提高出铁正点率, 控制铁口单次出铁量和出铁时间, 平衡南、北铁口的出铁量。
(4) 使用含钛炮泥。
5.3 提高炉缸侧壁传热和冷却
(1) 强化炉缸冷却, 将软水进水温度由36-39℃降至32-33℃。
(2) 高炉总冷却水量无法提高, 采取单区水量调整, 西北方温度较高, 该区冷却水量由810m�/h提至850m�/h左右。
(3) 每周六对软水系统排气、排污, 保证其冷却效果良好。
5.4 调整送风制度, 发展中心气流.降低环流侵蚀
(1) 适当缩小风口直径和加长风口长度, 将炉缸侧壁温度较高部位上方的西北、西南方向7#、8#、9#、10#、15#、16#、17#、18#、19#、20#风口由原来∮120×480mm斜5°风口逐步调整为∮115×530mm或∮110×530mm的加长缩径斜5°风口, 风口面积由0.2632㎡逐步缩小到0.2603m2。
(2) 料制调整原则以适当发展中心气流为主, 兼顾抑制边缘气流, 确保炉缸中心活跃。
5.5 对炉缸进行灌浆
2014年元月14日计划检修分别灌入约1.8t。四段冷却壁利用旧孔冷面灌浆约1.4t;2014年5月27日计划检修对4段冷却壁冷面进行灌浆, 灌入约2.5t;2014年8月21日计划检修对西北方向炉缸四层旧孔灌浆约0.15t。经过几次灌浆处理, 西北及西南方向炉缸侧壁碳砖温度不同程度下降。
5.6 适当控制冶炼强度
(1) 在护炉初期冶炼强度做了适度调整, 冶炼强度由1.2降至1.0, 富氧率2.8%降至1.5%。风量由3300m3/min降至3100-3150m3/min;
(2) 护炉中后期, 根据炉缸侧壁温度变化趋向不断调整钛负荷及操作制度, 逐步摸索出了护炉操作状况下适宜的冶炼强度 (≤1.1~1.2) ;
(3) 操作制度以适当发展中心气流为主, 中心气流的畅通, 保障了有害元素的外排, 降低了有害元素“富集”对炉缸碳砖的侵蚀。
6 排碱工作
每月都对高炉的碱平衡进行计算分析, 发现超标立即采取排碱工作, 炉渣二元碱度由1.15-1.20降至1.08-1.12.三元碱度由1.38-1.40提至1.43-1.47。炉温控制在0.3-0.38%, 生铁含硫控制在0.035-0.050%, 锌负荷控制在0.2kg/t, 减负荷控制在3.8-4.0kg/t, 保证了排碱效果。
7 处理效果
经过多种措施长期使用, 炉缸侧壁温度逐月降低, 达到了350℃以下, 异常温度升高得到了有效治理, 消除了影响高炉长寿、安全重大隐患。治理前后温度变化趋势见图3。
8 结论
温度升高论文 第7篇
《火力发电厂设计技术规程》[1]中规定, 当烟气温度为设计温度加10℃的条件下, 静电除尘器仍能达到保证的除尘效率, 即烟温不超过设计温度10℃时, 除尘效率可以保证。而实际情况中, 许多电厂的运行烟温较设计烟温超过得更多, 典型示例如表1所示[2,3,4]。
应该指出, 烟温升高不但降低了锅炉效率、增大了引风机的电耗, 对静电除尘器效率也会带来负面影响, 电厂排烟含尘量增加, 但现有文献中对此报道甚少。另一方面, 为了降低排烟温度以及回收吸收塔前的烟气热量, 在新电厂的设计优化及老电厂技术改造中, 以低温省煤器为主体的烟气余热回收系统受到了越来越多的关注, 并有许多文献对烟气余热回收系统进行了探讨。
而传统的烟气余热回收系统将使除尘器进口烟温升高, 此时更有必要弄清烟温升高对静电除尘器效率的影响, 并对节煤效益与环保效益的关系进行评估。
1 烟温升高对静电除尘器 (ESP) 效率影响的机理
烟温对静电除尘器效率的影响主要因烟气及粉尘物性变化而引起, 并可归纳为以下几个方面:飞灰比电阻;烟气流量;烟气粘度或驱进速度。烟温升高时, 这些因素将对ESP的效率产生负面影响。
1.1 烟温升高对飞灰比电阻及ESP效率的影响
在100~150℃区间内, 飞灰比电阻随烟温升高呈上升趋势, 如表2所示。从表中可知, 在100~150℃区间内, 飞灰比电阻均大于5×1010Ω·cm, 飞灰比电阻与ESP除尘效率的关系如图1所示[5,6]。由图1可知, 此时除尘效率随飞灰比电阻的增加而降低。
Ω·cm
从图1可知, 飞灰比电阻在104~1010Ω·cm时, 除尘效率较高。当飞灰比电阻小于104Ω·cm时, 由于此时飞灰导电性好, 较容易释放负电荷, 形成与收尘极板上同性的电荷, 由于同性相斥, 收尘极板上飞灰会产生跳跃现象, 而电晕电流必须通过飞灰层传导到收尘极上, 故除尘效率降低。当飞灰比电阻过大, 超过临界值5×1010Ω·cm时, 飞灰导电性能变差, 释放电荷速度慢, 电晕电流通过粉尘层就会受到限制, 这将影响到粉尘粒子的荷电量、荷电率和电场强度等, 严重时会产生反电晕现象, 最终将导致除尘效率大幅度下降。另外, 飞灰比电阻对飞灰的粘附力有较大的影响, 高比电阻导致飞灰的粘附力增大, 以致清除电极上的飞灰层要增大振打强度, 这将导致比正常情况下更大的二次扬尘, 其最终也导致除尘效率大幅度下降。
1.2 烟温升高对烟气流量及ESP效率的影响
烟温升高对烟气容积流量的影响关系有:
式中:T—烟气绝对温度, K;
Q—烟气容积流量。
其中, T2>T1。
从定性角度来说, 烟气容积流量增大使比集尘面积A/Q的运行值下降, 比集尘面积A/Q的运行值下降将使静电除尘器效率降低。
1.3 烟温升高对烟气粘度及驱进速度的影响
1.3.1 烟温升高对烟气粘度的影响
常压条件下气体粘度与烟气温度的关系有:
式中:μ—温度为T时气体的粘度, Pa·s;
A—由气体特性决定的常数, 对烟气可取A=1.5×10-6;
C—常数, 对烟气可取为C=124。
可知, 烟温升高导致烟气粘度的增高。
1.3.2 烟温升高对驱进速度ω的影响
驱进速度ω与烟温t之间的关系实际上是与介质粘度μ的关系, 随介质粘度增加, 驱进速度ω降低, 趋近速度降低阻碍了荷电粒子沿水平方向向收尘极的运动而导致ESP效率下降。
1.3.3 温度因子对有效驱进速度ωe的影响
由图2得知, 有效驱进速度ωe随烟气流速的增加, 先增大后减小。即在较低的烟气流速范围内烟气流量对有效驱进速度ωe会产生正面影响, 而超过一定流速范围后有效驱进速度ωe随烟温流量增加而明显下降, 这表明了有效驱进速度与许多因素有关, P.Cooperman[7,8]等人的研究也证明ωe除了与驱进速度ω具有相似特性外与气体流速之间也存在较复杂的关系。比电阻与有效驱进速度的关系如图3所示。由图3可以看出, 有效驱进速度ωe与比电阻成反比, 此时静电除尘器效率增加。
2 烟温升高对ESP效率影响的定量分析
2.1 定量分析的理论依据
2.1.1 多依奇 (Deutsh) 公式
在理论上可按多依奇 (Deutsh) 公式进行定量分析。
式中:η—除尘效率;
Q—烟气流量, m3/s;
A—收尘面积, m2;
ω—飞灰尘粒的驱进速度, cm/s。
虽然Deutsh公式在推导过程中作了与实际条件有较大出入的假设, 但这个公式概括地描述了η与A、ω、Q之间的关系, 指明了提高除尘效率的途径, 迄今为止仍是分析、评价和比较电除尘器性能的理论基础并被广泛地应用于静电除尘器性能分析和设计中。在Deutsh公式中有4个量, 烟温升高对Deutsh公式的影响为烟气流量Q及驱进速度ω两项。
2.1.2 对Deutsh公式的修正
由于Deutsh公式是在一些假定条件下导出的理论公式, 与实际运行情况有较大的差别, 所以在实际工程设计中须对Deutsh公式进行修正。其中, 驱进速度ω是其中唯一难以单纯从理论上加以确定的一个参数, 实际应用中通常都采用有效驱进速度ωe来进行计算, 使其尽可能接近实际, 在工程实际应用参数范围内许多研究者已经整理得出主要的修正规律, 目前专业文献上提出的Deutsh修正公式有如下2种模式。
1) 以驱进速度ω为基准的Deutsh修正公式。
式中:Kc—修正系数, 在0.4~0.6范围内, 对于燃煤电厂取Kc=0.5。
2) 以有效驱进速度ωe为基准的Deutsh-Anderson公式。
式中:ωe—有效驱进速度。
ωe可按式 (6) 表示[5]:
式中:ε0—真空介电常数;
E0—荷电场强;
EP—集电场强;
μ—介质粘度, Pa·s;
m—试验系数, 对煤粉炉, 取m=0.5。
2.1.3 效率公式的变换
设烟温t1时的效率、流量、驱进速度、有效驱进速度为η1、Q1、ω1、ωe1, 烟温t2时的相应参数为η2、Q2、ω2、ωe2, 则借助式 (4) 、式 (5) 的变换可以求得两种工况下的效率换算关系为:
式中:n———换算系数。
n按如下公式选取。
以驱进速度ω为基准时:
以有效驱进速度ωe为基准时:
2.2 烟温升高时ESP效率计算公式的展开
设烟气温度T1时的流量为Q1, 烟气粘度为μ1, ESP效率为η1;若供电方式不变, 则烟气温度升高到T2时的ESP效率公式 (7) 可按两种修正模式展开如下:
1) 以驱进速度ω为基准时。
情况A:极细粒径尘粒 (≤20μ) 及低流速 (≤1m/s) 的层流区, 即雷诺数Rep<1时。
情况B:较细粒径尘粒 (≤100μm) 及较低流速 (1m/s) 的湍流过渡区, 即雷诺数1
对煤粉炉来说, 进入除尘器的飞灰流场特性介于情况A与情况B之间。
2) 以有效驱进速度ωe为基准时。
借助式 (6) 可得:
2.2.3 Deutsh两种修正模式的比较
根据国外文献对大量试验数据的整理结果, 在以驱进速度ω为基准的Deutsh修正公式中的系数Kc及以有效驱进速度ωe为基准的Deutsh修正公式中的系数m, 两者都是0.5, 代入式 (10) 、式 (14) 可知, 在情况A时两种修正公式是完全等同的, 可按式 (11) 计算除尘效率的变化。在情况B时, 以公式 (13) 更为确切。
3 烟温升高对电除尘器效率影响计算示例 (600MW机组)
3.1 输入条件
根据某600MW机组静电除尘器试验报告, 已知ESP入口浓度C0=14.09×103mg/m3, 试验效率η1=99.7%, 烟温T1时ESP出口浓度为C1=41.3mg/m3, 电除尘器本体漏风率为1.9%。
3.2 计算目标
现对该机组锅炉装设暖风器/低温省煤器烟气余热回收系统, 按热平衡数据, 暖风器将空预器进口二次风温提高到80℃时锅炉排烟温度将升高25~30℃, 试求烟温升高到150℃时的预计除尘效率η2、ESP出口烟尘浓度C2及烟囱入口烟尘浓度C3。
3.3 计算数据
根据标准GB/T13931-2002浓度法除尘效率计算公式, 按T1=120+273, 130+273, 140+273这几组假定的试验烟温, 所计算T2=150+273时的除尘效率及出口烟尘浓度如表3所示。
3.4 计算结果
本例中以不利条件t1=120℃为基准进行理论估计, 当烟温从120℃升到150℃时, 按情况A估计的ESP效率从99.7%下降到99.57%, 除尘器出口烟气浓度从41.3mg/m3升高到60.59mg/m3, 计算结果表明烟温升高对环境效益的影响是相当明显的。虽然就允许控制标准来看, 假定湿法脱硫塔中还能除掉50%烟尘, 预计烟囱入口烟尘浓度为30.3mg/m3, 仍优于现行环保标准要求;按情况B估计的ESP效率从99.7%下降到99.63%, 除尘器出口烟尘浓度从41.3mg/m3升高到52.47mg/m3, 预计的烟囱入口烟尘浓度为26.2mg/m3, 可达到新的环保标准要求。考虑到在ESP选型时应留有10℃温度裕量, 则烟温升高所引起的实际影响可能更小一些。但本例中的煤质较好, 若考虑煤质变化因素, 尤其当计及飞灰比电阻随烟温升高带来的不利影响时, 烟温升高就有可能成为烟尘排放浓度不达标的一个原因。
4 案例
案例1:福建某电厂135MW循环流化床3#锅炉机组, 进行了低温省煤器技术改造, 低温省煤器布置在电除尘器前。低温省煤器投用前, 锅炉机组135M W负荷下运行时, 电除尘进口烟温A侧140℃、B侧137℃;低温省煤器投用后, 锅炉机组135M W负荷运行时, 电除尘进口烟温A侧122℃、B侧121℃;低温省煤器投用后A侧排烟温度下降18℃、B侧排烟温度下降16℃。除尘器效率提高了0.2%, 粉尘排放量由78mg/m3下降到28.5mg/m3。
案例2:福建某电厂600MW超临界燃煤机组4#炉, 满负荷工况下, 环境温度15℃时, 除尘器入口烟温140.9℃, 全年平均排烟温度达到140℃;锅炉机组实际运行的最高排烟温度可达到158℃, 电除尘出口粉尘排放浓度超标。在电除尘前布置低温省煤器后, 烟温可降至95℃, 满负荷时, 电除尘出口烟尘浓度不大于50mg/m3。
5 结论
1) 排烟温度升高不仅导致锅炉效率下降引风机电耗增加, 还对环境效益带来明显的负面影响。
2) 根据实验资料的理论分析结果, 烟温升高对于静电除尘器效率的影响与由此引起烟气容积流量增大所产生的影响两者是不等同的, 在一定流速范围内, 容积流量增大对于尘粒驱进速度可能带来正面影响, 因此应当采用修正的Deutsh公式作为静电除尘器性能分析的依据。
3) 实例计算结果表明, 烟温升高对于静电除尘器效率, 尤其对于烟尘排放浓度的影响相当敏感, 烟温升高10~15℃使静电除尘器的效率下降0.04%~0.06%, 烟尘排放浓度增加4~10mg/m3, 当计及飞灰比电阻因素时, 烟温升高所引起的影响幅度更大, 这是不容忽视的, 在静电除尘器的选型设计和运行上都应重视对这一问题进行深入研究。
4) 本文推导结果也从反面论证了降低烟气温度对于静电除尘器选型和运行带来的好处, 在锅炉设计上降低排烟温度、选用低温静电除尘器等, 都是值得推荐的优化设计方案。
5) 本文系在未计及飞灰比电阻变化条件下, 以修正的理论效率公式为基础进行的探讨, 建议设计部门与制造厂、科研试验单位一起进行必要的试验研究, 取得更加确切的验证。
摘要：火电厂排烟温度升高对静电除尘器效率产生一定影响, 通过分析烟温升高对飞灰比电阻、烟气流量、烟气粘度及驱进速度的影响, 来确定排烟温度升高对静电除尘效率的影响, 对同类型电厂改造具有一定的借鉴意义。
关键词：火电厂,锅炉,排烟温度,除尘器效率,飞灰比电阻,烟气流量,烟气粘度,驱进速度
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