什么是鍋爐
編輯鍋爐是利用燃料或其他能源的熱能把水加熱成為熱水或蒸汽的機械設備。鍋爐包括鍋和爐兩大部分,鍋爐中產生的熱水或蒸汽可直接為工業生產和人民生活提供所需要的熱能,也可通過蒸汽動力裝置轉換為機械能,或再通過發電機將機械能轉換為電能。提供熱水的鍋爐稱為熱水鍋爐,主要用于生活,工業生產中也有少量應用。產生蒸汽的鍋爐稱為蒸汽鍋爐,常簡稱為鍋爐,多用于火電站、船舶、機車和工礦企業。
鍋爐工作原理
編輯鍋爐是一種利用燃料燃燒后釋放的熱能或工業生產中的余熱傳遞給容器內的水,使水達到所需要的溫度(熱水)或一定壓力蒸汽的熱力設備。它是由“鍋”(即鍋爐本體水壓部分)、“爐”(即燃燒設備部分)、附件儀表及附屬設備構成的一個完整體。
鍋爐在“鍋”與“爐”兩部分同時進行,水進入鍋爐以后,在汽水系統中鍋爐受熱面將吸收的熱量傳遞給水,使水加熱成一定溫度和壓力的熱水或生成蒸汽,被引出應用。在燃燒設備部分,燃料燃燒不斷放出熱量,燃燒產生的高溫煙氣通過熱的傳播,將熱量傳遞給鍋爐受熱面,而本身溫度逐漸降低,最后由煙囪排出。
鍋爐參數是表示鍋爐性能的主要指標,包括鍋爐容量、蒸汽壓力、蒸汽溫度、給水溫度等。鍋爐容量可用額定蒸發量或*連續蒸發量來表示。額定蒸發量是在規定的出口壓力、溫度和效率下,單位時間內連續生產的蒸汽量。*連續蒸發量是在規定的出口壓力、溫度下,單位時間內能*連續生產的蒸汽量。
蒸汽參數包括鍋爐的蒸汽壓力和溫度,通常是指過熱器、再熱器出口處的過熱蒸汽壓力和溫度如沒有過熱器和再熱器,即指鍋爐出口處的飽和蒸汽壓力和溫度。給水溫度是指省煤器的進水溫度,無省煤器時即指鍋筒進水溫度。
鍋爐可按照不同的方法進行分類。鍋爐按用途可分為工業鍋爐、電站鍋爐、船用鍋爐和機車鍋爐等;按鍋爐出口壓力可分為低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界壓力、超臨界壓力等鍋爐;鍋爐按水和煙氣的流動路徑可分為火筒鍋爐、火管鍋爐和水管鍋爐,其中火筒鍋爐和火管鍋爐又合稱為鍋殼鍋爐;按循環方式可分為自然循環鍋爐、輔助循環鍋爐(即強制循環鍋爐)、直流鍋爐和復合循環鍋爐;按燃燒方式,鍋爐分為室燃爐、層燃爐和沸騰爐等。
在水汽系統方面,給水在加熱器中加熱到一定溫度后,經給水管道進入省煤器,進一步加熱以后送入鍋筒,與鍋水混合后沿下降管下行至水冷壁進口集箱。水在水冷壁管內吸收爐膛輻射熱形成汽水混合物經上升管到達鍋筒中,由汽水分離裝置使水、汽分離。分離出來的飽和蒸汽由鍋筒上部流往過熱器,繼續吸熱成為一定溫度的過熱蒸汽(目前大多300MW、600MW機組主汽溫度約為540℃左右),然后送往汽輪機。
在燃燒和煙風系統方面,送風機將空氣送入空氣預熱器加熱到一定溫度。在磨煤機中被磨成一定細度的煤粉,由來自空氣預熱器的一部分熱空氣攜帶經燃燒器噴入爐膛。燃燒器噴出的煤粉與空氣混合物在爐膛中與其余的熱空氣混合燃燒,放出大量熱量。燃燒后的熱煙氣順序流經爐膛、凝渣管束、過熱器、省煤器和空氣預熱器后,再經過除塵裝置,除去其中的飛灰,最后由引風機送往煙囪排向大氣。
鍋爐結構
鍋爐整體的結構包括鍋爐本體和輔助設備兩大部分。鍋爐中的爐膛、鍋筒、燃燒器、水冷壁過熱器、省煤器、空氣預熱器、構架和爐墻等主要部件構成生產蒸汽的核心部分,稱為鍋爐本體。鍋爐本體中兩個最主要的部件是爐膛和鍋筒。
爐膛又稱燃燒室,是供燃料燃燒的空間。將固體燃料放在爐排上,進行火床燃燒的爐膛稱為層燃爐,又稱火床爐;將液體、氣體或磨成粉狀的固體燃料,噴入火室燃燒的爐膛稱為室燃爐,又稱火室爐;空氣將煤粒托起使其呈沸騰狀態燃燒,并適于燃燒劣質燃料的爐膛稱為沸騰爐,又稱流化床爐;利用空氣流使煤粒高速旋轉,并強烈火燒的圓筒形爐膛稱為旋風爐。
爐膛設計需要充分考慮使用燃料的特性。每臺鍋爐應盡量燃用原設計的燃料。燃用特性差別較大的燃料時鍋爐運行的經濟性和可靠性都可能降低。
鍋筒是自然循環和多次強制循環鍋爐中,接受省煤器來的給水、聯接循環回路,并向過熱器輸送飽和蒸汽的圓筒形容器。鍋筒簡體由優質厚鋼板制成,是鍋爐中最重的部件之一。
鍋筒的主要功能是儲水,進行汽水分離,在運行中排除鍋水中的鹽水和泥渣,避免含有高濃度鹽分和雜質的鍋水隨蒸汽進入過熱器和汽輪機中。
鍋筒內部裝置包括汽水分離和蒸汽清洗裝置、給水分配管、排污和加藥設備等。其中汽水分離裝置的作用是將從水冷壁來的飽和蒸汽與水分離開來,并盡量減少蒸汽中攜帶的細小水滴。中、低壓鍋爐常用擋板和縫隙擋板作為粗分離元件;中壓以上的鍋爐除廣泛采用多種型式的旋風分離器進行粗分離外,還用百頁窗、鋼絲網或均汽板等進行進一步分離。鍋筒上還裝有水位表、安全閥等監測和保護設施。
為了考核性能和改進設計,鍋爐常要經過熱平衡試驗。直接從有效利用能量來計算鍋爐熱效率的方法叫正平衡,從各種熱損失來反算效率的方法叫反平衡。考慮鍋爐房的實際效益時,不僅要看鍋爐熱效率,還要計及鍋爐輔機所消耗的能量。
單位質量或單位容積的燃料完全燃燒時,按化學反應計算出的空氣需求量稱為理論空氣量。為了使燃料在爐膛內有更多的機會與氧氣接觸而燃燒,實際送入爐內的空氣量總要大于理論空氣量。雖然多送入空氣可以減少不完全燃燒熱損失,但排煙熱損失會增大,還會加劇硫氧化物腐蝕和氮氧化物生成。因此應設法改進燃燒技術,爭取以盡量小的過量空氣系數使爐膛內燃燒完全。
鍋爐煙氣中所含粉塵(包括飛灰和炭黑)、硫和氮的氧化物都是污染大氣的物質,未經凈化時其排放指標可達到環境保護規定指標的幾倍到數十倍。控制這些物質排放的措施有燃燒前處理、改進燃燒技術、除塵、脫硫和脫硝等。借助高煙囪只能降低煙囪附近地區大氣中污染物的濃度。
煙氣除塵所使用的作用力有重力、離心力、慣性力附著力以及聲波、靜電等。對粗顆粒一般采用重力沉降和慣性力的分離,在較高容量下常采用離心力分離除塵靜電除塵器和布袋過濾器具有較高的除塵效率。濕式和文氏—水膜除塵器中水滴水膜能粘附飛灰,除塵效率很高還能吸收氣態污染物。
二十世紀50年代以來,人們努力發展灰渣綜合利用,化害為利。如用灰渣制造水泥、磚和混凝土骨料等建筑材料。70年代起又從粉煤灰中提取空心微珠,作為耐火保溫等材料。
鍋爐未來的發展將進一步提高鍋爐和電站熱效率;降低鍋爐和電站的單位功率的設備造價;提高鍋爐機組的運行靈活性和自動化水平;發展更多鍋爐品種以適應不同的燃料;提高鍋爐機組及其輔助設備的運行可靠性;減少對環境的污染。
鍋爐組成部分
編輯外殼部份
燃氣壁掛爐的外殼主要分為底殼和面殼兩部分。 底殼主要是用于固定燃燒器、膨脹水箱、輪xxx泵、燃氣閥、三通閥、主熱交換器、板式熱交換器、電控盒等部件組成,使之成為一個整體,在安裝時作為與墻體連接的固定的支架。而面殼的作用是防風、防塵、裝飾美觀和印貼各種功能標志。
燃氣鍋爐電器控制部份
燃氣壁掛爐的電器部分是非常重要的,主要是用來控制、輪xxx泵、風機、風壓開關、燃氣閥、輪xxx流、地暖溫度探測器等裝置的運行。
鍋爐的種類
編輯生物鍋爐
生物質鍋爐是鍋爐的一個種類,就是以生物質能源做為燃料的鍋爐叫生物質鍋爐,分為生物質蒸汽鍋爐、生物質熱水鍋爐、生物質熱風爐、生物質導熱油爐、立式生物質鍋爐、臥式生物質鍋爐等。
生物質鍋爐的特點
1. 鍋爐采用最適合生物質燃料燃燒的燃燒設備----往復爐排。
鍋爐在結構設計上,相對傳統鍋爐爐膛空間較大,同時布置非常合理的二次風,有利于生物質燃料燃燒時瞬間析出的大量揮發分充分燃燒。
控制系統采用高亮度、全中文顯示,以名牌PLC控制系統為中央控制單元;以人機對話方式與鍋爐用戶交換信息,實現生物質顆粒鍋爐全自動安全可靠運行。
生物質鍋爐的*特點是:節能、環保,且安裝使用方便。
2. 燃料供應
鍋爐的燃料是BMF燃料,燃料由輸料機送入爐頂料倉,然后由螺旋給料機送入爐膛,均勻散落在爐排上。
3. 燃燒過程
燃料被螺旋給料機送入爐膛,在此處由于高溫煙氣和一次風的作用逐步預熱,干燥、著火、燃燒,此過程中析出大量揮發分,燃燒劇烈。產生的高溫煙氣沖刷鍋爐的主要受熱面后,進入鍋爐尾部受熱面省煤器和空氣預熱器,再進除塵器,最后經煙囪排入大氣。未氣化的燃料邊向爐排后部運動,直至燃盡,最后剩下的少量灰渣落入爐排后面的除渣口。
4. 生物質鍋爐的環保排放
BMF燃燒產生的灰份約占燃料的1.5%左右,為方便排灰,鍋爐的后部布置有螺旋出渣機,實現連續清灰。鍋爐尾部煙道布置有除塵器,保證煙塵排放符合環保要求。
5. 效率
生物質鍋爐的效率一般都在80%以上,鍋爐型號大,燃燒的更充分,鍋爐的效率也就更高。最高的達到了88.3%,比燃煤鍋爐平均效率水平高15%。
生物質鍋爐的優勢
生物質鍋爐需要綠色新能源,相比其它鍋爐,生物質鍋爐主要有以下四大優勢:
1. 一爐多用, 在供暖同時可做飯,燒水,沐浴。?
3. 安裝成本低,供暖安全:設備通用,不改變原有的取暖設備,管道、暖氣片通用,利用水循環來達到供 暖料來源廣泛,永不枯竭,隨處可取(如:谷殼、玉米稈、稻稈、麥)
4. 安全環保:工作壓力小,沒、炒菜、燒水、洗浴、取暖等,同時也適合燒鍋爐、大棚加溫、大面積供暖、中小飯店使用,不受季節限制,一年四季均可使用。 衡陽大成鍋爐有限公司認為,未來生物質鍋爐是鍋爐行業的重大發展方向,以合同能源管理模式運營的新型鍋爐,將有效減低PM2.5的排放,減少霧霾的天氣出現。
環保鍋爐
顧名思義,環保鍋爐所必需的燃料是水煤漿。水煤漿是一種新型清潔燃料,是燃料家族的新成員。它以煤炭為主料,以水、化學添加劑為輔料組成,經過專用設備的研磨、細化,并充分與水混和均勻,在化學添加劑的作用下,制出均勻、穩定的水煤漿
傳統燃煤鍋爐中,煤炭燃料是固態燃燒方式,而環保鍋爐xxx性的將之改變為高壓流態霧化噴燃方式。這種類似燃油燃燒的方式,充分整合了液態燃料、空氣、水種種燃燒因素的化學物理特點,實際效果上促進了燃料燃盡率的大幅提高(相對燃煤鍋爐)。依據液態煤基燃料燃燒機理,鍋爐整個系統進行優化重置設計,既xxx提高了鍋爐最終的熱效率,又減少了主要污染物的氣體排放量,從而,環保鍋爐充分實現了環保又節能的社會效應和工業效益。
鍋爐采用最適合生物質燃料燃燒的燃燒設備----往復爐排。鍋爐在結構設計上,相對傳統鍋爐爐膛空間較大,同時布置非常合理的二次風,有利于生物質燃料燃燒時瞬間析出的大量揮發分充分燃燒。
控制系統采用高亮度、全中文顯示,以名牌PLC控制系統為中央控制單元;以人機對話方式與鍋爐用戶交換信息,實現生物質顆粒鍋爐全自動安全可靠運行。
鍋爐可配有燃油(燃氣)點火燃燒器,實現點火自動化。鍋爐的給料、燃燒、除渣、給水、點火都可采用自動控制,操作非常方便。鍋爐配有自動清灰裝置,能及時清除鍋爐受熱面的積灰,保證鍋爐高效穩定運行。鍋爐尾部布置有省煤器、也可根據用戶需要布置空氣預熱器。相對傳統的鍋爐,鍋爐效率更高,排煙溫度低。
采用高效保溫材料,鍋爐表面溫度低,散熱損失可以忽略不計。嚴格按中國國家規范和標準生產,所有受壓部件均采用優質鍋爐鋼材。每臺鍋爐出廠前都要經過嚴格的檢驗和測試,包括水壓試驗和X射線檢測。設置有人孔、檢查門、觀火孔等,維護保養十分方便。生物質鍋爐的*特點是:節能、環保,且安裝使用方便。
電站鍋爐
電站鍋爐,通俗來講就是電廠用來發電的鍋爐。一般容量較大,現在主力機組為300MW。
電站鍋爐主要有兩類:煤粉爐和循環流化床鍋爐。
循環流化床鍋爐(簡稱CFB),其燃燒機理是把固態的燃料流體化,使它具有液體的流動性質促成燃燒。可以加石灰或煤矸石除硫,比較環保。循環流化床鍋爐燃燒的是煤顆粒對鍋爐的磨損比較嚴重,維修費用一般都挺高。
電站煤粉爐,只是把煤磨細成煤粉,然后用空氣吹入爐膛燃燒。燃燒的是粉末對鍋爐磨損較小,比循環流化床鍋爐好控制,給鍋爐加壓或著降壓的時候它的反應時間比循環流化床快。
電站鍋爐的“水冷壁”、“過熱器管”、“再熱器管”、“省煤器管”的高溫腐蝕和磨損,是造成管道泄露的主要原因,也是常見的技術問題,它給電廠的安全運行帶來很大威脅,常常導致事故的發生。電廠簡稱其為電站鍋爐“四管”。
燃煤鍋爐
是指燃料燃燒的煤,煤炭熱量經轉化后,產生蒸汽或者變成熱水,但并不是所有的熱量全部有效轉化,有一部分無工消耗,這樣就存在效率問題,一般大寫的鍋爐效率高些,60——80%之間。
燃煤鍋爐分類
燃煤鍋爐有多種類型,可按燃燒方式、除渣方式以及結構安裝方式分類。
按燃燒方式可分為4種:
1. 層燃爐:原煤經破碎成粒徑為25~40毫米的碎塊后,用爐前煤斗的煤閘板或播煤機平鋪在鏈條爐排上作層狀燃燒。層燃爐優點是附屬設備少,制造、安裝簡便,易于運行操作。適用于中小容量鍋爐。這種鍋爐的缺點為煤的燃燒不完全,爐渣和飛灰中可燃物含量多,鍋爐效率一般為75~85%。通常要燒較好的煤。
2. 室燃爐:又稱煤粉爐。原煤經篩選、破碎和研磨成大部分粒徑小于0.1毫米的煤粉后,經燃燒器噴入爐膛作懸浮狀燃燒。煤粉噴入爐膛后能很快著火,煙氣能達到1500℃左右的高溫。但煤粉和周圍氣體間的相對運動很微弱,煤粉在較大的爐膛內停留約2~3秒才能基本上燒完,故煤粉爐的爐膛容積常比同蒸發量的層燃爐爐膛約大一倍。這種鍋爐的優點為能燃燒各種煤且燃燒較完全,所以鍋爐容量可做得很大,適用于大、中型及特大型鍋爐。鍋爐效率一般可達90~92%。其缺點為附屬機械多,自動化水平要求高,鍋爐給水須經過處理,基建投資大。
3. 旋風爐:將粒徑小于10毫米的碎煤粒或粗煤粉先在前置式旋風筒內作旋風狀燃燒,所產生的高溫煙氣再進入主爐膛(冷卻室)內進行輻射換熱。旋風爐的優點為爐膛容積熱強度高,爐子的尺寸小;過剩空氣系數小(僅為1.05~1.10),可以降低排煙熱的損失;燃用粗煤粉可簡化制粉設備;排渣率高,飛灰濃度低,提高煙氣速度加強對流受熱面的傳熱。其缺點是適用煤種受灰熔點和渣的粘滯性的限制;鍋爐負荷變動范圍較小;不能快速啟停;由于爐內溫度可達2000℃左右,有害氣體NOx排放量大,對大氣污染較嚴重。
4. 沸騰燃燒爐:即沸騰燃燒鍋爐。
廢熱鍋爐
廢熱鍋爐也叫余熱鍋爐,就是利用各種裝置產生的高溫廢氣來加熱水,產生蒸汽或產生熱水(即蒸汽余熱鍋爐、熱水余熱鍋爐),再利用所產生的蒸汽或熱水,達到余熱再利用的目的。
余熱鍋爐屬于節能環保項目,它降低了廢物的排放量,xxx減輕了環境污染,同時對熱量進行了一定的回收。
利用工業生產中原來要排出去的高溫余熱來加熱的鍋爐,接下來可以用來發電,也可用來供曖
燃煤鍋爐是指燃料燃燒的煤,煤炭熱量經轉化后,產生蒸汽或者變成熱水,但并不是所有的熱量全部有效轉化,有一部分無工消耗,這樣就存在效率問題,一般大寫的鍋爐效率高些,60——80%之間。燃煤鍋爐主要由煤粉制備系統、燃燒器、受熱面、空氣預熱器等主要部分組成。
結構類型
電站鍋爐的本體結構類型主要取決于燃料特性、鍋爐容量和蒸汽參數等因素。常見的有倒U型、塔型和箱型。
倒 U型 適用于各種容量的鍋爐和燃料,故應用廣泛。鍋爐的高度比其他爐型低,受熱面布置較方便,風機和除塵設備都可放在地面上,但占地面積較大。圖1中的鍋爐本體便是倒U型的一個實例。
塔型 適用于燃用多灰煙煤和褐煤的鍋爐,無轉彎煙道,可減輕飛灰對受熱面的局部磨損,且占地面積較小。但爐體高,安裝和檢修較復雜。
箱型 適用于容量較大的燃油和燃氣鍋爐。爐膛以上的煙道分為兩部分:一部分直接接在爐膛出口,煙氣上流;另一部分煙氣下流。其優點是結構緊湊,占地面積較小,鍋爐與汽輪機的連接較方便。缺點是制造工藝較復雜,檢修困難。
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