1、余熱鍋爐為自然循環(huán),取消了強(qiáng)制循環(huán)泵,既節(jié)省能源,又減少了裝置的維修保養(yǎng)。
2、余熱鍋爐采用臥式結(jié)構(gòu),“模塊式”設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝維護(hù)方便。
3、鍋爐內(nèi)部換熱元件主要采用高頻電阻焊螺旋翅片管,這樣大大擴(kuò)展了換熱面積,使鍋 爐體積小、重量輕。
4、帶補(bǔ)燃裝置的余熱鍋爐,以乏氣作為助燃空氣,可節(jié)省燃料的使用,同時(shí)產(chǎn)生“高品 質(zhì)”的蒸汽用來(lái)發(fā)電或制冷,熱電冷聯(lián)合循環(huán),提高能源利用率。
二,鍋爐的發(fā)展與工作原理 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(jī)械設(shè)備。
鍋爐包括鍋和爐兩大部分,鍋的原義是指在火上加熱的盛水容器,爐是指燃燒燃料的場(chǎng)所。 鍋爐中產(chǎn)生的熱水或蒸汽可直接為生產(chǎn)和生活提供所需要的熱能,也可通過(guò)蒸汽動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,或再通過(guò)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)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(yè)生產(chǎn)中也有少量應(yīng)用。產(chǎn)生蒸汽的鍋爐稱為蒸汽鍋爐,又叫蒸汽發(fā)生器,常簡(jiǎn)稱為鍋爐,是蒸汽動(dòng)力裝置的重要組成部分,多用于火電站、船舶、機(jī)車和工礦企業(yè)。
鍋爐承受高溫高壓,安全問(wèn)題十分重要。即使是小型鍋爐,一旦發(fā)生爆炸,后果也十分嚴(yán)重。因此,對(duì)鍋爐的材料選用、設(shè)計(jì)計(jì)算、制造和檢驗(yàn)等都制訂有嚴(yán)格的法規(guī)。 鍋爐的發(fā)展 鍋爐的發(fā)展分鍋和爐兩個(gè)方面。 ...... 第二次世界大戰(zhàn)后,石油價(jià)廉,許多國(guó)家開(kāi)始廣泛采用燃油鍋爐。燃油鍋爐的自動(dòng)化程度容易提高。70年代石油提價(jià)后,許多國(guó)家又重新轉(zhuǎn)向利用煤炭資源。這時(shí)電站鍋爐的容量也越來(lái)越大,要求燃燒設(shè)備不僅能燃燒完全,著火穩(wěn)定,運(yùn)行可靠,低負(fù)荷性能好,還必須減少排煙中的污染物質(zhì)。
在燃煤(特別是燃褐煤)的電站鍋爐中采用分級(jí)燃燒或低溫燃燒技術(shù),即延遲煤粉與空氣的混合或在空氣中摻煙氣以減慢燃燒,或把燃燒器分散開(kāi)來(lái)抑制爐溫,不但可抑制氮氧化物生成,還能減少結(jié)渣。沸騰燃燒方式屬于一種低溫燃燒,除可燃用灰分十分高的固體燃料外,還可在沸騰床中摻入石灰石用以脫硫。
鍋爐的工作 鍋爐參數(shù)是表示鍋爐性能的主要指標(biāo),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(fā)量或最大連續(xù)蒸發(fā)量來(lái)表示。額定蒸發(fā)量是在規(guī)定的出口壓力、溫度和效率下,單位時(shí)間內(nèi)連續(xù)生產(chǎn)的蒸汽量。最大連續(xù)蒸發(fā)量是在規(guī)定的出口壓力、溫度下,單位時(shí)間內(nèi)能最大連續(xù)生產(chǎn)的蒸汽量。 蒸汽參數(shù)包括鍋爐的蒸汽壓力和溫度,通常是指過(guò)熱器、再熱器出口處的過(guò)熱蒸汽壓力和溫度,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(jìn)水溫度,無(wú)省煤器時(shí)即指鍋筒進(jìn)水溫度。
鍋爐可按照不同的方法進(jìn)行分類。鍋爐按用途可分為工業(yè)鍋爐、電站鍋爐、船用鍋爐和機(jī)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(dòng)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(huán)方式可分為自然循環(huán)鍋爐、輔助循環(huán)鍋爐(即強(qiáng)制循環(huán)鍋爐)、直流鍋爐和復(fù)合循環(huán)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(tǒng)方面,給水在加熱器中加熱到一定溫度后,經(jīng)給水管道進(jìn)入省煤器,進(jìn)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(jìn)口集箱。水在水冷壁管內(nèi)吸收爐膛輻射熱形成汽水混合物經(jīng)上升管到達(dá)鍋筒中,由汽水分離裝置使水、汽分離。分離出來(lái)的飽和蒸汽由鍋筒上部流往過(guò)熱器,繼續(xù)吸熱成為450℃的過(guò)熱蒸汽,然后送往汽輪機(jī)。 在燃燒和煙風(fēng)系統(tǒng)方面,送風(fēng)機(jī)將空氣送入空氣預(yù)熱器加熱到一定溫度。在磨煤機(jī)中被磨成一定細(xì)度的煤粉,由來(lái)自空氣預(yù)熱器的一部分熱空氣攜帶經(jīng)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(jīng)爐膛、凝渣管束、過(guò)熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器后,再經(jīng)過(guò)除塵裝置,除去其中的飛灰,最后由引風(fēng)機(jī)送往煙囪排向大氣。 鍋爐的結(jié)構(gòu) 鍋爐整體的結(jié)構(gòu)包括鍋爐本體和輔助設(shè)備兩大部分。鍋爐中的爐膛、鍋筒、燃燒器、水冷壁過(guò)熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器、構(gòu)架和爐墻等主要部件構(gòu)成生產(chǎn)蒸汽的核心部分,稱為鍋爐本體。
鍋爐本體中兩個(gè)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(jìn)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(tài)燃燒,并適于燃燒劣質(zhì)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(zhuǎn),并強(qiáng)烈火燒的圓筒形爐膛稱為旋風(fēng)爐。 爐膛的橫截面一般為正方形或矩形。燃料在爐膛內(nèi)燃燒形成火焰和高溫?zé)煔?,所以爐膛四周的爐墻由耐高溫材料和保溫材料構(gòu)成。在爐墻的內(nèi)表面上常敷設(shè)水冷壁管,它既保護(hù)爐墻不致燒壞,又吸收火焰和高溫?zé)煔獾拇罅枯椛錈帷?/span> 爐膛設(shè)計(jì)需要充分考慮使用燃料的特性。每臺(tái)鍋爐應(yīng)盡量燃用原設(shè)計(jì)的燃料。燃用特性差別較大的燃料時(shí)鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性都可能降低。 鍋筒是自然循環(huán)和多次強(qiáng)制循環(huán)鍋爐中,接受省煤器來(lái)的給水、聯(lián)接循環(huán)回路,并向過(guò)熱器輸送飽和蒸汽的圓筒形容器。鍋筒簡(jiǎn)體由優(yōu)質(zhì)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(chǔ)水,進(jìn)行汽水分離,在運(yùn)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(zhì)的鍋水隨蒸汽進(jìn)入過(guò)熱器和汽輪機(jī)中。 鍋筒內(nèi)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(shè)備等。其中汽水分離裝置的作用是將從水冷壁來(lái)的飽和蒸汽與水分離開(kāi)來(lái),并盡量減少蒸汽中攜帶的細(xì)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(fēng)分離器進(jìn)行粗分離外,還用百頁(yè)窗、鋼絲網(wǎng)或均汽板等進(jìn)行進(jìn)一步分離。鍋筒上還裝有水位表、安全閥等監(jiān)測(cè)和保護(hù)設(shè)施。 為了考核性能和改進(jìn)設(shè)計(jì),鍋爐常要經(jīng)過(guò)熱平衡試驗(yàn)。直接從有效利用能量來(lái)計(jì)算鍋爐熱效率的方法叫正平衡,從各種熱損失來(lái)反算效率的方法叫反平衡??紤]鍋爐房的實(shí)際效益時(shí),不僅要看鍋爐熱效率,還要計(jì)及鍋爐輔機(jī)所消耗的能量。 單位質(zhì)量或單位容積的燃料完全燃燒時(shí),按化學(xué)反應(yīng)計(jì)算出的空氣需求量稱為理論空氣量。為了使燃料在爐膛內(nèi)有更多的機(jī)會(huì)與氧氣接觸而燃燒,實(shí)際送入爐內(nèi)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(huì)增大,還會(huì)加劇硫氧化物腐蝕和氮氧化物生成。因此應(yīng)設(shè)法改進(jìn)燃燒技術(shù),爭(zhēng)取以盡量小的過(guò)量空氣系數(shù)使?fàn)t膛內(nèi)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(zhì),未經(jīng)凈化時(shí)其排放指標(biāo)可達(dá)到環(huán)境保護(hù)規(guī)定指標(biāo)的幾倍到數(shù)十倍??刂七@些物質(zhì)排放的措施有燃燒前處理、改進(jìn)燃燒技術(shù)、除塵、脫硫和脫硝等。借助高煙囪只能降低煙囪附近地區(qū)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(duì)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(guò)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(tài)污染物。 二十世紀(jì)50年代以來(lái),人們努力發(fā)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(lái)的發(fā)展將進(jìn)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(shè)備造價(jià);提高鍋爐機(jī)組的運(yùn)行靈活性和自動(dòng)化水平;發(fā)展更多鍋爐品種以適應(yīng)不同的燃料;提高鍋爐機(jī)組及其輔助設(shè)備的運(yùn)行可靠性;減少對(duì)環(huán)境的污染。
首先,除氧水通過(guò)給水泵進(jìn)入給水調(diào)節(jié)閥,通過(guò)給水調(diào)節(jié)閥進(jìn)入省煤器,冷水在經(jīng)過(guò)省煤器的過(guò)程中被由爐膛排出的煙氣預(yù)熱,變成溫水進(jìn)入汽包,在汽包內(nèi)加熱至沸騰產(chǎn)生蒸汽,為了保證有最大的蒸發(fā)面,水位要保持在鍋爐上汽包的中線位置,蒸汽通過(guò)主蒸汽閥輸出??諝饨?jīng)過(guò)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入空氣預(yù)熱器,在經(jīng)過(guò)空氣預(yù)熱器的過(guò)程中被由爐膛排出的煙氣預(yù)熱,變成熱空氣進(jìn)入爐膛。煤經(jīng)過(guò)煤斗落在爐排上,在爐排的緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)下煤進(jìn)入爐膛被前面的火點(diǎn)燃,在燃燒過(guò)程中發(fā)出熱量加熱汽包中的水,同時(shí)產(chǎn)生熱煙氣。在引風(fēng)機(jī)的抽吸作用下經(jīng)過(guò)省煤氣和空氣預(yù)熱器,把預(yù)熱傳導(dǎo)給進(jìn)入鍋爐的水和空氣。通過(guò)這種方式使鍋爐的熱能得到節(jié)約。降溫后的煙氣經(jīng)過(guò)除塵器除塵,去硫等一系列凈化工藝通過(guò)煙囪排出。