锅炉知识
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第一章:锅炉的工作原理锅炉的用途及工作原理锅炉是国民经济中重要的热能供应设备。
电力、机械、冶金、化工、纺织、造纸、食品等行业, 以及工业和民用采暖都需要锅炉供给大量的热能。
)锅炉是利用燃料燃烧释放出的热能或其他能量将工质( 中间载热体) 加热到一定参数的设备。
应用于加热水使之转变为蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉,也称为蒸汽发生器; 应用于加热水使之提高温度转变为热水的锅炉, 称为热水锅炉;而应用于加热有机热载体的锅炉称为有机热载体锅炉。
从能源利用的角度看,锅炉是一种能源转换设备。
在锅炉中,一次能源( 燃料) 的化学贮藏能通过燃烧过程转化为燃烧产物( 烟气和灰渣) 所载有的热能,然后又通过传热过程将热量传递给中间载热体( 例如水和蒸汽), 依靠它将热量输送到用热设备中去。
这种传输热量的中间载热体属于二次能源,因为它的用途就是向用能设备提供能量。
当中间载热体用于在热机中进行热一功转换时, 就叫做“工质“。
如果中间载热体只是向热设备传输、提供热量以进行热利用,则通常被称为“热媒“。
锅炉按其用途可以分为电站锅炉、工业锅炉、船舶锅炉和机车锅炉等四类。
前两类又称为固定式锅炉,因为是安装在固定基础上而不可移动的。
后两类则称为移动式锅炉。
本书介绍的是固定式工业锅炉。
在锅炉中进行着三个主要过程:1) 燃料在炉内燃烧,其化学贮藏能以热能的形式释放出来,使火焰和燃烧产物( 烟气和灰渣) 具有高温。
2) 高温火焰和烟气通过“受热面“向工质( 热媒) 传递热量。
3) 工质(热媒) 被加热,其温度升高或者汽化为饱和蒸汽,或再进一步被加热成为过热蒸汽。
以上三个过程是互相关联并且同时进行的,实现着能量的转换和传递。
伴随着能量的转换和转移还进行着物质的流动和变化:(1) 工质,例如给水( 或回水〉进入锅炉,最后以蒸汽( 或热水) 的形式供出。
(2) 燃料,例如煤进入炉内燃烧,其可燃部分燃烧后连同原含水分转化为烟气,其原含灰分则残存为灰渣。
锅炉基础知识大全锅炉是一种将水加热为蒸汽或热水的设备,用于供暖、热水生产、发电等领域。
以下是一些锅炉基础知识:1. 锅炉的分类:按工作压力可分为低压锅炉和高压锅炉;按工作介质可分为蒸汽锅炉和热水锅炉;按燃料可分为固体燃料锅炉、液体燃料锅炉、气体燃料锅炉和核能锅炉等。
2. 锅炉的组成:主要由炉体、水容器、锅筒、烟道、燃烧设备、输送、控制系统等部分组成。
3. 锅炉燃烧原理:锅炉燃烧过程需要三要素:燃料、气体(氧气)和热量。
在燃烧过程中,燃料和氧气在一定条件下混合并点燃,产生燃烧反应,释放出热量。
4. 锅炉的效率:锅炉的热效率是指锅炉产生的蒸汽或热水与燃料消耗之比,常用百分比表示。
提高锅炉的热效率可以减少燃料消耗,节约成本,并减少环境污染。
5. 锅炉水质管理:锅炉水质的好坏直接影响锅炉运行安全和热效率。
需要保证锅炉水质达到规定标准,避免水垢、腐蚀等问题。
常用的处理方法包括软化水处理、化学除垢和膜除垢等。
6. 锅炉安全:锅炉在运行中需要注意安全问题,如燃料和氧气的安全使用、燃烧设备的定期检修、水位监测、燃气泄漏等。
锅炉使用前需要进行检查和试运行,避免意外事故的发生。
7. 锅炉的维护:定期对锅炉进行维护保养,可以延长锅炉使用寿命,减少故障和维修费用。
维护包括清洗、润滑、更换易损件等。
8. 锅炉的节能:采用节能措施可以降低锅炉能耗,减少环境污染。
节能措施包括增加锅炉热效率、控制燃料使用量、废烟热回收利用等。
9. 锅炉的监控和控制:现代锅炉使用先进的监控和控制系统,可以自动调节燃烧器、水位、温度等参数,保证锅炉的稳定运行和安全性。
同时还可以记录运行数据,进行故障排查和分析。
锅炉基本知识第⼀章锅炉基本知识第⼀节锅炉参数及容量锅炉的主要参数, 包括锅炉产⽣热能的数量和质量两个⽅⾯的指标。
如蒸汽锅炉的主要参数是⽣产蒸汽的数量和蒸汽的压⼒、温度, 热⽔锅炉的主要参数是热⽔的流量和热⽔的压⼒、温度。
⼀、压⼒压⼒是指垂直作⽤在单位⾯积上的⼒, 通常叫压⼒( 实际上是压强) 。
⽤符号p 表⽰, 单位是“MPa“。
锅炉的压⼒是根据所⽤⾦属材料在⼀定温度条件下的强度, 受压元件的⼏何形状以及受压特点等条件, 按照国家颁布的有关强度计算标准, 对各个受压元件分别进⾏壁厚计算, 然后从中选出⼀个所能承受的压⼒最低值, 作为这台锅炉的最⾼允许使⽤压⼒。
蒸汽锅炉内为什么会有压⼒呢? 这是因为锅炉内的⽔吸收热量后, 由液体状态变成⽓体状态, 体积膨胀。
由于锅筒是密闭容器, 蒸汽不能⾃由膨胀, ⽽被迫压缩在锅筒内, 因此对筒壁就产⽣压⼒。
热⽔锅炉压⼒主要由热⽔本⾝的压⼒造成的。
热⽔锅炉的⽔是由给⽔泵送⼊锅炉的, 给⽔泵的出⼝压⼒减去管道阻⼒就是锅炉的给⽔压⼒。
⼤⽓压⼒是指空⽓作⽤在地球表⾯上的质量⼒。
由于1m3空⽓在0 °C 时的质量为1.29kg, 所以地球上部的⼤⽓层对地球表⾯有⼀定的压⼒, 这个压⼒叫⼤⽓压⼒。
另外, 随着使⽤的场合不同, 度量压⼒的单位还有⽔银柱⾼度(mmHg 、⽔柱⾼度(mH20) 等, 其换算关系如下:0.0981MPa=0.9678 物理⼤⽓压=735.6mmHg=1OmH20=1kgf/cm2表压⼒是指以⼤⽓压⼒作为测量起点, 即压⼒表指⽰的压⼒。
表压⼒不是实际压⼒, 因为当压⼒表指针为零时, 实际上已受到周围⼀个⼤⽓压⼒的作⽤⼒, 所以压⼒表指的数值, 是指超过⼤⽓压⼒的部分。
绝对压⼒是指以压⼒为零作为测量起点的, 即实际压⼒。
其数值就是表压⼒加0.1013MPa( ⼤⽓压⼒) 。
表压⼒与绝对压⼒的关系:p绝= p表+(0.1013MPa) p表=p绝-(0.1013MPa)负压是指低于⼤⽓压⼒( 俗称真空) 。
涉及锅炉的知识点总结一、锅炉的工作原理1.锅炉的基本工作原理锅炉是通过燃料的燃烧产生热能,然后利用介质(如水或蒸汽)传递热能,以产生所需的蒸汽或热水。
通常情况下,锅炉根据燃料的不同分为燃煤锅炉、燃气锅炉、生物质锅炉等。
2.锅炉的热能转换过程锅炉的热能转换过程主要包括燃烧、传热和热能利用三个阶段。
燃料在燃烧时释放出燃烧热,并使锅炉内的介质温度升高,然后介质通过传热装置,将热能传递给水或蒸汽,最终产生蒸汽或热水,以供应工业生产或日常生活需要。
3.锅炉的热力循环锅炉的热力循环主要包括水循环和蒸汽循环两种。
水循环是指燃料燃烧后释放的热能使水被加热,并通过循环泵输送到锅炉各部位,完成传热和换热的过程。
蒸汽循环是指经过传热后的水汽化成蒸汽,然后被输送到使用地点,供工业生产或供暖使用。
4.锅炉的控制系统锅炉的控制系统主要包括燃料控制系统、风压控制系统、给水控制系统和蒸汽控制系统等。
这些控制系统通过自动控制设备,可以实现锅炉的自动启停、燃料供给、空气调节、给水控制和蒸汽排放等功能,以确保锅炉的正常运行。
二、锅炉的种类1.火-tube锅炉火-tube锅炉是一种常见的蒸汽锅炉,其特点是燃烧室和传热管在同一壳体内,燃料燃烧后的烟气通过传热管加热水,产生蒸汽。
火-tube锅炉结构简单,操作方便,适用于小型工业生产和日常生活供暖。
2.水-tube 锅炉水-tube 锅炉是一种以水为工质的蒸汽锅炉,其特点是传热管包裹在水中,燃料燃烧后的烟气通过传热管加热水,产生蒸汽。
水-tube 锅炉结构复杂,传热效率高,适用于大型工业生产和发电厂。
3.蒸汽锅炉蒸汽锅炉是一种用于产生蒸汽的锅炉,通常包括火-tube蒸汽锅炉和水-tube蒸汽锅炉两种。
蒸汽锅炉广泛应用于工业生产和发电厂,是重要的能源装置。
热水锅炉是一种用于产生热水的锅炉,通常包括燃气热水锅炉、燃煤热水锅炉和生物质热水锅炉等。
热水锅炉适用于供暖系统、城市供热和热水生产等领域。
锅炉基础知识第一章锅炉基础知识第一节概述一.锅炉的工作过程:锅炉是一种利用燃料燃烧后释放的热能或工业生产中的余热传递给容器内的水,使水达到所需要的温度(热水)或一定压力蒸汽的热力设备。
它是由“锅”(即锅炉本体水压部分)、“炉”(即燃烧设备部分)、附件仪表及附属设备构成的一个完整体。
锅炉在“锅”与“炉”两部分同时进行,水进入锅炉以后,在汽水系统中锅炉受热面将吸收的热量传递给水,使水加热成一定温度和压力的热水或生成蒸汽,被引出应用。
在燃烧设备部分,燃料燃烧不断放出热量,燃烧产生的高温烟气通过热的传播,将热量传递给锅炉受热面,而本身温度逐渐降低,最后由烟囱排出。
“锅”与“炉”一个吸热,一个放热,是密切联系的一个整体设备。
锅炉在运行中由于水的循环流动,不断地将受热面吸收的热量全部带走,不仅使水升温或汽化成蒸汽,而且使受热面得到良好的冷却,从而保证了锅炉受热面在高温条件下安全的工作。
二.锅炉参数:锅炉参数对蒸汽锅炉而言是指锅炉所产生的蒸汽数量、工作压力及蒸汽温度。
对热水锅炉而言是指锅炉的热功率、出水压力及供回水温度。
(一)蒸发量(D)蒸汽锅炉长期安全运行时,每小时所产生的蒸汽数量,即该台锅炉的蒸发量,用“D”表示,单位为吨/小时(t/h)。
(二)热功率(供热量Q)热水锅炉长期安全运行时,每小时出水有效带热量。
即该台锅炉的热功率,用“Q”表示,单位为兆瓦(MW),工程单位为104千卡/小时(104Kcal/h)。
(三)工作压力工作压力是指锅炉最高允许使用的压力。
工作压力是根据设计压力来确定的,通常用MPa来表示。
(四)温度温度是标志物体冷热程度的一个物理量,同时也是反映物质热力状态的一个基本参数。
通常用摄氏度即“t℃”。
锅炉铭牌上标明的温度是锅炉出口处介质的温度,又称额定温度。
对于无过热器的蒸汽锅炉,其额定温度是指锅炉额定压力下的饱和蒸汽温度;对于有过热汽的蒸汽锅炉,其额定温度是指过热汽出口处的蒸汽温度;对于热水锅炉,其额定温度是指锅炉出口的热水温度。
锅炉基础必学知识点
1. 锅炉的基本构造:锅炉主要由炉膛、燃烧器、锅炉筒体、烟管、水管、给水系统、排烟系统和控制系统组成。
2. 锅炉的工作原理:锅炉通过燃料的燃烧产生热能,将水加热为高温
高压蒸汽,然后利用蒸汽的热能传递给需要加热的设备。
3. 锅炉的分类:根据用途和工作压力的不同,锅炉可以分为工业锅炉
和民用锅炉;根据燃料的不同,锅炉可以分为燃煤锅炉、燃油锅炉、
燃气锅炉、电锅炉等。
4. 锅炉的热效率:锅炉的热效率是指锅炉将燃料的热能转化为有用的
热能的比例。
提高锅炉的热效率可以减少能源的浪费和对环境的污染。
5. 锅炉的安全问题:锅炉在运行过程中需注意安全问题,如水位控制、压力控制、温度控制、燃烧控制等,以确保锅炉的安全运行。
6. 锅炉的维护与检修:锅炉需要定期进行维护与检修,包括清洗、除垢、防腐等工作,以保证锅炉的正常运行和延长使用寿命。
7. 锅炉的能源节约:通过采用先进的锅炉技术和设备,优化锅炉运行
参数和工艺,采用节能措施,可以实现锅炉的能源节约和环境保护。
8. 锅炉的排放标准:根据国家的相关法律法规和标准,锅炉在工作过
程中排放的废气、烟尘、废水等污染物需要符合相应的排放标准。
9. 锅炉的故障处理:在锅炉运行过程中,可能会出现各种故障,需要
根据实际情况进行故障诊断和及时处理,以恢复锅炉的正常运行。
10. 锅炉的环保技术:随着环保意识的提高,锅炉在设计和使用过程中需要考虑环保因素,采用低氮燃烧技术、余热回收技术等,减少对环境的影响。
这些是锅炉基础必学的知识点,对于学习和了解锅炉有很大帮助。
锅炉基本知识⒈容量:锅炉的容量又称锅炉出力,是锅炉的基本特性参数,对于蒸汽锅炉用蒸发量表示,对于热水锅炉用热功率表示。
①蒸发量:蒸汽锅炉长期连续运行时,每小时所产生的蒸汽量,称为这台锅炉的蒸发量。
常用符号“D”表示,常用单位是吨/时﹙t/h﹚。
锅炉产品名牌和设计资料上标明的蒸发量数值是额定蒸发量,它表示锅炉受热面无积灰,使用原设计燃料,在额定给水温度和设计的工作压力并保证热效率下长期连续运行,锅炉每小时能产生的蒸发量。
在实际运行中,锅炉受热面一点不积灰,煤种一点不变是不可能的,因此锅炉在实际运行中每小时最大限度产生的蒸汽量叫最大蒸发量,这时锅炉的热效率会有所降低。
②热功率:热水锅炉长期连续运行,在额定回水温度、压力和额定循环水量下,每小时出水有效带热量,称为这台锅炉的额定热功率﹙出力﹚。
常用符号“Q”表示,单位是兆瓦﹙MW﹚。
热水锅炉产生0.7兆瓦﹙60*104千卡/时﹚的热量,大体相当于蒸汽锅炉产生1吨/时蒸汽的热量。
一些进口锅炉的出力不是采用以上单位,而是用“锅炉马力”,即“BHP”或“HP”。
它和法定计量单位的换算关系为:1马力﹙BHP﹚=0.00981 MW﹙热水﹚=0.0156 t/h﹙蒸汽﹚2、压力:垂直均匀作用在单位面积上的力,称为压强,人们常把它称为压力,用符号“P”表示,单位是兆帕(MPa),测量压力有两种标准方法:一种是以压力等于零作为测量起点,称为绝对压力,用符号“P绝”表示;另一种是以当时当地的大气压力作为测量起点,也就是压力表测量出来的数值,称为表压力,或称相对压力,用符号“P表”表示。
我们在锅炉上所用的压力都是表压力。
锅炉内为什么会产生压力呢?蒸汽锅炉和热水锅炉压力产生的情况不同。
蒸汽锅炉是因为锅炉内的水吸热后,由液态变成气态,其体积增大,由于锅炉是个密闭的容器,限制了汽水的自由膨胀,结果就使锅炉各受压部件受到了汽水膨胀的作用力,而产生压力。
热水锅炉产生的压力有两种情况,一种是自然循环采暖系统的热水锅炉,其压力来自高位形成的静压力;另一种是强制循环采暖系统的热水锅炉,其压力来源于循环水泵的压力。
锅炉是利用燃料或其他能源的热能,把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。
锅炉包括锅和炉两大部分,锅的原义是指在火上加热的盛水容器,炉是指燃烧燃料的场所。
锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为生产和生活提供所需要的热能,也可通过蒸汽动力装置转换为机械能,或再通过发电机将机械能转换为电能。
提供热水的锅炉称为热水锅炉,主要用于生活,工业生产中也有少量应用。
产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉,又叫蒸汽发生器,常简称为锅炉,是蒸汽动力装置的重要组成部分,多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。
锅炉承受高温高压,安全问题十分重要。
即使是小型锅炉,一旦发生爆炸,后果也十分严重。
因此,对锅炉的材料选用、设计计算、制造和检验等都制订有严格的法规。
锅炉的发展锅炉的发展分锅和炉两个方面。
18世纪上半叶,英国煤矿使用的蒸汽机,包括瓦特的初期蒸汽机在内,所用的蒸汽压力等于大气压力。
18世纪后半叶改用高于大气压力的蒸汽。
19世纪,常用的蒸汽压力提高到0.8兆帕左右。
与此相适应,最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳,后来改用卧式锅壳,在锅壳下方砖砌炉体中烧火。
随着锅炉越做越大,为了增加受热面积,在锅壳中加装火筒,在火筒前端烧火,烟气从火筒后面出来,通过砖砌的烟道排向烟囱并对锅壳的外部加热,称为火筒锅炉。
开始只装一只火筒,称为单火筒锅炉或康尼许锅炉,后来加到两个火筒,称为双火筒锅炉或兰开夏锅炉。
1830年左右,在掌握了优质钢管的生产和胀管技术之后出现了火管锅炉。
一些火管装在锅壳中,构成锅炉的主要受热面,火(烟气)在管内流过。
在锅壳的存水线以下装上尽量多的火管,称为卧式外燃回火管锅炉。
它的金属耗量较低,但需要很大的砌体。
19世纪中叶,出现了水管锅炉。
锅炉受热面是锅壳外的水管,取代了锅壳本身和锅壳内的火筒、火管。
锅炉的受热面积和蒸汽压力的增加不再受到锅壳直径的限制,有利于提高锅炉蒸发量和蒸汽压力。
这种锅炉中的圆筒形锅壳遂改名为锅筒,或称为汽包。
初期的水管锅炉只用直水管,直水管锅炉的压力和容量都受到限制。
二十世纪初期,汽轮机开始发展,它要求配以容量和蒸汽参数较高的锅炉。
直水管锅炉已不能满足要求。
随着制造工艺和水处理技术的发展,出现了弯水管式锅炉。
开始是采用多锅筒式。
随着水冷壁、过热器和省煤器的应用,以及锅筒内部汽、水分离元件的改进,锅筒数目逐渐减少,既节约了金属,又有利于提高锅炉的压力、温度、容量和效率。
以前的火筒锅炉、火管锅炉和水管锅炉都属于自然循环锅炉,水汽在上升、下降管路中因受热情况不同,造成密度差而产生自然流动。
在发展自然循环锅炉的同时,从30年代开始应用直流锅炉,40年代开始应用辅助循环锅炉。
辅助循环锅炉又称强制循环锅炉,它是在自然循环锅炉的基础上发展起来的。
在下降管系统内加装循环泵,以加强蒸发受热面的水循环。
直流锅炉中没有锅筒,给水由给水泵送入省煤器,经水冷壁和过热器等蒸发受热面,变成过热蒸汽送往汽轮机,各部分流动阻力全由给水泵来克服。
第二次世界大战以后,这两种型式的锅炉得到较快发展,因为当时发电机组要求高温高压和大容量。
发展这两种锅炉的目的是缩小或不用锅筒,可以采用小直径管子作受热面,可以比较自由地布置受热面。
随着自动控制和水处理技术的进步,它们渐趋成熟。
在超临界压力时,直流锅炉是唯一可以采用的一种锅炉,70年代最大的单台容量是27兆帕压力配1300兆瓦发电机组。
后来又发展了由辅助循环锅炉和直流锅炉复合而成的复合循环锅炉。
在锅炉的发展过程中,燃料种类对炉膛和燃烧设备有很大的影响。
因此,不但要求发展各种炉型来适应不同燃料的燃烧特点,而且还要提高燃烧效率以节约能源。
此外,炉膛和燃烧设备的技术改进还要求尽量减少锅炉排烟中的污染物(硫氧化物和氮氧化物)早年的锅壳锅炉采用固定炉排,多燃用优质煤和木柴,加煤和除渣均用手工操作。
直水管锅炉出现后开始采用机械化炉排,其中链条炉排得到了广泛的应用。
炉排下送风从不分段的“统仓风”发展成分段送风。
早期炉膛低矮,燃烧效率低。
后来人们认识到炉膛容积和结构在燃烧中的作用,将炉膛造高,并采用炉拱和二次风,从而提高了燃烧效率。
发电机组功率超过6兆瓦时,以上这些层燃炉的炉排尺寸太大,结构复杂,不易布置,所以20年代开始使用室燃炉,室燃炉燃烧煤粉和油。
煤由磨煤机磨成煤粉后用燃烧器喷入炉膛燃烧,发电机组的容量遂不再受燃烧设备的限制。
自第二次世界大战初起,电站锅炉几乎全部采用室燃炉。
早年制造的煤粉炉采用了U形火焰。
燃烧器喷出的煤粉气流在炉膛中先下降,再转弯上升。
后来又出现了前墙布置的旋流式燃烧器,火焰在炉膛中形成L形火炬。
随着锅炉容量增大,旋流式燃烧器的数目也开始增加,可以布置在两侧墙,也可以布置在前后墙。
1930年左右出现了布置在炉膛四角且大多成切圆燃烧方式的直流燃烧器。
第二次世界大战后,石油价廉,许多国家开始广泛采用燃油锅炉。
燃油锅炉的自动化程度容易提高。
70年代石油提价后,许多国家又重新转向利用煤炭资源。
这时电站锅炉的容量也越来越大,要求燃烧设备不仅能燃烧完全,着火稳定,运行可靠,低负荷性能好,还必须减少排烟中的污染物质。
在燃煤(特别是燃褐煤)的电站锅炉中采用分级燃烧或低温燃烧技术,即延迟煤粉与空气的混合或在空气中掺烟气以减慢燃烧,或把燃烧器分散开来抑制炉温,不但可抑制氮氧化物生成,还能减少结渣。
沸腾燃烧方式属于一种低温燃烧,除可燃用灰分十分高的固体燃料外,还可在沸腾床中掺入石灰石用以脱硫。
锅炉的工作锅炉参数是表示锅炉性能的主要指标,包括锅炉容量、蒸汽压力、蒸汽温度、给水温度等。
锅炉容量可用额定蒸发量或最大连续蒸发量来表示。
额定蒸发量是在规定的出口压力、温度和效率下,单位时间内连续生产的蒸汽量。
最大连续蒸发量是在规定的出口压力、温度下,单位时间内能最大连续生产的蒸汽量。
蒸汽参数包括锅炉的蒸汽压力和温度,通常是指过热器、再热器出口处的过热蒸汽压力和温度如没有过热器和再热器,即指锅炉出口处的饱和蒸汽压力和温度。
给水温度是指省煤器的进水温度,无省煤器时即指锅筒进水温度。
锅炉可按照不同的方法进行分类。
锅炉按用途可分为工业锅炉、电站锅炉、船用锅炉和机车锅炉等;按锅炉出口压力可分为低压、中压、高压、超高压、亚临界压力、超临界压力等锅炉;锅炉按水和烟气的流动路径可分为火筒锅炉、火管锅炉和水管锅炉,其中火筒锅炉和火管锅炉又合称为锅壳锅炉;按循环方式可分为自然循环锅炉、辅助循环锅炉(即强制循环锅炉)、直流锅炉和复合循环锅炉;按燃烧方式,锅炉分为室燃炉、层燃炉和沸腾炉等。
在水汽系统方面,给水在加热器中加热到一定温度后,经给水管道进入省煤器,进一步加热以后送入锅筒,与锅水混合后沿下降管下行至水冷壁进口集箱。
水在水冷壁管内吸收炉膛辐射热形成汽水混合物经上升管到达锅筒中,由汽水分离装置使水、汽分离。
分离出来的饱和蒸汽由锅筒上部流往过热器,继续吸热成为450℃的过热蒸汽,然后送往汽轮机。
在燃烧和烟风系统方面,送风机将空气送入空气预热器加热到一定温度。
在磨煤机中被磨成一定细度的煤粉,由来自空气预热器的一部分热空气携带经燃烧器喷入炉膛。
燃烧器喷出的煤粉与空气混合物在炉膛中与其余的热空气混合燃烧,放出大量热量。
燃烧后的热烟气顺序流经炉膛、凝渣管束、过热器、省煤器和空气预热器后,再经过除尘装置,除去其中的飞灰,最后由引风机送往烟囱排向大气。
锅炉的结构锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分。
锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分,称为锅炉本体。
锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。
炉膛又称燃烧室,是供燃料燃烧的空间。
将固体燃料放在炉排上,进行火床燃烧的炉膛称为层燃炉,又称火床炉;将液体、气体或磨成粉状的固体燃料,喷入火室燃烧的炉膛称为室燃炉,又称火室炉;空气将煤粒托起使其呈沸腾状态燃烧,并适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉,又称流化床炉;利用空气流使煤粒高速旋转,并强烈火烧的圆筒形炉膛称为旋风炉。
炉膛的横截面一般为正方形或矩形。
燃料在炉膛内燃烧形成火焰和高温烟气,所以炉膛四周的炉墙由耐高温材料和保温材料构成。
在炉墙的内表面上常敷设水冷壁管,它既保护炉墙不致烧坏,又吸收火焰和高温烟气的大量辐射热。
炉膛设计需要充分考虑使用燃料的特性。
每台锅炉应尽量燃用原设计的燃料。
燃用特性差别较大的燃料时锅炉运行的经济性和可靠性都可能降低。
锅筒是自然循环和多次强制循环锅炉中,接受省煤器来的给水、联接循环回路,并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器。
锅筒简体由优质厚钢板制成,是锅炉中最重的部件之一。
锅筒的主要功能是储水,进行汽水分离,在运行中排除锅水中的盐水和泥渣,避免含有高浓度盐分和杂质的锅水随蒸汽进入过热器和汽轮机中。
锅筒内部装置包括汽水分离和蒸汽清洗装置、给水分配管、排污和加药设备等。
其中汽水分离装置的作用是将从水冷壁来的饱和蒸汽与水分离开来,并尽量减少蒸汽中携带的细小水滴。
中、低压锅炉常用挡板和缝隙挡板作为粗分离元件;中压以上的锅炉除广泛采用多种型式的旋风分离器进行粗分离外,还用百页窗、钢丝网或均汽板等进行进一步分离。
锅筒上还装有水位表、安全阀等监测和保护设施。
为了考核性能和改进设计,锅炉常要经过热平衡试验。
直接从有效利用能量来计算锅炉热效率的方法叫正平衡,从各种热损失来反算效率的方法叫反平衡。
考虑锅炉房的实际效益时,不仅要看锅炉热效率,还要计及锅炉辅机所消耗的能量。
单位质量或单位容积的燃料完全燃烧时,按化学反应计算出的空气需求量称为理论空气量。
为了使燃料在炉膛内有更多的机会与氧气接触而燃烧,实际送入炉内的空气量总要大于理论空气量。
虽然多送入空气可以减少不完全燃烧热损失,但排烟热损失会增大,还会加剧硫氧化物腐蚀和氮氧化物生成。
因此应设法改进燃烧技术,争取以尽量小的过量空气系数使炉膛内燃烧完全。
锅炉烟气中所含粉尘(包括飞灰和炭黑)、硫和氮的氧化物都是污染大气的物质,未经净化时其排放指标可达到环境保护规定指标的几倍到数十倍。
控制这些物质排放的措施有燃烧前处理、改进燃烧技术、除尘、脱硫和脱硝等。
借助高烟囱只能降低烟囱附近地区大气中污染物的浓度。
烟气除尘所使用的作用力有重力、离心力、惯性力附着力以及声波、静电等。
对粗颗粒一般采用重力沉降和惯性力的分离,在较高容量下常采用离心力分离除尘静电除尘器和布袋过滤器具有较高的除尘效率。
湿式和文氏—水膜除尘器中水滴水膜能粘附飞灰,除尘效率很高还能吸收气态污染物。
二十世纪50年代以来,人们努力发展灰渣综合利用,化害为利。
如用灰渣制造水泥、砖和混凝土骨料等建筑材料。
70年代起又从粉煤灰中提取空心微珠,作为耐火保温等材料。
锅炉未来的发展将进一步提高锅炉和电站热效率;降低锅炉和电站的单位功率的设备造价;提高锅炉机组的运行灵活性和自动化水平;发展更多锅炉品种以适应不同的燃料;提高锅炉机组及其辅助设备的运行可靠性;减少对环境的污染。