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锅炉的利用及结构


一¶••⊿锅炉的工作
  锅炉参数是表现锅炉性能的重要指标,包含锅炉容量¶••⊿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持续蒸发量来表现.额定蒸发量是在规定的出口压力¶••⊿温度和效率下,单位时间内持续生产的蒸汽量.最大持续蒸发量是在规定的出口压力¶••⊿温度下,单位时间内能最大持续生产的蒸汽量.
  蒸汽参数包含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.锅炉按用处可分为工业锅炉¶••⊿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;按循环方法可分为自然循环锅炉¶••⊿赞助循环锅炉(即强制循环锅炉)¶••⊿直流锅炉和复合循环锅炉;按燃烧方法,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必定温度后,经给水管道进入省煤器,进一步加热以后送入锅筒,与锅水混杂后沿降落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杂物经上升管达到锅筒中,由汽水分别装置使水¶••⊿汽分别.分别出来的饱和蒸汽由锅筒上部流往过热器,持续吸热成为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必定温度.在磨煤机中被磨成必定细度的煤粉,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杂物在炉膛中与其余的热空气混杂燃烧,放出大批热量.燃烧后的热烟气次序流经炉膛¶••⊿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.
二¶••⊿锅炉的结构
  锅炉整体的结构包含锅炉本体和赞助设备两大部分.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¶••⊿构架和炉墙等重要部件构成生产蒸汽的核心部分,称为锅炉本体.锅炉本体中两个最重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,它既掩护炉墙不致烧坏,又吸收火焰和高温烟气的大批辐射热.
  炉膛设计需要充分考虑应用燃料的特征.每台锅炉应尽量燃用原设计的燃料.燃用特征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,吸收省煤器来的给水¶••⊿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.锅筒的重要功效是储水,进行汽水分别,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 锅筒内部装置包含汽水分别和蒸汽清洗装置¶••⊿给水分配管¶••⊿排污和加药设备等.其中汽水分别装置的作用是将从水冷壁来的饱和蒸汽与水分别开来,并尽量减少蒸汽中携带的渺小水滴.中¶••⊿低压锅炉常用挡板和缝隙挡板作为粗分别元件;中压以上的锅炉除广泛采用多种型式的旋风分别器进行粗分别外,还用百页窗¶••⊿钢丝网或均汽板等进行进一步分别.锅筒上还装有水位表¶••⊿安全阀等监测和掩护设施.
  为了考核性能和改良设计,锅炉常要经过热平衡实验.直接从有效利用能量来盘算锅炉热效率的方法叫正平衡,从各种热丧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耗费的能量.
  单位质量或单位容积的燃料完整燃烧时,按化学反响盘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整燃烧热丧失,但排烟热丧失会增大,还会加剧硫氧化物腐化和氮氧化物生成.因此应设法改良燃烧技巧,争取以尽量小的过量空气系数使炉膛内燃烧完整.
  锅炉烟气中所含粉尘(包含飞灰和炭黑)¶••⊿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掩护规定指标的几倍到数十倍.把持这些物质排放的措施有燃烧前处理¶••⊿改良燃烧技巧¶••⊿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.
  烟气除尘所应用的作用力有重力¶••⊿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别,在较高容量下常采用离心力分别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.如用灰渣制作水泥¶••⊿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进步锅炉和电站热效率;降低锅炉和电站的单位功率的设备造价;进步锅炉机组的运行机动性和主动化程度;发展更多锅炉品种以适应不同的燃料;进步锅炉机组及其赞助设备的运行可靠性;减少对环境的污染.
三¶••⊿锅炉的燃烧设备
  锅炉的燃烧方法有三种情势:层燃(火床燃烧)¶••⊿室燃(悬浮燃烧)¶••⊿沸腾燃烧.各种燃烧方法有其相应的燃烧设备.固定炉排¶••⊿链条炉排¶••⊿往复炉排¶••⊿振动炉排等属于层燃式,实用于燃烧固体燃料.煤粉锅炉¶••⊿燃油锅炉¶••⊿燃气锅炉等属于室燃式,实用于粉状固体燃料,液体燃料和睦体燃料.鼓泡流化床¶••⊿循环流化床属于沸腾燃烧方法,实用于燃烧颗粒状固体燃料.抛煤机链条炉排,兼有层燃和室燃的燃烧方法,属于混杂燃烧方法.
  1.固定炉排:一种最古老¶••⊿结构简略的层燃燃烧的设备,分两种单层炉排和双层炉排A单层炉排用铸铁制作,有板状和条状B双层炉排,内有高低两层炉排,上炉排由水冷却管组成的固定炉排,下炉排为普通铸铁的固定炉排.上炉排以上空间为风室,下炉排以下为灰坑,两层炉排之间为燃烧室.
  2.链条炉排:一种结构比较完善的燃烧设备.由于机械化程度高(加煤¶••⊿清渣¶••⊿除灰等均有机械完成),制作工艺成熟,运行稳固可靠,人工拨火能使燃料燃烧的更充分,燃烧率也较高,实用于大¶••⊿中¶••⊿小型工业锅炉.国产链条炉排按结构可分链带式¶••⊿横梁式和鳞片式链条炉排.A链带式链条炉排属于轻型结构实用于额定蒸发量小于10t/Hd的蒸汽锅炉或相应容量的燃烧锅炉.B横梁式链条炉排是用刚性很强的横梁作支架,炉排片嵌于支架横梁的槽内,当主动轴上的链轮带动链条转动时横梁及其上的整付炉排随之移动.C鳞式链条炉排实用于额定蒸发量大于10t/Hd的蒸汽锅炉或相应容量的燃烧锅炉.
  3.燃油燃烧器:有喷油嘴和调风器组成;是将燃料油雾化,并于空气强烈混杂后送入炉膛,使油气混杂物在炉膛内呈悬浮状态的一种燃烧设备.燃油燃烧器是燃油锅炉的要害设备,按应用燃料种类可分轻质油燃烧器和重质油燃烧器,重油黏度大,在重油燃烧器内一般设置预热器.工业燃油锅炉大多配置轻质油燃烧器.
  4.燃气燃烧器:它是燃气锅炉的最重要的燃烧设备.燃气燃烧器有扩散式燃烧器¶••⊿大气式燃烧器和完整预混式燃烧器.
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