1,第1章燃?xì)忮仩t,1.1燃?xì)忮仩t類型及結(jié)構(gòu)1.2燃?xì)忮仩t特點(diǎn)1.3冷凝式燃?xì)忮仩t,2,1.1燃?xì)忮仩t類型及結(jié)構(gòu)中小型,中小容量的臥式內(nèi)燃火管鍋爐鍋殼縱向軸平行于地面且燃燒室包含在本體里面的火管鍋爐。小型立式鍋爐鍋殼縱向軸垂直于地面的鍋爐較大容量的水管鍋爐水、汽或汽水混合物在管內(nèi)流動，而火焰或煙氣在管外燃燒和流動的鍋爐。鍋爐容量較大（30t/h）、工作壓力較高時，火管鍋爐的容量和參數(shù)受結(jié)構(gòu)限制只能用水管鍋爐。,3,1.1.1鍋爐結(jié)構(gòu),鍋定義：是容納水和蒸汽的受壓部件。組成：鍋筒（汽包）或鍋殼、受熱面、集箱（聯(lián)箱）、管道等，組成完整的水/汽系統(tǒng)。鍋內(nèi)過程：水的加熱和汽化、水和蒸汽的流動、汽水分離等。爐定義：是燃料燃燒的場所。組成：燃燒設(shè)備和燃燒室（爐膛）。廣義的爐：指燃料、煙氣這一側(cè)的全部空間。,4,火管鍋爐受壓元件鍋殼：火管鍋爐中盛水封頭火管（煙管）：無縫鋼管、焊接鋼管、螺紋管,管板,5,爐膽火管鍋爐爐膽=燃燒室+輻射受熱面分類：直爐膽、波形爐膽波形爐膽：增強(qiáng)煙氣擾動，促進(jìn)燃料在爐膛內(nèi)的燃燒增大了輻射傳熱面積，強(qiáng)化了傳熱效果增加了爐膽剛度，有效減弱了爐膽熱應(yīng)力,6,水管鍋爐受壓元件鍋筒：水管鍋爐中盛水（汽包）；不兼作鍋爐外殼，其內(nèi)部也不布置受熱面。水冷壁：布在爐膛內(nèi)，是主要的輻射受熱面。鍋爐管束：對流受熱面，分下降管和上升管。集箱：匯集或分配多根水管的容器,水冷壁,7,爐膛（爐膽）燃燒室容積取決于燃燒和傳熱完全燃燒強(qiáng)化燃燒，減小爐膛容積；煙氣在爐膛有足夠停留時間-有一定爐膛容積傳熱效果好足夠受熱面、爐膛出口煙溫合適（1300），爐膛容積熱負(fù)荷高，減小爐膛容積。最終由熱負(fù)荷確定容積熱負(fù)荷：中小型燃?xì)忮仩t11501800kW/m3油氣兩用爐6001150kW/m3,8,燃燒器主要技術(shù)性能燃燒效率高：在燃?xì)忸~定壓力、額定流量下完全、充分燃燒，達(dá)到額定熱負(fù)荷；合理配風(fēng)：保證燃?xì)馔耆?、穩(wěn)定燃燒，風(fēng)阻??；火焰：與爐膛結(jié)構(gòu)相適應(yīng)；熱負(fù)荷調(diào)節(jié)：滿足鍋爐負(fù)荷的需要；運(yùn)行：安全、可靠，噪聲??；結(jié)構(gòu)：簡單、緊湊、輕巧；操作：方便，易實(shí)現(xiàn)燃燒的自動控制。,9,安全、防爆裝置爆炸地點(diǎn)：爐膛或煙道內(nèi)爆炸原因：爆炸極限范圍內(nèi)的爆炸性混合氣體，遇明火或爐膛高溫被引燃、發(fā)生事故。爆炸時間：點(diǎn)火過程中、運(yùn)行中熄火時防爆方法：點(diǎn)火前仔細(xì)吹掃爐膛、煙道；爐內(nèi)無明火時，防止燃?xì)膺M(jìn)入爐膛；保證良好燃燒配置必要的自控裝置：控制、檢測、保護(hù)裝置。設(shè)置防爆門：設(shè)在燃?xì)庖准鄣牟课?；面積足夠大,10,1.1.2臥式內(nèi)燃火管鍋爐WNS,工作流程：燃燒器噴嘴置于爐膽前部,燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓?0001100）延伸到后部,離開爐膽后在回燃室折返，再進(jìn)入煙管。一般折返次數(shù)不超過四次,最常見的是三回程鍋爐。,11,分類據(jù)回燃室的結(jié)構(gòu)型式分干背式鍋爐：回燃室由耐火材料圍成；火管和煙管易檢查和維護(hù)；耐火材料需常更換；后部管板直接受高溫沖刷。全濕背式鍋爐：回燃室由浸在水中的金屬組成；回燃室提高了傳熱效率；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，爐膽和煙管檢修困難；適合微正壓燃燒。,12,據(jù)爐膽布置分對稱型：爐膽布置在鍋殼對稱中心線上。非對稱型：爐膽偏心布置。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)合理的爐膛空間充分燃燒、充分換熱波形爐膽結(jié)構(gòu)接收燃燒時產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力、使燃燒形成強(qiáng)制擾動，大大提高了爐膛傳熱效果。先進(jìn)的螺紋煙管保證足夠受熱面積的同時，大大提高對流傳熱系數(shù)，使對流換熱充分、排煙溫度低。純煙管結(jié)構(gòu)對水質(zhì)要求相對較低，爆管可能性小。,13,技術(shù)限制鍋殼、爐膽圓筒形元件,有足夠的強(qiáng)度和鋼度。工作壓力一般都不超過2.0MPa；鍋爐出力單爐膽鍋爐一般不超過15t/h；雙爐膽鍋爐一般不超過30t/h。特點(diǎn)、適用場合一般為小容量、低參數(shù)鍋爐,熱效率低,但結(jié)構(gòu)簡單,水質(zhì)要求低,運(yùn)行維修方便。,鍋殼D太大,不經(jīng)濟(jì)。爐膽2122mm，不安全,14,1.1.3水管鍋爐,三種主要型式共同特點(diǎn):臥式縱置布置,燃燒器一般在前部水平安裝,操作檢修方便,寬、高尺寸較小,長度伸縮性較大,適合于鍋筒系列化生產(chǎn)。D型雙鍋筒,右(左)側(cè)為水冷壁,左(右)是鍋筒間的對流管束。可在需要的位置布置過熱器或省煤器。A型單鍋筒,爐膛和對流管束均由上鍋筒和兩側(cè)下集箱之間的管子構(gòu)成。O型雙鍋筒,上鍋筒長,下鍋筒短,前部爐膛兩側(cè)的水冷壁管在下部彎向?qū)Ψ讲⑴c其下集箱相連。,15,SZS型水管鍋爐,D型布置：上下鍋筒縱向布置，右側(cè)為爐膛，主要由水冷壁包圍吸收熱量，左側(cè)為對流管束。微正壓燃燒：強(qiáng)化燃燒，消除漏風(fēng)，降低排煙熱損失水冷壁：直接與上下鍋筒連接，省去了集箱和下降管，減小了水循環(huán)阻力。熱效率高,但對水質(zhì)和運(yùn)行水平的要求也較高。可以制成小容量、低參數(shù)鍋爐和大容量、高參數(shù)鍋爐。,16,1.1.4小型立式鍋爐,立式無管鍋爐：燃燒器一般布置在爐頂。中心是一個爐膽,煙氣在爐底折返向上流動,沖刷翹片管形成的夾套，夾套中的水被加熱,在上部分離出蒸汽；立式火管鍋爐（結(jié)構(gòu)與右圖相似）：燃燒器可布置在下部側(cè)面,在爐膽中燃燒后向上沖刷煙管,水在煙管外、鍋殼里被加熱。適合場合：受到高度、受熱面積等因素的限制，一般額定蒸發(fā)量小于2th。,17,1.1.5直流鍋爐,定義靠給水泵壓力，使給水順序通過省煤器、蒸發(fā)受熱面(水冷壁)、過熱器并全部變?yōu)檫^熱水蒸氣的鍋爐。,18,特點(diǎn)連續(xù)受熱水的狀態(tài)在各受熱面無固定分界點(diǎn)，隨鍋爐負(fù)荷變動而變動沒有汽包加工制造方便，金屬消耗量??；水冷壁布置比較自由，不受水循環(huán)限制；可用于一切壓力特別是在臨界壓力及以上壓力范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。調(diào)節(jié)反應(yīng)快，負(fù)荷變化靈活；最低負(fù)荷通常低于汽包鍋爐；啟、停迅速；對給水品質(zhì)和自動調(diào)節(jié)要求高；汽水系統(tǒng)阻力大，給水泵的耗電量較大。,19,逆流布置受熱面,克雷頓鍋爐小型立式直流鍋爐蒸汽發(fā)生器主要受壓元件：盤管、汽水分離器受熱面：由單根逆流布置的螺旋盤管組成，包括上部多層盤管組成的錯排對流受熱面和下部盤管圍成的輻射受熱面。,20,特點(diǎn)“心”形火焰設(shè)計(jì)，燃燒效率高；總熱效率很高。受熱面設(shè)計(jì)獨(dú)特有效排煙溫度低，熱效率高；水與煙氣逆流布置，排煙溫度大為降低。盤管管徑沿汽水流向逐漸增大，以適應(yīng)汽水受熱膨脹，減緩汽水流速，增加傳熱時間；上部多層盤管管圈間距沿?zé)煔饬飨蛑饾u變小。由于煙氣冷卻、體積縮小，適當(dāng)縮小流通截面以控制煙氣以較穩(wěn)定的速度流動，并起到對盤管沖刷清灰的作用，有助于傳熱效率的提高。水容量小，啟動升壓快；即使爆管，其威力也很小，安全性好。,21,盤管受熱面能自由膨脹，啟、停爐等引起的熱應(yīng)力小。燃燒器位于鍋爐底部，維修不便。對水質(zhì)(特別是含氧量和硬度兩個指標(biāo))要求高，對其配套的水處理設(shè)備和藥劑有依賴性，水處理運(yùn)行費(fèi)高。鍋爐水泵不間斷給水，耗電量較大。自控系統(tǒng)采用先進(jìn)的模塊結(jié)構(gòu)，并有自檢功能。水處理設(shè)備、水箱與本體一起布置，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，安裝極為方便。,22,1.2燃?xì)忮仩t特點(diǎn),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊：無須排渣設(shè)施,不需除塵器等輔機(jī)設(shè)施；小型鍋爐本體及其通風(fēng)、給水、控制與輔助設(shè)備均設(shè)置在一個底盤上,大中型的也可組裝出廠。熱效率高、環(huán)保：燃料清潔，且采用環(huán)保技術(shù)，燃燒效率和排煙溫度等與大容量工業(yè)鍋爐基本相同，排煙污染極少。必須采用自動化控制：點(diǎn)火時、運(yùn)行熄火時容易發(fā)生爆炸。,23,1.3冷凝式燃?xì)忮仩t,工作原理目前小型燃?xì)忮仩t排煙溫度較高（制約因素：出水溫度、煙速、對流換熱面積）蒸汽、熱水鍋爐：200250、150180之間常規(guī)省煤器：將煙溫降到130；排煙中水蒸氣帶熱損失占整個排煙熱損失5575排煙溫度60，其中的水蒸氣潛熱才能回收。排煙（利用）溫度愈低，回收熱量愈多?？偀嵝侍岣?015以上：降至露點(diǎn)前，顯熱回收可提高鍋爐熱效率25；煙氣冷卻到露點(diǎn)溫度以下，潛熱的回收，熱效率又可提高。,24,分類按冷凝換熱器類型分直接接觸換熱型：水通過噴嘴以逆流方式流入熱煙氣中，水蒸發(fā)吸熱，同時冷卻煙氣，但被加熱的水被污染噴淋冷凝式。間接換熱型：煙氣與被加熱介質(zhì)不直接接觸。被加熱介質(zhì)不被污染脈沖冷凝式同時帶接觸和間壁型,25,1.3.1接觸式換熱器的冷凝式鍋爐,噴淋冷凝式結(jié)構(gòu)冷凝換熱器：噴淋式工作原理噴淋式熱交換器中，噴淋水階梯式下落并穿過小孔與煙氣逆向流動。煙氣和水直接接觸，因而既有熱交換又有質(zhì)交換。,26,特點(diǎn)：煙氣與噴淋水直接接觸，水充分吸收煙氣排熱或工業(yè)余熱；利于環(huán)境保護(hù)：冷凝換熱器既是廢熱回收設(shè)備，又是高效除塵器、消聲器換熱器與酸性噴淋水長期接觸：腐蝕嚴(yán)重，使用壽命較短；一般用鑄鐵、鋁合金或不銹鋼制作。,27,高效節(jié)能天然氣鍋爐結(jié)構(gòu)燃燒器噴頭：安在沿燃燒室內(nèi)壁切線方向處。冷凝換熱器：在鍋爐殼體上方外側(cè)，與排煙管連接。面對煙氣通入側(cè)，換熱器內(nèi)的進(jìn)水管徑向設(shè)多排噴水小孔。工作原理當(dāng)鍋爐工作時，進(jìn)水和煙氣直接進(jìn)行熱質(zhì)交換。,特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、生產(chǎn)成本低，排煙溫度降至2575間，熱效率（低熱）100,28,脈沖冷凝鍋爐工作原理燃?xì)馀c空氣通過各自閥門進(jìn)入燃燒室被點(diǎn)燃，燃燒產(chǎn)生膨脹壓力使進(jìn)氣閥關(guān)閉。產(chǎn)生的煙氣在脈沖管內(nèi)高速流動并放熱冷卻（40-45），燃燒室里形成負(fù)壓，進(jìn)氣閥開啟，新的空氣、燃?xì)獗晃?。同時由于換熱器尾部結(jié)構(gòu)原因使高溫?zé)煔膺\(yùn)動受阻，壓力急劇升高產(chǎn)生反射波，折回燃燒室，使燃燒室中混合氣體自燃。如此反復(fù)。,1.3.2間接換熱器的冷凝式鍋爐,29,30,Gasunie冷凝鍋爐結(jié)構(gòu)主換熱器：煙氣以大約120150的溫度離開，冷凝換熱器：離開的煙溫大約為40-50。（鍋爐回水溫度較低）風(fēng)機(jī)：布在煙道出口，將煙氣從鍋爐中抽出,特點(diǎn)在煙溫最低區(qū)域引入鍋爐回水，以獲得最大凝結(jié)熱煙氣、凝結(jié)水同向流動冷凝熱效率高。冷凝換熱器材料必須抗腐蝕。兩個換熱器可使用不同的材料。必須安裝風(fēng)機(jī)排除煙氣。,31,英國Remeha冷凝鍋爐主換熱器：普通鑄鐵副換熱器：鋁制光管和肋片管集水箱：相當(dāng)于鍋筒,Tricentrol冷凝鍋爐一種獨(dú)特的鑄鋁換熱器，熱煙氣在管內(nèi)向上流動，而被冷凝的煙氣在管外向下流動。,32,間接式冷凝鍋爐特點(diǎn)只能冷凝大部分水蒸氣，熱效率低于直接式的；冷凝換熱器、煙道、煙囪防腐；冷凝水中和處理、排除；增加換熱器使煙氣側(cè)流阻增加，需配排煙風(fēng)機(jī)。,33,冷凝式鍋爐熱效率主要影響因素小容量供熱鍋爐：直接向低溫?zé)峋W(wǎng)供暖，其效率主要取決于回水溫度（影響冷凝換熱器熱效率）?；厮疁囟葢?yīng)比煙氣露點(diǎn)溫度稍低以回收潛熱?；厮疁囟龋阂话愎嵯到y(tǒng)：4550；大機(jī)組系統(tǒng)：60冷凝換熱+熱泵。適用場合適合于供水溫度較低的低溫供暖或地板輻射供暖。,1.3.3冷凝式鍋爐供熱系統(tǒng),34,防腐問題腐蝕原因水蒸氣露點(diǎn)：60結(jié)露可能性小酸露點(diǎn)（煙氣露點(diǎn)）：150（煙氣中含0.005%的SO3）當(dāng)金屬壁面溫度低于酸露點(diǎn)時，易產(chǎn)生低溫腐蝕。酸性冷凝水：腐蝕換熱器,35,防低溫腐蝕措施低氧燃燒：1.1，煙氣露點(diǎn)就會急劇下降避免或減輕低溫腐蝕因酸的凝結(jié)速度下降。用添加劑：白云石、鎂石、氨氣、氯化鎂的水溶液效果較好。提高受熱面壁溫：提高空預(yù)器入口空氣溫度熱風(fēng)再循環(huán)（圖6-5）、暖風(fēng)器（圖6-6）。抗腐蝕材料：鋁、鋁合金，銅、銅合金，不銹鋼，塑料，耐熱硼硅玻璃。,汽輪機(jī)抽汽,36,換熱器清洗方法燃燒室內(nèi)換熱器：移去燃燒器，將水噴入燃燒室，直至水冷壁（換熱器）完全干凈。省煤器：在管壁上部裝噴嘴。這些噴嘴在冷凝換熱時也能自動運(yùn)行。,37,工作流程：管殼式換熱器立式運(yùn)行，煙氣走管側(cè)，冷水走殼側(cè)。煙氣在管內(nèi)垂直向下流；溫度最低的水在殼側(cè)底部引入，與煙氣形成逆流。,設(shè)計(jì)目的：使管內(nèi)形成的冷凝液借助重力和煙氣能向下流動，冷凝液與較冷的換熱器表面接觸，使硫酸吸收更多的水而被稀釋。,1、冷凝換熱器系統(tǒng),38,2、（冷凝換熱器+熱泵）系統(tǒng),熱泵的低溫?zé)嵩?39,40,41,3、冷凝熱回收系統(tǒng)直接接觸式,美國RRG設(shè)計(jì),42,43,4、兩種供熱系統(tǒng)降冷凝換熱器進(jìn)水溫度，提熱效,兩種供暖方式比較,44,1鍋爐尾部冷凝換熱器2用戶側(cè)生活熱水換熱器3開式熱水箱,兩種生活熱水供應(yīng)方式,45,結(jié)論1：冷水直接進(jìn)冷凝換熱器的方案回收熱量多供水溫度越高回收熱量多,兩種供熱方式比較結(jié)果,46,結(jié)論2：冷水直接進(jìn)冷凝換熱器的方案熱效率增量大,結(jié)論3：熱水負(fù)荷占總供熱負(fù)荷份額越大熱效率增量越大,47,5、增濕系統(tǒng)提煙氣露點(diǎn)溫度，提熱效,煙氣增濕系數(shù)：指被增加濕度的煙氣占煙氣總量的百分比；表煙氣濕度的增加程度。,