1、1.1鍋爐的基本構造 什么是鍋爐 定義：鍋爐是一種生產(chǎn)蒸汽或熱水的換熱設備，按功能包括兩大部分。一部分是通過燃燒煤、油、氣及其他燃料(如垃圾)，將化學能轉(zhuǎn)化為熱能；另一部分是各種形式的受熱面，將燃料燃燒釋放出的熱能通過各種傳熱方式，傳遞給爐水使之升溫、汽化、過熱以產(chǎn)生所需要的蒸汽，或加熱所需要的高溫熱水供動力機械或其他設備使用。,鍋爐的組成 通常燃料的燃燒過程在爐膛內(nèi)進行，形成爐的概念；蒸汽或熱水在鍋筒(汽包)、水冷壁、對流受熱面等內(nèi)部形成，形成鍋的概念。 形象理解 鍋：用來裝要被加熱的水(或其它介質(zhì))的容器； 爐：加熱鍋的裝置。,概念： 鍋的組成部分： 汽包(鍋筒)、水冷壁、過熱器、省煤器及

2、聯(lián)箱和管道等。 爐的組成部分： 爐膛、燃燒器、 煙道等。 鍋爐本體： 爐膛、燃燒器、鍋筒、水冷壁、對流受熱面、鋼架和爐墻等組成鍋爐的主要部件，稱為鍋爐本體。 鍋爐的其他重要輔助系統(tǒng)： 燃料輸配送裝置及管道、送引風裝置及管道、給排水裝置、水處理設備及管道、煙氣處理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。,1.2鍋爐的分類 根據(jù)不同的分類方法，鍋爐可分為以下幾類： （1）按鍋爐燃用的的燃料分類，鍋爐燒用不同的燃料時就稱為該種燃料的鍋爐，如：燃煤爐、燃油爐和燃氣爐等。在我國使用最廣泛的鍋爐就是燃煤爐。 （2）按燃燒方式分類可分為：層燃爐、室燃爐和介于二者之間的沸騰（流化床）爐。,室燃爐 主要用于發(fā)電廠的大容量鍋爐，一般容

3、量大于75t/h；1000MW機組配套3000 t/h鍋爐。 室燃爐是指燃料以粉狀(固體燃料，例如煤粉)、霧狀(液體燃料，例如油)或氣態(tài)(氣體燃料，例如天然氣)隨同空氣噴入爐膛(燃燒室)進行懸浮燃燒的鍋爐，可分別稱為煤粉爐、燃油爐和燃氣爐。室燃爐的燃料由輸送管道通過燃燒器送入爐膛中燃燒，燃燒所需要的空氣由一次風管、二次風管以及三次風管分別送入。 注意：可以用固體燃料、液體燃料、氣體燃料。,層燃爐 主要用于生產(chǎn)工業(yè)用加熱蒸汽或水，一般容量小于75t/h 。 由手工方式或機械方式向爐膛內(nèi)送煤或其他固體燃料，在爐排上形成燃料層，燃燒所需的空氣由風機送入燃料層下的風室，透過燃燒層進行燃燒而產(chǎn)生高溫煙氣

4、。 注意：只能用固體燃料,沸騰爐 沸騰爐(循環(huán)流化床)，一般容量大于10t/h，世界首臺最大容量等級1900t/h。 沸騰爐所燃用的煤被破碎成010mm的顆粒，送入存有大量床料的爐床，爐床下部送入的空氣向上以一定流速推動床料，使燃料和料床在爐床中翻滾浮動而呈“流態(tài)化”燃燒，這樣的料床稱為鼓床或流化床。現(xiàn)在常用的為循環(huán)流化床鍋爐。 注意：沸騰爐的燃料也是固體燃料。,(3)按壓力等級分類可分為： 常壓鍋爐（無壓鍋爐，就是在一個正常大氣壓下 工作的鍋爐） 低壓鍋爐（壓力小于等于2.5MPa） 中壓鍋爐（壓力小于等于3.9MPa） 高壓鍋爐（壓力小于等于10.0MPa） 超高壓鍋爐（壓力小于等于14.

5、0MPa） 亞臨界鍋爐（壓力介于1718MPa） 超臨界鍋爐（壓力介于22-25MPa）,（4）按鍋爐水循環(huán)方式分類可分為：自然循環(huán)鍋爐、強制循環(huán)鍋爐、復合循環(huán)鍋爐和直流鍋爐。 自然循環(huán)鍋爐水冷壁管內(nèi)工質(zhì)的流動循環(huán)，依靠上升管(水冷壁)和下降管之間工質(zhì)的比重差建立循環(huán)壓頭產(chǎn)生自然循環(huán)，這種鍋爐只適用至亞臨界壓力。 強制循環(huán)鍋爐的動力主要來自于循環(huán)泵。而復合循環(huán)鍋爐的動力既有來自汽水比重差，又有循環(huán)泵的動力。 直流鍋爐從水到過熱蒸汽出口，依靠給水泵壓力一次通過各受熱面的鍋爐，它適用于高壓以上至超超臨界壓力。,（5）按有無汽包分類可分為：汽包鍋爐和直流鍋爐。直流鍋爐沒有汽包。 （6）按傳熱面布置方

6、式分類可分為：塔型鍋爐、U形鍋爐、倒U型鍋爐和倒L型鍋爐。 （7）按鍋爐的容量分類可分為：小型鍋爐、中型鍋爐、大型鍋爐和超大型鍋爐。 （8）按管內(nèi)通過的是水還是煙氣分類可分為：火管鍋爐、水管鍋爐、水管鍋爐和水火管組合式鍋爐。 （9）按鍋爐有無再熱系統(tǒng)分為：再熱鍋爐和無再熱鍋爐。,（10）按爐膛內(nèi)的壓力分類分為：負壓鍋爐和微正壓鍋爐。 （11）按鍋爐的用途分為：生活鍋爐、工業(yè)鍋爐、電站鍋爐和熱水鍋爐。 （12）按排渣方式分類可分為：固態(tài)排渣爐和液態(tài)排渣爐。,2.1鍋爐輔機 鍋爐輔機指的是鍋爐的配套設備。是一個比較籠統(tǒng)的概念，總的來說鍋爐輔機包括：燃燒器（燃油燃燒器和燃氣燃燒器）、鍋爐水處理設備、

7、水泵、儀表、閥門、爐排、省煤器、鼓風機、送風機和引風機、除塵器、煙囪等。 2.1.1送風機和引風機 風機是依靠輸入的機械能，提高氣體壓力并排送氣體的機械。風機是中國對氣體壓縮和氣體輸送機械的習慣簡稱，是把旋轉(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能和動能，并將氣體輸送出去的機械。,風機的主要結構部件：是葉輪、機殼、進風口、入口調(diào)節(jié)風門、支架、電機、靠背輪、消音器、傳動件（軸承） 等。 風機分類有很多種,一般有：離心式風機，軸流式風機和羅茨風機。 一般鍋爐引、送風機都是離心式風機。 (1)離心式風機：當離心式風機的葉輪被電動機帶動旋轉(zhuǎn)時，充滿于葉片之間的氣體隨同葉輪一起轉(zhuǎn)動，在離心力的作用下，氣體從葉片間槽道甩

8、出，并將氣體由葉輪出口處輸送出去。當氣體的外流造成葉輪空間形式真空，外界的氣體就會自動進入葉輪補充。由于風機的不停工作，將氣體吸進壓出，形成了氣體的 連續(xù)流動，從而形成了連續(xù)的工作。,(2)軸流風機：氣流軸向進入風機的葉輪，近似地在圓柱形表面上沿軸線方向流動。之所以稱為“軸流式”，是因為氣體平行于風機軸流動。離心風機和軸流風機主要區(qū)別在于：離心風機改變了風管內(nèi)介質(zhì)的流向，而軸流風機不改變風管內(nèi)介質(zhì)的流向。 (3)羅茨風機：羅茨風機屬容積式風機。是利用兩個葉形轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)作相對運動來壓縮和輸送氣體的回轉(zhuǎn)壓縮機。,送引風系統(tǒng)由一次風機、二次風機、爐墻冷卻風機、引風機及風道組成。風機均屬于單吸離心式

9、風機。 一次風機： 一次風主要取自于垃圾倉，可以使垃圾倉保持一定的負壓，防止倉內(nèi)臭氣的外逸。一次風機分別給干燥段、燃燒段和燃燼段爐排供風，一次風經(jīng)加熱后爐排組下部進入焚燒爐，干燥垃圾并提供燃燒需要的氧量。風機由變頻器控制。,二次風機： 二次風取自于焚燒間，供到焚燒爐的二次燃燒室，二次風的噴嘴布置在二次燃燒室的前后拱，以保證燃燒室煙氣產(chǎn)生喘流(擾動)，使有害氣體充分分解，和可燃氣體完全燃燒，降低了煙氣中CO等污染 物的含量。風機由變頻器控制。,爐墻冷卻風機： 爐膛爐墻采用空氣冷卻，可以抑制爐墻結焦。爐墻冷卻風機由渣坑間吸風，加熱后的爐墻冷卻風進入一次風機進口管段與一次風混合。有效的利用了能量，提

10、高了焚燒爐的熱效率，同時還可以使渣坑間 保持負壓，有效去除異味。,引風機： 是將鍋爐的煙氣抽出排 入到煙囪，維持鍋爐負壓的 作用。,2.1.2爐排 鍋爐或工業(yè)爐中堆置固體燃料并使之有效燃燒的部件。整個爐排主要包括框架和爐排片兩個部分。爐排片通常用鑄鐵制造，組裝后片與片之間保持必要的通風縫隙，并且往往還在爐排下邊設置可以調(diào)節(jié)風量的分隔的通風室,以便空氣通過縫隙進入燃料層燃燒,燒盡后的灰渣用人工或機械方法排出。 爐排有固定式、移動式、往復式、振動式和下飼式等類型。 固定式爐排： 爐排片一般為條狀或板狀，靠四周的框架固定安裝在爐膛或燃燒室底部。在這種爐排上只能定期由人工加煤和出渣，只適于小容量的鍋爐

11、。,移動式爐排： 有鏈帶式和鏈條式兩種。鏈帶式爐排的爐排面即鏈帶本身；而鏈條式爐排的爐排片固定在鏈條上部的支架或支座上。隨著爐排移動，煤由著火、燃燒直至燒盡。爐排的速度可以調(diào)節(jié)。鏈條爐排運行可靠，燃燒穩(wěn)定，燃料適應性廣，廣泛使用于工業(yè)鍋爐中。 往復式爐排： 由一組固定的爐排片和一組往復運動的活動爐排片組成，分階梯式和水平式兩種?；顒訝t排片的往復運動將煤層逐步推向后部燃燒，因而這種爐排對煤種的適應性較廣。 另外還有振動式和下飼式等爐排不一一講解。,2.1.3煙氣處理系統(tǒng)設備 煙氣中含有：煙塵、一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、氯化氫、汞、鎘、鉛、二惡英類等。 采用：煙氣處理采用半干法（石灰漿噴霧反應

12、器）、干法噴射系統(tǒng)、袋式除塵器、活性碳噴入組合工藝。 其特點是有害物質(zhì)去除率高，反應劑消耗量較少，無液態(tài)污染物需要處理，污染物排放濃度可滿足排放標準。,噴霧反應器： 噴霧反應器是一個下部帶錐體的圓柱形筒體，其頂部是旋轉(zhuǎn)噴霧器。從余熱鍋爐來的190240的熱煙氣從反應器頂部水平通道進入，頂部通道設有導流板，可使煙氣呈逆時針螺旋狀向下運動。適當濃度的石灰漿溶液通過旋轉(zhuǎn)霧化器霧化成,順時針微小液滴，液滴與高溫煙氣形成逆流，并被煙氣裹帶著向下運動。在此過程中，石灰漿與煙氣中的酸性氣體發(fā)生 反應，達到煙 氣脫酸作用。 同時石灰漿液 滴中水份蒸發(fā) 使煙氣得到冷 卻。,袋式除塵器： 從噴霧反應器來的溫度為1

13、50160的煙氣進入袋式除塵器。煙氣進入濾袋從隔倉頂部排出。煙氣中的飛灰、石灰漿反應劑和反應生成物、凝結的重金屬、噴入的活性炭等吸附在濾袋上，形成一層濾膜。煙氣中酸性氣體在此與過 量的反應劑進一 步起反應，使酸 性氣體去除率進 一步提高?；钚?炭也進一步起吸 附作用，從而提 高了整套裝置的 煙氣凈化效率。,飛灰處理系統(tǒng)設備： 飛灰系統(tǒng)指煙氣凈化系統(tǒng)（噴霧反應器和袋式除塵器）收集的粉塵，因其成分復雜且含有一定量的重金屬等毒性物質(zhì)，故與焚燒產(chǎn)生的爐渣分開處理。,飛灰中加入螯合劑和水泥，攪拌均勻后制成磚,進行填埋。,2.2汽包 2.2.1汽包的作用主要有： （1）是工質(zhì)加熱、蒸發(fā)、過熱三過程的連接樞

14、紐，保證鍋爐正常的水循環(huán)。 （2）存有一定 容量的水與汽， 具有相當?shù)男顭?量，當鍋爐工況 變化時，能起緩 沖穩(wěn)定汽壓的作 用。,（3）裝有汽水分離裝置：進入汽包的汽水混合物分別進入汽水旋風分離器，利用改變流動方向時的慣性進行慣性分離，這是汽水混合物的第一次分離。被分離出來的蒸汽仍帶有不少水分，從分離器頂部進入波形板分離器，蒸汽中的水滴被分離出來，這是第二次分 離。高壓蒸 汽（大于等 于10Mpa） 則需要增加 蒸汽清洗， 這是三次分 離。,（4）汽包上有壓力表、水位計、事故放水、安全閥等設備，保證鍋爐安全運行。 鍋爐的三大安全附件是安全閥、壓力表和水位計。 鍋爐安全閥： 安全閥應實行定期檢驗

15、制度，一般每年至少進行一次整定和校驗，同時在校驗時對安全閥進行維護保養(yǎng)，以確保其靈敏可靠。 鍋爐安全閥的總排汽量必須大于鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量,并保證在汽包和過熱器上所有安全閥開啟后鍋爐內(nèi)的蒸汽壓力上升幅度不超過安全閥較高開啟壓力的3%,不得使鍋爐內(nèi)蒸汽壓力超過設計值的1.1倍。,安全閥按結構形式來分， 分為垂錘式、杠桿式、彈簧式 和脈沖式。,水位計： 用于各種鍋爐汽包液位的精確測量和控制。一般現(xiàn)在汽包上有三種水位計：雙色水位計、電接點水位計、平衡筒水位計。,壓力表： 壓力表是指以彈性元件為敏感元件，測量并指示高于或小于大氣壓力的儀表。 鍋爐壓力表檢定周期是六個月。,事故放水： 就是在汽包水位達到

16、高二值時自動打開向外放水，防止造成汽包滿水，使得汽水分離效果變差以及汽輪機進水，造成水沖擊的惡性事故發(fā)生。,2.2.2汽包的特點 （1）裝有測量表計與安全附件，水位是鍋爐最主要控制的參數(shù)； （2）是鍋爐安裝中時最重的的部件。480t/h蒸發(fā)量的鍋爐汽包約重70噸到90噸。 （3）制造工藝要求高。汽包是鍋爐設備中制造工藝用最嚴格的部件。,2.3過熱器與再熱器 2.3.1過熱器和再熱器的作用 過熱器與再熱器是用來加熱提高蒸汽溫度的鍋爐本體設備。 過熱器是負責把鍋爐中首次蒸發(fā)的蒸汽加熱成高品質(zhì)的過熱蒸汽；過熱蒸汽在汽輪機高壓缸中做功后，低壓低溫的蒸汽被重新引入再熱器，再熱器就是負責把這部分蒸汽重新加

17、熱成高溫蒸汽，在再熱器中，通常壓力不能提高，而是把溫度提高到和過熱蒸汽同樣或略低的溫度。加熱后的再熱蒸汽再進入汽輪機中、低壓缸繼續(xù)做功，最后進入凝汽器凝結成水。,從以上過程可知，再熱器和過熱器都是用來加熱蒸汽的，只是其中蒸汽的參數(shù)不一樣。過熱器中的蒸汽屬于高溫高壓，材料要求比再熱器高，而再熱器中的蒸汽屬于高溫低壓，材料要求比過熱器低。 2.3.2過熱器和再熱器 過熱器：過熱器是鍋爐中將蒸汽從飽和溫度進一步加熱至過熱溫度的部件，又稱蒸汽過熱器。 再熱器：再熱器實質(zhì)上是一種把做過功的低壓蒸汽再進行加熱并達到一定溫度的蒸汽過熱器。 過熱器按傳熱方式可分為對流式、輻射式和半輻射式；按結構特點可分為蛇形

18、管式、屏式、墻式和包墻式。 屏式過熱器通常也稱半輻射式過熱器，是指布置,在爐膛上部或爐膛出口處，既接受爐內(nèi)的直接輻射熱，又吸收煙氣的對流熱的受熱面。 對流受熱面，如省煤器、布置在尾部煙道的過熱器和再熱器等，通帶多采用蛇形管的結構。,蛇形管式(低溫過熱器),屏式(前屏),它們都由若干根并聯(lián)管子和進出口聯(lián)箱組成。 聯(lián)箱： 聯(lián)箱是鍋爐工質(zhì)混合、保證工質(zhì)均勻加熱的管件。聯(lián)箱不是一個獨立的部件,而是水冷壁、省煤器、過熱器等部件的組成部分。,集箱主要作用：是將工質(zhì)匯集起來，或?qū)⒐べ|(zhì)通過集箱重新分配到其它管道中，即匯集、混合、分配工質(zhì)，保證工質(zhì)均勻分配、均勻加熱。通常鍋爐的受熱面是由一排排的管子拼接起來構成

19、的，但鍋爐體積龐大，結構復雜，不能保證所有的管子里的工質(zhì)的吸熱量都是一樣的，不同的部位吸熱量相差很多，安裝集箱可以讓各個管子里面的工質(zhì)在這里匯合，再分配到下一級各根管子里去，這樣可以減少熱偏差，使得工質(zhì)的吸熱、流動、鍋爐的冷卻、鍋爐熱效率都得到優(yōu)化提高；另外，鍋爐各部分、各段管子的規(guī)格大小、管子數(shù)量以及布置方式都不同，集箱就負責連接各段，保證工質(zhì)的流通順暢。,2.3.3過熱器與再熱器的特點 過熱器和再熱器具有如下特點: (1)過熱器和再熱器管壁金屬在鍋爐受壓部件中承受的溫度最高，因此必須采用耐高溫的優(yōu)質(zhì)低碳鋼和各種鉻鉬合金鋼等。 過熱器與再熱器的高溫部分一般采用耐熱的合金鋼，如12Cr1MoV

20、、10CrMo910、 15CrMo 、 T91 等。 (2)過熱器、再熱器的阻力不能太大。 (3)高熱負荷區(qū)的過熱器與再熱器工質(zhì)流速 高。,(4)過熱器和再熱器出口汽溫將隨鍋爐負荷的改變而變化。 (5)過熱器和再熱器布置受鍋爐參數(shù)影響。 (6)在鍋爐點火升爐或汽輪機甩負荷時，過熱器、再熱器需要采取保護措施。 在鍋爐點火時過熱器與再熱器內(nèi)沒有蒸汽冷卻，管子直接受到高溫煙氣的加熱容易發(fā)生局部過熱。,2.3.4過熱器和再熱器型式和結構 過熱器與再熱器的型式和結構再熱器與過熱器的結構相似，故重點介紹過熱器。 過熱器分類： （1）根據(jù)傳熱方式分：對流、輻射和半輻射式。 在爐膛上方布置的過熱器直接受到火

21、焰的輻射，傳熱以輻射換熱為主形成輻射換熱器。在爐膛出口布置的過熱器即受到輻射換熱又受對流換熱稱為半輻射式換熱器。在水平煙道和豎井煙道布置的過熱器幾乎只受到對流換熱稱為對流換熱器。,（2）根據(jù)煙氣與管內(nèi)蒸汽的相對流動方向分：逆流、順流和混合流。 逆流和順流是指工質(zhì)和煙氣之間的流動方向而言的。工質(zhì)和煙氣流向一致為順流，流向相反為逆流，順流與逆流兼有時稱為混合流。 高溫過熱器為順流或混合流，低溫過熱器為逆流。 順流布置的過熱器和再熱器，傳 熱溫差較小，所需受熱面較多，蒸汽 出口處煙溫較低，受熱面金屬壁溫也 較低。這種布置方式工作較安全，但 經(jīng)濟性較差，一般使用于蒸汽溫度最 高的末級（高溫段）過熱器或

22、再熱器。,蒸汽,煙 氣,逆流布置時，具有較大的傳熱溫差， 可節(jié)省金屬耗量，但蒸汽出口恰好處于 煙溫較高的區(qū)域，金屬壁溫高，對安全 不利。這種布置方式一般用于過熱器或 再熱器的低溫段（進口級），以獲取較 大的傳熱溫差，又不使壁溫過高。 混合布置是上述兩種布置方式的折 中方案，在一定程度上保留了它們的優(yōu) 點，克服了它們的缺點。,蒸汽,煙 氣,蒸汽,煙 氣,（3）根據(jù)對流受熱面的放置方式分：立式、臥式。 過熱器或再熱 器的蛇形管，垂直 放置時稱立式布置 ，水平放置時稱臥 式布置。,立式,臥式,（4）根據(jù)管子排列方式分：順列、錯列。 （5）根據(jù)管圈數(shù)分：單管圈、雙管圈、多管圈。 （6）根據(jù)結構分：屏式

23、過熱器、壁式過熱器、對流 過熱器。,順列,錯列,2.3.5蒸汽溫度的調(diào)節(jié) 蒸汽參數(shù)是表征鍋爐特性的重要指標之一，不論是汽輪機還是工藝設備都需要使用溫度穩(wěn)定的蒸汽，并要求在運行中不能有過大的偏差。一般鍋爐出口蒸汽溫度要保證在標準值的正5度與負10度之間。蒸汽溫度的調(diào)節(jié)方法有蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)和煙汽側(cè)調(diào)節(jié) 。 一般情況下常利用煙氣側(cè)調(diào)溫作為粗調(diào)，而蒸汽側(cè)調(diào)溫作為細調(diào)。,（1）蒸汽側(cè)調(diào)節(jié) 蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)汽溫的主要手段是減溫器。它是用冷卻水（減溫水）間接或直接冷卻蒸汽的辦法來達到減溫的目的。 其作用是控制和保持過熱汽溫或再熱汽溫為規(guī)定值，并防止過熱器、再熱器管壁超溫。 減溫器分為表面式減溫器和噴水減溫器兩種。,表

24、面減溫器是一種管式熱交換裝置，其特點是水與蒸汽不直接接觸，利用鍋爐給水或鍋水來冷卻蒸汽。它的結構為減溫器殼體，上面有蒸汽引入、引出管接頭。殼體內(nèi)是U形管或螺形管、套管。冷卻水由管子一端引入，另一端引出。蒸汽從殼體上部引入，垂直沖刷外管后，再 由殼體下部引出 。表面式減溫器 構造復雜，受熱 面大，調(diào)溫慣性 （延遲性） 大， 一般用于低中壓鍋爐 。,噴水減溫器又稱混合式減溫器，高壓以上鍋爐，幾乎全部采用它來調(diào)節(jié)過熱汽溫。噴水減溫器有多種結構形式，但原理是一樣的，它是將減溫水直接噴入過熱蒸汽中吸收蒸汽的熱量，使水加熱，汽化和過熱，從而降低蒸汽溫度。它的特點是減溫幅度大，汽溫調(diào)節(jié)靈敏，易于自 動化，且

25、設備簡 單，但要求減溫 水的品質(zhì)不低于 蒸汽品質(zhì)。,（2）煙氣側(cè)調(diào)節(jié) 煙氣側(cè)調(diào)節(jié)蒸汽溫度的方法有以下幾種： 1）煙氣再循環(huán)： 其工作原理是指省煤器后的一部分低溫煙氣，通過再循環(huán)風機送回爐膛，改變輻射受熱面與對流受熱面的吸熱比例，以調(diào)節(jié)蒸汽溫度。 2) 改變配風工況：在總風量不變的情況下，改變各風量分配比例可改變火焰長度和爐膛熱態(tài)空氣動力場，以達到改變火焰中心位置的目的。 3）改變爐內(nèi)火焰位置： 改變火焰位置的方法有多種，如擺支燃燒器，切換上下排燃燒器，改變各排燃燒器負荷等。其目的都是改變爐膛火焰中心的高度，從而改變爐膛出口煙氣溫度，以調(diào)節(jié)過熱汽溫和再熱汽溫。,2.4省煤器與空氣預熱器 2.4.

26、1省煤器 2.4.1.1定義 省煤器是安裝于鍋爐尾部煙道用于回收所排煙的余熱的一種裝置，加熱鍋爐給水的受熱面，由于它吸收煙氣的熱量 ，降低了煙氣 的排煙溫度， 節(jié)省了能源， 提高了效率， 所以稱之為 省煤器。,2.4.1.2省煤器的作用 1、吸收低溫煙氣的熱量，降低排煙溫度，減少排煙損失，節(jié)省燃料。 2、由于給水進入汽包之前先在省煤器加熱，因此減少了給水在受熱面的吸熱，可以用省煤器來代替部分造價較高的蒸發(fā)受熱面。 3、給水溫度提高了，進入汽包就會減小壁溫差，熱應力相應減小，延長汽包使用壽命。,2.4.1.3省煤器分類 省煤器的分類有多種方式，按如下方式分類： （1）按制造材料分：有鋼管式、鑄鐵

27、式。 （2）根據(jù)省煤器出口工質(zhì)狀態(tài)的不同，省煤器可分為沸騰式與非沸騰式兩種。 如果省煤器出口水溫達到汽包壓力下的飽和溫度，則為 沸騰式省煤器。在鍋爐運行時，給水溫度上升的同時還會產(chǎn)生10%20%的蒸汽。 出口水溫低于對應壓力下的飽和溫度時，稱非沸騰式省煤器。 （3）錯列有減少積灰、換熱強、磨損大。順列有利于吹灰、換熱弱、磨損小 順列布置的管束，從第二排起以后的各排管子處于煙氣流的陰影區(qū)域，磨損通常比錯列輕。,磨損：省煤器與過熱器相比，過熱器處的煙氣溫度較高，煙氣中灰粒相對較軟，所以過熱器管的磨損并不嚴重。省煤器管通常都是錯列的，煙氣對錯列管束的沖刷比較 強烈，磨損比 順列嚴重得多 ，而且省煤器

28、 處的煙氣溫度 較低，煙氣中 灰粒相對較硬。,錯列布置,（4）按結構形式分：有光管省煤器、膜式省煤器和翅片式省煤器。翅片式省煤器包括：H型省煤器和螺旋翅片省煤器。,光管省煤器,膜式省煤器,螺旋翅片省煤器,（5）按裝置的形式分：有立式及臥式兩種。 （6）按排煙與給水的相對流向分：有順流式、逆流式和混合式三種。 一般逆流布置，增大傳熱溫差。,2.4.2空氣預熱器和蒸汽空氣預熱器 2.4.2.1定義 空氣預熱器：就是布置在鍋爐尾部煙道中，將進入鍋爐的空氣，預熱到一定溫度的受熱面，是一種用于提高鍋爐的燃燒效率，降低能量消耗的設備。 空氣預熱器一般可分為管箱式、回轉(zhuǎn)式兩種。,蒸汽空氣預熱器：布置在一、二

29、次風機出口，將進入鍋爐的空氣，預熱到一定溫度的換熱設備，有利于提高鍋爐的燃燒效率。,2.4.2.2空氣預熱器的作用 1、改善并強化燃燒 經(jīng)過加熱后的空氣進入爐內(nèi)，加速了燃料的干燥、著火和燃燒過程，保證了鍋爐內(nèi)的穩(wěn)定燃燒，提高了燃燒效率。 2、強化傳熱 由于爐內(nèi)燃燒得到了改善和強化，加上進入爐內(nèi)的熱風溫度提高，爐內(nèi)平均溫度水平也有提高，從而可強化爐內(nèi)輻射傳熱。,3、減小爐內(nèi)損失，布置在尾部煙道的空預器還會降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率。 由于爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定，輻射熱交換的強化，可以降低化學不完全燃燒損失；另一方面布置在尾部煙道的空氣預熱器利用煙氣余熱，進一步降低了排煙損失，因此提高了鍋爐熱效率。 4、

30、熱空氣可以作燃料干燥劑 對于層燃爐，有熱空氣可以使用水分和灰分較高的燃料。,布置在尾部煙道的空預器會發(fā)生低溫腐蝕：燃料中的硫燃燒生成二氧化硫（S+O2=SO2），部分二氧化硫進一步氧化生成三氧化硫（2SO2+O2=2SO3），SO3與煙氣中的水蒸汽生成硫酸蒸汽（SO3+H2O=H2SO4）。硫酸蒸汽的存在使煙氣的露點顯著升高。由于空預器中空氣的溫度較低，可能使空預器管壁溫度低于煙氣露點，尤其是冷風段，這樣硫酸蒸汽就會凝結在空預器受熱面上，造成硫酸腐蝕。 低溫腐蝕常發(fā)生在空預器上，但是當燃料中含硫量較高、過?？諝庀禂?shù)較大，煙氣中SO3含量較高，酸露點升高，并且給水溫度較低（汽機高加停用）時，省煤

31、器管也有可能發(fā)生低溫腐蝕。,每臺焚燒爐配置一組空氣預熱器，蒸汽空氣預熱器由兩級組成，第一級加熱的熱汽源是低壓蒸汽，來自汽輪機的一級抽汽； 1#、2#爐還可用汽包飽和蒸汽。第二級加熱的熱汽源是高壓蒸汽，1# 、 2#鍋爐使用過熱蒸汽，3#爐使用汽包飽和蒸汽，兩級加熱將一次風溫度提高至220 。蒸汽加熱空氣后，產(chǎn)生的疏水送至汽機除氧器。,3.鍋爐的工作原理與工作過程 3.1鍋爐的工作原理 3.2鍋爐的工作過程 3.3鍋爐的參數(shù),3.1鍋爐的工作原理 鍋爐工作過程有三個基本過程 (1)燃料的燃燒過程； (2)爐與鍋的傳熱過程； (3)水的汽化與過熱過程。 與之相對應的理論知識是： (1)燃燒原理；

32、(2)傳熱學； (3)流體力學和工程熱力學。,3.1.1燃燒 燃燒是燃料中的可燃物質(zhì)與氧進行強烈氧化反應的過程，這是一種復雜的物理化學綜合過程。它需要具有一定的溫度和濃度條件、一定的時間和空間條件。 良好燃燒的四個條件：要有足夠高的爐內(nèi)溫度水平；要供給充足而適量的空氣；燃料與空氣之間有良好混合；燃料在爐內(nèi)有足夠的停留時間。 3.1.2傳熱 傳熱有三種方式：熱傳導、輻射換熱、對流換熱,熱傳導： 熱量總是從溫度高的物體傳到溫度低的物體，這個過程叫做熱傳導。熱傳導是固體中熱傳遞的主要方式。 對流換熱： 是指流體流經(jīng)固體時，流體與固體表面之間的熱量傳遞現(xiàn)象。 傳熱系數(shù)也稱換熱系數(shù)，用h表示，它表示在單

33、位面積的固體表面上，當流體與固體表面之間的溫度差為1K時，每單位時間內(nèi)所傳遞的熱量。h的大小反映對流換熱的強弱。,輻射傳熱： 物體在向外發(fā)射輻射能的同時，也會不斷地吸收周圍其它物體發(fā)射的輻射能，并將其重新轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，這種物體間相互發(fā)射輻射能和吸收輻射能的傳熱過程稱為輻射傳熱。 輻射傳熱是在兩個溫度不同的物體之間進行，則傳熱的結果是高溫物體將熱量傳給了低溫物體，若兩個物體溫度相同，則物體間的輻射傳熱量等于零，但物體間輻射和吸收過程仍在進行。,火焰 受熱面外壁 受熱面內(nèi)壁 煙氣 介質(zhì)(水和蒸汽),對流輻射,熱傳導,輻射,對流,3.2鍋爐的工作過程 3.2.1鍋與爐的傳熱過程 鍋爐受熱面有兩大部分，

34、爐膛受熱面和對流受熱面。 爐膛受熱面： 爐膛受熱面又稱水冷壁，傳熱方式主要以輻射換熱 為主，對于小型工業(yè)鍋爐，還有部分鍋筒表面參與換 熱。 爐膛內(nèi)，進入爐膛的燃料與空氣混合后著火燃燒產(chǎn) 生的高溫火焰和煙氣，通過輻射把熱量傳遞給四周的 水冷壁管，水在水冷壁管內(nèi)受熱生成汽水混合物。此 傳熱過程，傳熱量的大小與爐膛受熱面、進入爐膛的 燃料量多少相關，會使爐膛出口煙溫產(chǎn)生相應變化。 在一定的燃料量和熱空氣溫度下，爐膛受熱面大，傳 熱量隨之增加，使爐膛的出口煙溫降低；而如果爐膛,傳熱量隨之增加，使爐膛的出口煙溫降低；而如果爐膛受熱面布置較小時，意味著爐膛出口煙溫提高。在鍋爐負荷發(fā)生變化時，爐膛出口煙溫則

35、隨負荷的大小而升降。 爐膛受熱面除起到傳熱作用外，還有保護爐墻的作用。 注意：爐膛的換熱方式主要以輻射換熱為主。 對流受熱面： 電站鍋爐的對流受熱面包括過熱器、省煤器。過熱器布置于尾部煙道、爐膛上部或爐膛出口，通過對流換熱和輻射換熱將汽包(鍋筒)出來的飽和蒸汽加熱至所需參數(shù)的過熱蒸汽，以提供合格的蒸汽。 注意：過熱器的傳熱方式既有輻射換熱又有對流換熱。再熱器以對流換熱為主。,對帶有空氣預熱器的鍋爐，空氣預熱器從傳熱的角度看，也可作為對流受熱面。 尾部對流受熱面有兩部分，一是省煤器，它使給水在進入汽包之前，預先加熱到某一溫度(通常低于飽和溫度或達到飽和溫度)；二是空氣預熱器，空氣在進入爐膛之前被

36、加熱到一定溫度，以改善爐內(nèi)的燃燒過程，同時降低排煙溫度，提高鍋爐的熱效率。 注意：省煤器與空氣預熱器都是對流受熱面。,燃料進入鍋爐燃燒的基本過程： 燃燒 爐膛(或爐排) 除渣設備。,高溫煙氣 水冷壁 過熱器 尾部受熱面(省煤器、空預器) 煙氣處理 系統(tǒng) 引風機 煙囪,煙氣的基本流程是：,輻射,輻射+對流,對流,3.2.2水的受熱、汽化及過熱過程 該過程是過熱蒸汽的生產(chǎn)過程。給水加熱器使給水加熱到130-175(中壓鍋爐)或215-240(高壓鍋爐)，由給水管道將水送到省煤器，水在省煤器中被加熱到某一溫度后進入鍋筒，然后沿下降管下行到水冷壁進口集箱，經(jīng)適當分配后注入水冷壁管，水在水冷壁管內(nèi)吸收爐

37、膛內(nèi)的輻射熱后形成和水和飽和蒸汽的混合物，上升進入鍋筒內(nèi)，由汽水分離裝置分離，蒸汽由鍋筒上部流入過熱器，分離下來的水仍參與水冷壁管內(nèi)的循環(huán)。汽水混合物的分離設備是保證蒸汽品質(zhì)和過熱器工作可靠的必要設備。蒸汽流入過熱器后繼續(xù)被加熱成具有一定過熱度的過熱蒸汽送至汽機。 過熱度：指的是蒸汽溫度高于對應壓力下的飽和溫度的程度。即過熱蒸汽的溫度與對應壓力下的飽和溫度的差值。,飽和溫度： 是指液體和蒸氣處于動態(tài)平衡狀態(tài)，即飽和狀態(tài)時所具有的溫度。 物質(zhì)的某一飽和溫度必對應于某一飽和壓力。,水循環(huán)過程 汽包 下降管 下集箱 水冷壁,工質(zhì)(水)的加熱和汽化過熱過程 蒸汽的產(chǎn)生過程 給水 省煤器 汽包 過熱器

38、汽輪機,未飽和水,未飽和水 或飽和水,飽和蒸汽,過熱蒸汽,3.3鍋爐的參數(shù) 鍋爐的參數(shù)，主要包括鍋爐容量、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)量來表示。額定蒸發(fā)量是在規(guī)定的出口壓力、溫度下，單位時間內(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，單位時間內(nèi)能最大連續(xù)生產(chǎn)的蒸汽量。 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。 鍋爐的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。,4.鍋爐系統(tǒng)流程概述 4.1垃圾電廠工藝流程 4.2電廠各系統(tǒng)流程,4.

39、1垃圾電廠工藝流程：,5.電廠鍋爐運行調(diào)整的主要任務 與經(jīng)濟指標 5.1鍋爐運行調(diào)整的主要任務 5.2鍋爐經(jīng)濟指標,5.1鍋爐運行調(diào)整的主要任務 （1）保持鍋爐燃燒良好，提高鍋爐效率； （2）保持正常的汽溫、汽壓和汽包水位； （3）保持飽和蒸汽和過熱蒸汽的品質(zhì)合格； （4）保持鍋爐的蒸發(fā)量，滿足汽機的需求； （5）保持鍋爐機組的安全、經(jīng)濟運行。,5.2鍋爐經(jīng)濟指標 以垃圾電廠為例，垃圾焚燒發(fā)電廠鍋爐經(jīng)濟技術指標一般有：垃圾入廠量、垃圾處理量、噸垃圾產(chǎn)汽量、煙氣指標、熱灼減率、鍋爐排污率、輔機耗電率、爐渣率、飛灰率、石灰單耗、活性炭單耗、熱負荷率、機械負荷率和鍋爐效率等。 1、垃圾入廠量 是指垃

40、圾焚燒發(fā)電廠在一個周期內(nèi)垃圾進廠總量，分日、月、年入廠垃圾量。單位：噸 2、垃圾處理量 是指垃圾焚燒發(fā)電廠在一個周期內(nèi)進入每臺焚燒鍋爐所處理垃圾量總和。分日、月、年入廠垃圾量。單位：噸,3、噸垃圾產(chǎn)汽量 是指垃圾焚燒發(fā)電廠在一個周期內(nèi)，焚燒每一噸入爐垃圾量所產(chǎn)出蒸汽量，反映出焚燒鍋爐效率。單位：噸汽/噸垃圾。 4、煙氣指標 煙塵、氯化氫、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、二惡英類等均要符合指標。 5、熱灼減率 指焚燒殘渣經(jīng)灼熱減少的質(zhì)量占原焚燒殘渣質(zhì)量的百分數(shù)。單位：% P=（A-B）/A*100%，A干燥后原始焚燒殘渣在室溫下的質(zhì)量，B焚燒殘渣經(jīng)600（25）3h灼熱后冷卻至室溫的質(zhì)量。,6、鍋爐效率 單位時間內(nèi)鍋爐有效利用熱量占鍋爐輸入熱量的百分比 鍋爐的熱效率的測定和計算通常有兩種方法： (1)正平衡法 用被鍋爐利用的熱量與燃料所能放出的全部熱量之比來計算熱效率的方法叫正平衡法。 正平衡熱效率的計算公式可用下式表示： 有效利用熱量 熱效率 100 燃料所能放出的全部熱量 鍋爐蒸發(fā)量 （蒸汽焓給水焓） 100 燃料消耗量燃料低位發(fā)熱量,上述熱效率公式?jīng)]有考慮蒸汽濕度、排污量及耗汽量的影響，適用于小型蒸汽鍋爐熱效率的粗略計算。 燃料低位發(fā)熱量： 1Kg燃料完全燃燒時放出的全部熱量，包括煙氣中水蒸汽已凝結成水所放出的汽化潛熱。從中扣除煙氣中水蒸