锅炉及锅炉房设备-05供热锅炉

第五章供热锅炉引言简要叙述锅炉的发展过程与结构型式的演变介绍几种典型的供热锅炉构造型式和其基本热工特性第一节锅炉结构型式的演变内部增加受热面——在锅筒水容积空间内增设烟气通道，使高温烟气能够通过较多的受热面把热能传递给水，与此同时增加烟气的流程，提高烟气流速，从而提高烟气放热系数受热面积小，不能充分吸收高温烟气热能——热效率低；容量有限筒体里面盛有水，筒体外侧下腹部与高温烟气热交换火管(烟管)——烟气在管内流动放热、水在管外吸热的受热面水管——汽水混合物在管内流动吸热、烟气在管外冲刷放热的受热面外部发展受热面——摆脱了锅筒尺寸的制约，在燃烧条件、传热效果和受热面布置等方面得到根本性改善，金属耗量大为下降烟（火）管锅炉特点高温烟气在火筒或烟管内流动冲刷放热（多为纵向冲刷），低温工质——水在火筒或烟管外侧吸热、升温和汽化缺点不适应大容量、高参数锅炉发展需要优点——小容量锅炉仍广泛采用结构简单，维修方便水容积大，能适应负荷变化水容积大，单位面积水垢沉积量少，对水质要求低缺点炉膛一般较矮小，炉膛四周被筒壁围住，炉内温度低，燃烧条件较差，难于燃用低质煤烟气纵向冲刷壁面，传热效果差，排烟温度很高，热效率低锅筒直径大——不利于提高蒸汽压力；增加钢耗量；蒸发量受到限制结构刚性大、烟管排列紧密，清洗水垢困难，烟管内容易堵灰水管锅炉特点：燃料在圆筒外面的炉膛内燃烧，高温烟气在管外冲刷流动放热，汽水在管内流动而吸热和蒸发横水管→竖水管小容量锅炉，采用水管锅炉在技术经济上不一定合理水管锅炉对给水品质要求较高——相同蒸发量时，水管锅炉的水容积较小，单位面积上水垢的沉积量多在本体结构和制造工艺上，水管锅炉较复杂，金属材料消耗量较多第二节蒸汽锅炉按烟气与受热面的相对位置烟管锅炉烟管水管组合锅炉水管锅炉一、烟管锅炉共同特点——有一个大直径的锅筒，其内部有火筒和为数众多的烟管按锅筒放置方式分立式烟管锅炉——容量较小卧式烟管锅炉——容量较大1.立式烟管锅炉容量小，常配置手烧炉燃煤≤0.5t／h燃油气≤1t／h、≤1.4MW特点结构紧凑、占地小、便于安装炉膛内置，炉温低，适宜于较好燃料2.卧式烟管锅炉按炉子置于锅筒内外分内燃式、外燃式三回程锅炉不用引风机热负荷小(＜10MW)的锅炉采用单炉胆布置，热负荷大(＞10MW)的锅炉采用双炉胆布置热效率在87％左右,排烟温度为250℃；环保型燃油气锅炉排烟温度和大容量工业锅炉相同，达130～140℃。热效率达93％国内外燃油、燃气工业锅炉，大多采用此种类型——整体性和密封性极好，采用微正压燃烧(2000Pa左右)，火筒形状与油、气燃烧产生的形状一致，燃烧完全，火焰充满整个火筒，辐射换热效果好，热效率高二、烟水管锅炉在卧式外燃烟管锅炉的基础上发展起来的一种新型锅炉。具有两者的优点，对水质要求和水管锅炉相近烟管构成主要对流受热面，水冷壁管和大锅筒下腹壁面则为锅炉辐射受热面俗称快装锅炉——可组装出厂KZL4-1.3-A锅炉DZL2-1.3-AII锅炉三、水管锅炉结构上没有特大直径的锅筒，富有弹性的弯水管替代直烟管——节约金属，蒸汽容量和参数提高分类按锅筒数目——单、双锅筒按锅筒放置形式——纵置式、横置式、立置式单锅筒纵置式水管锅炉双锅筒纵置式“D型”锅炉双锅筒纵置式“O型”锅炉双锅筒横置式“M型”水管锅炉双锅筒横置式沸腾炉水管锅炉常用水管锅炉角管式水管锅炉立置式水管锅炉双锅筒纵置式“O型”锅炉角管式水管锅炉无构架锅炉只设置一个锅筒，利用管路系统作为整台锅炉的骨架（兼作锅炉的下降管和上下集箱之用，并完成一定程度的汽水分离），由其承受锅炉的全部负荷第五节辅助受热面汽锅炉子辅助受热面锅炉本体蒸汽过热器省煤器空气预热器尾部受热面烟气侧的腐蚀一、蒸汽过热器把饱和蒸汽加热成一定温度的过热蒸汽的装置按布置位置和传热方式对流式、半辐射式、辐射式供热锅炉过热器一般布置在850~950℃的烟道中为改善金属材料的工作条件，过热器不应布置在烟温很高区域应保持合理的传热温差二、省煤器利用锅炉尾部烟气预热锅炉给水的热交换设备有效降低锅炉排烟温度，提高热效率，节约燃料，因此而得名分类按制造材料——铸铁省煤器、钢管省煤器按给水预热程度不同——沸腾式、非沸腾式节省金属当需降低数值相同的尾部排烟温度时，所需省煤器（价格低）受热面仅约为蒸发受热面（价格高）的一半省煤器中平均水温至少比汽锅中饱和水温度低几十度——较大的传热温差省煤器中水是强制流动，采用带鳍片铸铁管和小直径钢管——传热系数大逆流布置铸铁省煤器铸铁抗腐蚀及耐磨性较强铸铁性脆用于工作压力≤1.6MPa的低压锅炉；非沸腾式省煤器出口水温较相应压力下饱和温度低30℃以上安装组合简图烟速8～11m／s省煤器中水速0.3～1m／s保护铸铁省煤器措施为使铸铁省煤器在锅炉起动、停止运行和低负荷运行过程中，不致得不到很好的冷却而被损坏，应采取措施：旁路烟道再循环管循环管至给水箱安全阀附件及管路钢管省煤器承压能力强，锅炉工作压力≥2.4MPa必须采用可以是沸腾和非沸腾式三、空气预热器利用锅炉尾部烟气加热空气的换热设备当锅炉给水温度较高而使省煤器作用受到限制，能有效降低排烟温度，减小排烟损失改善燃料的燃烧过程管子根数及管距取决于烟气流速烟速流速10～14m／s设计烟气流速尽可能调整到空气流速的2倍左右—即空气流速为5～7m／s四、尾部受热面烟气侧的腐蚀低温腐蚀氧腐蚀——水蒸气在受热面上冷凝酸腐蚀——硫酸蒸气的凝结液与金属接触主要发生于空预器的冷空气入口段；如给水温度低，省煤器中也会发生腐蚀条件——金属壁温低于烟气露点温度低温受热面腐蚀的根本原因——烟气中存在SO3气体水蒸气的露点温度不高，硫酸蒸气露点温度可达150℃左右预防措施燃料脱硫，控制燃烧以减少产生SO3

，使用添加剂吸收或中和烟气中SO3，提高金属壁温提高壁温，即提高排烟温度，要求壁温比酸露点高出10℃左右（不经济）→壁温不低于烟气中水蒸气露点空预器进风口置于炉顶，提高金属壁温以减少腐蚀将空预器最底下一节（即空气第一通道）分开制作，便于腐蚀后修补或更新第六节锅炉安全附件为保证锅炉的正常运行，锅炉上必须装置一些附件锅炉三大安全附件压力表、安全阀、水位表一、压力表用以测量和显示锅炉汽水系统工作压力的仪表弹簧管式压力表当弹簧弯管内受到被测量介质作用时，其横截面有膨胀成圆形的趋势作用在外凸表面的总压力比作用在内弯表面的总压力大迫使弹簧弯管力图伸直，借助于拉杆、扇形齿轮、小齿轮的传动，使指针偏转一个角度，在刻度盘上指示出压力大小压力表压力表量程应根据工作压力选用，表盘最大刻度范围最好为锅炉工作压力的2倍压力表应有存水弯管——以防高温蒸汽或热水直接进入弹簧管，影响压力表测量的准确性二、安全阀能自动将锅炉工作压力控制在允许工作压力以下运行的安全附件当锅炉压力超过允许工作压力时，安全阀自动开启，迅速泄放出足够多的蒸汽，直至降到允许工作压力时自动关闭杠杆式安全阀弹簧式安全阀全升式安全阀微启式安全阀安全阀选取