垃圾发电厂锅炉的本体结构及工作原理

1、锅炉本体结构及工作 原理 主要内容 一、锅炉的基本知识 二、锅炉的本体构造 三、锅炉的工作原理 一、锅炉的基本知识 1.11.1 概述概述 （1 1）锅炉的定义）锅炉的定义 利用燃料燃烧释放的热能（或其他热能），将工质加热到一定参 数（温度和压力）的设备。 （2）锅炉的组成 锅炉本体：“锅”、“炉” n“锅”用来“吸热” 是用来容纳水和蒸汽的受压部件，包括锅筒（汽包）、对流管束、 水冷壁、集箱（联箱）、蒸汽过热器、省料器和管道组成的一个封 闭的汽水系统。 n“炉”用来“放热” 是锅炉中使燃料进行燃烧产生高温烟气的场所，是由给料系统、炉 排、炉膛、除渣系统、送风装置等组成的燃烧设备。 1.2 锅

2、炉的分类锅炉的分类 （1）、按用途分：生活锅炉、工业锅炉、电站锅炉、车船用锅炉 （2）、按介质分：蒸汽锅炉、热水锅炉、汽水两用锅炉、有机热载体锅炉 （3）、按燃料分：燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、余热锅炉、电加热锅 炉、生物质锅炉、垃圾焚烧锅炉 （4）、按水循环分：自然循环、强制循环、混合循环 （5）、燃烧方式分：层燃炉、室燃炉、沸腾炉； （6）、按出口蒸汽压力分为：低压锅炉（P2.5MPa）、中压锅炉（2.5 P4.0MPa）、高压锅炉（4.0P=10MPa）、超高压锅炉（10 P=13.7MPa）、亚临界锅炉（13.7P=16.7MPa）、超临界锅炉 （P=22MPa）。 1.3 锅炉的规

3、格与型号锅炉的规格与型号 我国锅炉产品型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连。 SLC350 4.0 / 400 （T2） 代表制造厂家：杭州锅炉集团有限公司 代表日处理垃圾量350T 额定蒸汽压力或允许工作压力4.0（MPa） 过热蒸汽温度400 T代表：燃料种类 一般M：煤 Y：油 Q：气 T：其它燃料 2代表：第二次设计 1.1.4 4 锅炉的主要性能指标锅炉的主要性能指标 （1）蒸发量 蒸发量（D t/h）：蒸汽锅炉每小时生产的额定蒸汽量。 （2）压力和温度 锅炉的额定工作压力（P）：蒸汽锅炉过热器出汽口处蒸汽的额定压 力锅炉的额定温度（t）：蒸汽锅炉蒸汽过热器出口处的蒸汽温度 （3

4、）受热面蒸发率 受热面蒸发率（D/H）：蒸汽锅炉每平方米受热面每小时所产生的蒸 汽量。 （4）锅炉热效率 锅炉热效率是指送入锅炉的全部热量中被有效利用的百分数，也称 锅炉效率（）。 （5）锅炉的金属耗率及耗电率 锅炉的金属耗率：相应于锅炉每吨蒸发量所耗用金属材料的重量， 也称钢水比。 锅炉的耗电率：生产1t蒸汽，锅炉房设备耗用电的总度数。 二、 锅炉的本体构造 1 1、 锅筒及其内部装置锅筒及其内部装置 （1）锅筒的作用和构造 锅筒（汽包）是锅炉中最重要的受压元件，其作用 为： n连接上升管和下降管组成自然循环回路，接受从省煤 器来的给水，同时向蒸汽过热器输送饱和蒸汽。 n锅筒中储存有一定量的

5、饱和水，所以锅炉短时间的供 水中断，不会立即发生锅炉事故。另外起缓冲气压的 作用。 n 锅筒内部装置可净化蒸汽，获得品质良好的蒸汽。 n 锅炉按锅筒分类有双锅筒和单锅筒锅炉。双锅筒锅 炉有上锅筒、下锅筒各一个，上下锅筒由对流管束连 接。而单锅筒只有一个上锅筒。 n 锅筒由上升管和下降管连接起来组成自然循环回路。 上锅筒内汇集了循环回路中的汽水混合物，常设有汽 水分离装置、给水分配管。为了改善锅水品质，锅炉 还设有连续排污管和加药管。下锅筒内则有定期排污 装置。 （2）汽水分离装置 锅炉给水一般含有少量杂质，随着锅水的不断蒸发和浓 缩，锅水杂质的相对含量会越来越高，即锅水含盐浓度增 大。由受热面

6、各上升管进入上锅筒的汽水混合物具有很高 动能，会冲击蒸发面和汽包内部装置，引起大量的锅水飞 溅。这些质量很小的水珠很容易被流速很高的蒸汽带走。 于是蒸汽携带了含盐浓度较高的锅水而被污染，即蒸汽品 质恶化了。品质恶化的蒸汽会在蒸汽过热器或换热设备及 阀门内结垢，这样不仅影响设备的传热效果，而且影响设 备的安全运行。因此，保持蒸汽的洁净、降低蒸汽的带水 量是非常重要的。 电厂锅炉常用的汽水分离装置有： n孔板式 n波形板 n旋风分离器 n钢丝网分离器 （3）给水分配管 蒸汽锅炉的给水大多由上汽包引入。给水分配 管的作用是将锅炉给水沿汽包长度方向均匀分配， 避免过于集中在一起，而破坏正常的水循环；同

7、 时为避免给水直接冲击汽包壁，造成温差应力。 （4）连续排污装置 连续排污装置的作用是排走含盐浓度较高的锅 水，使锅水含盐量降低，以防止锅水起沫，造成 锅水的汽水共腾。通常在蒸发面附近沿上汽包纵 轴方向安装一根连续排污钢管。在排污管上装设 许多上部开有锥形缝的短管。 （5）定期排污 定期排污一般安装在汽包底部，作用是排出 水渣和铁绣。 （6）紧急放水管 当水位超过规定值，紧急放水阀自动开启， 将水位放至安全水位，以保证锅炉的安全。 2 水水冷壁及对流冷壁及对流管束管束 （1）水循环 锅炉水冷壁的水循环，由锅筒、下降管、联箱和 水冷壁管构成水循环回路。 自然循环： 布置在炉膛内的水冷壁受到火焰和

8、高温烟气辐射 的热量加热后，管内水的温度迅速升高，一部分水 汽化，在管内形成汽水混合物。布置在炉墙外侧下 降管中的水，由于不受热，它的密度就大于汽水混 合物的密度。下降管一侧的压力大于水冷壁一侧的 压力，二者之差为流动压头。在流动压头的作用下， 水从下降管向水冷壁管（上升管）不断地循环流动， 这种现象称为自然循环。蒸汽锅炉中普遍采用自然 水循环。 强制循环： 利用水泵的压力来完成锅水流动。某些热水锅炉和 大型蒸汽锅炉（直流锅炉），采用的是强制循环。 n常见的水循环故障 ： 汽水停滞、汽水分层、下降管带汽。 （2）水冷壁管 水冷壁管垂直布置在炉膛内四周，其主要作用是 吸收高温烟气的大量辐射热，同

9、时可以减少熔渣和 高温烟气对炉墙的破坏，保护炉墙。 水冷壁管下端与下集箱相连，下集箱通过下降管 与锅筒的水空间相连；上端直接与上锅筒连接，或 接到上集箱经导汽管与锅筒连接，构成水冷壁的水 循环系统。 （3）对流管束 对流管束通常是由连接上、下锅筒间的管束构成。全 部对流管束都布置在烟道中，受烟气的冲刷而换热，也称 对流受热面，是另一种主要受热面。连接方式有胀接和焊 接两种。 对流管束排列方式有错排和顺排两种。错排管束的传 热效果好，但清灰和检修不如顺排管束方便。其传热效果 主要取决于烟气的流速。 （4）蒸汽过热器 蒸汽过热器的作用是将锅筒引出的饱和蒸汽加热成一 定温度的过热蒸汽。 蒸汽过热器按

10、传热方式不同，分为辐射式、半辐射式 和对流式；按放置的方式不同，分为立式和卧式。在工业 锅炉中的蒸汽过热器常布置在对流管束之间烟温700 800的区域中，属于立式对流过热器。 （5）省煤器 省煤器是利用锅炉尾部烟气的热量，加热给水以降低排烟温度的锅 炉部件，设置在对流管束后部的烟道中。锅炉给水经过省煤器使水温升 高，排烟温度降低，减少了热损失，节省了燃料，提高了锅炉效率。 省煤器按材质的不同，可分为铸铁式和钢管式两种。按给水在其中 被加热的程度，可分为非沸腾式和沸腾式两种。 （6）蒸预器 蒸预器是利用锅炉汽机一抽及饱和蒸汽加热锅炉燃烧所需空气的热 交换器，布置在送风机出口。 3 3、炉、炉墙与

11、锅炉墙与锅炉钢架钢架 （1）炉墙 炉墙是构成锅炉燃烧室和烟道的外壁，阻止热量向外散 失，起着保温和密封的作用，并使烟气按指定的方向流动。 为了使炉墙能发挥其应有的作用，它须满足如下要求：应 有良好的绝热性、耐热性、严密性、抗腐蚀性和防振性， 并有足够的机械强度和承受温度急剧变化的能力，还应有 重量轻、便于施工和价格低的特点。 砌筑炉墙的常用材料有：耐火粘土砖、硅藻土砖、普通 红砖、其他材料如耐火土、铬铁矿砂等调制成的各种耐火 涂料以及珍珠岩等保温材料。 炉墙按构造不同分为重型炉墙、轻型炉墙、敷管炉墙三 种。 （2）锅炉钢架 锅炉中，用来支撑锅筒、联箱、受热面管 子、平台及扶梯地钢结构称为锅炉钢

12、架。锅 炉钢架不仅承受锅炉本体的荷载，同时使锅 炉本体各部件固定并维持他们的相对位置， 抵御外界加给锅炉的其他负荷。因此，锅炉 钢架应满足强度、刚度、稳定性条件的要求， 并应具有自由膨胀的可能性。 工业锅炉多采用框架式钢架。它一般为梁 与柱刚性连接的空间构架。 4、吹灰器吹灰器 锅炉长期运行后，各受热面外壁常积有烟灰， 若不及时清除，会使烟气流动阻力增大，并影响 传热效果，使燃料消耗量增多，锅炉出力降低。 通常利用吹灰器清除烟灰。 在我们公司锅炉中的是燃料激波吹灰器，吹灰 介质可以是蒸汽，也可以式压缩空气。 5、 锅炉安全附件锅炉安全附件 为了保证锅炉的正常运行，锅炉上装有压 力表、水位计、安

13、全阀、高低水位警报器、给 水自动调节等附件 三、 锅炉的工作原理 1 1、锅炉的热平衡方程锅炉的热平衡方程 锅炉产生的热量锅炉有效利用热量各项热损失之和，即： 其中，Qr 锅炉的输入热量； Q1锅炉的有效利用热量； Q2排烟热损失； Q3可燃气体不完全燃烧热损失（化学不完全燃烧热损失）； Q4固体不完全燃烧热损失（机械不完全燃烧热损失）； Q5锅炉散热损失； Q6其他热损失（包括灰渣物理热损失及冷却热损失等）。 热平衡方程的另一种形式： 654321 QQQQQQQr %100 654321 qqqqqq 2 2、锅炉的各项热损失锅炉的各项热损失 （1）固体不完全燃烧热损失（q4） 燃用固体燃

14、料的锅炉，部分固体可燃物在炉内没有参与 燃烧或没有燃尽被排除炉外而造成的热损失。包括部分燃 料经炉排掉入灰斗的损失；未燃尽的可燃物包裹在灰渣中 被排出，落入灰斗造成的灰渣损失；未燃尽的碳粒随烟气 带走的飞灰损失。 q4是燃用固体燃料锅炉热损失中较大的一项。对于燃用 气体或液体燃料的锅炉，正常燃烧时可认为q40。 影响固体不完全燃烧热损失的主要因素有锅炉的燃烧方 式、燃料特性、锅炉运行情况等。 （2）排烟热损失（q2） 烟气的温度比进入锅炉未加热的空气温度要高。烟气 离开锅炉排入大气所带走的热量损失。 影响排烟热损失的因素主要是排烟温度和排烟容积。 （3）气体不完全燃烧热损失（q3） 由于一部分

15、可燃气体（CO、H2等）未能燃烧放热，随 烟气排出造成的热量损失。 （4）炉体散热损失（q5） 锅炉运行时，由于炉墙、锅筒、钢架、管道及其他 附件等表面温度高于周围空气温度，部分热量从炉体表 面向外界散失，形成炉体散热损失。其大小主要取决于 锅炉散热表面面积的大小、外表面温度以及周围空气的 温度。 （5）其他热损失 （q6）（包括灰渣物理热损失及冷却热 损失等） 灰渣物理热损失 冷却热损失 % 666 lqhz qqq hz q6 lq q6 3、热和热的传递、热和热的传递 3.1、热的作用 使物体温度升高;使物体的体积膨胀;使物体的形 状改变。如冰变为水、水变为汽。 3.2、热的传递 热的辐射热的辐射在不同温度的相临的两个物体之间， 高温物体向低温物体传递热量的过程，为辐射传热。 高温物体高温物体 低温物体低温物体 辐射传热 3.3、热的传导同一物体或相接触的不同物体，热 总是由高温部分向低温部分传递。 3.4、热的对流由于流体的相对运动而引起的传热 过程。只发生在流体（水、汽、烟、风等）。 高温燃气高温燃气