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锅炉基 础知识大全
浏览: 发布日期:2019-08-09

  锅炉是利用燃料燃烧释放出的热能或其他能量将工质 ( 中间载热体 ) 加热到一定参数的设备。应用于加热水使之转变为蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉,也称为蒸汽发生器。应用于加热水使之提高温度转变为热水的锅炉 , 称为热水锅炉;而应用于加热有机热载体的锅炉称为有机热载体锅炉。

  (1)、燃料在炉内燃烧,其化学贮藏能以热能的形式释放出来,使火焰和燃烧产物 ( 烟气和灰渣 ) 具有高温。

  (1) 工质 ,例如给水 ( 或回水〉进入锅炉 ,最后以蒸汽( 或热水 ) 的形式供出。

  1.蒸汽锅炉: 额定工作压力≤0.8MPa且额定蒸发量≤1.0t/h的蒸汽锅炉;

  1.蒸汽锅炉:设计正常水位时水容积≤50L且额定工作压力<0.8MPa;

  燃煤锅炉 热水锅炉 燃油锅炉 蒸汽锅炉 电热锅炉 环保锅炉 特种锅炉 燃气锅炉 水管锅炉 导热油锅炉 专用锅炉 双燃料锅炉 余热锅炉 常压锅炉 电锅炉 工业锅炉 热风锅炉 承压锅炉 真空锅炉 链条锅炉 家用锅炉 沼气锅炉 取暖锅炉 茶\浴锅炉 电站锅炉 秸杆气化炉 焚烧炉 水煤浆锅炉 煤气发生炉 有机热载体锅炉 循环流化床锅炉 注:我们的常说的锅炉是指工业锅炉,有蒸汽锅炉、热水锅炉和有机热载体锅炉。

  我国工业锅炉产品的型号的编制方法是依据JB1626标准规定进行的。其型号由三部分组成。各部分之间用短线隔开。表示方法如下:

  表1—1和表1—2;第二段用一个汉语拼音字母代表燃烧方式(废热锅炉无燃烧方式代号)见表1—3;第三段用阿拉伯数字表示蒸汽锅炉的额定蒸发量,单位为t/h(吨/小时),或热水锅炉的额定热功率,单位为MW(兆瓦)或废热锅炉的受热面,单位为m2(平方米)。第二部分:表示介质参数。共分两段,中间用斜线分开,第一段用阿拉伯数字表示介质出口压力,单位为MPa(兆帕);第二段用阿拉伯数字表示过热蒸汽温度或出水温度、回水温度,单位为℃,生产饱和蒸汽的锅炉没有这段数字。第三部分:表示燃料种类和设计次序。共分两段:第一段用汉语拼音字母代表燃料种类,同时以罗马数字代表燃料分类与之并列,见表1—4。如同时使用几种燃料,主要燃料放在前面一段连接书写。原型设计无第二段。举类:

  炉膛、燃烧器、空气预热器、烟风道 锅本体:省煤器、汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器、再热器等。一、汽包

  从水冷壁来的汽水混合物经过汽包上部引入管进入汽包内部,沿着汽包内壁与弧形衬板形成的狭窄的环形通道流下,使汽水混合物以适当的流速均匀的传热给汽包内壁,这样克服了锅炉启停时汽包上下壁温差过大的困难,可以较快的启动。进入汽包的汽水混合物分别进入汽水旋风分离器,利用改变流动方向时的惯性进行惯性分离,这是汽水混合物的第一次分离。被分离出来的蒸汽仍带有不少水分,从分离器顶部进入波形板分离器,它装在旋风分离器顶部,带有部分水滴的蒸汽在波形板间的缝隙中流动,利用使水黏附在金属壁面上形成水膜往下流,将水滴再次分离出来,称为二次分离。二次分离后的蒸汽最后经过蒸汽清洗,利用水的密度差进行重力分离,这是三次分离。蒸汽经过三次分离后,达到了蒸汽质量标准,再由汽包顶部饱和蒸汽管引往屏式过热器。

  锅和炉是通过传热过程相互联系在一起的。锅和炉的分界面就是受热面 , 通过受热面进行着放热介质 ( 火焰、烟 气 ) 向受热介质 ( 水、蒸汽或空气 ) 的传热。受热面从放热介质吸收热量并向受热介质放出热量。

  同时、连续进行吸热和放热的受热面称为间壁式受热面, 放热介质和受热介质分别处于受热面的两侧。如果放热介质和受热介质分别轮流交替地、周期地与受热面相接触, 在接触中向受热面放热或从受热面吸热, 则这种受热面称为蓄热式 ( 也叫再生式 ) 受热面。主要以辐射换热的方式吸收放热介质放热量的受热面称为辐射受热面。辐射爱热面布置在炉膛内。主要以对流换热的方式吸收放热介质放热量的受热面称 为对流受热面。对流受热面布置在炉膛出口以后的、烟气温 度较低的烟道内。布置对流受热面的烟道称为对流烟道。受热面向受热介质的放热主要通过对流换热的方式进行。根据水的加热、汽化过程的顺序, 可以将受热面划分为水的预热受热面、汽化受热面 ( 也叫蒸发受热面 ) 和蒸汽过热器。水的预热受热面通常布置在低温烟气部位以回收排烟余热、节约燃料, 因而一般称之为 ― 省煤器 。

  外燃式锅壳锅炉的炉膛设置在锅壳之外, 此时 , 锅壳的一部分表面 ( 向火部位 ) 为辐射受热面。烟管仍布置在锅壳 内部。如果在外置炉膛内还布置水管受热面作为辐射受热面 , 则构成为水火管锅炉。外燃式锅炉的锅壳已不能完全起锅炉 外壳的作用 , 因为外置炉膛是用炉墙作为外壳的。以布置在炉墙砌体空间内的水管为主要受热面的锅炉称 为水管锅炉。受热面与锅筒、集箱和炉外管道构成整个水一汽系统。

  它是汇集炉管排列联接的主要元件,有分配供水和引出的作用,按其所在位置有上集箱和下集箱或进口集箱和出口集箱之分。

  利用低温烟气加热给水的受热面。省煤器(英文名称Economizer)就是锅炉尾部烟道中将锅炉给水加热成汽包压力下的饱和水的受热面,由于它吸收的是比较低温的烟气,降低了烟气的排烟温度,节省了能源,提高了效率,所以称之为省煤器.

  在锅炉(汽包锅炉)的启动过程中,由于其汽水管道的循环没有建立,即锅炉给水处于停滞状态,此时省煤器内的水处于不流动的状态,随着锅炉燃烧的加强,烟气温度的提高,省煤器内的水容易产生汽化,使省煤器的局部处于超温状态.为了避免这个情况的出现,从汽包的集中下水管再接一管道到省煤器的入口,作为再循环管道,使省煤器内的水处于流动状态.避免其汽化。

  将汽轮机高压缸或中压缸的排汽再次加热到规定温度的锅炉受热面。再热器实质上是一种把作过功的低压蒸汽再进行加热并达到一定温度的蒸汽过热器,再热器的作用进一步提高了电厂循环的热效率,并使汽轮机末级叶片的蒸汽温度控制在允许的范围内。

  为了提高大型发电机组循环热效率,广泛采用中间再热循环。从锅炉过热器出来的主蒸汽在汽轮机高压缸作功后,送到再热器中再加热以提高温度,然后送入汽轮机中压缸继续膨胀作功,称为一次中间再热循环,可相对提高循环效率4~5%。有些大型机组,在中压缸后再次将排汽送回锅炉加热,称为两次中间再热循环,可再相对提高循环效率的2%左右。个别试验机组甚至采用三次中间再热循环。采用再热循环后,锅炉-汽轮机装置的热力系统、结构和运行调节都变得复杂,造价增加,故在100兆瓦以上的发电机组中才采用,通常只采用一次中间再热。

  蒸汽在再热系统中的流动阻力对机组循环热效率影响较大,每增加0.1兆帕阻力,循环热效率就降低0.2~0.3%。因此,常用较大的管子直径(42~60毫米)和较低的蒸汽质量流速〔250~400千克/(米2·秒)或更低〕,以控制再热器本体阻力不超过其进口蒸汽压力的5~7%。再热蒸汽的压力比主蒸汽的低,管内蒸汽对管壁的对流传热较差,所以管壁金属温度较高,需采用较好的耐高温钢,甚至铬镍奥氏体钢。再热蒸汽的温度可以调节(见锅炉汽温调节)。

  热管是一种具有高导热性能的传热组件,它通过在全封闭真空管壳内工质的蒸发与凝结来传递热量,具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。缺点是抗氧化、耐高温性能较差。此缺点可以通过在前部安装一套陶瓷换热器来予以解决,陶瓷换热器较好地解决了耐高温、耐腐蚀的难题。

  由热管组成的热管换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小、有利于控制露点腐蚀等优点。目前已广泛应用于冶金、化工、炼油、锅炉、陶瓷、交通、轻纺、机械等行业中,作为废热回收和工艺过程中热能利用的节能设备,取得了显著的经济效益。

  按照热流体和冷流体的状态,热管换热器可分为:气—气式、气-汽式、气—液式、液—液式、液—气式。按照热管换热器的结构形式可分为:整体式、分离式和组合式。

  1、热管换热器可以通过换热器的中隔板使冷热流体完全分开,在运行过程中单根热管因为磨损、腐蚀、超温等原因发生破坏时基本不影响换热器运行。热管换热器用于易然、易爆、腐蚀性强的流体换热场合具有很高的可靠性。

  锅炉中将蒸汽从饱和温度进一步加热至过热温度的部件,又称蒸汽过热器。大部分工业锅炉不装设过热器,因为许多工业生产流程和生活设施只需要饱和蒸汽。在电站、机车和船用锅炉中,为了提高整个蒸汽动力装置的循环热效率,一般都装有过热器。采用过热蒸汽可以减少汽轮机排汽中的含水率。过热蒸汽温度的高低取决于锅炉的压力、蒸发量、钢材的耐高温性能以及燃料与钢材的比价等因素,对电站锅炉来说,4兆帕的锅炉一般为450℃左右;10兆帕以上的锅炉为540~570℃。少数电站锅炉也有采用更高过热汽温的(甚至可达650℃)。

  过热器按传热方式可分为对流式、辐射式和半辐射式; 按结构特点可分为蛇形管式、 屏式、墙式和包墙式。它们都由若干根并联管子和进出口集箱组成。管子的外径一般为30~60毫米。对流式过热器最为常用,采用蛇形管式。它具有比较密集的管组,布置在 450~1000℃烟气温度的烟道中,受烟气的横向和纵向冲刷。烟气主要以对流的方式将热量传递给管子,也有一部分辐射吸热量。屏式过热器由多片管屏组成,布置在炉膛内上部或出口处,属于辐射或半辐射式过热器。前者吸收炉膛火焰的辐射热,秒速时时彩平台后者还吸收一部分对流热量。在10兆帕以上的电站锅炉中,一般都兼用屏式和蛇形管式两种过热器,以增加吸热量。敷在炉膛内壁上的墙式过热器为辐射式过热器,较少采用。包墙式过热器用在大容量的电站锅炉中构成炉顶和对流烟道的壁面,外面敷以绝热材料组成轻型炉墙。图为几种过热器的布置。装有过热器的小容量工业锅炉一般只用单级管组的对流式过热器即能满足要求。

  性能:锅炉运行工况的变化,例如负荷高低、燃料变化、燃烧工况变动等,都对过热器出口汽温有影响,所以在电站锅炉中都有调节锅炉出口汽温使其稳定在规定值的手段。

  锅炉负荷升高时,对流式过热器的进出口蒸汽温度升高值增大,辐射式过热器的温度升高值减小。若将对流式、辐射式和半辐射式过热器合理组合配置,则可在负荷、燃烧工况等变化时使出口汽温变化较小。过热器管组中各并联管子的吸热量和蒸汽流量在运行中都会有差别。为避免个别管子中温度过高,在大型锅炉中把过热器分成若干管组,用炉外的集箱对各管组蒸汽进行混合并用导汽管使各管组换位,以避免各管间出现过大的温度差。

  材料:过热器管壁金属在锅炉受压部件中承受的温度最高,因此必须采用耐高温的优质低碳钢和各种铬钼合金钢等,在最高的温度部分有时还要用奥氏体铬镍不锈钢。锅炉运行中如果管子承受的温度超过材料的持久强度、疲劳强度或表面氧化所容许的温度限值,则会发生管子爆裂等事故。

  利用锅炉尾部烟气的热量加热燃料燃烧所需空气以提高锅炉效率的热交换设备。空气预热器就是锅炉尾部烟道中的烟气通过内部的散热片将进入锅炉前的空气预热到一定温度的受热面。用于提高锅炉的热交换性能,降低能量消耗。

  使用时空预器缓慢旋转,烟气入口和空气入口不变。烟气进入空预器的烟气侧后排出,吸收了烟气热量的散热片在空预器的旋转下来到空气侧,将热量传递给空气。

  影响空气预热器性能的关键问题是:振动噪声漏风、腐蚀和堵灰。在设计管式空气预热器时,应合理地选用空气流速和管箱尺寸,或者沿气流方向加装防振隔板,以防止引起空腔共振。防振隔板还有消除噪声的作用。回转式空气预热器的漏风是一个重要问题,应从设计、制造、安装和运行等方面采取措施,使其在热状态下动静组件之间保持合理的密封间隙。燃用高硫燃料时,管式和回转式预热器均易产生腐蚀和堵灰。防止的措施有:在空气进口处加装暖风器或采用热风再循环;采用低氧燃烧或掺烧添加剂,以减少烟气中SO2 气体的生成量;定期吹灰,以保持受热面清洁;受热面采用耐腐蚀的材料等。

  按空气预热器的传热方式可将空气预热器分为导热式和再生式两大类。在导热式空气预器中最常用的是管式空气预热器。随着锅炉参数的提高和容量的增加,管式空气预热器的受热面也增大,这给尾部受热面的布置带来了困难。因此,在大容量机组中多数采用结构紧凑、质量较轻的回转式空气预热器。

  敷设在锅炉炉膛四周,由多根并联管组成的水冷包壳。主要吸收炉膛中高温燃烧产物的辐射热量,工质在其中做上升运动,受热蒸发。(一)、简介:

  水冷壁是锅炉的主要受热部分,它由数排钢管组成,分布于锅炉炉膛的四周。它的内部 为流动的水或蒸汽,外界接受锅炉炉膛的火焰的热量。

  敷设在锅炉炉膛内壁、由许多并联管子组成的蒸发受热面。水冷壁的作用是吸收炉膛中高温火焰或烟气的辐射热量,在管内产生蒸汽或热水,并降低炉墙温度,保护炉墙。在大容量锅炉中,炉内火焰温度很高,热辐射的强度很大。锅炉中有40~50%甚至更多的热量由水冷壁所吸收。除少数小容量锅炉外,现代的水管锅炉均以水冷壁作为锅炉中最主要的蒸发受热面。

  光管式水冷壁:由一般的锅炉钢管组成。管子排列越密对炉墙保护效果越好。炉墙广泛采用轻质耐火材料和保温材料。这些材料可以砌成炉墙,也可敷设在水冷壁上成为敷管式炉墙以便于安装。

  水冷壁材料一般用碳素钢。锅炉压力在14兆帕以上时也有部分用合金钢的。管子外径:自然循环锅炉一般用51~83毫米;多次强制循环锅炉和直流锅炉一般用22~60毫米。直流锅炉的水冷壁不像自然循环锅炉那样一定是直立式的,也可以是水平围绕或其他形式的。

  又称换热器和换热设备。使两种流体间进行热量交换而实现加热或冷却等目的的设备。

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