蒸汽發(fā)生器主要是按照
燃料分類的,可分為電蒸汽發(fā)生器、燃油蒸汽發(fā)生器、燃?xì)庹羝l(fā)生器等。
適用范圍
蒸汽發(fā)生器主要適用于制衣廠,干洗店,飯店,饃店,
食堂,
餐廳,廠礦,
豆制品廠等場所。
圖(1)和圖(2)為 120噸/時自然循環(huán)燃煤電站鍋爐的簡圖和燃燒系統(tǒng)示意圖。
(1) 在水汽系統(tǒng)方面,給水在加熱器中加熱到一定溫度,經(jīng)給水管道進(jìn)入省煤器,進(jìn)一步加熱以后送入鍋筒,與鍋水混合后沿下降管下行至水冷壁進(jìn)口集箱。水在水冷壁管內(nèi)吸收爐膛輻射熱形成汽水混合物經(jīng)上升管到達(dá)鍋筒中,由汽水分離裝置使水、汽分離。分離出來的飽和蒸汽由鍋筒上部流往過熱器,繼續(xù)吸熱成為450℃的過熱蒸汽,然后送往汽輪機。
(2) 在燃燒和煙風(fēng)系統(tǒng)方面,送風(fēng)機將空氣送入空氣預(yù)熱器加熱到一定
溫度。在磨煤機中被磨成一定細(xì)度的煤粉,由來自空氣預(yù)熱器的一部分熱空氣攜帶經(jīng)燃燒器噴入爐膛。燃燒器噴出的煤粉與空氣混合物在爐膛中與其余的熱空氣混合燃燒,放出大量熱量。燃燒后的熱煙氣順序流經(jīng)爐膛、凝渣管束、過熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器后,再經(jīng)過除塵裝置,除去其中的飛灰,最后由引風(fēng)機送往煙囪排向大氣。
循環(huán)方式
鍋爐循環(huán)方式是指鍋爐蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)水汽的流動方式,可分為自然循環(huán)、輔助循環(huán)、直流和復(fù)合循環(huán)。
煙氣凈化和灰渣處理
鍋爐煙氣中所含粉塵(包括飛灰和炭黑)、硫和氮的氧化物都是污染大氣的物質(zhì),未經(jīng)凈化時其排放指標(biāo)可能達(dá)到環(huán)境保護(hù)規(guī)定指標(biāo)的幾倍到數(shù)十倍??刂七@些物質(zhì)排放的措施有燃燒前處理、改進(jìn)燃燒技術(shù)、除塵、脫硫和脫硝等。借助高煙囪只能降低煙囪附近地區(qū)大氣中污染物的濃度。
煙氣除塵所使用的作用力有重力、離心力、慣性力、附著力以及聲波、靜電等。對粗顆粒一般采用重力沉降和慣性力的分離,在較高容量下常采用離心力分離除塵。靜電除塵器和布袋過濾器具有較高的除塵效率。濕式和文氏-水膜除塵器中水滴水膜能粘附飛灰,除塵效率很高,還能吸收氣態(tài)污染物。
燃煤鍋爐在運行中必然要排出大量爐渣和由除塵器收集的飛灰,一般用水力或機械的方法送至堆渣場。
20世紀(jì)50年代以來,人們努力發(fā)展灰渣綜合利用,化害為利。如用灰渣制造水泥、磚和混凝土骨料等建筑材料。70年代起又從粉煤灰中提取空心微珠,作為耐火保溫等材料。
熱平衡
計算鍋爐熱效率(簡稱鍋爐效率)的方法。鍋爐熱效率是指送入鍋爐的燃料熱量中得到有效利用的百分?jǐn)?shù)。近代電站鍋爐的效率可達(dá)90%以上;工業(yè)鍋爐的效率可達(dá)75%以上。
送入鍋爐的燃料熱量,除了有效利用的部分外,都以各種形式損失掉了,計有:排煙帶走的熱損失;飛灰、爐渣和爐排漏煤等所含未燃盡碳造成的固體不完全燃燒熱損失和散熱損失等。
為了考核性能和改進(jìn)設(shè)計,鍋爐常要經(jīng)過熱平衡
試驗。直接從有效利用能量來計算鍋爐熱效率的方法叫正平衡,從各種熱損失來反算效率的方法叫反平衡。考慮鍋爐房的實際效益時,不僅要看鍋爐熱效率,還要計及鍋爐輔機所消耗的能量。
單位質(zhì)量或單位容積的燃料完全燃燒時按化學(xué)反應(yīng)方程式計算出的空氣需求量稱為理論空氣量。為了使燃料在爐膛內(nèi)有更多的機會與氧氣接觸而燃燒,實際送入爐內(nèi)的空氣量總要大于理論空氣量。實際送入爐內(nèi)的空氣量與理論空氣量之比值稱為過量空氣系數(shù)。實際的爐膛出口過量空氣系數(shù)主要取決于燃料性質(zhì)和燃燒方式,一般在 1.05~1.5的范圍內(nèi)。雖然多送入空氣可以減少不完全燃燒熱損失,但排煙熱損失會增大,還會加劇硫氧化物腐蝕和氮氧化物生成。因此應(yīng)設(shè)法改進(jìn)燃燒技術(shù),爭取以盡量小的過量空氣系數(shù)使?fàn)t膛內(nèi)燃燒完全。如燃油鍋爐的過量空氣系數(shù)已有可能小于1.03。這種采用低過量空氣系數(shù)的燃燒技術(shù)稱為低氧燃燒。
鍋爐本體
鍋爐中的爐膛、鍋筒、燃燒器、水冷壁、過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器、構(gòu)架和爐墻等主要部件構(gòu)成生產(chǎn)蒸汽的核心部分,稱為鍋爐本體。鍋爐本體中兩個最主要的部件是爐膛和鍋筒。
①爐膛:又稱燃燒室,是供燃料燃燒的空間。將固體燃料放在爐排上進(jìn)行火床燃燒的爐膛稱為層燃爐,又稱火床爐;將液體、氣體或磨成粉狀的固體燃料噴入火室燃燒的爐膛稱為室燃爐,又稱火室爐;空氣將煤粒托起使其呈沸騰狀態(tài)燃燒、適于燃燒劣質(zhì)燃料的爐膛稱為沸騰爐,又稱流化床爐;利用空氣流使煤粒高速旋轉(zhuǎn)并強烈火燒的圓筒形爐膛稱為旋風(fēng)爐。
爐膛的橫截面一般為正方形或矩形。燃料在爐膛內(nèi)燃燒形成火焰和高溫?zé)煔?,所以爐膛四周的爐墻由耐高溫材料和保溫材料構(gòu)成。在爐墻的內(nèi)表面上常敷設(shè)水冷壁管,它既保護(hù)
爐墻不致燒壞,又吸收火焰和高溫?zé)煔獾拇罅枯椛錈帷?
蒸汽發(fā)生器 爐膛的結(jié)構(gòu)、形狀、容積和高度都要保證燃料充分燃燒,并使?fàn)t膛出口的煙氣溫度降低到熔渣開始凝結(jié)的溫度以下。
當(dāng)爐內(nèi)的溫度超過灰熔點時,灰便呈熔融狀態(tài)。熔融的灰渣顆粒在觸及爐內(nèi)水冷壁管或其他構(gòu)件時會粘在上面。粘結(jié)的灰粒逐漸增多,遂形成渣塊,稱為結(jié)渣。結(jié)渣會降低鍋爐受熱面的傳熱效果。嚴(yán)重時會堵塞煙氣流動的通道,影響鍋爐的安全和經(jīng)濟(jì)運行。
一般用爐膛容積熱負(fù)荷和爐膛截面熱負(fù)荷或爐排熱負(fù)荷表示其燃燒強烈程度。爐膛容積熱負(fù)荷是單位爐膛容積中每單位時間內(nèi)釋放的熱量。在鍋爐技術(shù)中常用爐膛容積熱負(fù)荷來衡量爐膛大小是否恰當(dāng)。容積熱負(fù)荷過大,則表示爐膛容積過小,燃料在爐內(nèi)的停留時間過短,不能保證燃料完全燃燒,使燃燒效率下降;同時這還表示爐墻面積過小,難以敷設(shè)足夠的水冷壁管,結(jié)果爐內(nèi)和爐膛出口處煙氣溫度過高,受熱面容易發(fā)生結(jié)渣。室燃爐的爐膛截面熱負(fù)荷是單位時間內(nèi)單位爐膛橫截面上燃料燃燒所釋放的熱量。在爐膛容積確定以后,爐膛截面熱負(fù)荷過大會使局部區(qū)域的壁面溫度過高而引起結(jié)渣。層燃爐的爐排熱負(fù)荷是單位時間內(nèi)燃料燃燒所釋放的熱量與爐排面積的比值。爐排熱負(fù)荷過高會使飛灰大大增加。
爐膛設(shè)計需要充分考慮使用燃料的特性。每臺鍋爐應(yīng)盡量燃用原設(shè)計的燃料。燃用特性差別較大的燃料時,鍋爐運行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性都可能降低。
蒸汽發(fā)生器 ②鍋筒:它是自然循環(huán)和多次強制循環(huán)鍋爐中接受省煤器來的給水、聯(lián)接循環(huán)回路,并向過熱器輸送飽和蒸汽的圓筒形容器。鍋筒筒體由優(yōu)質(zhì)厚鋼板制成,是鍋爐中最重的部件之一。
鍋筒的主要功能是儲水,進(jìn)行汽水分離,在運行中排除鍋水中的鹽水和泥渣,以避免含有高濃度鹽分和雜質(zhì)的鍋水隨蒸汽進(jìn)入過熱器和汽輪機中。這些鹽分和雜質(zhì)如在過熱器管和汽輪機通道上發(fā)生結(jié)垢、積鹽和腐蝕,會影響設(shè)備的經(jīng)濟(jì)安全運行。鍋爐出口的蒸汽一般都有一定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
鍋筒內(nèi)部裝置包括汽水分離和蒸汽清洗裝置、給水分配管、排污和加藥設(shè)備等。其中汽水分離裝置的作用是將從水冷壁來的飽和蒸汽與水分離開來,并盡量減少蒸汽中攜帶的細(xì)小水滴。中、低壓鍋爐常用擋板和縫隙擋板作為粗分離元件。中壓以上的鍋爐除廣泛采用多種型式的旋風(fēng)分離器進(jìn)行粗分離外,還用百頁窗、鋼絲網(wǎng)或均汽板等進(jìn)行進(jìn)一步分離。隨著水處理技術(shù)的提高,蒸汽分離裝置趨向于
簡化和定型化。排污裝置(包括連續(xù)排污和定期排污)能在鍋爐運行中排出一部分含有較高鹽分和泥渣的鍋水。鍋筒上還裝有水位表、安全閥等監(jiān)測和保護(hù)設(shè)施。
輔助設(shè)備
除鍋爐本體外,
蒸汽發(fā)生器 在電站鍋爐中還有許多配套的輔助設(shè)備:①
煤粉制備系統(tǒng),包括磨煤機、排粉機、粗粉分離器和煤粉管道等;②送、引風(fēng)系統(tǒng),包括送風(fēng)機、引風(fēng)機和煙風(fēng)道等;③
給水系統(tǒng),包括給水泵、閥門和管道等;④水處理系統(tǒng)(見鍋爐水處理);⑤灰渣系統(tǒng),包括出渣機、除塵器等;⑥自動控制和監(jiān)測系統(tǒng)(見鍋爐自動控制、鍋爐汽溫調(diào)節(jié))。




