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文檔簡(jiǎn)介
1、近年來,以天然氣等清潔燃料為主的環(huán)保型供熱系統(tǒng)在城市集中供熱系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用,燃?xì)忮仩t也在是向小型化、輕量化、高效率低污染、提高組裝化程度和自動(dòng)化程度的方向發(fā)展。特別是采用一些新型燃燒技術(shù)和強(qiáng)化傳熱技術(shù),使燃?xì)忮仩t的體積比以前大為降低,鍋殼式蒸氣鍋爐的熱效率已高達(dá)9293。其經(jīng)濟(jì)性、安全性、可使用性具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)鍋爐的高效率。環(huán)保型燃?xì)忮仩t,特別是蒸汽鍋爐,由于采用了低阻力型火管傳熱技術(shù)和低阻力高擴(kuò)展受熱面的緊湊型尾部受熱面,燃?xì)忮仩t的排煙溫度基本上和大容量的工業(yè)鍋爐相同,可達(dá)130140。(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。采用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的受熱面,對(duì)鍋殼式鍋爐,采用單波形爐膽和雙波形爐膽燃燒
2、,強(qiáng)化型傳熱低阻力火管,以及低阻型擴(kuò)展尾部受熱面。除此之外還可根據(jù)具體要求配備低溫過熱器(250)受熱面。對(duì)水管式鍋爐,采用膜式壁型爐膛,緊湊的對(duì)流受熱面,可配備引風(fēng)裝置,除此之外還可根據(jù)具體要求配備高溫過熱器(250)受熱面。(3)使用簡(jiǎn)易配套的輔機(jī)。給水泵、鼓風(fēng)機(jī)和其它一些輔機(jī)要和鍋爐本體一起裝配,且保證運(yùn)輸?shù)目煽啃浴?4)全智能化自動(dòng)控制并配有多級(jí)保護(hù)系統(tǒng)。不僅配有完善的全自動(dòng)燃燒控制裝置,更配有多級(jí)安全保護(hù)系統(tǒng),具有鍋爐缺水、超壓、超溫、熄火保護(hù)、點(diǎn)火程序控制及聲、光、電報(bào)警。(5)配備燃燒器(送風(fēng)機(jī))和煙道消音系統(tǒng),降低鍋爐運(yùn)行的噪音。(6)裝備自動(dòng)加藥裝置,水處理裝置。(7)配備其
3、它監(jiān)測(cè)和限制裝置,至少應(yīng)保證鍋爐24小時(shí)無監(jiān)督安全運(yùn)行。61 鍋爐的參數(shù)、型號(hào)和技術(shù)指標(biāo)611鍋爐參數(shù)6111工業(yè)鍋爐的參數(shù)鍋爐參數(shù)指鍋爐容量、工作壓力、工作溫度。工業(yè)蒸氣鍋爐的容量用額定蒸發(fā)量(D)表示。額定蒸發(fā)量(D)表明鍋爐在額定蒸氣壓力、蒸氣溫度、規(guī)定的鍋爐效率和給水溫度下,連續(xù)運(yùn)行時(shí)的必須保證的最大蒸發(fā)量,單位為t/h。工業(yè)熱水鍋爐以額定供熱量(Q)表示,其單位為MW。蒸氣鍋爐額定工作壓力和溫度是指未經(jīng)過熱器出口集箱主蒸氣閥出口處的過熱蒸氣壓力和蒸氣溫度,對(duì)于無過熱器的鍋爐,可用主蒸氣閥出口處的蒸氣壓力和溫度來表示;熱水鍋爐額定工作壓力和溫度是指額定熱水出水閥口處的熱水壓力和溫度。壓
4、力的單位用MPa,溫度的單位為。蒸氣鍋爐給水溫度是指進(jìn)省煤器的水溫度,對(duì)無省煤器的鍋爐是指進(jìn)入鍋爐鍋筒的水溫度;熱水鍋爐一般稱為額定進(jìn)口水溫度。6112 常壓熱水鍋爐的參數(shù)系列常壓熱水鍋爐是以水為介質(zhì),表壓力為零的固定式鍋爐。這種鍋爐本體開孔與大氣相通,在任何工況下鍋爐水位線處表壓力為零。常壓熱水鍋爐的系列參數(shù)應(yīng)符合表6-1的規(guī)定。表6-1 常壓熱水鍋爐的參數(shù)額定熱功率MW0.05,0.07,0.1,0.2,0.35,0.5,0.6,0.7,1.05, 1.4, 2.1,允許工作壓力MPa(表壓)0額定出口水溫度95額定進(jìn)口水溫度70注:額定出、進(jìn)口溫度可根據(jù)當(dāng)?shù)卮髿鈮毫吞厥馐褂脳l件進(jìn)行調(diào)整
5、,但應(yīng)保證其溫差為25K。額定出口水溫度系指在1個(gè)大氣壓力的數(shù)值。612 鍋爐型號(hào)6121 工業(yè)鍋爐產(chǎn)品型號(hào)的編制方法工業(yè)鍋爐產(chǎn)品型號(hào)由三部分組成,各部分之間用短橫線相連。表示如下:型號(hào)的第一部分表示鍋爐和燃燒設(shè)備的型式,共分三段。第一段用兩個(gè)漢語拼音字母代表鍋爐的總體型式(表6-2,表6-3),第二段用一個(gè)漢語拼音字母代表鍋爐的燃燒設(shè)備(表6-4),第三段用阿拉但數(shù)字表示蒸氣鍋爐的額定蒸發(fā)量為若干t/h或熱水鍋爐額定熱功率為若干MW。表6-2 鍋殼鍋爐總體型式代號(hào)鍋殼鍋爐總體型式代 號(hào)立式水管LS(立水)立式水管LH(立火)臥式外燃WW(臥外)臥式內(nèi)燃WN(臥內(nèi))注:臥式水火管快裝鍋爐總體型
6、式代號(hào)為DZ。表6-3 水管鍋爐總體型式代號(hào)水管鍋爐總體型式代 號(hào)單鍋筒立式DL(單立)單鍋簡(jiǎn)縱置式DZ(單縱)單鍋筒橫置式DH(單橫)雙鍋筒縱置式SZ(雙縱)雙鍋筒橫置式SH(雙橫)縱橫鍋筒式ZH(縱橫)強(qiáng)制循環(huán)式QX(強(qiáng)循)表6-4 燃燒設(shè)備代號(hào)燃燒設(shè)備代號(hào)固定爐排G(固)固定雙層爐排C(層)活動(dòng)手搖爐排H(活)鏈條爐排L(鏈)往復(fù)爐排W(往)拋煤機(jī)P(拋)振動(dòng)爐排Z(振)下飼爐排A(下)沸騰爐F(沸)室燃爐S(室)型號(hào)的第二部分表示介質(zhì)參數(shù),共分二段,中濁以斜線相連。第一段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示額定蒸氣壓力或允許工作壓力為若干MPa;第二段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示額定過熱蒸氣溫度或出口水溫度和進(jìn)口水溫
7、度,單位為。蒸氣溫度為飽和溫度時(shí),型號(hào)的第二部分無斜線和第二段。型號(hào)的第三部分表示燃料種類。以漢語拼音字母代表燃料種類,同時(shí)以羅馬數(shù)字代表燃料品種分類與其并列(表6-5)。如同時(shí)使用幾種燃料,主要燃料放在前面。表6-5 燃料種類代號(hào)燃料品種代號(hào)I類劣質(zhì)煤LTIII類無煙煤WIIII類煙煤AI柴油YC重油YZ天燃?xì)釷T焦?fàn)t煤氣QJ液化石油氣QY油母頁巖YM其它燃料T工業(yè)鍋爐如為氣水(熱水、開水)兩用或三用鍋爐,以鍋爐的主要功能來編制產(chǎn)品型號(hào)。例如:WNS 10-1.25-YCQT表示鍋殼式、臥式、內(nèi)燃、室燃,額定蒸發(fā)量為10t/h,額定工作壓力1.25MPa,蒸氣溫度為飽和溫度194(由飽和壓力
8、確定),燃用輕柴油或天然氣兩用,以燃用輕柴油為主的蒸氣鍋爐;WNS4.2-1/115/70-QJ表示鍋殼式、臥式、內(nèi)燃、室燃,額定熱功率為4.2MW,額定工作壓力為1.0MPa,熱水溫度為115,進(jìn)水溫度為70,燃用焦?fàn)t煤氣的熱水鍋爐。6122 常壓熱水鍋爐產(chǎn)品型號(hào)的編制方法參見常壓熱水鍋爐的產(chǎn)品型號(hào)也由三部分組成,和工業(yè)鍋爐產(chǎn)品型號(hào)的編制方法基本相同,所不同的是型號(hào)的第一部分由常壓鍋爐的代號(hào)(C)、鍋爐總體型式和燃煤設(shè)備組成。例如:CWNS1.4-95/70-YZ表示常壓鍋殼式、臥式、內(nèi)燃、室燃,額定熱功率為1.4MW,額定工作壓力0.0MPa,額定出水口溫度為95,額定進(jìn)口水溫度為70。燃
9、用重油的熱水鍋爐。62 幾種常見燃?xì)忮仩t621 鍋殼式(火管式)燃?xì)忮仩t鍋殼式燃?xì)忮仩t是環(huán)保型鍋爐的主要形式,鍋殼式可分為立式和臥式兩種類型。其中立式鍋爐容量較小,臥式鍋爐一般具有較大的容量。6211 立式鍋殼式燃?xì)忮仩t現(xiàn)代中小型燃?xì)忮仩t趨向于快裝化、輕型化、自動(dòng)化。立式鍋爐由于結(jié)構(gòu)筒單、安裝操作方便、占地面積小,應(yīng)用較廣。新型的立式鍋爐效率可達(dá)8590,一般為蒸氣鍋爐。立式鍋殼式燃?xì)忮仩t容量一般在1.0t/h以下,蒸氣壓力一般在1.0MPa以下。用于熱水供應(yīng)系統(tǒng)的鍋爐容量可達(dá)1.4MW。比較常用的型式有燃燒器頂置式兩回程套筒式無管鍋爐(圖61a),b),這種鍋爐較有特色,主要依靠爐膛的高溫輻
10、射換熱和強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)氣流的對(duì)流換熱來加熱工質(zhì),鍋爐本體為套筒式,一般在0.5t/h以下爐膛采用平直爐膽,0.5t/h以上爐膛采用波紋與平直組合爐膽。采用旋轉(zhuǎn)火焰沿爐膽下行,高溫?zé)煔鉀_刷焊在鍋筒筒體外側(cè)的擴(kuò)展對(duì)流受熱面進(jìn)行均勻的對(duì)流換熱,這種肋片均勻地焊在鍋筒四周整個(gè)長(zhǎng)度上,充分利用了煙氣余熱,而且對(duì)流受熱面煙氣阻力不大,一般可將排煙溫度降到合理的程度。該鍋爐占地面積小,操作維護(hù)簡(jiǎn)便,對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)能力強(qiáng),沒有水管鍋爐爆管的危險(xiǎn)。第二種立式鍋殼式燃?xì)忮仩t為燃燒器下側(cè)置式(圖61c),一般為熱水鍋爐,其容量一般為0.7MW以下,因?yàn)槿萘枯^小,燃燒器功率小,克服的煙氣阻力較小,火焰形狀受到爐膽的極大限制,
11、得不到完全展開式火焰。垂直的第二回程煙管管徑較大,管程較短,煙氣流速較低,無論是爐膽還是對(duì)流煙管都不是非常適合燃?xì)馓匦缘慕Y(jié)構(gòu),材料的利用率低。但是這種鍋爐燃燒器下置式比較適合家用的習(xí)慣,因而得到了很大發(fā)展,此種鍋爐的效率需待進(jìn)一步提高。第三種為回焰式爐膛的強(qiáng)化傳熱和對(duì)流煙管的組合結(jié)構(gòu)(圖61d)。這種結(jié)構(gòu)是在臥式中心回焰燃?xì)忮仩t的基礎(chǔ)上,對(duì)煙管進(jìn)行了符合蒸氣條件的改裝后而成,因?yàn)槠錈煔獾牧鲃?dòng)有兩程均為由上下行,因而此種鍋爐一般只能采用單回程煙管,而且煙管必須設(shè)置擾流子或采用強(qiáng)化傳熱式煙管。這種鍋爐的火焰亦可以自由伸展,且采用中心回焰燃燒,爐膛綜合輻射對(duì)流換熱比較強(qiáng),其排煙溫度也比較合理,其缺點(diǎn)
12、是對(duì)燃燒器所克服的背壓有一定的要求。另外,還有一些小型立式鍋爐制成板式受熱面,或采用鑄鐵片式鍋爐,這兩種鍋爐在小型家用采暖爐的應(yīng)用上有很大發(fā)展,特別是鑄鐵片式采暖爐,耐腐蝕,造價(jià)低,使用壽命長(zhǎng),很受用戶歡迎。圖61e)給出的是具有悠久歷史的板式受熱面鍋爐,這種鍋爐在對(duì)流受熱面的布置上有較大余度,比較適合燃用氣體的鍋爐。6212 臥式鍋殼式燃?xì)忮仩t燃?xì)忮仩t在組裝化、大型化、自動(dòng)化方面比燃煤鍋爐有突出的優(yōu)點(diǎn)。其中,臥式鍋殼式燃?xì)忮仩t受到很大重視,其特點(diǎn)如下:(1)高、寬度尺寸較小,適合組裝化對(duì)外形尺寸的要求,而鍋殼式結(jié)構(gòu)也使鍋爐的圍護(hù)結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化,比組裝式水管鍋爐具有明顯的優(yōu)點(diǎn);(2)采用微正壓燃
13、燒時(shí),密封問題比較容易解決,而且火筒的形狀有利于燃?xì)忮仩t的火焰形狀;(3)由于采用了強(qiáng)化傳熱的異型煙管作為對(duì)流受熱面,其傳熱性能超過一般水管鍋爐的橫沖管束的水平,使燃?xì)忮仩t結(jié)構(gòu)更加緊湊;(4)這種鍋爐在燃?xì)獗〞r(shí),鍋爐本體受破壞的可能性小,因?yàn)槠錈煔馔ǖ赖某袎耗芰Ρ人苠仩t高;(5)對(duì)水處理要求較低,水容積較大,對(duì)負(fù)荷變化的適應(yīng)性強(qiáng)。臥式火管鍋爐常用的煙管結(jié)構(gòu)形式,主要區(qū)別是采用煙氣的回程數(shù)。大多是三回程的,此外還有用二回程和四回程,甚至五回程的。二、四回程的煙囪在爐前,安裝使用不方便;五回程的結(jié)構(gòu)太復(fù)雜,一般少用。臥式鍋殼式燃?xì)忮仩t容量一股在1t/h以上,其最大容量可達(dá)2025t/h,工作壓
14、力可以達(dá)到1.62.5MPa。熱負(fù)荷小(10MW)的鍋爐采用單爐膽布置,熱負(fù)荷大(10MW)的鍋爐采用雙爐膽布置。一般臥式鍋殼式燃?xì)庹魵忮仩t的熱效率在87左右,排煙溫度一般為250;環(huán)保型燃?xì)忮仩t的排煙溫度基本上和大容量的工業(yè)鍋爐相同,可達(dá)130140。其熱效率可達(dá)到93左右。圖61 立式鍋殼式燃?xì)忮仩t形式a)套筒式無管鍋爐(側(cè)入式) b) 套筒式無管鍋爐(均勻式)c)燃燒器下側(cè)置式d)中心回焰結(jié)構(gòu) e)鑄鐵片式結(jié)構(gòu)臥式鍋殼式燃?xì)忮仩t的結(jié)構(gòu)比較固定,其變化主要是對(duì)前后煙箱、尾部受熱面的布置進(jìn)行改革,主要結(jié)構(gòu)型式有干背式順流燃燒鍋爐、濕背式順流燃燒鍋滬和濕背式中心回焰燃燒鍋爐(圖62)。計(jì)算結(jié)果
15、表明: (1)1t/h以下的鍋爐可以采用干背式順流燃燒鍋爐結(jié)構(gòu)(圖62a); (2)2t/h以下的蒸氣鍋爐可以采用濕背式中心回焰燃燒鍋爐結(jié)構(gòu)(圖62c)。濕背式中心回焰燃燒熱水鍋爐最大容量可達(dá)到28MW,而其最小容量往下可延伸到0.05MW;是1.4MW以下臥式熱水鍋爐的最佳結(jié)構(gòu)。(3)2t/h以上的蒸氣鍋爐均可采用濕背式順流燃燒鍋爐結(jié)構(gòu)(圖62b),大型的環(huán)保型燃?xì)庹魵忮仩t一般采用這種鍋爐結(jié)構(gòu),這種鍋爐也使其它受熱面(過熱器、尾部受熱面)的布置更加靈活,而且可根據(jù)熱負(fù)荷的大小選擇單爐膽或雙爐膽結(jié)構(gòu)。臥式鍋殼式鍋爐總體上可分為干背和濕背式結(jié)構(gòu),圖62a)為干背式鍋爐簡(jiǎn)圖??梢钥闯?,由燃燒器噴出
16、燃料點(diǎn)燃后生成的燃燒產(chǎn)物到達(dá)爐膽的另一端后,經(jīng)耐火磚隔成的煙室折轉(zhuǎn)進(jìn)入煙管,多為二、三回程結(jié)構(gòu)。干背式鍋爐結(jié)構(gòu)、制造工藝簡(jiǎn)單,制造工時(shí)省,但經(jīng)過幾年的運(yùn)行暴露出來的問題很多,干背式結(jié)構(gòu)鍋爐的燃燒器噴出燃料點(diǎn)燃后生成的燃燒產(chǎn)物在面積有限的爐膽內(nèi)換熱,爐膛出口的高溫?zé)煔庵苯雍秃鬅熛渖w接觸和沖刷,后煙箱蓋多為耐火磚制成,容易損壞,不得不經(jīng)常停爐修理,縮短了鍋爐的正常運(yùn)行周期。鍋爐容量越大,這一情況越嚴(yán)重。但隨著鍋爐容量的減小,爐膽的相對(duì)面積增加,爐膽出口煙溫干背式結(jié)構(gòu),而這一結(jié)構(gòu)顯然不適合容量較大的鍋爐。圖62b)是全濕背式順流燃燒式結(jié)構(gòu),這種濕背式結(jié)構(gòu)被較多地用于燃?xì)忮仩t,主要是因?yàn)樵撳仩t的濕背式
17、結(jié)構(gòu)避免了干背式結(jié)構(gòu)后煙箱蓋受高溫?zé)煔庵苯記_刷容易損壞,不得不經(jīng)常停爐修理的缺點(diǎn),從而延長(zhǎng)了鍋爐的正常運(yùn)行周期,大大降低了維護(hù)費(fèi)用。另外經(jīng)過爐膽和第一回程煙管的換熱,至前煙箱時(shí)煙溫己較低,使得前煙箱門的制造簡(jiǎn)單。但這一結(jié)構(gòu)的回燃室制造起來比較復(fù)雜,裝配起來也比較困難,要增加很多輔助部件。這種鍋爐在熟練制造工藝的前提下,無論是燃燒過程還是結(jié)構(gòu)本身以及運(yùn)行都具有最高的可靠性。目前已制造出12t/h,15t/h,20/h蒸氣鍋爐。圖62c)是全濕背式中心回焰燃燒結(jié)構(gòu),這種懸浮式全濕背爐膽是英國(guó)換熱器公司的一項(xiàng)技術(shù)革新,后來日本川崎重工的KS型鍋爐和平川鐵工所的MP-800,東京煤氣公司的MP2000
18、,還有意大利NVA型熱水鍋爐也都相繼采用了這種結(jié)構(gòu)。這種類型的鍋爐若為蒸氣型一般采用軸對(duì)稱向下偏置,若為熱水鍋爐時(shí)則往往采用中心對(duì)稱。該結(jié)構(gòu)有如下幾個(gè)特點(diǎn):圖62 臥式鍋殼式鍋爐的三種常見結(jié)構(gòu)a) 干背式鍋爐;b)全濕背順流燃燒式;c)全濕背中心回焰式(1)受熱面積的優(yōu)化利用。根據(jù)爐膛輻射換熱量和溫度的四次方成正比的原理,該爐爐膽空間大,有效輻射受熱面大,爐膛輻射吸熱量占總吸熱量的比例大。(2)爐內(nèi)氣流組織均勻。由于高速火焰對(duì)回流的卷吸作用爐內(nèi)的溫度場(chǎng)極為均勻,且降低了火焰的溫度,可有效地抑制NOx的生成,是一種利于環(huán)境的燃燒方式。同時(shí)由于回流的紊流作用增加了氣流和壁面的對(duì)流換熱,特別當(dāng)在火焰
19、中心附近設(shè)置波紋爐膽時(shí),對(duì)流換熱更加強(qiáng)烈。(3)煙管管束為單回程,有效地降低了本體的煙風(fēng)阻力??娠@著降低鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行電耗且該鍋爐不需要引風(fēng)機(jī),降低了對(duì)燃燒器所克服背壓的要求。(4)散熱損失少,可獲得比其它結(jié)構(gòu)更高的熱效率。和干背式比,沒有后煙箱蓋的散熱,和其它濕背式鍋爐相比,因?yàn)楸倔w的流阻小,其前煙箱蓋可采用夾層風(fēng)冷的兩層結(jié)構(gòu),燃燒用的空氣從耐火層外側(cè)進(jìn)入,一方面起冷卻作用,降低煙箱蓋的表面溫度,另一方面被預(yù)熱的空氣可強(qiáng)化燃燒。(5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,符合鍋爐制造廠制造工藝的要求,也符合用戶對(duì)運(yùn)行和維修的要求。(6)全濕背式中心回燃結(jié)構(gòu)也存在一些缺點(diǎn):由于鍋爐容量太小時(shí),爐膽受熱面積的相對(duì)增加量比較大
20、,輻射吸熱量很大,低溫回流的卷吸作用將影響燃燒的穩(wěn)定。故這種結(jié)構(gòu)不宜在容量太小的鍋爐上采用。另外這種結(jié)構(gòu)對(duì)前煙室的要求較高。圖63示出了典型的全濕背式順流燃燒式結(jié)構(gòu)的和燃?xì)忮仩t。圖63 典型的全濕背式順流燃燒式結(jié)構(gòu)的燃?xì)忮仩t1保溫層;2前后管板;3爐膽;4鍋殼;5觀火孔;6保溫層;7煙管;8回燃室622 水管燃?xì)忮仩t在中小型鍋爐的范圍內(nèi),水管鍋爐比鍋殼式鍋爐在如下幾個(gè)方面具有明顯的優(yōu)勢(shì):(1)能適應(yīng)鍋爐參數(shù)(工質(zhì)溫度和壓力)提高的要求。從工業(yè)生產(chǎn)的角度講,更高的蒸氣溫度和壓力可降低工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的重量和尺寸,提高生產(chǎn)效率。而以爐膽和鍋殼為主要受壓元件的鍋殼式鍋爐當(dāng)用于高的溫度和壓力時(shí)會(huì)顯著增大受
21、壓件的壁厚,不僅增加鍋爐的鋼耗量。而且使鍋爐受熱面的布置和鍋爐的運(yùn)行缺乏靈活性。(2)各種受熱面的布置比較靈活。不僅能較方便地設(shè)置尾部的空氣預(yù)熱器和省煤器,還可以根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的需要,設(shè)置過熱器。(3)有更高的安全裕度。水管鍋爐的汽包不承受直接的輻射和火焰沖擊,安全性較高,另外其承受直接輻射和火焰沖擊的受熱面管件如果發(fā)生爆管事故也比鍋殼式鍋爐爐膽發(fā)生破裂的危害程度小。 但是,水管鍋爐對(duì)水質(zhì)要求較高,生產(chǎn)時(shí)需要更大型、更先進(jìn)的焊接、加工設(shè)備。中小型水管燃?xì)忮仩t也有立式和臥式兩種。在2t/h以下的范圍內(nèi),立式水管鍋爐得到了很大程度的發(fā)展。6221 立式水管燃?xì)忮仩t小型立式水管燃?xì)忮仩t在國(guó)外獲得了廣泛
22、應(yīng)用,形成了較有影響的且比較固定的幾種結(jié)構(gòu)型式。立式水管燃?xì)忮仩t占地面積小、結(jié)構(gòu)緊湊、獨(dú)特,制造比較精巧,但其對(duì)水質(zhì)的要求比較高,對(duì)自動(dòng)控制和輔助設(shè)施的要求同樣比較高,如這些鍋爐必須配備自動(dòng)加藥器和自動(dòng)給水軟化器,需要經(jīng)常的維護(hù)和檢查。立式水管鍋爐的結(jié)構(gòu)比較緊湊,爐體為燃燒器頂置式,上下矩形集箱之間焊有二圈水管,燃料在爐膛內(nèi)燃燒后經(jīng)側(cè)面出口進(jìn)入二圈水管之間進(jìn)行橫向沖刷后至煙囪,這樣鍋爐效率大大提高,排煙溫度降低。圖64結(jié)出了三種比較常用的立式水管鍋爐的示意圖,其中圖64a)和圖64b)的差別主要是煙氣橫向沖副煙管的方式不同。圖64c)和圖64a),b)的差別主要在于煙管周向節(jié)距的不同,圖64c
23、)采用了煙管和扁鋼焊接而成的膜式水冷壁。圖65a)是美國(guó)克雷登(Clayton)公司生產(chǎn)的立式盤管式的快速蒸氣發(fā)生器,該鍋爐結(jié)圖64 三種立式直流鍋爐的示意圖a) 不對(duì)稱煙氣對(duì)流沖刷;b)對(duì)稱式煙氣對(duì)流沖刷;c)不對(duì)稱式膜式壁煙氣沖刷圖65 盤管式快速蒸氣發(fā)生器a) layton鍋爐;b)Garioni鍋爐圖66 燃燒火焰圖形圖67 煙氣及水逆向流動(dòng)構(gòu)比較獨(dú)特,采用了一些比較先進(jìn)的制造技術(shù),設(shè)計(jì)比較考究,但同樣對(duì)水質(zhì)和操作管理提出了更高的要求;該鍋爐結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,主要受壓元件為盤管和氣水分離器。它采用單一的鍋爐盤管,自給水入口至氣水分離器出口為單一的螺旋形鍋爐管。即從鍋爐進(jìn)水口到蒸氣出口只有一
24、個(gè)通道。盤管是由一根螺旋形的、分段放大的、不同直徑的管子制成,以適應(yīng)當(dāng)流體流經(jīng)盤管被加熱后密度的變化并達(dá)到控制流體的流速。同時(shí)強(qiáng)制循環(huán)的水高速通過管子可分散氣泡,以利于有效的熱交換。鍋爐受壓元件均采用焊接連接。由于采用盤管,受熱后能自由伸縮,所以鍋爐運(yùn)行后產(chǎn)生的熱膨脹對(duì)鍋爐的影響較小。這種鍋爐的燃燒器位于鍋爐底部,燃燒火焰從下向上噴射,形成一心狀火焰,保證燃燒穩(wěn)定,火焰充滿度好,燃燒效率高(見圖66)。 鍋爐的煙氣流向和盤管內(nèi)水的流向采用逆流布置,鍋爐煙氣自下而上,水流自上而下,見圖67。由于盤管進(jìn)口段內(nèi)的給水溫度比較低,它能充分吸收煙氣放出的熱量,使排煙溫度比較低,提高了鍋爐效率??死椎清仩t
25、由于采用直流盤管結(jié)構(gòu),無大型的鍋筒,傳熱采用逆流布置,傳熱效率高,并且鍋爐本體、氣水分離器、水泵、風(fēng)機(jī)、泵、燃燒器、控制箱等組裝在一起,因而重量輕、體積小、占地少、運(yùn)輸安裝方便。 圖65b)屬煙道間隔式盤管鍋爐,其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,適宜于制造小型快速蒸氣發(fā)生器。6222 臥式水管燃?xì)忮仩t考慮到緊湊和運(yùn)輸?shù)姆奖?,中小型水管燃?xì)忮仩t以臥式居多,比較常見的有D型,A型和O型,如圖68所示。其共同特點(diǎn)是燃燒器水平安裝,操作和檢修比較方便;寬、高尺寸較小。受熱面的布置沿長(zhǎng)度方向有很大的裕度,利于快裝,可組裝生產(chǎn)。但是隨著自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展,鍋殼式鍋爐的運(yùn)行控制水平日漸提高,安全性增強(qiáng),鍋殼式鍋爐也正在向稍大
26、的容量發(fā)展,而且有的鍋殼式鍋爐上也可以布置過熱器,再加上煙管的強(qiáng)化傳熱技術(shù)的發(fā)展,一般來說容量大于10t/h或15t/h以上,水管鍋爐的優(yōu)勢(shì)是很突出的。圖68臥式水管鍋爐的主要型式D型,A型和O型燃?xì)忮仩t中,D型用得最多,D型在布置過熱器和省煤器方面更加靈活,如圖69所示為D型鍋爐的一種,被稱為SZS雙縱鍋筒鍋爐。這種雙鍋筒的D型鍋爐需要兩個(gè)氣包,金屬耗量大,除氣包外,其它受壓元件還有水冷壁管、對(duì)流管束、集中下降管和集箱等。 圖69 SZS型雙鍋筒縱置式鍋爐圖610給出的是爐體呈O型布置的帶縱向鍋筒的燃?xì)忮仩t,這種鍋爐的形狀類似于火車皮的外形,注意尺寸要求就極利于鍋爐的快裝化,爐膛在長(zhǎng)度方向發(fā)
27、展也極適合于燃?xì)饣鹧娴男螤睢D610 爐體呈O型布置的帶縱向鍋筒的燃?xì)忮仩t63 燃煤鍋爐的燃?xì)飧脑祀S著能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整、環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高,我國(guó)開始強(qiáng)制推行清潔燃料供熱和采暖。如北京市,從1997年開始將三環(huán)路以內(nèi)各機(jī)關(guān)、事業(yè)單位、餐館等公共服務(wù)設(shè)施現(xiàn)有的燃煤爐灶全部改用天然氣,市區(qū)內(nèi)分散的中、小型燃煤鍋爐逐步改燒天然氣;上海市,內(nèi)環(huán)線內(nèi)不允許新建燃煤鍋爐房;西安市從1998年開始,二環(huán)路以內(nèi)不再批建燃煤鍋爐,一律采用天然氣鍋爐,并已通過政府的一些優(yōu)惠政策限期要求原有燃煤鍋爐的單位對(duì)鍋爐進(jìn)行燃?xì)飧脑?。因此,將正在運(yùn)行的中小型燃煤鍋爐改造成燃?xì)饩统蔀槲覀兠媾R的任務(wù)之一。631改造原則燃?xì)夂腿济旱奶?/p>
28、性存在很大的差異。主要表現(xiàn)如下: (1)燃?xì)鈺r(shí),爐內(nèi)火焰輻射傳熱比燃煤時(shí)弱; (2)燃?xì)鈺r(shí),三原子氣體特別是水蒸氣的輻射能力比燃煤時(shí)強(qiáng); (3)燃?xì)鈺r(shí),受熱面的的積灰和污染比燃煤時(shí)大為減輕,增大了傳熱溫差和熱有效系數(shù),一般燃?xì)鈺r(shí)的對(duì)流受熱面的熱有效系數(shù)比燃煤時(shí)增加20,比燃油時(shí)增加10; (4)燃?xì)鈺r(shí)的過量空氣系數(shù)比燃煤時(shí)小很多,如果改燃?xì)夂箦仩t出力不變,則煙氣流速將明顯降低,另一方面也表明如果增大燃?xì)饬?,可適當(dāng)提高鍋爐的出力。采用層燃方式燃煤時(shí),爐膛內(nèi)有一個(gè)高溫燃燒著的燃料層,形成強(qiáng)烈的輻射面;同時(shí)爐內(nèi)煙氣中的飛灰也形成固體輻射,這些都是燃煤鍋爐爐內(nèi)輻射傳熱的有利因素。燃?xì)鈺r(shí),煙氣中沒有固體
29、輻射,但三原子氣體輻射比燃煤時(shí)強(qiáng)。這是因?yàn)槿細(xì)鈺r(shí)煙氣中水蒸氣含量比燃煙煤時(shí)約高1倍。雖然CO2含量相應(yīng)降低,但水蒸氣的輻射能力比CO2強(qiáng),三原子氣體的總輻射能力還是比燃煤時(shí)強(qiáng)。另外,燃?xì)鈺r(shí)輻射受熱面的積灰和污染大大減輕,增大了傳熱溫差。所以層燃的燃煤鍋爐改燃?xì)夂螅瑺t膛出口煙氣溫度變化不大或略有升高。如果在爐內(nèi)裝有比較有效的二次輻射裝置,則爐膛出口煙溫還可能比燃煤時(shí)低。一般層燃的燃煤鍋爐改燃?xì)夂?,鍋爐熱效率能提高1015以上。這是因?yàn)槭軣崦娴奈廴竞头e灰明顯減輕,傳熱條件改善;排煙中過??諝庀禂?shù)和排煙溫度都有所降低,而且沒有固體不完全燃燒損失,氣體不完全燃燒損失也可控制得比較小。對(duì)于鍋爐和燃用煤粉
30、的鍋爐改燃?xì)夂鬅嵝释岣吆苌伲袝r(shí)甚至略有降低。這是因?yàn)殄仩t和煤粉爐的各項(xiàng)損失原來就比較小,改燃?xì)夂髱淼暮锰幉⒉惶黠@,而排煙熱損失卻因煙氣中水蒸氣含量較高而增大了。層燃燃煤鍋爐改燃?xì)夂?,出力可提?050。這時(shí),如果燃燒器選擇恰當(dāng),鍋爐的鼓、引風(fēng)機(jī)一般不需要更換。如果采用引射式燃燒器,也可以不用鼓風(fēng)機(jī)。燃煤鍋爐改燃?xì)鈺r(shí),還有下列幾個(gè)特點(diǎn):(1)改燃?xì)夂?,?duì)流受熱面的煙速不受飛灰磨損條件的限制,因而可以適當(dāng)提高煙速。例如,可以加多煙程、增設(shè)煙氣擋板等,提高對(duì)流受熱面的傳熱系數(shù),在不增加鍋爐受熱面的情況下,使鍋爐出力明顯提高。(2)燃煤鍋爐一般爐膛容積都比較大,改燃?xì)夂笤龃笕細(xì)饬吭谌紵喜?/p>
31、會(huì)有困難。同時(shí)可以利用燃煤比較大的爐膛容積,適當(dāng)增加爐內(nèi)的輻射受熱面,例如,在燃煤時(shí),由于燃燒要求未能敷設(shè)水冷壁的爐墻上可加設(shè)水冷壁;還可裝設(shè)雙面曝光的水冷壁及屏式受熱面。這樣,提高了鍋爐的出力,而又不增大鍋爐的體積。這是燃煤鍋爐改燃?xì)鈺r(shí)增大鍋爐出力優(yōu)先選擇的方案。(3)對(duì)于有除灰層(雙層布置)的鍋爐改燃?xì)鈺r(shí),可以把爐膛向下加大,增加水冷壁和尾部受熱面以提高出力。這也是燃煤鍋爐改燃?xì)鈺r(shí)可供選擇的較好方案。(4)燃?xì)馊紵鬅煔庵兴魵獾暮勘热紵熋簳r(shí)要多1倍左右。比無煙煤多3倍左右,充分利用這一部分水蒸氣的汽化潛熱是提高燃?xì)饫寐实挠行Т胧?。在有熱水供?yīng)負(fù)荷的地方,增設(shè)用煙氣直接接觸加熱水的省煤
32、器,可以使鍋爐的熱效率提高到9096(按煤氣的高熱值計(jì)算)。為了提高熱水溫度,可以把這種省煤器與一般表面式省煤器或加熱器聯(lián)合使用。(5)采用層燃方式的燃煤鍋爐,有一個(gè)燃燒著的燃料層,在爐內(nèi)形成強(qiáng)烈的輻射。而燃?xì)鈺r(shí)火焰輻射能力較低。為此,可以采取措施增強(qiáng)爐內(nèi)的輻射傳熱。對(duì)中小型鍋爐,目前比較有效的辦法是采用輻射式燃燒器和在爐內(nèi)設(shè)置二次輻射裝置。輻射式燃燒器和二次輻射裝置的傳熱過程是:高溫?zé)煔庖詫?duì)流和輻射的方式(主要是對(duì)流的方式)把熱量傳給輻射面,使輻射面溫度升高到8001300;高溫輻射面再以輻射的方式把熱量傳給爐內(nèi)受熱面。燃煤鍋爐改裝燃?xì)猓€要考慮以下具體情況: (1)如果燃煤鍋爐在安裝使用之
33、前就決定改為燃?xì)忮仩t,這時(shí),允許對(duì)鍋爐的結(jié)構(gòu)和布置進(jìn)行比較大的修改,使其盡量適于燃?xì)?。特別對(duì)那些散裝出廠的鍋爐,可供選擇的改裝方案就更多。一般在這種情況下改裝燃?xì)獾闹行⌒湾伓剩鶓?yīng)單層布置,取消原燃煤的除灰層,以簡(jiǎn)化鍋爐房的結(jié)構(gòu),方便操作。燃煤時(shí)的燃燒設(shè)備,運(yùn)煤除灰系統(tǒng)不再需要安裝。層燃鍋爐所必須的前后拱管束,在安裝時(shí)應(yīng)改為垂直管束。未布置水冷壁的爐墻可加設(shè)水冷壁。燃煤時(shí)煙道部分的落灰斗、吹灰器等設(shè)備在時(shí)可予以保留,在燃?xì)鈺r(shí)可不裝。 (2)對(duì)于已在使用的燃煤鍋爐改燃?xì)鈺r(shí),一般應(yīng)拆除原有的燃燒設(shè)備,如給煤機(jī)、爐排等。但應(yīng)盡量利用原鍋爐的鼓(引)風(fēng)機(jī)。在鍋爐出力有較大提高而原配鼓(引)風(fēng)機(jī)的容量不
34、夠時(shí),首先應(yīng)考慮提高風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,以節(jié)省改裝費(fèi)用。這時(shí)燃燒器的容量,應(yīng)考慮到改燃?xì)夂螅仩t出力可以明顯提高的普遍情況。一般可按鼓(引)風(fēng)機(jī)的能力反算燃?xì)饬俊H紵鞯目諝庾枇?,不?yīng)超過鼓風(fēng)機(jī)所能提供的壓頭。燃煤時(shí)的前后拱管束在沒有可能改為垂直管束時(shí),至少應(yīng)取掉其上的掛磚,以增大其吸熱量。(3)為了使改造后的燃?xì)忮仩t能夠處于較佳的運(yùn)行狀態(tài),達(dá)到改造設(shè)計(jì)的出力,對(duì)容量較大的燃煤鍋爐應(yīng)進(jìn)行燃?xì)飧脑斓臒崃妥枇τ?jì)算;對(duì)和鍋筒、集箱連接的受熱面進(jìn)行改造時(shí),還需要對(duì)鍋爐的強(qiáng)度進(jìn)行核算。在熱力計(jì)算時(shí)主要計(jì)算改造后所需要的燃?xì)饬?,輻射和?duì)流受熱面的吸熱比例,對(duì)流受熱面的煙氣流速等。632 (C)LSG,(C)LSS
35、小型立式生活燃煤鍋爐的燃?xì)飧脑炷壳傲⑹叫⌒腿济荷詈凸I(yè)鍋爐的形式比較多,比較常用的主要有LSG和LSS,兩種鍋爐均燃用優(yōu)質(zhì)煙煤,多采用自然引風(fēng)和排煙,有一個(gè)比較高的煙囪,也有帶鼓風(fēng)機(jī)的,但此時(shí)鼓風(fēng)機(jī)僅用于送風(fēng),不作排煙之用,LSG型目前在全國(guó)分布比較廣,其中大部分依靠單爐排消煙,采用層燃燃燒方式,消煙效果好,出力足。另一種使用較多的是LSS立式雙層爐排鍋爐,雙層爐排鍋爐和LSG型主要結(jié)構(gòu)差別除了多了一套水冷爐排外,主要在于爐拱離固定爐排的距離有差別,亦即LSS鍋爐的爐膛容積比LSG要大一些,筒體的直徑?jīng)]有太大的差別。6321 (C)LSG,(C)LSS燃煤鍋爐的改造特點(diǎn)(1)(C)LSG,(
36、C)LSS燃煤鍋爐爐膛結(jié)構(gòu)改造的可能性較小,一般是將鍋爐爐排及其支撐件拆除,將鍋爐基礎(chǔ)或除灰層擴(kuò)展為爐膛的一部分,以增大爐膛的容積,可提高鍋爐出力。對(duì)某些爐拱較低的爐型還要提高基礎(chǔ)的高度,雙層爐排的水冷爐排一般并不拆除,如果燃?xì)饣鹧嬲渌錉t排,應(yīng)設(shè)置耐火材料以降低水冷爐排的結(jié)垢速度。(2)因燃?xì)鈺r(shí)火焰輻射能力弱,可以在爐膛內(nèi)增設(shè)二次輻射受熱面,但應(yīng)注意只有受高溫?zé)煔庵苯痈咚贈(zèng)_刷的輻射體和受熱面才能作為二次輻射面,另外二次輻射體的朝向應(yīng)正對(duì)輻射受熱面。(3)鍋爐下部容易淤積污垢,改爐時(shí)應(yīng)將鍋爐下部用耐火磚遮蓋,以防過熱。(4)(C)LSG,(C)LSS燃煤鍋爐對(duì)流受熱面的水管結(jié)構(gòu)改造的可能性基
37、本上是不存在的,但方便時(shí)可設(shè)置外部的尾部受熱面。 6322 (C)LSG, (C)LSS燃煤鍋爐的燃?xì)飧脑旆桨噶⑹藉仩t都有一個(gè)高度不大的圓筒形爐膛,爐膛容積比較小,爐排下有一除灰室,除灰室一般是用耐火水泥砌筑的。對(duì)單爐排(C)LSG,(C)LSS來講,其對(duì)流受熱面為橫水管,沒有改造的余地,只能利用除灰室進(jìn)行不同形式的燃燒器的安裝。以下對(duì)(C)LSG單爐排鍋爐和(C)LSS雙層爐排鍋爐各提出三種方案的建議,如圖611a)、b)、c)所示。1(C)LSG單爐排燃煤鍋爐的燃?xì)飧脑旆桨笀D611a),b)的改造方案充分利用了爐拱的火焰反射作用,主要進(jìn)行如下改造:(1) 該鍋爐為立式水管固定單爐排鍋爐,采
38、用負(fù)壓燃燒;(2) 拆除固定式鑄鐵爐排及其爐排支撐構(gòu)件;(3) 將除灰室添至一高度,并在其上放置兩層耐火磚,如圖611a);(4) 當(dāng)L大于火焰直徑時(shí),燃燒器可以水平布置,并保持火焰中心和爐拱的合理距離以形成回焰燃燒,如圖611a)所示,當(dāng)L小于火焰直徑時(shí),應(yīng)使燃燒器和水平面成一小角度,如圖611b)所示;(5) A爐門用耐火磚封閉,如圖611a),對(duì)圖611b)在下爐門C的對(duì)面開設(shè)燃燒器門;(6) 充分利用爐拱的折焰和二次輻射作用;(7) 除灰室上方的一層耐火磚可比鍋爐水冷面低100mm,以利于火焰擴(kuò)展,圖611a);(8)除灰室可砌耐火磚襯并于C處適當(dāng)布置一些耐火磚碎塊,以強(qiáng)化爐內(nèi)傳熱,圖
39、611a),b);(9)采用多級(jí)噴射式火焰可調(diào)式引射燃燒器,可配備含有高能點(diǎn)火、火焰監(jiān)測(cè)、熄火保護(hù)的控制裝置。圖611c)的改造措施如下:(1)采用無焰輻射式燃燒器,此燃燒器需要中壓以上燃?xì)猓?2)本燃燒器適用于負(fù)壓燃燒鍋爐,火焰和爐拱的距離基本不受影響;(3)爐膛熱強(qiáng)度比較高;(4)A、B爐門用耐火磚封閉;(5)充分利用爐拱的折焰和二次輻射作用;(6)C除灰口可以敞開,亦可進(jìn)行二次風(fēng)的調(diào)節(jié);(7)可采用配備含有高溫點(diǎn)火、火焰監(jiān)測(cè)、熄火保護(hù)的控制裝置。2(C)LSS立式雙層爐排燃煤水管鍋爐的燃?xì)飧脑旆桨概c(C)LSG的燃?xì)飧脑旆桨赶嗤?33WNL,DZG,DZL臥式火管及水火管燃煤鍋爐的燃?xì)?/p>
40、改造WNL,DZG,DZL型鍋爐是一種臥式火管及水管-火管組合型鍋爐。爐膛內(nèi)由鍋筒(上面)和水管組成水冷壁(兩側(cè)),前后墻沒有水冷壁;鍋爐一般做成快裝的,其容量有和四種,壓力一般為和兩種。配有鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)。鍋爐的對(duì)流受熱面是裝在鍋筒內(nèi)的兩回程煙管;尾部還可加設(shè)省煤器或空氣預(yù)熱器。DZG和DZL型鍋爐爐膛比較小,鍋筒下部采用耐火磚包覆,使鍋爐爐膛的輻射受熱面減少。6331 WNL臥式火管燃煤鍋爐的燃?xì)飧脑旆桨概P式水火管鍋分為燃燒設(shè)備置于鍋筒內(nèi)的內(nèi)燃式和燃燒設(shè)備置于鍋筒外的外燃式兩種。配置有固定爐排或鏈條爐排燃燒設(shè)備。在臥置的鍋筒內(nèi)有一具有彈性的波形爐膽,爐膽內(nèi)設(shè)置了鏈條爐排,鍋筒左、右側(cè)及爐膽
41、上部都布置了煙管。爐膽和火管都沉浸在鍋筒內(nèi)的水容積里,鍋爐的上部約三分之一空間是氣容積,爐排以上的爐膽內(nèi)壁是主要輻射受熱面,而煙管為對(duì)流受熱面。煙氣在鍋爐內(nèi)呈三個(gè)回程流動(dòng),故也稱三回程鍋爐。燃燒后的煙氣在爐膽內(nèi)向后流動(dòng),作為煙氣第一回程。煙氣經(jīng)后煙箱導(dǎo)入左、右側(cè)煙管,向爐前流動(dòng),是第二回程。煙氣至前煙箱匯集后,進(jìn)入爐膽上部的煙管向后流動(dòng),即為第三回程。最后煙氣經(jīng)省煤器由引風(fēng)機(jī)經(jīng)煙囪排入大氣。這種鍋爐的容量有1,2,3,4th 四種,水容量較大,能適應(yīng)負(fù)荷變化,對(duì)水質(zhì)要求也低。由于采用機(jī)械通風(fēng),流經(jīng)煙管的煙速較高,強(qiáng)化了傳熱,鍋爐熱效率可達(dá)75以上。此外,鍋爐的本體送風(fēng)機(jī)、鏈條爐排以及變速裝置等
42、組裝在底盤上整體出廠,結(jié)構(gòu)緊湊,運(yùn)輸和安裝較為方便。 但是,臥式煙管鍋爐因煙管多而長(zhǎng),剛性大,煙管與管板的接口容易滲漏。煙管之間的距離小,清除水垢困難。又由于煙管水平設(shè)置,易積煙灰,傳熱效果低,通風(fēng)阻力大。另外,因?yàn)槭莾?nèi)燃式燃燒,燃燒條件較差,不宜燃用低質(zhì)煤。爐排的裝拆、維修也不甚方便。實(shí)際上這種鍋爐的本體自身就具有干背式燃油燃?xì)忮仩t的結(jié)構(gòu)特征,因此,改造成燃油燃?xì)獗容^容易。具體改造措施如下: (1)根據(jù)鍋爐的結(jié)構(gòu)特征和減少改造工作量的考慮,WNL型燃煤鍋爐適合改造成順流干背式燃?xì)忮仩t。圖612為改造后的燃?xì)忮仩t結(jié)構(gòu); (2)拆除煤斗和鏈條爐排,將爐膽和膨脹環(huán)內(nèi)的煤灰清除干凈;圖612臥式內(nèi)燃
43、室燃?xì)忮仩t1燃燒器;2送風(fēng)機(jī);3主氣閥;4防爆門;5干背轉(zhuǎn)彎煙室;6引風(fēng)機(jī)(3)對(duì)該鍋爐進(jìn)行燃?xì)鉄崃盁燂L(fēng)阻力計(jì)算,以決定燃?xì)忮仩t的出力以及送(引)風(fēng)機(jī)的能力;(4)經(jīng)過計(jì)算若引風(fēng)機(jī)的能力足以克服煙風(fēng)道的阻力,可以拆除送風(fēng)機(jī);(5)根據(jù)煙風(fēng)道的阻力大小,可以選擇鼓風(fēng)式全自動(dòng)控制燃燒機(jī),如果引風(fēng)機(jī)的能力足以克服煙風(fēng)道的阻力,也可以采用簡(jiǎn)易的多級(jí)引射式燃燒機(jī),但應(yīng)配備含有高溫點(diǎn)火、火焰監(jiān)測(cè)、熄火保護(hù)等的控制裝置;(6)將除渣小車從灰道取出,用耐火磚砌筑,密封嚴(yán)密和轉(zhuǎn)彎煙室共同組成干背;(7)檢查門可改作防爆門和觀火孔;(8)燃燒器裝在從爐膽引出的支架上,此支架托在鍋爐的底座上;(9)燃?xì)庖郧皯?yīng)該將
44、對(duì)流煙管內(nèi)的煙灰清理干凈,同時(shí)將水側(cè)的水垢進(jìn)行清理,以提高鍋爐受熱面的傳熱能力;(10)正壓和負(fù)壓燃燒的燃?xì)忮仩t應(yīng)分別注意和外界的密封。圖613 DZG型燃煤鍋爐的一種改裝方案6332 DZG臥式火管燃煤鍋爐的燃?xì)飧脑旆桨笀D613是DZG型鍋爐的一種改裝方案。改裝時(shí),拆除原燃煤爐排(亦可保留),保留配風(fēng)槽作為爐底保溫、耐火材料支撐。在原爐門處裝設(shè)兩個(gè)自然進(jìn)風(fēng)的引射式無焰燃燒器,也可裝設(shè)兩個(gè)機(jī)械送風(fēng)的紊流式燃燒器,或?qū)⒃瓲t前板取掉,在中間裝設(shè)一個(gè)鼓風(fēng)式燃燒器。因?yàn)檫@種鍋爐膛內(nèi)燃煤時(shí)已砌筑較多的耐火磚,因此不需再增加二次輻射裝置。只要將原灰室的前墻加寬后組成二次反向拱,反射拱在高溫下被加熱到赤熱的
45、程度,可以放出輻射熱給前后兩側(cè)的水冷壁,提高輻射傳熱能力。從燃燒器噴出的燃?xì)饬?,主要在爐膛內(nèi)燃燒。鍋筒內(nèi)部含有小燃燒室。高溫火焰和煙氣沖刷爐底和前耐火墻(實(shí)際上是清灰門的墻),使?fàn)t底和耐火墻成為對(duì)鍋筒和側(cè)水冷壁的二次輻射面;形成對(duì)側(cè)水冷壁的二次輻射面,從而強(qiáng)化了爐內(nèi)傳熱。由于燃燒器噴出燃?xì)饬鞯囊渥饔?,消除了爐膛前部的煙氣死角,使?fàn)t內(nèi)溫度比較均勻。從這個(gè)原理看,采用一個(gè)燃燒器比采用兩個(gè)燃燒器更好。但這時(shí)不能選用引射式無焰燃燒器,因?yàn)樗恼{(diào)節(jié)比太小。實(shí)際上,這種鍋爐的容量一般不超過6t/h,因此,也可以裝設(shè)一個(gè)鼓風(fēng)式燃燒器。這種DZG鍋爐因?yàn)闆]有復(fù)雜的水循環(huán)系統(tǒng),改造起來比較容易。更多正在運(yùn)行的
46、鍋爐已改成鏈條爐排燃燒設(shè)備,或稱老式DZL型。這種鍋爐改造時(shí)只要拆除鏈條爐排,在底座和鍋筒之間砌筑前墻,并預(yù)留燃燒器安裝口,再將除灰室填平;拆除鏈條爐排后在風(fēng)室上方鋪設(shè)耐火磚。為檢查方便、運(yùn)行安全起見,爐膛后墻和側(cè)墻可以保留檢查門,亦可在后墻開設(shè)防爆門。6333 DZL臥式水、火管燃煤鍋爐的燃?xì)飧脑旆桨杆⒒鸸苠仩t是在臥式外燃煙管鍋爐的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型鍋爐。在鍋筒外部增設(shè)左右兩排水冷壁管,上端和鍋筒連接,下端和下集箱相連。左右兩側(cè)集箱的前后端部,分別接有一根大口徑的下降管,與水冷壁管一起組成了一個(gè)較為良好的水循環(huán)系統(tǒng)。此外,在鍋爐后部的轉(zhuǎn)向煙道內(nèi)還布置了靠墻受熱面后棚管,其上端與鍋筒后
47、管板相接,下端接于后墻下集箱;而后棚管的集箱通過粗大的短管與兩側(cè)水冷壁集箱接通,構(gòu)成了后棚管的水循環(huán)系統(tǒng)。可以看出,煙管構(gòu)成了該鍋爐的主要對(duì)流受熱面,水冷壁管和大鍋筒下腹壁面則為鍋爐的輻射受熱面。鍋筒下部直接和火焰接觸。和內(nèi)燃式相比,外燃式鍋爐爐膛容積大,水冷程度較低,但鍋爐的運(yùn)行效果好。此種鍋爐由于水冷壁緊密排列,使?fàn)t體結(jié)構(gòu)更加緊湊,可組裝出廠。因此,此型鍋爐也稱為快裝鍋爐??煅b鍋爐的容量,有1,2,3,4t/h多種規(guī)格。目前此型鍋爐的臺(tái)數(shù)已逾十萬,占全國(guó)工業(yè)鍋爐總臺(tái)數(shù)的60以上,在實(shí)際運(yùn)行中普遍反映燃料適應(yīng)性較差,出力不足,運(yùn)行效率偏低。 為了克服上述缺點(diǎn),將其改造成一種新型煙、水管式快裝
48、鏈條爐排鍋爐。采用鍋筒偏置,煙氣第二回程為水管對(duì)流管束,第三回程則由煙管束組成,尾部布置有鑄鐵省煤器。燃燒設(shè)備采大塊爐排片鏈條爐排,分倉(cāng)送風(fēng);爐排傳動(dòng)則采用雙速四檔調(diào)速裝置。同時(shí),該鍋爐還配備高、低水位警報(bào)和超壓保護(hù)等安全保護(hù)裝置。 此型鍋爐由于采用偏置鍋筒的結(jié)構(gòu)型式,加之鍋筒底部又設(shè)置護(hù)底磚襯,使鍋筒下腹壁面不再受爐膛高溫的直接輻射,從而提高了鍋爐的安全性。在較高大的爐膛中,設(shè)置了低而長(zhǎng)的后拱,后拱的爐排覆蓋率約為40;還采用弧形前拱,弧形前拱的爐排覆蓋率約為25,煤種適應(yīng)性較好。采用了大塊爐排片,工作壽命延長(zhǎng),爐排漏煤損失有所減小。此外,因爐膛容積較大,第二回程又布置以煙速較低的水管對(duì)流管
49、束煙道,使大量粗粒飛灰沉降其中,有助于降低鍋爐本體出口的煙塵濃度。再有,此型鍋爐的保溫結(jié)構(gòu)也作了較大改進(jìn),在水冷壁管外側(cè)增砌薄型耐火墻,其外再敷以硅酸鋁纖維氈,從而改善了爐體保溫和密封性能。更為明顯的是采用高效傳熱的螺紋煙管來代替DZ系列的光管,使鍋爐煙管的效率提高近一倍,從而減小了鍋簡(jiǎn)直徑,鋼耗量降低,相應(yīng)使鍋爐體積減小,給DZL系列鍋爐向大容量發(fā)展提供了有和條件。目前,已投入生產(chǎn)的此型鍋爐的容量有0.5,1,2,4th四種。經(jīng)多年運(yùn)行實(shí)踐和熱工測(cè)試表明,它結(jié)構(gòu)較為合理,安全可靠性好;燃燒穩(wěn)定,能保證出力,運(yùn)行熱效率可達(dá)80以上;而且,煤種適應(yīng)能力也較強(qiáng)。DZL鍋爐在工業(yè)上獲得廣泛地應(yīng)用,此
50、種鍋爐的改造任務(wù)量大面廣。鍋爐的具體改造方案如下: (1)根據(jù)鍋爐的結(jié)構(gòu)特征和減少改造工作量方面的考慮,DZL型燃煤鍋爐改為燃油燃?xì)忮仩t后仍為外燃式鍋爐。(2)拆除煤斗。如果鍋爐爐膛空間較大,可不拆除鏈條爐排,只在鏈條爐排上鋪設(shè)二層耐火磚,然后用耐火水泥將磚縫壓實(shí),構(gòu)成燃?xì)忮仩t的干爐底。如果鍋爐爐膛空間較小,火焰直徑較大,應(yīng)拆除鏈條爐排,并將風(fēng)室下移一定尺寸或連風(fēng)室起拆除,在底座和鍋爐的支架之間建立耐火干爐底。(3)對(duì)該鍋爐進(jìn)行燃油燃?xì)鉄崃盁燂L(fēng)阻力計(jì)算,以決定燃?xì)忮仩t的出力以及送(引)風(fēng)機(jī)的能力。特別是當(dāng)對(duì)流煙管采用螺紋煙管時(shí),煙風(fēng)阻力應(yīng)仔細(xì)核算。(4)根據(jù)煙風(fēng)道的阻力大小,可以選擇鼓風(fēng)式全
51、自動(dòng)控制燃燒機(jī),此時(shí)可以拆除送風(fēng)機(jī),經(jīng)過計(jì)算若引風(fēng)機(jī)的能力足以克服煙風(fēng)道的阻力,也可以拆除送風(fēng)機(jī),而采用簡(jiǎn)易的多級(jí)引射式燃燒機(jī),但該燃燒機(jī)應(yīng)配備含有高溫點(diǎn)火、火焰監(jiān)測(cè)、熄火保護(hù)等的控制裝置。如果選用分體式(實(shí)際上是不含送風(fēng)機(jī)的燃燒頭)燃燒機(jī),送風(fēng)機(jī)仍可以留用并移至爐前,但需要核準(zhǔn)送風(fēng)量,因?yàn)槿細(xì)鈺r(shí)送風(fēng)機(jī)有較大余量。(5)將螺旋除渣機(jī)取出,將灰室用耐火磚砌筑,密封嚴(yán)實(shí)形成干爐底。 (6)檢查門在鍋爐燃?xì)鈺r(shí)可改作防爆門或留做檢查門。 (7)燃燒器口開在鍋爐的前墻上,前拱可以保留,向下延至爐底,外端面用16mm以上的鋼板作為護(hù)板并作為耐火磚和保溫材料的基礎(chǔ)板,也有利于燃燒器安裝時(shí)用以固定燃燒機(jī)。(8
52、)燃?xì)庖郧皯?yīng)該將對(duì)流煙管內(nèi)的煙灰清理干凈,將鍋爐爐膛內(nèi)水管表面的煤灰清除干凈;同時(shí)將水側(cè)的水垢進(jìn)行清洗,以提高鍋爐受熱面的傳熱能力。(9)正壓和負(fù)壓燃燒的燃?xì)忮仩t應(yīng)特別注意和外界的密封。 (10)如果鍋爐的長(zhǎng)度比火焰長(zhǎng)度長(zhǎng),可以在鍋爐的爐膛內(nèi)設(shè)置二次反射拱,提高燃?xì)忮仩t的輻射強(qiáng)度,如圖614所示。這一反射拱應(yīng)上接鍋筒,下連干爐底。另外鍋爐下部集箱上的水冷壁上覆蓋的耐火材料應(yīng)該去除,只保證覆蓋住集箱即可。因?yàn)榇朔N鍋爐的水冷程度小,應(yīng)盡可能增大輻射受熱面積。634 水管燃煤鍋爐的燃?xì)飧脑旆桨溉萘吭?th以上的蒸氣鍋爐,除少數(shù)采用煙管鍋爐型式外,目前大都采用了水管鍋爐的結(jié)構(gòu)型式。它與煙管鍋爐相比較,
53、在結(jié)構(gòu)上沒有特大直徑的鍋筒,富有彈性的彎水管替代了直的煙管,不但節(jié)約金屬,更重要的是為提高容量和蒸氣參數(shù)創(chuàng)造了條件。在燃燒方面,由于爐膛不再受鍋筒的限制,可以根據(jù)燃用燃料的特性自如地處置,從而改善了燃燒條件,使熱效率有較大的提高。從傳熱學(xué)觀點(diǎn)來看,可以盡量組織煙氣對(duì)水管受熱面作橫向沖刷,傳熱系數(shù)比縱向沖刷的煙管要高。此外,因水管鍋爐有良好的水循環(huán),水質(zhì)一般又都經(jīng)嚴(yán)格處理,所以即使在受熱面蒸發(fā)率很高的條件下,也有可能使金屬壁不致過熱而損壞。加上水管鍋爐受熱面簡(jiǎn)便,清垢除灰等條件也比煙管鍋爐為好,因此它在近百年中得到了迅速的發(fā)展。水管鍋爐型式繁多,構(gòu)造各異。按鍋筒數(shù)目有單鍋筒和雙鍋筒之分;就鍋筒放
54、置形式則又可分為縱置式、橫置式等幾種。下面分別對(duì)水管鍋爐改造成燃?xì)忮仩t提出建議和方案。6341 雙鍋筒縱置式水管鍋爐的燃?xì)飧脑旆桨?這種水管鍋爐的產(chǎn)品型式頗多,按照鍋爐與爐膛布置的相對(duì)位置不同,可分為“D”型和“O”型兩種布置結(jié)構(gòu),“O”型鍋爐在受熱面的布置上比“D”型更為自由和舒展??梢灾圃旄笕萘?、更高參數(shù)的鍋爐。 1雙鍋筒縱置式“D”型鍋爐的燃?xì)飧脑旆桨浮癉”型鍋爐的爐膛與縱置雙鍋筒和連接其間的管束所組成的對(duì)流受熱面煙道平行設(shè)置,各居一側(cè)。爐膛四壁一般均布水冷壁管,其中一側(cè)水冷壁管直接引入上鍋筒,形成爐頂,猶如“D”字。在對(duì)流煙道中設(shè)置煙氣隔板,以組織煙氣流對(duì)管束的二回程橫向沖刷。煙氣隔
55、板一般采用垂直布置,以和不同的煙溫回路相適應(yīng)。圖614 DZL燃煤鍋爐改為燃?xì)忮仩t的方案1-鏈條爐排;2-水冷壁;3-鍋殼;4-對(duì)流煙管,5-下降管;6-前煙箱;7-省煤器;8-送風(fēng)機(jī);9-燃燒頭;10-引射式燃燒機(jī)“D”型鍋爐的鍋爐本體本身具有燃?xì)忮仩t的結(jié)構(gòu)特征,而且很多的燃?xì)忮仩t被設(shè)計(jì)成“D”型,“D”型燃?xì)忮仩t的容量最大可達(dá)40t/h。因此將“D”型燃煤鍋爐改造成燃?xì)忮仩t的方案比較簡(jiǎn)單,現(xiàn)分述如下:(1)根據(jù)鍋爐的結(jié)構(gòu)特征和減少改造工作量方面的考慮,SZL“D”型燃煤鍋爐改為燃?xì)忮仩t后為SZS“D”型。 (2)拆除煤斗。保留鏈條爐排,只在鏈條爐排上鋪設(shè)兩層耐火磚,然后用耐火水泥將磚縫壓實(shí)
56、,構(gòu)成燃?xì)忮仩t的干爐底。防焦箱用耐火磚和耐火水泥包覆。 (3)對(duì)該鍋爐進(jìn)行燃?xì)鉄崃盁燂L(fēng)阻力計(jì)算,以決定燃?xì)忮仩t的出力以及送(引)風(fēng)機(jī)的能力。計(jì)算時(shí)對(duì)流受熱面的管束一般應(yīng)保持原狀。(4)根據(jù)煙風(fēng)道的阻力大小,可以選擇鼓風(fēng)式全自動(dòng)控制燃燒機(jī),此時(shí)拆除送、引風(fēng)機(jī)。經(jīng)過計(jì)算若引風(fēng)機(jī)的能力足以克服煙風(fēng)道的阻力也可以拆除送風(fēng)機(jī),而采用簡(jiǎn)易的多級(jí)引射式燃燒機(jī),但該燃燒機(jī)應(yīng)配備有高溫點(diǎn)火、火焰監(jiān)測(cè)、熄火保護(hù)等的控制裝置。如果選用分體式(實(shí)際上是不含送風(fēng)機(jī)的燃燒頭)燃燒機(jī),送風(fēng)機(jī)仍可以留用并移至爐前,但需要核準(zhǔn)送風(fēng)量,因?yàn)槿細(xì)鈺r(shí)送風(fēng)機(jī)有較大余量。(5)將后拱管和兩上下集箱的連接處割斷,再將管接頭用堵板封住,上面用耐火磚和耐火水泥密封嚴(yán)實(shí)。將附在后拱管上的耐火材料全部打掉,以增大爐膛的容積雖然燃?xì)鈺r(shí),火焰的輻射能力較弱,但煙氣的輻射能力較強(qiáng)。(6)拆除螺旋式除渣機(jī),將除灰室用耐火磚砌筑,密封嚴(yán)實(shí),和爐排上的耐火磚層一同形成干爐底。(7)在鍋爐的后墻增設(shè)檢查門,根據(jù)情況需要亦可將檢查門一同改做防爆門。(8)燃燒器口開在鍋爐的前墻上、前拱管拉長(zhǎng)或接長(zhǎng)使前墻的下集箱下延至干爐底以下。外端面用16mm以上的鋼板作為護(hù)板并作為耐火磚和保溫材料的基礎(chǔ)板,這樣也有利于燃燒器安裝時(shí)燃燒機(jī)固定燃燒機(jī)的安裝
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