鍋爐的構(gòu)造及工作原理剖析

1、親愛(ài)的各位同事 大家 下午好！,鍋爐基本知識(shí),一、鍋爐常用名詞術(shù)語(yǔ) 二、鍋爐構(gòu)造及工作原理 三、鍋爐水循環(huán),一、鍋爐常用名詞術(shù)語(yǔ),1.受熱面 從放熱介質(zhì)中吸收熱量并傳遞給愛(ài)熱介質(zhì)的表面，稱為受熱面，如鍋爐的爐膽、筒體、管子等。 2.輻射受熱面 主要以輻射方式從放熱介質(zhì)吸收熱量的受熱面，一般指爐膛內(nèi)能吸收輻射熱(與火焰直接接觸)的受熱面，如水冷壁管、爐膽等。 3.對(duì)流受熱面 主要以對(duì)流方式從高溫?zé)煔庵形諢崃康氖軣崦妫话闶菬煔鉀_刷的受熱面，如煙管、對(duì)流管束等。,4.鍋爐受熱效率 鍋爐輸出的有效利用熱量與同一時(shí)間內(nèi)所輸入的燃料熱量的百分比即為鍋爐熱效率。 5.蒸發(fā)量 蒸汽鍋爐長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行時(shí)，每

2、小時(shí)所產(chǎn)生的蒸汽量，稱為這臺(tái)鍋爐的蒸發(fā)量。 6.壓力 垂直均勻作用在單位面積上的力，稱為壓強(qiáng)，人們通常把它稱為壓力,單位是兆帕（MPa）。,7.爐膛 進(jìn)行燃燒和傳熱的空間稱為爐膛 8.微正壓燃燒 爐膛中煙氣壓力略高于大氣壓(不超過(guò)0.005MPa)的燃燒方式.燃油,燃?xì)忮仩t大多采用微正壓燃燒. 8.灰分 灰分是燃料中不可燃燒的固體礦物雜質(zhì),它是燃料形成時(shí)期,開(kāi)采及運(yùn)輸中摻入燃料中的,燃料中灰分多了,可燃成分就少,燃料燃燒時(shí)放出的熱量也就少,灰分帶走熱量多,使熱損失增加. 9.水分 水分是燃料中的有害成分,它吸收燃料燃燒時(shí)放出的熱量而汽化,因而直接降低燃料放出的熱量,二、鍋爐的構(gòu)造及工作原理,1

3、.鍋爐的構(gòu)造 1.1什么是鍋爐 定義：鍋爐是一種生產(chǎn)蒸汽或熱水的換熱設(shè)備。它是由本體、附件儀表及附屬設(shè)備組成。本體主要有“鍋”和“爐”兩部分。 在中、小型鍋爐機(jī)械化燃燒設(shè)備中，鏈條爐排爐是歷史悠久、結(jié)構(gòu)成熟、性能穩(wěn)定的一種，獲得較為廣泛的應(yīng)用。,1.1-1 鍋: “鍋”即是鍋爐容納不各蒸汽的受壓部件,它包括鍋筒(汽包)或鍋殼,水冷壁管,對(duì)流管束,煙管,下降管,集箱,過(guò)熱器,省煤器等受壓部件組成.由此而組成完整的水和蒸汽的系統(tǒng),進(jìn)行加熱和汽化等過(guò)程. 1.1-2 爐: “爐”是由燃燒設(shè)備,爐墻,爐拱和鋼架等部分組成.它使燃料進(jìn)行燃燒產(chǎn)生灼熱煙氣,煙氣經(jīng)過(guò)爐膛和各段煙道向鍋爐受熱面放熱,最后從鍋爐

4、尾部進(jìn)入煙囪排出. 1.1-3其他重要輔機(jī)： 碎煤機(jī)、輸煤裝置、送引風(fēng)機(jī)及管道、給水裝置、排污系統(tǒng)、水處理設(shè)備及管道、除塵及除灰系統(tǒng)、輸渣裝置、控制系統(tǒng)等 1.1-4附件儀表： 安全閥、水位計(jì)、壓力表、溫度表、流量計(jì)、壓力及水位聲光報(bào)警裝置、聯(lián)鎖保護(hù)裝置等。閥門主要有主汽閥、排污閥、止回閥等,2.1汽包 汽包是匯集，貯存、凈化蒸汽和補(bǔ)充給水的帶壓容器，在水管鍋爐中，通常有12個(gè)鍋筒，上鍋筒稱為汽鼓(汽包)，下面的稱為水鼓或泥鼓（比如我們公司使用的雙鍋筒縱置式鏈條爐）。上鍋筒內(nèi)部有均勻給水的配水槽，汽水分離裝置和連續(xù)排污裝置。上鍋筒外部裝有主汽閥、安全閥、空氣閥、水位計(jì)、排污管以及壓力表等連接管

5、。下鍋筒的一端封頭上開(kāi)有人孔，底部裝有定期排污裝置。上下鍋筒之間用許多上升管和下降管 (對(duì)流管束)連接，整個(gè)部件呈彈性結(jié)構(gòu)。 2.1.1汽包的作用 （1）汽包是加熱、蒸發(fā)、（過(guò)熱）過(guò)程的連接樞紐，同時(shí)也作為一個(gè)平衡器，保證水冷璧循環(huán)所需要的壓頭； （2）存有一定容量的水與汽，具有相當(dāng)?shù)男顭崃浚?dāng)鍋爐工況變化時(shí)，能起緩沖穩(wěn)定汽壓的作用； （3）內(nèi)部有汽水分離裝置和連續(xù)排污裝置，保證飽和蒸汽的品質(zhì)； （4）汽包上有壓力表、水位計(jì)、事故放水、安全閥等設(shè)備，保證鍋爐安全運(yùn)行。,2.1.2汽包的特點(diǎn) （1）裝有測(cè)量表計(jì)與安全附件，水位是鍋爐最主要控制的參數(shù)； （2）是鍋爐安裝中時(shí)最重的的部件。 （3）制

6、造工藝要求高。汽包是鍋爐設(shè)備中制造工藝用最嚴(yán)格的部件。,2.2主要受熱面 2.2.1水冷壁 水冷壁是布置在爐膛四周的輻射受熱面。由鍋爐鋼管組成，是水管鍋爐的主要受熱面。水冷壁的上部與上鍋間直接連接或先經(jīng)過(guò)上集箱再與上鍋筒連接。上鍋筒的爐水經(jīng)下降管進(jìn)人下鍋筒和下集箱，經(jīng)過(guò)水冷壁吸熱，形成汽水混合物，并上升到上鍋筒，組成一個(gè)封閉的自然循環(huán)。 作用有： （1） 吸收爐內(nèi)輻射熱，將水加熱成飽和蒸汽； （2） 保護(hù)爐墻，簡(jiǎn)化爐墻結(jié)構(gòu)，減輕爐墻重量，這主要是由于水冷壁吸收爐內(nèi)輻射熱，使?fàn)t墻溫度降低的緣故； （3） 吸收爐內(nèi)熱量，把煙氣冷卻到爐膛出口所允許的溫度，這對(duì)減輕爐內(nèi)結(jié)渣、防止?fàn)t膛出口結(jié)渣都是有利的

7、； （4）水冷壁在爐內(nèi)高溫下吸收輻射熱，傳熱效果好，故能降低鍋爐鋼材消耗量及鍋爐造價(jià)。,2.2.2對(duì)流管束 對(duì)流管束又稱對(duì)流排管，位于上下鍋筒之間，屬于鍋爐的對(duì)流受熱面。煙氣沖刷管束，一般采用橫向沖刷。因?yàn)闄M向沖刷，熱效果優(yōu)于縱向沖刷。通常被煙氣先沖刷的管束，由于煙氣溫度高傳熱較多，管內(nèi)汽水混合物的密度小，成為上升管，反之煙氣溫度低傳熱較少，成為下降管。,2.5下降管 下降管是水循環(huán)系統(tǒng)中不可缺少的受壓部件，布置在爐墻外面，其作用是把鍋筒的水輸送到下集箱，使受熱面管子(水冷壁管）有足夠的循環(huán)水量。下降管不允許受熱，否則會(huì)影響水循環(huán)的安全。 2.6集箱 集箱（也稱聯(lián)箱），其作用是匯集、分配鍋水，

8、保證各受熱面的管子可靠供水。上集箱則是匯集各管子的水或汽水混合物。集箱一般不受熱。位于爐排兩側(cè)的下集箱又稱防焦箱，主要作用是防止?fàn)t排處爐墻結(jié)焦。,2.3輔助受熱面 2.3.1省煤器 省煤器就是鍋爐尾部煙道中將鍋爐給水加熱成汽包壓力下的飽和水的受熱面，由于它吸收的是比較低溫的煙氣，降低了煙氣的排煙溫度，節(jié)省了能源，提高了效率，所以稱之為省煤器 2.3.1.1省煤器的作用 （1）吸收低溫?zé)煔獾臒崃浚档团艧煖囟?，減少排煙損失，節(jié)省燃料。 （2）由于給水進(jìn)入汽包之前先在省煤器加熱，因此減少了給水在受熱面的吸熱：以價(jià)格較低的省煤器代替價(jià)格較高的水冷壁換熱 (低溫、強(qiáng)制流動(dòng)、逆流布置) （3）給水溫度提

9、高了，進(jìn)入汽包就會(huì)減小壁溫差，熱應(yīng)力相應(yīng)的減小，延長(zhǎng)汽包使用壽命。,2.3.2.2省煤器布置特點(diǎn) （1）逆流布置，增大傳熱溫差； （2）水由下而上，便于排出氣體，避免腐蝕；煙氣自上而下，吹灰作用。 鑄鐵式省煤器,2.4鏈條爐爐膛 爐膛也稱燃燒室，它是燃料燃燒的空間。鏈條爐的爐膛由爐排、爐墻、爐拱等部分組成。燃燒空間是指爐排以上，排管以下的空間： 爐膛的作用是保證燃料在爐排上順利著火燃燒，將燃燒產(chǎn)生含有可燃?xì)怏w的煙氣與空氣進(jìn)行良好的混合，使燃燒充分，盡可能地放出熱量。同時(shí)將燃料與煙氣放出的熱量傳遞給爐膛四周的水冷壁(輻射受熱面)，把高溫?zé)煔庖驙t瞠出口，流至對(duì)流受熱面區(qū)域。 這里主要敘述2各部分

10、：爐排和爐拱,2.4.2鏈條爐的爐拱 鏈條爐的爐拱就是爐膛下部直接遮蔽爐排面的那部分頂面隔墻。在鏈條爐中，爐拱包括前拱、中拱和后拱，中拱一般很少采用。前拱短而陡，后拱長(zhǎng)而平，如果前拱和后拱組配型式比較得當(dāng)，爐拱就能發(fā)揮作用。爐拱作用如下： 鏈條爐前拱（點(diǎn)火拱）主要將爐內(nèi)火焰和高溫?zé)煔獾妮椛錈峋奂跔t排前端的新煤區(qū)，加速新煤著火前的熱力準(zhǔn)備階段及完成揮發(fā)份逸出著火；并和后拱形成喉口，加速爐內(nèi)高溫?zé)煔獾臄_動(dòng)。 鏈條爐后拱主要利用爐膛負(fù)壓，有效地將爐排后端上方空間的高溫?zé)煔饬骱瓦^(guò)量空氣流導(dǎo)向燃燒中心，在喉口形成高速旋渦流，將煙氣中灼熱的焦炭粒子拋撒到新煤層面上，形成“火雨”加速新煤的引燃；同時(shí)，使煙

11、氣中的焦炭粒子和CO延長(zhǎng)了在爐內(nèi)的燃燒時(shí)間，與過(guò)量氧充分混合完全燃燒。,2.4.1鏈條爐排 2.4.1.1快裝鏈條爐排位于爐膛下部，主要有煤斗、底座（含調(diào)風(fēng)裝置）、前軸裝置、爐排裝置（含長(zhǎng)銷）、后軸裝置、看火門（撥火門）等。 2.4.1.2爐排的前軸被稱為主動(dòng)軸，由裝置在前軸上的減速機(jī)控制轉(zhuǎn)動(dòng)速度，后軸被稱為從動(dòng)軸，鏈條爐排末端即將轉(zhuǎn)彎處設(shè)置有老鷹鐵，起到擋渣作用，又稱擋渣器。燃盡的爐渣經(jīng)除渣機(jī)及輸送皮帶輸送到堆場(chǎng)。,2.2 鏈條爐的工作原理 煤斗中的煤落在爐排上進(jìn)入爐膛，在爐膛中，燃料中的可燃物質(zhì)與通風(fēng)系統(tǒng)送進(jìn)的空氣混合，著火燃燒，釋放出熱量，通過(guò)輻射、對(duì)流傳熱作用，將熱量傳遞給鍋爐的受熱面

12、，然后傳遞給鍋水，而使水溫不斷升高，汽化為蒸汽，經(jīng)過(guò)汽水分離進(jìn)入主汽閥供給用汽設(shè)備。給水系統(tǒng)不斷補(bǔ)充蒸發(fā)的水量，燒盡的爐渣由尾部除渣機(jī)排出，煙氣則經(jīng)過(guò)除塵器由煙囪排入大氣。 鏈條爐工作過(guò)程有三個(gè)基本過(guò)程 (1)燃料的燃燒過(guò)程； (2)爐與鍋的傳熱過(guò)程； (3)水的汽化過(guò)程。,3.1鍋內(nèi)水循環(huán) 鍋爐本體是由鍋筒、下降管、水冷壁管、集箱、對(duì)流管束等受壓部件組成的封閉回路。由給水泵輸送的軟水進(jìn)過(guò)省煤器加熱到一定溫度后進(jìn)入鍋筒，鍋爐運(yùn)行時(shí)利用水與汽水混合物之間的比重差，受熱的水冷壁管中一部分水汽化成汽水混合物上升到鍋筒，鍋筒內(nèi)的水沿著未受熱的墻外下降管到下集箱，在鍋筒、下降管、下集箱、水冷壁管、上集箱，汽水引出管之間形成了一個(gè)不斷循環(huán)的回路，不停地吸收熱量、產(chǎn)生蒸汽、補(bǔ)充軟水。這就是爐內(nèi)水循環(huán)。 雙鍋筒鍋爐由于有汽鼓、水鼓之分，水循環(huán)大致如下： （1）上鍋筒 受熱弱的對(duì)流管束 下鍋筒 受熱強(qiáng)的對(duì)流管束 上鍋筒 下降管 水冷壁 連通管 （2）下鍋筒 右（左）前下集箱 右（左）前上集箱 上鍋筒 下降管 水冷壁 連通管 （3）下鍋筒 右（左）后下集箱 右（左）后上集箱 上鍋筒 下降管 水冷壁