锅炉的构造及工作原理剖析

亲爱的各位同事大家下午好！锅炉基本知识一、锅炉常用名词术语二、锅炉构造及工作原理三、锅炉水循环一、锅炉常用名词术语1.受热面从放热介质中吸收热量并传递给爱热介质的表面，称为受热面，如锅炉的炉胆、筒体、管子等。2.辐射受热面主要以辐射方式从放热介质吸收热量的受热面，一般指炉膛内能吸收辐射热(与火焰直接接触)的受热面，如水冷壁管、炉胆等。3.对流受热面主要以对流方式从高温烟气中吸收热量的受热面，一般是烟气冲刷的受热面，如烟管、对流管束等。4.锅炉受热效率锅炉输出的有效利用热量与同一时间内所输入的燃料热量的百分比即为锅炉热效率。5.蒸发量蒸汽锅炉长时间连续运行时，每小时所产生的蒸汽量，称为这台锅炉的蒸发量。6.压力垂直均匀作用在单位面积上的力，称为压强，人们通常把它称为压力,单位是兆帕（MPa）。7.炉膛进行燃烧和传热的空间称为炉膛8.微正压燃烧炉膛中烟气压力略高于大气压(不超过0.005MPa)的燃烧方式.燃油,燃气锅炉大多采用微正压燃烧.8.灰分灰分是燃料中不可燃烧的固体矿物杂质,它是燃料形成时期,开采及运输中掺入燃料中的,燃料中灰分多了,可燃成分就少,燃料燃烧时放出的热量也就少,灰分带走热量多,使热损失增加.9.水分水分是燃料中的有害成分,它吸收燃料燃烧时放出的热量而汽化,因而直接降低燃料放出的热量二、锅炉的构造及工作原理1.锅炉的构造1.1什么是锅炉定义：锅炉是一种生产蒸汽或热水的换热设备。它是由本体、附件仪表及附属设备组成。本体主要有“锅”和“炉”两部分。在中、小型锅炉机械化燃烧设备中，链条炉排炉是历史悠久、结构成熟、性能稳定的一种，获得较为广泛的应用。1.1-1锅:“锅”即是锅炉容纳不各蒸汽的受压部件,它包括锅筒(汽包)或锅壳,水冷壁管,对流管束,烟管,下降管,集箱,过热器,省煤器等受压部件组成.由此而组成完整的水和蒸汽的系统,进行加热和汽化等过程.1.1-2炉:“炉”是由燃烧设备,炉墙,炉拱和钢架等部分组成.它使燃料进行燃烧产生灼热烟气,烟气经过炉膛和各段烟道向锅炉受热面放热,最后从锅炉尾部进入烟囱排出.1.1-3其他重要辅机：碎煤机、输煤装置、送引风机及管道、给水装置、排污系统、水处理设备及管道、除尘及除灰系统、输渣装置、控制系统等1.1-4附件仪表：安全阀、水位计、压力表、温度表、流量计、压力及水位声光报警装置、联锁保护装置等。阀门主要有主汽阀、排污阀、止回阀等2.1汽包汽包是汇集，贮存、净化蒸汽和补充给水的带压容器，在水管锅炉中，通常有1~2个锅筒，上锅筒称为汽鼓(汽包)，下面的称为水鼓或泥鼓（比如我们公司使用的双锅筒纵置式链条炉）。上锅筒内部有均匀给水的配水槽，汽水分离装置和连续排污装置。上锅筒外部装有主汽阀、安全阀、空气阀、水位计、排污管以及压力表等连接管。下锅筒的一端封头上开有人孔，底部装有定期排污装置。上下锅筒之间用许多上升管和下降管(对流管束)连接，整个部件呈弹性结构。2.1.1汽包的作用（1）汽包是加热、蒸发、（过热）过程的连接枢纽，同时也作为一个平衡器，保证水冷璧循环所需要的压头；（2）存有一定容量的水与汽，具有相当的蓄热量，当锅炉工况变化时，能起缓冲稳定汽压的作用；（3）内部有汽水分离装置和连续排污装置，保证饱和蒸汽的品质；（4）汽包上有压力表、水位计、事故放水、安全阀等设备，保证锅炉安全运行。2.1.2汽包的特点（1）装有测量表计与安全附件，水位是锅炉最主要控制的参数；（2）是锅炉安装中时最重的的部件。（3）制造工艺要求高。汽包是锅炉设备中制造工艺用最严格的部件。2.2主要受热面2.2.1水冷壁水冷壁是布置在炉膛四周的辐射受热面。由锅炉钢管组成，是水管锅炉的主要受热面。水冷壁的上部与上锅间直接连接或先经过上集箱再与上锅筒连接。上锅筒的炉水经下降管进人下锅筒和下集箱，经过水冷壁吸热，形成汽水混合物，并上升到上锅筒，组成一个封闭的自然循环。作用有：（1）吸收炉内辐射热，将水加热成饱和蒸汽；（2）保护炉墙，简化炉墙结构，减轻炉墙重量，这主要是由于水冷壁吸收炉内辐射热，使炉墙温度降低的缘故；（3）吸收炉内热量，把烟气冷却到炉膛出口所允许的温度，这对减轻炉内结渣、防止炉膛出口结渣都是有利的；（4）水冷壁在炉内高温下吸收辐射热，传热效果好，故能降低锅炉钢材消耗量及锅炉造价。2.2.2对流管束对流管束又称对流排管，位于上下锅筒之间，属于锅炉的对流受热面。烟气冲刷管束，一般采用横向冲刷。因为横向冲刷，热效果优于纵向冲刷。通常被烟气先冲刷的管束，由于烟气温度高传热较多，管内汽水混合物的密度小，成为上升管，反之烟气温度低传热较少，成为下降管。2.5下降管下降管是水循环系统中不可缺少的受压部件，布置在炉墙外面，其作用是把锅筒的水输送到下集箱，使受热面管子(水冷壁管）有足够的循环水量。下降管不允许受热，否则会影响水循环的安全。2.6集箱集箱（也称联箱），其作用是汇集、分配锅水，保证各受热面的管子可靠供水。上集箱则是汇集各管子的水或汽水混合物。集箱一般不受热。位于炉排两侧的下集箱又称防焦箱，主要作用是防止炉排处炉墙结焦。2.3辅助受热面2.3.1省煤器省煤器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2.3.1.1省煤器的作用（1）吸收低温烟气的热量，降低排烟温度，减少排烟损失，节省燃料。（2）由于给水进入汽包之前先在省煤器加热，因此减少了给水在受热面的吸热：以价格较低的省煤器代替价格较高的水冷壁换热(低温、强制流动、逆流布置)（3）给水温度提高了，进入汽包就会减小壁温差，热应力相应的减小，延长汽包使用寿命。2.3.2.2省煤器布置特点（1）逆流布置，增大传热温差；（2）水由下而上，便于排出气体，避免腐蚀；烟气自上而下，吹灰作用。铸铁式省煤器2.4链条炉炉膛炉膛也称燃烧室，它是燃料燃烧的空间。链条炉的炉膛由炉排、炉墙、炉拱等部分组成。燃烧空间是指炉排以上，排管以下的空间：炉膛的作用是保证燃料在炉排上顺利着火燃烧，将燃烧产生含有可燃气体的烟气与空气进行良好的混合，使燃烧充分，尽可能地放出热量。同时将燃料与烟气放出的热量传递给炉膛四周的水冷壁(辐射受热面)，把高温烟气引向炉瞠出口，流至对流受热面区域。这里主要叙述2各部分：炉排和炉拱2.4.2链条炉的炉拱链条炉的炉拱就是炉膛下部直接遮蔽炉排面的那部分顶面隔墙。在链条炉中，炉拱包括前拱、中拱和后拱，中拱一般很少采用。前拱短而陡，后拱长而平，如果前拱和后拱组配型式比较得当，炉拱就能发挥作用。炉拱作用如下：链条炉前拱（点火拱）主要将炉内火焰和高温烟气的辐射热聚集于炉排前端的新煤区，加速新煤着火前的热力准备阶段及完成挥发份逸出着火；并和后拱形成喉口，加速炉内高温烟气的扰动。链条炉后拱主要利用炉膛负压，有效地将炉排后端上方空间的高温烟气流和过量空气流导向燃烧中心，在喉口形成高速旋涡流，将烟气中灼热的焦炭粒子抛撒到新煤层面上，形成“火雨”加速新煤的引燃；同时，使烟气中的焦炭粒子和CO延长了在炉内的燃烧时间，与过量氧充分混合完全燃烧。2.4.1链条炉排2.4.1.1快装链条炉排位于炉膛下部，主要有煤斗、底座（含调风装置）、前轴装置、炉排装置（含长销）、后轴装置、看火门（拨火门）等。2.4.1.2炉排的前轴被称为主动轴，由装置在前轴上的减速机控制转动速度，后轴被称为从动轴，链条炉排末端即将转弯处设置有老鹰铁，起到挡渣作用，又称挡渣器。燃尽的炉渣经除渣机及输送皮带输送到堆场。2.2链条炉的工作原理煤斗中的煤落在炉排上进入炉膛，在炉膛中，燃料中的可燃物质与通风系统送进的空气混合，着火燃烧，释放出热量，通过辐射、对流传热作用，将热量传递给锅炉的受热面，然后传递给锅水，而使水温不断升高，汽化为蒸汽，经过汽水分离进入主汽阀供给用汽设备。给水系统不断补充蒸发的水量，烧尽的炉渣由尾部除渣机排出，烟气则经过除尘器由烟囱排入大气。链条炉工作过程有三个基本过程(1)燃料的燃烧过程；(2)炉与锅的传热过程；(3)水的汽化过程。3.1锅内水循环锅炉本体是由锅筒、下降管、水冷壁管、集箱、对流管束等受压部件组成的封闭回路。由给水泵输送的软水进过省煤器加热到一定温度后进入锅筒，锅炉运行时利用水与汽水混合物之间的比重差，受热的水冷壁管中一部分水汽化成汽水混合物上升到锅筒，锅筒内的水沿着未受热的墙外下降管到下集箱，在锅筒、下降管、下集箱、水冷壁管、上集箱，汽水引出管之间形成了一个不断循环的回路，不停地吸收热量、产生蒸汽、补充软水。这就是炉内水循环。双锅筒锅炉由于有汽鼓、水鼓之分，水循环大致如下：（1）上锅筒受热弱的对流管束下锅筒受热强的对流管束上锅筒下降管水冷壁连通管（2）下锅筒右（左）前下集箱右（左）前上集箱上锅筒下降管水冷壁连通管（3）下锅筒右（左）后下集箱右（左）后上集箱上锅筒下降管水冷壁连通管（4）下锅筒前（后）下集箱前（后）上集箱上锅筒但如果将上下锅筒看成一个锅筒时，也可以简化为单锅筒的自然水循环锅内水循环过程锅筒下降管下集箱水冷壁锅炉房设备示意图总的来说，锅炉运行吸收煤、水、风、电等的能量，产生蒸汽动力，排出烟尘、废渣，打个比方，锅炉的运行就像人的生活，锅炉本体就像人体--吸收能量，维持精力，排出废物，要想健康，哪个环节都不能“掉链子”谢谢end