簡(jiǎn)介水管鍋爐概述
由于管內(nèi)橫斷面比管外小,因此汽水流速大大增加,受熱面上產(chǎn)生的蒸汽立即被沖走,這就提高了鍋水吸熱率。與鍋殼式鍋爐相比水管鍋爐鍋筒直徑小,工作壓力高,鍋水容量小,一旦發(fā)生事故,災(zāi)害較輕,鍋爐水循環(huán)好,蒸發(fā)效率高,適應(yīng)負(fù)荷變化的性能較好,熱效率較高。因此,壓力較高,蒸發(fā)量較大的鍋爐都為水管鍋爐。所謂水管鍋爐(a water tube boiler ),就是水、汽或汽水混合物在管內(nèi)流動(dòng),而火焰或煙氣在管外燃燒和流動(dòng)的鍋爐。
水管鍋爐優(yōu)缺點(diǎn)早期水管鍋爐的受熱面管子,為了便于清除水垢,大多是直管形式。隨著爐外和爐內(nèi)水處理技術(shù)的進(jìn)步,可以保證鍋爐長(zhǎng)期運(yùn)行而管內(nèi)結(jié)垢很少,因而出現(xiàn)了彎水管鍋爐。彎水管鍋爐的受熱面管子,可以根據(jù)需要制成比較復(fù)雜的形狀,因而鍋爐的各種性能大大提高。水管鍋爐的受熱面由很多小管子組成,熱膨脹補(bǔ)償性能良好,可以根據(jù)需要任意布置。鍋爐壓力和容量的提高不受鍋筒限制。汽水流動(dòng)可以 自然循環(huán),也可以是強(qiáng)制循環(huán)或水汽依次通過(guò)各受熱面,不但各受熱面能得到良好冷卻,而且還使單位受熱面吸熱量增多。受熱面全部在鍋筒外部,水管鍋爐的鍋筒相對(duì)來(lái)講很小,采用直流鍋爐,鍋筒可以取消,所以水管鍋爐的金屬使用率較低。水管鍋爐采用過(guò)熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器后,排煙溫度可以降低到100~150℃,鍋爐效率可達(dá)90%以上。水管鍋爐的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,體積較大,不適宜用于移動(dòng)設(shè)備上。鍋爐的相對(duì)水容量小,對(duì)自動(dòng)化控制和操作水平要求較高。根據(jù)水管鍋爐的上述特點(diǎn),水管鍋爐適用于大、中型工廠和發(fā)電廠。1
鍋爐結(jié)構(gòu)整體的結(jié)構(gòu)包括鍋爐本體和輔助設(shè)備兩大部分。
鍋爐本體鍋爐中的爐膛、鍋筒、燃燒器、水冷壁過(guò)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(gè)最主要的部件是爐膛和鍋筒。
爐膛爐膛又稱燃燒室,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,并適于燃燒劣質(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(qiáng)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?。爐膛設(shè)計(jì)需要充分考慮使用燃料的特性。每臺(tái)鍋爐應(yīng)盡量燃用原設(shè)計(jì)的燃料。燃用特性差別較大的燃料時(shí)鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性都可能降低。
鍋筒鍋筒是自然循環(huán)和多次強(qiáng)制循環(huán)鍋爐中,接受省煤器來(lái)的給水、聯(lián)接循環(huán)回路,并向過(guò)熱器輸送飽和蒸汽的圓筒形容器。鍋筒簡(jiǎn)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(chǔ)水,進(jìn)行汽水分離,在運(yùn)行中排除鍋水中的鹽水和泥渣,避免含有高濃度鹽分和雜質(zhì)的鍋水隨蒸汽進(jìn)入過(guò)熱器和汽輪機(jī)中。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(lái)的飽和蒸汽與水分離開來(lái),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,還用百葉窗、鋼絲網(wǎng)或均汽板等進(jìn)行進(jìn)一步分離。鍋筒上還裝有水位表、安全閥等監(jiān)測(cè)和保護(hù)設(shè)施。
鍋爐輔助設(shè)備一、給水設(shè)備 ,如:注水器,離心泵等; 二、通風(fēng)設(shè)備, 如:鼓風(fēng)機(jī),引風(fēng)機(jī),煙囪 ; 三、運(yùn)煤設(shè)備 ,如:人工上煤,電動(dòng)葫蘆; 四、出灰設(shè)備 ,如:人工出灰,刮板除渣機(jī); 五除、塵設(shè)備, 如:旋風(fēng)除塵器,多管除塵器。
相關(guān)資料鍋爐發(fā)展與展望為了考核性能和改進(jìn)設(shè)計(jì),鍋爐常要經(jīng)過(guò)熱平衡試驗(yàn)。直接從有效利用能量來(lái)計(jì)算鍋爐熱效率的方法叫正平衡,從各種熱損失來(lái)反算效率的方法叫反平衡。考慮鍋爐房的實(shí)際效益時(shí),不僅要看鍋爐熱效率,還要計(jì)及鍋爐輔機(jī)所消耗的能量。單位質(zhì)量或單位容積的燃料完全燃燒時(shí),按化學(xué)反應(yīng)計(jì)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(jī)會(huì)與氧氣接觸而燃燒,實(shí)際送入爐內(nèi)的空氣量總要大于理論空氣量。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(huì)增大,還會(huì)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(zhēng)取以盡量小的過(guò)量空氣系數(shù)使?fàn)t膛內(nèi)燃燒完全。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(shí)其排放指標(biāo)可達(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(duì)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(guò)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。 二十世紀(jì)50年代以來(lái),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。鍋爐未來(lái)的發(fā)展將進(jìn)一步提高鍋爐和電站熱效率;降低鍋爐和電站的單位功率的設(shè)備造價(jià);提高鍋爐機(jī)組的運(yùn)行靈活性和自動(dòng)化水平;發(fā)展更多鍋爐品種以適應(yīng)不同的燃料;提高鍋爐機(jī)組及其輔助設(shè)備的運(yùn)行可靠性;減少對(duì)環(huán)境的污染。
水管鍋爐和火管鍋爐的主要區(qū)別有哪些水管與火管是以管子里面介質(zhì)的不同來(lái)定義的,水管就是管子里面走水,通過(guò)外部煙氣對(duì)流/輻射換熱加熱管子中的水,火管就是管子里面走煙氣,讓煙氣加熱管外介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)換熱,火管鍋爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,水及蒸汽容積大,對(duì)負(fù)荷變動(dòng)適應(yīng)性好,對(duì)水質(zhì)的要求比水管鍋爐低,多用于小型企業(yè)的生產(chǎn)工藝和生活采暖上。水管鍋爐的受熱面布置方便,傳熱性能好,在結(jié)構(gòu)上可用于大容量和高參數(shù)的工況。但對(duì)水質(zhì)和運(yùn)行水平要求較高。
(1) 水管鍋爐壓力適應(yīng)范圍較廣,可突破壓力限制,可滿足2.5MPa以上的供汽要求?;鸸苠仩t受材料壁厚與壓力的限制,用于2.5MPa壓力以下。
(2) 火管鍋爐為鍋殼式鍋爐,受各鍋爐廠家設(shè)備、工裝的限制,制造太大的火管鍋爐難度較大,通常在35t/h以下。水管結(jié)構(gòu)鍋爐可實(shí)現(xiàn)鍋爐大型化,35t/h以上的鍋爐通常采用水管結(jié)構(gòu)。(3) 火管鍋爐具有結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn),在同等出力下,外形與設(shè)備重量均低于水管鍋爐。水管鍋爐因體積較大,有更多的空間用于布置過(guò)熱器,因此水管鍋爐占用鍋爐房相對(duì)較大。2