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工业锅炉的种类和结构简介上海交通大学王清成 博士本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。工业锅炉发展背景 随着生产的发展，工业锅炉由简单到复杂、由低参数到高参数、由单一的品种发展到系列化产品，已经有200多年历史了。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。工业锅炉的种类n按照锅炉本体结构锅炉本体结构分类，分为火管锅炉（包括烟管锅炉）、水管锅炉、快装锅炉、热水锅炉、废热锅炉等。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。火管锅炉n结构简单、设备不太复杂、运行技术水平要求较低、给水不必进行严格水处理等优点；n由于结构上的限制，蒸汽参数较低，加上热效率低，消耗钢材量大，因此均在小容量采用，不能满足日益增长的工业工业用汽用汽的需要。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。水管锅炉本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。快装锅炉n所谓快装锅炉也称整装锅炉。锅炉在制造厂全部装好，整机运往运行部门，保证锅炉的制造安装质量。n最大容量：燃煤锅炉以46吨为限。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。热水锅炉n热水锅炉是供给热水（相应于锅炉出口压力的不饱和水）的锅炉。n整台锅炉相当于蒸汽锅炉的非沸腾式省煤器一样，所不同的是热水锅炉有一半左右采用辐射式省煤器，而蒸汽锅炉大都采用对流式省煤器。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。余热锅炉（废热锅炉）n充分利用废气、废渣等的余热设备称余热锅炉。n余热锅炉结构上的显著特点是没有燃烧室和燃烧装置，整台锅炉只有高温和低温对流受热面。可利用的余热来自烟气、炉渣及高温产品、可燃废气、化学反应、废水等。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。工业锅炉分类n按照燃烧设备燃烧设备，工业锅炉可分为：手烧炉、链条炉排、振动炉排、往复式推动炉排、配有抛煤机的燃烧方式、沸腾炉、煤粉炉。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。手烧炉n手烧炉是工业锅炉最简单的燃烧设备。它的加煤、拨火、除渣等操作都由人力完成。n在手烧炉的燃烧过程中，新燃料由炉门投入，落在已经燃烧得很旺的燃料层上。n一般不采用送风机和引风机，而采用自然通风。依靠烟囱的自然抽风，在炉膛内造成负压以吸入燃烧所需的空气。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。手烧炉炉排上燃料层分布和气体分布本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。链条炉排n链条炉的燃烧过程及特点。煤在链条炉燃烧时，炉排如同皮带运输机一样，自前向后缓慢移动；燃料从燃料斗下来落在炉排上，随炉排一起前进；空气从炉排下方送入炉内。当燃料经过燃料闸门时，被刮成一定的厚度，随后便进入炉膛。燃料在炉膛内受辐射加热后，就进入燃烧阶段，开始是烘干并放出挥发分，继之着火燃烧和燃尽，灰渣则随炉排移动而被排出，以上各阶段是沿炉排长度相继进行的，又同时发生，炉子的燃烧过程不随时间而变。1Area of coals 2Area of release and combustion of volatiles 3aArea of oxidation of char 3bArea of deoxidation of char 4Area of slag burnt out 本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。n落在炉排上的新燃料，从上面吸收炉膛火陷、高温烟气、高温炉墙的辐射热着火。从燃料层下面来的预热空气，一般预热温度为200左右，最多不超过400。预热空气对新燃料虽有加热作用，但不足以使之着火，链条炉中燃料的着火是由燃料层最上面开始，然后逐渐向下传播。由于链条炉的燃料层是随着炉排一起由炉前向炉后移动的，且着火是自上而下的，所以燃料的着火线O1K不是与炉排面平行的水平线，而是与水平方向成倾斜角。K O1 Velocity of Grate MovementIgnition Angle本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。链条炉排上燃烧区分布和气体成分本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。振动炉排n振动炉排是利用振动使煤在炉排上逐渐向后移动的；n煤在炉排上逐渐向后移动，进行着预热、着火、燃烧、燃尽等过程；分段送风；n煤在炉排上是跳跃前进的，炉排本身并不移动，炉排经常与红火接触，材质要求高。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。往复式推动炉排n炉排由间隔布置的固定和可动炉排片组成；n煤在炉排上逐渐向后移动，进行着预热、着火、燃烧、燃尽等过程；分段送风；n燃料在往复炉排上的着火比链条炉好，这是因为往复炉排在推动时，能把未燃的燃料推到已燃燃料的上面，从而实现部分燃料的无限制着火；n往复炉排最大的缺点是炉排的冷却较差。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。配有抛煤机的燃烧方式n配置抛煤机n在抛煤机炉子中对于细煤的悬浮燃烧必须给以足够的重视。n锅炉炉膛无前后拱，极少能产生气体紊流混合搅动。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。沸腾炉n沸腾燃烧锅炉，是把煤破碎到一定大小的颗粒，空气通过布风板，把厚度约为500mm的料层吹起，在炉膛的一定高度内，上下翻腾，破碎好的煤粒子送到上下翻腾的高温沸腾层中燃烧。层内温度一般为8501050 。新送入的燃煤进入数量比本身大几十倍的沸腾层种，很快被加热到着火温度而着火燃烧。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。沸腾炉本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。煤粉炉n把煤预先磨成煤粉，用空气把煤粉送入炉内，在悬浮状态下着火燃烧；n采用煤粉炉，需要一套复杂的制粉系统和设备，电耗较大，限制了在工业锅炉中的应用；加上粉尘污染严重，不能低负荷运行等缺点，在太小的工业锅炉中采用煤粉炉是不合适的。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。工业锅炉机械化燃烧方式比较本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。n链条炉排：n优点：锅炉效率可达70%80%；运行稳定，容易掌握；运行得好时，基本不冒黑烟，对消烟除尘设备要求不高。这种机械化燃烧方式适合于我国产烟煤的大部分地区。n缺点：不适用于单烧无烟煤，也不适于结焦性强的煤和发热量较低的劣质煤。炉排制造复杂，检修较困难(特别是链带式炉排)比起其他机械化层燃方式炉排的金属耗量大。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。n振动炉排n优点：锅炉效率可达60%78%；结构简单；耗电量少；调节负荷性能比链条炉好；适用于4t/h以下的锅炉，对较大容量有待试验。n缺点：飞灰较链条炉大，飞灰含碳量高；炉排漏煤较严重；运行中炉排振动时，容易冒黑烟；炉排的振动对锅炉本体、厂房都有影响；燃用无烟煤或者劣质煤时，出力和效率都降低。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。n倾斜往复（往复式推动）炉排：n优点：烧一般烟煤效率可达70%80%；结构简单，易于制造；耗电量少；炉排和拱配合得好时，不冒黑烟；目前适于4t/h以下，最适用于4t/h以下的采暖锅炉。n缺点：不易于烧挥发分低的贫煤和无烟煤，也不适于强结焦性的煤；燃烧旺盛地区，路排容易烧坏；适应负荷变化的能力较差，反应慢。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。n抛煤机燃烧方式：n优点：对燃料的品种和负荷的变化适应性强；运行费用低。n缺点：飞灰大；低负荷运行时效率低；对煤的粒度变化敏感，易产生火层不匀；不适于水分大的煤。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。n沸腾燃烧：n优点：煤种适应性广，可掺烧煤矸石；锅炉效率可达60%75%；调负荷范围较大；耗钢量较少，可缩小锅炉体积；这种燃烧方式最适用于燃烧劣质煤。n缺点：飞灰量大，飞灰可燃物含量高；沸腾段管子磨损严重；灰渣热损失大；耗电量大。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。n小型煤粉炉：n优点：效率可达75%80%；可燃用较次的烟煤。n缺点：低负荷运行时燃烧不稳定，不适于间歇生产的情况；不宜烧无烟煤（挥发分小于10%）；耗电量大；飞灰量大；钢耗量大；运行操作水平要求高。本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。谢 谢！