鍋爐及鍋爐房裝置基本知識

2022-06-11 10:10:17 字數 3226 閱讀 1786

鍋爐基本知識

§1 概述

鍋爐(蒸汽發生器)是利用燃料或其它能源的熱能,把工質(一般為進化的水)加熱到一定引數(溫度、壓力)的換熱裝置。

鍋爐是供熱之源。鍋爐及鍋爐房裝置的任務,在於安全、可靠、經濟有效地將燃料的化學能轉化為熱能,進而將熱能傳遞給水,以產生熱水或蒸汽;或將燃料的化學能傳遞給其他工質,如導熱油等,以產生其他高溫的工質,如高溫導熱油。

蒸汽,不僅用來將熱能轉變成機械能(如電站鍋爐的氣輪機發電),蒸汽還廣泛地作為工業生產和採暖通風等方面所需熱量的熱載體。通常,我們把用於動力、發電方面的鍋爐,叫做動力鍋爐;把用於工業及採暖方面的鍋爐,稱為供熱鍋爐,通常成為工業鍋爐。

電站鍋爐,處於提高熱迴圈效率的需求,其鍋爐所產生的蒸汽,其壓力與溫度都較高,且日益趨向高溫高壓和大容量方向發展。例如,與國產的300mw的汽輪發電機組配套的鍋爐,其容量為1025噸/小時,蒸汽壓力為17mpa(170個大氣壓),過熱蒸汽溫度為555℃。

與我們相關的工業鍋爐,所產生的蒸汽或熱水均不需要過高的壓力和溫度,容量也不太大,壓力一般在2.5mpa(25個大氣壓)以下,溫度一般為飽和蒸汽溫度(或有過熱,過熱蒸汽溫度也不太高,一般400℃以下)。生產工藝有特殊要求的除外。

1. 爐的基本構造和工作過程

鍋爐,主要是鍋與爐兩大部分的組合。燃料在爐內進行燃燒,將燃料的化學能轉變為熱能;高溫燃燒產物—煙氣則通過受熱面將熱量傳遞給鍋內的工質,如水等,水被加熱—沸騰—汽化,產生蒸汽。

鍋的基本構造包括鍋筒(又叫汽包)、對流管束、水冷壁、上下集箱和下降管等組成乙個封閉的汽水系統。爐,對於鏈條爐排鍋爐來說,包括煤斗、爐排、除渣機、送風裝置等;對於室燃爐來說,爐包括燃燒裝置等。

此外,為了保證鍋爐的正常工作和安全執行,蒸汽鍋爐還必須裝設安全閥、水位表、高低水位報警器、壓力表、主汽閥、排汙閥、止回閥等。

2. 鍋爐的分類鍋爐的品種及分類方式眾多,其一般分類概況見下表:

3. 鍋爐的工作過程

鍋爐的工作包括三個過程,燃料的燃燒、煙氣向水的傳熱過程和水的汽化過程,這三個過程在鍋爐中同時進行。

一、 燃料的燃燒過程

不同的燃燒方式其燃燒狀況有所不同。以鏈條爐排鍋爐為例,其燃燒裝置為鏈條爐排。燃料在加煤斗中藉自重下落到爐排面上,爐排借電動機通過變速齒輪箱減速後由鏈輪來帶動,鏈條爐排猶如運輸機,將燃料源源不斷的帶入爐內。

燃料在爐排上一面燃燒,一面向後移動;燃料燃燒所需的空氣由鼓風機通過風道及爐排下部的風倉,向上穿過爐排到達燃料層,進行燃燒,形成高溫煙氣。燃料最後燒成灰渣,在爐排末端翻過除渣板(俗稱老鷹鐵)後排出,這整個過程稱為燃燒過程。當然,為了鍋爐燃燒的持續進行,需要連續不斷地**燃料、空氣和排出煙氣、灰渣,為了環保的要求,還須對煙氣進行除塵處理,為此,需配置鼓風機、引風機、運煤出渣裝置及消煙除塵裝置。

二、 煙氣向工質(水、汽、導熱油等)的傳熱過程

由於燃料的燃燒放熱,爐內溫度很高。在爐膛的四周牆面上,都布置一排水管,俗稱水冷壁管。高溫煙氣與水冷壁進行強里的輻射換熱,將熱量傳遞給管內工質。

繼而煙氣受引風機、煙囪的引力而向爐膛上方流動。煙氣出煙窗(爐膛出口)並掠過防渣管後,就沖刷蒸汽過熱器----一組垂直放置的蛇形管受熱面,使鍋(汽包與水冷壁)中產生的飽和蒸汽在其中受煙氣加熱而得到過熱。尾部煙道內依次布置省煤器及空氣預熱器。

經多級傳熱後的煙氣最後排出鍋爐。

三、 水的汽化過程

水的汽化過程也是蒸汽的產生過程,其主要包括水迴圈和汽水分離過程。經過水處理的鍋爐給水由給水幫浦加壓,先經過省煤器而得到預熱,然後進入汽包。

鍋爐工作時,汽包中的工質是處於飽和狀態下的汽水混合物。位於煙溫較低區段的對流管束,因受熱較弱,汽水混合物的比重較大;而位於煙氣高溫區的水冷壁和對流管束由於受熱較強,相應地汽水混合物的比重較小;從而比重大的汽水混合物則往下流入下鍋筒,比重小的汽水混合物則往上流入上鍋筒,這就形成了鍋內的自然迴圈。此外,為了更有效地組織水迴圈和進行流量分配的需要,一般還設有置於爐牆外的不受熱的下降管,藉以將工質引如水冷壁的下集箱,而通過上集箱上的汽水引出管將汽水混合物引入上鍋筒。

借助上鍋筒內裝設的汽水分離裝置,以及在鍋筒本身空間的重力分離作用,使汽水混合物得到了分離;若有過熱器,則蒸汽在上鍋筒頂部引出後進入蒸汽過熱器中,而分離下來的飽和水仍回落到上鍋筒下半部的水空間。汽包中的水迴圈,也保證了與高溫煙氣相接觸的金屬受熱面得以冷卻而不會燒壞,是鍋爐長期安全可靠執行的必要條件。而汽水混合物的分離裝置則是保證蒸汽品質和蒸汽過熱器可靠工作的必要裝置。

§2 鍋爐基本特性的表示

為了區別各類鍋爐構造、燃用燃料、燃燒方式、容量大小、引數高低以及執行經濟性等特點,經常用到如下引數:

一、 鍋爐額定出力

鍋爐額定出力是指鍋爐在額定引數(壓力、溫度)和保證一定效率下的最大連續出力。對於蒸汽鍋爐,叫額定蒸發量,單位為噸/小時;對於熱水鍋爐,叫額定產熱量。單位為mw(老單位為萬大卡/小時)。

產熱量與蒸發量之間的關係:

q=d(iq-igs)×1000 千焦/小時

式中:d----鍋爐蒸發量,噸/小時

iq----蒸汽焓,千焦/公斤

igs----鍋爐給水焓,千焦/公斤

對於熱水鍋爐:

q=g(irs 「-irs『)×1000 千焦/小時

式中:g----熱水鍋爐迴圈水量,噸/小時

irs 「---鍋爐出水焓,千焦/公斤

irs 『---鍋爐進水焓,千焦/公斤

注: 1千卡(kcal)=4.1868千焦(kj)

二、蒸汽(或熱水)引數

鍋爐產生蒸汽的引數,是指鍋爐出口處蒸汽的額定壓力(表壓)和溫度。對生產飽和蒸汽的鍋爐來說,一般只標明蒸汽壓力;對生產過熱蒸汽的鍋爐,則需標明壓力和過熱蒸汽溫度;對熱水鍋爐來說,則需標明出水壓力和溫度。

工業鍋爐的容量、引數,既要滿足生產工藝上對蒸汽的要求,又要便於鍋爐房的設計,鍋爐配套裝置的**以及鍋爐本身的標準化,因而要求有一定的鍋爐引數系列。見gb1921-88《工業蒸汽鍋爐引數系列》及gb3166-88《熱水鍋爐引數系列》

gb1921-88《工業蒸汽鍋爐引數系列》

本表中的額定蒸發量,對於<6t/h的飽和蒸汽鍋爐是20℃給水溫度下鍋爐額定蒸發量,對於》6t/h的飽和蒸汽鍋爐及過熱蒸汽鍋爐是105℃給水溫度下鍋爐額定蒸發量。

鍋爐設計給水溫度為20℃,60℃及105℃,設計時結合具體情況而定。

gb3166-88《熱水鍋爐引數系列》

四、 鍋爐熱效率

鍋爐的熱效率是指送進鍋爐的燃料(全部完全燃燒時)所能發出的熱量中有百分之多少被用來產生蒸汽或加熱水或其它工質。以符號η來表示。它是乙個能真實反映鍋爐執行的經濟性指標。

五、 鍋爐型號及表示

gb/t1626-92《工業鍋爐產品型號編制方法》規定:

工業鍋爐產品型號由三部分組成,各部分之間用短橫線相連。

鍋爐及鍋爐房裝置基本知識

鍋爐基本知識 1 概述 鍋爐 蒸汽發生器 是利用燃料或其它能源的熱能,把工質 一般為進化的水 加熱到一定引數 溫度 壓力 的換熱裝置。鍋爐是供熱之源。鍋爐及鍋爐房裝置的任務,在於安全 可靠 經濟有效地將燃料的化學能轉化為熱能,進而將熱能傳遞給水,以產生熱水或蒸汽 或將燃料的化學能傳遞給其他工質,如導...

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