锅炉的结构
1.
锅炉整体的结构包括
锅炉本体和辅助设备两大部分。锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁过热器、省煤器、空气
预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分,称为
锅炉本体。
锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。
2.炉膛又称燃烧室,是供燃料燃烧的空间。将
固体燃料放在炉排上,进行火床燃烧的炉膛称为层燃炉,又称火床炉;将液体、气体或磨成粉状的
固体燃料,喷入火室燃烧的炉膛称为室燃炉,又称火室炉;空气将煤粒托起使其呈沸腾状态燃烧,并适于燃烧劣质燃料的炉膛称为
沸腾炉,又称流化床炉;利用空气流使煤粒高速旋转,并强烈火烧的圆筒形炉膛称为旋风炉。
3. 炉膛的
横截面一般为正方形或矩形。燃料在炉膛内燃烧形成火焰和高温烟气,所以炉膛四周的炉墙由
耐高温材料和
保温材料构成。在炉墙的内表面上常敷设水冷壁管,它既保护炉墙不致烧坏,又吸收火焰和高温烟气的大量辐射热。
4.炉膛设计需要充分考虑使用燃料的特性。每台锅炉应尽量燃用原设计的燃料。燃用特性差别较大的燃料时锅炉运行的经济性和可靠性都可能降低。
5.锅筒是自然循环和多次
强制循环锅炉中,接受省煤器来的给水、联接循环回路,并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器。锅筒简体由优质
厚钢板制成,是锅炉中最重的部件之一。
6. 锅筒的主要功能是储水,进行汽水分离,在运行中排除锅水中的盐水和泥渣,避免含有高浓度盐分和杂质的锅水随蒸汽进入过热器和汽轮机中。
7.锅筒内部装置包括汽水分离和蒸汽清洗装置、给水分配管、排污和加药设备等。其中汽水分离装置的作用是将从水冷壁来的饱和蒸汽与水分离开来,并尽量减少蒸汽中携带的细小水滴。中、
低压锅炉常用挡板和缝隙挡板作为粗分离元件;中压以上的锅炉除广泛采用多种型式的
旋风分离器进行粗分离外,还用百页窗、
钢丝网或均汽板等进行进一步分离。锅筒上还装有水位表、
安全阀等监测和保护设施。
8.为了考核性能和改进设计,锅炉常要经过
热平衡试验。直接从有效利用能量来计算
锅炉热效率的方法叫正平衡,从各种热损失来反算效率的方法叫反平衡。考虑
锅炉房的实际效益时,不仅要看
锅炉热效率,还要计及
锅炉辅机所消耗的能量。
9. 单位质量或单位容积的燃料完全燃烧时,按化学反应计算出的空气需求量称为理论空气量。为了使燃料在炉膛内有更多的机会与氧气接触而燃烧,实际送入炉内的空气量总要大于理论空气量。虽然多送入空气可以减少
不完全燃烧热损失,但排烟热损失会增大,还会加剧
硫氧化物腐蚀和
氮氧化物生成。因此应设法改进燃烧技术,争取以尽量小的
过量空气系数使炉膛内燃烧完全。
10. 锅炉烟气中所含粉尘(包括飞灰和
炭黑)、硫和氮的氧化物都是污染大气的物质,未经净化时其排放指标可达到环境保护规定指标的几倍到数十倍。控制这些物质排放的措施有燃烧前处理、改进燃烧技术、除尘、
脱硫和脱硝等。借助高
烟囱只能降低烟囱附近地区大气中
污染物的浓度。
11.烟气除尘所使用的作用力有重力、
离心力、
惯性力附着力以及声波、静电等。对粗颗粒一般采用
重力沉降和
惯性力的分离,在较高容量下常采用
离心力分离除尘
静电除尘器和布袋
过滤器具有较高的除尘效率。湿式和文氏—
水膜除尘器中水滴水膜能粘附飞灰,除尘效率很高还能吸收气态污染物。
12.
二十世纪50年代以来,人们努力发展灰渣综合利用,化害为利。如用灰渣制造水泥、砖和
混凝土骨料等
建筑材料。70年代起又从
粉煤灰中提取
空心微珠,作为耐火保温等材料。
13. 锅炉未来的发展将进一步提高锅炉和电站热效率;降低锅炉和电站的单位功率的设备造价;提高锅炉机组的运行灵活性和自动化水平;发展更多锅炉品种以适应不同的燃料;提高锅炉机组及其辅助设备的运行可靠性;减少对环境的污染。
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