【正文】 元件。這些鹽分和雜質如在過熱器管和汽輪機通道上發(fā)生結垢、積鹽和腐蝕，會影響設備的經(jīng)濟安全運行。鍋筒筒體由優(yōu)質厚鋼板制成，是鍋爐中最重的部件之一。燃用特性差別較大的燃料時，鍋爐運行的經(jīng)濟性和可*性都可能降低。 室燃爐的爐膛截面熱負荷是單位時間內單位爐膛橫截面上燃料燃燒所釋放的熱量。 一般用爐膛容積熱負荷和爐膛截面熱負荷或爐排熱負荷表示其燃燒強烈程度。結渣會降低鍋爐受熱面的傳熱效果。 將固體燃料放在爐排上進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、適于燃燒劣質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并強烈火燒的圓筒形爐膛稱為旋風爐。鍋爐本體中兩個最主要的部件是爐膛和鍋筒。 基本結構燃燒器噴出的煤粉與空氣混合物在爐膛中與其余的熱空氣混合燃燒，放出大量熱量。 它由很多平行的蛇形管所組成，其作用是使給水在進入鍋筒之前預先加熱，并降低排煙溫度。鍋爐的蒸發(fā)受熱面裝在爐膛的內壁上，組成水冷壁，吸收爐膛中高溫火焰和煙氣的輻射熱量，使爐膛出口處煙氣溫度降低到1000～1150℃。圖4[自然循環(huán)鍋爐簡圖] 和圖7[燃燒系統(tǒng)示意圖] 為 120噸／時自然循環(huán)燃煤電站鍋爐的簡圖和燃燒系統(tǒng)示意圖。工業(yè)鍋爐一般采用室內布置，電站鍋爐主要采用室內半露天或露天布置。 增壓鍋爐 MPa ，用于蒸汽——燃氣聯(lián)合循環(huán)。 固態(tài)排渣鍋爐：燃料燃燒后生成的灰渣呈固態(tài)排出，是燃煤鍋爐的主要排渣方式。 余熱鍋爐 利用冶金、石油化工等工業(yè)的余熱作熱源。多為工業(yè)鍋爐，大型循環(huán)沸騰燃燒鍋爐可用作電站鍋爐。 火室燃燒鍋爐：主要用于電站鍋爐，燃用液體燃料、氣體燃料和煤粉的鍋爐均為火室燃燒鍋爐。 低壓鍋爐 一般壓力小于 (13kgf/cm 2 ) 中壓鍋爐 一般壓力為 (39kgf/cm 2 ) 高壓鍋爐 一般壓力為 (100kgf/cm2 ) 超高壓鍋爐 一般壓力為 (140kgf/cm2 ) 亞臨界壓力鍋爐 一般壓力為 (170kgf/cm2 ) 超臨界壓力鍋爐 壓力大于 () 中國電站鍋爐的現(xiàn)行系列為:；高壓10兆帕；超高壓14兆帕；亞臨界壓力17兆帕。 低倍率循環(huán)鍋爐：具有汽水分離器和循環(huán)泵，主要*循環(huán)泵建立工質循環(huán)，可應用于亞臨界壓力和超臨界壓力，循環(huán)倍率低，~。 自然循環(huán)鍋筒鍋爐：具有鍋筒，利用下降管和上升管中工質密度差產生工質循環(huán)，只能在臨界壓力以下應用。 注汽鍋爐：用于油田對稠油的注汽熱采，出口工質一般為高壓濕蒸汽。 工業(yè)鍋爐：用于工業(yè)生產和采暖，大多為低壓、低溫、小容量鍋爐，火床燃燒居多，熱效率較低；出口工質為蒸汽的稱為蒸汽工業(yè)鍋爐，出口工質為熱水的稱為熱水鍋爐。沸騰燃燒方式屬于一種低溫燃燒，除可燃用灰分十分高的固體燃料外，還可在沸騰床中摻入石灰石用以脫硫。40～60年代，為了強化燃燒和減少飛灰，一度采用液態(tài)排渣煤粉爐和旋風爐，但由于采用這種燃燒方式生成的氮氧化物太多，從70年代起已較少采用。第二次世界大戰(zhàn)后,石油價廉，許多國家廣泛采用燃油鍋爐。后來又出現(xiàn)了前墻布置的旋流式燃燒器，火焰在爐膛中形成 L形火炬。 拋煤機可以配在固定火床上，也可以配在鏈條爐排上而成為拋煤機鏈條爐排。后來人們認識到爐膛容積和結構在燃燒中的作用，將爐膛造得較高，并采用爐和二次風，從而提高了燃燒效率。 早年的鍋殼鍋爐采用固定爐排，多燃用優(yōu)質煤和木柴，加煤和除渣均用手工操作。因此，不但要求發(fā)展各種爐型來適應不同燃料的燃燒特點，而且還要提高燃燒效率以節(jié)約能源。 隨著自動控制和水處理技術的進步，它們漸趨成熟。在下降管系統(tǒng)內加裝循環(huán)泵，以加強蒸發(fā)受熱面的水循環(huán)。40年代開始應用輔助循環(huán)鍋爐。 到30年代，已廣泛應用2～4兆帕、385～400℃的具有水冷壁的彎水管式鍋爐配 6～12兆瓦的火電機組。直水管鍋爐已不能滿足要求。直水管鍋爐壓力和容量都受到限制。鍋爐受熱面是鍋殼外的水管，取代了鍋殼本身和鍋殼內的火筒、火管?；鹜插仩t已趨淘汰，而火筒鍋爐則仍在應用。其形狀和尺寸可與輪船機艙配合較好，鍋爐本身也較輕，所以一直在船舶上使用。一些火管裝在鍋殼中，構成鍋爐的主要受熱面，火（煙氣）在管內流過。鍋殼下方磚砌爐體中燒火。18世紀上半葉，英國煤礦使用的蒸汽機，所用的蒸汽壓力等于大氣壓力。即使是小型鍋爐，一旦發(fā)生爆炸，后果也十分嚴重。機車鍋爐作為蒸汽機車的主要設備尚有一定的應用。工業(yè)鍋爐是在各種工業(yè)企業(yè)中提供生產和供暖所需的蒸汽的必不可少的設備。提供熱水的鍋爐稱為熱水鍋爐，主要用于生活，工業(yè)生產中也有少量應用。兗州煤業(yè)榆林能化有限公司鍋爐培訓教材（第一版）主編：任慶偉審核：王明峰批準：張士金二〇〇六年十月十二日目 錄第一部分 鍋爐基礎知識 1第一章 鍋爐的發(fā)展史 1第二章 鍋爐的分類 6第三章 鍋爐設備構成及其工作過程 9第四章 鍋爐的參數(shù)與技術經(jīng)濟指標 15第五章 鍋爐型號 17第六章 工業(yè)鍋爐的結構 17第七章 電站鍋爐結構 27第二部分 鍋爐操作部分 31第一章 鍋爐設備規(guī)范 31 31 35第二章 鍋爐輔助設備簡要特性 39 392. 刮板撈渣機 46 524. 脈沖式布袋除塵器 54 58 59第三章 鍋爐主要操作控制保護系統(tǒng) 61 612．操作臺界面 613．分級的過程畫面 624．趨勢畫面 635．機組負荷指令ULD 636．鍋爐主要輔助設備順控邏輯 667．FSSS主要設計說明 70第四章 鍋爐的啟動 運行維護及停止 781. 鍋爐的啟動 78 85 93第五章 輔助設備運行 97 97 98 101 102 104 1057 制粉系統(tǒng)運行 106第六章 鍋爐事故和故障處理 118第一部分 鍋爐基礎知識第一章 鍋爐的發(fā)展史 利用燃料或其他能源的熱能把水加熱成為熱水或蒸汽的機械設備。產生蒸汽的鍋爐稱為蒸汽鍋爐，常簡稱為鍋爐，多用于火電站、船舶、機車和工礦企業(yè)。工業(yè)鍋爐數(shù)量甚多，需要消耗大量燃料。 因此，對鍋爐的材料選用、設計計算、制造和檢驗等都制訂有嚴格的法規(guī)。18世紀后半葉改用高于大氣壓力的蒸汽。隨著鍋爐越做越大，為了增加受熱面積，在鍋殼中加裝火筒，在火筒前端燒火，煙氣從火筒后面出來，通過磚砌的煙道排向煙囪并對鍋殼的外部加熱，稱為火筒鍋爐。在鍋殼的存水線以下裝上盡量多的火管，稱為臥式外燃回火管鍋爐。圖1f[鍋殼式鍋爐發(fā)展簡圖] 的機車鍋爐在只有火管的鍋殼前方裝上一個包有水夾套的火箱，火箱下部裝爐排燒火，布置緊湊，蒸汽機車均用這種鍋爐。 鍋爐的受熱面積和蒸汽壓力的增加不再受到鍋殼直徑的限制，有利于提高鍋爐蒸發(fā)量和蒸汽壓力。隨著制造工藝和水處理技術的發(fā)展，出現(xiàn)了彎水管式鍋爐（圖3 [彎水管式鍋爐發(fā)展簡圖] ）。第二次世界大戰(zhàn)以后，鍋爐工業(yè)發(fā)展很快。 直流鍋爐（圖6[直流鍋爐簡圖] ）中沒有鍋筒,給水由給水泵送入省煤器，經(jīng)水冷壁和過熱器等蒸發(fā)受熱面變成過熱蒸汽送往汽輪機，各部分流動阻力全由給水泵來克服。70年代最大的單臺輔助循環(huán)鍋爐是17兆帕壓力配1000兆瓦發(fā)電機組。此外，爐膛和燃燒設備的技術改進還要求盡量減少鍋爐排煙中的污染物（硫氧化物和氮氧化物）。直水管鍋爐出現(xiàn)后開始采用機械化爐排，其中鏈條爐排得到了廣泛的應用。鏈條爐排能適應大多數(shù)煤種，但不能燒強粘結煙煤。發(fā)電機組功率超過6兆瓦時,以上這些層燃爐的爐排尺寸太大，結構復雜，不易布置，所以20年代開始使用室燃爐，室燃爐燃燒煤粉和油。隨著鍋爐容量增大,旋流式燃燒器的數(shù)目也開始增加,可以布置在兩側墻，也可以布置在前后墻。燃油鍋爐的自動化程度容易提高。 船用鍋爐：用作船舶動力，一般采用低、中參數(shù)，大多燃油。 火管鍋爐：煙氣在火管內流過，可以制成小容量，低參數(shù)鍋爐，熱效率較低，但結構簡單，水質要求低，運行維修方便。 多次強制循環(huán)鍋筒鍋爐：也稱輔助循環(huán)鍋筒鍋爐。 直流鍋爐：無鍋筒，給水*水泵壓力，一次通過受熱面產生蒸汽，適用于高壓和超臨界壓力鍋爐。中國工業(yè)鍋爐的現(xiàn)行系列為：、?；鹗胰紵龝r，燃料主要在爐膛空間懸浮燃燒。 固體燃料鍋爐 燃用煤等固體燃料。 原子能鍋爐 利用核反應堆所釋放熱能作為熱源的蒸汽發(fā)生器。 液態(tài)排渣鍋爐：燃料燃燒后生成的灰渣呈液態(tài)從渣口流出，在裂化箱的冷卻水中裂化成小顆粒后排入水溝。 鍋爐鍋筒數(shù)一般為一個或兩個，鍋筒可縱置或橫置。 可分為快裝鍋爐、組裝鍋爐和散裝鍋爐、小型鍋爐可采用快裝型式，電站鍋爐一般為組裝或散裝。首先由磨煤機將煤磨制成粉。后墻水冷壁的上部分（在水平煙道進口）組成排列較稀的數(shù)列凝渣管，以防止結渣。 過熱器位于水平煙道中，它的作用是把從鍋筒出來的飽和蒸汽加熱成具有一定溫度的過熱蒸汽，目的是提高電站的經(jīng)濟性。另一尾部受熱面是空氣預熱器。 在水汽系統(tǒng)方面，給水在加熱器中加熱到一定溫度，經(jīng)給水管道進入省煤器，進一步加熱以后送入鍋筒，與鍋水混合后沿下降管下行至水冷壁進口集箱。燃燒后的熱煙氣順序流經(jīng)爐膛、凝渣管束、過熱器、省煤器和空氣預熱器后，再經(jīng)過除塵裝置，除去其中的飛灰，最后由引風機送往煙囪排向大氣。 鍋爐本體 爐膛的橫截面一般為正方形或矩形。 當爐內的溫度超過灰熔點時，灰便呈熔融狀態(tài)。嚴重時會堵塞煙氣流動的通道，影響鍋爐的安全和經(jīng)濟運行。爐膛容積熱負荷是單位爐膛容積中每單位時間內釋放的熱量。在爐膛容積確定以后，爐膛截面熱負荷過大會使局部區(qū)域的壁面溫度過高而引起結渣。 鍋爐出口的蒸汽一般都有一定的質量標準。中壓以上的鍋爐除廣泛采用多種型式的旋風分離器進行粗分離外，還用百頁窗、鋼絲網(wǎng)或均汽板等進行進一步分離。 除鍋爐本體外，在電站鍋爐中還有許多配套的輔助設備：①煤粉制備系統(tǒng)，包括磨煤機、排粉機、粗粉分離器和煤粉管道等；②送、引風系統(tǒng)，包括送風機、引風機和煙風道等；③給水系統(tǒng)，包括給水泵、閥門和管道等；④水處理系統(tǒng)（見鍋爐水處理）；⑤灰渣清除系統(tǒng)，包括出渣機、除塵器等；⑥自動控制和監(jiān)測系統(tǒng)（見鍋爐自動控制、鍋爐汽溫調節(jié)）。 實際送入爐內的空氣量與理論空氣量之比值稱為過量空氣系數(shù)。這種采用低過量空氣系數(shù)的燃燒技術稱為低氧燃燒。 煙氣凈化和灰渣處理 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,未經(jīng)凈化時其排放指標可能達到環(huán)境保護規(guī)定指標的幾倍到數(shù)十倍。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。干法吸收用堿性氧化鋁、 半焦炭、活性炭等；濕法吸收用氨、 碳酸鈉、石灰漿等。 20世紀50年代以來,人們努力發(fā)展灰渣綜合利用,化害為利。③提高鍋爐機組的運行靈活性和自動化水平。 工業(yè)蒸汽鍋爐的容量用額定蒸發(fā)量表示。 鍋爐蒸汽壓力和溫度是指過熱器主汽閥出口處的過熱蒸汽壓力和過熱蒸汽溫度，對于無過熱器的鍋爐，用主汽閥出口處的飽和蒸汽壓力和溫度表示。電站鍋爐的給水溫度為（中壓）150℃、170℃、（高壓）215℃、（亞臨界）260℃。現(xiàn)代電站鍋爐的熱效率都在90%以上。 鍋爐成本一般用成本中的一個重要經(jīng)濟指標鋼材消耗率表示。 工業(yè)鍋爐的鋼材消耗率在5~6噸鋼材 鍋爐可靠性常用下列3種指標來衡量。第五章 鍋爐型號 中國工業(yè)鍋爐型號按機械部部標 JB 1626——81的規(guī)定進行編制。快裝縱橫鍋筒式鍋爐用 KZ （快，縱）代號；快裝強制循環(huán)鍋爐用 KQ（快，強）代號。 電站鍋爐型號也由三部分組成。但因其為筒殼結構，受力條件差，能承受的壓力和本體尺寸受較大限制，只能制成低參數(shù)，小容量的鍋爐；且因煙氣縱向沖刷壁面，傳熱效果較差，故熱效率較低，金屬消耗率也較高；另外，因其爐膛尺寸小，內置燃燒裝置的操作和維護不便，因而難于燃用低質燃料。但是也無法完全避免兩者的缺點，如對水質的要求就較高，與水管鍋爐相近。 在火管鍋爐中，煙氣在火筒（俗稱爐膽）和煙管中流動，以輻射和對流方式將熱量傳遞給工質，使之受熱形成蒸汽。 火管鍋爐按照其布置方式可分為臥式和立式兩種，前者的鍋殼縱向中心線平行于地面，后者的鍋殼縱向中心線則垂直于地面。由于這種純火管立式鍋爐結構復雜，受熱面布置受限制，熱效率過低，故我國已不再制造。 外燃煙管鍋爐是一種臥式火管鍋爐。在爐排的周圍砌筑爐墻，形成外置爐膛。煙管通常用無縫鋼管制成。現(xiàn)在，這種鍋爐已很少生產，而為水火管鍋爐所取代。燃燒裝置、鏈條爐排安置在火筒之中。另外，這種鍋爐還有一些與煙管本身有關的缺點：煙管一般采用脹接，此時如脹接工藝不恰當，就容易匯漏；煙管的間距小，清洗水垢比較困難，因而對水質的要求就較高； 煙管水平布置易積灰，且煙氣在管內為縱向沖刷，因而傳熱效率低，大量使用煙管不僅使鍋爐的金屬耗量大增，而且還使鍋爐的通風阻力增大，特別是當煙管中煙速較高時。因此，隨著國內外交流的不斷增強，這種鍋爐近年來在中國流行得相當快。這類立式火管鍋爐為內燃式。這是前些時期發(fā)展起來的立式水管鍋爐。而且管束中的積灰不易消除。在鍋殼外壁上安裝有一圈呈交錯排列的耳形管，在耳形管排的外面罩以絕熱的環(huán)形煙箱，形成鍋爐的對流蒸發(fā)受熱面。這種鍋爐，由于其在爐膽內和鍋殼都安裝了水管，從而增