【文章內容簡介】 措施后，全部生產用熱可以統(tǒng)一為熱水時，則采用高溫熱水為供熱介質。（2） 生產用汽量小，采暖熱負荷較大的供熱系統(tǒng)?？刹捎闷畠捎缅仩t（可同時供汽和供水）。冬季以供高溫水為主，間供蒸汽；夏季則根據(jù)生產用汽負荷大小，運行一臺或幾臺鍋爐，全部供汽，其余鍋爐做檢修或備用。（3） 生產用汽量大，采暖熱負荷較小的供熱系統(tǒng)。這種情況應選用蒸汽鍋爐，以蒸汽系統(tǒng)為主。采暖宜用蒸汽噴射器或表面換熱器轉換成熱水供熱。應當注意，蒸汽噴射作用半徑較小，一般系統(tǒng)總阻力不超過15米水柱，供水溫度小于95℃；表面換熱方式，設備造價高，電耗大，但可以適應較大的負荷，兩種情況酌情選用。（4） 生產用汽和采暖用熱量都很大的供熱系統(tǒng)。蒸汽負荷是全年性的，采暖期雖不長，但用熱量大。這種鍋爐房應以供汽系統(tǒng)為主，鍋爐房宜全部采用蒸汽鍋爐，采暖用淋水盤換熱器轉換為高溫熱水供暖。這種供熱方式比鍋爐房內同時設置汽、水兩種鍋爐有如下優(yōu)點：① 鍋爐房只有一種鍋爐，設備備用性強，安全性高。② 系統(tǒng)簡單，運行管理方便，節(jié)約投資。③ 高溫熱水溫度便于調節(jié)，供水溫度穩(wěn)定。 實際工程中，供熱系統(tǒng)的情況不一，在考慮方案時必須掌握住以下原則：在滿足用戶要求的前提下，進行供熱介質歸一；必須供兩種介質的鍋爐房，鍋爐設備最好能為一種；系統(tǒng)中不好處理的小負荷可單獨處理。二． 介質參數(shù) 鍋爐房及其供熱系統(tǒng)工作參數(shù)的確定，除必須保證用戶要求外，還應力求經濟和安全。大型供熱系統(tǒng)要通過技術經濟分析確定最佳工作介質參數(shù)，一般可參考下列各條進行確定：1． 鍋爐房供熱介質參數(shù)選定，一般以全廠最高用戶參數(shù)為依據(jù)，以滿足整個系統(tǒng)各用戶的要求為原則。2． 工廠企業(yè)的生產用汽，大多數(shù)是飽和蒸汽。鍋爐的工作壓力，比最高用戶的需用壓力，加上熱網壓力損失，～。選擇鍋爐時，鍋爐額定工作壓力應盡量靠近系統(tǒng)工作壓力，兩者相差不要太大。3． 熱水供應系統(tǒng)，除有特殊要求的工業(yè)廠房和高標準的民用采暖外，都應采用高溫熱水采暖?？梢愿鶕?jù)情況按115/70℃、130/70℃、150/90℃、150/110℃、180/110℃選用。4． 集中供熱熱水鍋爐房，供熱半徑2～4公里，供水溫度不低于110～130℃；供熱半徑4～7公里，供水溫度不低于130～150℃；供熱半徑7～10公里，供水溫度不低于150～170℃。5． 生產過程中有散發(fā)棉毛、木屑等物時，熱水溫度不宜超過110℃。對于散發(fā)可燃性粉塵、纖維的車間，高溫水不宜超過130℃。如用飽和蒸汽。中溫輻射板采暖，水溫不應低于110℃，宜用130～150℃。如用蒸汽。暖風機用高溫水，溫度最好用150/70℃。167。2－3 鍋爐的選擇 鍋爐房的供熱介質和計算熱負荷確定之后，即可根據(jù)燃料特性選擇鍋爐設備，確定鍋爐的型號。鍋爐型號確定包括三方面內容：鍋爐生產型式、燃燒設備類型、介質參數(shù)的選擇。 一．鍋爐生產型式 目前我國生產的鍋爐型式種類較多，體型、容量、結構等各有特色。鍋爐的分類方法很多，可以按用途分、按壓力分、按汽水工作原理分、按燃燒方式的不同分、按工作性質分、按燃料分、按生產型式分等等。以下對鍋爐型式做一簡單介紹：在工業(yè)鍋爐中，通常分為火管鍋爐、水火管鍋爐、水管鍋爐三種型式。其中水管鍋爐在工業(yè)鍋爐房中應用較多。鍋爐從生產形式上分有快裝、組裝、散裝三種型式?？煅b鍋爐按照運輸條件所允許的范圍，在制造廠完成總裝，整臺發(fā)運的鍋爐。特點是①結構緊湊，占地面積小，工程造價低；②輔機儀表配備齊全，機械化、自動化程度高，設計、訂貨、安裝方便布置靈活，安裝周期短；③設備密閉及保溫性能好；缺點是①受運輸條件限制，爐膛體積小，化學不完全燃燒損失大，著火條件差，燃用Vr高的燃料冒黑煙，適于燃用熱值在4500kcal/kg以上的燃料，及同劣質煙煤的混燒；②結構上有不合理之處，易積灰，不好清理，有局部受熱不均，引起裂縫漏水現(xiàn)象，維修困難，設備壽命低；③煙氣阻力大，動力消耗較高。快裝鍋爐蒸發(fā)量通常在4t/h以下。 組裝鍋爐是指在制造廠內將整臺鍋爐分成幾個裝配齊全的大件，運到工地后可將諸大件方便地組合而成的鍋爐。 散裝鍋爐是指主要安裝工作在工地進行的鍋爐。此種型式鍋爐在6t/h以上容量中較為常見。散裝鍋爐在鍋爐爐膛形式、對流受熱面布置上靈活。強化燃燒條件好，可根據(jù)不同燃料，布置不同的拱的形式；為強化傳熱，對流管束可隔成多種形式，鍋爐效率高；但散裝鍋爐也有不足之處，由于現(xiàn)場安裝，安裝砌筑質量很難保證，對鍋爐效率影響很大。 此外，燃料的種類也是選擇鍋爐型式的一個重要因素。鍋爐由兩大部分組成：鍋和爐。爐是燃料燃燒的場所。鍋爐質量的好壞，很大程度上取決于鍋爐是否能夠將燃料的化學能有效地轉化成熱能。而這一轉化是通過爐子即燃燒設備來完成的。我國的燃料資源豐富，種類很多，燃料性質差異很大，不同的爐子型式和燃燒設備，適用于不同的燃料。因此，了解不同型式的燃燒設備的特點，對鍋爐選型很有必要。 二．燃料與燃燒設備 鍋爐按燃燒設備的不同，可分為層燃爐、室燃爐和沸騰爐等。在工業(yè)鍋爐中，燃燒方式主要以層狀燃燒居多。 1．手燒爐排 手燒爐排有兩種：一種是固定爐排，另一種是帶有活動翻轉清灰的爐排。二者都是人工把煤拋入、人工撥火、人工清灰。 手燒爐燃燒基本特性：一方面受到下部熾熱的燃燒層加熱；另一方面，新燃料的上部受到爐膛內高溫火焰和爐拱的反射熱，實際上是雙面點火。一次風與燃料又是逆向流動，著火條件十分優(yōu)越。 手燒爐排適用煤種較廣?？梢匀加盟?、揮發(fā)分很高的煤，低熱值或粘結性較強的煤。一般，對煤粒不大于30毫米，小于3毫米碎煤不多于30％，都能保證燃燒。但由于手燒爐周期地頻繁加煤、撥火、清灰，使得燃燒存在周期性，即加煤周期前階段空氣不足，固體和氣體不完全燃燒損失增加；后階段空氣過剩，會增加排煙損失，降低爐膛溫度，影響燃燒，效率低。還會周期性冒黑煙。只適應于較小容量鍋爐。 2．拋煤機爐 為發(fā)揮手燒爐優(yōu)勢，克服手燒爐間歇加煤所帶來的缺點，在手燒爐基礎上加裝拋煤機發(fā)展成拋煤機爐。 拋煤機爐的特點是煤種適應性較廣，可以有效地燃燒高水分的褐煤、煙煤、無煙煤，以至于揮發(fā)分低于5％的焦炭。對煤的粒度要求較嚴格，煤的粒度不應超過25毫米，0～6毫米的碎屑不超過50％～60％，0～3毫米碎屑不超過30％。在運行中再根據(jù)煤種特性予以適當調節(jié)，一般都能取得較好的燃燒效果。 風力機械拋煤機倒轉鏈條爐，其燃燒特性與上述基本相同。這種爐子由于解決了機械除灰，使它有條件應用在較大的鍋爐。使用拋煤機爐應當注意的是：燃料外部水分不能太高，煤太濕會影響拋煤機正常工作，特別是風力拋煤機裝置。所以在雨水較多的地方，應根據(jù)情況保持有適當?shù)母蓛γ?。另外，拋煤機爐突出的缺點是飛灰損失比較嚴重，對環(huán)保影響較大。3．鏈條爐 是機械化層燃爐。煤在鏈條爐排上，從預熱、干燥、燃燒到燃盡排除，整個過程是與爐排一起移動中完成的。煤粒在移動中幾乎沒有相對運動和擾動，單面引火，煤的著火條件較差。因此，不適于燃用Vr15％的煤。另外，由于燃料間相對靜止，爐排移動較平穩(wěn)，所以，包在煤粒外的灰殼難以自行脫落，從而阻礙氧氣與煤粒內部的碳接觸，燃盡條件差。燃料灰分越多，燃料的不完全燃燒損失越大，鍋爐的效率越低。鏈條爐不適于燃用灰分Ay30％煤。Ay10％的燃料也會由于灰渣墊過薄而使爐排過熱。再者，由于燃料層相對穩(wěn)定粘結性較強的煤。在爐膛高溫作用下，很容易粘結在一起，形成板狀結焦，破壞鍋爐的正常通風和燃燒，增加打渣工作量，嚴重時甚至要停爐處理。所以，焦結性較強的煤不適宜在鏈條爐上使用，應燃用灰熔點在1250℃以上的弱粘結性煤。鏈條爐對燃料的發(fā)熱量也有一定要求，適于燃用發(fā)熱值在4500～5000kcal/kg以上的煙煤、劣質煙煤以及煙煤和無煙煤的混合燃料。且水分不宜大于20％。煤的粒度要求大體一致，最大粒度不超過30毫米，0～3毫米碎屑不宜超過25％。4．往復推動爐排爐 往復推動爐排有兩種，傾斜式和水平式。燃料在往復爐排片的推動下，自上而下翻滾，新燃料落在已燃燒的熾熱料層上，著火自下而上；高溫煙氣對上部煤層有強烈的干燥作用，著火條件非常好。再加上往復爐排片有較強的撥火作用，所以，往復爐排有良好的燃燒特性。它可以較好地燃燒有高水分、多揮發(fā)分，低熱值的褐煤、泥煤、劣質煙煤以及甘蔗渣、垃圾等燃料。相反，熱值較高的煤不適宜。5．下飼爐排 下飼爐排只適應于很小的鍋爐，工業(yè)鍋爐應用較少。適于燃用灰分少、水分低、熱值高的優(yōu)質煙煤（Q5000kcal/kg；Vr＝20～40％；Wy20％；Ay20％；灰熔點大于1200℃）。6．沸騰燃燒爐 沸騰爐火床上燃料上下翻滾，以流化床方式燃燒。其特點是床層較厚，熱容量大，燃料間相互碰撞強烈，空氣供應和燃燒反應條件好；在上下翻滾的爐料中新煤一進入沸騰層后，就立即和熾熱的爐料相混合，受到強烈而穩(wěn)定地加熱，使新煤迅速達到著火溫度。且煤在床層內停留時間長。與其它燃燒設備相比有如下優(yōu)點： （1）煤種適應性廣。由于沸騰床厚、熱容量大，加入新煤量少，僅占5％，而且煤粒間有強烈碰撞，因此，著火和燃燒條件非常。可以燃用揮發(fā)分為4％，灰分高達75％，低位發(fā)熱值為1000kcal/kg左右的石煤和煤矸石。高水分、灰分、低發(fā)熱值的褐煤，以及各種煙煤、無煙煤。 （2）燃燒強烈，溢流灰含碳量低；混合充分，過量空氣系數(shù)小（～），排煙損失低。 （3）除靠近布風板處溫度稍低外，火床溫度均勻。為防止由于爐溫過高而導致料層結渣，破壞正常流化工作，沸騰床內溫度不宜過高，一般料層溫度在850～1000℃，屬低溫燃燒。因此，氮氧化物生成少，有利于環(huán)保。 （4）灰渣在床層中低溫下焙燒，含碳量低，便于灰渣綜合利用。 缺點：（1） 排煙含塵濃度大，飛灰含碳量高。飛灰損失大是沸騰爐推廣使用的主要障礙。（2） 風機揚程高（8000～10000Pa）；燃料需破碎為0～13毫米的碎粒。動力消耗大。（3） 磨損嚴重。以上簡單分析了各種常用燃燒設備特性和對煤種的適應性，是選擇鍋爐的主要依據(jù)。在實際工程中應用較多的爐型有：鏈條爐、快裝爐、往復爐、沸騰爐等。首先，鏈條爐運行安全可靠，起、停、負荷調節(jié)方便，檢修可不用停爐。飛灰損失小，對環(huán)境的污染較小。加之我國大部分的燃料煤是煙煤，熱值在4000～5000kcal/kg之間，因此鏈條爐應用較廣泛。鏈條爐的缺點是著火條件差，對煤質要求高，爐排金屬耗量大，設備造價高。往復爐排爐有較強的撥火作用，煤種適應性較廣，有燃燒褐煤、泥煤及劣質煙煤的特長。從運行上來看比較安全穩(wěn)定。缺點是爐排冷卻條件較差，燒熱值高灰分低的煤易燒壞爐排片。爐排片一旦燒壞需停爐檢修。與鏈條爐排相比金屬耗量少。沸騰爐對燃料適應性廣，能夠有效地燃用劣質煤、煤矸石，在低質燃料應用方面有突出功效；在減少NOx大氣污染方面有獨到之處。此外，沸騰爐受熱面熱負荷強度高，爐膛可見熱負荷是鏈條爐的4倍，是金屬耗量最低的爐型。缺點是耗電量高，飛灰損失大（30％）。飛灰引起的設備磨損和環(huán)境污染嚴重。其它，如上燃式簡易煤氣發(fā)生爐，雙層爐排爐以及下飼爐。這些爐型較好地解決了小型手燒爐的消煙除塵問題，故得到較多應用。167。2－4 鍋爐容量及臺數(shù)的確定 在選用鍋爐單臺容量和鍋爐臺數(shù)時應考慮對負荷變化和意外事故的適應性，建設和運行的經濟性。一般來說，單機容量較大的鍋爐其效率較高，鍋爐房占地面積小，運行人員少，經濟性好；但鍋爐臺數(shù)過少，適應負荷變化的能力和備用性差。在確定鍋爐容量和臺數(shù)時，可以依照下列原則：1．鍋爐的容量和臺數(shù)，對用戶的負荷變化適應性強。能根據(jù)用戶熱負荷的晝夜、冬夏季節(jié)的變化，靈活地調節(jié)和調整運行鍋爐的臺數(shù)及工作容量，使鍋爐經常處于經濟負荷下運行。鍋爐的經常負荷狀態(tài)不應低于鍋爐額定負荷的50～60％。2．鍋爐容量和臺數(shù)的確定，應有利于節(jié)省人力、物力和基建投資。選用鍋爐容量太小或臺數(shù)過多，不僅會提高鍋爐房造價和運行費用，而且給運行、維修、管理帶來許多麻煩。且小鍋爐運行效率低。《鍋爐房設計規(guī)范》規(guī)定：當鍋爐房內最大一臺鍋爐檢修時，其余鍋爐能滿足工藝連續(xù)生產所需的熱負荷和采暖通風及生活用熱所需的最低熱負荷。鍋爐房的鍋爐臺數(shù)一般不宜少于兩臺；當選用一臺能滿足熱負荷和檢修要求時，也可只設一臺。對于新建鍋爐房，鍋爐臺數(shù)不宜超過五臺；擴建和改建時，最多不宜超過七臺。國外有關文獻認為，新建鍋爐房內裝設鍋爐的最佳臺數(shù)為三臺。另外，考慮不久將要擴建的鍋爐房，爐型可以選得大一些，臺數(shù)偏少一些。3．鍋爐容量和臺數(shù)，應保證鍋爐房供熱的安全可靠性。鍋爐房內鍋爐臺數(shù)的本身應體現(xiàn)出有較高的備用率，當一臺鍋爐由于某種原因突然停止運行，其它鍋爐應可滿足大部分生產和生活用熱需要，至少要能滿足不能中斷的生產負荷和全部用戶低標準采暖需求。因此，鍋爐房一般不宜設置一臺鍋爐。因為一旦事故發(fā)生，鍋爐房將全部停止供熱，影響正常生產和生活，還可能引起熱網管道和用熱設備的凍結，以致破壞。所以，除了鍋爐房全部停止供熱對熱用戶和用熱設備不產生任何影響外，一般都不少于兩臺。采暖鍋爐房原則上不設備用，設備維修可安排在非采暖季節(jié)，但在鍋爐臺數(shù)的選擇上要考慮有60～75％的備用率。生產性鍋爐房，當鍋爐檢修或事故停運一臺，鍋爐房熱負荷可以通過調度尚能滿足生產要求時，可不設置備用爐；當鍋爐房減少供熱會引起生產事故或重大損失時，應設一臺備用爐。生產和采暖共用鍋爐房，當非采暖期有一臺鍋爐停運，則不考慮備用鍋爐。4． 鍋爐房應盡量選用同型號、同容量、同一生產廠的鍋爐設備。鍋爐相同有利于培訓和提高操作人員的運行水平；方便管理，人員及備件的互換性強；鍋爐房布置上較整齊，有利于實現(xiàn)聯(lián)合上煤除渣，降低造價。如條件不允許，至少不能多于兩種。第三章 熱力系統(tǒng)及輔助設備在確定了鍋爐的型式、臺數(shù)、介質參數(shù)后，就可以確定鍋爐房熱力系統(tǒng)。167。3－1 鍋爐房汽水系統(tǒng)對蒸汽鍋爐房而言，鍋爐房有給水、蒸汽、排污三大系統(tǒng)，總稱為汽水系統(tǒng)。在進行鍋爐房工藝設計時，應根據(jù)各系統(tǒng)的工藝要求選擇設備，并根據(jù)系統(tǒng)原理和工藝流程繪制鍋爐房熱力系統(tǒng)