【正文】 泛的應(yīng)用。并且在布置上煙氣在管外做橫向流動，較縱向沖刷換熱增強了傳熱效果，使鍋爐的蒸發(fā)量和效率明顯地提高。鍋爐的爐排多為鏈條爐排、往復(fù)推動爐排，也可以采用其他形式的爐排。 臥式煙水管鍋爐是水管與煙管組合在一起的臥式外燃鍋爐。這種內(nèi)燃式鍋爐的爐膛容積小、熱效率低、金屬耗電量大。鍋爐容量為～ 20t/h，蒸汽壓力在 ～ 。按鍋筒放置方式，分為立式和臥式兩類。 煙管鍋爐也稱火管鍋爐。 ? 水管方向：增加鍋筒外部受熱面。 ? 煙管方向：在圓筒形鍋爐的基礎(chǔ)上，在鍋筒內(nèi)部增加受熱面。 6. 工業(yè)鍋爐的爐型及其選擇 鍋爐從開始應(yīng)用至今已有 200余年的歷史。 燃油、燃?xì)忮仩t設(shè)有點火程序控制、熄火保護(hù)、燃燒自動調(diào)節(jié)等裝置，可防止事故發(fā)生。 （ 3）燃油、燃?xì)忮仩t的安全與防爆 燃油經(jīng)霧化產(chǎn)生的油霧以及燃?xì)馀c空氣混合達(dá)到一定濃度，均能形成易燃易爆性混合氣體。其燃燒所產(chǎn)生的煙氣含塵量極少，煙氣中 SOX量可忽略不計，燃燒中轉(zhuǎn)化的 NOX也很少，為環(huán)保提供了十分有利的條件。 （ 2）燃?xì)忮仩t 氣體燃料是一種比較清潔的燃料，主要有城市燃?xì)?、天然氣? ? 調(diào)風(fēng)器 調(diào)風(fēng)器不僅起供給空氣的作用，還能形成有利的氣流條件，使油霧與空氣充分地混合，著火及時、火焰穩(wěn)定、燃燒完全。主要由油噴嘴和調(diào)風(fēng)器兩部分組成。影響燃油完全燃燒的另一個因素是供給的空氣量及空氣和燃油的混合程度。油燃燒得是否完全，主要取決于油霧化質(zhì)量，燃油霧化得越好，即油滴越小，則油和空氣混合得越好，燃燒越完全。油霧與空氣充分混合后，在爐膛中呈懸浮狀燃燒。燃油在爐內(nèi)受熱首先氣化為油氣，爾后遇氧開始著火燃燒。對環(huán)保要求高，禁止使用燃煤鍋爐的城市，民用建筑采暖應(yīng)用燃油、燃?xì)忮仩t非常普遍。燃油、燃?xì)忮仩t結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、占地面積小。這兩種鍋爐所用燃料均由燃燒器噴入爐膛內(nèi)燃燒，并且燃料燃燒后不產(chǎn)生灰渣。但沸騰爐由于電耗高、飛灰多，且飛灰中的可燃物含量一般較高，使得該爐型熱效率不高。 沸騰爐結(jié)構(gòu)簡單，煤種適應(yīng)范圍廣，可燃用劣質(zhì)煤。目前鍋內(nèi)采用的是全沸騰爐，半沸騰爐已不再生產(chǎn)。將這一概念運用到鍋爐上，沸騰爐又稱作流化床爐。燃料在這種情況下的燃燒稱為沸騰燃燒，其燃燒設(shè)備稱為沸騰爐。隨著煤層內(nèi)煤粒之間空隙的增大，煤層內(nèi)的風(fēng)速相對減小。由于風(fēng)速較小，煤層固定在爐排上不動，這種燃燒稱為“固定床”燃燒。在小型煤粉爐中常采用蝸殼旋流煤粉燃燒器或軸向可調(diào)葉片式旋流燃燒器。燃燒工況組織的如何，首先取決于燃燒器及其布置。目前在小型工業(yè)鍋爐中常用的是風(fēng)扇式和錘擊式高速磨煤機。爐膛后墻的上方為爐膛出口，燃燒后的高溫?zé)煔馔ㄟ^防渣管由此流出爐膛。下部是由前、后墻水冷壁管傾斜形成一個錐形的渣斗。 ? 爐膛 一般工業(yè)鍋爐采用固態(tài)排渣的煤粉爐。使得煤粉爐的應(yīng)用受到一定限制。但這種鍋爐需要配備一套復(fù)雜的制粉系統(tǒng)，運行耗電較大。 煤粉爐是將煤在磨煤機中制成煤粉，然后用空氣將煤粉噴入爐膛內(nèi)，呈懸浮狀態(tài)燃燒的燃燒設(shè)備。 ? 機械拋煤機是利用旋轉(zhuǎn)的葉輪將煤拋撒到爐膛中； ? 風(fēng)力拋煤機是利用空氣流（風(fēng)力）將煤吹撒到爐膛中；而風(fēng)力機械拋煤機是通過機械拋撒和風(fēng)力吹撒結(jié)合在一起將煤拋進(jìn)爐膛內(nèi)。配備翻轉(zhuǎn)爐排的拋煤機主要用 6～ 10t/h鍋爐，這類鍋爐 50年代在我國使用的很多，現(xiàn)在已逐步被淘汰。 目前我國生產(chǎn)的往復(fù)推動爐排爐容量躲在 6t/h以下。 其最大的缺點是爐排冷卻性能較差，主燃燒區(qū)爐排因溫度高容易燒壞，水平往復(fù)爐排爐尤應(yīng)注意。因此，爐排也才采用分區(qū)送風(fēng)。 往復(fù)推動爐排爐的燃燒特性基本上和鏈條爐相同，即著火性能差，爐內(nèi)應(yīng)配置拱和二次風(fēng)。水平往復(fù)推動爐排的結(jié)構(gòu)與傾斜式的相同。 傾斜式往復(fù)推動爐排爐的整個爐排由相間布置的固定和可動爐排片組成。 往復(fù)推動爐排爐是利用爐排的往復(fù)運動來實現(xiàn)機械給煤、排渣的燃燒設(shè)備。燃煤隨著爐排一同移動，整個燃燒過程燃煤沒有擾動。 （ 3）鏈條爐的燃燒過程 鏈條爐中煤的燃燒過程是沿著爐排長度由前往后分階段進(jìn)行的。鏈帶式爐排（也稱輕型爐排）一般只用在 10t/h以下的鍋爐中；鱗片式爐排用在容量較大的 10～ 35t/h鍋爐中；橫梁式爐排常用在大型鍋爐中。 （ 1）鏈條爐的結(jié)構(gòu) 鏈條爐主要由主動鏈輪、鏈條爐排、煤斗、煤閘門、前后拱、防焦箱、分區(qū)送風(fēng)倉、老鷹鐵、落渣口、灰斗等部分組成。它是靠移動的鏈條爐排來完成連續(xù)給煤和出灰的燃燒設(shè)備，簡稱鏈條爐。如果采用自然通風(fēng)，則要求減小爐排面積熱負(fù)荷和增加煙囪高度。 為了改善手燒爐得燃燒，克服冒黑煙得缺點，在對手燒爐技術(shù)的改造中，發(fā)展形成了具有雙層爐排的燃燒設(shè)備。 手燒爐具有“雙面引火”的著火條件，使得其煤種適應(yīng)性廣，可以燃用各種固體燃料。燃燒所需的空氣經(jīng)灰坑穿過爐排進(jìn)入爐內(nèi)。因此，爐膛的深度和寬度都受到操作的限制，不能太大，鍋爐的容量則均在 1t/h以下。 手燒爐是最簡單的一種層燃爐。即： （ 2）爐排面積熱強度 爐排面積熱強度是指單位爐排面積上、在單位時間內(nèi)燃料燃燒所放出的熱量。層燃爐的爐膛由爐墻、爐拱及爐排組成；懸燃爐的爐膛是一個由爐墻圍起來供燃料燃燒的立體空間；而沸騰爐的爐膛則是由爐墻和布風(fēng)裝置構(gòu)成的燃燒空間。 ? 沸騰爐 一定粒徑的煤在燃燒室內(nèi)被自下而上送入的空氣流托起，并上下翻滾進(jìn)行燃燒。 ? 懸燃爐 燃料在燃燒空間內(nèi)呈懸浮狀態(tài)進(jìn)行燃燒的鍋爐，又稱室燃爐。層燃爐在供熱鍋爐中用得最為廣泛。 （ 3）燃燒設(shè)備的分類 燃燒設(shè)備一般按燃料在爐內(nèi)燃燒方式的不同，分為層燃爐、懸燃爐和沸騰爐三類。 （ 2）液體燃料和氣體燃料的燃燒過程 油滴的燃燒過程：蒸發(fā)、擴散、燃燒。 5. 鍋爐的燃燒設(shè)備 （ 1）煤的燃燒過程 ? 燃燒的準(zhǔn)備階段 ? 燃料的燃燒階段 ? 燃盡階段 三個階段雖有先有后，但不是截然分開的。才用的吹灰介質(zhì)可以是蒸汽，也可以式壓縮空氣。通常利用吹灰器清除煙灰。它一般為梁與柱剛性連接的空間構(gòu)架。因此，鍋爐鋼架應(yīng)滿足強度、剛度、穩(wěn)定性條件的要求，并應(yīng)具有自由膨脹的可能性。 （ 2）鍋爐鋼架 工業(yè)鍋爐中，用來支撐鍋筒、聯(lián)箱、受熱面管子、平臺及扶梯地鋼結(jié)構(gòu)稱為鍋爐鋼架。 砌筑爐墻的常用材料有：耐火粘土磚、硅藻土磚、普通紅磚、其他材料如耐火土、鉻鐵礦砂等調(diào)制成的各種耐火涂料以及珍珠巖等保溫材料。 （ 1）爐墻 爐墻是構(gòu)成鍋爐燃燒室和煙道的外壁，阻止熱量向外散失，起著保溫和密封的作用，并使煙氣按指定的方向流動。煙氣由上而下在管內(nèi)流動，作縱向沖刷；空氣在管外作橫向沖刷。 空氣預(yù)熱器的使用，一方面可以減少鍋爐排煙熱損失，提高鍋爐效率；另一方面使進(jìn)入爐內(nèi)的冷空氣變?yōu)闊峥諝?，改善爐內(nèi)燃燒條件，提高燃燒溫度，增強傳熱效果。 省煤器布置在煙道中應(yīng)使煙氣從上而下流動，給水則自下而上流動，形成逆流式放熱。按給水在其中被加熱的程度，可分為非沸騰式和沸騰式兩種。鍋爐給水經(jīng)過省煤器使水溫升高，排煙溫度降低，減少了熱損失，節(jié)省了燃料，提高了鍋爐效率。工業(yè)鍋爐中的蒸汽過熱器常布置在對流管束之間煙溫 700～ 800℃ 的區(qū)域中，屬于立式對流過熱器。因此，通常把蒸汽過熱器看作輔助受熱面。工業(yè)用汽多為飽和蒸汽，故一般鍋爐中多不設(shè)置蒸汽過熱器。其傳熱效果主要取決于煙氣的流速。 對流管束排列方式有錯排和順排兩種。全部對流管束都布置在煙道中，受煙氣的沖刷而換熱，也稱對流受熱面，是另一種主要受熱面。 水冷壁管下端與下集箱相連，下集箱通過下降管與鍋筒的水空間相連；上端直接與上鍋筒連接，或接到上集箱經(jīng)導(dǎo)汽管與鍋筒連接，構(gòu)成水冷壁的水循環(huán)系統(tǒng)。 ? 常見的水循環(huán)故障 ： 汽水停滯、汽水分層、下降管帶汽。 強制循環(huán)： 利用水泵的壓力來完成鍋水流動。在流動壓頭的作用下，水從下降管向水冷壁管（上升管）不斷地循環(huán)流動，這種現(xiàn)象稱為自然循環(huán)。布置在爐墻外側(cè)下降管中的水，由于不受熱，它的密度就大于汽水混合物的密度。 ? 熱水引出管 （ 1）水循環(huán) 鍋爐水冷壁的水循環(huán)，由鍋筒、下降管、聯(lián)箱和水冷壁管構(gòu)成水循環(huán)回路。 （ 5）熱水鍋爐上鍋筒內(nèi)部裝置 ? 配水管 其作用是將鍋爐回水分配到特定位置以保證鍋爐正常的水循環(huán)。通常在蒸發(fā)面附近沿上鍋筒縱軸方向安裝一根連續(xù)排污鋼管。給水管的作用是將鍋爐給水沿鍋筒長度方向均勻分配，避免過于集中在一起，而破壞正常的水循環(huán)；同時為避免給水直接沖擊鍋筒壁，造成溫差應(yīng)力。因此，保持蒸汽的潔凈、降低蒸汽的帶水量是非常重要的。于是蒸汽攜帶了含鹽濃度較高的鍋水而被污染，即蒸汽品質(zhì)惡化了。由受熱面各上升管進(jìn)入上鍋筒的汽水混合物具有很高動能，會沖擊蒸發(fā)面和汽包內(nèi)部裝置，引起大量的鍋水飛濺。下鍋筒內(nèi)則有定期排污裝置。上鍋筒內(nèi)匯集了循環(huán)回路中的汽水混合物，常設(shè)有汽水分離裝置、給水分配管。而單鍋筒只有一個上鍋筒。 鍋爐按鍋筒分類有雙鍋筒和單鍋筒鍋爐。另外起緩沖氣壓的作用。 4. 工業(yè)鍋爐的構(gòu)造 （ 1）鍋筒的作用和構(gòu)造 鍋筒（汽包）是鍋爐中最重要的受壓元件，其作用為： ? 連接上升管和下降管組成自然循環(huán)回路，接受從省煤器來的給水，同時向蒸汽過熱器輸送飽和蒸汽。噸蒸汽綜合能耗僅反映了鍋爐的技術(shù)裝備水平和技術(shù)管理水平。 為了具有可比性，蒸汽量都折合成標(biāo)準(zhǔn)蒸汽量（簡稱“標(biāo)汽”），每噸“標(biāo)汽”按 250 104kJ計算；能源的數(shù)量都折合成標(biāo)準(zhǔn)煤量（簡稱“標(biāo)煤”），每千克標(biāo)煤按 29308kJ計算。實際參加燃燒反應(yīng)的燃料量稱之為計算燃料消耗量 Bj，即： （ 2）噸蒸汽綜合能耗 鍋爐房每生產(chǎn) 1t蒸汽實際各種能源的綜合消耗量為噸蒸汽綜合耗能。 （ 1）鍋爐燃料消耗量 鍋爐每小時燃用的燃煤量稱為鍋爐的燃料消耗量（ B）。不扣除自用蒸汽和不考慮自耗動力折算的熱量，所計算出的鍋爐熱效率稱為毛效率。對于大型鍋爐，常用反平衡法來測定鍋爐熱效率。 （ 5）其他熱損失 （ q6） －灰渣物理熱損失 －冷卻熱損失 鍋爐熱效率可以通過熱平衡試驗的方法測定，測定方法有正平衡、反平衡兩種 。 （ 4）爐體散熱損失（ q5） 鍋爐運行時，由于爐墻、鍋筒、鋼架、管道及其他附件等表面溫度高于周圍空氣溫度，部分熱量從爐體表面向外界散失，形成爐體散熱損失。 影響排煙熱損失的因素主要是排煙溫度和排煙容積。煙氣離開鍋爐排入大氣所帶走的熱量損失。 影響固體不完全燃燒熱損失的主要因素有鍋爐的燃燒方式、燃料特性、鍋爐運行情況等。 q4是燃用固體燃料鍋爐熱損失中較大的一項。 熱平衡方程的另一種形式： back ? （ 1）固體不完全燃燒熱損失（ q4） 燃用固體燃料的鍋爐，部分固體可燃物在爐內(nèi)沒有參與燃燒或沒有燃盡被排除爐外而造成的熱損失。 （ 2）煙氣分析結(jié)果的應(yīng)用 根據(jù)煙氣分析所得的結(jié)果和燃料的元素分析成分，計算鍋爐的煙氣量、煙氣中的 CO含量、過量空氣系數(shù)。 ? 煙氣分析的方法 煙氣分析方法有多種：化學(xué)吸收法、電氣測量法、色譜分析法等。 當(dāng)鍋爐計算燃料消耗量為 Bj（ kg/h）時，每小時鍋爐燃燒所需空氣量V應(yīng)按下式計算： （ 2）燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣量 ? 煙氣組成成分 完全燃燒： CO SO N O H2O 不完全燃燒：除上述成分外，還有 CO、微量的 CH4和 H等（可忽略） ? 理論煙氣量 （經(jīng)驗公式） ? 實際煙氣量 煙道中煙氣流量 ? （ 1）煙氣分析 ? 煙氣分析的目的 燃料燃燒所產(chǎn)生的煙氣的成分及含量直接反映了爐內(nèi)的燃燒工況，為了驗證和判斷鍋爐實際的運行工況，需要對正在運行的鍋爐進(jìn)行煙氣成分分析。其值偏低時，不能保證完全燃燒，其值偏大時，不參與燃燒的大量冷空氣進(jìn)入爐內(nèi)吸熱，并隨煙氣排入大氣而帶走熱量，使熱損失增大，同時使風(fēng)機耗電量增加。為使燃料盡可能的燃盡（完全燃燒），實際供給的空氣量要比計算出的理論空氣量多。 燃料燃燒所需的理論空氣量等于燃料中個可燃元素完全燃燒所需空氣量的總和減去燃料自身所含氧氣的折算量。 燃料燃燒所需的空氣量是組織爐內(nèi)燃燒，選用送風(fēng)機并確定送風(fēng)機管道尺寸的依據(jù)；燃燒生成的煙氣量是選擇引風(fēng)機、確定煙道尺寸的依據(jù)。 不同情況下的鍋爐耗煤量可通過下式換算成標(biāo)準(zhǔn)煤耗量： （ 3）折算成分 引入折算成分的原因：為了比較煤中各有害成分（水分、灰分及硫分）對鍋爐工作的影響，更好的鑒別煤的性質(zhì)。 煤的空氣干燥基高位發(fā)熱量彈筒發(fā)熱量有如下關(guān)系：