鍋爐的結構
1.
鍋爐整體的結構包括
鍋爐本體和輔助設備兩大部分。鍋爐中的爐膛、鍋筒、燃燒器、水冷壁過熱器、省煤器、空氣
預熱器、構架和爐墻等主要部件構成生產蒸汽的核心部分,稱為
鍋爐本體。
鍋爐本體中兩個最主要的部件是爐膛和鍋筒。
2.爐膛又稱燃燒室,是供燃料燃燒的空間。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燃燒,并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。
3. 爐膛的
橫截面一般為正方形或矩形。燃料在爐膛內燃燒形成火焰和高溫煙氣,所以爐膛四周的爐墻由
耐高溫材料和
保溫材料構成。在爐墻的內表面上常敷設水冷壁管,它既保護爐墻不致燒壞,又吸收火焰和高溫煙氣的大量輻射熱。
4.爐膛設計需要充分考慮使用燃料的特性。每臺鍋爐應盡量燃用原設計的燃料。燃用特性差別較大的燃料時鍋爐運行的經濟性和可靠性都可能降低。
5.鍋筒是自然循環和多次
強制循環鍋爐中,接受省煤器來的給水、聯接循環回路,并向過熱器輸送飽和蒸汽的圓筒形容器。鍋筒簡體由優質
厚鋼板制成,是鍋爐中最重的部件之一。
6. 鍋筒的主要功能是儲水,進行汽水分離,在運行中排除鍋水中的鹽水和泥渣,避免含有高濃度鹽分和雜質的鍋水隨蒸汽進入過熱器和汽輪機中。
7.鍋筒內部裝置包括汽水分離和蒸汽清洗裝置、給水分配管、排污和加藥設備等。其中汽水分離裝置的作用是將從水冷壁來的飽和蒸汽與水分離開來,并盡量減少蒸汽中攜帶的細小水滴。中、
低壓鍋爐常用擋板和縫隙擋板作為粗分離元件;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、
鋼絲網或均汽板等進行進一步分離。鍋筒上還裝有水位表、
安全閥等監測和保護設施。
8.為了考核性能和改進設計,鍋爐常要經過
熱平衡試驗。直接從有效利用能量來計算
鍋爐熱效率的方法叫正平衡,從各種熱損失來反算效率的方法叫反平衡。考慮
鍋爐房的實際效益時,不僅要看
鍋爐熱效率,還要計及
鍋爐輔機所消耗的能量。
9. 單位質量或單位容積的燃料完全燃燒時,按化學反應計算出的空氣需求量稱為理論空氣量。為了使燃料在爐膛內有更多的機會與氧氣接觸而燃燒,實際送入爐內的空氣量總要大于理論空氣量。雖然多送入空氣可以減少
不完全燃燒熱損失,但排煙熱損失會增大,還會加劇
硫氧化物腐蝕和
氮氧化物生成。因此應設法改進燃燒技術,爭取以盡量小的
過量空氣系數使爐膛內燃燒完全。
10. 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,未經凈化時其排放指標可達到環境保護規定指標的幾倍到數十倍。控制這些物質排放的措施有燃燒前處理、改進燃燒技術、除塵、
脫硫和脫硝等。借助高
煙囪只能降低煙囪附近地區大氣中
污染物的濃度。
11.煙氣除塵所使用的作用力有重力、
離心力、
慣性力附著力以及聲波、靜電等。對粗顆粒一般采用
重力沉降和
慣性力的分離,在較高容量下常采用
離心力分離除塵
靜電除塵器和布袋
過濾器具有較高的除塵效率。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污染物。
12.
二十世紀50年代以來,人們努力發展灰渣綜合利用,化害為利。如用灰渣制造水泥、磚和
混凝土骨料等
建筑材料。70年代起又從
粉煤灰中提取
空心微珠,作為耐火保溫等材料。
13. 鍋爐未來的發展將進一步提高鍋爐和電站熱效率;降低鍋爐和電站的單位功率的設備造價;提高鍋爐機組的運行靈活性和自動化水平;發展更多鍋爐品種以適應不同的燃料;提高鍋爐機組及其輔助設備的運行可靠性;減少對環境的污染。
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