的化学贮藏能通过燃烧过程转化为燃烧产物(烟气和灰渣)所载有的热能,然后又通过传热过程将热量传递给中间载热体(水和蒸汽),依靠它将热量输送到用热设备中去。这种传输热量的中间载热体属于二次能源,因为它的用途就是向用能设备提供能量。当中间载热体用于在热机中进行热一功转换时,就叫做“工质”。如果中间载热体只是向热设备传输、提供热量以进行热利用,则通常被称为“热媒”。
锅炉按其用途可以分为电站锅炉、工业锅炉、船舶锅炉和机车锅炉等四类。前两类又称为固定式锅炉,因为是安装在固定基础上而不可移动的。后两类则称为移动式锅炉。本论文介绍的是固定式工业锅炉。 在锅炉中进行着三个主要过程:
1.燃料在炉内燃烧,其化学贮藏能以热能的形式释放出来,使火焰和燃烧产物 (烟气和灰渣)具有高温。
2. 高温火焰和烟气通过“受热面”向工质(热媒)传递热量。
3.工质(热媒)被加热,其温度升高或者汽化为饱和蒸汽,或再进一步被加热成为过热蒸汽。
以上三个过程是互相关联并且同时进行的,实现着能量的转换和传递。伴随着能量的转换和转移还进行着物质的流动和变化。
锅炉是国民经济中重要的热能供应设备。电力、机械、冶金、化工、纺织、造纸、食品等行业,以及工业和民用采暖都需要锅炉供给大量的热能。其中工业锅炉还是以燃煤占大多数,燃汽的一般是余热锅炉用于回收废热。工业锅炉是重要的热能动力设备,我国是当今世界锅炉生产和使用最多的国家。[1]
1.3 锅炉的分类
1 按用途分类 (1)电站锅炉
用于发电,大多为大容量、高参数锅炉,火室燃烧,效率高,出口工质为过热蒸汽。
(2)工业锅炉
用于工业生产和采暖,大多数为低压、低温、 小容量锅炉,火床燃烧居多,热效率较低,出口工质为蒸汽的称为蒸汽锅炉,出口工质为热水的称为热水锅炉。 (3)船用锅炉
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(4)机车锅炉 (5)注汽锅炉
用于油田对稠油的注汽热采,出口工质一般为高压湿蒸汽。 2按结构分类 (1)火管锅炉
烟气在火管内流过,一般为小容量、低参数锅炉、热效率低、但结构简单、水质要求低、运行维修方便。 (2)水管锅炉
汽水在管内流过,可以制成小容量、低参数锅炉,也可以制成大容量、高参数锅炉。电站锅炉一般均为水管锅炉、热效率高、但对水质和运行水平的要求也较高。
3按循环方式分类 (1)自然循环锅筒锅炉 (2)多次强制循环锅筒锅炉 (3)低倍率循环锅炉 (4)直流锅炉 (5)复合循环锅炉
4按锅炉出口工质压力分类
(1) 低压锅炉一般压力小于1.275MPa (2)中压锅炉一般压力为3.825MPa (3)高压锅炉一般压力为9.8MPa (4) 超高压锅炉一般压力为13.73MPa (5) 亚临界压力锅炉一般压力为16.67MPa (6)超临界压力锅炉一般压力为22.13MPa 5按燃烧方式分类 (1)火床燃烧锅炉
主要用于工业锅炉,包括固定炉排炉、往复炉排炉等。 (2)火室燃烧锅炉
主要用于电站锅炉,燃用液体燃料、气体燃料和煤粉的锅炉均为火室燃烧锅炉。
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(3)沸腾炉
送入炉排空气流速较高,使大颗粒燃煤在炉排上面的沸腾床中翻腾燃烧,小颗粒燃煤随空气上升并燃烧。
6 按所用燃料或能源分类
(1) 固体燃料锅炉,燃用煤等固体燃料 。 (2) 液体燃料锅炉,燃用重油等液体燃料。 (3)气体燃料锅炉,燃用天然气等气体燃料。 7 按排渣方式分类 (1) 固态排渣锅炉 (2) 液态排渣锅炉 8 按炉膛烟气压力
(1) 负压锅炉:炉膛压力保持负压,有送、引风机,是燃煤锅炉主要型式。 (2) 微正压锅炉:炉膛表压2—5KPa,不需引风机,易于低氧燃烧。 9 锅筒布置分类
(1) 单锅筒 (2)双锅筒
10余热锅炉:利用冶金、石油化工等工业的余热作热源。 11原子能锅炉:利用核反应堆所释放热能作为热源的蒸汽发生器。 12废热锅炉:利用垃圾、树皮、废液等废料作为燃料的锅炉。 13其它能源锅炉:利用地热、太阳能等能源的蒸汽发生器或热水器。 14按级别分类
A级锅炉:额定工作压力(表压,下同)P≥3.8MPa的锅炉,包括: (1)超超临界锅炉: P≥27.0MPa或额定出口温度≥590℃的锅炉 (2)超临界锅炉: 22.1MPa≤P<27.0MPa (3)亚临界锅炉: 16.7MPa≤P<22.1MPa (4)超高压锅炉: 13.7MPa≤P<16.7MPa (5)高压锅炉: 9.8MPa≤P<13.7MPa (6)次高压锅炉: 5.4MPa≤P<9.8MPa (7)中压锅炉: 3.8MPa≤P<5.4MPa。 B级锅炉
(1)蒸汽锅炉: 0.8MPa<P<3.8MPa或额定蒸发量>1.0t/h
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(2)热水锅炉:额定出水温度≥120℃或额定热功率>4.2MW (3)有机热载体锅炉
①使用气相有机热载体的锅炉
②液相有机热载体锅炉:额定热功率>4.2MW C级锅炉:除D级锅炉外的下列锅炉
(1)蒸汽锅炉: 额定工作压力≤0.8MPa且额定蒸发量≤1.0t/h的蒸汽锅炉 (2)热水锅炉: 额定出水温度<120℃且额定热功率≤4.2MW (3)液相有机热载体锅炉: 额定热功率≤4.2MW D级锅炉
(1)蒸汽锅炉:设计正常水位时水容积≤50L且额定工作压力<0.8MPa (2)汽水两用锅炉: 额定工作压力≤0.04MPa且额定蒸发量≤0.5t/h的锅炉 E仅用自来水加压的热水锅炉且出水温度≤95℃
注:我们的常说的锅炉是指工业锅炉有蒸汽锅炉、热水锅炉和有机热载体锅炉。
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1.4 锅炉的型号
工业锅炉产品共分三大类:蒸汽锅炉、热水锅炉、有机热载体炉 1、蒸汽锅炉产品型号由三部分组成,各部分之间用短横线相连,即: △△ 1 △ 2 ×× 3 - ××/ 4 ××× 5 -×× 6 1——锅炉形式 2——燃烧方式 3——额定蒸发量(t/h) 4——额定蒸汽压力 5——过热蒸汽温度(饱和蒸汽不标) 6——燃料种类 2、热水锅炉产品型号由三部分组成,各部分之间用短横线相连,即: △△ 1 △ ×× 2 3 - ××/ 4 ××× 5 -×× 6 1——锅炉形式 2——燃烧方式 3——额定热功率(MW) 4——允许工作压力(热水)Mpa 5——出水温度/进水温度℃ 6——燃料种类 表1.1锅炉形式代号 锅壳锅炉 锅炉型式 立式水管 卧式外燃 立式火管 卧式内燃 代号 LS WW LH WN 水管锅炉 锅炉型式 单锅筒立式 单锅筒纵置式 单锅筒横置式 双锅筒纵置式 双锅筒横置式 强制循环式 代号 DL DZ DH SZ SH QX 6