锅炉本体及辅助设备讲解

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一、锅炉概述 锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分。

1、锅炉本体

锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁、过热器、省煤器、空气预热器、构 架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分， 称为锅炉本体。 锅炉本体中两个 最主要的部件是炉膛和锅筒。

炉膛：又称燃烧室， 是供燃料燃烧的空间。 炉膛的横截面一般为正方形或矩 形。燃料在炉膛内燃烧形成火焰和高温烟气， 所以炉膛四周的炉墙由耐高温材料 和保温材料构成。在炉墙的内表面上常敷设水冷壁管，它既保护炉墙不致烧坏， 又吸收火焰和高温烟气的大量辐射热。 炉膛的结构、形状、容积和高度都要保 证燃料充分燃烧，并使炉膛出口的烟气温度降低到熔渣开始凝结的温度以下。 当 炉内的温度超过灰熔点时， 灰便呈熔融状态。 熔融的灰渣颗粒在触及炉内水冷壁 管或其他构件时会粘在上面。粘结的灰粒逐渐增多 ,遂形成渣块 ,称为结渣。结渣 会降低锅炉受热面的传热效果。 严重时会堵塞烟气流动的通道， 影响锅炉的安全 和经济运行。 一般用炉膛容积热负荷和炉膛截面热负荷或炉排热负荷表示其燃 烧强烈程度。 炉膛容积热负荷是单位炉膛容积中每单位时间内释放的热量。 在锅 炉技术中常用炉膛容积热负荷来衡量炉膛大小是否恰当。 容积热负荷过大， 则表 示炉膛容积过小， 燃料在炉内的停留时间过短， 不能保证燃料完全燃烧， 使燃烧 效率下降； 同时这还表示炉墙面积过小， 难以敷设足够的水冷壁管， 结果炉内和 炉膛出口处烟气温度过高， 受热面容易发生结渣。 室燃炉的炉膛截面热负荷是单 位时间内单位炉膛横截面上燃料燃烧所释放的热量。 在炉膛容积确定以后， 炉膛 截面热负荷过大会使局部区域的壁面温度过高而引起结渣。 层燃炉的炉排热负荷 是单位时间内燃料燃烧所释放的热量与炉排面积的比值。 炉排热负荷过高会使飞 灰大大增加。 炉膛设计需要充分考虑使用燃料的特性。每台锅炉应尽量燃用原 设计的燃料。 燃用特性差别较大的燃料时， 锅炉运行的经济性和可靠性都可能降 低。

锅筒：它是自然循环和多次强制循环锅炉中接受省煤器来的给水、 联接循环 回路，并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器。 锅筒筒体由优质厚钢板制成， 是 锅炉中最重的部件之一。锅筒上还装有水位表、安全阀等监测和保护设施。

2、辅助设备

除锅炉本体外，还有许多配套的辅助设备： 送、引风系统，向锅炉供给燃烧需要的空气及将煤燃烧后的烟气排出锅炉， 包括送风机、引风机和烟风道等；

磨煤、燃料输配送装置及管道；

除尘、除灰系统；

给排水系统，包括给水泵、阀门和管道等； 自动控制和监测系统（锅炉自动控制、锅炉汽温调节） 。

二、锅炉的工作

锅炉参数是表示锅炉性能的主要指标， 包括锅炉容量、 蒸汽压力、蒸汽温度、 给水温度等 .锅炉容量可用额定蒸发量或最大连续蒸发量来表示。额定蒸发量是 在规定的出口压力、 温度和效率下， 单位时间内连续生产的蒸汽量。 最大连续蒸 发量是在规定的出口压力、温度下，单位时间内能最大连续生产的蒸汽量

蒸汽参数包括锅炉的蒸汽压力和温度， 通常是指过热器、 再热器出口处的过 热蒸汽压力和温度如没有过热器和再热器， 即指锅炉出口处的饱和蒸汽压力和温 度。给水温度是指省煤器的进水温度，无省煤器时即指锅筒进水温度。

自然循环锅炉简图

锅炉可按照不同的方法进行分类。 锅炉按用途可分为工业锅炉、 电站锅炉、 船用 锅炉和机车锅炉等；按锅炉出口压力可分为低压、中压、高压、超高压、亚临界 压力、超临界压力等锅炉； 锅炉按水和烟气的流动路径可分为火筒锅炉、 火管锅 炉和水管锅炉， 其中火筒锅炉和火管锅炉又合称为锅壳锅炉； 按循环方式可分为 自然循环锅炉、辅助循环锅炉 （即强制循环锅炉 ）、直流锅炉和复合循环锅炉；按 燃烧方式，锅炉分为室燃炉、层燃炉和沸腾炉等。

在水汽系统方面， 给水在加热器中加热到一定温度后， 经给水管道进入省煤 器，进一步加热以后送入锅筒，与锅水混合后沿下降管下行至水冷壁进口集箱。 水在水冷壁管内吸收炉膛辐射热形成汽水混合物经上升管到达锅筒中， 由汽水分 离装置使水、 汽分离。 分离出来的饱和蒸汽由锅筒上部流往过热器， 继续吸热成 为一定温度的过热蒸汽（目前大多300MW、600MW机组主汽温度约为540C左 右），然后送往汽轮机。

在燃烧和烟风系统方面， 送风机将空气送入空气预热器加热到一定温度。 在 磨煤机中被磨成一定细度的煤粉， 由来自空气预热器的一部分热空气携带经燃烧 器喷入炉膛。燃烧器喷出的煤粉与空气混合物在炉膛中与其余的热空气混合燃 烧，放出大量热量。燃烧后的热烟气顺序流经炉膛、凝渣管束、过热器、省煤器 和空气预热器后， 再经过除尘装置， 除去其中的飞灰， 最后由引风机送往烟囱排 向大气 三、锅炉的结构

锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分。锅炉中的炉膛、锅筒、 燃烧器、水冷壁过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产 蒸汽的核心部分，称为锅炉本体。锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。

燃稻壳蒸汽锅炉的内部结构图

炉膛又称燃烧室，是供燃料燃烧的空间。将固体燃料放在炉排上，进行火床

燃烧的炉膛称为层燃炉，又称火床炉；将液体、气体或磨成粉状的固体燃料，喷

入火室燃烧的炉膛称为室燃炉，又称火室炉；空气将煤粒托起使其呈沸腾状态燃 烧，并适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉， 又称流化床炉；利用空气流使煤粒 高速旋转，并强烈火烧的圆筒形炉膛称为旋风炉。

炉膛设计需要充分考虑使用燃料的特性。每台锅炉应尽量燃用原设计的燃

料。燃用特性差别较大的燃料时锅炉运行的经济性和可靠性都可能降低。

锅筒是自然循环和多次强制循环锅炉中，接受省煤器来的给水、联接循环回 路，并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器。 锅筒简体由优质厚钢板制成，是锅 炉中最重的部件之一。

锅筒的主要功能是储水，进行汽水分离，在运行中排除锅水中的盐水和泥渣， 避免含有高浓度盐分和杂质的锅水随蒸汽进入过热器和汽轮机中。

锅筒内部装置包括汽水分离和蒸汽清洗装置、 给水分配管、排污和加药设备 等。其中汽水分离装置的作用是将从水冷壁来的饱和蒸汽与水分离开来，

减少蒸汽中携带的细小水滴。中、低压锅炉常用挡板和缝隙挡板作为粗分离元件； 中压以上的锅炉除广泛采用多种型式的旋风分离器进行粗分离外，还用百页窗、 钢丝网或均汽板等进行进一步分离。锅筒上还装有水位表、安全阀等监测和保护 设施

为了考核性能和改进设计， 锅炉常要经过热平衡试验。 直接从有效利用能量 来计算锅炉热效率的方法叫正平衡，从各种热损失来反算效率的方法叫反平衡。 考虑锅炉房的实际效益时， 不仅要看锅炉热效率， 还要计及锅炉辅机所消耗的能 量。

LSS立式燃油（燃气）蒸汽锅炉

单位质量或单位容积的燃料完全燃烧时， 按化学反应计算出的空气需求量称 为理论空气量。 为了使燃料在炉膛内有更多的机会与氧气接触而燃烧， 实际送入 炉内的空气量总要大于理论空气量。虽然多送入空气可以减少不完全燃烧热损 失，但排烟热损失会增大， 还会加剧硫氧化物腐蚀和氮氧化物生成。 因此应设法 改进燃烧技术，争取以尽量小的过量空气系数使炉膛内燃烧完全。

锅炉烟气中所含粉尘 （包括飞灰和炭黑 ）、硫和氮的氧化物都是污染大气的物 质，未经净化时其排放指标可达到环境保护规定指标的几倍到数十倍。 控制这些 物质排放的措施有燃烧前处理、改进燃烧技术、除尘、脱硫和脱硝等。借助高烟 囱只能降低烟囱附近地区大气中污染物的浓度。

锅炉未来的发展将进一步提高锅炉和电站热效率； 降低锅炉和电站的单位功 率的设备造价； 提高锅炉机组的运行灵活性和自动化水平； 发展更多锅炉品种以 适应不同的燃料；提高锅炉机组及其辅助设备的运行可靠性； 减少对环境的污染。

四、锅炉的分类：

组装锅炉

双锅筒水管锅

可以从不同角度出发对锅炉进行分类：

1、按烟气在锅炉流动的状况分：水管锅炉、锅壳锅炉（火管锅炉） 、水火管 组合式锅炉

2、按锅筒放置的方式分：立式锅炉、卧式锅炉

3、按用途分：生活锅炉、工业锅炉、电站锅炉、车船用锅炉

4、按介质分：蒸汽锅炉、热水锅炉、汽水两用锅炉、有机热载体锅炉

5、按安装方式分：快装锅炉、组装锅炉、散装锅炉

6、按燃料分：燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、余热锅炉、电加热锅炉、 生物质锅炉

7、按水循环分：自然循环、强制循环、混合循环

8、按压力分：常压锅炉、低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉

9、按锅炉数量分：单锅筒锅炉、双锅筒锅炉

10、按燃烧定在锅炉内部或外部分：内燃式锅炉、外燃式锅炉

11、按工质在蒸发系统的流动方式可分为自然循环锅炉、强制循环锅炉、直 流锅炉等。

12、 A级、B级、C级、D级、E级（按制造锅炉的压力 分）

13、 P〈 2.45MPa）、中压锅炉（3.8〈 P 〈5.8MPa）、高压锅炉（5.9〈 P=12.6MPa）、超高压锅炉（12.7〈 P=15.8MPa）、

亚临界锅炉（15.9〈 P=18.3MPa）、超临界锅炉（22.115 < P〈 30MPa）、超超临界 锅炉〉30MPa。

具体详细的锅炉分类产品：

燃煤锅炉 热水锅炉 燃油锅炉 蒸汽锅炉 电热锅炉 环保锅炉 特种锅炉 燃 气锅炉 水管锅炉 导热油锅炉 专用锅炉 双燃料锅炉 余热锅炉 常压锅炉 电锅 炉 工业锅炉 热风锅炉 承压锅炉 真空锅炉 链条锅炉 家用锅炉 沼气锅炉 取 暖锅炉 茶 浴锅炉 电站锅炉 秸杆气化炉 焚烧炉 水煤浆锅炉 煤气发生炉 有 机热载体锅炉 循环流化床锅炉

五、锅炉的燃烧设备

锅炉的燃烧方式有三种形式：层燃（火床燃烧） 、室燃（悬浮燃烧）、沸腾燃 烧。各种燃烧方式有其相应的燃烧设备。固定炉排、链条炉排、往复炉排、振动 炉排等属于层燃式，适用于燃烧固体燃料。煤粉锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉等属 于室燃式，适用于粉状固体燃料，液体燃料和气体燃料。鼓泡流化床、循环流化 床属于沸腾燃烧方式， 适用于燃烧颗粒状固体燃料。 抛煤机链条炉排， 兼有层燃 和室燃的燃烧方式，属于混合燃烧方式。

1、固定炉排：一种最古老、结构简单的层燃燃烧的设备，分两种单层炉排 和双层炉排 A 单层炉排用铸铁制造，有板状和条状 B 双层炉排，内有上下两层 炉排，上炉排由水冷却管组成的固定炉排， 下炉排为普通铸铁的固定炉排。 上炉 排以上空间为风室，下炉排以下为灰坑，两层炉排之间为燃烧室。

2、链条炉排：一种结构比较完善的燃烧设备。由于机械化程度高（加煤、 清渣、除灰等均有机械完成） ，制造工艺成熟，运行稳定可靠，人工拨火能使燃 料燃烧的更充分，燃烧率也较高，适用于大、中、小型工业锅炉。国产链条炉排 按结构可分链带式、 横梁式和鳞片式链条炉排。 A 链带式链条炉排属于轻型结构 适用于额定蒸发量小于 10t/Hd 的蒸汽锅炉或相应容量的燃烧锅炉。 B 横梁式链 条炉排是用刚性很强的横梁作支架， 炉排片嵌于支架横梁的槽内， 当主动轴上的