燃煤锅炉

燃煤锅炉是指燃料燃烧的煤,是指经过燃煤在炉膛中燃烧释放热量,把热媒水或其它有机热载体(如导热油等)加热到一定温度(或压力)的热能动力设备。但并不是所有的热量全部有效转化,有一部分无功消耗,这样就存在效率问题,一般大些的锅炉效率高些,60% ~ 80%之间。

中文名:燃煤锅炉英文名:Coal fired boiler
燃 料:分 类:燃煤开水、热水、蒸汽锅炉等

燃煤锅炉简述

燃煤锅炉就是燃料为燃煤的锅炉,是指经过燃煤在炉膛中燃烧释放热量,把热媒水或其它有机热载体(如导热油等)加热到一定温度(或压力)的热能动力设备。
燃煤锅炉

燃煤锅炉的原理

1、卧式燃煤热水锅炉在结构上属单锅筒纵置式,炉膛左右两侧装有水墙管,并形成翼形烟道,锅筒内布置螺纹烟管,采用漏煤极少的活动炉排,结构合理,热效率高,大大节约能耗。
2、卧式燃煤常压蒸汽锅炉 热水锅炉 燃气锅炉 燃油锅炉 燃煤锅炉,节能环保锅炉,采用单锅筒纵向布置的三回程水火管式结构,炉膛两侧密布光管水冷壁管,设计结构合理紧凑;受热面积大,烟气流程长,传热效果好,排烟温度低,所以热效率高,运行成本低,使用更经济。
3、立式燃煤锅炉,热水锅炉,炉膛采用水冷弯管结构,四周是炉胆,受热面积大,热效率高,节能降耗;外壳采用椭圆型封头,炉排采用铸铁圆形炉排,经久耐用,使用寿命长。
4、卧式燃煤锅炉,燃料在炉排上燃烧后,火焰经过矮墙到燃烬室,从燃烬室经两侧翼形烟道到前烟箱,再由烟管管束到后烟室,然后由引风机抽引通过烟囱排入大气,不仅可防止锅壳底部受炉膛高温辐射,而且可使高温管板入口烟温下降,加之辅以回水引射,锅筒底部无死水区,还可以有效防止管板因过冷、沸腾而结垢及炉底凸包,烟气转向烟室可起除尘作用,也降低了原始排尘浓度。
5、 燃煤锅炉本体布置紧凑,占地面积小,运输方便,采用快装出厂,安装周期短,安装费用低,用户投入资金少,回收效益快。
6、立式燃煤锅炉,热水锅炉,受热面积的管子全部是直管,并且有足够的清污手孔装置,便于手工机械清理污垢和进行内部检查。卧式燃煤常压热水锅炉,上部配有足够大的人孔,人员可以从人孔进入炉体内部,大大方便了检查和维修锅炉。[1]

燃煤锅炉的分类

燃煤锅炉主要是按照用途分类的,它分为燃煤开水锅炉(供应开水)、燃煤热水锅炉(采暖和洗浴)、燃煤蒸汽锅炉(供应蒸汽)、燃煤导热油锅炉(蒸煮和干燥)等。

燃煤锅炉的特点

燃煤热水锅炉

1、燃煤热水锅炉/燃煤采暖锅炉/燃煤洗浴锅炉锅炉/燃煤浴池锅炉的设计、制造严格按照《小型和常压热水锅炉安全监察规定》和JB/T7985-2002《小型锅炉和常压热水锅炉技术条件》、《锅壳锅炉本体制造技术条件》的要求严格执行。
2、锅炉按照常压设计,炉体顶部设有通大气口,锅炉无压力运行,燃烧运行安全可靠。常压热水锅炉可以安装在任何使用的地方,并且不受层次繁多的逐年监检的程序限制,因而近几年得到了迅速的发展。
3、立式燃煤常压热水锅炉,主要由锅壳封头、炉胆、炉胆顶、下封圈、冲天管及横水管组成,燃烧室布置在炉胆内,燃料在固定炉排上燃烧,自然通风,烟气在炉胆内横向冲刷横水管,经冲天管、烟囱排入大气。
4、立式燃煤热水锅炉,炉膛采用水冷弯管结构,四周是炉胆,受热面积大,热效率高,节能降耗;外壳采用椭圆型封头,炉排采用铸铁圆形炉排,经久耐用,使用寿命长。
5、卧式燃煤热水锅炉在结构上属单锅筒纵置式,炉膛左右两侧装有水墙管,并形成翼形烟道,锅筒内布置螺纹烟管,采用漏煤极少的活动炉排,结构合理,热效率高,大大节约能耗。
6、卧式燃煤常压热水锅炉,采用单锅筒纵向布置的三回程水火管式结构,炉膛两侧密布光管水冷壁管,设计结构合理紧凑;受热面积大,烟气流程长,传热效果好,排烟温度低,所以热效率高,运行成本低,使用更经济。
7、卧式燃煤锅炉,燃料在炉排上燃烧后,火焰经过矮墙到燃烬室,从燃烬室经两侧翼形烟道到前烟箱,再由烟管管束到后烟室,然后由引风机抽引通过烟囱排入大气,不仅可防止锅壳底部受炉膛高温辐射,而且可使高温管板入口烟温下降,加之辅以回水引射,锅筒底部无死水区,还可以有效防止管板因过冷、沸腾而结垢及炉底凸包,烟气转向烟室可起除尘作用,也降低了原始排尘浓度。
8、立式燃煤常压热水锅炉,受热面积的管子全部是直管,并且有足够的清污手孔装置,便于手工机械清理污垢和进行内部检查。卧式燃煤常压热水锅炉,上部配有足够大的人孔,人员可以从人孔进入炉体内部,大大方便了检查和维修锅炉。
9、锅炉本体布置紧凑,占地面积小,运输方便,采用快装出厂,安装周期短,安装费用低,用户投入资金少,回收效益快。
10、燃煤热水锅炉/燃煤采暖锅炉/燃煤洗浴锅炉锅炉/燃煤浴池锅炉广泛适用于工厂、宾馆、医院、办公楼、学校、洗浴中心、 酒店温棚、浴池等企事业单位,满足使用单位的洗浴、生活热水及取暖要求。

燃煤蒸汽锅炉

1、锅炉的设计、制造严格按照《蒸汽锅炉安全监察规程》和《工业锅炉通用技术条件》、《锅壳锅炉本体制造技术条件》的要求严格执行。 2、炉体设有压力表、安全阀、水位计等仪表阀门,压力表显示锅炉的压力情况,用户做到心中有数;安全阀在锅炉达到一定压力时自动开启,泄气降压,保证锅炉运行安全可靠 3、立式燃煤蒸汽锅炉,主要由锅壳封头、炉胆、炉胆顶、下封圈、冲天管及横水管组成,燃烧室布置在炉胆内,燃料在固定炉排上燃烧,自然通风,烟气在炉胆内横向冲刷横水管,经冲天管、烟囱排入大气。 4、卧式燃煤蒸汽锅炉,采用单锅筒纵向布置的三回程水火管式结构,炉膛两侧密布光管水冷壁管,设计结构合理紧凑;受热面积大,烟气流程长,传热效果好,排烟温度低,所以热效率高,运行成本低,使用更经济。 5、立式燃煤蒸汽锅炉,受热面积的管子全部是直管,并且有足够的清污手孔装置,便于手工机械清理污垢和进行内部检查。卧式燃煤蒸汽锅炉,上部配有足够大的人孔,人员可以从人孔进入炉体内部,大大方便了检查和维修锅炉。 6、燃煤蒸汽锅炉随机配备优质的仪表阀门等安全附件,成套设备安全耐用,用户称心满意。用户可选配锅炉软化水装置——水处理,加装水处理,炉胆生垢少,锅炉安全节能。 7、LSG型(立式)系列燃煤蒸汽锅炉采用水冷管结构,设计科学合理,加热升温快,汽水空间大,蒸汽品质好。 8、DZG型(卧式)系列燃煤蒸汽锅炉采用两回程水火管混合式结构,锅炉内布置一束火管,炉膛左右两则装有水墙管,受热面充裕,热效率高。手工上煤,自然通风。燃烧稳定充分,生火、升温、升压快。配有水位计、安全阀、压力表等多项保护装置,运行状态一目了然,从根本上消除了用户的后顾之忧,使用安全可靠。 9、DZH型(卧式)系列燃煤蒸汽锅炉采用三回程水火管混合式结构,锅炉本体选用螺纹烟管,强化传热,节能降耗。配合手烧活动炉排,操作轻松、方便。锅炉整体结构紧凑,外形美观、方便运 输、安装。

燃煤导热油锅炉

有机热载体炉(导热油炉)是以煤、油、气、电为燃料,以导热油为介质,利用循环油泵强制导热油在炉内加热液相循环,经过管网将热能输送到用热设备后,返回导热油炉的高温、低压、节能设备。
1、受热面采用密排圆盘管,受热面布置充足,降低管子表面热负荷,热效率高,使用更安全。
2、燃料在燃烧室内绝热燃烧,着火更容易,燃烧更充分,提高了锅炉的热效率。
3、介质流程合理,导热油有低进口到高出口,运行中产生的气体很难在炉内保留,可方便的排除系统。
4、炉顶布置密排盘管,更好的保护炉顶,避免炉顶烧坏的现象。
5、安装方便,不用地基,只按上部本体和下部炉排合拢即可,安装周期短。

燃煤锅炉组成

燃煤锅炉主要由煤粉制备系统、燃烧器、受热面、空气预热器等主要部分组成。

煤粉制备常用系统

①直吹式制粉系统:磨好的煤粉直接全部送入炉膛中燃烧,宜采用中速和高速磨煤机,适用于磨较软的烟煤和褐煤。缺点是磨煤机的出力和煤粉细度与锅炉负荷有关,因而随着锅炉负荷的变化需调整磨煤机的运行台数,并且研磨部件容易磨损。中速磨煤机直吹式制粉系统又分为正压式与负压式两种。近代大容量锅炉多采用正压系统。
②中间储仓式制粉系统:特点是磨煤机的出力和煤粉细度与锅炉负荷无关,适于采用可磨制各种硬度煤种的钢球磨煤机。缺点是设备较直吹式复杂,磨煤机耗电量较大,空载与满载时耗电量相差不大,故应使其常在满载下运行。

按煤粉燃烧器结构分类

煤粉燃烧器是将煤粉送入炉膛进行燃烧的设备。
①旋流式燃烧器:携带煤粉的一次风和不带煤粉的二次风分别用不同管道与燃烧器连接。煤粉与空气能充分混合并形成回流区。每台锅炉可配置4~48只燃烧器。
②直流式燃烧器:喷口成狭窄形,其一、二次风在燃烧器中都不旋转。煤粉在其中能完全燃烧。
受热面分蒸发受热面和过热受热面。现代大、中型锅炉均以水冷壁构成炉膛,由此水冷壁(即受热面)吸收炉内辐射热使水蒸发成饱和蒸汽。为不增加炉膛容积而增加辐射受热面,大型锅炉可采用双面曝光的水冷壁。过热受热面可分为布置于炉膛上部的屏式过热器受热面和布置于对流烟道内的对流过热器受热面。前者吸收炉内辐射热;后者吸收对流热。
空气预热器装于锅炉烟道尾部,用以回收烟气余热,提高助燃空气的温度。高参数、大容量的锅炉为提高热风温度(>300℃),常需使空气预热器与省煤器分级交叉布置。

燃煤锅炉的未来发展

燃煤锅炉发展重中之重是节能减排
据了解,随着我国对安全、节能和环保方面的要求逐年提高,如何在推进行业健康稳步发展、确保工业燃煤锅炉安全运行的形势下,进一步加速推进节能减排工作的开展,已成为工业锅炉行业未来发展面临的新课题和严峻挑战。
节能减排是一个世界性难题,也是全世界共同关注的话题。近年来,在我国经济的高速发展进程中,能源利用率低、消费结构不合理、供需矛盾加剧等问题日益突出,生态环境恶化与经济发展的矛盾加剧,在很大程度上制约了经济持续快速健康发展。长期以来,太康县永兴锅炉有限责任公司与相关院校、设计院所密切合作,形成了从产品开发、制造销售、设备选型、工程项目策化、设计及设备安装、系统调试、维护保养到操作人员培训等完整的经营体系,可为用户提供方便快捷的全方位服务。
我国立式锅炉制造业经历了数十年的发展,特别是改革开放推进行业驶上发展的快车道。由于市场需求的不断加大,生产企业数量增加较快,行业规模不断扩大。
纵观工业锅炉行业的发展,虽成绩斐然,但仍有隐忧。首先,行业总体技术水平有待提高。目前行业中仍存在生产厂家过多、生产分散,多数企业生产能力较为低下、企业间发展不均衡、生产集中度不高等问题。经调查,虽然大部分企业通过转换经营机制,使企业活力有效提升、市场反应能力明显增强,但部分企业仍然缺少长期发展战略,致使企业自主开发和创新能力不强、投入不足,导致产品开发的档次和水平依然不高,产品性能质量没有显著提高。显而易见的问题是,市场竞争处于低级化,行业总体技术水平、经济效益提高不快。
其次,能源浪费现象严重。我国的能源结构以煤为主,量大面广的工业燃煤锅炉要消耗大量的煤炭,同时也是我国主要的煤烟型污染源。 据中国电器工业协会工业燃煤锅炉分会调查分析:我国目前在用燃煤工业燃煤锅炉约47万余台,每年消耗标准煤约4亿吨,约占我国煤炭消耗总量的四分之一。然而,燃煤工业燃煤锅炉平均运行效率仅达65%左右,这一指标比国际先进水平低15~20个百分点。行业节能潜力巨大,着眼未来发展,节能减排既是工业锅炉行业的当务之急更是长远战略要务。
工业燃煤锅炉在国民经济和社会发展中的地位和重要性尽人皆知。但同时,全行业所耗用的能源量之大,烟尘、二氧化硫、二氧化碳、氧化物排放量占全国相应排放量比例之高的现状,不仅说明目前工业燃煤锅炉行业的节能、环保指标与建设资源节约型和环境友好型社会的目标有较大差距,而且充分说明行业节能潜力巨大。
拆除燃煤锅炉后以何替代 这成为我们当下必须思考并确定的问题。
从目前的实施情况看,燃煤锅炉关停后,相关单位多改为使用天然气、生物质、电、太阳能等能源,其中推广应用最多的为技术最成熟、性价比最好的天然气锅炉替代方案。
而单纯地利用天然气来实现替代,并非最好的选择。从绿色环保的角度讲,天然气锅炉虽说在污染物排放方面大大减少,但其燃烧时仍会释放少量二氧化硫等有害气体和大量二氧化碳类温室气体,同时,天然气并非可再生能源,从国家能源安全的角度看,大量消耗天然气绝非长久之计。生物质虽属可再生能源,但并非清洁能源,其污染物排放依然难以控制。电锅炉虽然在使用过程中的环境效益明显,但电锅炉本身是“烧”电的,如果电的来源本身不是清洁的,依然是通过燃煤获取的,这就不能称之为是本质上的燃煤锅炉替代。
我们从更全面的角度来考虑问题,得出的结论是:光伏发电的产业链最上游的多晶硅生产是高耗能、高污染的;核电的核辐射安全隐患已使诸多发达国家下定决心弃核;水电开发带来的移民和生态破坏问题难以解决;风电和光伏不稳定的电能输出对城市用电网是将造成巨大冲击。光热技术则完全没有上述弊端,同时其又拥有多种其它供能方式所没有的优点。其供热方式灵活多样,可集中供暖也可分散供暖;其电能质量更可以与传统火电相媲美,通过低成本储热技术实现持续、稳定、可靠的电能供应;其利用方式可按需设计,即可单独发电或供热,也可与传统燃煤锅炉或燃气锅炉混合互补发电或供热。但利用光热技术完全或大量地替代燃煤锅炉在当前的环境下是不现实的。
首先,并非所有城市的光照资源都适宜利用光热技术,我们应因地制宜地有选择地开发利用;第二,太阳能本质上是会受天气条件影响的,而城市对能源的需求是持续的不可间断的,大量采用“靠天供能”的光热来替代会对城市供能带来潜在风险;第三,由于需要建设大面积的集热系统,光热对占地面积的要求远远大于建设一个燃煤锅炉,如果无法利用屋顶等闲置可利用面积建设光场,而直接占用土地面积,对绝大多数城市来说都是不现实的。
因此,我们需要推广应用的是一个综合性的能源解决方案。利用各种能源技术的优点,整合建立一个最大程度的“绿”、最大程度的“低成本”的供能体系。我们可以设想,利用燃气锅炉作为主力能源替代燃煤锅炉,同时在条件适宜的地方利用光热技术与燃气进行互补供能,在光照资源较好的时候更大程度地利用光热供能,在夜间或光照资源不好的时候利用燃气供能,这将可以实现在不威胁城市能源体系安全的前提下,实现最大程度的绿色供能。同时,对小规模的分布式用能需求,采用光热技术实现完全替代。

[2]

锅炉的基本结构

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。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、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,以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。这些盐分和杂质如在过热器管和汽轮机通道上发生结垢、积盐和腐蚀,会影响设备的经济安全运行。锅炉出口的蒸汽一般都有一定的质量标准。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,并尽量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,还用百叶窗、钢丝网或均汽板等进行进一步分离。随着水处理技术的提高,蒸汽分离装置趋向于简化和定型化。排污装置(包括连续排污和定期排污)能在锅炉运行中排出一部分含有较高盐分和泥渣的锅水。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,在电站锅炉中还有许多配套的辅助设备:煤粉制备系统,把原煤磨成粉,以利煤的充分燃烧,包括给煤机、磨煤机、排粉机、粗粉分离器和煤粉管道等;
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;
给水系统,包括给水泵、阀门和管道等;
水处理系统(见锅炉水处理);
灰渣清除系统,包括碎渣机、出渣机、除尘器等;
自动控制和监测系统(见锅炉自动控制、锅炉汽温调节)。

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图书信息

作 者:孙学信主编
出 版 社:中国电力出版社
出版时间:2002-1-1
印刷时间:2005-6-1
I S B N:9787508306803
包 装:平装

内容简介

本书着重介绍煤燃烧,特别是锅炉燃烧相关的试验研究方法,包括常规方法和一些新颖的特种试验方法。对试验仪器设备,特别是新的试验设备,对试验数据处理用的各种现代数学方法,书中均做了介绍。我国近年在这一领域的研究成果(我国开发的新型燃烧器的试验方法及典型煤种的基础数据等)均收入书中。书中还介绍了燃烧过程的计算机模拟等发展中的技术,本书是近年来全面介绍燃烧试验技术与方法的较完整的著作,对相关的技术及研究人员很有参考与应用价值。

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