1.什么是鍋爐
將其它熱能轉(zhuǎn)變成其它工質(zhì)熱能,生產(chǎn)規(guī)定參數(shù)和品質(zhì)的工質(zhì)的設(shè)備稱為鍋爐。
鍋爐設(shè)備中,吸熱的部分稱為鍋,產(chǎn)生熱量的部分稱為爐。例如水冷壁、過(guò)熱器、省煤器等吸熱的部分可以看成是鍋;而爐膛、燃燒器、燃油泵,送、引風(fēng)機(jī)可以看成是爐。現(xiàn)代化的鍋爐不像一般家庭用的鍋和爐那樣分得清楚。例如空氣預(yù)熱器既是吸熱的部分,又是產(chǎn)生熱量的部分,既可以看成是鍋的部分也可以看成是爐的部分。
2.鍋爐如何分類
鍋爐可按不同的方式分類:
①鍋爐燃用的燃料分類可分為:燃煤爐、生物質(zhì)爐、燃油爐和燃?xì)鉅t。
②按燃燒方式分類可分為:層燃爐、室燃爐和介于二者之間的沸騰(流化床)爐。
③按鍋爐水循環(huán)方式分類可分為:自然循環(huán)鍋爐、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐和復(fù)合循環(huán)鍋爐。
④按有無(wú)汽包分類可分為:汽包鍋爐和直流鍋爐。
⑤按蒸汽壓力分類可分為:低壓鍋爐<1.275Mpa(13kgf/cm2)、中壓鍋爐3.825
Mpa(39kgf/cm2)、、高壓鍋爐9.8Mpa(100kgf/cm2)、超高壓鍋爐13.73Mpa(140kgf/cm2)、亞臨界壓力鍋爐16.67Mpa(170kgf/cm2)和超臨界壓力鍋爐>22.13Mpa(225.65kgf/cm2)。
⑥按管內(nèi)通過(guò)的是水還是煙氣分類可分為:火管鍋爐、水管鍋爐和水火管組合式鍋爐。
⑦按鍋爐的用途分為:生活鍋爐、工業(yè)鍋爐、電站鍋爐和熱水鍋爐。
3.什么是火管鍋爐
所謂火管鍋爐就是燃料燃燒后產(chǎn)生的煙氣在火筒或煙管中流過(guò),對(duì)火筒或煙管外水、汽或汽水混合物加熱。
4.什么是水管鍋爐
所謂水管鍋爐,就是水、汽或汽水混合物在管內(nèi)流動(dòng),而火焰或煙氣在管外燃燒和流動(dòng)的鍋爐。
5.什么是循環(huán)流化床鍋爐
循環(huán)流化床鍋爐是在流化床鍋爐(又稱鼓泡床或沸騰床鍋爐)的基礎(chǔ)上改進(jìn)和發(fā)展起來(lái)的一種新型鍋爐。循環(huán)流化床鍋爐保留了流化床鍋爐的全部?jī)?yōu)點(diǎn),而避免和消除了流化床鍋爐存在的熱效率低和脫硫劑石灰石利用不充分、消耗量大和難于大型化等缺點(diǎn)。
循環(huán)流化床鍋爐床料處于流化狀態(tài)與流化床鍋爐是相同的,前者與后者的主要區(qū)別是前者的流化速度較高,爐膛出口煙氣中物料的濃度很高,大量的物料被爐膛出口的物料分離器分離后返送回爐膛,即有大量物料在爐膛和物料分離器之間循環(huán)。
6.什么是蒸汽鍋爐
蒸汽鍋爐是用熱能加熱水(工質(zhì))產(chǎn)生蒸汽的設(shè)備。它由鍋和爐兩部分組成:鍋是鍋爐接受熱量,并把熱量傳給工質(zhì)的受熱面系統(tǒng);爐是指鍋爐中把燃料的化學(xué)能變?yōu)闊崮艿目臻g和煙氣流通的通道。通常用“噸/時(shí)”或“t/h”表示鍋爐的容量。用“Mpa”或“兆帕”(舊單位用“公斤力/厘米2”或“kgf/cm2)表示鍋爐的額定壓力,用“℃”(攝氏度)表示額定壓力下飽和蒸汽的溫度和過(guò)熱蒸汽溫度。
7.什么是熱水鍋爐
是指載熱工質(zhì)為熱水的鍋爐。通常用“MW”(兆瓦),舊單位用“萬(wàn)千瓦/時(shí)”或“萬(wàn)大卡/時(shí)”,即“104kcal/h”表示鍋爐的容量,用“Mpa”表示鍋爐的額定壓力,用“℃”表示熱水溫度。
熱水鍋爐主要用于北方采暖,分為高溫?zé)崴仩t(熱水溫度為130℃或更高一些)和低溫?zé)崴仩t(熱水溫度在95℃以下),過(guò)去多半采用低溫?zé)崴仩t,今后要發(fā)展高溫?zé)崴仩t,熱水鍋爐有自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)兩種。我司臥式三回程鍋殼式熱水鍋爐為自然循環(huán),水管熱水鍋爐有強(qiáng)制循環(huán)和復(fù)合循環(huán)兩種。
8.什么是有機(jī)熱載體爐
是指載熱工質(zhì)為高溫導(dǎo)熱油(也稱熱煤體、熱載體)的新型熱能轉(zhuǎn)換設(shè)備。通常也用“MW”(兆瓦)表示爐的容量,舊單位也用“萬(wàn)千瓦/時(shí)”或“萬(wàn)大卡/時(shí)”,即“104kcal/h”表示。有機(jī)熱載體爐(也稱導(dǎo)熱油爐)的優(yōu)勢(shì)在于“高溫低壓“、運(yùn)行平穩(wěn)而被廣泛運(yùn)用。有機(jī)熱載體爐有液相、氣相之分,我司有機(jī)熱載體爐為液相。
9.什么是電熱鍋爐
電熱鍋爐和電熱蓄熱器是利用電能來(lái)產(chǎn)生蒸汽或熱水的裝置。電熱鍋爐和電熱蓄熱器和所有的電氣設(shè)備一樣,具有許多優(yōu)點(diǎn),特別是與化石燃料鍋爐相比,其特點(diǎn)更為優(yōu)越。其具體特點(diǎn)如下:
(1)無(wú)污染。
(2)能量轉(zhuǎn)化效率高。
(3)鍋爐啟動(dòng),停止速度快、運(yùn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大,調(diào)節(jié)速度快,操作簡(jiǎn)單。
⑷鍋爐本體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全性好。
⑸自動(dòng)化程度高,可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班。
⑹可適當(dāng)緩和工業(yè)用電供大于需的矛盾。
電熱鍋爐亦存在有不足之處,如有電經(jīng)濟(jì)性方面,電熱鍋爐的運(yùn)行成本,比燃煤鍋爐高約5倍,比燃天然氣鍋爐高1.5左右。
電熱鍋爐的附加外部設(shè)備投資較大。配備計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),電控柜及穩(wěn)壓器等,初投資較大。
電熱鍋爐要求供電穩(wěn)定性較高,不適合經(jīng)常斷電的地區(qū)。
10.什么叫貫流鍋爐
所謂“貫流鍋爐”(立式水管鍋爐)是由設(shè)計(jì)排列的較長(zhǎng)管子組成,給水泵在管子一端給水,水(工質(zhì))在管內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱水段、蒸發(fā)段,(過(guò)熱段),從管子上集箱產(chǎn)生所需要的蒸汽。貫流鍋爐沒(méi)有鍋筒,它是由鍋爐本體(本體上下集箱、列管等組成)和外部的汽水分離器、水泵,油泵、燃燒器等部件組成。它實(shí)質(zhì)上就是立式直水管燃油燃?xì)忮仩t。汽水分離裝置設(shè)置在鍋外的貫流鍋爐如圖所示。
11.什么是水煤漿鍋爐
以水煤漿為主要燃料的鍋爐,稱為水煤漿鍋爐。
水煤漿是一種以煤代油的新型煤基清潔燃料。它是由70%左右的煤粉、30%左右的水和少量的化學(xué)添加劑組成。
水煤漿經(jīng)攪拌、泵送、過(guò)濾后,在燃燒器漿槍噴頭內(nèi)混入壓縮空氣,經(jīng)霧化后噴入預(yù)熱爐膛點(diǎn)燃。水煤漿在爐膛里進(jìn)行充分混合燃燒,燃盡率為96%
以上。高溫?zé)煔鈱?duì)鍋爐受熱面進(jìn)行加熱,然后進(jìn)入尾部對(duì)受熱面進(jìn)行余熱交換利用,最后尾氣通過(guò)除塵器凈化,排入大氣。
水煤漿鍋爐效率在90%左右,達(dá)到燃油同等水平。它與普通燃煤鍋爐相比,具有燃燒效率高、負(fù)荷調(diào)整便利、減少環(huán)境污染、改善勞動(dòng)條件和節(jié)省用煤等優(yōu)點(diǎn)。
12.什么是冷凝鍋爐?冷凝鍋爐具有什么優(yōu)點(diǎn)?
如果鍋爐的排煙溫度降低到足夠低的水平,那么煙氣中呈過(guò)熱狀態(tài)的水蒸汽就會(huì)凝結(jié)而放出汽化潛熱。國(guó)內(nèi)外把通過(guò)冷凝煙氣中的水蒸汽,使得其中的汽化潛熱得以利用的鍋爐稱為冷凝式鍋爐(condensing
boiler)。
熱值 燃料的熱值是指,一定量的燃料通過(guò)充分燃燒產(chǎn)生的熱量,一般通過(guò)彈式量熱(bomb
calorimeter)進(jìn)行測(cè)量,得出高位熱值和低位熱值。高位熱值包括了燃料中的內(nèi)在水分和氫燃燒生成的水蒸氣凝結(jié)成液態(tài)水所產(chǎn)生的熱量(汽化潛熱簡(jiǎn)稱潛熱)。低位熱值則不包括水蒸氣的凝結(jié)放熱。燃料中水分含量越高,氫含量越高,兩個(gè)熱值之間的差異就越大。一般天然氣高位熱值和低位熱值相差4000Kj/m3,既1m3天然氣燃燒產(chǎn)生的水蒸氣要帶走的熱量約占高位熱值的10﹪。通常,鍋爐尾氣在超過(guò)100℃的溫度下就離開(kāi)鍋爐進(jìn)入煙囪,這一溫度遠(yuǎn)高于煙氣的露點(diǎn),因此
這部分水蒸氣的凝結(jié)放熱就被浪費(fèi)掉了。對(duì)一些所謂的清潔燃料,例如天然氣或者木材燃料,可以通過(guò)將煙氣溫度降低到60℃以下,從而額外獲得11%~15%的熱量。
在實(shí)踐中,一般將燃料的低位熱值作為分母來(lái)計(jì)算鍋爐效率,但是當(dāng)鍋爐采獲了水蒸氣凝結(jié)放熱時(shí),得出的效率往往超過(guò)100%,當(dāng)然,這并不是意味著違反熱力學(xué)定律,而是為了便于鍋爐比較而采用的一種計(jì)算方法而已。
顯然,與傳統(tǒng)鍋爐系統(tǒng)相比,這種鍋爐系統(tǒng)在設(shè)計(jì)思想上有很大的不同。由于凝結(jié)水的汽化潛熱得以回收利用,“鍋爐的熱效率”將大大提高,甚至按低位發(fā)熱量為基準(zhǔn)計(jì)算的熱效率可能達(dá)到或超過(guò)100%。
是否采用冷凝回收大體上取決于是否能將回收的熱量加以利用。一般來(lái)說(shuō),排煙中的水蒸氣
潛熱在60℃以下才能得以回收,能回收的熱量依賴于所要求利用的溫度和利用率。如果利用溫度接近排煙露點(diǎn)溫度,僅能回收較少的熱量(2﹪~5﹪),這部分熱量也稱顯熱。當(dāng)燃用天然氣時(shí),若將煙氣溫度降到在露點(diǎn)以下(60℃以下)可使系統(tǒng)熱效率提高11﹪~15﹪(顯熱和潛熱總和),如圖示。煙氣溫度降得愈低,回收的熱量愈多。
余熱的利用對(duì)冷凝鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要,除非理論上可以從鍋爐回收的熱量能得以利用,否則它是沒(méi)有意義的。這就意味著,低溫?zé)崮懿粌H要得到利用,而且其消耗也大體上與鍋爐負(fù)荷相匹配。冷凝換熱回收的熱量普遍用于:室內(nèi)采暖,加熱工藝用水,紡織廠和食品廠需要的工藝熱水最適合采用冷凝式換熱回收的熱量。
冷凝鍋爐的基本形式 各國(guó)生產(chǎn)的冷凝式鍋爐的結(jié)構(gòu)形式很多,主要有兩類:接觸式換熱
器和間壁式換熱器。如圖示為具有接觸型換熱器的冷凝式鍋爐。
冷凝器為噴淋式,噴淋室與鍋爐的二次熱媒循環(huán)回路相連,噴淋水階梯式下落并穿過(guò)小孔與煙氣逆向流動(dòng)。間壁式換熱器一般采用傳熱系數(shù)大、不結(jié)垢、重量輕、體積小的純銅整體翼片內(nèi)螺紋換熱管和具有外擴(kuò)展面的09CrCuSb(ND鋼)耐硫酸低溫露點(diǎn)腐蝕用鋼鋼管冷凝換熱器。
燃用燃料對(duì)這兩種型式的冷凝器的成功與否至關(guān)重要,目前成功的例子都是燃?xì)忮仩t。德國(guó)規(guī)定改進(jìn)型燃?xì)饫淠裏崴仩t,75℃/60℃水溫時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)效率為101﹪~105﹪,40℃/30℃水溫時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)效率為106﹪~109﹪。
綜上所述,選用冷凝鍋爐時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1、選用冷凝鍋爐的用戶首先要了解,是否需要大量的低于60℃的低溫?zé)崴?
2、冷凝鍋爐的燃料宜選用天然氣;
3、冷凝鍋爐的核心部件是冷凝換熱器,間壁式冷凝換熱器宜選用導(dǎo)熱好、體積小、耐腐蝕的材料;
4、冷凝鍋爐必須將煙氣溫度降到水蒸汽露點(diǎn)以下,才能回收水蒸汽中絕大多數(shù)的潛熱。否則,只能回收煙氣中的顯熱,故,是不是冷凝鍋爐要看它的排煙溫度是否<60℃;
13.什么叫常壓鍋爐?
所謂常壓鍋爐,應(yīng)定義為鍋爐開(kāi)口與大氣相通,使鍋爐水位線處的壓力,任何時(shí)候都等于大氣壓力。