1、广西大学 2009 届本科毕业生论文中文摘要目前，节能环保成为世界性的问题，成为影响人类生活质量及后代发展的一个非常重要的课题。我国作为一个发展中的人口大国，能源消费量与日剧增。虽然经济建设取得了很大的成就，但同时也因此付出了沉重的环境和资源的代价。本文主要针对国内运行中的中小型工业锅炉效率低、耗能大、污染严重的特点，通过以中小型锅炉为研究对象，在总结归纳众多的专家学者研究成果的基础上，分析各类常见中小型锅炉的优缺点并对一些工业锅炉的常见的问题提出改造方向，以设计出效率高、低耗能的锅炉。本文将介绍一些科技含量比较高、环保节能型的锅炉，并且从国家政策、现行的管理制度和监管体制、锅炉的原料以及对提
2、高锅炉效率、锅炉节能的主要影响因素进行分析，最后针对组环式热水锅炉进行计算分析，阐述它的一些先进的技术措施及思路，并归纳总结其如何提高效率，以求能为我国工业锅炉的节能减排环保做出一点贡献。关键词：中小型锅炉 节能 环保 效率 改造广西大学 2009 届本科毕业生论文Research Status of Small and Medium-Sized Boiler and Improvement on Energy Saving for a Boiler ABSTRACTAt present, energy saving and environmental protection has becom
3、e a worldwide problem, affecting the quality of human life and next generations. As a developing country with a large population ,China becomes more and more depengd on energy ,the consumption of energy increase day by day.Thought we have made a great progress in the economic development achievement
4、s , but at the same time we also paid a heavy price for the environment and natural resources. This paper mainly research the domestic operations of small and medium-sized industrial boilers, low efficiency, energy consumption, and the characteristics of serious pollution. By research small and medi
5、um-sized boiler and summary the result of huge number of experts and scholars research on this subject,after the basis ananlys of various types of advantages and disadvantages of small and medium-sized boilers and industrial boilers ,this paper will discuss some issues about small and medium-sized b
6、oiler and give suggestions and improvement schemes on how to design a efficient and energysaving boilers.In this passage,I ll introduce some high-tech,energy saving boilers and analyse the factors of national policy, existing management system and monitoring system as well as raw material of boilers
7、.meanwhile,Ill also investigate how to make boiler more efficient and energy saving . Describing some of its advanced technology initiatives and ideas and summarized how to improve their efficiency and reduce the temperature of exhaust gas . Making some contribute to the nations plan for reduce emis
8、sions and environmental protection.Key words: Small and medium-sized boilers energy environmental protection efficiency transformation广西大学 2009 届本科毕业生论文目 录引言 1第一章 工业锅炉的发展、结构、分类及工作 21.1 锅炉的发展 21.2 锅 炉 的 分 类 41.3 锅 炉 的 结 构 51.4 锅炉的工作 6第二章 我国中小型锅炉及部分锅炉整改措施 82.1 我国现有中小型锅炉 82.2 部分锅炉的整改措施 12第三章 国家政策的影响 17
9、3.1 一些发达国家工业锅炉政策法规 173.2 我国政府的政策法规及做法 18第四章 锅炉的原料 224.1 我国工业锅炉原料的现状 224.2 动力配煤及原煤洗选 22第五章 锅炉操作人员素质及锅炉辅助设备的影响 275.1 司炉人员的素质对工业锅炉的影响及解决办法 275.2 我国工业锅炉的附属设备的现状及解决办法 28第六章 某种锅炉的节能减排 306.1 组环式热水锅炉换热机理及技术特性 306.2 组环式热水锅炉烟道内的换热 316.3 辐射换热空间及炉体体积比 356.4 小结 36第七章 总结 38参考文献 40致谢 41广西大学 2009 届本科毕业生论文1引言我国工业锅炉的
10、拥有数量多，锅炉的型式各异，但热效率普遍偏低，而且污染严重。在中小型锅炉的节能减排方面，存在很大的潜力。近几年，锅炉产品中循环流化床锅炉、新型水火管锅炉得到较快的发展和市场商用化；垃圾焚烧锅炉、生物燃料锅炉等新产品也有不同程度的发展。另外，锅壳式锅炉基本上采用了螺纹烟管技术，该技术同样应用在其他换热设备中。在锅炉设备中的其他辅机产品方面，目前有燃煤分层装置、锅炉复合相变尾部换热器、锅炉计算机控制系统等。这些产品在现有锅炉改造中有不同程度的应用，其中燃煤分层装置应用相对广一些。由于我国工业锅炉产品的设计和制造大多侧重于锅炉本体而非燃烧设备，加上燃料供应品种及其质量多变，使实际燃料与设计产生偏离，
11、导致大多数锅炉经常处于低负荷运行。另外，锅炉运行检测仪表不全、司炉工操作技术和运行管理水平不高等致使我国工业锅炉产品的实际运行效率往往要比鉴定热效率低1015个百分点，结果造成一次能源的浪费。至于燃油(气)工业锅炉目前存在的问题主要是排烟温度过高，可通过增加尾部受热面来解决。以某种热水锅炉的技改为例，讨论了一种新型组环式热水锅炉独特的烟道结构，分析其基本技术特性，突出该热水锅炉的换热面积小，换热效率高。表明通过这一技术手段可以降低锅炉的运行成本和缩小炉体的体积，最终达到节能的目的。本文通过归纳总结中小型锅炉的研究现状，对提高锅炉效率，节省能源，保护环境等方面提供努力的方向。广西大学 2009
12、届本科毕业生论文2第一章 工业锅炉的发展、结构、分类及工作 11.1锅炉的发展锅 炉 的 发 展 分 锅 和 炉 两 个 方 面 。18 世 纪 上 半 叶 ， 英 国 煤 矿 使 用 的 蒸 汽 机 ， 包 括 瓦 特 的 初 期 蒸 汽 机 在内 ， 所 用 的 蒸 汽 压 力 等 于 大 气 压 力 。 18 世 纪 后 半 叶 改 用 高 于 大 气 压 力的 蒸 汽 。 19 世 纪 ， 常 用 的 蒸 汽 压 力 提 高 到 0.8 兆 帕 左 右 。 与 此 相 适 应 ，最 早 的 蒸 汽 锅 炉 是 一 个 盛 水 的 大 直 径 圆 筒 形 立 式 锅 壳 ， 后 来 改
13、用 卧 式 锅壳 ， 在 锅 壳 下 方 砖 砌 炉 体 中 烧 火 。 随 着 锅 炉 越 做 越 大 ， 为 了 增 加 受 热 面积 ， 在 锅 壳 中 加 装 火 筒 ， 在 火 筒 前 端 烧 火 ， 烟 气 从 火 筒 后 面 出 来 ， 通 过砖 砌 的 烟 道 排 向 烟 囱 并 对 锅 壳 的 外 部 加 热 ， 称 为 火 筒 锅 炉 。 开 始 只 装 一只 火 筒 ， 称 为 单 火 筒 锅 炉 或 康 尼 许 锅 炉 ， 后 来 加 到 两 个 火 筒 ， 称 为 双 火筒 锅 炉 或 兰 开 夏 锅 炉 。1830 年 左 右 ， 在 掌 握 了 优 质 钢 管 的
14、 生 产 和 胀 管 技 术 之 后 出 现 了 火 管锅 炉 。 一 些 火 管 装 在 锅 壳 中 ， 构 成 锅 炉 的 主 要 受 热 面 ， 火 (烟 气 )在 管 内流 过 。 在 锅 壳 的 存 水 线 以 下 装 上 尽 量 多 的 火 管 ， 称 为 卧 式 外 燃 回 火 管 锅炉 。 它 的 金 属 耗 量 较 低 ， 但 需 要 很 大 的 砌 体 。 19 世 纪 中 叶 ， 出 现 了 水管 锅 炉 。 锅 炉 受 热 面 是 锅 壳 外 的 水 管 ， 取 代 了 锅 壳 本 身 和 锅 壳 内 的 火 筒 、火 管 。 锅 炉 的 受 热 面 积 和 蒸 汽 压
15、 力 的 增 加 不 再 受 到 锅 壳 直 径 的 限 制 ， 有利 于 提 高 锅 炉 蒸 发 量 和 蒸 汽 压 力 。 这 种 锅 炉 中 的 圆 筒 形 锅 壳 遂 改 名 为 锅筒 ， 或 称 为 汽 包 。 初 期 的 水 管 锅 炉 只 用 直 水 管 ， 直 水 管 锅 炉 的 压 力 和 容量 都 受 到 限 制 。二 十 世 纪 初 期 ， 汽 轮 机 开 始 发 展 ， 它 要 求 配 以 容 量 和 蒸 汽 参 数 较 高的 锅 炉 。 直 水 管 锅 炉 已 不 能 满 足 要 求 。 随 着 制 造 工 艺 和 水 处 理 技 术 的 发展 ， 出 现 了 弯 水
16、 管 式 锅 炉 。 开 始 是 采 用 多 锅 筒 式 。 随 着 水 冷 壁 、 过 热 器和 省 煤 器 的 应 用 ， 以 及 锅 筒 内 部 汽 、 水 分 离 元 件 的 改 进 ， 锅 筒 数 目 逐 渐减 少 ， 既 节 约 了 金 属 ， 又 有 利 于 提 高 锅 炉 的 压 力 、 温 度 、 容 量 和 效 率 。以 前 的 火 筒 锅 炉 、 火 管 锅 炉 和 水 管 锅 炉 都 属 于 自 然 循 环 锅 炉 ， 水 汽在 上 升 、 下 降 管 路 中 因 受 热 情 况 不 同 ， 造 成 密 度 差 而 产 生 自 然 流 动 。 在发 展 自 然 循 环
17、锅 炉 的 同 时 ， 从 30 年 代 开 始 应 用 直 流 锅 炉 ， 40 年 代 开 始应 用 辅 助 循 环 锅 炉 。 辅 助 循 环 锅 炉 又 称 强 制 循 环 锅 炉 ， 它 是 在 自 然 循 环广西大学 2009 届本科毕业生论文3锅 炉 的 基 础 上 发 展 起 来 的 。 在 下 降 管 系 统 内 加 装 循 环 泵 ， 以 加 强 蒸 发 受热 面 的 水 循 环 。 直 流 锅 炉 中 没 有 锅 筒 ， 给 水 由 给 水 泵 送 入 省 煤 器 ， 经 水冷 壁 和 过 热 器 等 蒸 发 受 热 面 ， 变 成 过 热 蒸 汽 送 往 汽 轮 机 ，
18、 各 部 分 流 动 阻力 全 由 给 水 泵 来 克 服 。第 二 次 世 界 大 战 以 后 ， 这 两 种 型 式 的 锅 炉 得 到 较 快 发 展 ， 因 为 当 时发 电 机 组 要 求 高 温 高 压 和 大 容 量 。 发 展 这 两 种 锅 炉 的 目 的 是 缩 小 或 不 用锅 筒 ， 可 以 采 用 小 直 径 管 子 作 受 热 面 ， 可 以 比 较 自 由 地 布 置 受 热 面 。 随着 自 动 控 制 和 水 处 理 技 术 的 进 步 ， 它 们 渐 趋 成 熟 。 在 超 临 界 压 力 时 ， 直流 锅 炉 是 唯 一 可 以 采 用 的 一 种 锅 炉
19、 ， 70 年 代 最 大 的 单 台 容 量 是 27 兆 帕压 力 配 1300 兆 瓦 发 电 机 组 。 后 来 又 发 展 了 由 辅 助 循 环 锅 炉 和 直 流 锅 炉 复合 而 成 的 复 合 循 环 锅 炉 。在 锅 炉 的 发 展 过 程 中 ， 燃 料 种 类 对 炉 膛 和 燃 烧 设 备 有 很 大 的 影 响 。因 此 ， 不 但 要 求 发 展 各 种 炉 型 来 适 应 不 同 燃 料 的 燃 烧 特 点 ， 而 且 还 要 提高 燃 烧 效 率 以 节 约 能 源 。 此 外 ， 炉 膛 和 燃 烧 设 备 的 技 术 改 进 还 要 求 尽 量减 少 锅
20、炉 排 烟 中 的 污 染 物 (硫 氧 化 物 和 氮 氧 化 物 )。 早 年 的 锅 壳 锅 炉 采 用固 定 炉 排 ， 多 燃 用 优 质 煤 和 木 柴 ， 加 煤 和 除 渣 均 用 手 工 操 作 。 直 水 管 锅炉 出 现 后 开 始 采 用 机 械 化 炉 排 ， 其 中 链 条 炉 排 得 到 了 广 泛 的 应 用 。 炉 排下 送 风 从 不 分 段 的 “统 仓 风 ”发 展 成 分 段 送 风 。早 期 炉 膛 低 矮 ， 燃 烧 效 率 低 。 后 来 人 们 认 识 到 炉 膛 容 积 和 结 构 在 燃烧 中 的 作 用 ， 将 炉 膛 造 高 ， 并 采
21、 用 炉 拱 和 二 次 风 ， 从 而 提 高 了 燃 烧 效 率 。发 电 机 组 功 率 超 过 6 兆 瓦 时 ， 以 上 这 些 层 燃 炉 的 炉 排 尺 寸 太 大 ， 结构 复 杂 ， 不 易 布 置 ， 所 以 20 年 代 开 始 使 用 室 燃 炉 ， 室 燃 炉 燃 烧 煤 粉 和油 。 煤 由 磨 煤 机 磨 成 煤 粉 后 用 燃 烧 器 喷 入 炉 膛 燃 烧 ， 发 电 机 组 的 容 量 遂不 再 受 燃 烧 设 备 的 限 制 。 自 第 二 次 世 界 大 战 初 起 ， 电 站 锅 炉 几 乎 全 部 采用 室 燃 炉 。早 年 制 造 的 煤 粉 炉
22、采 用 了 形 火 焰 。 燃 烧 器 喷 出 的 煤 粉 气 流 在 炉 膛中 先 下 降 ， 再 转 弯 上 升 。 后 来 又 出 现 了 前 墙 布 置 的 旋 流 式 燃 烧 器 ， 火 焰在 炉 膛 中 形 成 形 火 炬 。 随 着 锅 炉 容 量 增 大 ， 旋 流 式 燃 烧 器 的 数 目 也 开始 增 加 ， 可 以 布 置 在 两 侧 墙 ， 也 可 以 布 置 在 前 后 墙 。 1930 年 左 右 出 现了 布 置 在 炉 膛 四 角 且 大 多 成 切 圆 燃 烧 方 式 的 直 流 燃 烧 器 。广西大学 2009 届本科毕业生论文4第 二 次 世 界 大 战
23、 后 ， 石 油 价 廉 ， 许 多 国 家 开 始 广 泛 采 用 燃 油 锅 炉 。燃 油 锅 炉 的 自 动 化 程 度 容 易 提 高 。 70 年 代 石 油 提 价 后 ， 许 多 国 家 又 重 新转 向 利 用 煤 炭 资 源 。 这 时 电 站 锅 炉 的 容 量 也 越 来 越 大 ， 要 求 燃 烧 设 备 不仅 能 燃 烧 完 全 ， 着 火 稳 定 ， 运 行 可 靠 ， 低 负 荷 性 能 好 ， 还 必 须 减 少 排 烟中 的 污 染 物 质 。 在 燃 煤 (特 别 是 燃 褐 煤 )的 电 站 锅 炉 中 采 用 分 级 燃 烧 或 低温 燃 烧 技 术 ，
24、 即 延 迟 煤 粉 与 空 气 的 混 合 或 在 空 气 中 掺 烟 气 以 减 慢 燃 烧 ，或 把 燃 烧 器 分 散 开 来 抑 制 炉 温 ， 不 但 可 抑 制 氮 氧 化 物 生 成 ， 还 能 减 少 结渣 。 沸 腾 燃 烧 方 式 属 于 一 种 低 温 燃 烧 ， 除 可 燃 用 灰 分 十 分 高 的 固 体 燃 料外 ， 还 可 在 沸 腾 床 中 掺 入 石 灰 石 用 以 脱 硫 。1.2 锅 炉 的 分 类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、
25、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）按制造级别分类：A 级、B
26、级、C 级、D 级、E 级（按制造锅炉的压力分） 。（13）按出口蒸汽压力分为：低压锅炉（P2.5MPa） 、中压锅炉（22.5P4.0MPa ） 、高压锅炉（4.0P=10MPa ） 、超高压锅炉广西大学 2009 届本科毕业生论文5（10P=13.7MPa） 、亚临界锅炉（13.7P=16.7MPa） 、超临界锅炉（P=22MPa） 。1.3 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。炉膛又称燃烧室，是供燃料燃烧的空间
27、。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
28、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，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，还用百页窗、钢丝网或均汽板等进行进一
29、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。直接从有效利广西大学 2009 届本科毕业生论文6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。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
30、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。烟气除尘所使用的作用力有重力、离心力、惯性力附着力以及声波、静电等。对粗颗粒一般采用重力沉降和惯性力的分离，在较高容量下常采用离心力分离除尘静电除尘器和布袋过滤器具有较高的除尘效率。湿式和文氏水膜除尘器中水滴水膜能粘附飞灰，除尘效率很高还能吸收气态污染物。1.4 锅炉的工作锅 炉 参 数 是 表 示 锅 炉 性 能
31、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
32、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 。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
33、； 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 锅广西大学 2009 届本科毕业生论文7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
34、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 540 左 右 ） ， 然 后 送 往 汽 轮
35、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
36、 置 ，除 去 其 中 的 飞 灰 ， 最 后 由 引 风 机 送 往 烟 囱 排 向 大 气 。其 工 作 原 理 图 如 图 1-1 所 示 ：广西大学 2009 届本科毕业生论文8图 1-1 某 锅 炉 工 作 原 理 概 图第二章 我国中小型锅炉及部分锅炉整改措施2.1 我国现有中小型锅炉2.1.1 链条炉链条炉是 机 械 化 程 度 较 高 的 一 种 层 燃 炉 。 因 其 炉 排 类 似 于 链 条 式 履带 而 得 名 。 是 工 业 锅 炉 中 使 用 较 广 泛 的 一 种 炉 型 ， 在 10-65t/h中 等 容 量 ，甚 至 1-2t/h的 小 容 量 锅 炉 中 都
37、 有 采 用 。 链 条 炉 是 一 种 前 饲 式 炉 子 ， 煤 的 燃烧 过 程 是 在 移 动 中 完 成 的 ， 它 的 燃 烧 工 况 稳 定 ， 热 效 率 较 高 ， 运 行 操 作方 便 ， 劳 动 强 度 低 ， 烟 尘 排 放 浓 度 较 低 。 它 属 于 单 面 着 火 方 式 ， 运 行 时燃 料 无 自 身 扰 动 ， 沿 炉 排 长 度 方 向 燃 料 层 有 明 显 的 分 区 。 为 使 燃 料 中 的可 燃 物 和 飞 灰 可 燃 物 燃 尽 ， 可 以 采 用 “二 次 风 ”。 由 于 着 火 条 件 不 好 ，拨 火 又 必 须 人 工 操 作 ，
38、因 此 它 不 适 于 烧 水 分 很 大 、 灰 分 又 多 、 结 焦 性 强广西大学 2009 届本科毕业生论文9的 煤 。 它 的 另 一 个 缺 点 是 金 属 耗 量 大 2。链 条 炉 如 图 2-1所 示 ：图 2-1 链条炉结构简图1煤斗；2煤闸门；3炉排（包括主动轮和从动轮） ；4分段送风仓；5防焦箱；6看火孔；7老鹰铁；8渣井；9灰斗；10人孔；11下导轨2.1.2 粉煤锅炉粉煤锅炉的煤经过研磨得到的煤粉，颗粒很小，单位质量的煤粉具有很大的表面积，能与空气很好地混合，燃烧得很完全。机械不完全燃烧损失、化学不完全燃烧损失和炉膛出口过量空气系数均比链条炉低，因此，煤粉炉的热效
39、率比链条炉高。煤粉炉是室燃炉，采用悬浮燃烧，因此负荷调整比链条炉迅速。 由于煤粉炉有完善的制粉系统，可以燃用劣质煤，而链条炉不但对煤的粒径有一定要求，而且要求燃用水分、灰分含量低，灰分熔点高，不具有强烈结焦性的优质煤。但煤粉炉需要庞大复杂的制粉设备，占地较大，投资较多，厂用电量增加，而且制粉系统工作时噪声较大，制粉和燃烧系统以及锅炉的对流受热面磨损比较严重，维护工作量较大。这些都是煤粉炉的缺点。煤粉炉的这些优缺点，决定了只有大、中型锅炉广西大学 2009 届本科毕业生论文10采用煤粉炉才能利大于弊。所以煤粉炉只适宜大、中型锅炉，而小型锅炉很少采用 3。2.1.3 循环流化床锅炉循环流化床锅炉是
40、 在 鼓 泡 床 锅 炉 （ 沸 腾 炉 ） 的 基 础 上 发 展 起 来 的 ，锅炉采用床下点火（油或煤气） ，分级燃烧，一次风率占 5060%飞灰循环为低倍率，中温分离灰渣排放采用干式，分别由水冷螺旋出渣机、灰冷却器及除尘器灰斗排出。炉膛是保证燃料充分燃烧的关键，采用湍流床，使得流化速度在 3.54.5m/s,并设计适当的炉膛截面，在炉膛膜式壁管上铺设薄内衬（高铝质砖） ，即使锅炉燃烧用不同燃料时，燃烧效率也可保持在9899%以上 4。循环流化床锅炉缺点：循环流化床锅炉所用燃料比煤粉炉所用煤粉要粗得多。燃料越粗，越不易燃尽，因而机械不完全损失较大循环流化床锅炉的炉膛温度较煤粉炉要低得多。
41、若炉温低于 800900时则 CO(一氧化碳) 不易着火燃烧或燃烧不完全，从而增加了化学不完全燃烧热损失循环流化床锅炉在运行中应保证料层厚度在一定范围内，以确保良好的沸腾工况；因而要进行放料这样大量的热量被放掉，使得灰渣物理热损失很大。循环流化床锅炉的不足之处还表现在：为克服布风板和料层阻力而采用高压风机，因而风机电耗量大；锅炉容量增大，沸腾床面积也随之增大。因而床内燃料和空气不易分布均匀，影响沸腾质量 5。2.1.4 燃油锅炉燃油锅炉第一个优点是设备投资少。燃油燃烧迅速，而且不存在炉膛结焦问题，炉膛容积热负荷较高，可比燃煤锅炉高近一倍。这样炉膛的容积显著减少，锅炉钢架亦可相应减小。燃油中的灰
42、分很少，烟气中灰分对尾部受热面的磨损很轻，可以选用较高的烟气流速，强化尾部受热面的传热，可使尾部受热面减少。不需要庞大的制粉设备，也不需要建立庞大的储煤场、储灰场和储粉仓，燃料油系统很简单。第二个优点是由于油中灰分很少，燃料和烟气对设备的磨损很轻，设备的检修和维护工作量较小。第三个优点是燃料油不需要进一步加工，输送方便只要提高温度，通过泵升压即可送入锅炉。因此，燃油炉的每吨蒸汽所消耗的电能较少 6。燃油锅炉的缺点是要消耗大量宝贵的高质量燃料。燃油是重要的化工原广西大学 2009 届本科毕业生论文11料，作为燃料大量烧掉实在可惜。在当前能源短缺、燃料油价很高的情况下，不烧油或少烧油有着重要的经济
43、意义。2.1.5 新型水火管锅炉新型水火管锅炉主要采用拱形管板；锅筒底部内侧加设改良的吸污口、外侧加装了上升管；采用了单回程螺纹烟管，锅筒两侧加设了对流管束。新型水火管的主要效益：由于大为减少锅炉直径、减少了烟管数量，所以尽管增加了对流管排，依然使钢耗明显降低；拱形管板的弹性改善，单回程烟管较之原左右返烟管对后管板的左右热疲劳大为减轻；由于锅筒底部的内外完善措施，使锅筒下部鼓包问题大为缓解；烟管与新增加的对流管排配合而形成的单回程烟气流程，减少了烟流阻力、略加大了炉膛负压，减少了积灰、原 KZL 锅炉普遍存在的正压现象消除；高效传热的螺纹烟管、横向冲刷的对流管束，使锅炉出力有明显提高 7。现运
44、行的 DZ 水火管锅炉存在两个突出问题：一是排烟温度偏高，二是灰渣含碳量偏大。其危害是明显的：直接降低了锅炉效率，同时也污染了环境 7。较小容量的 SHL 型工业锅炉多采用如图 SHL20-13-A 型锅炉（图 2-2）所示：广西大学 2009 届本科毕业生论文12图 2-2 SHL20-13-A 型锅炉结构示意图1上锅筒；2下锅炉筒；3链条炉排；4水冷壁；5对流受热管束；6前拱；7后拱；8空气预热器； 9省煤器广西大学 2009 届本科毕业生论文132.1.6 垃圾焚烧锅炉垃圾焚烧锅炉是随着城市经济建设的持续发展和市民生活水平的不断提高，城市生活垃圾源不断大量产生，生活垃圾已成为一个污染环境
45、、影响人们生活和经济发展的社会问题，由此而产生。垃圾焚烧锅炉的优点工艺简单、运行可靠，余热锅炉、蒸汽动力循环、热电联产等集成技术成熟可靠；处理垃圾速度快，处理量大；垃圾焚烧后减容量大，减容率为 7090，灰渣可制砖或铺路，还能从中回收少量的金属，可有效遏制垃圾堆存量的迅速增长； 在高温焚烧过程中，垃圾携带的大量病原体被灭除，具有改善城市卫生环境的积极意义； 实现垃圾中化学能向高品位电能转换变废为宝，具有可观的经济效益 8。2.1.7 燃生物燃料链条炉燃生物燃料链条炉用于燃生物燃料如木屑、糠醛渣、稻壳、甘蔗渣等，其产生之前已有多年的历史其燃烧技术已相当完备，尤其是近几年随着燃烧技术的进一步完善，
46、其技术水平已日臻完善。其燃料稻壳比重小，体积是煤的数倍，因此它的燃烧需要更大的炉排面积，和较小的通风截面，才能保证稻壳的充分燃尽且不致飞出炉膛，所以该炉的设计中采用了横梁式炉排，炉排有效面积 38，其截面流率仅为 6%，这样既保证了合适的通风，又保证了通风的均匀性，同时为生产锅炉燃烧副产品提供了更为合理的炉排。加上宽大的炉膛设计，又使这种比重轻的燃料不易飞出炉膛，从而达到充分燃烧 9。2.2 部分锅炉的整改措施 10链条炉在我国锅炉里占的比例非常大，所以链条炉的整改非常重要，它的燃烧调整是锅炉节能的关键环节, 应该抓好下列工作: （1)煤层厚度的调节。链条炉煤层厚度为 80140 mm, 可按
47、煤的灰分、水分、颗粒度、灰熔点等特性进行调整, 以炉排上煤层平整、通风良好、不起堆、不冒火口, 着火均匀为原则。可以采用分层给煤装置进行调整，分层给煤装置主要由煤量调节板、给煤滚筒、筛分装置和滚筒链条传动装置等组成。煤仓下来的煤用调节板控制给煤量，经过转动滚筒疏松，转动滚筒的动力来自炉排主动轴。煤落到筛分装置上，筛子与炉排安装成一定的夹角，筛条缝上小下宽，使粒度不广西大学 2009 届本科毕业生论文14同的煤经过筛子落向炉排时，造成时间差和位置差， 再加上颗粒煤滑落方向与炉排转动方向成反方向，煤在炉排上形成了从下至上的大颗粒、中小颗粒、粉层次分明的疏松煤层，疏松煤层对组织燃烧起着关键的作用。它
48、使煤与空气充分接触，均匀燃烧，为燃烧室内形成多种粒度燃烧提供了保证。（2)炉排速度的调整。主要根据锅炉负荷调整。正常, 炉排后部能燃尽, 形成灰渣为标准；防止增加负荷时不看炉排后部是否燃尽, 一味增加炉排速度的错误做法。（3)风量调节。一要合理调节各风室风板开度,一般炉排前面的风室小开或不开, 中部风室开得较大 , 最后面的风室根据燃烧情况小开或不开。二要根据锅炉热负荷和炉排速度调节锅炉鼓风总量, 使炉膛过量空气系数保持在 1.2 左右, 以降低排烟热损失。（4)锅炉应按额定负荷运行。一般燃煤锅炉的经济负荷为其额定负荷的 70%80%。超负荷或低负荷都会降低锅炉热效率, 因此, 应避免长期低负荷或超负荷运行。如果部分地区或厂家经济实力雄厚还可以选择淘汰落后低效的层燃炉型, 引进和开发高效的先进炉型。传统锅炉应强
