1、工业锅炉的种类和结构简介 上海交通大学 王清成 博士 1 工业锅炉发展背景 随着生产的发展，工业锅炉由简 单到复杂、由低参数到高参数、由单 一的品种发展到系列化产品，已经有 200多年历史了。 2 工业锅炉的种类 n按照锅炉本体结构分类，分为火管锅炉 （包括烟管锅炉）、水管锅炉、快装锅 炉、热水锅炉、废热锅炉等。 3 火管锅炉 n结构简单、设备不太复杂、运行技术水 平要求较低、给水不必进行严格水处理 等优点； n由于结构上的限制，蒸汽参数较低，加 上热效率低，消耗钢材量大，因此均在 小容量采用，不能满足日益增长的工业 用汽的需要。 4 水管锅炉 5 快装锅炉 n所谓快装锅炉也称整装锅炉。锅炉在
2、制造厂全部装好 ，整机运往运行部门，保证锅炉的制造安装质量。 n最大容量：燃煤锅炉以46吨为限。 6 热水锅炉 n热水锅炉是供给热水（相应于锅炉出口 压力的不饱和水）的锅炉。 n整台锅炉相当于蒸汽锅炉的非沸腾式省 煤器一样，所不同的是热水锅炉有一半 左右采用辐射式省煤器，而蒸汽锅炉大 都采用对流式省煤器。 7 余热锅炉（废热锅炉） n充分利用废气、废渣等的余热设备称余 热锅炉。 n余热锅炉结构上的显著特点是没有燃烧 室和燃烧装置，整台锅炉只有高温和低 温对流受热面。可利用的余热来自烟气 、炉渣及高温产品、可燃废气、化学反 应、废水等。 8 工业锅炉分类 n按照燃烧设备，工业锅炉可分为：手烧 炉
3、、链条炉排、振动炉排、往复式推动 炉排、配有抛煤机的燃烧方式、沸腾炉 、煤粉炉。 9 手烧炉 n手烧炉是工业锅炉最简单的燃烧设备。 它的加煤、拨火、除渣等操作都由人力 完成。 n在手烧炉的燃烧过程中，新燃料由炉门 投入，落在已经燃烧得很旺的燃料层上 。 n一般不采用送风机和引风机，而采用自 然通风。依靠烟囱的自然抽风，在炉膛 内造成负压以吸入燃烧所需的空气。 10 手烧炉炉排上燃料层分布和气体分布 11 链条炉排 n链条炉的燃烧过程及特点。煤在链条炉燃烧时，炉排如同皮带运 输机一样，自前向后缓慢移动；燃料从燃料斗下来落在炉排上， 随炉排一起前进；空气从炉排下方送入炉内。当燃料经过燃料闸 门时，
4、被刮成一定的厚度，随后便进入炉膛。燃料在炉膛内受辐 射加热后，就进入燃烧阶段，开始是烘干并放出挥发分，继之着 火燃烧和燃尽，灰渣则随炉排移动而被排出，以上各阶段是沿炉 排长度相继进行的，又同时发生，炉子的燃烧过程不随时间而变 。 1Area of coals 2Area of release and combustion of volatiles 3aArea of oxidation of char 3bArea of deoxidation of char 4Area of slag burnt out 12 n落在炉排上的新燃料，从上面吸收炉膛火陷、高温烟气、高温炉墙的辐射热着火 。从燃
5、料层下面来的预热空气，一般预热温度为200左右，最多不超过400。 预热空气对新燃料虽有加热作用，但不足以使之着火，链条炉中燃料的着火是由 燃料层最上面开始，然后逐渐向下传播。由于链条炉的燃料层是随着炉排一起由 炉前向炉后移动的，且着火是自上而下的，所以燃料的着火线O1K不是与炉排面 平行的水平线，而是与水平方向成倾斜角。 K O1 Velocity of Grate Movement Ignition Angle 13 链条炉排上燃烧区分布和气体成分 14 振动炉排 n振动炉排是利用振动使煤在炉排上逐渐 向后移动的； n煤在炉排上逐渐向后移动，进行着预热 、着火、燃烧、燃尽等过程；分段送风
6、； n煤在炉排上是跳跃前进的，炉排本身并 不移动，炉排经常与红火接触，材质要 求高。 15 往复式推动炉排 n炉排由间隔布置的固定和可动炉排片组成； n煤在炉排上逐渐向后移动，进行着预热、着火 、燃烧、燃尽等过程；分段送风； n燃料在往复炉排上的着火比链条炉好，这是因 为往复炉排在推动时，能把未燃的燃料推到已 燃燃料的上面，从而实现部分燃料的无限制着 火； n往复炉排最大的缺点是炉排的冷却较差。 16 配有抛煤机的燃烧方式 n配置抛煤机 n在抛煤机炉子中对于 细煤的悬浮燃烧必须 给以足够的重视。 n锅炉炉膛无前后拱， 极少能产生气体紊流 混合搅动。 17 沸腾炉 n沸腾燃烧锅炉，是把煤破碎到一
7、定大小 的颗粒，空气通过布风板，把厚度约为 500mm的料层吹起，在炉膛的一定高度 内， 上下翻腾，破碎好的煤粒子送到上 下翻腾的高温沸腾层中燃烧。层内温度 一般为8501050 。新送入的燃煤进入 数量比本身大几十倍的沸腾层种，很快 被加热到着火温度而着火燃烧。 18 沸腾炉 19 煤粉炉 n把煤预先磨成煤粉，用空气把煤粉送入 炉内，在悬浮状态下着火燃烧； n采用煤粉炉，需要一套复杂的制粉系统 和设备，电耗较大，限制了在工业锅炉 中的应用；加上粉尘污染严重，不能低 负荷运行等缺点，在太小的工业锅炉中 采用煤粉炉是不合适的。 20 工业锅炉机械化燃烧方式比较 21 n链条炉排： n优点： 锅炉
8、效率可达70%80%； 运行稳定，容易掌握； 运行得好时，基本不冒黑烟，对消烟除尘设备要求不高。 这种机械化燃烧方式适合于我国产烟煤的大部分地区。 n缺点： 不适用于单烧无烟煤，也不适于结焦性强的煤和发热量较低的劣 质煤。 炉排制造复杂，检修较困难(特别是链带式炉排) 比起其他机械化层燃方式炉排的金属耗量大。 22 n振动炉排 n优点： 锅炉效率可达60%78%； 结构简单； 耗电量少； 调节负荷性能比链条炉好； 适用于4t/h以下的锅炉，对较大容量有待试验。 n缺点： 飞灰较链条炉大，飞灰含碳量高； 炉排漏煤较严重； 运行中炉排振动时，容易冒黑烟； 炉排的振动对锅炉本体、厂房都有影响； 燃用
9、无烟煤或者劣质煤时，出力和效率都降低。 23 n倾斜往复（往复式推动）炉排： n优点： 烧一般烟煤效率可达70%80%； 结构简单，易于制造； 耗电量少； 炉排和拱配合得好时，不冒黑烟； 目前适于4t/h以下，最适用于4t/h以下的采暖锅炉。 n缺点： 不易于烧挥发分低的贫煤和无烟煤，也不适于强结焦 性的煤； 燃烧旺盛地区，路排容易烧坏； 适应负荷变化的能力较差，反应慢。 24 n抛煤机燃烧方式： n优点： 对燃料的品种和负荷的变化适应性强； 运行费用低。 n缺点： 飞灰大； 低负荷运行时效率低； 对煤的粒度变化敏感，易产生火层不匀 ； 不适于水分大的煤。 25 n沸腾燃烧： n优点： 煤种适应性广，可掺烧煤矸石； 锅炉效率可达60%75%； 调负荷范围较大； 耗钢量较少，可缩小锅炉体积； 这种燃烧方式最适用于燃烧劣质煤。 n缺点： 飞灰量大，飞灰可燃物含量高； 沸腾段管子磨损严重； 灰渣热损失大； 耗电量大。 26 n小型煤粉炉： n优点： 效率可达75%80%； 可燃用较次的烟煤。 n缺点： 低负荷运行时燃烧不稳定，不适于间歇生产的情况； 不宜烧无烟煤（挥发分小于10%）； 耗电量大； 飞灰量大； 钢耗量大； 运行操作水平要求高。 27 谢 谢 ！ 28
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