鍋爐由本體設備、輔助設備和附件等購成。鍋爐本體設備由“鍋”和“爐”兩部分組成。
“鍋”：指鍋爐的汽水系統(tǒng)，用于盛放工質，并接受燃料燃燒放出的熱量，使工質由水逐漸被加熱至合乎要求的過熱蒸汽。
主要由汽包（鍋筒）、下降管、聯(lián)箱、水冷壁、省煤器、過熱器、再熱器和連接管道等組成。
主要由受熱面組成。
鍋內設備：
汽包：存放工質和產生合格要求的飽和蒸汽。
水冷壁：位于爐膛的四壁，吸收輻射熱，使水受熱蒸發(fā)，保護爐墻。
過熱器：加熱飽和蒸汽至過熱蒸汽，供給高壓缸。
再熱器：重新加熱已經(jīng)部分作功、壓力和溫度都已降低的蒸汽，供給汽輪機的中低壓缸作功。
省煤器：提高鍋爐效率，降低鍋爐的排煙溫度，節(jié)約燃料。
“爐”：即燃燒系統(tǒng)，其任務是使燃料在其內部快速、穩(wěn)定、完全地燃燒，放出熱量，產生高溫火焰和煙氣。
燃燒系統(tǒng)主要由爐膛、燃燒器、空氣預熱器和煙道等組成。
爐內設備：
爐膛：由水冷壁和爐墻圍成，燃料在爐膛進行合理的燃燒。
燃燒器：安裝在爐墻上面，其作用是將燃料和空氣以一定的速度送入爐膛內部，使燃料能夠適時地著火，并迅速完全地燃燒。
空氣預熱器：安裝在鍋爐的最末端，進一步降低排煙溫度，提高鍋爐效率。
鍋爐的輔助設備：
給水設備：包括給水泵、管道閥門等。
通風設備：送風機、引風機、煙風道、煙囪等。
制粉設備：原煤倉、給煤機、磨煤機、粗粉分離器、細粉分離器和排粉風機。
除塵設備：分離除去煙氣中的飛灰顆粒，減輕飛灰對環(huán)境的污染和對引風機的磨損。
除灰設備：除去鍋爐底部的大渣和除塵器分離下來的細灰。
電站鍋爐受熱面：
鍋爐受熱面包括爐膛水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器、空氣預熱器等受熱面。
受熱面中完成給水經(jīng)過預熱、蒸發(fā)、過熱、再熱加熱過程：
①預熱：省煤器 ②蒸發(fā)：水冷壁
③過熱：過熱器 ④再熱：再熱器
（1）水冷壁：
鍋爐爐墻四周，輻射換熱蒸發(fā)受熱面。 水冷壁的作用：
①強化傳熱，節(jié)省金屬消耗量；
②形成爐墻，起保護爐墻作用；
③能有效地防止爐壁結渣。
受熱面聯(lián)箱：為分配流體的裝置。
（2）過熱器受熱面和再熱器受熱面
過熱受熱面有過熱器和再熱器 。
①過熱器和再熱器的作用：將飽和蒸汽或低溫蒸汽加熱成為達到合格溫度的過熱蒸汽。
②按傳熱方式分類：對流過熱器；半輻射式過熱器（即屏式過熱器）；輻射式過熱器。
對流過熱器：
屏式過熱器：
③包墻管過熱器：
在水平煙道和尾部豎井煙道內壁像布置水冷壁那樣布置過熱器，稱為包墻管過熱器或包覆壁過熱器。它主要用于懸吊爐墻，傳熱效果差，不能作為主要受熱面。
輻射過熱器結構：與水冷壁相同；輻射過熱器為低溫受熱面，較低溫度蒸汽流過，改善管子工作條件。
（3）省煤器：
省煤器主要作用：降低排煙溫度，提高鍋爐效率，節(jié)省燃料； 由于給水先在省煤器內加熱，代替部分造價較高的蒸發(fā)受熱面；
減少了給水與汽包壁之間的溫差，使汽包熱應力降低。
省煤器分類：
鋼管式：大型電站鍋爐；
鑄鐵式(壓力＜4 MPa)：鑄鐵式用在小容量鍋爐。
鑄鐵式：體積、重量大，價格貴，法蘭多，易泄露；
鋼管式省煤器材質：鍋爐無縫鋼管。
優(yōu)點：體積小，重量輕，價格低廉。
（4）空氣預熱器
空氣預熱器是利用煙氣的熱量來加熱燃燒所需空氣的熱交換設備。
作用：在煙氣溫度最低的區(qū)域回收了煙氣的熱量；提高了鍋爐效率；同時預熱空氣強化了著火燃燒過程。
分類：按照換熱方式，空氣預熱器分為傳熱式和蓄熱式。
裝傳熱元件的轉子不旋轉而成靜子，旋轉的是空氣的風罩，或稱上下風罩。
鍋爐汽水系統(tǒng)及其設備：
汽水系統(tǒng)是指給水和蒸汽流經(jīng)的設備及其管道所組成的系統(tǒng)。
汽水系統(tǒng)及其設備的連接情況如下圖所示：
組成：由除氧器水箱經(jīng)給水泵、高壓加熱器到省煤器的全部給水管道、閥門、附件等組成。
作用是向鍋爐提供連續(xù)不斷的給水。
按其壓力不同可分為低壓和高壓給水系統(tǒng)
低壓給水系統(tǒng)：由除氧器到給水泵進口側之間的管道、閥門及附件組成的系統(tǒng)稱低壓給水。
高壓給水系統(tǒng)：由給水泵出口經(jīng)高壓加熱器至鍋爐省煤器的管道、閥門及附件組成的系統(tǒng)稱為高壓給水系統(tǒng)。
水循環(huán)系統(tǒng)部件：
(1）汽包：
汽包特點：
汽包是鍋爐的加熱、蒸發(fā)、過熱三個過程的連接樞紐。汽包中存有一定的汽、水，因而它有一定的蓄熱能力。
在負荷變化時起蓄熱器和蓄水器的作用，可以減緩汽壓變化的速度。
汽包中設有蒸汽凈化裝置，它可保證蒸汽品質。
汽包上還裝有壓力表、水位計和安全閥等，從而保證鍋爐的安全工作。
（2）下降管：
（3）聯(lián)箱：
3.鍋內裝置及其蒸汽凈化
（1）基本概念：
蒸汽污染：蒸汽中含有雜質的現(xiàn)象稱為蒸汽污染。
排污：從鍋爐中放出部分鍋水并補充部分新鮮給水的方法叫排污。
（2）解決方法：在汽包內安裝汽水分離設備，可提高蒸汽品質。
汽包內部裝置：
鍋爐的主要輔助設備及系統(tǒng)：
鍋爐的輔助設備較多，顯然有些設備不直接屬于電廠鍋爐車間管理，但都是鍋爐的輔助設備。它們有：
煤粉制備系統(tǒng)；鍋爐通風系統(tǒng)；煙塵處理系統(tǒng)；
鍋爐水處理系統(tǒng)；燃料運輸系統(tǒng)；除灰系統(tǒng)；給水系統(tǒng)和供水系統(tǒng)等。
1.煤粉制備系統(tǒng)：
煤粉的性質：
良好的流動性：可以很方便地用管道進行輸送。
易發(fā)生自燃：煤粉與空氣的接觸表面積很大，如果長期積存，很容易發(fā)生自然而引起氣粉混合物爆炸。運行中要防止管道積粉。
煤粉細度：煤粉越細，燃燒越易完全，但制粉系統(tǒng)所消耗的廠用電就要增多。
磨煤機：制粉系統(tǒng)主要設備，其作用是將具有一定尺寸的煤塊干燥、破碎并磨制成煤粉。
磨煤機分類（轉速）：
低速磨：15~25 r/min，如：筒式鋼球磨。
中速磨：50~300 r/min，如：中速平盤磨、中速球式磨或E型磨、中速碗式磨、MPS磨等。
高速磨：500~1500/min ,如：風扇磨、錘擊磨。
制粉系統(tǒng)：
制粉系統(tǒng)有直吹式和中間儲倉式兩類。
直吹式制粉系統(tǒng)是將磨煤機磨制的煤粉直接送入爐膛燃燒，因此要求磨煤量必須與鍋爐燃煤量一致，配用中速磨煤機或風扇式磨煤機
中間儲倉式制粉系統(tǒng)，先將磨制的煤粉儲存在煤粉倉里，然后再根據(jù)鍋爐負荷的需要，經(jīng)給粉機將煤粉送入爐膛，這種系統(tǒng)一般配用筒式鋼球磨煤機。
制粉系統(tǒng)的其他部件：
粗細粉分離器整體外觀、給粉機外觀：
2.鍋爐通風系統(tǒng)
通風系統(tǒng)的作用：
供給燃料燃燒所需要的空氣，排走燃料燃燒所生成的煙氣，維持鍋爐燃燒連續(xù)不斷進行。
通風方式有兩種：自然通風和強制通風。
通風設備：送風機、引風機、煙風道、煙囪等。
通風方式：
① 自然通風：
在煙囪高度范圍內，冷、熱氣流的密度差產生的自生吸力，稱為自然通風。煙囪越高則通風能力越大。只適用于流動阻力很小的小容量鍋爐。
②強制通風：
采用專門的通風機械來實現(xiàn)強制通風，強制通風有負壓通風、正壓通風和平衡通風三種形式。
平衡通風是電站鍋爐中應用最廣泛的一種通風方式。
電廠鍋爐平衡通風系統(tǒng)：
煙塵處理系統(tǒng)：
煙氣組成：中除了空氣中原有的氮氣、氧氣外，其它均為污染氣體，煙塵污染會直接危害人民群眾的健康。
除塵器分類：主要有離心式水膜除塵器、文丘里管濕式除塵器和靜電除塵器等。
由于靜電除塵器的除塵效率較高，因此靜電除塵器在火電廠得到廣泛地應用。
除塵系統(tǒng)設備：
脫硫方法：煙氣脫硫。
煙氣脫硫技術是利用脫硫劑或SO2氣體吸著劑與煙氣中的SO2反應，并將其轉化為較穩(wěn)定的硫化合物或單質硫。
生成氮氧化物的途徑：
主要有三種：
一是煤中的氮化物在火焰中熱分解，然后氧化生成，“燃料型”NOx ；
二是空氣中的氮在高溫下與氧反應生成，“熱力型”NOx；
三是空氣氮與煤中的碳、氫離子團發(fā)生反應生成，“快速型”NOx；
“快速型”NOx所占比例不到5%；在溫度低于1350℃時，幾乎沒有“熱力型”NOx。NOx主要是通過“燃料型”的生成途徑而產生的。因此，控制和減少煤燃燒產生的NOx，主要是控制“燃料型”NOx的生成。
氮氧化物減少排放的方法：
一是在燃燒中進行控制，控制火焰溫度峰值。
其主要措施有：空氣分級、低過量空氣系數(shù)、燃料分級、煙氣再循環(huán)等。
二是在燃燒后中通過催化劑選擇法或者非催化劑選擇法，將煙氣中的NOx還原。
鍋爐水處理系統(tǒng)：
保證一定數(shù)量和品質的水的循環(huán)；
鍋爐運行時只要在短時間里存水量不足或汽水品質惡化，都會給熱力設備帶來極大的危害，從而影響正常發(fā)電或供熱。
① 天然水中的雜質：
天然水中的雜質按顆粒大小不同可以分為懸浮物、膠體和溶解物質三大類。
懸浮物是顆粒直徑約在10-4mm以上的雜質，是使水產生渾濁現(xiàn)象的主要原因。
膠體是顆粒直徑在10-6～10-4mm之間的微粒雜質，是許多分子和離子的集合體，是使水產生色、味、臭的主要原因之一。有機膠體還會引起鍋水發(fā)泡，當濃縮到一定程度時，就會產生汽水共騰。
溶解物質主要是離子和一些溶解氣體，其顆粒直徑≤10-6mm。
天然水中的離子雜質幾乎都是無機鹽溶于水后電離形成的。其中陽離子主要有Ca2 、Mg2 、Na 、K 、此外還含有少量的Fe2 、Mn2 、NH4 等；陰離子主要有HCO-、SO42－、Cl－三種，此外還含有少量HSiO3-、CO3-及NO-等。
② 常用水質指標
《火力發(fā)電廠機組及蒸汽動力設備水汽質量標準（GB/T12145-2016）》對鍋爐給水、補給水、鍋水、凝結水等的水質都做了具體規(guī)定。
常用的水質指標
（1）懸浮物，毫克/升（mg/L）；
（2）含鹽量，毫克/升；
（3）硬度，毫摩爾/升（mmol/L）；
（4）堿度，毫摩爾/升；
（5）pH值，鍋水的pH值通?？刂圃?0～12；
（6）耗氧量，表示水中有機物的數(shù)量。
③鍋外水處理工藝
鍋外水處理系統(tǒng)包括預處理和后階段處理兩部分組成。
經(jīng)沉淀和過濾處理除去水中懸浮物、膠體雜質和有機物的工藝過程稱為水的預處理；
將預處理后的水進一步處理到滿足補給水水質的要求，稱為后階段處理；
后階段處理分為軟化和除鹽兩種工藝：
軟化是將水中高價的金屬離子（如Ca2＋、Mg2＋）去掉，讓硬水變?yōu)檐浰?/p>
而除鹽則是將水中所有金屬陽離子和陰離子全部除去的工藝。通過采用離子交換，將水中各種陽離子交換成H＋，各種陰離子交換成OH－，然后中和成為水。
③ 鍋內水處理工藝
向鍋內的水加藥，使其殘余的鈣、鎂等雜質不產生水垢，而形成水渣，再通過定期排污排除，這種方法叫做鍋內水處理。
鍋內水處理一般采用磷酸鹽處理或者協(xié)調pH－磷酸鹽處理。
鍋水中的鈣、鎂離子與磷酸根化合，生成更難溶的磷酸鈣和磷酸鎂沉淀物，這些沉淀物不易粘附在鍋爐受熱面上，而是以流動性很好的水渣形式存在，可借鍋爐排污水排出，從而達到防止鈣鹽水垢（CaSO4、CaSiO3等）的目的。
同時，加入的磷酸鹽可在鍋爐管壁表面上生成磷酸鹽保護膜，防止鍋爐金屬腐蝕。
鍋爐的主要安全附件：
1.安全閥：作用：防止鍋爐超壓。它是一種自動閥門，無需人為操作。
2.壓力表：壓力表是測量鍋爐汽壓大小的儀表，是鍋爐不可缺少的安全附件之一。
3.水位計：水位計是用來監(jiān)視鍋爐汽包水位的一種重要安全裝置。
（1）云母水位計；
（2）電接點水位計。
電接點水位計：
4.防爆門：防爆門是安裝在爐墻、各段煙道、除塵器及制粉系統(tǒng)等處的安全門。
5.吹灰器：吹灰器的作用是清除受熱面上的積灰，使傳熱過程得以正常進行。
本文來源于互聯(lián)網(wǎng)。暖通南社整理編輯。
聯(lián)系客服
