1. 高能效低排放锅炉技术哪些
高能效低排放锅炉技术哪些?
1.概述
锅炉是目前应用最广泛的能源终端利用技术,也是大气中污染物排放的主要来源。燃烧过程中排放的污染物,如:二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)排入大气后会引起局部地区酸雨;二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)等温室气体的排放,将会引起全球气候变暖。全球变暖引起的气候变化是全世界面临的重大挑战,提高能源转换和利用效率以及更好地控制燃烧过程是减少大气排放物的主要措施。表1列出了燃烧过程中的排放物及其对环境的影响。
为控制全球气候的继续变暖,保护人类的生存环境。1997年在日本京都召开了联合国气候变化框架公约第三次缔约方会议,通过了一项有法律约束力的“联合国气候变化框架公约京都议定书”。议定书对38个主要工业化国家的CO2等温室气体作了具体减排规定,以保证从整体上将温室气体排放量从1990年的水平上至少下降5.2%。
1.1 超超临界燃煤发电技术(USC)
由于超超临界燃煤发电技术(USC)仍是基于常规发电系统的渐进技术,所以发展USC技术是最具有现实意义的,而且和其它技术相比极具竞争力,目前一些经济发达国家都开始采用USC发电机组。日本已经投运了16台蒸汽参数为593°C,单机容量700~1050MW级的超超临界发电机组,已投运的超超临界发电机组的效率都达到43%以上。丹麦已于1992年在VEST电厂投运一台407MW,参数为25.1 MPa,560/560°C的超临界机组,其供电净效率达到45.3%。丹麦的Nordjyllandsvaerket电厂建有两台412MW的超临界机组,分别燃用煤和天然气,蒸汽参数为28.5MPa,580/580/580°C,其中3号机组热效率可达47%。目前正在进行的EC Joule-THERMIE 计划将发展蒸汽压力为37.5MPa,蒸汽温度为 700 °C的更先进的超超临界机组,其发电效率将超过50%。
面临这种紧迫形势,我国国家电力公司也及时提出了发展超超临界并建立示范电厂的863高技术发展计划,目前该计划的第一子课题“超超临界发电机组技术选型”已经完成,经过专家论证,并结合我国动力制造业发展的前提条件,认为我国发展容量为700~1000MW,蒸汽参数为:25MPa,593/593°C(或600/600°C)的超超临界发电机组是合适的。
表4示出了超超临界发电机组和常规发电机组相比热效率提高的幅度、燃料节约量、温室气体减少的排放量的数据对比,可以看到,超超临界发电机组具有无可比拟的优越性。
表4 超超临界发电机组和常规发电机组节能和减排潜力对比
1000 MW机组容量
常规对比机组
第一阶段
第二阶段
第三阶段
蒸汽条件
压力(MPa)
24.1
31.4
30.0
34.3
温度(℃)
538/566
593/593/593
630/630
649/593/593
热效率增加值(%)
基准值
5.0
4.8
6.5
年节煤量(t)
基准值
96 000
95000
13400
CO2年减排量(106Nm3)
基准值
117
112
152
3.1.2 整体煤气化联合循环发电技术(IGCC)
IGCC发电技术通过将煤气化生成燃料气、驱动燃气轮机发电、其尾气通过余热锅炉生产蒸汽驱动汽轮机发电,使燃气与蒸汽联合发电,有较好环境效果并提高发电效率。IGCC技术具有系统效率高、环保性能好、易大型化、燃料适应性好等特点,但其投资也较一般燃煤电站高。科技部于“九五”期间组织进行了煤气化、热煤气净化、燃气轮机等关键技术研究;国家计委已批准在山东烟台采用引进方式建设一座400MW等级IGCC示范电站的立项报告。
IGCC由于系统技术的复杂和较高的运行成本(表3),使其在商业化运行的可靠性和经济竞争力上都存在问题,因此近年来单一发展IGCC的进展缓慢,其发展速度明显滞后于超超临界燃煤发电技术,但开发者们提出将IGCC技术与化学产品制造、热力供应等联合建设形成多联产系统概念,使化学品的合成和电、热生产形成最优化的技术组合,同时最终还致力于包括CO2在内的各种污染物的治理和零排放,是未来煤化工-能源技术发展的方向。
3.1.3 燃气蒸汽联合循环发电技术
燃气蒸汽联合循环电站具有能源利用率高、占地面积少、造价低、建设周期短、运行和维修成本低、以及能适应于缺水地区等优点。2001年投入运行的由日本东芝公司和美国通用电气公司共同开发的新一代H型联合循环机组,其高温燃气轮机入口温度高达1500℃,热效率达60%以上。随着天然气资源的进一步开发和引进,以及西气东送工程的建设,发展一定数量的燃气蒸汽联合循环电站可以减少以燃煤为主的火力发电。采用燃气蒸汽联合循环发电不仅可提高能源利用率,更重要的是能有效地减少温室气体及其它有害物质排放。以德国Nosener Brucke的一个265MW的原燃煤热电厂为例,改为以天然气为燃料的燃气蒸汽联合循环发电厂后,单位发电量所产生的温室气体CO2排放减少了50%;与此同时,其他有害物质排放如SO2减少了99%,NOx减少了75%,悬浮颗粒减小了97%。
3.2提高能效的工业及民用供热技术
近年来工业及民用供热技术得到了较快的发展,这一方面是为了满足广大人民群众对生活质量提高的不断要求;另一方面,为了节约日渐减少、日益昂贵的能源和减少污染物排放,保护环境,必须研究和开发高效能的新型能源供热技术。目前已经被实践证明了的先进供热技术主要是常规的热电联产技术(Conventional CHP)和区域供热(District Heating,简称DH);在国外已经占领市场而在我国尚开始研究开发的冷凝式锅炉(condensing boiler,简称CB)供热技术;多年前已经开始研究开发且目前正在继续完善的,估计2005年能够投入规模商业化运行的家庭微型热电联产 (Micro CHP) 技术、光电(Photo-voltaic,简称PV)转换技术和燃料电池(Fuel Cell)供热技术,还有将会获得日益发展的再生能源供热技术,如太阳能供热(Solar Heating,简称SH)技术,生物质供热(Biomass Heating,简称BH)技术等。
热电联产的类型较多,凡是能够发电的技术都适合热电联产,目前我国主要采用小热电厂进行热电联产改造,对于热负荷比较稳定,一天内波动较小的热电厂,可全部采用背压式或抽汽背压式供热机组,将来会得到发展的还有:燃气轮机热电联产技术,燃气—蒸汽联合循环热电联产技术,燃气—蒸汽联合循环热电联产技术的过程框图如图1所示。图中示出了三种热电联产的方式,其热效率分列如下:
A.燃气轮机发电+余热锅炉发电=40%~50%效率
B.燃气轮机发电+余热锅炉发电+供热=50%~85%的系统效率
C.燃气轮机发电+余热锅炉直接供热=80%~85%的系统效
HRSG
GT
C
燃料
发电 A
发电+供热 B
直接供热 B
图1 燃气—蒸汽联合循环热电联产技术过程框图和热效率
前苏联区域供热占总供 热 量的70%,其中一半来自热电联产;丹麦目前区域供热占总供热量的50%,其中30%来自热电联产;芬兰区域供热占总供热量的45%,其中70%来自热电联产,热电联产发电占全国总发电量的32%;荷兰热电联产总装机800万千瓦,占全国总装机的40%;一直以分散供热为主的英国,现在热电联产装机容量也接近400万千瓦了。近年来,随着国际电力市场的自由化,电力供应正在向小规模和非集中化转变,这将给城市小型燃气热电联产带来光明的前景。
3.2.1常规热电联产技术
热电联产(Combined and Heat Power,CHP)是指单一机组能够同时提供电力和供热的高能效(higher Energy Efficiency)能源利用方式。纯凝汽式电站机组在生产电力的同时向环境排放热能,而热电联产机组则利用这部分热能满足供热的要求。能源利用效率超过纯凝汽式电站机组40%以上;热和电生产成本低;电力生产是热电联产最有价值的产品,但热电联产需要有基本的热负荷来维持,电力生产才能继续。大多数的热电联产机组采用典型的设计方案,冬天满足采暖供热的需要,在夏天满足热水供应,一些辅助的供热则由备用锅炉满足。丹麦和英国的热电联产技术的推广经验表明:
高效、清洁、节能、低排放 ,CHP已经成为公认的具有高能效和环保效益的技术,图2示出了常规超临界电厂、区域供热热电厂、热电联产电厂热效率的比较。
常规超临界电厂 区域供热 热电联产电厂
图2 热电联产电厂和其他电厂及供热热效率的比较
热电联产是公认的提高燃料能源利用率的重要手段。近年来,人们又把溴化锂吸收式制冷引入热电联产,结合形成了热电冷三联产。这些联产机组的综合热效率可达60%~85%。实践证明,热电联产比热电分离生产要节约20%的能源,与此同时可减少30%~44%的CO2排放。
发达国家十分重视热电联产技术的应用。德国1995年就已拥有了255台燃气透平的热电联产机组,共发电3 152MW;此外,还有发动机驱动的联产机组28700台,总共发电1 450MW。
3.2.2 家庭微热电联产技术
微型热电联产(Micro CHP)或家用热电联产(Domestic CHP)供热技术是指能在一个独立住宅中同时供应电力和热能的技术,它不只是比常规热电联产机组小,更重要的是它在技术原理、运行和经济性方面具有本质的区别。
家庭微型热电联产(Micro CHP)供热技术具有以下优势: 它是家庭用独立热电联产生产单元;易于对常规锅炉实施更换;每年3500小时免维护运行;电力生产可以取代家庭中的部分网电消耗;提供更大的能源和环保收益。
家庭微型热电联产供热机组在一般情况下可将70%-80%的燃料高位发热值转换成采暖或热水的热能供应,其中的10%-25%转换成电力。其余的10%-15%为烟气损失,在冷凝状态下的高位发热值的热效率可达90%,能够达到冷凝式锅炉的热效率,因此,在目前状况下,家庭微型热电联产供热机组还替代不了冷凝式锅炉,但可以替代常规的供热锅炉。估计在英国,5年后,家庭微型热电联产供热机组会和冷凝式锅炉平分家用供热市场,每年消费约100,000台,当然,这仅仅是一个市场预测。
民用住宅供热技术目前在欧洲发展迅速,过去一直采用常规锅炉技术,目前可以取代
常规锅炉实施供热的技术主要有:冷凝式锅炉(CB)供热技术,Micro CHP供热技术、(CB-PV)供热技术和Fuel Cell供热技术,太阳能供热(SH)技术以及生物质供热(BH)技术等。图3示出了其中某些新型供热技术对二氧化碳减缓的巨大潜力。可见,既能发电又能供热的家庭微型热电联产 (Micro CHP) 技术更具市场潜力。
和常规电厂、常规热电联产电厂相比,家庭微型热电联产 (Miro CHP) 技术由于不需要电力传输和分配,转换效率高,将会具有更大的市场份额。表5示出了燃气的常规电厂、常规的热电联产电厂家庭微型热电联产技术的有效能量比较。
图 3 新型供热技术对二氧化碳减缓的巨大潜力
表5三种燃气电厂生产有效能量的比较
3.2.3 区域供热技术
3.2.4 冷凝式锅炉技术
冷凝式锅炉是指能够从锅炉排放的烟气中吸收水蒸气所含的汽化潜热的锅炉。常规锅炉将烟气中大部分显热传递给水或蒸汽,而冷凝式锅炉不仅将更大一部分显热传递给水或蒸汽,而且还吸收了部分烟气中的水蒸气冷凝后释放的汽化潜热。冷凝式锅炉这一概念的实现必须具有冷凝式热交换受热面,当然这种热交换可以是间壁式、再生式,也可以是直接接触热交换的结构形式。实际应用中要达到烟气中水蒸气的冷凝,系统回水温度一般要低于50~55℃。按照是否利用烟气中水蒸气的汽化潜热可以将锅炉分成二类:
(1)冷凝式锅炉 冷凝式锅炉因为吸收了烟气中大部分的物理显热和水蒸气的汽化潜热而具有较高的热效率,即使在低负荷运行时也是如此,冷凝式锅炉的排烟温度一般低于75℃。
(2)非冷凝式锅炉 或称常规锅炉,一直以来,避免尾部受热面产生冷凝是设计常规锅炉时努力坚持的基本原则。设计时要使尾部受热面壁温高于水露点和酸露点,排烟温度一般在170℃以上。烟气中水蒸气所含的汽化潜热随烟气通过烟囱排入大气。
图4示出了冷凝式锅炉(右)和常规锅炉(左)的主要结构差异。可以看出,冷凝式锅炉必须具有冷凝式热交换受热面,采用高性能的外壳保温和密封材料,锅炉本体和烟囱必须设置冷凝水排放装置,一般要增设引风机以克服冷凝式热交换受热面的阻力以及低排烟温度引起的自然通风力的下降。
图4常规锅炉和冷凝式锅炉的主要差别
锅炉负荷、系统回水温度、过量空气系数都直接影响冷凝式锅炉的热效率。图5和图6分别示出了系统回水温度冷凝式锅炉热效率的影响趋向。
图5 满负荷时热效率和回水温度的关系 图6 热效率随负荷的变动关系
3.2.5新能源的开发利用
新能源泛指可再生能源及其他不同于常规的能源,可再生能源主要是指太阳能、风能、生物质能、地热能和水能等能源。它们具有资源丰富、无环境污染、清洁安全、资源不枯竭等优点,是实施可持续发展战略的重要组成部分。总体上来讲,我国可再生能源利用比重低,可再生能源资源丰富 ,但开发程度低,发展潜力巨大。估计在21世纪中叶前,我国可再生能源可采集量也仅为4~5亿tce,占一次能源总供应的比重不到10%。
PV模块
集热板
图7水泵由PV电源支持的常用的太阳能热水系统示意图
Solar Panel—集热板;Hot Water to Taps—送水龙头的热水;Mains Water in—进水; Boiler—锅炉;Solar Controller and Pump Unit—太阳能控制器和泵;Solar Hot Water Cylinder—太阳能储水容器
燃料电池技术是未来新兴的绿色能源技术,是具有能源革命意义的新一代能源动力系统,被认为是继蒸汽机和内燃机之后的第三代动力系统。
将来可以实现燃料电池的热电联产技术有:质子交换膜燃料电池(PEFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)等4种燃料电池技术,科学家们已经研究了这些燃料电池技术的工艺、性能、使用条件、制造材料、系统集成、示范工程、商业化项目以及燃料电池系统用于冷热电联产的评估方法等诸多问题。国际能源界普遍认为氢能是一种可持续发展的能源,氢燃料电池对解决“能源短缺”和“环境污染”有重要意义。表6示出了基于燃料低位发热值的各种能源转换技术的热效率。
富氧燃烧是通过使用比空气含氧多的氧化剂完成燃烧过程,也称增氧燃烧,简称OEC。OEC技术能提高生产热负荷,提高热效率,降低废气及NOx排放,提高传热效率。将来很多燃烧过程都可以采用OEC技术,如整体煤气化联合循环中的煤气燃烧反应均采用富氧燃烧技术,氧气含量为85%~95%;即使采用空气分级燃烧技术,也可以采用富氧技术。另外,富氧技术还被用于固体垃圾焚化炉的焚烧,减少污染物的排放。
3.4污染物减排技术
提高电厂热效率,减少燃料消耗量是污染物减排的首要措施;改善燃烧技术,合理有效地组织燃烧过程,在燃烧过程中减排也是重要的减排技术,可以大幅度降低污染物排放,但当排放的限制更严格,而且靠炉内燃烧减排不能满足要求时,仍然需要采取烟气脱硫脱氮技术措施。烟气脱硫技术(FGD)经历了30多年的发展过程,主要有湿法脱硫、干法脱硫和半干法脱硫,其中一些已进入商业化应用。烟气脱氮技术大致可归纳为干法和湿法烟气脱氮两大类,干法主要有选择性催化还原法(SCR),非选择性催化还原法(NSCR)和选择性无催化还原法(SNCR)。湿法脱氮的工艺过程包括氧化和吸收,湿法脱氮一般同时具有脱硫的效果。因此未来污染物减排技术的发展方向是脱硫脱氮装置一体化与脱硫脱氮资源化。
4.锅炉材料、设计、制造和控制技术进展
先进的材料,设计以及制造和控制技术是未来锅炉技术取得更大进步必须具有的技术储备和基础,这些技术的综合运用将会使高能效低排放的锅炉技术进入一个崭新的阶段。
4.1先进锅炉材料
4.1.1超超临界锅炉材料
发展高蒸汽参数的超超临界的机组已经成为近20年全世界动力工程行业为之奋斗的目标。世界发达国家投入了大量的人力物力研究开发新型的耐热材料,这些材料主要分为铁素体钢、奥氏体钢及高镍铬合金,对于600℃的主蒸汽条件,在不考虑燃料强腐蚀性的前提下,一般不会用到高镍铬合金。因此,用于600℃的主蒸汽条件的耐热材料主要是铁素体钢和奥氏体钢。其中铁素体钢为:T23/P23,T91/P91,T92/P92,E911,T122/P122;奥氏体钢为:TP347HFG,Super304H,TP347H,TP321H等,若考虑中等程度以上的燃料腐蚀性时,还要增加使用20%Cr的TP310,HR3C和NF709。表7示出了600℃主蒸汽温度下侯选耐热材料的名义化学成份。
4.1.2冷凝热交换器耐腐蚀材料
DOE/GRI联合对普通的低碳奥氏体不锈钢如304L生产的冷凝式热交换器发生的点蚀(PC)、间隙腐蚀(CC)和应力腐蚀开裂(SCC)进了研究,发现腐蚀起源于氯离子腐蚀机理。经过试验认证,含有高铬和高钼的铁素体不锈钢,如AL29-4C,还有镍基合金,如Hastelloy C27,以及高钼含量的奥氏体不锈钢,如AL-6XN、254SMO和654SMO(城市垃圾焚烧锅炉的烟气冷凝)可以成功地抵抗冷凝水的腐蚀。钢中添加铬含量能抵抗冷凝水的一般腐蚀(如SO4-, NO2-, NO3-,等),高钼含量能抵抗不锈钢的PC,CC及SCC(C1-)。表8列出了几种常用材料的化学成分,表中实际烟气中折算的腐蚀速率单位为mm/年。
4.2 先进的CFD计算机模拟设计技术
传统锅炉的经验设计方法存在很多的问题,设计本身依赖于经验,但是经验的可靠性一般无法验证,一般企业不可能制造一个1:1的模型进行测试,代价太大,先进的CFD计算机模拟设计技术就可以解决这个问题。
目前先进的设计人员广泛使用CFD计算流体动力学方法分析炉内流体的流动工况,使研究开发成本大为降低,而且获得了大量的有益的分析数据。如对于圆柱形结构的有机热载体炉,CFD计算机数值模拟的结果表明:炉膛中央的回流区将火焰压向炉管,造成火焰强烈地掠过炉管。通过分析,我们可以改变燃烧器出口的火焰形状,分解中心的回流区,使火焰和烟气不直接接触炉管表面,可以避免炉管过热。
除了模拟火焰的流场和速度场,也可以采用CFD计算流体动力学计算方法优化炉体的结构,采用CFD的预处理软件,自动将研究区域划分成含有500,000个网格的划分结构,对多数的模化区域使用六面体网格划分单元,炉管周围复杂的区域使用六面体网格划分单元,计算机模拟可以让我们尝试一系列不同的结构组合并对其结果进行比较,获得优化的结论。通过这种优化,可以使加热炉提高20%的出力,而不使炉管发生过热。
(1)蛇行管束直管接长的全自动TIG/MIG、TIG/MAG、热丝TIG焊接技术,大大提高了焊接速度和焊接质量;
(2)锅筒大口径管接头角焊缝的半自动药芯焊丝二氧化碳气体保护焊接技术,大大提高了劳动生产率和接头焊接质量,焊缝外观质量和焊缝高度、连接强度大大改善;
(3)未来大型的高效发电机组将更会更多地采用铁素体钢和奥氏体不锈钢的焊接,如:TP347H,TP347HFG,Super304H等的焊接以及它们和相关铁素体钢的焊接;目前这些焊接多采用手工焊接,今后也要发展自动焊接技术;
(4)厚板的窄间隙焊道溶敷技术;
(5)工业和生活锅炉的管板和烟管焊接的全自动全位置氩弧焊焊接技术,大大提高了劳动生产率和接头焊接质量,焊缝外观质量和焊缝高度、连接强度大大改善;
(6)工业锅炉将来焊接技术的发展方向主要是全自动焊接技术以及气体保护焊接技术;逐渐减少手工电弧焊的使用;
4.4先进控制技术
发电设备制造行业的控制技术所指的内容非常广泛,包括物料控制,产品质量控制,管理控制等。本文所谈的先进控制技术主要是指锅炉产品本身的性能控制技术,控制技术是保证锅炉产品最完美体现其性能的可靠保障。
以循环流化床锅炉(CFB锅炉)为例,由于其燃烧效率高,燃料适应性广,低污染排放等优点而受到广泛的重视,在世界各国得到迅速的发展。但CFB锅炉在理论和实践方面仍有许多不完善之处,尤其是在控制与优化运行方面,大多数的CFB锅炉的自动化水平不高,有的至今仍采用手动操作,有的甚至曾出现过因控制系统设计不当而导致的事故。造成这一局面的原因是因为CFB锅炉是一个多参数、非线性、时变及多变量紧密耦合的复杂系统。因此,一方面应继续对CFB锅炉的各变量之间的参数进行理论方面的研究;另一方面应采用人工智能和计算机科学的最新进展,发展专家系统,神经网络,模糊控制等技术不断完善锅炉控制技术。
新型的冷凝式锅炉具有可变出力调节(VCO,Variable Controlled Output)控制功能,VCO是冷凝式锅炉最新的控制技术,可调负荷从30%~100%,如典型的家用联合供热冷凝式锅炉负荷变动范围为5kW~24kW。该功能同时具有天气补偿的作用,当用于加热建筑物的热量随着天气条件的变化升高或降低时,该功能能在确保锅炉高效运行的基础上自动调节锅炉的出力,一般要采用比例调节的燃烧器才能达到。
参考资料: 江苏海国节能审计事务有限公司
2. 家用燃煤锅炉暖气的工作原理是什么
锅炉的原理
1、什么是锅炉
将其它热能转变成其它工质热能,生产规定参数和品质的工质的设备称为锅炉。
锅炉设备中,吸热的部分称为锅,产生热量的部分称为炉。例如水冷壁、过热器、省煤器等吸热的部分可以看成是锅;而炉膛、燃烧器、燃油泵,送、引风机可以看成是炉。现代化的锅炉不像一般家庭用的锅和炉那样分得清楚。例如空气预热器既是吸热的部分,又是产生热量的部分,既可以看成是锅的部分也可以看成是炉的部分。
2、锅炉如何分类
锅炉可按不同的方式分类:
①按锅炉燃用的燃料分类可分为:燃煤炉、燃油炉和燃气炉。
②按燃烧方式分类可分为:层燃炉、室燃炉和介于二者之间的沸腾(流化床)炉。
③按锅炉水循环方式分类可分为:自然循环锅炉、强制循环锅炉和复合循环锅炉。
④按有无汽包分类可分为:汽包锅炉和直流锅炉。
⑤按蒸汽压力分类可分为:低压锅炉、中压锅炉、次高压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉、亚临界压力锅炉和超临界压力锅炉。
⑥按管内通过的是水还是烟气分类可分为:火管锅炉、水管锅炉和水火管组合式锅炉。
⑦按锅炉的用途分为:生活锅炉、工业锅炉、电站锅炉和热水锅炉。
3、什么是火管锅炉
所谓火管锅炉就是燃料燃烧后产生的烟气在火筒或烟管中流过,对火筒或烟管外水、汽或汽水混合物加热。
4、什么是水管锅炉
所谓水管锅炉,就是水、汽或汽水混合物在管内流动,而火焰或烟气在管外燃烧和流动的锅炉。
5、什么是循环流化床锅炉
循环流化床锅炉是在流化床锅炉(又称鼓泡床或沸腾床锅炉)的基础上改进和发展起来的一种新型锅炉。循环流化床锅炉保留了流化床锅炉的全部优点,而避免和消除了流化床锅炉存在的热效率低、埋管受热面磨损严重和脱硫剂石灰石利用不充分、消耗量大和难于大型化等缺点。
循环流化床锅炉床料处于流化状态与流化床锅炉是相同的,前者与后者的主要区别是前者的流化速度较高,炉膛出口烟气中物料的浓度很高,大量的物料被炉膛出口的物料分离器分离后返送回炉膛,即有大量物料在炉膛和物料分离器之间循环。
? 锅炉常用名词解释
6、蒸汽锅炉
蒸汽锅炉是用热能加热水(工质)产生蒸汽的设备。它由锅和炉两部分组成:锅是锅炉接受热量,并把热量传给工质的受热面系统;炉是指锅炉中把燃料的化学能变为热能的空间和烟气流通的通道。通常用“吨/时”或“t/h”表示锅炉的容量。用“Mpa”或“兆帕”(旧单位用“公斤力/厘米2”或“kgf/cm2”)表示锅炉的额定压力,用“℃”(摄氏度)表示额定压力下饱和蒸汽的温度和过热蒸汽温度。
7、热水锅炉
是指载热工质为热水的锅炉。通常用“MW”(兆瓦),旧单位用“万千瓦/时”或“万大卡/时”,即“104kcal/h”表示锅炉的容量,用“Mpa”表示锅炉的额定压力,用“℃”表示热水温度。
热水锅炉主要用于北方采暖,分为高温热水锅炉(热水温度为130℃或更高一些)和低温热水锅炉(热水温度在95℃以下),过去多半采用低温热水锅炉,今后要发展高温热水锅炉,热水锅炉有自然循环和强制循环两种。我司卧式三回程锅壳式热水锅炉为自然循环。
8、有机热载体炉
是指载热工质为高温导热油(也称热煤体、热载体)的新型热能转换设备。通常也用“MW”(兆瓦)表示炉的容量,旧单位也用“万千瓦/时”或“万大卡/时”,即“104kcal/h”表示。有机热载体炉(也称导热油炉)的优势在于“高温低压“、运行平稳而被广泛运用。有机热载体炉有液相、气相之分。我司有机热载体炉为液相。
9、锅炉容量
是指蒸汽锅炉、热水锅炉、有机热载体炉提供热能的一种能力。容量大供热的能力大、出力大;反之就小。如:容量为1t/h蒸汽锅炉,即表示该锅炉在1小时内可以将1吨的水变成一定压力下饱和蒸汽的能力;如0.7 MW的热水炉和有机热载体炉表示可以在1小时内产生相当于0.7MW功率的热量(相当于1吨蒸汽的热量)。
10、锅炉受热面
通常是指接触火焰或烟气一侧之金属表面积(另一侧接触水或导热油)。锅炉的热交换就是通过这样的金属表面积来进行的。一般用米2(m2)来计量的,受热面积大,锅炉容量就大,反之就小。
11、温度
是标志着物体冷热程度的状态参数,一般用“℃”(摄氏度)表示。英、美等国过去通用“℉”(华氏度),水沸点为100℃,转换为华氏度为212℉。
12、锅炉压力
锅炉行业通常所指的锅炉压力(压强)即表示垂直于容器单位壁面积上的力,用“Mpa”表示,旧单位“公斤力/厘米2” (kgf/cm2)。
13、饱和蒸汽
锅炉中的水在某一压力下被燃料燃烧所放出的热量加热而发生沸腾,汽化变为蒸汽,这种处于沸腾状态下的炉水温度是饱和蒸汽;锅内压力高,饱和蒸汽温度就高。如1.0 Mpa饱和蒸汽温度184℃,1.25 Mpa饱和蒸汽温度193℃。
14、过热蒸汽
温度高于对应压力下的饱和温度的蒸汽称为过热蒸汽。过热蒸汽的热焓大,熵值高做功的能力大,与饱和蒸汽质量相同的过热蒸汽作为热源用,可使被加热的介质温度升得高,送入汽轮发电机则可以发出较多的电力。
15、锅炉热效率
是指锅炉或有机热载体炉在热交接过程中,被水、蒸汽或导热油所吸收的热量,占进入锅炉的燃料完全燃烧所放出的热量的百分数。
被锅炉吸收的热量(有效利用热量)
燃料完全燃烧放出的热量
锅炉的种类及应用
将其它热能转变成其它工质热能,生产规定参数和品质的工质的设备称为锅炉。燃烧设备以提供良好的燃烧条件,以求能把燃料的化学能最大限度地释放出来并其转化为热能,把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。锅炉包括锅和炉两大部分,锅的原义是指在火上加热的盛水容器,炉是指燃烧燃料的场所。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为生产和生活提供所需要的热能,也可通过蒸汽动力装置转换为机械能,或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉,主要用于生活,工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉,又叫蒸汽发生器,常简称为锅炉,是蒸汽动力装置的重要组成部分,多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。
一、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,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,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。
? ? 早年制造的煤粉炉采用了U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L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。
? ? 第二次世界大战后,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,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。
二、锅炉的工作
? ? 锅炉参数是表示锅炉性能的主要指标,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;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450℃的过热蒸汽,然后送往汽轮机。
? ? 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,再经过除尘装置,除去其中的飞灰,最后由引风机送往烟囱排向大气。
三、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。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。
? ? 二十世纪50年代以来,人们努力发展灰渣综合利用,化害为利。如用灰渣制造水泥、砖和混凝土骨料等建筑材料。70年代起又从粉煤灰中提取空心微珠,作为耐火保温等材料。
? ? 锅炉未来的发展将进一步提高锅炉和电站热效率;降低锅炉和电站的单位功率的设备造价;提高锅炉机组的运行灵活性和自动化水平;发展更多锅炉品种以适应不同的燃料;提高锅炉机组及其辅助设备的运行可靠性;减少对环境的污染。
四、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、卧式锅炉
3、按用途分:生活锅炉、工业锅炉、电站锅炉
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级、C级、D级、E级(按制造锅炉的压力分)
五、锅炉的燃烧设备
锅炉的燃烧方式有三种形式:层燃(火床燃烧)、室燃(悬浮燃烧)、沸腾燃烧。各种燃烧方式有其相应的燃烧设备。固定炉排、链条炉排、往复炉排、振动炉排等属于层燃式,适用于燃烧固体燃料。煤粉锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉等属于室燃式,适用于粉状固体燃料,液体燃料和气体燃料。鼓泡流化床、循环流化床属于沸腾燃烧方式,适用于燃烧颗粒状固体燃料。抛煤机链条炉排,兼有层燃和室燃的燃烧方式,属于混合燃烧方式。
1、 固定炉排:一种最古老、结构简单的层燃燃烧的设备,分两种单层炉排和双层炉排A单层炉排用铸铁制造,有板状和条状B双层炉排,内有上下两层炉排,上炉排由水冷却管组成的固定炉排,下炉排为普通铸铁的固定炉排。上炉排以上空间为风室,下炉排以下为灰坑,两层炉排之间为燃烧室。
2、 链条炉排:一种结构比较完善的燃烧设备。由于机械化程度高(加煤、清渣、除灰等均有机械完成),制造工艺成熟,运行稳定可靠,人工拨火能使燃料燃烧的更充分,燃烧率也较高,适用于大、中、小型工业锅炉。国产链条炉排按结构可分链带式、横梁式和鳞片式链条炉排。A链带式链条炉排属于轻型结构适用于额定蒸发量小于10t/Hd的蒸汽锅炉或相应容量的燃烧锅炉。B横梁式链条炉排是用刚性很强的横梁作支架,炉排片嵌于支架横梁的槽内,当主动轴上的链轮带动链条转动时横梁及其上的整付炉排随之移动。C鳞式链条炉排适用于额定蒸发量大于10t/Hd的蒸汽锅炉或相应容量的燃烧锅炉。
3、 往复炉排:一种利用炉排往复运动来实现给煤、除渣、拨火机械化的燃烧设备。往复炉排炉排按布置方式可分倾斜往复炉排和水平往复炉排A倾斜往复炉排为倾斜阶梯型,炉排有相间布置的活动炉排片和固定炉排片组成。B水平往复炉排是有固定炉排片和活动炉排片交错组成,炉排片相互搭接。
4、 振动炉排:一种由偏心块激振器、横梁、炉排片、拉杆、弹簧板、后密封装置、激振器电机、地脚螺钉、减震橡皮垫、下框架、前密封装置。测梁、固定支点等部件组成。具有结构简单,制造容易,重量轻、金属耗量少、设备投资省、燃烧条件好、炉排面积负荷高、煤种适应能力强优点在工业锅炉应用过。
5、 抛煤机: 按抛煤方式,抛煤机可分为风力抛煤机,机械抛煤机和机械-风力抛煤机三种。机械抛煤机兼有机械抛煤机和风力抛煤机的功能,它有两个主要部件构成:给煤部件和抛煤部件。
6、 沸腾燃烧流化床:一种介于固定床和悬浮床之间的气固两相床层。流化床根据不同的流化速度划分为鼓泡床、湍流床和快速床。A鼓泡流化床结构由给煤装置、布风装置、风室、灰渣溢流口、沸腾层、悬浮段等。特点对煤种适应行强、能强化转热,节省钢材,便于灰渣的综合利用,对环境污染较煤粉炉轻,锅炉本体结构简单。B循环流化床是新一代高效,低污染洁净煤燃烧技术。其特点是在于燃料及脱硫剂在流化床状态下经过多次循环,反复的进行低温燃烧和脱硫反应。C循环流化床和鼓泡流化床燃烧过程中最主要的区别在于1、循环流化床沸腾层内流化速度很高一般为3~10m/s最高可达10m/s,鼓泡流化床锅炉的流化速度为1~3m/s。
7、 煤粉锅炉的燃烧设备:煤先经磨煤设备,然后喷入炉膛内燃烧,整个燃烧过程是在炉膛内呈悬浮状进行,这种锅炉称为煤粉炉。其特点能改善与空气的混合,加快点火盒和燃烧,煤种适用性广,适应于大中型锅炉。煤粉锅炉的燃烧设备有煤粉设备、制粉系统和煤粉燃烧器。
8、 燃油燃烧器:有喷油嘴和调风器组成;是将燃料油雾化,并于空气强烈混合后送入炉膛,使油气混合物在炉膛内呈悬浮状态的一种燃烧设备。燃油燃烧器是燃油锅炉的关键设备,按使用燃料种类可分轻质油燃烧器和重质油燃烧器,重油黏度大,在重油燃烧器内一般设置预热器。工业燃油锅炉大多配置轻质油燃烧器。
9、燃气燃烧器:它是燃气锅炉的最主要的燃烧设备。燃气燃烧器有扩散式燃烧器、大气式燃烧器和完全预混式燃烧器。
3. 购买燃气供暖热水锅炉有哪些技术要求
根据用户的实际要求选择燃气热水锅炉的型号及台数:
例如,如果企业使用锅炉进行采暖的,则可以首先要正确地确定锅炉房总的热负荷,燃气热水锅炉的大小应根据生产、生活、采暖的每小时最大耗热量,并且还要考虑同时使用系数、管网热损失(管网阻力损失)和锅炉房自用热量。其次还应考虑利用预热问题。
我们生产的1t燃气热水锅炉可供采暖面积为6000-8000㎡,如果是用来洗浴的话,1(蒸)吨的锅炉可供25吨的热(洗澡)水。
根据不同用途选择合适的锅炉:
大家比较认可专用取暖设备有热水锅炉、蒸汽锅炉。如果是区域性采暖用的,宜选用大容量的热水锅炉,以实现集中供热。对过热蒸汽锅炉要求较精确的,如发电所用的锅炉,应选用过热器带有减温器调节的蒸汽锅炉。
4. 家用燃煤锅炉暖气的工作原理。
1、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。
2、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)供暖锅炉需要什么技术扩展阅读:
立式燃煤锅炉的投煤燃烧方式:
1、平烧法
也叫撒布燃烧法。即在投煤时,将煤均匀撤布在炉排上,这种方法可以烧粘结性较强的煤,比较灵敏地适应负荷变化。但煤炭硕粒度需均匀,炉排不致因煤炭顺粒度差异过大,造成风洞。此外,采用平烧法的司炉人员技术要求熟练。由于投一次煤压一次火势,也易造成投一次煤产生一次黑烟,损失一部分热量的现象。
2、斑点烧火法
司炉人员将炉排人为地划分为几个区域,先后在各区投煤。这种方法可以使炉膛经常保持一定温度,投入的新煤由于炉膛温度较高,不完全燃烧现象较小,故可减少烟囱臂黑烟现象。
5. 供热锅炉房的节能措施有哪些
(1)供热锅炉房的节能潜力。正常技术条件下,对于一般住宅建筑,一台0.7兆瓦的锅炉可供1万平方米暖;对于工业锅炉,每小时2~40吨容量的蒸汽锅炉或1.4~28兆瓦的热水锅炉,热效率一般为72%~80%;小于等于4吨/小时容量的锅炉的热效率为低限值,6吨/小时容量以上的锅炉,其热效率都在75%以上。锅炉运行实践证明,在正常技术条件下,一些锅炉可长期稳定在75%以上的热效率工况下运行,锅炉设备利用率较全国平均水平可提高40%,热效率提高13%。它们所产生的综合效益是,不但节约燃料、电能、运输、人力等,还减轻了对环境的污染,节约了初投资(包括设备投资、建筑投资、土地面积等)。锅炉房节能除上述指标外,还有锅炉辅机节电、降低锅炉设备和辅机的储备系数、合理利用投资等。可见,在锅炉房设计中锅炉容量配置合理的情况下,供热锅炉房节能潜力巨大。
所谓“1蒸吨供若干建筑面积采暖”是目前采暖技术中的通俗说法。严格地讲,锅炉容量的1蒸吨(热水锅炉为0.7兆瓦)供应若干建筑面积采暖有两种情况:一是该建筑群的热网和采暖系统的保温、系统泄漏率。热力和水力工况等基本正常,作为衡量锅炉房机组运行工况的一种尺度。二是锅炉机组以及上述技术参数在不正常状态下对热网和采暖系统的综合影响。后一种情况,如保温层严重破坏、泄漏率过大或热力和水力工况严重失调等,易于暴露,用户一般比较重视,并设法解决。
(2)供热锅炉房的重要地位。全国目前平均每蒸吨仅供6000平方米,这主要由于实际工程中存在诸多不合理因素,问题的关键是供热系统的热源——锅炉机组未达到正常技术水平。
锅炉房作为供热热源工程,是由锅炉及其辅机的产品设计和制造质量、锅炉房工艺设计、安装施工和锅炉房的管理运行四个主要环节组成的系统工程,其中的某一环节出现问题,就会影响全局,造成锅炉设备运行状态恶化。
锅炉房节能技术
锅炉房运行节能与锅炉的选型、锅炉辅机的选型、锅炉房的合理设计、锅炉的安装质量、锅炉房的运行管理及司炉的实际操作等多种条件有关。
锅炉的最大特点就是一种类型的锅炉对应一个煤种。选择锅炉炉型时,不仅根据所需热负荷量、热负荷延续图、工作介质,选择锅炉的结构形式、容量和台数,更重要的是针对用户本地供应燃料的品种选择燃烧设备,这是锅炉节能的前提。其次是按投资金额、施工进程、土地使用面积等因素选择组装锅炉或是散装锅炉。所以选择炉型时,要对该锅炉运行实例进行认真考察,并要对本地燃料特性充分掌握,选用的锅炉型号才能成为优选,否则不但浪费资金而且浪费燃料。
就供热锅炉房的锅炉辅机选型而言,我国尚未制定出明确的辅机容量指标。调查表明,对于相同容量的锅炉房,鼓风机、引风机等锅炉辅机的电功率最大相差可达一倍以上。建议按计算选型,计算公式可查阅各种锅炉房设计手册及有关着作。锅炉设备的辅机选型对节能的效果影响很大,设备选型合理,才会取得最好的经济效益。
锅炉的安装施工质量不仅关系到锅炉能否安全可靠地运行,而且关系到锅炉的长期运行工况和节能效果,尤其对散装锅炉更为重要。锅炉安装是锅炉制造工序的继续,炉排运行状态,烟、风道的密封性,炉排下风室间的密封性能,炉墙砌筑质量等,对锅炉能否满负荷运行及节能降耗影响很大。以下着重谈锅炉房的运行管理。
锅炉运行管理是对热力公司或管理部门而言的。一般单机容量等于或大于10蒸吨的锅炉房,大都设置较全的热工监测仪表,甚至设有微机循环检测和显示,并配置较全的技术管理部门,使管理水平有很大提高,但尚存在着如下问题,值得重视:
(1)配备专职司炉。司炉工种是一种技术性很强的工作,对锅炉运行的经济性有直接影响,对热力公司而言,是第一线技工。但是,目前临时司炉工居多,这是锅炉达不到在经济状态下满负荷运行的重要原因。因为锅炉运行要针对各种煤的特性采取不同的运行手段,即使同类品种的煤,当其收到基水分变化时,煤层厚度、煤层推进速度都要相应改变,随着室外温度变化,也需要调节锅炉燃烧负荷,这些都不是用制度硬性规定能做到的。
(2)健全检测制度。某些地方对节煤下达的指标是炉渣含碳量,这就忽视了排烟热损失。由于司炉为了达到合格炉渣含碳量,运行中过于增加煤在炉内的停留时间,增长炉渣区,结果使过量空气系数增加。炉膛内过量空气系数过大,锅炉炉膛平均温度降低,排烟过量空气系数大,除尘器阻力上升,降低了燃烧的所需空气量,使锅炉热效率大大降低。排烟热损失不是视觉所能观察到的,因而最易被忽视。
(3)建立合理的运行制度。锅炉房运行制度不合理,是造成锅炉热效率低的又一重要原因。如某热力公司2台20吨/小时链条热水锅炉房的运行记录中的运行时间为:
1:00~8:00(运行7小时)
9:35~12:30(运行2小时55分钟)
12:00~17:50(运行5小时50分钟)
18:30~22:30(运行4小时)
全天运行近20小时,分4次运行,根据锅炉从压火状态启运到基本稳定热工况至少需2小时,见下表。上述运行制度,低效率下的不稳定工况占总运行时间的42%,若是将上述运行时间改为每天两次运行,每次9.5小时,使不稳定工况占总运行时间的21%,锅炉负荷和热效率将有很大提高。
锅炉压火启运后热工况
时间10:15~11:1511:15~12:1512:15~16:15锅炉热效率(%)56.9764.5176.56锅炉热效率平均值(%)60.7445.56
(4)防止“大马拉小车”的运行方式。锅炉在“大马拉小车”下运行,即低负荷率下运行是锅炉浪费能源的又一重要原因。锅炉只有在70%~110%额定负荷下运行才处于经济工作状态。从下表中可看出,稳定工况下负荷率为76%时,锅炉效率最高为76.6%,连续低负荷下运行锅炉的效率为66.09%,反而高于长期停运;负荷率为81%不稳定工况时锅炉运行效率为63.08%。
同一台锅炉在不同运行方式下测试结果
运行总时间/小时锅炉效率(%)负荷率(%)备注连续运行7266.0953见注①间歇运行37.563.0881见注②稳定工况负
荷率下运行7.6776.676见注③注:①3月18日2时开始启动,连续低负荷率下运行至3月21日8时为止。
②锅炉采取停12小时,供12小时间歇运行,3月21日8时至3月24日6时停止。
③锅炉在上述间歇运行时的某一段稳定工况的7.67小时,即3月22日18时至23日6时止。
总之,锅炉房系统工程中的四个主要环节互相影响,紧密相关,如某一环节中的某一主要因素失控,就会影响锅炉的经济运行,使得每蒸吨容量供暖面积下降。
6. 锅炉供暖的原理
锅炉是一种利用燃料燃烧后释放的热能或工业生产中的余热传递给容器内的水,使水达到所需要的温度(热水)或一定压力蒸汽的热力设备。它是由“锅”(即锅炉本体水压部分)、“炉”(即燃烧设备部分)、附件仪表及附属设备构成的一个完整体。 锅炉在“锅”与“炉”两部分同时进行,水进入锅炉以后,在汽水系统中锅炉受热面将吸收的热量传递给水,使水加热成一定温度和压力的热水或生成蒸汽,被引出应用。在燃烧设备部分,燃料燃烧不断放出热量,燃烧产生的高温烟气通过热的传播,将热量传递给锅炉受热面,而本身温度逐渐降低,最后由烟囱排出。
7. 锅炉怎么加热快
使锅炉加热快看加个引风气强力拉风加快燃烧速度以及锅炉吸热的速度。
锅炉加热使用技巧:
1、锅炉安装之后,第一次使用,要让安装人员进行调试,确保锅炉不会有任何问题,再投入使用。在日常的取暖过程中,不要频繁开启和关闭锅炉。否则的话,不仅不能节约燃气,还无法确保室内拥有稳定的室温,甚至会造成部件出现过快耗损。
2、在每一个房间内安装暖气片,应该要多安装一个室内温度控制器,主要的目的在于,减少锅炉燃气耗损,进而减少燃气费用的支出。应该要定期检查家用锅炉的水压,主要目的在于,确保日常采暖的稳定性。
3、在日常的使用过程中,如果供暖锅炉的出水量较小,意味着管路已经累积了一定的水垢等问题,此时就应该要请专业人士进行壁挂炉保养。主要目的在于,改善出水量问题,同时也可以确保供暖稳定,还可以节省燃气。
(7)供暖锅炉需要什么技术扩展阅读:
锅炉使用的注意事项:
1、电锅炉首要是用电,其用电部件为排风机和循环水泵,壁挂炉的额定耗电量一般为100~200W之间,不一样的商品其排风机和循环水泵不一样,使得其耗电量有不一样。
2、由于电锅炉是选用热水循环,水一旦加热会发生水垢,水垢的增多会使得采暖功率的下降,在采暖时需要保证悉数系统密闭性出色,在初度灌水时会发生微量的水垢,其对于悉数采暖系统的影响是弱小的。
8. 供暖锅炉的特点
1、燃煤供暖锅炉的设计、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、燃煤供暖锅炉广泛适用于工厂、宾馆、医院、办公楼、学校、洗浴中心、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。