鍋爐設備管理之二燃燒設備管理

鍋爐管理及節(jié)能減排新技術(shù)高級培訓班主講：王和平設備技術(shù)管理培訓中心1目前一頁\總數(shù)十八頁\編于十點2Part1.國家對鍋爐管理相關法律法規(guī)Part2.鍋爐的現(xiàn)狀分析

Part3.鍋爐設備管理Part4.鍋爐安全管理

Part5.鍋爐的節(jié)能和減排Part6.鍋爐檢驗和試驗Part7.鍋爐四新技術(shù)

Part8.鍋爐個性技術(shù)目錄目前二頁\總數(shù)十八頁\編于十點3Part3.鍋爐設備管理

2.鍋爐設備管理（1）受熱面設備管理（2）燃燒設備管理（4）輔助設備管理（3）環(huán)保設備管理目前三頁\總數(shù)十八頁\編于十點目前四頁\總數(shù)十八頁\編于十點鍋爐的燃燒設備燃料的燃燒過程（1）煤的燃燒過程燃燒的準備階段燃料的燃燒階段燃盡階段三個階段雖有先有后，但不是截然分開的。根據(jù)燃煤的特性、燃燒方式及燃燒設備的不同，燃燒的各個階段?；ハ嘤绊懞突ハ嘀丿B交叉進行。（2）液體燃料和氣體燃料的燃燒過程油滴的燃燒過程：蒸發(fā)、擴散、燃燒。燃油在爐膛內(nèi)燃燒的過程：油的霧化過程油滴的蒸發(fā)和熱分解過程目前五頁\總數(shù)十八頁\編于十點油氣與空氣混合過程可燃氣體混合物的著火與燃燒過程氣體燃料的燃燒非常容易、簡單，只有與空氣和混合和燃燒兩個過程。（3）燃燒設備的分類燃燒設備一般按燃料在爐內(nèi)燃燒方式的不同，分為層燃爐、懸燃爐和沸騰爐三類。層燃爐燃料在爐排上鋪成層狀進行燃燒的鍋爐。層燃爐在供熱鍋爐中用得最為廣泛。常用的層燃爐有火上加煤的固定爐排爐、火前給煤的鏈條爐排爐、往復推動爐排爐及振動爐排爐等。懸燃爐燃料在燃燒空間內(nèi)呈懸浮狀態(tài)進行燃燒的鍋爐，又稱室燃爐。懸燃爐有燃用煤粉的煤粉爐，燃用液體燃料的燃油爐和燃用氣體燃料的燃氣爐。沸騰爐一定粒徑的煤在燃燒室內(nèi)被自下而上送入的空氣流托起，并上下翻滾進行燃燒。目前六頁\總數(shù)十八頁\編于十點爐膛爐膛又稱燃燒室，它是供燃料燃燒的場所。層燃爐的爐膛由爐墻、爐拱及爐排組成；懸燃爐的爐膛是一個由爐墻圍起來供燃料燃燒的立體空間；而沸騰爐的爐膛則是由爐墻和布風裝置構(gòu)成的燃燒空間。（1）爐膛容積熱強度爐膛容積熱強度是指單位爐膛容積、單位時間內(nèi)燃料燃燒所放出的熱量。即：（2）爐排面積熱強度爐排面積熱強度是指單位爐排面積上、在單位時間內(nèi)燃料燃燒所放出的熱量。即：燃料在爐膛內(nèi)燃燒的強烈程度通常采用爐膛容積熱強度和爐排面積熱強度來表示，這是鍋爐設計與運行的重要熱力特性參數(shù)。目前七頁\總數(shù)十八頁\編于十點手燒爐手燒爐是最簡單的一種層燃爐。它的加煤、撥火和除灰渣等操作均由人工完成。因此，爐膛的深度和寬度都受到操作的限制，不能太大，鍋爐的容量則均在1t/h以下。鍋爐在生火點燃燃料后，新燃料由人力經(jīng)爐門鋪撒在爐排上燃燒。燃燒所需的空氣經(jīng)灰坑穿過爐排進入爐內(nèi)。燃盡的大塊灰渣定期由爐門鉤出，而較細的漏煤和灰渣落入灰坑，再從灰門扒出。手燒爐具有“雙面引火”的著火條件，使得其煤種適應性廣，可以燃用各種固體燃料。爐排常用鑄鐵制造，有板狀爐排和條狀爐排兩種。為了改善手燒爐得燃燒，克服冒黑煙得缺點，在對手燒爐技術(shù)的改造中，發(fā)展形成了具有雙層爐排的燃燒設備。雙層爐排爐的煤層阻力較大，一般需要引風機來增強爐內(nèi)的煙氣流通。如果采用自然通風，則要求減小爐排面積熱負荷和增加煙囪高度。目前八頁\總數(shù)十八頁\編于十點

鏈條爐排爐鏈條爐排爐是一種結(jié)構(gòu)比較完善的機械化層燃爐。它是靠移動的鏈條爐排來完成連續(xù)給煤和出灰的燃燒設備，簡稱鏈條爐。目前國內(nèi)生產(chǎn)的工業(yè)鍋爐中，鏈條爐的最大容量可達65t/h。（1）鏈條爐的結(jié)構(gòu)鏈條爐主要由主動鏈輪、鏈條爐排、煤斗、煤閘門、前后拱、防焦箱、分區(qū)送風倉、老鷹鐵、落渣口、灰斗等部分組成。（2）鏈條爐排的種類和結(jié)構(gòu)工業(yè)鍋爐常用的鏈條爐排有：鱗片式、鏈帶式和橫梁式。鏈帶式爐排（也稱輕型爐排）一般只用在10t/h以下的鍋爐中；鱗片式爐排用在容量較大的10～35t/h鍋爐中；橫梁式爐排常用在大型鍋爐中。為了確保鏈條爐安全、經(jīng)濟的運行，無論哪一種形式的鏈條爐排，都還應有以下裝置：擋渣設備、爐排密封裝置。（3）鏈條爐的燃燒過程鏈條爐中煤的燃燒過程是沿著爐排長度由前往后分階段進行的。鏈條爐屬于“單面引火”，著火條件較差。燃煤隨著爐排一同移動，整個燃燒過程燃煤沒有擾動。因此，鏈條爐對燃煤是有選擇的，對煤質(zhì)的變化較為敏感，直接影響鍋爐的運行和出力。目前九頁\總數(shù)十八頁\編于十點

往復推動爐排爐往復推動爐排爐是利用爐排的往復運動來實現(xiàn)機械給煤、排渣的燃燒設備。按爐排布置可分為傾斜式往復推動爐排爐和水平往復推動爐排爐。傾斜式往復推動爐排爐的整個爐排由相間布置的固定和可動爐排片組成。其缺點是爐體較高，增加了鍋爐房的高度。水平往復推動爐排的結(jié)構(gòu)與傾斜式的相同。但其框架是水平的，爐排片略往上翹。往復推動爐排爐的燃燒特性基本上和鏈條爐相同，即著火性能差，爐內(nèi)應配置拱和二次風。煤在爐排上的燃燒過程也是沿長度分布的。因此，爐排也才采用分區(qū)送風。往復推動爐排爐還具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、金屬耗量小、耗電量少及消煙除塵效果較好等優(yōu)點。其最大的缺點是爐排冷卻性能較差，主燃燒區(qū)爐排因溫度高容易燒壞，水平往復爐排爐尤應注意。因此，往復推動爐排爐不宜燃用優(yōu)質(zhì)煤。目前我國生產(chǎn)的往復推動爐排爐容量躲在6t/h以下。目前十頁\總數(shù)十八頁\編于十點

拋煤機爐將拋煤機和翻轉(zhuǎn)爐排或鏈條爐排配合起來使用的燃燒設備稱為拋煤機爐。配備翻轉(zhuǎn)爐排的拋煤機主要用6～10t/h鍋爐，這類鍋爐50年代在我國使用的很多，現(xiàn)在已逐步被淘汰。拋煤機按拋煤方式可分為：機械拋煤、風力拋煤、風力機械拋煤。機械拋煤機是利用旋轉(zhuǎn)的葉輪將煤拋撒到爐膛中；風力拋煤機是利用空氣流（風力）將煤吹撒到爐膛中；而風力機械拋煤機是通過機械拋撒和風力吹撒結(jié)合在一起將煤拋進爐膛內(nèi)。風力拋煤機由電動機通過減速機構(gòu)驅(qū)動，通過偏心輪、曲柄連桿機構(gòu)和搖桿使給煤板做往復運動，從而把從煤斗下來的煤推給轉(zhuǎn)子，經(jīng)轉(zhuǎn)動的鋼制葉片拋出。

煤粉爐煤粉爐是將煤在磨煤機中制成煤粉，然后用空氣將煤粉噴入爐膛內(nèi)，呈懸浮狀態(tài)燃燒的燃燒設備。煤粉爐能適應多種煤質(zhì)，并且燃燒也較完全，鍋爐熱效率達90％以上，我國電站鍋爐幾乎都采用這種燃燒方式。但這種鍋爐需要配備一套復雜的制粉系統(tǒng)，運行耗電較大。此外，煤粉燃燒不穩(wěn)定，排煙的目前十一頁\總數(shù)十八頁\編于十點

粉塵濃度大，污染嚴重。使得煤粉爐的應用受到一定限制。煤粉爐除爐膛外，主要包括磨煤機、噴燃器兩大部分。爐膛一般工業(yè)鍋爐采用固態(tài)排渣的煤粉爐。其爐膛結(jié)構(gòu)很簡單，爐墻內(nèi)壁四周布滿水冷壁。下部是由前、后墻水冷壁管傾斜形成一個錐形的渣斗。煤粉燃燒后分離下來的高溫爐渣冷卻后從渣斗排出。爐膛后墻的上方為爐膛出口，燃燒后的高溫煙氣通過防渣管由此流出爐膛。磨煤機磨煤機是將煤塊粉碎而獲得煤粉的設備。目前在小型工業(yè)鍋爐中常用的是風扇式和錘擊式高速磨煤機。燃燒器燃燒器是煤粉爐的重要部件。燃燒工況組織的如何，首先取決于燃燒器及其布置。燃燒器的作用是將煤粉和空氣噴入爐膛中燃燒。在小型煤粉爐中常采用蝸殼旋流煤粉燃燒器或軸向可調(diào)葉片式旋流燃燒器。目前十二頁\總數(shù)十八頁\編于十點沸騰爐在層燃爐中，煤鋪在爐排上，一定流速的空氣穿過煤層同煤一起進行燃燒。由于風速較小，煤層固定在爐排上不動，這種燃燒稱為“固定床”燃燒。當通過煤層的風速達到一定程度，空氣流向上的吹力超過煤粒的重力，煤粒就被吹起，進行漂浮運動，于是煤層體積逐漸增大。隨著煤層內(nèi)煤粒之間空隙的增大，煤層內(nèi)的風速相對減小。當風速向上的吹力等于煤粒重力時，煤粒即被托住，在浮動的煤層中不停地翻動。燃料在這種情況下的燃燒稱為沸騰燃燒，其燃燒設備稱為沸騰爐。在化工行業(yè)中，將固體粒子和空氣接觸而具有類似流體一樣的流動性的狀態(tài)，稱為流化態(tài)，簡稱流化。將這一概念運用到鍋爐上，沸騰爐又稱作流化床爐。沸騰爐分為采用固定爐排的全沸騰爐和采用鏈條爐排的半沸騰爐。目前鍋內(nèi)采用的是全沸騰爐，半沸騰爐已不再生產(chǎn)。沸騰爐主要由給煤裝置、布風裝置、埋管受熱面、灰渣溢流口及爐膛幾部分組成。沸騰爐結(jié)構(gòu)簡單，煤種適應范圍廣，可燃用劣質(zhì)煤。還可在爐內(nèi)加入石灰石等脫硫劑，降低煙氣中SO2的含量，利于環(huán)保。但沸騰爐由于電耗高、飛灰多，且飛灰中的可燃物含量一般較高，使得該爐型熱效率不高。目前十三頁\總數(shù)十八頁\編于十點

燃油、燃氣鍋爐燃油鍋爐燃用液體燃料，燃氣鍋爐燃用氣體燃料。這兩種鍋爐所用燃料均由燃燒器噴入爐膛內(nèi)燃燒，并且燃料燃燒后不產(chǎn)生灰渣。因此，不需像燃煤鍋爐那樣設置復雜龐大的破碎、輸送燃煤設施和燃燒及除塵設備。燃油、燃氣鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、占地面積小。這些都迎合了目前國內(nèi)節(jié)省用地和能源、減少建設投資和環(huán)保的需要。對環(huán)保要求高，禁止使用燃煤鍋爐的城市，民用建筑采暖應用燃油、燃氣鍋爐非常普遍。（1）燃油鍋爐燃油的燃燒是在氣態(tài)下進行的。燃油在爐內(nèi)受熱首先氣化為油氣，爾后遇氧開始著火燃燒。為了強化燃油的氣化過程，常將燃油霧化成霧狀油滴噴入爐膛。油霧與空氣充分混合后，在爐膛中呈懸浮狀燃燒。燃油霧化裝置稱為油噴嘴。油燃燒得是否完全，主要取決于油霧化質(zhì)量，燃油霧化得越好，即油滴越小，則油和空氣混合得越好，燃燒越完全。燃油霧化得質(zhì)量與油噴嘴的結(jié)構(gòu)和燃油的粒度有關。影響燃油完全燃燒的另一個因素是供給的空氣量及空氣和燃油的混合程度。燃燒器是燃油鍋爐的關鍵設備。主要由油噴嘴和調(diào)風器兩部分組成。油噴嘴目前十四頁\總數(shù)十八頁\編于十點

常用的油噴嘴有機械霧化噴嘴、蒸汽霧化噴嘴和低壓空氣霧化噴嘴。調(diào)風器調(diào)風器不僅起供給空氣的作用，還能形成有利的氣流條件，使油霧與空氣充分地混合，著火及時、火焰穩(wěn)定、燃燒完全。調(diào)風器按出口氣流流動地方式分為平流式和旋流式兩種。（2）燃氣鍋爐氣體燃料是一種比較清潔的燃料，主要有城市燃氣、天然氣。它的灰分、含硫量和含氮量比煤及燃油要低很多。其燃燒所產(chǎn)生的煙氣含塵量極少，煙氣中SOX量可忽略不計，燃燒中轉(zhuǎn)化的NOX也很少，為環(huán)保提供了十分有利的條件。隨著國家對環(huán)境保護要求的提高，以及氣體燃料的開發(fā)和利用，燃氣鍋爐的使用將會日益增多。（3）燃油、燃氣鍋爐的安全與防爆燃油經(jīng)霧化產(chǎn)生的油霧以及燃氣與空氣混合達到一定濃度，均能形成易燃易爆性混合氣體。因此，燃油、燃氣鍋爐的安全與防爆問題要引起足夠的重視。燃油、燃氣鍋爐設有點火程序控制、熄火保護、燃燒自動調(diào)節(jié)等裝置，可防止事故發(fā)生。另外，為了減輕爐膛和煙道發(fā)生爆炸的破壞程度，應在爐膛和煙道的適當位置設置防爆門。目前十五頁\總數(shù)十八頁\編于十點

鍋爐房除灰渣系統(tǒng)及設備（1）人工除灰渣人工除灰渣即鍋爐房的灰渣完全靠人力來裝卸和輸送?；以鼞葷菜鋮s之后才能從鍋爐房向外運。由于人工除灰渣勞動強度大、衛(wèi)生條件差，常用于小容量鍋爐房。（2）機械除灰渣系統(tǒng)鍋爐房常用的幾種機械除灰渣設備有：重型框鏈除渣機、螺旋除渣機、馬丁碎渣機、圓盤除渣機。（3）水力除灰渣系統(tǒng)水力除灰渣是用其有一定壓力的水，將鍋爐落入灰渣溝內(nèi)的碎渣及細灰沖走，送至渣池的運灰渣系統(tǒng)。水力除灰渣系統(tǒng)分為低壓、高壓和混合式除灰渣三種。工業(yè)鍋爐房一般采用低壓水力除灰渣系統(tǒng)。（4）除灰渣方式的選用鍋爐房除灰渣方式的選擇要根據(jù)鍋爐類型、灰渣排出量、灰渣特性、運輸及基建投資等方面因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。除灰渣系統(tǒng)的灰渣量可按下式計算：目前十六頁\總數(shù)十八頁\編于十點

鍋爐房燃油系統(tǒng)鍋爐房燃油系統(tǒng)主要由燃油的接收、貯備和輸配三部分構(gòu)成。燃油系統(tǒng)中設有貯油罐（箱）、油泵、加熱器、過濾器、燃燒器、燃油管道、閥門、儀表，若采用氣動閥門，還應有空氣壓縮機、壓縮空氣貯罐等。燃油一般用火車或汽車運到鍋爐房，自流或用泵卸入油庫的貯油罐。燃油經(jīng)輸油泵送入鍋爐房內(nèi)的日用郵箱，再由供油泵將燃油噴入爐膛內(nèi)燃燒。鍋爐房的供油管道宜采用單母管；常年不間斷供熱時，宜采用雙母管。回油管道應采