鍋爐設(shè)備管理之二燃燒設(shè)備管理

鍋爐管理及節(jié)能減排新技術(shù)高級(jí)培訓(xùn)班主講：王和平設(shè)備技術(shù)管理培訓(xùn)中心1當(dāng)前第1頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期三\12點(diǎn)2Part1.國(guó)家對(duì)鍋爐管理相關(guān)法律法規(guī)Part2.鍋爐的現(xiàn)狀分析

Part3.鍋爐設(shè)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(yàn)和試驗(yàn)Part7.鍋爐四新技術(shù)

Part8.鍋爐個(gè)性技術(shù)目錄當(dāng)前第2頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期三\12點(diǎn)3Part3.鍋爐設(shè)備管理

2.鍋爐設(shè)備管理（1）受熱面設(shè)備管理（2）燃燒設(shè)備管理（4）輔助設(shè)備管理（3）環(huán)保設(shè)備管理當(dāng)前第3頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期三\12點(diǎn)當(dāng)前第4頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期三\12點(diǎn)鍋爐的燃燒設(shè)備燃料的燃燒過(guò)程（1）煤的燃燒過(guò)程燃燒的準(zhǔn)備階段燃料的燃燒階段燃盡階段三個(gè)階段雖有先有后，但不是截然分開(kāi)的。根據(jù)燃煤的特性、燃燒方式及燃燒設(shè)備的不同，燃燒的各個(gè)階段?；ハ嘤绊懞突ハ嘀丿B交叉進(jìn)行。（2）液體燃料和氣體燃料的燃燒過(guò)程油滴的燃燒過(guò)程：蒸發(fā)、擴(kuò)散、燃燒。燃油在爐膛內(nèi)燃燒的過(guò)程：油的霧化過(guò)程油滴的蒸發(fā)和熱分解過(guò)程當(dāng)前第5頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期三\12點(diǎn)油氣與空氣混合過(guò)程可燃?xì)怏w混合物的著火與燃燒過(guò)程氣體燃料的燃燒非常容易、簡(jiǎn)單，只有與空氣和混合和燃燒兩個(gè)過(guò)程。（3）燃燒設(shè)備的分類燃燒設(shè)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(jìn)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(fù)推動(dòng)爐排爐及振動(dòng)爐排爐等。懸燃爐燃料在燃燒空間內(nèi)呈懸浮狀態(tài)進(jìn)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?xì)鉅t。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(jìn)行燃燒。當(dāng)前第6頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期三\12點(diǎn)爐膛爐膛又稱燃燒室，它是供燃料燃燒的場(chǎng)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(gè)由爐墻圍起來(lái)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(fēng)裝置構(gòu)成的燃燒空間。（1）爐膛容積熱強(qiáng)度爐膛容積熱強(qiáng)度是指單位爐膛容積、單位時(shí)間內(nèi)燃料燃燒所放出的熱量。即：（2）爐排面積熱強(qiáng)度爐排面積熱強(qiáng)度是指單位爐排面積上、在單位時(shí)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(qiáng)烈程度通常采用爐膛容積熱強(qiáng)度和爐排面積熱強(qiáng)度來(lái)表示，這是鍋爐設(shè)計(jì)與運(yùn)行的重要熱力特性參數(shù)。當(dāng)前第7頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期三\12點(diǎn)手燒爐手燒爐是最簡(jiǎn)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(diǎn)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(guò)爐排進(jìn)入爐內(nèi)。燃盡的大塊灰渣定期由爐門鉤出，而較細(xì)的漏煤和灰渣落入灰坑，再?gòu)幕议T扒出。手燒爐具有“雙面引火”的著火條件，使得其煤種適應(yīng)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(diǎn)，在對(duì)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(shè)備。雙層爐排爐的煤層阻力較大，一般需要引風(fēng)機(jī)來(lái)增強(qiáng)爐內(nèi)的煙氣流通。如果采用自然通風(fēng)，則要求減小爐排面積熱負(fù)荷和增加煙囪高度。當(dāng)前第8頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期三\12點(diǎn)

鏈條爐排爐鏈條爐排爐是一種結(jié)構(gòu)比較完善的機(jī)械化層燃爐。它是靠移動(dòng)的鏈條爐排來(lái)完成連續(xù)給煤和出灰的燃燒設(shè)備，簡(jiǎn)稱鏈條爐。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的工業(yè)鍋爐中，鏈條爐的最大容量可達(dá)65t/h。（1）鏈條爐的結(jié)構(gòu)鏈條爐主要由主動(dòng)鏈輪、鏈條爐排、煤斗、煤閘門、前后拱、防焦箱、分區(qū)送風(fēng)倉(cāng)、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(jì)的運(yùn)行，無(wú)論哪一種形式的鏈條爐排，都還應(yīng)有以下裝置：擋渣設(shè)備、爐排密封裝置。（3）鏈條爐的燃燒過(guò)程鏈條爐中煤的燃燒過(guò)程是沿著爐排長(zhǎng)度由前往后分階段進(jìn)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(dòng)，整個(gè)燃燒過(guò)程燃煤沒(méi)有擾動(dòng)。因此，鏈條爐對(duì)燃煤是有選擇的，對(duì)煤質(zhì)的變化較為敏感，直接影響鍋爐的運(yùn)行和出力。當(dāng)前第9頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期三\12點(diǎn)

往復(fù)推動(dòng)爐排爐往復(fù)推動(dòng)爐排爐是利用爐排的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械給煤、排渣的燃燒設(shè)備。按爐排布置可分為傾斜式往復(fù)推動(dòng)爐排爐和水平往復(fù)推動(dòng)爐排爐。傾斜式往復(fù)推動(dòng)爐排爐的整個(gè)爐排由相間布置的固定和可動(dòng)爐排片組成。其缺點(diǎn)是爐體較高，增加了鍋爐房的高度。水平往復(fù)推動(dòng)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(fù)推動(dòng)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(yīng)配置拱和二次風(fēng)。煤在爐排上的燃燒過(guò)程也是沿長(zhǎng)度分布的。因此，爐排也才采用分區(qū)送風(fēng)。往復(fù)推動(dòng)爐排爐還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(diǎn)。其最大的缺點(diǎn)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(fù)爐排爐尤應(yīng)注意。因此，往復(fù)推動(dòng)爐排爐不宜燃用優(yōu)質(zhì)煤。目前我國(guó)生產(chǎn)的往復(fù)推動(dòng)爐排爐容量躲在6t/h以下。當(dāng)前第10頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期三\12點(diǎn)

拋煤機(jī)爐將拋煤機(jī)和翻轉(zhuǎn)爐排或鏈條爐排配合起來(lái)使用的燃燒設(shè)備稱為拋煤機(jī)爐。配備翻轉(zhuǎn)爐排的拋煤機(jī)主要用6～10t/h鍋爐，這類鍋爐50年代在我國(guó)使用的很多，現(xiàn)在已逐步被淘汰。拋煤機(jī)按拋煤方式可分為：機(jī)械拋煤、風(fēng)力拋煤、風(fēng)力機(jī)械拋煤。機(jī)械拋煤機(jī)是利用旋轉(zhuǎn)的葉輪將煤拋撒到爐膛中；風(fēng)力拋煤機(jī)是利用空氣流（風(fēng)力）將煤吹撒到爐膛中；而風(fēng)力機(jī)械拋煤機(jī)是通過(guò)機(jī)械拋撒和風(fēng)力吹撒結(jié)合在一起將煤拋進(jìn)爐膛內(nèi)。風(fēng)力拋煤機(jī)由電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)偏心輪、曲柄連桿機(jī)構(gòu)和搖桿使給煤板做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而把從煤斗下來(lái)的煤推給轉(zhuǎn)子，經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)的鋼制葉片拋出。

煤粉爐煤粉爐是將煤在磨煤機(jī)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(shè)備。煤粉爐能適應(yīng)多種煤質(zhì)，并且燃燒也較完全，鍋爐熱效率達(dá)90％以上，我國(guó)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(fù)雜的制粉系統(tǒng)，運(yùn)行耗電較大。此外，煤粉燃燒不穩(wěn)定，排煙的當(dāng)前第11頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期三\12點(diǎn)

粉塵濃度大，污染嚴(yán)重。使得煤粉爐的應(yīng)用受到一定限制。煤粉爐除爐膛外，主要包括磨煤機(jī)、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(jiǎn)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(gè)錐形的渣斗。煤粉燃燒后分離下來(lái)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?zé)煔馔ㄟ^(guò)防渣管由此流出爐膛。磨煤機(jī)磨煤機(jī)是將煤塊粉碎而獲得煤粉的設(shè)備。目前在小型工業(yè)鍋爐中常用的是風(fēng)扇式和錘擊式高速磨煤機(jī)。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。當(dāng)前第12頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期三\12點(diǎn)沸騰爐在層燃爐中，煤鋪在爐排上，一定流速的空氣穿過(guò)煤層同煤一起進(jìn)行燃燒。由于風(fēng)速較小，煤層固定在爐排上不動(dòng)，這種燃燒稱為“固定床”燃燒。當(dāng)通過(guò)煤層的風(fēng)速達(dá)到一定程度，空氣流向上的吹力超過(guò)煤粒的重力，煤粒就被吹起，進(jìn)行漂浮運(yùn)動(dòng)，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(fēng)速相對(duì)減小。當(dāng)風(fēng)速向上的吹力等于煤粒重力時(shí)，煤粒即被托住，在浮動(dòng)的煤層中不停地翻動(dòng)。燃料在這種情況下的燃燒稱為沸騰燃燒，其燃燒設(shè)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(dòng)性的狀態(tài)，稱為流化態(tài)，簡(jiǎn)稱流化。將這一概念運(yùn)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(fēng)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(jiǎn)單，煤種適應(yīng)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。當(dāng)前第13頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期三\12點(diǎn)

燃油、燃?xì)忮仩t燃油鍋爐燃用液體燃料，燃?xì)忮仩t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(shè)置復(fù)雜龐大的破碎、輸送燃煤設(shè)施和燃燒及除塵設(shè)備。燃油、燃?xì)忮仩t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(guó)內(nèi)節(jié)省用地和能源、減少建設(shè)投資和環(huán)保的需要。對(duì)環(huán)保要求高，禁止使用燃煤鍋爐的城市，民用建筑采暖應(yīng)用燃油、燃?xì)忮仩t非常普遍。（1）燃油鍋爐燃油的燃燒是在氣態(tài)下進(jìn)行的。燃油在爐內(nèi)受熱首先氣化為油氣，爾后遇氧開(kāi)始著火燃燒。為了強(qiáng)化燃油的氣化過(guò)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(guān)。影響燃油完全燃燒的另一個(gè)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(guān)鍵設(shè)備。主要由油噴嘴和調(diào)風(fēng)器兩部分組成。油噴嘴當(dāng)前第14頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期三\12點(diǎn)

常用的油噴嘴有機(jī)械霧化噴嘴、蒸汽霧化噴嘴和低壓空氣霧化噴嘴。調(diào)風(fēng)器調(diào)風(fēng)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(shí)、火焰穩(wěn)定、燃燒完全。調(diào)風(fēng)器按出口氣流流動(dòng)地方式分為平流式和旋流式兩種。（2）燃?xì)忮仩t氣體燃料是一種比較清潔的燃料，主要有城市燃?xì)?、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(jì)，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(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)要求的提高，以及氣體燃料的開(kāi)發(fā)和利用，燃?xì)忮仩t的使用將會(huì)日益增多。（3）燃油、燃?xì)忮仩t的安全與防爆燃油經(jīng)霧化產(chǎn)生的油霧以及燃?xì)馀c空氣混合達(dá)到一定濃度，均能形成易燃易爆性混合氣體。因此，燃油、燃?xì)忮仩t的安全與防爆問(wèn)題要引起足夠的重視。燃油、燃?xì)忮仩t設(shè)有點(diǎn)火程序控制、熄火保護(hù)、燃燒自動(dòng)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(yīng)在爐膛和煙道的適當(dāng)位置設(shè)置防爆門。當(dāng)前第15頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期三\12點(diǎn)

鍋爐房除灰渣系統(tǒng)及設(shè)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(lái)裝卸和輸送。灰渣應(yīng)先澆水冷卻之后才能從鍋爐房向外運(yùn)。由于人工除灰渣勞動(dòng)強(qiáng)度大、衛(wèi)生條件差，常用于小容量鍋爐房。（2）機(jī)械除灰渣系統(tǒng)鍋爐房常用的幾種機(jī)械除灰渣設(shè)備有：重型框鏈除渣機(jī)、螺旋除渣機(jī)、馬丁碎渣機(jī)、圓盤除渣機(jī)。（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(xì)灰沖走，送至渣池的運(yùn)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(yùn)輸及基建投資等方面因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。除灰渣系統(tǒng)的灰渣量可按下式計(jì)算：當(dāng)前第16頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期三\12點(diǎn)

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(shè)有貯油罐（箱）、油泵、加熱器、過(guò)濾器、燃燒器、燃油管道、閥門、儀表，若采用氣動(dòng)閥門，還應(yīng)有空氣壓縮機(jī)、壓縮空氣貯罐等。燃油一般用火車或汽車運(yùn)到鍋爐房，自流或用泵卸入油庫(kù)的貯油罐。燃油經(jīng)輸油泵送入鍋爐房?jī)?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(shí)，宜采用雙母管?；赜凸艿缿?yīng)采用單母管。采用