服務(wù)熱線:
鍋”指的是工質(zhì)流經(jīng)的各個(gè)受熱面,一般包括省煤器、水冷壁、過(guò)熱器及再熱器等以及通流分離器件如聯(lián)箱、汽包(汽水分離器)等。
“爐”一般指的是燃料的燃燒場(chǎng)所以及煙氣通道,如爐膛、水平煙道及尾部煙道等。
一、循環(huán)方式分類:
鍋爐按照循環(huán)方式可分為自然循環(huán)鍋爐、控制循環(huán)鍋爐和直流鍋爐。
1.自然循環(huán)鍋爐
給水經(jīng)給水泵升壓后進(jìn)入省煤器,受熱后進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)。蒸發(fā)系統(tǒng)包括汽包、不受熱的下降管、受熱的水冷壁以及相應(yīng)的聯(lián)箱等。當(dāng)給水在水冷壁中受熱時(shí),部分水會(huì)變?yōu)檎羝?,所以水冷壁中的工質(zhì)為汽水混合物,而在不受熱的下降管中工質(zhì)則全部為水。
由于水的密度要大于汽水混合物的密度,所以在下降管和水冷壁之間就會(huì)產(chǎn)生壓力差,在這種壓力差的推動(dòng)下,給水和汽水混合物在蒸發(fā)系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)。這種循環(huán)流動(dòng)是由于水冷壁的受熱而形成,沒(méi)有借助其他的能量消耗,所以稱為自然循環(huán)。
在自然循環(huán)中,每千克水每循環(huán)一次只有一部分轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝蛘哒f(shuō)每千克水要循環(huán)幾次才能完全汽化,循環(huán)水量大于生成的蒸汽量。單位時(shí)間內(nèi)的循環(huán)水量同生成蒸汽量之比稱為循環(huán)倍率。自然循環(huán)鍋爐的循環(huán)倍率約為4~30。
2.控制循環(huán)鍋爐
在循環(huán)回路中加裝循環(huán)水泵,就可以增加工質(zhì)的流動(dòng)推動(dòng)力,形成控制循環(huán)鍋爐。
在控制循環(huán)鍋爐中,循環(huán)流動(dòng)壓頭要比自然循環(huán)時(shí)增強(qiáng)很多,可以比較自由地布置水冷壁蒸發(fā)面,蒸發(fā)面可以垂直布置也可以水平布置,其中的汽水混合物即可以向上也可以向下流動(dòng),所以可以更好地適應(yīng)鍋爐結(jié)構(gòu)的要求。
控制循環(huán)鍋爐的循環(huán)倍率約為3~10。
自然循環(huán)鍋爐和控制循環(huán)鍋爐的共同特點(diǎn)是都有汽包。汽包將省煤器、蒸發(fā)部分和過(guò)熱器分隔開(kāi),并使蒸發(fā)部分形成密閉的循環(huán)回路。汽包內(nèi)的大容積能保證汽和水的良好分離。但是汽包鍋爐只適用于臨界壓力以下的鍋爐。
3.直流鍋爐
直流鍋爐沒(méi)有汽包,工質(zhì)一次通過(guò)蒸發(fā)部分,即循環(huán)倍率為1。
直流鍋爐的另一特點(diǎn)是在省煤器、蒸發(fā)部分和過(guò)熱器之間沒(méi)有固定不變的分界點(diǎn),水在受熱蒸發(fā)面中全部轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?,沿工質(zhì)整個(gè)行程的流動(dòng)阻力均由給水泵來(lái)克服。
如果在直流鍋爐的啟動(dòng)回路中加入循環(huán)泵,則可以形成復(fù)合循環(huán)鍋爐。即在低負(fù)荷或者本生負(fù)荷以下運(yùn)行時(shí),由于經(jīng)過(guò)蒸發(fā)面的工質(zhì)不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?,所以在鍋爐的汽水分離器中會(huì)有飽和水分離出來(lái),分離出來(lái)的水經(jīng)過(guò)循環(huán)泵再輸送至省煤器的入口,這時(shí)流經(jīng)蒸發(fā)部分的工質(zhì)流量超過(guò)流出的蒸汽量,即循環(huán)倍率大于1。
當(dāng)鍋爐負(fù)荷超過(guò)本生點(diǎn)以上或在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí),由蒸發(fā)部分出來(lái)的是微過(guò)熱蒸汽,這時(shí)循環(huán)泵停運(yùn),鍋爐按照純直流方式工作。
二、蒸汽參數(shù)分類
?低壓鍋爐
出口蒸汽壓力≤2.45MPa
?中壓鍋爐
出口蒸汽壓力2.94~4.90MPa
?高壓鍋爐
出口蒸汽壓力7.8~10.8MPa
?超高壓鍋爐
出口蒸汽壓力11.8~14.7MPa
?亞臨界壓力鍋爐
出口蒸汽壓力15.7~19.6MPa
?超臨界壓力鍋爐
出口蒸汽壓力>22.1MPa
?超超臨界壓力鍋爐
出口蒸汽壓力>27MPa
三、燃燒方式分類
鍋爐按燃燒方式可分為層式燃燒鍋爐、懸浮燃燒鍋爐、旋風(fēng)燃燒鍋爐和循環(huán)流化床鍋爐。其中懸浮燃燒鍋爐常見(jiàn)的火焰型式有切向、墻式及對(duì)沖、U型、W型等數(shù)種。
1.切向燃燒
切向燃燒是煤粉氣流從布置在爐膛四角(六角,八角)的直流式燃燒器引入爐膛進(jìn)行燃燒的方式。
一般一、二次風(fēng)口常為間隔布置,各風(fēng)口的幾何中心線都分別與中央的一個(gè)或幾個(gè)假想圓相切。
切向燃燒的特點(diǎn)是靠各角來(lái)的風(fēng)粉混合物協(xié)同動(dòng)作,在爐內(nèi)形成一個(gè)強(qiáng)旋流火球燃燒。
煤粉的著火和切向燃燒方式要求爐膛截面接近正方形,這時(shí)會(huì)和尾部豎井中的煙氣速度的選擇發(fā)生矛盾。
煤粉著火和燃燒穩(wěn)定性是靠點(diǎn)火三角區(qū)和上游鄰角過(guò)來(lái)的高溫火焰的對(duì)流傳熱支持。
火焰的形狀不僅與燃燒器布置、參數(shù)有關(guān),還與爐膛形狀及假想切圓直徑有關(guān)。
假想切圓直徑大,有利于著火穩(wěn)定性,但容易使煤粉氣流刷墻造成爐壁結(jié)渣;切圓直徑小,有助于減輕結(jié)渣,但鄰角點(diǎn)燃作用延遲。
切向燃燒爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)的火炬有利于煤粉的燃盡;但是爐膛出口的殘余旋流易引起煙溫偏差、流量偏差,對(duì)過(guò)熱器、再熱器管工作不利。
2.對(duì)沖燃燒方式
將一定數(shù)量的旋流燃燒器布置在兩面相對(duì)的爐墻上,形成對(duì)沖火焰的燃燒方式。
旋流式燃燒器主要靠自身形成的回流卷吸燃燒室內(nèi)高溫?zé)煔鈦?lái)加熱點(diǎn)燃煤粉,因此形成基本獨(dú)立的火炬。
對(duì)沖布置的火炬在燃燒室中心相遇對(duì)沖,然后轉(zhuǎn)彎向上。
與燃燒器前墻布置相比,前后墻對(duì)沖布置時(shí),爐內(nèi)火焰充滿情況較好,火焰在爐膛中部對(duì)沖,有利于增強(qiáng)擾動(dòng)。
旋流式燃燒器前后墻對(duì)沖布置和直流式燃燒器切向布置相比,其主要優(yōu)點(diǎn)是上部爐膛寬度方向上的煙氣溫度和速度分布比較均勻,使過(guò)熱蒸汽溫度偏差較小,并可降低整個(gè)過(guò)熱器和再熱器的金屬最高點(diǎn)溫度。
另外,墻式對(duì)沖燃燒方式以煙氣擋板改變流經(jīng)低溫過(guò)熱器及低溫再熱器的煙氣量,從而調(diào)節(jié)再熱汽溫度。這種調(diào)節(jié)方式較四角燃燒爐多以擺動(dòng)燃燒器在垂直方向角度的方式要有效,運(yùn)行中再熱器可不投減溫水,使循環(huán)熱效率不會(huì)因噴入減溫水而降低。
近幾年投運(yùn)的墻式燃燒大型鍋爐燃用神府東勝等煤時(shí)出現(xiàn)了結(jié)渣問(wèn)題,其中爐膛容積最大的鍋爐防渣性能較差,說(shuō)明并非僅強(qiáng)調(diào)較低的容積及截面熱負(fù)荷即可有效緩解爐內(nèi)結(jié)渣。
旋流燃燒器的類型、結(jié)構(gòu),燃燒器的布置可能起著相當(dāng)重要作用。
因此,對(duì)對(duì)沖燃燒方式,旋流燃燒器的選型是重要的,同時(shí)還要控制單支燃燒器的功率,以及燃燒器區(qū)壁面熱負(fù)荷。
3.W型火焰燃燒方式
將直流或弱旋流式燃燒器布置在燃燒室前后墻爐拱上,使火焰開(kāi)始向下,再折回向上,在爐內(nèi)形成W狀火焰的燃燒方式。
W型火焰燃燒方式由于爐膛溫度水平高,NOx生成量高。為了提高著火穩(wěn)定性,減少NOx生成量,新設(shè)計(jì)的鍋爐常將部分二次風(fēng)分別由前后墻引入,并用垂直下行一、二次風(fēng)動(dòng)量與近似水平對(duì)沖的部分二次風(fēng)和(或)三次風(fēng)的動(dòng)量比來(lái)調(diào)節(jié)W火焰的形狀。
根據(jù)燃用煤質(zhì)的不同,W形火焰燃燒室四周敷設(shè)適量的衛(wèi)燃帶,用以提高火焰溫度和燃盡度。
W型火焰燃燒方式相對(duì)于前幾種燃燒方式而言,下?tīng)t膛的截面積偏大,且四周敷設(shè)衛(wèi)燃帶,可使煤粉火焰具有較高溫度,而又不易沖墻,減少結(jié)渣的危險(xiǎn);但是,由于爐膛截面積大,形狀復(fù)雜,鍋爐本體造價(jià)大致要增加15%-25%。
另外,形成和控制W型火焰使充滿整個(gè)爐膛,要求成熟的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和較高的運(yùn)行水平。
W型火焰燃燒方式對(duì)難燃的貧煤及無(wú)煙煤在燃燒穩(wěn)定性上優(yōu)于四角和墻式燃燒方式。
四、其他分類
1.燃料
鍋爐按使用燃料可分為燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃?xì)忮仩t及燃用其他燃料(如油頁(yè)巖、垃圾、沼氣等)鍋爐。
2.排渣方式
鍋爐按照排渣方式可分為固態(tài)排渣和液態(tài)排渣兩種。固態(tài)排渣是指爐膛下部排出的灰渣呈灼熱的固態(tài),落入排渣裝置經(jīng)冷卻水?;笈懦觥R簯B(tài)排渣指爐膛內(nèi)的灰渣以熔融狀態(tài)從爐膛底部排出。
上世紀(jì)50年代、60年代為強(qiáng)化燃燒和解決燃用低揮發(fā)分低灰熔點(diǎn)燃煤的困難,液態(tài)排渣爐發(fā)展較快。
但因燃燒溫度高、排出NOX較多對(duì)環(huán)境保護(hù)不利、對(duì)煤種變化敏感、運(yùn)行可靠性易受影響等因素限制,現(xiàn)在發(fā)展基本停滯,大部分鍋爐采用固態(tài)排渣方式。
3.通風(fēng)方式
鍋爐按通風(fēng)方式可分為平衡通風(fēng)鍋爐、微正壓鍋爐(2~4kPa)和增壓鍋爐。
所謂平衡通風(fēng)鍋爐指的是進(jìn)入鍋爐的供風(fēng)由風(fēng)機(jī)提供,燃燒后的煙氣經(jīng)風(fēng)機(jī)抽吸出去,爐膛燃燒室呈負(fù)壓狀態(tài)(-50~-200Pa),現(xiàn)在大型電站鍋爐基本都采用平衡通風(fēng)方式。微正壓鍋爐爐殼密封要求高,多用于燃油、燃?xì)忮仩t。增壓鍋爐爐內(nèi)煙氣壓力高達(dá)1~1.5MPa,多用于燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)鍋爐。