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燃煤鍋爐

(燃料為燃煤的鍋爐)

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燃煤鍋爐是指燃料燃燒的煤,煤炭熱量經轉化後,產生蒸汽或者變成熱水,但並不是所有的熱量全部有效轉化,有一部分無功消耗,這樣就存在效率問題,一般大些的鍋爐效率高些,60% ~ 80%之間。
中文名
燃煤鍋爐
外文名
Coal fired boiler
燃    料
分    類
燃煤開水、熱水、蒸汽鍋爐等

燃煤鍋爐簡述

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燃煤鍋爐就是燃料為燃煤的鍋爐,是指經過燃煤在爐膛中燃燒釋放熱量,把熱媒水或其它有機熱載體(如導熱油等)加熱到一定温度(或壓力)的熱能動力設備

燃煤鍋爐分類

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燃煤鍋爐主要是按照用途分類的,它分為燃煤開水鍋爐(供應開水)、燃煤熱水鍋爐(採暖和洗浴)、燃煤蒸汽鍋爐(供應蒸汽)、燃煤導熱油鍋爐(蒸煮和乾燥)等。

燃煤鍋爐原理

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1、卧式燃煤熱水鍋爐在結構上屬單鍋筒縱置式,爐膛左右兩側裝有水牆管,並形成翼形煙道,鍋筒內佈置螺紋煙管,採用漏煤極少的活動爐排,結構合理,熱效率高,大大節約能耗。
2、卧式燃煤常壓蒸汽鍋爐 熱水鍋爐 燃氣鍋爐 燃油鍋爐 燃煤鍋爐節能環保鍋爐,採用單鍋筒縱向佈置的三回程水火管式結構,爐膛兩側密佈光管水冷壁管,設計結構合理緊湊;受熱面積大,煙氣流程長,傳熱效果好,排煙温度低,所以熱效率高,運行成本低,使用更經濟。
3、立式燃煤鍋爐,熱水鍋爐,爐膛採用水冷彎管結構,四周是爐膽,受熱面積大,熱效率高,節能降耗;外殼採用橢圓型封頭爐排採用鑄鐵圓形爐排,經久耐用,使用壽命長。
4、卧式燃煤鍋爐,燃料在爐排上燃燒後,火焰經過矮牆到燃燼室,從燃燼室經兩側翼形煙道到前煙箱,再由煙管管束到後煙室,然後由引風機抽引通過煙囱排入大氣,不僅可防止鍋殼底部受爐膛高温輻射,而且可使高温管板入口煙温下降,加之輔以回水引射,鍋筒底部無死水區,還可以有效防止管板因過冷、沸騰而結垢及爐底凸包,煙氣轉向煙室可起除塵作用,也降低了原始排塵濃度
5、 燃煤鍋爐本體佈置緊湊,佔地面積小,運輸方便,採用快裝出廠,安裝週期短,安裝費用低,用户投入資金少,回收效益快。
6、立式燃煤鍋爐,熱水鍋爐,受熱面積的管子全部是直管,並且有足夠的清污手孔裝置,便於手工機械清理污垢和進行內部檢查。卧式燃煤常壓熱水鍋爐,上部配有足夠大的人孔,人員可以從人孔進入爐體內部,大大方便了檢查和維修鍋爐。 [1] 

燃煤鍋爐產品特點

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燃煤鍋爐熱水鍋爐

1、燃煤熱水鍋爐/燃煤採暖鍋爐/燃煤洗浴鍋爐鍋爐/燃煤浴池鍋爐的設計、製造嚴格按照《小型和常壓熱水鍋爐安全監察規定》和JB/T7985-2002《小型鍋爐和常壓熱水鍋爐技術條件》、《鍋殼鍋爐本體制造技術條件》的要求嚴格執行。
2、鍋爐按照常壓設計,爐體頂部設有通大氣口,鍋爐無壓力運行,燃燒運行安全可靠。常壓熱水鍋爐可以安裝在任何使用的地方,並且不受層次繁多的逐年監檢的程序限制,因而近幾年得到了迅速的發展。
3、立式燃煤常壓熱水鍋爐,主要由鍋殼封頭爐膽、爐膽頂、下封圈、沖天管及橫水管組成。燃燒室佈置在爐膽內,燃料在固定爐排上燃燒,自然通風。煙氣在爐膽內橫向沖刷橫水管,經沖天管、煙囱排入大氣。
4、立式燃煤熱水鍋爐,爐膛採用水冷彎管結構,四周是爐膽,受熱面積大,熱效率高,節能降耗;外殼採用橢圓型封頭,爐排採用鑄鐵圓形爐排,經久耐用,使用壽命長。
5、卧式燃煤熱水鍋爐在結構上屬單鍋筒縱置式。
6、卧式燃煤常壓熱水鍋爐,採用單鍋筒縱向佈置的三回程水火管式結構。爐膛兩側密佈光管水冷壁管,設計結構合理、受熱面積大、煙氣流程長、傳熱效果好、排煙温度低,所以熱效率高、運行成本低、使用更經濟。
7、卧式燃煤鍋爐。
8、立式燃煤常壓熱水鍋爐,受熱面積的管子全部為直管。並有足夠的清污手孔裝置,便於手工機械清理污垢和進行內部檢查。卧式燃煤常壓熱水鍋爐,上部配有大的人孔,人員可以從人孔進入爐體內部。大大方便了檢查和維修鍋爐。
9、鍋爐本體佈置緊湊,佔地面積小,運輸方便,採用快裝出廠,安裝週期短,安裝費用低,用户投入資金少,回收效益快。
10、燃煤熱水鍋爐/燃煤採暖鍋爐/燃煤洗浴鍋爐鍋爐/燃煤浴池鍋爐廣泛適用於工廠、賓館、醫院、辦公樓、學校、洗浴中心、酒店温棚、浴池等企事業單位,滿足使用單位的洗浴、生活熱水及取暖要求。

燃煤鍋爐蒸汽鍋爐

1、鍋爐的設計、製造嚴格按照《蒸汽鍋爐安全監察規程》和《工業鍋爐通用技術條件》、《鍋殼鍋爐本體制造技術條件》的要求嚴格執行。
2、爐體設有壓力錶、安全閥、水位計等儀表閥門,壓力錶顯示鍋爐的壓力情況,用户做到心中有數;安全閥在鍋爐達到一定壓力時自動開啓,泄氣降壓,保證鍋爐運行安全可靠。
3、立式燃煤蒸汽鍋爐,主要由鍋殼封頭爐膽、爐膽頂、下封圈、沖天管及橫水管組成,燃燒室佈置在爐膽內,燃料在固定爐排上燃燒,自然通風,煙氣在爐膽內橫向沖刷橫水管,經沖天管、煙囱排入大氣。
4、卧式燃煤蒸汽鍋爐,採用單鍋筒縱向佈置的三回程水火管式結構,爐膛兩側密佈光管水冷壁管。設計結構合理緊湊;受熱面積大,煙氣流程長,傳熱效果好,排煙温度低,所以熱效率高,運行成本低,使用更經濟。
5、立式燃煤蒸汽鍋爐,受熱面積的管子全部是直管。有足夠的清污手孔裝置,便於手工機械清理污垢和進行內部檢查。卧式燃煤蒸汽鍋爐,上部配有足夠大的人孔,人員可以從人孔進入爐體內部,大大方便了檢查和維修鍋爐。
6、燃煤蒸汽鍋爐隨機配備優質的儀表閥門安全附件,成套設備安全耐用,用户稱心滿意。用户可選配鍋爐軟化水裝置——水處理,加裝水處理,爐膽生垢少,鍋爐安全節能。
7、LSG型(立式)系列燃煤蒸汽鍋爐採用水冷管結構,設計科學合理,加熱升温快,汽水空間大,蒸汽品質好。
8、DZG型(卧式)系列燃煤蒸汽鍋爐採用兩回程水火管混合式結構,鍋爐內佈置一束火管,爐膛左右兩則裝有水牆管,受熱面充裕,熱效率高。手工上煤,自然通風。燃燒穩定充分,生火、升温、升壓快。配有水位計安全閥、壓力錶等多項保護裝置,運行狀態一目瞭然,從根本上消除了用户的後顧之憂,使用安全可靠。
9、DZH型(卧式)系列燃煤蒸汽鍋爐採用三回程水火管混合式結構,鍋爐本體選用螺紋煙管,強化傳熱,節能降耗。配合手燒活動爐排,操作輕鬆、方便。鍋爐整體結構緊湊,外形美觀、方便運 輸、安裝。

燃煤鍋爐導熱油爐

有機熱載體爐導熱油爐)是以煤、油、氣、電為燃料,以導熱油為介質,利用循環油泵強制導熱油在爐內加熱液相循環,經過管網將熱能輸送到用熱設備後,返回導熱油爐的高温、低壓、節能設備。
1、受熱面採用密排圓盤管,受熱面佈置充足,降低管子表面熱負荷熱效率高,使用更安全。
2、燃料在燃燒室內絕熱燃燒,着火更容易,燃燒更充分,提高了鍋爐的熱效率。
3、介質流程合理,導熱油有低進口到高出口,運行中產生的氣體很難在爐內保留,可方便的排除系統。
4、爐頂佈置密排盤管,更好的保護爐頂,避免爐頂燒壞的現象。
5、安裝方便,不用地基,只按上部本體和下部爐排合攏即可,安裝週期短。

燃煤鍋爐鍋爐組成

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燃煤鍋爐主要由煤粉製備系統燃燒器、受熱面、空氣預熱器等主要部分組成。

燃煤鍋爐常用系統

直吹式制粉系統:磨好的煤粉直接全部送入爐膛中燃燒,宜採用中速和高速磨煤機,適用於磨較軟的煙煤褐煤。缺點是磨煤機的出力和煤粉細度鍋爐負荷有關,因而隨着鍋爐負荷的變化需調整磨煤機的運行台數,並且研磨部件容易磨損。中速磨煤機直吹式制粉系統又分為正壓式與負壓式兩種。近代大容量鍋爐多采用正壓系統。
②中間儲倉式制粉系統:特點是磨煤機的出力和煤粉細度鍋爐負荷無關,適於採用可磨製各種硬度煤種的鋼球磨煤機。缺點是設備較直吹式複雜,磨煤機耗電量較大,空載與滿載時耗電量相差不大,故應使其常在滿載下運行。

燃煤鍋爐結構分類

煤粉燃燒器是將煤粉送入爐膛進行燃燒的設備。
旋流式燃燒器:攜帶煤粉的一次風和不帶煤粉的二次風分別用不同管道與燃燒器連接。煤粉與空氣能充分混合並形成迴流區。每台鍋爐可配置4~48只燃燒器。
②直流式燃燒器:噴口成狹窄形,其一、二次風在燃燒器中都不旋轉。煤粉在其中能完全燃燒。
受熱面分蒸發受熱面和過熱受熱面。現代大、中型鍋爐均以水冷壁構成爐膛,由此水冷壁(即受熱面)吸收爐內輻射熱使水蒸發成飽和蒸汽。為不增加爐膛容積而增加輻射受熱面,大型鍋爐可採用雙面曝光的水冷壁。過熱受熱面可分為佈置於爐膛上部的屏式過熱器受熱面和佈置於對流煙道內的對流過熱器受熱面。前者吸收爐內輻射熱;後者吸收對流熱。
空氣預熱器裝於鍋爐煙道尾部,用以回收煙氣餘熱,提高助燃空氣的温度。高參數、大容量的鍋爐為提高熱風温度(>300℃),常需使空氣預熱器與省煤器分級交叉佈置。

燃煤鍋爐未來發展

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節能減排
據瞭解,隨着我國對安全、節能和環保方面的要求逐年提高,如何在推進行業健康穩步發展、確保工業燃煤鍋爐安全運行的形勢下,進一步加速推進節能減排工作的開展,已成為工業鍋爐行業未來發展面臨的新課題和嚴峻挑戰。
節能減排是一個世界性難題,也是全世界共同關注的話題。近些年,在我國經濟的高速發展進程中,能源利用率低、消費結構不合理、供需矛盾加劇等問題日益突出,生態環境惡化與經濟發展的矛盾加劇,在很大程度上制約了經濟持續快速健康發展。長期以來,太康縣永興鍋爐有限責任公司與相關院校、設計院所密切合作,形成了從產品開發、製造銷售、設備選型、工程項目策化、設計及設備安裝、系統調試、維護保養到操作人員培訓等完整的經營體系,可為用户提供方便快捷的全方位服務。
我國立式鍋爐製造業經歷了數十年的發展,特別是改革開放推進行業駛上發展的快車道。由於市場需求的不斷加大,生產企業數量增加較快,行業規模不斷擴大。
縱觀工業鍋爐行業的發展,雖成績斐然,但仍有隱憂。首先,行業總體技術水平有待提高。現行業中仍存在生產廠家過多、生產分散,多數企業生產能力較為低下、企業間發展不均衡、生產集中度不高等問題。經調查,雖然大部分企業通過轉換經營機制,使企業活力有效提升、市場反應能力明顯增強,但部分企業仍然缺少長期發展戰略,致使企業自主開發和創新能力不強、投入不足,導致產品開發的檔次和水平依然不高,產品性能質量沒有顯著提高。顯而易見的問題是,市場競爭處於低級化,行業總體技術水平、經濟效益提高不快。
其次,能源浪費現象嚴重。我國的能源結構以煤為主,量大面廣的工業燃煤鍋爐要消耗大量的煤炭,同時也是我國主要的煤煙型污染源。 根據中國電器工業協會工業燃煤鍋爐分會調查分析,我國用的燃煤工業燃煤鍋爐47萬台,每年消耗標準煤4億噸,約佔我國煤炭消耗總量的四分之一。然而,燃煤工業燃煤鍋爐平均運行效率僅達65%左右,這一指標比國際先進水平低15~20個百分點。行業節能潛力巨大,着眼未來發展,節能減排既是工業鍋爐行業的當務之急更是長遠戰略要務。
工業燃煤鍋爐在國民經濟和社會發展中的地位和重要性盡人皆知。但同時,全行業所耗用的能源量之大,煙塵、二氧化硫二氧化碳、氧化物排放量佔全國相應排放量比例之高的現狀,不僅説明現工業燃煤鍋爐行業的節能、環保指標與建設資源節約型和環境友好型社會的目標有較大差距,而且充分説明行業節能潛力巨大。

燃煤鍋爐基本結構

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鍋爐整體的結構包括鍋爐本體和輔助設備兩大部分。

燃煤鍋爐鍋爐本體

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鍋爐中的爐膛、鍋筒燃燒器、水冷壁、過熱器省煤器空氣預熱器、構架和爐牆等主要部件構成生產蒸汽的核心部分,稱為鍋爐本體。鍋爐本體中兩個最主要的部件是爐膛和鍋筒。

燃煤鍋爐爐膛

又稱燃燒室,是供燃料燃燒的空間。將固體燃料放在爐排上進行火牀燃燒的爐膛稱為層燃爐,又稱火牀爐;將液體、氣體或磨成粉狀的固體燃料噴入火室燃燒的爐膛稱為室燃爐,又稱火室爐;空氣將煤粒托起使其呈沸騰狀態燃燒、適於燃燒劣質燃料的爐膛稱為沸騰爐,又稱流化牀爐;利用空氣流使煤粒高速旋轉並強烈火燒的圓筒形爐膛稱為旋風爐
爐膛的橫截面一般為正方形或矩形。燃料在爐膛內燃燒形成火焰和高温煙氣,所以爐膛四周的爐牆耐高温材料保温材料構成。在爐牆的內表面上常敷設水冷壁管,它既保護爐牆不致燒壞,又吸收火焰和高温煙氣的大量輻射熱。 爐膛的結構、形狀、容積和高度都要保證燃料充分燃燒,並使爐膛出口的煙氣温度降低到熔渣開始凝結的温度以下。 當爐內的温度超過灰熔點時,灰便呈熔融狀態。熔融的灰渣顆粒在觸及爐內水冷壁管或其他構件時會粘在上面。粘結的灰粒逐漸增多,遂形成渣塊,稱為結渣。結渣會降低鍋爐受熱面的傳熱效果。嚴重時會堵塞煙氣流動的通道,影響鍋爐的安全和經濟運行。
一般用爐膛容積熱負荷爐膛截面熱負荷爐排熱負荷表示其燃燒強烈程度。爐膛容積熱負荷是單位爐膛容積中每單位時間內釋放的熱量。在鍋爐技術中常用爐膛容積熱負荷來衡量爐膛大小是否恰當。容積熱負荷過大,則表示爐膛容積過小,燃料在爐內的停留時間過短,不能保證燃料完全燃燒,使燃燒效率下降;同時這還表示爐牆面積過小,難以敷設足夠的水冷壁管,結果爐內和爐膛出口處煙氣温度過高,受熱面容易發生結渣。室燃爐的爐膛截面熱負荷是單位時間內單位爐膛橫截面上燃料燃燒所釋放的熱量。在爐膛容積確定以後,爐膛截面熱負荷過大會使局部區域的壁面温度過高而引起結渣。層燃爐的爐排熱負荷是單位時間內燃料燃燒所釋放的熱量與爐排面積的比值。爐排熱負荷過高會使飛灰大大增加。 爐膛設計需要充分考慮使用燃料的特性。每台鍋爐應儘量燃用原設計的燃料。燃用特性差別較大的燃料時,鍋爐運行的經濟性和可靠性都可能降低。

燃煤鍋爐鍋筒

它是自然循環和多次強制循環鍋爐中接受省煤器來的給水、聯接循環迴路,並向過熱器輸送飽和蒸汽的圓筒形容器。鍋筒筒體由優質厚鋼板製成,是鍋爐中最重的部件之一。 鍋筒的主要功能是儲水,進行汽水分離,在運行中排除鍋水中的鹽水和泥渣,以避免含有高濃度鹽分和雜質的鍋水隨蒸汽進入過熱器和汽輪機中。這些鹽分和雜質如在過熱器管和汽輪機通道上發生結垢、積鹽和腐蝕,會影響設備的經濟安全運行。鍋爐出口的蒸汽一般都有一定的質量標準。鍋筒內部裝置包括汽水分離和蒸汽清洗裝置、給水分配管、排污和加藥設備等。其中汽水分離裝置的作用是將從水冷壁來的飽和蒸汽與水分離開來,並儘量減少蒸汽中攜帶的細小水滴。中、低壓鍋爐常用擋板和縫隙擋板作為粗分離元件。中壓以上的鍋爐除廣泛採用多種型式的旋風分離器進行粗分離外,還用百葉窗鋼絲網或均汽板等進行進一步分離。隨着水處理技術的提高,蒸汽分離裝置趨向於簡化和定型化。排污裝置(包括連續排污和定期排污)能在鍋爐運行中排出一部分含有較高鹽分和泥渣的鍋水鍋筒上還裝有水位表安全閥等監測和保護設施。

燃煤鍋爐輔助設備

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除鍋爐本體外,在電站鍋爐中還有許多配套的輔助設備:煤粉製備系統,把原煤磨成粉,以利煤的充分燃燒,包括給煤機磨煤機、排粉機、粗粉分離器和煤粉管道等;
送、引風系統,向鍋爐供給燃燒需要的空氣及將煤燃燒後的煙氣排出鍋爐,包括送風機引風機和煙風道等;
給水系統,包括給水泵、閥門和管道等;
水處理系統(見鍋爐水處理);
灰渣清除系統,包括碎渣機出渣機除塵器等;
自動控制和監測系統(見鍋爐自動控制、鍋爐汽温調節)。

燃煤鍋爐限制政策

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根據中華人民共和國環境保護部“關於印發《重點區域大氣污染防治‘十二五’規劃》的通知(環發[2012]130號)”:城市建成區、工業園區禁止新建20蒸噸/小時以下的燃煤、重油、渣油鍋爐及直接燃用生物質鍋爐,其他地區禁止新建10蒸噸/小時以下的燃煤、重油、渣油鍋爐及直接燃用生物質鍋爐。

燃煤鍋爐淘汰治理

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截至2017年底,河北全省有燃煤鍋爐(含各類小煤爐)11197台52899蒸噸,其中35蒸噸/小時及以下燃煤鍋爐10718台19588蒸噸,35蒸噸/小時以上燃煤鍋爐479台33311蒸噸。
2018年,河北共有9個城市成功申報國家冬季清潔取暖試點城市,爭取國家補貼資金47億元。同時,河北制定了對燃煤鍋爐改造相關企業實施環境保護税減免、差別化電價、差異化錯峯生產等支持政策。
截至2018年10月底,河北省淘汰35蒸噸/小時及以下燃煤鍋爐6492台、12744蒸噸,完成35蒸噸/小時以上保留燃煤鍋爐超低排放改造158台、12185蒸噸。
2018年到2020年河北淘汰燃煤鍋爐10718台,每年可削減燃煤421.6萬噸,可實現河北省PM2.5年均濃度降低2.0微克/立方米。
河北建立起清單制台賬式管理模式,並制定全省燃煤鍋爐改造提升三年作戰計劃,提出到2020年底前全省基本淘汰35蒸噸/小時及以下燃煤鍋爐,保留的35蒸噸/小時以上燃煤鍋爐基本完成超低排放改造和煙羽脱白治理。 [2] 
參考資料