複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友

鍋爐

(能量轉換設備)

編輯 鎖定
鍋爐是一種能量轉換設備,向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學能電能,鍋爐輸出具有一定熱能蒸汽、高温水或有機熱載體
鍋的原義指在火上加熱的盛水容器,爐指燃燒燃料的場所,鍋爐包括鍋和爐兩大部分。鍋爐中產生的熱水或蒸汽可直接為工業生產和人民生活提供所需熱能,也可通過蒸汽動力裝置轉換為機械能,或再通過發電機將機械能轉換為電能。提供熱水的鍋爐稱為熱水鍋爐,主要用於生活,工業生產中也有少量應用。產生蒸汽的鍋爐稱為蒸汽鍋爐,常簡稱為鍋爐,多用於火電站、船舶機車和工礦企業。
中文名
鍋爐
外文名
Boilers
分    類
工業、民用
具    體
鍋和爐的一體化設計
性    質
能量轉換設備
用    途
生活、火電站、船舶機車
輸入能量
燃料中的化學能電能
輸    出
蒸汽、高温水或有機熱載體

鍋爐產品介紹

編輯
鍋[guō]爐[lú]:由鍋和組成的,上面的盛水部件為鍋,下面的加熱部分為爐,鍋和爐的一體化設計稱為鍋爐。
鍋爐是一種能量轉換器,它是利用燃料燃燒釋放的熱能或其他熱能將工質水或其他流體加熱到一定參數的設備。
鍋爐分“鍋”和“爐”兩部分。“鍋”是容納水和蒸汽的受壓部件,對水進行加熱汽化汽水分離,“爐”是進行燃料燃燒或其他熱能放熱的場所,有燃燒設備和燃燒室爐膛及放熱煙道等。鍋與爐兩者進行着熱量轉換過程,放熱和吸熱的分界面稱為受熱面。鍋爐將水加熱成蒸汽。除鍋與爐外還有構架、平台、扶梯、燃燒、出渣煙風道管道爐牆等輔助設備 [1] 
特種設備安全法》所定義的是指利用各種燃料、電或者其他能源,將所盛裝的液體加熱到一定的參數,並通過對外輸出介質的形式提供熱能的設備,其範圍規定為設計正常水位容積大於或者等於30L,且額定蒸汽壓力大於或者等於0.1MPa(表壓)的承壓蒸汽鍋爐;出口水壓大於或者等於0.1MPa(表壓),且額定功率大於或者等於0.1MW的承壓熱水鍋爐;額定功率大於或者等於0.1MW的有機熱載體鍋爐 [2] 

鍋爐分類

編輯
按用途分類
電站鍋爐:用於火力發電廠的鍋爐,容量大、參數高、技術新、要求嚴。是上海鍋爐廠主要產品。
鍋爐圖冊
鍋爐圖冊(13張)
工業鍋爐:在各工業生產紡織印染、製藥、化工煉油、造紙等的流程、採暖、製冷中提供蒸汽或熱水的鍋爐。是上海鍋爐廠產品之一。
生活鍋爐:為各工礦、企事業單位、賓館、服務行業等提供低參數蒸汽或熱水的鍋爐。此類鍋爐需求量大,全國各地有很多製造廠。
特種鍋爐:如雙工質兩汽循環鍋爐、核燃料、船舶、機車、廢液、餘熱、直流鍋爐等等。
按壓力分類
常壓鍋爐(無壓鍋爐,就是在一個正常大氣壓下工作的鍋爐)
低壓鍋爐(壓力小於等於2.5MPa)
中壓鍋爐(壓力小於等於3.9MPa)
高壓鍋爐(壓力小於等於10.0MPa)
超高壓鍋爐(壓力小於等於14.0MPa)
亞臨界鍋爐(壓力介於17—18MPa)
超臨界鍋爐(壓力介於22--25MPa)
按工質種類和輸出狀態分
蒸汽鍋爐鍋爐工質為水,輸出工質為水蒸汽。蒸汽有飽和蒸汽及過熱蒸汽之分。熱水鍋爐鍋爐工質為水,輸出工質為未飽和的熱水。特種工質鍋爐鍋爐工質除水以外的其他化工流體,如有使得汞水銀蒸汽鍋爐。
按本體結構型式分
鍋殼式鍋爐鍋爐的燃燒和吸熱蒸發都在一圓筒體內完成,它有卧式和立式之分,如早期的蘭開發、炮仗爐等。水管鍋爐主要受熱面為管子的鍋爐,是早期鍋爐的一項重大改進,安全可靠性大大提高。
鍋筒式鍋爐、鍋筒置於火側之外不受熱的鍋爐,有雙鍋筒、單鍋筒和多鍋筒式,鍋筒有橫置式、縱置式等。
按燃料或能源種類分
當鍋爐燒用不同燃料時就稱為該種燃料的鍋爐或某兩種燃料的混燒鍋爐。火牀燃燒鍋爐燃料置於料牀上燃燒的鍋爐或稱爐排爐或層燃爐。一般為塊粒狀原煤,容量最大達。室燃鍋爐燃料在爐室或爐膛內燃燒,一般有煤粉鍋爐、燃油、燒氣鍋爐等,當代最大容量達機組,也稱懸浮燃燒鍋爐,還有介於層燃和室燃之間的半懸浮燃燒鍋爐,如機械拋煤機,風力拋煤機鍋爐等等。
旋風燃燒鍋爐煤粉或細粒煤在旋風筒中燃燒的鍋爐,它有卧式和立式兩種,旋風筒內燃燒熱強度很高,適用於低灰熔點煤和難着火的煤。
沸騰燃燒鍋爐以粒狀燃料置於火牀上,在高壓風吹動下使燃料層跳動沸騰成流態化,亦稱流化牀鍋爐
按排渣方式分
排渣有固態和液態之分,固態排渣眾所周知液態排渣將煤中灰份在高温燃燒時形成液體,流入水中裂化成半透明晶體作建築材料。
按爐內煙氣壓力分
負壓與微正壓燃燒鍋爐從爐膛至鍋爐出口煙氣壓力低於大氣壓力,使引風機的吸風力大於送風機時建立負壓系統。反之當送風機的送風壓力大於引風機的吸風能力時,形成微正壓燃燒。微正壓燃燒可減少漏風熱損失,但對鍋爐的密封要求高得多。增壓燃燒鍋爐增高燃燒煙氣壓力至幾個大氣壓,壓力煙氣作燃氣輪機工質,推動發電機發電或帶動空氣壓縮機獲得較高壓力空氣作助燃介質,在較高壓力下燃燒可加快燃燒速度和提高傳熱效果。
按循環方式分
自然循環鍋爐水冷壁管內工質的流動循環,依靠上升和下降管之間工質的比重差建立循環壓頭產生自然循環,這種鍋爐只適用至亞臨界壓力。
控制輔助循環鍋爐在水冷壁與下降管之間增設循環泵,克服流動阻力確保水循環安全可靠,它適用於亞臨界和近臨界壓力的鍋爐。
直流鍋爐從水到過熱蒸汽出口,依靠給水泵壓力一次通過各受熱面的鍋爐,它適用於高壓以上至超一超臨界壓力。
複合循環鍋爐在直流鍋爐的蒸發區段附加可控強制再循環系統的鍋爐,使在低負荷或啓動過程中保持水冷壁良好的運行條件,高負荷時進入純直流運行。
低倍率循環鍋爐原理相似於控制循環鍋爐,促使水冷壁循環倍率降低至左右,加快蒸發速度。
按總體佈置方式分
鍋爐總體佈置方式大體有“D”型、“T”型、“π”型、“塔”式和“箱”型等多種,不作細述。
按鍋爐房佈置方式分
露天佈置鍋爐鍋爐全在露天環境
半露天佈置鍋爐鍋爐一部分處在露天,另一部分設有簡易房屋。室內佈置鍋爐鍋爐整體都在鍋爐房屋內。
按通風方式分
自然通風鍋爐鍋爐燃燒空氣依靠煙囱引風力自然吸入,均為小型鍋爐所用。
機械通風平衡通風鍋爐大型鍋爐煙風系統阻力較大,燃燒所需空氣由送風機強迫送入,燃燒煙氣由引風機抽吸出去,維持煙風道的阻力平衡 [1] 

鍋爐原理

編輯
鍋爐是一種能量轉換設備,向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學能、電能、高温煙氣的熱能等形式,而經過鍋爐轉換,向外輸出具有一定熱能的蒸汽、高温水或有機熱載體。多用於火電站、船舶、機車和工礦企業。
鍋爐的主要工作原理是一種利用燃料燃燒後釋放的熱能或工業生產中的餘熱傳遞給容器內的水,使水達到所需要的温度或一定壓力蒸汽的熱力設備。鍋爐在“鍋”與“爐”兩部分同時進行,水進入鍋爐以後,在汽水系統中鍋爐受熱面將吸收的熱量傳遞給水,使水加熱成一定温度和壓力的熱水或生成蒸汽,被引出應用。在燃燒設備部分,燃料燃燒不斷放出熱量,燃燒產生的高温煙氣通過熱的傳播,將熱量傳遞給鍋爐受熱面,而本身温度逐漸降低,最後由煙囱排出 [1] 

鍋爐參數

編輯
是表示鍋爐性能的主要指標,包括鍋爐容量、蒸汽壓力、蒸汽温度、給水温度等。鍋爐容量可用額定蒸發量或最大連續蒸發量來表示。額定蒸發量是在規定的出口壓力、温度和效率下,單位時間內連續生產的蒸汽量。最大連續蒸發量是在規定的出口壓力、温度下,單位時間內能最大連續生產的蒸汽量。

鍋爐蒸汽

自然循環鍋爐簡圖 自然循環鍋爐簡圖
包括鍋爐的蒸汽壓力和温度,通常是指過熱器、再熱器出口處的過熱蒸汽壓力和温度如沒有過熱器和再熱器,即指鍋爐出口處的飽和蒸汽壓力和温度。給水温度是指省煤器的進水温度,無省煤器時即指鍋筒進水温度。鍋爐可按照不同的方法進行分類。鍋爐按用途可分為工業鍋爐、電站鍋爐、船用鍋爐和機車鍋爐等;按鍋爐出口壓力可分為低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界壓力、超臨界壓力等鍋爐;鍋爐按水和煙氣的流動路徑可分為火筒鍋爐、火管鍋爐水管鍋爐,其中火筒鍋爐和火管鍋爐又合稱為鍋殼鍋爐;按循環方式可分為自然循環鍋爐、輔助循環鍋爐(即強制循環鍋爐)、直流鍋爐和複合循環鍋爐;按燃燒方式,鍋爐分為室燃爐、層燃爐和沸騰爐等。

鍋爐水汽系統

在水汽系統方面,給水在加熱器中加熱到一定温度後,經給水管道進入省煤器,進一步加熱以後送入鍋筒,與鍋水混合後沿下降管下行至水冷壁進口集箱。水在水冷壁管內吸收爐膛輻射熱形成汽水混合物經上升管到達鍋筒中,由汽水分離裝置使水、汽分離。分離出來的飽和蒸汽由鍋筒上部流往過熱器,繼續吸熱成為一定温度的過熱蒸汽(大多300MW、600MW機組蒸汽温度約為540℃左右),然後送往汽輪機。

鍋爐煙風系統

在燃燒和煙風系統方面,送風機將空氣送入空氣預熱器加熱到一定温度。在磨煤機中被磨成一定細度的煤粉,由來自空氣預熱器的一部分熱空氣攜帶經燃燒器噴入爐膛。燃燒器噴出的煤粉與空氣混合物在爐膛中與其餘的熱空氣混合燃燒,放出大量熱量。燃燒後的熱煙氣按順序流經爐膛、凝渣管束、過熱器、省煤器和空氣預熱器後,再經過除塵裝置,除去其中的飛灰,最後由引風機送往煙囱排向大氣。

鍋爐結構

編輯

鍋爐整體

鍋爐整體的結構包括鍋爐本體(drum)、輔助設備和安全裝置兩大部分。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。
燃稻殼蒸汽鍋爐的內部結構圖 燃稻殼蒸汽鍋爐的內部結構圖
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,並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。輔助設備和安全裝置包括安全閥、壓力錶、水位表、水位報警器、易熔塞等。

鍋爐爐膛設計

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。

鍋爐鍋筒

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。鍋筒簡體由優質厚鋼板製成,是鍋爐中最重要的部件之一。

鍋爐鍋筒主要功能

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,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。

鍋爐鍋筒內部裝置

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。鍋筒上還裝有水位表、安全閥等監測和保護設施。

鍋爐設計考慮

LSS立式燃油(燃氣)蒸汽鍋爐 LSS立式燃油(燃氣)蒸汽鍋爐
為了考核性能和改進設計,鍋爐常要經過熱平衡試驗。直接從有效利用能量來計算鍋爐熱效率的方法叫正平衡,從各種熱損失來反算效率的方法叫反平衡。考慮鍋爐房的實際效益時,不僅要看鍋爐熱效率,還要計及鍋爐輔機所消耗的能量。單位質量或單位容積的燃料完全燃燒時,按化學反應計算出的空氣需求量稱為理論空氣量。為了使燃料在爐膛內有更多的機會與氧氣接觸而燃燒,實際送入爐內的空氣量總要大於理論空氣量。雖然多送入空氣可以減少不完全燃燒熱損失,但排煙熱損失會增大,還會加劇硫氧化物腐蝕和氮氧化物生成。因此應設法改進燃燒技術,爭取以儘量小的過量空氣係數使爐膛內燃燒完全。

鍋爐煙氣

鍋爐煙氣中所含粉塵(包括飛灰和炭黑)、硫和氮的氧化物都是污染大氣的物質,未經淨化時其排放指標可達到環境保護規定指標的幾倍到數十倍。控制這些物質排放的措施有燃燒前處理、改進燃燒技術、除塵、脱硫和脱硝等。藉助高煙囱只能降低煙囱附近地區大氣中污染物的濃度。
WD卧式靜電除塵器 WD卧式靜電除塵器
煙氣除塵所使用的作用力有重力、離心力、慣性力附着力以及聲波、靜電等。對粗顆粒一般採用重力沉降和慣性力的分離,在較高容量下常採用離心力分離除塵靜電除塵器布袋過濾器具有較高的除塵效率。濕式和文氏—水膜除塵器中水滴水膜能粘附飛灰,除塵效率很高還能吸收氣態污染物。
二十世紀50年代以來,人們努力發展灰渣綜合利用,化害為利。如用灰渣製造水泥、磚和混凝土骨料等建築材料。70年代起又從粉煤灰中提取空心微珠,作為耐火保温等材料。
鍋爐未來的發展將進一步提高鍋爐和電站熱效率;降低鍋爐和電站的單位功率的設備造價;提高鍋爐機組的運行靈活性和自動化水平;發展更多鍋爐種以適應不同的燃料;提高鍋爐機組及其輔助設備的運行可靠性;減少對環境的污染 [3] 

鍋爐燃料

編輯
雙鍋筒水管鍋 雙鍋筒水管鍋
工業鍋爐用燃料分為三類:
固體燃料—煙煤,無煙煤,褐煤,泥煤,油頁岩,木屑,甘蔗渣,稻糠等;
液體燃料—重油,清油,渣油,柴油,等;
氣體燃料—天然氣,人工燃氣,液化石油氣 [1] 

鍋爐發展

編輯
火力發電是我國主要的發電方式,電站鍋爐作為火力電站的三大主機設備之一,伴隨着我國火電行業的發展而發展。
隨着時間的推移,環保節能成為中國電力工業結構調整的重要方向,火電行業在“上大壓小”的政策導向下積極推進產業結構優化升級,關閉大批能效低、污染重的小火電機組,在很大程度上加快了國內火電設備的更新換代 [3] 
至2010年底,單機容量30萬千瓦及以上火電機組佔全部火電機組容量的60%以上。火電行業的“上大壓小”也推動了電站鍋爐向高參數、大容量方向發展。此外,循環流化牀、IGCC等清潔煤技術逐漸成熟,應用也日益廣泛,從而推動了CFB鍋爐與IGCC氣化爐的發展。
由於歷史原因,我國形成三大電站設備製造基地,上海電氣、哈動力、東方電氣三大集團各自獨立形成大規模成套電站設備研發製造能力,是國內電站設備製造第一梯隊;也是國內鍋爐製造第一梯隊。單從產量上看,三大電站鍋爐製造企業已經佔據國內電站鍋爐產品市場份額的60%。

鍋爐節能改造

編輯
鍋爐和輔機的節能減排技術鍋爐輔機配套設備是實現燃燒介質、燃火、燃燒、燃盡和物料流動勻暢的基本點 ,同時是技術上節能環保的基礎。工業鍋爐以燃煤為主 ,燃煤工業鍋爐以高温鏈條爐排鍋爐為主 ,因此 ,鏈條爐排鍋爐是節能環保的主觀 ,也是工業鍋爐節能環保的弊端。對鏈條爐排鍋爐而言 ,節能環保的必須圍繞着減少機械不完全燃燒損失和排煙熱損失兩個途徑:一是從燃燒設備和燃燒室結構設計上強化煤的引燃、燃燒、燃盡和傳熱技術 ,包括創新爐排片和配風結構 ,爐拱和二次風強化着火、燃燒和燃盡技術 ,減少灰渣和飛灰含碳量的再燃、燃盡技術 ,主要任務是減少機械不完全燃燒損失 ,如降低灰渣含碳量 ,需要從爐拱設計搭配、二次風調整、爐排片設計、配風均勻性四個方面進行優化設計。
① 加裝燃油;
經燃油節能器處理之碳氫化合物,分子結構發生變化,細小分子增多,分子間距離增大,燃料的粘度下降,結果使燃料油在燃燒之前霧化、細化程度大為提高,噴到燃燒室內在低氧條件下得到充分燃燒,因而燃燒設備之鼓風量可以減少15%至20%,避免煙道中帶走之熱量,煙道温度下降5℃至10℃。燃燒設備之燃油經節能器處理後,由於燃燒效率提高,故可節油4.87%至6.10%,並且明顯看到火焰明亮耀眼,黑煙消失,爐膛清晰透明。徹底清除燃燒油咀之結焦現象,並防止再結焦。解除因燃料得不到充分燃燒而爐膛壁積殘渣現象,達到環保節能效果。大大減少燃燒設備排放的廢氣對空氣之污染,廢氣中一氧化碳(CO)、氧化氮(NOx)、碳氫化合物(HC)等有害成分大為下降,排出有害廢氣降低50%以上。同時,廢氣中的含塵量可降低30%—40%。安裝位置:裝在油泵和燃燒室或噴咀之間,環境温度不宜超過360℃。
② 安裝冷凝型燃氣鍋爐節能器;
燃氣鍋爐排煙中含有高達18%的水蒸氣,其藴含大量的潛熱未被利用,排煙温度高,顯熱損失大。天然氣燃燒後仍排放氮氧化物、少量二氧化硫等污染物。減少燃料消耗是降低成本的最佳途徑,冷凝型燃氣鍋爐節能器可直接安裝在現有鍋爐煙道中,回收高温煙氣中的能量,減少燃料消耗,經濟效益十分明顯,同時水蒸氣的凝結吸收煙氣中的氮氧化物,二氧化硫等污染物,降低污染物排放,具有重要的環境保護意義。
③ 採用冷凝式餘熱回收鍋爐技術;
傳統鍋爐中,排煙温度一般在160~250℃,煙氣中的水蒸汽仍處於過熱狀態,不可能凝結成液態的水而放出汽化潛熱。眾所周知,鍋爐熱效率是以燃料低位發熱值計算所得,未考慮燃料高位發熱值中汽化潛熱的熱損失。因此傳統鍋爐熱效率一般只能達到87%~91%。而冷凝式餘熱回收鍋爐,它把排煙温度降低到50~70℃,充分回收了煙氣中的顯熱和水蒸汽的凝結潛熱,提升了熱效率;冷凝水還可以回收利用。
④ 鍋爐尾部採用熱管餘熱回收技術;
餘熱是在一定經濟技術條件下,在能源利用設備中沒有被利用的能源,也就是多餘、廢棄的能源。它包括高温廢氣餘熱、冷卻介質餘熱、廢汽廢水餘熱、高温產品和爐渣餘熱、化學反應餘熱、可燃廢氣廢液和廢料餘熱以及高壓流體餘壓等七種。根據調查,各行業的餘熱總資源約佔其燃料消耗總量的17%~67%,可回收利用的餘熱資源約為餘熱總資源的60%。 超導熱管是熱管餘熱回收裝置的主要熱傳導元件,與普通的熱交換器有着本質的不同。熱管餘熱回收裝置的換熱效率可達98%以上,這是任何一種普通熱交換器無法達到的。熱管餘熱回收裝置體積小,只是普通熱交換器的1/3。其工作原理如圖所示:左邊為煙氣通道,右邊為清潔空氣(水或其它介質)通道,中間有隔板分開互不干擾。高温煙氣由左邊通道排放,排放時高温煙氣沖刷熱管,當煙氣温度>30℃時,熱管被激活便自動將熱量傳導至右邊,這時熱管左邊吸熱,高温煙氣流經熱管後温度下降,熱量被熱管吸收並傳導至右邊。常温清潔空氣(水或其它介質)在鼓風機作用下,沿右邊通道反方向流動沖刷熱管,這時熱管右邊放熱,將清潔空氣(水或其它介質)加熱,空氣流經熱管後温度升高。由若干根熱管組成的餘熱回收裝置,安裝在鍋爐煙口,將煙氣中熱量吸收並高速傳導至另一端,使排煙温度降至接近露點而減少熱量排放損失。加熱後的清潔空氣可烘乾物料或補充到鍋爐內循環使用。提高鍋爐和工業窯爐的熱效率,降低燃料消耗,達到節能的目的。
在工業燃油、燃氣、燃煤鍋爐設計製造時,為了防止鍋爐尾部受熱面腐蝕和堵灰,標準狀態排煙温度一般不低於180℃,最高可達250℃,高温煙氣排放不但造成大量熱能浪費,同時也污染環境。熱管餘熱回收器可將煙氣熱量回收,回收的熱量根據需要加熱水用作鍋爐補水和生活用水,或加熱空氣用作鍋爐助燃風或乾燥物料。節省燃料費用,降低生產成本,減少廢氣排放,節能環保一舉兩得。改造投資3-10個月回收,經濟效益顯著。
⑤ 採用防垢、除垢技術;
通過採用鍋爐除垢劑和電子防垢器以及軟化水處理設備,優化水汽循環系統,軟化水設備可以去除水中鈣、鎂等結垢離子,使得水質軟化,合理控制鍋爐的排污率,從而減少水垢,提高鍋爐熱效率。
⑥ 採用燃料添加劑技術;
在燃料中加入添加劑達到優化燃料,達到降低煙垢,提高熱效率的目的;
⑦ 採用新燃料;
採用新型環保燃料油,達到降低燃油成本的目的。
⑧ 採用富氧燃燒技術;
空氣中氧氣含量≤21%。工業鍋爐的燃燒也是在這樣空氣下進行的工作。實踐表明:當鍋爐燃燒的氣體氧氣量達到25%以上時,節能高達20%;鍋爐啓動升温時間縮短1/2-2/3。而富氧是應用物理方法將空氣中的氧氣進行收集,使收集後氣體中的富氧含量為25%-30%。富氧助燃是一種最新節能環保技術。近十幾年來,隨着環保要求的不斷提高以及節約能源的需要,富氧燃燒作為一種新興的燃燒技術在世界各國蓬勃發展。
⑨ 採用旋流燃燒鍋爐技術;
眾所周知,傳統鍋爐存在着兩大弊端,一是燃燒時有煙霧煙塵冒出,成為重要的污染源;二是煤渣燃燒不充分,能源浪費極為嚴重。採用純無煙再節能旋流燃燒鍋爐新技術與傳統工業鍋爐相比較,有着絕對的優勢。它比手燒式鍋爐節煤30%~35%,比鏈條式自動化鍋爐節煤25%。由於純無煙再節能技術使用了PID變頻和ABM節電系統,比傳統鍋爐節電40%,揮發份可實現90%以上的燃燒和利用,而傳統鍋爐的揮發份的燃盡率只有78%左右,有22%的煙塵排向大氣層,純無煙再節能旋流燃燒技術使灰渣燃盡率達到了97%,而傳統鍋爐煤渣的燃盡率只有80%左右,正是由於這些原因,純無煙再節能燃燒技術可使爐温從原來的1200℃提高到1500℃左右,提高了燃燒效率,節省了燃料,滿足了客户的需求。
⑩ 採用空氣源熱泵熱水機組替換技術;
將現有的燃油(氣)熱水鍋爐替換成空氣源熱泵熱水機組;可節約能源消耗30%到50%。
⑾ 燃煤鍋爐改裝成燃油(氣)鍋爐;
鍋爐燃料節能 節能環保助燃器節能法。 [4] 

鍋爐安全常識

編輯

鍋爐概述

中熱鍋爐是具有高温、高壓的熱能設備,是特種設備之一,在機關、事業企業及各行各業廣泛使用,是危險而又特殊的設備。一旦發生事故,涉及公共安全,將會給國家和人民生命財產造成巨大損失。為了公共安全、人民生命和財產安全,依據國務院《特種設備安全監察條例》,使用鍋爐應注意以下全事項:

鍋爐注意事項

1、鍋爐出廠時應當附有“安全技術規範要求的設計文件、產品質量合格證明、安全及使用維修説明、監督檢驗證明(安全性能監督檢驗證書)”。
2、鍋爐的安裝、維修、改造。從事鍋爐的安裝、維修、改造的單位應當取得省級質量技術監督局頒發的特種設備安裝維修資格證書,方可從事鍋爐的安裝、維修、改造。施工單位在施工前將擬進行安裝、維修、改造情況書面告知直轄市或者轄區的特種設備安全監督管理部門,並將開工告知送當地縣級質量技術監督局備案,告知後即可施工。
3、鍋爐安裝、維修、改造的驗收。施工完畢後施工單位要向質量技術監督局特種設備檢驗所申報鍋爐的水壓試驗和安裝監檢。合格後由質量技術監督局、特種設備檢驗所、縣質量技術監督局參與整體驗收。
4、鍋爐的註冊登記。鍋爐驗收後,使用單位必須按照《特種設備註冊登記與使用管理規則》的規定,填寫《鍋爐(普查)註冊登記表》,到質量技術監督局註冊,並申領《特種設備安全使用登記證》。
5、鍋爐的運行。鍋爐運行必須由經培訓合格,取得《特種設備作業人員證》的持證人員操作,使用中必須嚴格遵守操作規程和八項制度、六項記錄。
6、鍋爐的檢驗。鍋爐每年進行一次定期檢驗,未經安全定期檢驗的鍋爐不得使用。鍋爐的安全附件安全閥每年定期檢驗一次,壓力錶每半年檢定一次,未經定期檢驗的安全附件不得使用。
7、嚴禁將常壓鍋爐安裝為承壓鍋爐使用。嚴禁使用水位計、安全閥、壓力錶三大安全附件不全的鍋爐 [5] 

鍋爐常見事故及原因

編輯
(1)燃燒不完全
由燃料組分過重而導致燃料燃燒不完全,使GAH挾熱面上積聚可燃物。
鍋爐以外購渣油、裂化殘油和抽餘C4燃料為多,它們的組分較重,黏度較高,自燃點低,燃燒時易析碳,蒸汽霧化燃料時破碎能力也很差,大分子油滴含量高,油槍噴嘴易堵塞,因此經常影響燃油的霧化質量和燃燒效果。運行時如果燃燒調整不當,風量不足或配風不合理以及工藝工況波動時,就會來不及使炭黑燃燒完全而產生黑煙。爐瞠內沒有完全燃燒的油粒被煙氣帶到鍋爐尾部GAH換熱面上開始沉積。
另外,在鍋爐頻繁啓停過程中,由於爐瞠燃燒工況不良,燃料不易燃盡,在煙氣流速較低時,極易造成大量未燃盡的可燃物沉積;鍋爐低負荷運行時間過長,燃燒不穩定,煙速偏低,未燃盡的可燃物易在波紋板上沉積;以往事故教訓和經驗還證實:空氣預熱器轉子堵灰、磨損後漏風、煙道尾部過剩空氣係數或氧含量控制過低等都能導致燃料因缺氧而燃燒不完全。1997年以後,鍋爐因各種原因始終不能滿負荷運行,煙氣流速低;有時為提高鍋爐熱效率而一味去降低尾部過剩空氣量。這些都為空氣預熱器二次燃燒留下了隱患 [6] 
(2)頻繁吹掃點火
頻繁吹掃點火為鍋爐沉積可燃物着火提供了充足的復燃條件。
鍋爐點火過程中煙氣流速低,燃燒系統空間的含氧量又較正常運行時高得多,像B爐當時曾連續幾次點火吹掃,因此便使尚具餘熱的未燃盡可燃物因具備了充足的過剩氧量而復燃。
(3)爆炸
鍋爐爆炸 鍋爐爆炸
可燃氣體或粉塵與空氣形成的混合物在短時間內發生化學反應,產生的高温高壓氣體與衝擊波,超過周圍建築物、容器、管道的承載能力,使其發生破壞,導致人身、設備事故,稱為爆炸事故。
通常説,發生爆炸要有三個條件,一是有燃料和助燃空氣的積存;二是燃料和空氣的混合物的濃度在爆炸極限內;三是有足夠的點火能源。天然氣的爆炸下限約為5%,煤粉的爆炸下限是20~60g/m3,爆炸產生的壓力可達0.3~1.0MPa。就鍋爐範圍而言,可燃物質是指天然氣、煤氣、石油氣、油霧和煤粉;構成爆炸事故的有爐膛放炮、煤粉倉爆炸及制粉系統爆炸 [7] 
鍋爐滿水的處理:
沖洗水位表,確定是輕微滿水還是嚴重滿水。
方法:先關閉水位表,水連管旋塞,再開啓放水旋塞,如能看到水位線從上下降,表明是輕微滿水,停止給水,開啓排污閥,放至正常水位 [6] 

鍋爐結垢腐蝕

編輯
(一) 如果鍋爐在運行中結生水垢,首先會嚴重影響傳熱,由於水垢的導熱係數只有鋼材的幾十分之一,所以當鍋爐內表面結垢後,燃料燃燒產生的熱量不能很好地傳到水側,從而造成排煙温度升高,浪費燃料,增加運行成本。據有關資料介紹,鍋爐結垢後被浪費的燃料成下列比例關係:當水垢的厚度≥1mm時,鍋爐將多消耗燃料5~8%;當水垢的厚度≥2mm時,鍋爐將多消耗燃料10~18%;當水垢的厚度≥3mm時,鍋爐將多消耗燃料18~26%。
(二) 當鍋爐結垢後,燃料燃燒的熱量不能及時傳遞到水側,使受熱面温度升高,鍋爐受熱面若長期在超温狀態下運行,金屬材料將發生蠕變、鼓包,強度下降,導致爆管;若鍋爐的水管因大量結垢而堵塞的話,將很快發生爆管。鍋爐爆管一是危及人們的生命財產安全;二是爆管後要檢修,費時、費力,大量增加檢修費用;三是頻繁的開停爐造成燃料浪費;四是停爐後將引起其他生產線的停產,造成的經濟損失更大。
(三) 鍋爐結垢後會引起鍋爐垢下腐蝕,鍋爐腐蝕將縮短使用壽命,危及安全運行。
(四) 鍋爐腐蝕有可能造成爐管穿孔,甚至發生鍋爐爆炸,嚴重威脅人身和設備安全 [7] 

鍋爐日常維護

編輯

鍋爐維護

圖1 圖1
1、壓力錶水位表(見右圖1)、安全閥、排污裝置、給水閥、蒸汽閥等,檢查其性能是否符合要求,其他的閥門開關狀態是否良好。
2、自動控制裝置系統,包括火焰檢測器、水位、水温檢測、報警裝置及各種聯鎖裝置、顯示控制系統等性能狀態是否符合要求。
3、給水系統,包括儲水水箱的水位、給水温度、水處理設備等狀況是否符號要求。
4、燃料燃燒系統,包括燃料的儲備量、輸送線路、燃燒設備、點火設備、燃料切斷裝置、油泵等狀況是否符合要求。
5、通風系統,包括鼓風引風機、調節門及閘板開度通風管道等狀態是否良好。
鍋爐使用中應定期清理水温及水位探頭,定期檢查除垢;開水爐需定期疏通爐體開水出水口及出水管道及水嘴。每天必須至少進行一次排污 [7] 

鍋爐排污

排污前鍋爐水位處於正常高水位,鍋爐壓力在0.1-0.2MPA時進行,本着“勤排、少排、均勻排”的原則(每天至少一次),短促間斷進行,即排污閥開後即關,關後再開、如此重複數次,待水位處於正常低水位即可。切記不得將鍋爐排空。
鍋爐的壓力錶、安全閥等安全附件應定期校驗以保證其可靠性(壓力錶每半年至少一次,安全閥每一年至少一次)。
卧式燃油(氣)鍋爐連續運行12個月後要打開煙箱門清理爐膛或煙管內的積灰,檢查煙箱水泥是否脱落,並對脱落處進行修補。
每年至少對底座等外露件的浮鏽清理掉並油漆一次。
停爐保養分濕法、幹法保養,其中對於沒有人(頭)孔或停爐時間不太長的鍋爐,要採用濕法進行保養,對於有人(頭)孔或停爐時間較長的鍋爐應採用幹法保養,各具體操作辦法見《鍋爐使用説明書》 [7] 

鍋爐清洗

必要性
鍋爐經過長時間運行,不可避免的出現了水垢、鏽蝕問題,這些問題的出現,由於垢的產生,使得傳熱性變差,以致鍋爐效力降低。故很難達到額定的蒸發量;並且由於傳熱性變差,使得金屬過熱,在鍋爐壓力作用下,爐管發生鼓包,甚至爆炸;傳熱性變差,使得燃料消耗增加,運行費用上升,鍋爐壽命縮短。因此,鍋爐結垢後,應採取必要的方法除垢 [7] 
方法
鍋爐清洗分為機械清洗和化學清洗,機械清洗是人工的,高壓水槍清洗!化學清洗是酸清洗,必須找有資質的廠家,必須有資格證書的 環保單位都可以。
為使鍋爐系統在最優化狀態下運行,就必須對鍋爐系統的水系統進行專門的化學藥物處理:清除水垢、鏽蝕和防腐蝕處理:
1、化學清洗:加入化學清洗劑將系統內的浮鏽、垢、油污清洗分散排出,還原成清潔的金屬表面;
2、日常養護:加入GR-943C鍋爐阻垢劑,避免金屬生鏽,防止鈣鎂離子結晶沉澱。
鍋爐的清洗分兩部分,一部分是鍋爐對流管、過熱器管、空氣熱器、水冷壁管水垢、鐵鏽的清洗,即對鍋爐水進行水質處理
高壓水射流清洗技術是以水為介質,通過專用設備系統使水產生多束、多角度、強度各異的高壓水射流。對清洗對象的內部結垢、堵塞物或表面附着物進行徹底地切削、破碎、擠壓及沖刷以達到完全清洗的目的。不論是什麼結垢沉積物,如鏽蝕、氧化鐵皮、樹脂、化學殘留物、油漆還是環氧樹脂,採用高壓水射流清洗設備進行清洗,都能將其徹底清除,顯其金屬本色。不需要化學藥品、熔劑或腐蝕劑,使用安全、環保。
鍋爐空預器、水冷壁、過熱器、省煤器等受熱面堵塞將引起排煙温度升高,鍋爐效率下降,引風機電耗增多;堵塞嚴重將造成風機拉不起負壓,爐膛氧量不夠,鍋爐被迫停運。採用高壓水射流技術,清洗效果非常明顯。
設備由高壓水泵,進水軟管、高壓槍桿、專用噴頭等組成。
清洗工藝:自來水經高壓泵加壓至50~100Mpa後,經管路系統被傳送至工作面上的執行機構,高壓水由噴頭射出後形成一束極細而又具有強大打擊能力的高壓水射流,其出口速度可高達380m/s,將受熱面上的結垢沖洗乾淨。
該清洗技術具有清洗水壓高、調節方便、對被清洗設備無腐蝕、無污染環境、效果明顯等特點,是一種行之有效而省時省力省錢的好方法,尤適用於解決空預器堵塞、爐膛受熱面結焦結渣嚴重等難題。一般可降低排煙温度4~12度,提高主、再熱蒸汽温度0.5~5度,降低引風機電耗,並能及早發現蠕脹、垢下腐蝕等隱患,對機組安全、經濟運行非常有幫助 [7] 
參考資料
  • 1.    張才根. 鍋爐基本知識介紹(17) (17)鍋爐的分類和命名[J]. 鍋爐技術, 1995(9):32-34.
  • 2.    本社. 中華人民共和國特種設備安全法[M]. 法律出版社, 2013.
  • 3.    趙欽新, 王善武. 我國工業鍋爐未來發展分析[J]. 工業鍋爐, 2007(1):1-9.
  • 4.    趙志剛. 鍋爐節能改造[J]. 工程技術:文摘版, 2016(4):00178-00178.
  • 5.    魏緒剛. 鍋爐運行的安全管理與操作常識[J]. 黑龍江科技信息, 2016(20).
  • 6.    陳輝, 陳業華. 淺析鍋爐着火原因及防範措施[J]. 科學時代, 2013(4).
  • 7.    蘇雅楠. 鍋爐日常維護淺談[J]. 科技致富嚮導, 2012(29):373-373.