动力工程师：燃煤锅炉.doc

动力工程师燃煤锅炉 以各种煤炭为燃料的锅炉。火电厂以燃煤为主，因而这类锅炉在电厂锅炉中占有重要地位。为合理利用煤炭资源，发电用煤应以贫煤、褐煤、洗中煤及劣质烟煤为主，将优质煤供化工行业使用。 分类 现代燃煤锅炉有多种类型，可按燃烧方式、除渣方式以及结构安装方式分类。 按燃烧方式可分为4种。①层燃炉原煤经破碎成粒径为25～40毫米的碎块后，用炉前煤斗的煤闸板或播煤机平铺在链条炉排上作层状燃烧。层燃炉优点是附属设备少，制造、安装简便，易于运行操作。适用于中小容量锅炉。这种锅炉的缺点为煤的燃烧不完全，炉渣和飞灰中可燃物含量多，锅炉效率一般为75～85％。通常要烧较好的煤。②室燃炉又称煤粉炉。原煤经筛选、破碎和研磨成大部分粒径小于0．1毫米的煤粉后，经燃烧器喷入炉膛作悬浮状燃烧。煤粉喷入炉膛后能很快着火，烟气能达到1500℃左右的高温。但煤粉和周围气体间的相对运动很微弱，煤粉在较大的炉膛内停留约2～3秒才能基本上烧完，故煤粉炉的炉膛容积常比同蒸发量的层燃炉炉膛约大一倍。这种锅炉的优点为能燃烧各种煤且燃烧较完全，所以锅炉容量可做得很大，适用于大、中型及特大型锅炉。锅炉效率一般可达90～92％。其缺点为附属机械多，自动化水平要求高，锅炉给水须经过处理，基建投资大。③旋风炉将粒径小于10毫米的碎煤粒或粗煤粉先在前置式旋风筒内作旋风状燃烧，所产生的高温烟气再进入主炉膛（冷却室）内进行辐射换热。旋风炉的优点为炉膛容积热强度高，炉子的尺寸小；过剩空气系数小（仅为1．05～1．10），可以降低排烟热的损失；燃用粗煤粉可简化制粉设备；排渣率高，飞灰浓度低，提高烟气速度加强对流受热面的传热。其缺点是适用煤种受灰熔点和渣的粘滞性的限制；锅炉负荷变动范围较小；不能快速启停；由于炉内温度可达1800℃左右，有害气体NOx排放量大，对大气污染较严重。④沸腾燃烧炉即沸腾燃烧锅炉。 按除渣方式可分为2种。①固态除渣炉炉膛中熔渣经炉底冷灰斗或凝渣箱凝固后排出。适用于燃用灰熔点较高的煤。②液态除渣炉炉底有保温熔液池。熔渣经排渣口流出（或经冷水凝固后排出），或用蒸汽吹拉成炉渣绵排出（可作保温材料）。 按结构安装方式可分为2种。①悬吊式锅炉锅炉炉膛和转向烟室均用吊杆悬吊于架设在钢筋混凝土立柱上的大板框架梁上。悬吊式锅炉优点是炉体可自由膨胀，易于防震，节省钢材，炉底下面的空间较大便于布置送风机及除灰设备。但安装技术要求高。②支承式锅炉锅炉整体支撑于框形骨架上。特点是便于安装、占地少，但耗用钢材多。 组成 燃煤锅炉主要由煤粉制备系统、燃烧器、受热面、空气预热器等主要部分组成。 煤粉制备系统常用的有2种。①直吹式制粉系统磨好的煤粉直接全部送入炉膛中燃烧，宜采用中速和高速磨煤机，适用于磨较软的烟煤和褐煤。缺点是磨煤机的出力和煤粉细度与锅炉负荷有关，因而随着锅炉负荷的变化需调整磨煤机的运行台数，并且研磨部件容易磨损。中速磨煤机直吹式制粉系统又分为正压式与负压式两种。近代大容量锅炉多采用正压系统。②中间储仓式制粉系统特点是磨煤机的出力和煤粉细度与锅炉负荷无关，适于采用可磨制各种硬度煤种的钢球磨煤机。缺点是设备较直吹式复杂，磨煤机耗电量较大，空载与满载时耗电量相差不大，故应使其常在满载下运行。 煤粉燃烧器是将煤粉送入炉膛进行燃烧的设备，按其结构可分为以下2种。①旋流式燃烧器携带煤粉的一次风和不带煤粉的二次风分别用不同管道与燃烧器连接。煤粉与空气能充分混合并形成回流区。每台锅炉可配置4～48只燃烧器。②直流式燃烧器喷口成狭窄形，其一、二次风在燃烧器中都不旋转。煤粉在其中能完全燃烧。 受热面分蒸发受热面和过热受热面。现代大、中型锅炉均以水冷壁构成炉膛，由此水冷壁（即受热面）吸收炉内辐射热使水蒸发成饱和蒸汽。为不增加炉膛容积而增加辐射受热面，大型锅炉可采用双面曝光的水冷壁。过热受热面可分为布置于炉膛上部的屏式过热器受热面和布置于对流烟道内的对流过热器受热面。前者吸收炉内辐射热；后者吸收对流热。 空气预热器装于锅炉烟道尾部，用以回收烟气余热，提高助燃空气的温度。高参数、大容量的锅炉为提高热风温度（＞300℃），常需使空气预热器与省煤器分级交叉布置。