几种常见锅炉介绍

几种常见锅炉介绍

杨艺菲67一、锅炉总述

锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式，而经过锅炉转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅的原义指在火上加热的盛水容器，炉指燃烧燃料的场所，锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，常简称为锅炉，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。

我国是当今世界锅炉生产和使用最多的国家，锅炉产业是与人类共存的永恒产业，是一个不断发展的产业。未来工业锅炉产品市场发展除了受我国国民经济的发展速度和投资规模等因素影响外，越来越受到能源政策和节能、环保要求的制约。

二、锅炉一般节能措施

① 加装燃油

经燃油节能器处理之碳氢化合物，分子结构发生变化，细小分子增多，分子间距离增大，燃料的粘度下降，结果使燃料油在燃烧之前雾化、细化程度大为提高，喷到燃烧室内在低氧条件下得到充分燃烧，因而燃烧设备之鼓风量可以减少15%至20%，避免烟道中带走之热量，烟道温度下降5℃至10℃。燃烧设备之燃油经节能器处理后，由于燃烧效率提高，故可节油%至%，并且明显看到火焰明亮耀眼，黑烟消失，炉膛清晰透明。彻底清除燃烧油咀之结焦现象，并防止再结焦。解除因燃料得不到充分燃烧而炉膛壁积残渣现象，达到环保节能效果。大大减少燃烧设备排放的废气对空气之污染，废气中一氧化碳（CO）、氧化氮（NOx）、碳氢化合物（HC）等有害成分大为下降，排出有害废气降低50%以上。同时，废气中的含尘量可降低30%—40%。安装位置：装在油泵和燃烧室或喷咀之间，环境温度不宜超过360℃。

②安装冷凝型燃气锅炉节能器

燃气锅炉排烟中含有高达18%的水蒸气，其蕴含大量的潜热未被利用，排烟温度高，显热损失大。天然气燃烧后仍排放氮氧化物、少量二氧化硫等污染物。减少燃料消耗是降低成本的最佳途径，冷凝型燃气锅炉节能器可直接安装在现有锅炉烟道中，回收高温烟气中的能量，减少燃料消耗，经济效益十分明显，同时水蒸气的凝结吸收烟气中的氮氧化物，二氧化硫等污染物，降低污染物排放，具有重要的环境保护意义。

③采用冷凝式余热回收锅炉技术

传统锅炉中，排烟温度一般在160～250℃，烟气中的水蒸汽仍处于过热状态，不可能凝结成液态的水而放出汽化潜热。众所周知，锅炉热效率是以燃料低位发热值计算所得，未考虑燃料高位发热值中汽化潜热的热损失。因此传统锅炉热效率一般只能达到87%～91%。而冷凝式余热回收锅炉，它把排烟温度降低到50～70℃，充分回收了烟气中的显热和水蒸汽的凝结潜热，提升了热效率；冷凝水还可以回收利用。

④ 锅炉尾部采用热管余热回收技术

余热是在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%~67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。超导热管是热管余热回收装置的主要热传导元件，与普通的热交换器有着本质的不同。热管余热回收装置的换热效率可达98%以上，这是任何一种普通热交换器无法达到的。热管余热回收装置体积小，只是普通热交换器的1/3。其工作原理如图所示：左边为烟气通道，右边为清洁空气（水或其它介质）通道，中间有隔板分开互不干扰。高温烟气由左边通道排放，排放时高温烟气冲刷热管，当烟气温度>30℃时，热管被激活便自动将热量传导至右边，这时热管左边吸热，高温烟气流经热管后温度下降，热量被热管吸收并传导至右边。常温清洁空气（水或其它介质）在鼓风机作用下，沿右边通道反方向流动冲刷热管，这时热管右边放热，将清洁空气（水或其它介质）加热，空气流经热管后温度升高。由若干根热管组成的余热回收装置,安装在锅炉烟口，将烟气中热量吸收并高速传导至另一端，使排烟温度降至接近露点而减少热量排放损失。加热后的清洁空气可烘干物料或补充到锅炉内循环使用。提高锅炉和工业窑炉的热效率，降低燃料消耗，达到节能的目的。

在工业燃油、燃气、燃煤锅炉设计制造时，为了防止锅炉尾部受热面腐蚀和堵灰，标准状态排烟温度一般不低于180℃，最高可达250℃，高温烟气排放不但造成大量热能浪费，同时也污染环境。热管余热回收器可将烟气热量回收，回收的热量根据需要加热水用作锅炉补水和生活用水，或加热空气用作锅炉助燃风或干燥物料。节省燃料费用，降低生产成本，减少废气排放，节能环保一举两得。改造投资3-10个月回收，经济效益显著。

⑤ 采用防垢、除垢技术

通过采用锅炉除垢剂和电子防垢器以及软化水处理设备，优化水汽循环系统，软化水设备可以去除水中钙、镁等结垢离子，使得水质软化，合理控制锅炉的排污率，从而减少水垢，提高锅炉热效率。

⑥ 采用燃料添加剂技术

在燃料中加入添加剂达到优化燃料，达到降低烟垢，提高热效率的目的。

⑦ 采用新燃料

采用新型环保燃料油，达到降低燃油成本的目的。

⑧ 采用富氧燃烧技术

空气中氧气含量≤21%。工业锅炉的燃烧也是在这样空气下进行的工作。实践表明：当锅炉燃烧的气体氧气量达到25%以上时，节能高达20%；锅炉启动升温时间缩短1/2－2/3。而富氧是应用物理方法将空气中的氧气进行收集，使收集后气体中的富氧含量为25%－30%。富氧助燃是一种最新节能环保技术。近十几年来，随着环保要求的不断提高以及节约能源的需要，富氧燃烧作为一种新兴的燃烧技术在世界各国蓬勃发展，现在西方一些发达国家要求全部新增工业炉窑、工业锅炉不得用普通空气助燃，都得用富氧空气助燃。

⑨ 采用旋流燃烧锅炉技术

众所周知，传统锅炉存在着两大弊端，一是燃烧时有烟雾烟尘冒出，成为重要的污染源；二是煤渣燃烧不充分，能源浪费极为严重。采用纯无烟再节能旋流燃烧锅炉新技术与传统工业锅炉相比较，有着绝对的优势。它比手烧式锅炉节煤30%~35%，比链条式自动化锅炉节煤25%。由于纯无烟再节能技术使用了PID

变频和ABM节电系统，比传统锅炉节电40%，挥发份可实现90%以上的燃烧和利用，而传统锅炉的挥发份的燃尽率只有78%左右，有22%的烟尘排向大气层，纯无烟再节能旋流燃烧技术使灰渣燃尽率达到了97%，而传统锅炉煤渣的燃尽率只有80%左右，正是由于这些原因，纯无烟再节能燃烧技术可使炉温从原来的1200℃提高到1500℃左右，提高了燃烧效率，节省了燃料，满足了客户的需求。

⑩ 采用空气源热泵热水机组替换技术

将现有的燃油（气）热水锅炉替换成空气源热泵热水机组；可节约能源消耗30%到50%

三、循环流化床锅炉

1、基本简介

循环流行化床锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术。国际上这项技术在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域已得到广泛的商业应用，并向几十万千瓦级规模的大型循环流化床锅炉发展；国内在这方面的研究、开发和应用也逐渐兴起，已有上百台循环流化床锅炉投入运行或正在制造之中。未来的几年将是循环流化床飞速发展的一个重要时期。

2、原理简介

是在鼓泡床锅炉（沸腾炉）的基础上发展起来的，因此鼓泡床的一些理论和概念可以用于循环流化床锅炉。但是又有很大的差别。早期的循环流化床锅炉流化速度比较高，因此称作快速循环循环床锅炉。快速床的基本理论也可以用于循环流化床锅炉。鼓泡床和快速床的基本理论已经研究了很长时间，形成了一定的理论。要了解循环流化床的原理，必须要了解鼓泡床和快速床的理论以及物料从鼓泡床→湍流床→快速床各种状态下的动力特性、燃烧特性以及传热特性。

流态化

当固体颗粒中有流体通过时，随着流体速度逐渐增大，固体颗粒开始运动，且固体颗粒之间的摩擦力也越来越大，当流速达到一定值时，固体颗粒之间的摩擦力与它们的重力相等，每个颗粒可以自由运动，所有固体颗粒表现出类似流体状态的现象，这种现象称为流态化。

对于液固流态化的固体颗粒来说，颗粒均匀地分布于床层中，称为“散式”流态化。而对于气固流态化的固体颗粒来说，气体并不均匀地流过床层，固体颗粒分成群体作紊流运动，床层中的空隙率随位置和时间的不同而变化，这种流态化称为“聚式”流态化。循环流化床锅炉属于“聚式”流态化。

固体颗粒（床料）、流体（流化风）以及完成流态化过程的设备称为流化床。

燃烧机理

循环流化床锅炉采用流态化的燃烧方式，是介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的燃烧方式，即通常所讲的半悬浮燃烧方式。在循环流化床锅炉中,存有大量床料,首次启动时人为添加床料,在锅炉运行时床料主要由煤中的灰、未反应的石灰石、石灰石脱硫反应产物等构成。床料在从布风板下送入的一次风的作用下处于流化状态，煤粒、床料及石灰石被烟气夹带在炉膛内向上运动，在炉膛的不同高度部分大颗粒将沿着炉膛边壁下落，形成物料的内循环；较小固体颗粒被烟气夹带进入分离器，进行分离，绝大多数颗粒被分离下来，一部分通过回料阀直接返回炉膛，另一部分通过外置式换热器后返回炉膛，形成物料的外循环；飞灰随烟气进入尾部烟道。通过炉膛的内循环和炉外的外循环，从而实现燃料不断的往复循环燃烧。

循环流化床根据物料浓度的不同将炉膛分为密相区、过渡区和稀相区三部分，密相区中固体颗粒浓度较大，具有很大的热容量，因此在给煤进入密相区后，可以顺利实现着火；与密相区相比，稀相区的物料浓度很小，稀相区是燃料的燃烧、燃尽段，同时完成炉内气固两相介质与蒸发受热面的换热，以保证锅炉的出力及炉内温度的控制。

脱硫原理

循环流化床锅炉处在830-900℃的工作温度下，在此温度下石灰石可充分发生焙烧反应，使碳酸钙分解为氧化钙，氧化钙与煤燃烧产生的二氧化硫进行盐化反应，生成硫酸钙，以固体形式排出达到脱硫的目的。石灰石脱硫反应方程CaCO3=CaO+CO2-热量Q

CaO+SO2+1/2O2=CaSO4+热量Q

因此循环流化床锅炉可实现炉内高效廉价脱硫，一般脱硫率均在90%以上。同时，由于较低的炉内燃烧温度，循环流化床锅炉中生成的NOX主要由燃料NOX构成即燃料中的N转化成的NOX；而热力NOX即空气中的N转化成的NOX生成量很小；同时循环流化床锅炉采用分级送风的方式即一次风从布风板下送入，

二次风分二层从炉膛下部密相区送入，可以有效地抑制NOX的生成。因此循环流化床锅炉中的污染物排放很低。

3、结构分析

锅炉采用单锅筒，自然循环方式，总体上分为前部及尾部两个竖井。前部竖井为总吊结构，四周有膜式水冷壁组成。自下而上，依次为一次风室、密相床、悬浮段，尾部烟道自上而下依次为高温过热器、低温过热器及省煤器、空气预热器。尾部竖井采用支撑结构，两竖井之间由立式旋风分离器相连通，分离器下部联接回送装置及灰冷却器。燃烧室及分离器内部均设有防磨内衬，前部竖井用敖管炉墙，外置金属护板，尾部竖井用轻型炉墙，由八根钢柱承受锅炉全部重量。

锅炉采用床下点火（油或煤气），分级燃烧，一次风比率占50—60%，飞灰循环为低倍率，中温分离灰渣排放采用干式，分别由水冷螺旋出渣机、灰冷却器及除尘器灰斗排出。炉膛是保证燃料充分燃烧的关键，采用湍流床，使得流化速度在—s，并设计适当的炉膛截面，在炉膛膜式壁管上铺设薄内衬（高铝质砖），即使锅炉燃烧用不同燃料时，燃烧效率也可保持在98—99%以上。

高温分离器入口烟温在800℃左右，旋风筒内径较小，结构简化，筒内仅需一层薄薄的防磨内衬（氮化硅砖）。其使用寿命较长。循环倍率为10—20左右。

循环灰输送系统主要由回料管、回送装置，溢流管及灰冷却器等几部分组成。

床温控制系统的调节过程是自动的。在整个负荷变化范围内始终保持浓相床床温850-950℃间的某一恒定值，这个值是最佳的脱硫温度。当自动控制不投入时，靠手动也能维持恒定的床温。

保护环境，节约能源是各个国家长期发展首要考虑的问题，循环流化床锅炉正是基于这一点而发展起来，其高可靠性，高稳定性，高可利用率，最佳的环保特性以及广泛的燃料适应性，特别是对劣质燃料的适应性，越来越受到广泛关注，完全适合我国国情及发展优势。

4、发展现状及特点

气固分离器是CFB 系统的核心部件之一。其之所以关键，从运行机理上来讲，只有当分离器完成了含尘气流的气固分离并连续地把收集下来的物料回送至炉膛，实现灰平衡及热平衡，才能保证炉内燃烧的稳定与高效；就系统结构而言，分离器设计、布置得是否合理直接关系着锅炉系统制造、安装、运行、维修等各方面的经济性与可靠性。虽然分离器是CFB 必不可少的关键环节，但它又具有相对的独立性和灵活性，

在结构与布置上回旋余地很大。从某种意义上讲，CFB 锅炉燃烧技术的发展也取决于气固分离技术的发展，分离器设计上的差异标志着不同的CFB 技术流派。

1 循环流化床锅炉的特点

由于循环流化床内气、固两相混合物的热容量比单相烟气的热容量大几十倍甚至几百倍，循环流化床锅炉中燃料的着火、燃烧非常稳定。在床内沿炉膛高度所进行的燃烧和传热过程，基本上是在十分均匀的炉膛温度下(一般为850℃～900℃)进行的，从而可使循环流化床锅炉达到98%～99%的燃烧效率。在钙与燃料中的硫摩尔比为115～215 的情况下可以达到90%以上的脱硫效率。由于循环流化床锅炉是低温燃烧，而且燃烧过程是在整个炉膛高度上进行的，所以可以方便地组织分级燃烧，因而可以有效地抑制NOx 的生成，降低NOx 的排放。由于炉内气、固两相流对受热面的传热是在整个炉膛内进行的，不需在床内布置埋管受热面，因而完全避免了埋管的磨损问题。而布置在炉膛出口外的高效分离器可将大部分固体颗粒从烟气中分离出来，大大减少了尾部烟道中烟气的粉尘浓度，减少了尾部受热面的磨损。

2 循环流化床锅炉的发展及发展中存在的问题

目前各循环流化床锅炉制造厂家和研究机构都十分重视循环流化床锅炉的大型化，方形分离器在大型化方面具有很大的优势。

由于循环流化床锅炉炉膛没有设置埋管，不存在磨管现象。也不存在点火时有一部分热量被水冷系统带走的问题，点火启动，停炉都比较方便。冷炉状态20 分钟炉子就可以点着，热炉状态只用5到6 分钟，一般压火24 小时没有问题，环境污染小。由于循环流化床锅炉的低温燃烧特性，二氧化硫和氮氧化物排放浓度非常低(氮氧化物的生成温度约为1000℃，其排放浓度可控制在200PPM 以下)，是链条炉和煤粉所不容易实现的。由于循环燃烧使它的炉渣几乎不含碳，呈黄褐色小颗粒，可以作为水泥制品的掺和料。并相对减少了总出渣量。

5、生物质节能型循环流化床锅炉

由于生物质燃料组成成分的特殊性，与煤相比，其组成成分分布的特点是“三高三低”，即挥发份、氧及氢含量很高，前两项远远高于煤；而碳、硫和灰的含量比较低。且灰中的SiO2 和K2O 的含量明显高。因此，生物质燃烧设备的设计应从不同种类生物质的燃烧特性出发，才能保证生物质燃烧设备运行的经济性和可靠性，提高生物质开发利用的效率。

针对锅炉生物质燃料的特性，该锅炉采用以下特殊措施：

（1）采用高大的炉膛结构和较低的炉膛烟气流速。

（2）由于生物质燃料中含有含碱金属、硫和氯等元素，其燃烧生成的衍生物与碱金属盐一起共同对高温过热器造成高温腐蚀。

6、循环流化床锅炉重要部件的发展技术

1）锅炉冷渣器

由于循环流化床锅炉, 所使用的燃料为劣质燃料, 燃料中大量的灰渣在燃烧后需要排出, 大量灰渣的排出温度在90℃左右, 将带出大量的灰渣潜热, 灰分高于30% 的中低热值燃料, 如果灰渣不经冷却, 灰渣物理热损失可达2% 以上, 这一部分热量通过适当的传热装置是可以回收利用的。另一方面, 炽热灰渣的处理和运输十分麻烦, 不利于机械化操作, 一般的灰处理机械可承受的温度上限大多在150一300℃之间, 故灰渣冷却是必需的。

从节能节水和环境保护的角度看，全空气冷却器是冷渣器的发展方向,因为以空气作为冷渣器的冷却介质,冷却后的空气变为预热空气直接返回炉膛助燃,避免了水冷却的能量损失和水资源的浪费,同时减少了因为用水冷却而带来的二次污染问题但是由于空气为非吸收型介质,直接使用空气作为冷却介质,必须解决好空气和灰渣之间的气固两相流动和传热问题,也是冷渣器的核心和关键性技术问题。

2）燃烧器

注汽锅炉的核心部件是燃烧器，是将燃料和空气按规定的比例、速度和混合方式送入炉膛进行高效、清洁燃烧的装置，其安全、经济运行与否直接影响锅炉的安全性和经济性。但原有的燃烧器技术已远远不能满足安全、环保、节能的运行要求，因此近年来国内各稠油油田逐步引进国外各种新型燃烧器技术。经过试验，部分新型燃烧器已逐步推广应用，取得了一定的效果。文章将对已应用的燃烧器技术特点进行总结，便于今后燃烧器选型及管理。

为适应锅炉内燃烧过程的需要，确保锅炉等设备安全可靠、高效经济和低污染排放下运行，燃烧器应具有的主要技术性能包括：

◆燃烧效率高，配风合理，保证燃料燃烧稳定、完全，烟气污染物排放指标达标。

◆燃烧火焰形状及长度应与炉膛相适应，火焰充满度好，火焰温度与输出功率应符合锅炉的要求。

◆调节性能好。燃烧器应能适应锅炉负荷的调节需要，即在锅炉最低至最高负荷保持稳定工作，不发生回

火和脱火。

◆点火和运行调节等操作方便，运行安全可靠；结构简单、紧凑；自动化程度高，维修方便。

◆调风装置阻力小，运行噪声小。如果燃烧器的运行性能不好，将影响锅炉的燃烧工况，表现为：

◆燃烧不完全，污染锅炉尾部受热面、排烟温度上升，甚至造成二次燃烧。

◆可燃气体（或固体）未完全燃烧，热损失增加。

◆油燃烧器出口或炉膛中结焦。

◆出现熄火、回火甚至炉膛爆炸等事故。

3）低温省煤器

我们知道，锅炉热损失中，排烟热损失是最大的，约占锅炉热损失的60%-70%，所以合理有效地回收排烟余热是很有必要的。但如果排烟温度过低，会使锅炉尾部受热面产生低温腐蚀和堵灰，又由于尾部烟温较低，温压小，余热回收过程中增加的受热面多，回收成本较大，因此协调这几方面的矛盾已经成为燃煤锅炉尾部余热回收过程中必须考虑的问题。

低温腐蚀机理

锅炉尾部受热面（省煤器、空气预热器）的硫酸腐蚀，因为尾部受热面区哉的烟气和管壁温度较低，所以称为低温腐蚀。燃料中的硫燃烧生成二氧化硫（S+O2→SO2），二氧化硫在催化剂的作用下进一步氧化生成三氧化硫（2SO2+O2→2SO3），SO3与烟气中的水蒸气生成硫酸蒸气。硫酸蒸气的存在使烟气的露点显著升高。例如，燃油炉烟气中的水蒸气分压力约为，相应的热力学露点为41-52℃，如烟气中的硫酸蒸气浓度为10%时，露点升高至190℃。预热器管壁温度与烟气及空气的流速和温度有关，约等于烟气与空气的平均温度。由于空气预热器下部空气的温度较低，预热器下部的烟气温度不高，壁温常低于烟气露点。硫酸蒸气会凝结在预热器受热面上，造成了硫酸腐蚀。低温腐蚀常发生在空气预热器上，但是当燃料含硫量较高，过量空气系数较大，以致烟气中SO3含量较多，露点较高，且给水温度较低（如高压给水加热器停用）时，省煤器管也有可能发生低温腐蚀。

现有的解决方法

材料选择：选用耐酸腐蚀性能较强的不锈钢材料。一般选用1Cr18Ni9Ti不锈钢。

结构：主要由受热面蛇形管、箱板、平板清灰器和上下联箱组成。

四、生物质锅炉

生物质锅炉是锅炉的一个种类，就是以生物质能源做为燃料的锅炉叫生物质锅炉，分为生物质蒸汽锅炉、生物质热水锅炉、生物质热风炉、生物质导热油炉、立式生物质锅炉、卧式生物质锅炉等。

我国目前有工业锅炉约50多万台，每年耗煤量约为全国煤耗总量的1/3，由燃煤工业锅炉造成的环境污染非常严重，大量的工业锅炉必须换用洁净能源。根据我国的生物质资源条件，利用农林剩余物作为锅炉燃料使用则具有环境友好、可以再生的特点，研究工业锅炉生物质燃烧技术，开发生物质燃料锅炉，对节约常规能源、优化我国能源结构，减轻环境污染有着积极意义。

由于电力、天然气供应和燃气管道的限制，目前无法将我国的燃煤锅炉全部改为电锅炉或燃气锅炉，而生物质锅炉的价格低及运行成本低更容易使用户接受并得以推广，正好填补了这项空白。生物质能颗粒燃料是利用秸秆、水稻秆、薪材、木屑、花生壳、瓜子壳、甜菜粕、树皮等所有废弃的农作物，经粉碎混合挤压烘干等工艺，最后制成颗粒状燃料。在我国它的原材料分布广泛，加工工艺先进，生物质能颗粒料以绿色煤炭著称，是一种洁净能源。作为锅炉的燃料，它的燃烧时间长，强化燃烧炉膛温度高，而且经济实惠，同时对环境无任何污染，CO零排放，SO零排放，属再生能源，可循环利用，可代替木材、煤、天然气。而运行成本仅是燃气的一半。我国大量的农业产生的原料给生物质锅炉的推广提供了坚强的物质保障。不仅能够解决农民进行秸秆焚烧问题，同时将资源充分利用，燃烧过的灰渣是非常好的肥料，实是一举多得之举。衡阳大成锅炉有限公司认为，生物质锅炉将减低的排放，有力的推进了环保事业的发展。

目前生物质锅炉按其用途大概分为两类：一种是生物质热能锅炉，另一种是生物质电能锅炉。

其实，二者的原理基本相同，都是通过燃烧生物质燃料获取能量，只是第一种直接获取热能，第二种将热能又转化成电能。在这两种锅炉中，第一种又是现在应用最广泛，技术比较成熟的。

如果继续细分的话，第一种锅炉——生物质热能锅炉，还可以分为三类：

第一类：小型生物质热能锅炉。此种锅炉使用固化或气化的生物质燃料，提供热水形式的热能，它的优点是体积小，结构简单，价格低；缺点是，能量损耗大，燃料消耗量大，热能供给量低，无法满足热能需求量大的用户，该种锅炉目标为单户农村家庭的取暖和生活热水的供给。

第二类：中型生物质热能锅炉。此类锅炉主要使用固化生物质燃料，提供热水或蒸汽。它的优点是技术比较成熟，能量损耗小，热能供给能力较强；缺点是部分锅炉燃料结焦，配套设计不合理。目前山东希尔生物质能源公司的“螺旋风翅燃烧器技术”很好的解决了中型生物质锅炉的燃烧不充分、结焦等现象。

第三类：大型生物质热能锅炉。此类锅炉目前并没有实际产品，主要原因是现有的技术并不完善，且对于生物质替代燃煤的国家政策不健全，因此，只停留在概念上。它所强调的是一种集中管理、集中控制的热能工程，锅炉仅作为其中的一个设备，来保证整个生物质热能工程的正常运行，因此，它对燃料、燃烧技术、配套技术、相关政策要求很高。

五、水煤浆锅炉

1 水煤浆锅炉简介

水煤浆锅炉集传统燃油锅炉与燃煤锅炉的优势与一体, 既有燃油锅炉燃烧控制自动化、即开即停、场所洁净、环保排放的优点, 又保持了燃煤的低成本运行的特点。它采用了类似燃油的雾化喷燃技术, 大大提高了水煤浆燃料的燃烧效率和燃烬率,热效率一般稳定在83%左右, 远远超过燃煤链条锅炉( 65%) , 燃烬率可高达98%以上, 直接为国家节约大量的燃料, 为用户最大程度节约燃料成本。水煤浆锅炉全部采用管道流态输送和雾化, 实现短时间油自动点火, 操作简单方便, 劳动强度远低于燃煤锅炉, 安全性高。锅炉炉膛升温迅速, 短时间内可达到900-1200℃, 实现水煤浆的连续稳定燃烧, 避免了燃煤锅炉加煤时低温燃烧不充分的重污染过程, 也避免了燃油锅炉高温( 1300℃) 燃烧产生的大量氮氧化物污染。在烟气含尘量、含二氧化硫量等环保排放指标上, 均优于国家标准。

2 水煤浆锅炉的系统

水煤浆锅炉的基本流程: 水煤浆由供浆泵送入燃烧器, 经压缩空气( 或蒸汽) 雾化, 在一定条件下,水煤浆在炉膛内稳定燃烧, 产生的高温烟气经锅炉管束、省煤器等从锅炉尾部排出, 通过除尘器达到环保标准后经引风机进入烟囱排入大气。燃烧后的极少灰渣通过排渣系统排出炉外。水煤浆锅炉系统除了具有和燃油、燃气锅炉系统相同的系统( 供油系统或供气系统、水处理系统、蒸汽或热水系统、排烟系统) 外, 还增加了

供浆系统( 包括储浆罐、输浆泵、日用浆罐、供浆泵、在线过滤器、流量计等) 、雾化介质系统( 空气压缩机、储气罐或蒸汽) 、清洗水系统、除灰系统( 出渣机、沉淀池) 、烟气处理系统( 省煤器、带文丘里管的湿式脱硫除尘器、引风机) 。( 见图1 水煤浆锅炉系统流程图)。

六、垃圾余热锅炉

垃圾焚烧处理的资源化效益主要体现于将其焚烧时的热能回收、以电能输出，而电能良好的市场前景和其它生活垃圾处理资源回收技术尚不完善的现状，使垃圾焚烧余热发电这一垃圾资源化的途径具有很好前景。

垃圾焚烧烟气中的污染物可分为粉尘状颗粒物、酸性气体( HCI、HF、硫氧化物、氮氧化物等) 、重金属( Hg、Pb、Cr 等) 以及有机剧毒物( 二恶英等) 四大类。目前垃圾余热发电主要的问题有: 密封差、过热器腐蚀严重、蒸汽温度不能满足发电要求以及受热面积灰致使锅炉达不到设计出力。针对上述问题，我们在总结经验、理论分析后开发出一种密封好、参数稳定、热效率高的垃圾余热锅炉( 见图1) 。

本余热锅炉是为满足立式旋转热解气化垃圾焚烧炉的余热回收而设计。本锅炉采用立式、单锅筒、自然循环、L 型结构，由双室冷却室( 前部膜式壁通道) 及尾部烟道组成。热烟气由前冷却室上部进入锅炉，经由膜式水冷壁构成的前、后冷却室，进入由膜式壁包墙构成的竖井烟道，自上而下横向冲刷布置于其中的一排省煤器管和三级过热器。烟气在竖井烟道底部转为水平流动，横向冲刷两级省煤器后排出锅炉。过热器采用三级布置、二级喷水减温的结构形式，由水冷管吊挂于烟道内。主给水和减温水采用电动调节阀调节，在锅筒和过热器出口集箱上各设置一台全启式弹簧安全阀。锅炉设有膨胀中心，具有可供自动控制及监控的测点。锅炉的冷却室和竖井烟道采用膜式壁结构，尾部的省煤器采用管箱式结构，具有良好的气密。

七、纳米电热锅炉

电热锅炉是一种将电能转化为热能，把水加热至有压力的热水或蒸汽的热力设备。它具有无污染，无噪声，占地面积小，安装使用方便，全自动，安全可靠，热效率较高等特点。纳米电热膜是一种高效节能的新型电热器件。作为一种面发热元件，具有高温、电热效率高，加热速度快，同时具有远红外辐射加热功能等特点，其加工工艺达到纳米级。本设计将一种新型的半导体纳米电热膜作为发热材料，研究其应用于电热锅炉的可行性。半导体电热膜是以耐高温、高强度的绝缘体（石英、陶瓷、微晶玻璃等）为基体，利用特殊工艺（温度800℃～1000℃）在基体上喷镀经配制的无机材料混合液而成导电薄膜。薄膜呈多晶结

构，导电机制为半导体导电机制，本项目研制的纳米半导体多晶硅电热膜的最高工作温度可达1200 度，故称为半导体多晶硅电热膜，又称高温电热膜。箱体被分为上下两层，上层固定筒体和操作面板等元件，下层用于固定供水泵。

八、模块式余热锅炉

全球能源的紧缺和国内节能减排任务的实施，使余热回收利用越来越引起社会的普遍重视。余热锅炉是余热回收的重要设备之一，余热锅炉的性能直接影响余热的回收再利用。本文简述了国内现有余热锅炉的缺陷，为解决这些缺陷，研制出了新型模块式余热锅炉。模块式余热锅炉为具有90年代先进技术水平的FCC余热锅炉，它基本上克服了原有国内余热锅炉存在的一些弊端，是替代我国老式余热锅炉的换代产品，技术上处于世界领先水平。

九、中国燃煤工业锅炉现状

1、工业锅炉基本情况

工业锅炉是重要的热能动力设备，在国民经济发展、居民生活中起着不可或缺的作用，同时工业锅炉在使用过程中对环境造成的污染也日趋严重。据统计，截止2009 年底，中国在用锅炉59. 52 万台，其中工业锅炉58. 48 万台，占锅炉总台数的98. 25%，工业锅炉总量呈逐年上升的态势。

2 燃煤工业锅炉存在的问题

自20 世纪七八十年代以来，国内曾先后通过自主开发和国际合作，开展过许多燃煤工业锅炉的技术提

高工作，组织过不少燃煤技术的攻关研究。近几年国内燃煤工业锅炉技术已得到发展和进步，已成功开发出小型煤粉燃烧技术系统，回燃式抛煤机锅炉及关键技术，链条锅炉分层给料和变负荷控制技术，全程优化配风及运行自动诊断控制技术，燃煤工业锅炉烟气除尘、脱硫一体化技术等。大力发展了集中供热和区域供热技术，提高了工业锅炉的燃烧效率，同时减少了污染物排放。但总体来看，目前中国燃煤工业锅炉的运行状况仍低于国外同类产品的水平，锅炉房整体系统的效率较低，小型燃煤设备污染物排放超标严重，燃煤工业锅炉的节能减排工作任重道远。

1）锅炉总体技术水平落后，单机容量小

燃煤工业锅炉数量多，尽管平均容量逐年上升，但单机容量仍然较小。容量≤35 t /h 的锅炉数量约占工业锅炉总台数的96%，其中容量≤10 t /h 的占80%。大多数锅炉为链条炉，总体工艺水平较差。在燃煤工业锅炉中，层燃炉约占总容量的80%，不同容量的链条炉约占45%。由于高效、环保、节能的先进燃煤锅炉还没有得到推广应用，燃煤工业锅炉热效率较低，约62% 左右，且自动化水平低、污染物排放超标。

目前锅炉存在的问题有: 运行负荷较低、灰渣含碳量高、过量空气系数大、排烟温度高等。表6 为燃用河北某矿区烟煤锅炉的热效率实测数据，从实测结果看，所测锅炉的平均热效率为57%，而2 t /h锅炉的平均热效率仅达到41%，远低于锅炉的设计热效率。

2）除尘与脱硫技术低，燃煤锅炉污染物排放高

工业锅炉以燃煤为主，年燃煤量约在6. 5 亿t左右。多数燃煤工业锅炉的污染物排放控制技术水平低，所采用的除尘设施效率不到70%，烟尘排放超标。由于脱硫设备的投资和运行成本较高，目前工业锅炉基本没有配套脱硫装置，特别是小型锅炉，SO排放普遍超标。现有湿式除尘脱硫一体化装置实际脱硫效率一般为30%～60%，投资和脱硫成本都较高，用户不愿使用，环保部门很难监督。近几年，政府大力推行燃煤优质化工作，强调使用低硫煤，这方面有了一定的改善，但从整体上来讲，SO排放超标仍然是锅炉排放污染的一个重要问题。

3）自动控制水平低

许多锅炉缺少必要的仪器仪表配置，如炉膛温度显示仪表、排烟温度计、氧量计、流量计( 含水和蒸汽) 以及煤的计量等监测仪表。由于普遍未设热电偶温度计对炉膛温度进行检测，司炉工或管理人员无法确定在实际负荷状态下炉膛温度应控制的范围，鼓、引风量与燃料供应量如何配比; 更无法确定在负荷变动情况下，炉膛温度的变化，鼓、引风量与燃料应做怎样的相应调整。造成运行管理不善，操作不当，排烟温度高，炉渣含碳量高、炉膛空气过剩系数偏大等不良状况，锅炉效率明显下降，煤耗量增加。

4）用煤质量不稳定

中国锅炉用煤品种多变、质量不稳定，且以散煤和原煤为主。一直没有像欧美国家那样，采用链条锅炉专用煤。中国燃煤工业锅炉以层燃锅炉为主，煤炭灰分和硫分普遍较高，煤的发热量与挥发分波动大，细末煤含量大，无法满足层燃锅炉设计要求( 如要求粒度小于6 mm 的细末煤含量不大于30%等) ，既降低锅炉热效率，也增加了锅炉的污染物排放。

5）炉节能工作监督和管理体系不完善

目前中国燃煤工业锅炉的安全、环保和节能监督严重分离。技术监督局负责安全监督，每年年检，工作较规范; 环保部门负责污染物排放控制的监督与管理，按年抽查，全面规范管理难度大; 一直没有建立完善的国家和地方节能管理体系和能源执法监督体系，各地节能中心只负责能效检测和技术服务，无人负责节能执法。缺乏完善的、与市场经济发展相适应的国家和地方节能政策及相关标准，已有的标准多属指导性的，未与设计规范、设备制造和实际应用相联系，实施效果差。导致技术落后，高能耗、高污染的锅炉不断进入市场，严重影响高技术锅炉产品的推广与应用。

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