锅炉原理及垃圾焚烧余热锅炉简介

▲、邻炉加热器的说明
• 邻炉加热装置也称循环推动器，主要是指处在冷态的锅炉，借用邻炉或邻机 的汽源，对该炉水循环系统进行加热，使其达到所需要的参数。
料层进行
燃烧。
煤粉燃烧：指在磨煤机中把煤磨成粉末，由燃烧器用热风将煤粉喷入炉膛空间内 进行燃烧。煤在炉膛中所进行的是空间悬浮状燃烧，煤粉与空气的接触表面 大大增加，燃烧猛烈，炉内燃烧温度高。
流化床燃烧：是一种介于层燃和煤粉气力输送之间的燃烧方式，它利用固体颗粒 在一定条件下被气体托起，整体显示出流体性质，又称沸腾状燃烧。
炉内火焰温度很高，因而水冷壁的辐射吸热很强烈。
• 水冷壁是一个庞大的组合体，承担锅炉的大部分热负荷，必须注意它的热膨胀问题。 • 水冷壁管穿过炉墙的部分要留出膨胀间隙。为了防止漏风，间隙内应塞有石棉绳。 • 为了吸收炉内压力，加强和保护水冷壁和炉墙，沿炉膛高度每隔一段距离需围上一圈
刚性梁。
▲、过热器：
• 热力发电厂中，将煤、石油、天然气等燃料燃烧或其他热源释放出来 的热量，通过金属受热面传递给经净化的水，将其加热到一定压力和 温度的水或蒸汽的换热设备称为锅炉。
• 锅炉是将燃料热能转变为蒸汽的综合性能量转换联动装置，是热力发 电厂中三大主机（即锅炉、汽轮机和发电机）之首。
• 锅炉包括锅和炉两大部分，锅是指热烟气加热金属受热面的那部分受 压容器，炉则是燃料燃烧的场所。通常把燃料燃烧、放热、排渣、出 灰等称为炉内过程，而把受热面内工质水的流动、传热、汽化、过热 及热化学等统称为锅内过程。
四、锅炉设备的组成及作用
锅炉由本体设备和辅助设备两部分组成。
▲、本体设备：包括锅筒、炉膛、燃烧设备、受热面、空气 预热器、炉墙、钢架及本体管路等各种附件，一般属于制 造厂供货范围。 其中，受热面包括水冷壁、过热器、省煤器和再热器等。
▲、辅助设备：包括通风设备、给水处理设备、除尘设备及 自动控制设备等，由专业设计院配套。
锅炉原理及垃圾焚烧余热锅炉简介
2019.12
目录
• 一、有关锅炉的一些基本概念 • 二、锅炉的容量、参数系列 • 三、锅炉的工作流程 • 四、锅炉设备的组成及作用 • 五、锅炉重要部件的介绍 • 六、垃圾焚烧余热锅炉介绍
一、有关锅炉的一些基本概念：
▲、锅炉的定义
• 锅炉是一种生产蒸汽的换热设备。它通过煤、油、生物质或天然气等 燃料的燃烧释放出化学能，并通过传热过程把能量传递给水，使水转 变成蒸汽，蒸汽直接供给工业生产中所需的热能，或通过蒸汽动力机 械转换为机械能，或通过汽轮发电机转换为热能。
• 传统型的烟气空气预热器不大适合垃圾焚烧余热锅炉。 1、极易发生低温腐蚀和堵灰 ； 2、因烟温较低，传热效果较差，也较难达到所需的风温 ； 3、导致二恶英类有害物质的重新合成 • 蒸汽-空气预热器是利用汽机乏汽或饱和蒸汽、过热蒸汽来加热燃烧
用空气的一种热交换装置。一般为螺旋翅片管,蒸汽在管内流动放热, 空气横向冲刷 。
锅炉的工作压力愈低，密度差愈大，循环愈可靠。
强制循环锅炉：主要是籍循环系统中的循环泵使汽水循环流动。
直流锅炉：工质，水、汽水混合物和蒸汽是由给水泵的压力而一次经过全部受热 面。
• 根据燃烧方式：层状燃烧，煤粉燃烧和循环流化床燃烧。
层状燃烧：又称火床式燃烧，指燃料置于炉排上，形成均匀的、有一定厚度的燃
▲、空气预热器
• 烟气空气预热器是利用锅炉尾部的烟气热量来加热燃烧用的空气的一 种热交换装置。空气预热器不仅能吸收排烟中的热量，降低排烟温度， 从而提高锅炉效率，而且还由于空气的预热改善了燃料的着火和燃烧 过程，保证炉内稳定燃烧，起着改善、强化燃烧的作用，从而减少燃 料的不完全燃烧损失，进一步提高锅炉效率，这对于燃用难着火的燃 料尤为重要。
• 锅炉的蒸汽压力和温度，是指过热器主汽阀出口处的过热 蒸汽压力和温度，一般用公斤/厘米2（或大气压）和℃为 单位
• 给水温度是指进省煤器的给水温度，如无省煤器时即指进 锅炉锅筒的水的温度。
▲ 、锅炉的型式
• 根据汽水流动的工作原理：自然循环锅炉，强制循环锅炉和直流锅炉。
自然循环锅炉：汽水主要靠水和蒸汽的密度差产生的压头而循环流动。
有水力除灰（渣）及气力除灰的两种系统。水力系统是用水作介质和动力，将燃烧产生 的炉渣和细灰进行输送并排出锅炉，由捞渣机、碎渣机、灰渣泵等设备组成。对层然炉 也有采用机械式出渣机。气力除灰是以空气作为介质和动力，将锅炉尾部受热面烟道和 除尘器等收集于灰斗的灰通过管道或其他密封装置输送到储存点的系统。一般由旋风吸 尘器、袋式过滤器、真空泵、灰斗、高压风机等设备组成
利用锅炉尾部烟气热量，加热燃烧所需空气，达到一定温度，并进一步降低排烟温度，提高锅 炉热效率的换热装置
炉墙是锅炉的保护外壳，起密封和保温作用。构架是支撑和固定锅炉各部件，维持其相对空间 位置的空间结构，包括操作用平台扶梯
包括安全附件、水位监察装置、吹灰装置、汽水取样装置及调温管道附件等，是锅炉设备上不 可缺少的装置。安全附件包括安全阀、压力表、水位表、温度测量仪表等，是锅炉的保护和监 督部件，汽水取样装置是监察汽水品质必备的附件；吹灰装置用于吹扫沉积在受热面上的灰渣， 以改善受热面的传热，从而提高锅炉效率
▲、省煤器
• 省煤器是利用锅炉尾部的烟气热量来加热给水的一种热交换装置。作用：降 低排烟温度，提高锅炉效率，节约燃料消耗量。省煤器的应用主要是为了减 少蒸发受热面，以价廉的省煤器受热面来.代替价格昂贵的蒸发受热面。给水 经省煤器提高温度后再进入锅筒，也减轻了锅筒所承受的热应力的影响。
• 省煤器通常布置在对流烟道中，一般将管圈放置成水平以利于排水。而且总 是保持水由下向上流动，以便于排除其中的空气，避免引起局部的氧气腐蚀。 烟气从上向下流动，既有助于吹灰，又保持烟气相对于水的逆向流动，增大 传热温差。
▲、水冷壁：
• 水冷壁就是锅炉炉膛内吸收辐射换热的那部分受热面，是锅炉蒸发系统的重要部件， 其受热最强烈。目前大都是采用膜式水冷壁结构，可以大大提高炉膛的密封性。
• 水冷壁的作用： 1、保护炉墙，减少熔渣和高温对炉墙的破坏作用,提高运行可靠性。 2、火焰对水冷壁的辐射传热是锅炉传热的重要方式。辐射传热与绝对温度的四次方成比例，
▲ 、锅炉的蒸汽参数：
• 锅炉的蒸汽参数：锅炉的容量、蒸汽压力、蒸汽温度和给 水温度。
• 锅炉的容量，在工业锅炉中，国内目前用额定蒸发量来表 示，即蒸发量是指在规定的出口压力、温度和保证的效率 下，最大连续能生产的蒸汽量，一般用吨/时（t/h)为单位。 与汽轮发电机组配套的功率，国际单位用即百万瓦（MW） 来表示。
▲、锅炉的烟气流程：
燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温烟气释放出大量热量被水冷壁吸收后从 炉膛中排出，烟气随后依次进入蒸发器、过热器（再热器）、省煤器及空气 预热器进行热交换。烟气经充分冷却后，再经除尘装置（烟气净化装置）清 除其中飞灰等有害物质，最后由引风机送往烟囱排入大气。
▲、锅炉的汽水流程：
在热力系统中高压加热器将水加热到一定温度后，又由给水管道进入省煤 器进一步加热后给水进入锅筒，在锅筒内水从下部引入下降管然后分别进入 水冷壁下部进口集箱，水冷壁管内水因吸收炉膛辐射热而加热，蒸发形成汽 水混合物上升进入锅筒上部，锅筒内汽水混合物经汽水分离装置，水又回流 入下降管，而汽则从锅筒顶部引出送入过热器。饱和蒸汽在过热器内不断被 加热达到额定汽温后，将过热蒸汽送往汽轮机中。
▲、锅炉设备的作用
设备名称 锅筒
炉膛
燃烧设备
本 水冷壁
体 设 过热器 备 蒸发器
主要作用 又称汽包，用于汽水分离和蒸汽净化，组成水循环回路，蓄有一定水量的筒形压力容器，直流 锅炉没有锅筒 又称燃烧室，组织燃料燃烧所需空间，承担炉膛吸热任务，确保其出口烟温冷却到后部受热面 合理值 把空气和燃料以不同方式送入炉膛，形成连续稳定燃烧的装置，包括点火和排渣。
1、选择适当的锅筒尺寸，使其具有足够的蒸汽容积和水容积。
2、正确选择汽水分离系统及锅筒内部装置，使其满足蒸汽品质的 要求，同时，必须满足水循环可靠性的各项要求。如锅内旋风器的 阻力过大、锅筒内水位过低或有蒸汽带入下降管等，均对水循环不 利。
3、合理布置各种管道，包括蒸汽引出管、给水引入管、汽水混合 物引入管、下降管、排污管及加药管等。
设备名称 通风设备
除灰除渣设备
辅 助 水处理设备 设 备
给水设备
除尘设备 自动控制装置
主要作用
由送风机、引风机组成。送风机是将空气通过空气预热器加热后送入燃烧器供锅炉燃烧 用的设备，也有一部分送入一次风机用于制粉系统干燥和输送煤粉之用；引风机的作用 是从锅炉尾部将烟气抽出通过消烟除尘装置排入烟囱的设备，又称吸风机。
10（高压） 14（超高压） 17（亚临界）
510 540
540/540 555/555
570/570 540/540
215
220,(230),410
240
400,670
260
1000
容量（kW）
6000,12000 50000,100000 125000 200000 300000
三、锅炉的工作流程
主要吸收炉膛辐射热，起到保护炉墙和加热工质使其蒸发的作用，并确保炉膛的密封性
将饱和蒸汽加热到额定过热蒸汽温度的换热部件，包括调节汽温的各种减温器 主要吸收烟道内对流热，有效降低烟气温度，并产生一定量的饱和蒸汽
省煤器
利用锅炉排烟余热加热锅炉给水的受热面换热部件，用以提高机组热效率
空气预热器 炉墙及构架 锅炉本体附件
但在垃圾焚烧锅炉中由于烟气中含有大量腐蚀性成分，在高温环境中 会对管材造成严重的腐蚀，因此一般将过热器设置在对流区中。
• 须安装减温器以调节过热器内蒸汽温度。 • 对于垃圾焚烧锅炉而言，要求减温器必须反应灵敏，跟得上垃圾成分和工况
变化时的温度变化频率，且必须具备一定的减温幅度，以满足过热器的设计， 为此一般垃圾焚烧锅炉都采用二级喷水减温器。
• 省煤器出口烟气温度越低，锅炉热效率也越高，但在垃圾焚烧锅炉中，省煤 器出口烟温低于硫酸或盐酸的露点则会因酸性气体凝结导致低温腐蚀，因此 一般省煤器出口烟气温度不可过低，一般正常运行时不得低于200℃。
• 省煤器入口处一般设有再循环管，确保锅炉点火不上水时，防止省煤器因无 水流过而过热损坏。即在省煤器进口集箱与锅筒之间加装一再循环管，作为 冷却省煤器的下水管。
将进入锅炉的给水进行净化处理的设备。根据不同电厂参数及原水水质条件，由软化、 除盐、冷凝水除盐、除氧等装置组成
由汽水管道阀门组成，用以控制汽水的流动、启停或调节
将粉尘从烟气中分离出来并将其捕集的装置，根据燃料特性及炉型，为使烟气排放符合 国家对大气污染标准的规定，其组成除除尘器外，还需设置脱硫、脱硝装置
包括自动检测、监控、程序控制，自动保护和自动调节等装置。
五、重要部件的介绍
▲、锅筒：
• 锅筒作为循环回路的闭合件，将锅炉各部分受热面，如水冷壁、蒸 发受热面、对流管束、过热器及省煤器等连接在一起，并利用锅筒 的水容积保持一定的水容量。其任务是进行汽水分离，净化蒸汽及 建立正常的水循环，在负荷变化或给水中断时可起到蓄热和蓄水的 作用。其特点如下：
百度文库
▲ 、锅炉的特点
• 可靠性要求高。 • 综合性强。需适应燃料性质，确保电厂安全经济的运行。 • 金属耗量和体积大。 • 生产周期长。设计、制造、安装到投入运行，一般需要二到三年。 • 需散装出厂，工地现场安装。
二、锅炉的容量、参数系列
汽压（MPa） 汽温(℃) 给水温度（℃） 容量（t/h）
0.5
饱和
20
0.05，0.1，0.2
0.8
饱和
20
0.4，0.7，1.0，1.5，2，4
1.3
饱和
20,60,105
1，2，4，6，（6.5），10，20
250
300
350
2.5
饱和
20,60,105
1，2，4，6，（6.5），10，20
400
3.9(中压）
450
150,170
35，65，75，（120），130
• 过热器的作用是将蒸汽从饱和温度加热到额定的过热温度。在锅炉负 荷或其它工况变动时，应保证过热温度的波动处在允许的范围之内。 它在很大程度上影响着锅炉的经济性和运行安全性。
• 过热蒸汽温度的提高受到金属材料性能的限制，须确保受热面管子的 外壁金属温度低于钢材的抗氧化温度，并须保证其高温持久强度。
• 根据气流模式，可分为顺流式、逆流式和混流式 • 在电厂锅炉中过热器一般布置在高温辐射区，吸收高温烟气的热量，