燃油燃气锅炉的结构和设计

第5章燃油燃气锅炉的结构和设计

5.1 概述

能源和环境目前已成为世界关注的焦点，我国能源的消费结构远远跟不上国民经济的发展和人民生活水平的提高。而能源的消费结构将从根本上影响我们所处的环境，特别是我国生活和工业锅炉在80年代以前基本上燃用煤炭，平均运行效率在60%左右，能源的浪费和环境污染问题相当严重。虽然“六五”期间，对容量稍大的燃煤工业锅炉进行了大规模地改造，但其改造的范围是很窄的，大多数的生活锅炉并没有得到根本的改进，致使我们国家环境污染问题日趋严峻，很多城市和地区变成了酸雨区。因此，现在已经到了从根本上改变我们国家能源消费结构的时候了。虽然我们国家以煤为主要能源的情况在20年内不会改变，但我们可以通过渐进的方式逐步改变，首先大型燃煤机组的发展和改造应和先进发达国家的水平保持一致，提高效率和运行水平，降低SO x ，NO x 和CO2的排放量。在本世纪初，这一进程将大大加快。目前我们国家所面临的最大难题是改造现有的工业和生活锅炉，为此我们应该大力开发节能产品和节能技术，以改造耗能和环境污染的大户——工业锅炉。适当进口石油，放宽城市小型工业锅炉和生活锅炉燃用油品的限制，并开发燃用油、天然气和城市煤气的燃油和燃气锅炉，以取代那些耗能高、分布广、污染严重的生活锅炉和部分工业锅炉。由于以前的能源的消费结构使得我们在燃煤技术的研究上下了较大功夫，而忽略了对燃用油、天燃气和城市煤气

的燃油和燃气锅炉的研究和开发，使得我们在燃油和燃气锅炉的研究和设计制造方面存在很多盲目性。本章根据近几年对燃油和燃气锅炉基础理论方面的研究以及和多家锅炉制造厂合作设计的实践讨论燃油和燃气锅炉结构和设计。

近几年，我国各大中型城市积极推行集中供热以解决小型燃煤锅炉引起的局部环境污染问题，但集中供热的热源仍以燃煤为主，不能从根本上解决粉尘、废水、废渣、有害气体的排放。因此，以燃用天燃气、煤气、液化石油气以及液体燃料油等清洁燃料为主的环保型供热系统在城市小区供热系统中获得了广泛的应用。清洁型燃料燃烧充分，产生的有害气体少，对城市小区而言，这种环保型的燃油燃气锅炉供热系统还可使居民自行调节供热的温度和时间。但这种环保型的燃油燃气锅炉供热系统要求更高，已成为锅炉和自动控制工作者联合研究的课题。

总体上看环保型燃油燃气锅炉是向减小体积和重量、提高效率、提高组装化程度和自动化程度的发展方向。特别是近几年采用一些新型燃烧技术和强化传热技术，燃油和燃气锅炉的体积比以前大为降低，锅壳式蒸汽锅的热效率已高达92%～93%。随着工业的发展，人们对燃油和燃气锅炉的总体要求将更加严格。这种要求主要是解决经济性、安全性、可使用性的矛盾，具体表现在以下几个方面：

⑴锅炉的高效率。燃油和燃气锅炉的高效率意味着可以节约日益紧张和昂贵的能源。环保型燃油燃气锅炉的燃烧效率和大型工业锅炉已基本相当。环保型燃油燃气锅炉，特别是蒸汽锅炉，由于采用了低

阻力型火管传热技术和低阻力高扩展传热面的紧凑型尾部受热面，环保型燃油燃气锅炉的排烟温度基本上和大容量的工业锅炉相同，可达130～140℃。

⑵结构简单。采用简单结构的受热面，对锅壳式锅炉，采用单波形炉胆和双波形炉胆燃烧，强化型传热低阻力火管，以及低阻型扩展尾部受热面。除此之外还可根据具体要求配备低温过热器（≤250℃）受热面。对水管式锅炉，采用膜式壁型炉膛，紧凑的对流受热面，可配备引风装置，除此之外还可根据具体要求配备高温过热器（≥250℃）受热面。

⑶使用简易配套的辅机。给水泵、重油泵、重油加热器（电气-蒸汽两用）、鼓风机和其它一些辅机要和锅炉本体一起装配，而且要保证运输的可靠性。

(4)全智能化自动控制并配有多级保护系统。不仅配有完善的全自动燃烧控制装置，更配有多级安全保护系统，应具有锅炉缺水、超压、超温、熄火保护、点火程序控制及声、光、电报警。

(5)配备燃烧器（送风机）和烟道消音系统，降低锅炉运行的噪音。

(6)应装备自动加药装置，水处理装置。

(7)配备其它监测和限制装置，至少应保证锅炉24小时无监督安全运行。

5.2 锅炉的参数、型号和技术指标

5.2.1 锅炉参数

5.2. 1.1 工业锅炉的参数系列（参见GB1921—1988，GB3166—1988）

锅炉参数指锅炉容量、工作压力、工作温度。

工业锅炉蒸汽的容量用额定蒸发量（D）表示。额定蒸发量（D）表明锅炉在蒸汽压力，蒸汽温度，规定的锅炉效率和给水温度下，连续运行时所必须保证的最大蒸发量，单位为t/h。工业热水锅炉以额定供热量(Q)表示，其单位为MW。

蒸汽锅炉额定工作压力和温度是指末级过热器出口集箱主蒸汽阀出口处的过热蒸汽压力和蒸汽温度，对于无过热器的锅炉，可用主蒸汽阀出口处的蒸汽压力和温度来表示；热水锅炉额定工作压力和温度是指额定热水出水阀处的热水压力和温度。压力的单位用Mpa，温度的单位为℃。

蒸汽锅炉给水温度是指进省煤器的水温度，对无省煤器的锅炉是指进入锅炉锅筒的水温度；热水锅炉一般为额定进口水温度。

我国工业蒸汽锅炉的参数系列如表5-1所示；热水锅炉的参数系列如表5-2所示。

F:\毕业设计\图片\5-1.jpg

F:\毕业设计\图片\续5-1,5-2.jpg

5.2.1.2 常压热水锅炉的参数系列（参见JB/T 7985——1995）

常见热水锅炉是以水为介质，表压力为零的固定式锅炉。这种锅炉本体开孔与大气相通，在任何工况下锅炉水位线处压力为零。常压

热水锅炉的参数应符合表5-3的规定。

F:\毕业设计\图片\5-3.jpg

5.2.2 锅炉型号

5.2.2.1 工业锅炉产品型号的编制方法（参见JB/T 1626—1992）

工业锅炉产品型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连。表示如下：

型号的第一部分表示锅炉和燃烧设备的形式，共分三段。第一段用两个汉语拼音字母代表锅炉的总体形式（表5-4，表5-5），第二段用一个汉语拼音字母代表锅炉的燃烧设备（表5-6），第三段用阿拉伯数字表示蒸汽锅炉的额定蒸发量为若干t/h或热水锅炉额定热功率为若干MW。

型号的第二部分表示介质参数，共分二段，中间以斜线相连。第一段用阿拉伯数字表示额定蒸汽压力或允许工作压力为若干Mpa；第二段用阿拉伯数字表示额定过热蒸汽温度或出口水温度和进口水温度，单位为℃。蒸汽温度为饱和温度时，型号的第二部分无斜线和第二段。

型号的第三部分表示燃料种类。以汉语拼音字母代表燃料种类，同时以罗马数字代表燃料品种分类与其并列（表5-7）。如同时使用几种燃料，主要燃料放在前面。

工业锅炉如为气水（热水、开水）两用或三用锅炉，以锅炉的主要功能来编制产品型号。

例如：WNS10-1.25-YCQT表示锅壳式、卧式、内燃、室燃，额