高壓蒸汽鍋爐的水熱分離原理是什么

蒸氣鍋爐的形式太多，就舉一個(gè)普通的快裝4噸蒸氣鍋爐說(shuō)說(shuō)。水在鍋筒中受熱變成蒸氣，火在爐膛中發(fā)出熱量，就是蒸氣鍋爐的原理說(shuō)鍋爐先說(shuō)“鍋”。這種鍋爐是帶水冷璧的鍋筒式鍋爐，鍋筒內(nèi)左右分區(qū)安排兩個(gè)回程的煙火管，在鍋筒前部的前煙箱折返。鍋筒和下連箱之間，有下降管和水冷璧管，構(gòu)成燃燒室的框架。鍋筒上部有汽水分離器，以減少水蒸氣帶出的水。鍋體受熱面是鍋筒的下部，水冷璧管和煙火管。 燃燒部分由鏈條爐排和驅(qū)動(dòng)裝置，加上鍋體架在爐排框架上構(gòu)成的燃燒室組成。四周圍護(hù)耐火材料。。在鍋爐給水的冷水與溫水的作業(yè)效率比較中發(fā)現(xiàn)，由于在對(duì)給水加熱中，冷水作業(yè)與溫水作業(yè)相比所要耗損的能源要大得多，因而能夠得出結(jié)論，即溫水給水能夠加快鍋爐給水的反應(yīng)速度，從而提高鍋爐的作業(yè)效率，使得鍋爐的熱循環(huán)效率顯著提高。

燃煤由煤斗進(jìn)入，有煤閘板控制煤層厚度同時(shí)密封前部空氣。 燃燒室下部是鼓風(fēng)進(jìn)入的地方，這種鍋爐阻力較大，需要強(qiáng)制鼓風(fēng)。 燃燼的煤渣，在爐排后部經(jīng)“鷹嘴鐵”排出，由出渣機(jī)送出爐外面。 煙氣從鍋爐后部，由鍋筒的一回程煙管前行，由二回程煙管返回后部，再進(jìn)入除塵器分離灰燼，然后經(jīng)過(guò)引風(fēng)機(jī)由煙囪排出。 引風(fēng)機(jī)不僅是排出煙氣，也是鍋爐的負(fù)壓運(yùn)行必需的。低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)爐膛溫度相對(duì)較低，煤粉氣流的著火困難，燃燒穩(wěn)定性相對(duì)較差，維持高氧量運(yùn)行會(huì)進(jìn)一步降低爐膛溫度，降低爐膛內(nèi)煤粉燃燒濃度，燃燒的抗干擾能力降低，導(dǎo)致滅火的發(fā)生。

 蒸氣鍋爐是壓力容器，安全裝置是必要的。 鍋爐必備水位計(jì)，壓力表、安全閥、溫度計(jì)，還有在壓力下能夠補(bǔ)水的電動(dòng)上水泵，和在斷電時(shí)也能使用的蒸氣泵。 鍋爐用水必須軟化，還有水處理設(shè)備。

燃?xì)庹羝仩t和燃煤蒸汽鍋爐比較  

燃?xì)庹羝仩t和燃煤蒸汽鍋爐的比較，希望大家通過(guò)比較它們的不同，而選擇對(duì)自己合適的產(chǎn)品！停爐后的鍋爐，鍋內(nèi)潮濕積水，爐體外部有煙灰爐渣的侵蝕和銹蝕，如保養(yǎng)不好，停爐期間的腐蝕往往比運(yùn)行時(shí)更為嚴(yán)重。主要的問(wèn)題是環(huán)保問(wèn)題，燃?xì)忮仩t有效、清潔、環(huán)保，無(wú)需人工操作，只需要控制即可，占地少，無(wú)需運(yùn)輸燃料，無(wú)需要處理煤灰，因燃燒無(wú)雜質(zhì)，對(duì)鍋爐及相關(guān)配件無(wú)腐損，鍋爐壽命長(zhǎng)，規(guī)定為15年，但基本上可長(zhǎng)期使用。是現(xiàn)在的主流鍋爐，也是環(huán)保部門、大力推廣。很多本來(lái)用煤作熱源的工業(yè)企業(yè)現(xiàn)在被地域強(qiáng)制性要求使用煤氣發(fā)生爐，環(huán)保力度加強(qiáng)以后可能燃煤蒸汽鍋爐門檻會(huì)越來(lái)越高。重慶聯(lián)宏鍋爐有限公司是專業(yè)的鍋爐生產(chǎn)企業(yè)，主要產(chǎn)品有重慶鍋爐，重慶燃?xì)忮仩t，重慶鍋爐。

一點(diǎn)：采購(gòu)成本：因?yàn)槿細(xì)庹羝仩t在技術(shù)以及配套輔機(jī)上明顯先于燃煤蒸汽鍋爐，并且配有專用的燃?xì)馊紵龣C(jī)，不說(shuō)其他，單此一個(gè)燃燒機(jī)的價(jià)格就把這個(gè)成本給拉開(kāi)了。一般來(lái)說(shuō)：同樣噸位的蒸汽鍋爐，燃?xì)忮仩t要比燃煤鍋爐價(jià)格高上約30%左右。

  第二點(diǎn)：建設(shè)成本：這個(gè)成本主要來(lái)自鍋爐房，蒸汽鍋爐管道的資金投入。其中燃煤蒸汽鍋爐因?yàn)橄鄳?yīng)輔機(jī)設(shè)備較多，所以在鍋爐房建設(shè)資金要多一些。還有燃?xì)庹羝仩t是全自動(dòng)控制運(yùn)行，并具有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)保護(hù)功能。接上管道后，燃燒器會(huì)自動(dòng)供氣可以有效的節(jié)約工作人員的成本支出。燃煤蒸汽鍋爐因?yàn)樾枰厦撼绦颍栽谌藛T工資方面支出會(huì)大一些。（1）因?yàn)榕艧煙釗p失是鍋爐各項(xiàng)熱損失中較大的一項(xiàng)，一般為送入熱量的6%左右。

  第三點(diǎn)：環(huán)境成本：這個(gè)主要的意思是現(xiàn)在燃煤蒸汽鍋爐的審核較嚴(yán)。而燃?xì)庹羝仩t由于運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、環(huán)保節(jié)能、還有政策鼓勵(lì)，越來(lái)越受到廣泛的應(yīng)用。

  第四點(diǎn)：燃料成本：這個(gè)就要看各地的實(shí)際具體燃料價(jià)格。每小時(shí)燃煤量和燃?xì)饬靠梢韵蝈仩t廠家咨詢。然后就可以計(jì)算出燃料的消耗成本。

鍋爐按循環(huán)方式分類的種類

“鍋”指的是工質(zhì)流經(jīng)的各個(gè)受熱面，一般包括省煤器、水冷壁、過(guò)熱器及再熱器等以及通流分離器件如聯(lián)箱、汽包（汽水分離器）等；

“爐”一般指的是燃料的燃燒場(chǎng)所以及煙氣通道，如爐膛、水平煙道及尾部煙道等。

鍋爐按照循環(huán)方式可分為自然循環(huán)鍋爐、控制循環(huán)鍋爐和直流鍋爐。

一，自然循環(huán)鍋爐給水經(jīng)給水泵升壓后進(jìn)入省煤器，受熱后進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)。蒸發(fā)系統(tǒng)包括汽包、不受熱的下降管、受熱的水冷壁以及相應(yīng)的聯(lián)箱等。當(dāng)給水在水冷壁中受熱時(shí)，部分水會(huì)變?yōu)檎羝运浔谥械墓べ|(zhì)為汽水混合物，而在不受熱的下降管中工質(zhì)則全部為水。所以中間點(diǎn)溫度變化率的快慢就應(yīng)該是給水變化快慢的主要依據(jù)，在調(diào)節(jié)時(shí)根據(jù)中間點(diǎn)溫度的變化快慢來(lái)改變給水量變化的快慢。

由于水的密度要大于汽水混合物的密度，所以在下降管和水冷壁之間就會(huì)產(chǎn)生壓力差，在這種壓力差的推動(dòng)下，給水和汽水混合物在蒸發(fā)系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)。這種循環(huán)流動(dòng)是由于水冷壁的受熱而形成，沒(méi)有借助其他的能量消耗，所以稱為自然循環(huán)。

在自然循環(huán)中，每千克水每循環(huán)一次只有一部分轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?，或者說(shuō)每千克水要循環(huán)幾次才能完全汽化，循環(huán)水量大于生成的蒸汽量。單位時(shí)間內(nèi)的循環(huán)水量同生成蒸汽量之比稱為循環(huán)倍率。自然循環(huán)鍋爐的循環(huán)倍率約為4～30。

二，控制循環(huán)鍋爐在循環(huán)回路中加裝循環(huán)水泵，就可以增加工質(zhì)的流動(dòng)推動(dòng)力，形成控制循環(huán)鍋爐。

在控制循環(huán)鍋爐中，循環(huán)流動(dòng)壓頭要比自然循環(huán)時(shí)增強(qiáng)很多，可以比較自由地布置水冷壁蒸發(fā)面，蒸發(fā)面可以垂直布置也可以水平布置，其中的汽水混合物即可以向上也可以向下流動(dòng)，所以可以更好地適應(yīng)鍋爐結(jié)構(gòu)的要求。

控制循環(huán)鍋爐的循環(huán)倍率約為3～10。

自然循環(huán)鍋爐和控制循環(huán)鍋爐的共同特點(diǎn)是都有汽包。汽包將省煤器、蒸發(fā)部分和過(guò)熱器分隔開(kāi)，并使蒸發(fā)部分形成密閉的循環(huán)回路。汽包內(nèi)的大容積能保證汽和水的良好分離。但是汽包鍋爐只適用于臨界壓力以下的鍋爐。直流鍋爐直流鍋爐沒(méi)有汽包，工質(zhì)一次通過(guò)蒸發(fā)部分，即循環(huán)倍率為1。給水控制如圖1所示，此控制策略有如下特點(diǎn)：鍋爐主控指令信號(hào)經(jīng)動(dòng)態(tài)塊F(t)后給出省煤器入口給水流量指令的基本值。

三，直流鍋爐的另一特點(diǎn)是在省煤器、蒸發(fā)部分和過(guò)熱器之間沒(méi)有固定不變的分界點(diǎn)，水在受熱蒸發(fā)面中全部轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝毓べ|(zhì)整個(gè)行程的流動(dòng)阻力均由給水泵來(lái)克服。

如果在直流鍋爐的啟動(dòng)回路中加入循環(huán)泵，則可以形成復(fù)合循環(huán)鍋爐。即在低負(fù)荷或者本生負(fù)荷以下運(yùn)行時(shí)，由于經(jīng)過(guò)蒸發(fā)面的工質(zhì)不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?，所以在鍋爐的汽水分離器中會(huì)有飽和水分離出來(lái)，分離出來(lái)的水經(jīng)過(guò)循環(huán)泵再輸送至省煤器的入口，這時(shí)流經(jīng)蒸發(fā)部分的工質(zhì)流量超過(guò)流出的蒸汽量，即循環(huán)倍率大于1。水在鍋筒中受熱變成蒸氣，火在爐膛中發(fā)出熱量，就是蒸氣鍋爐的原理說(shuō)鍋爐先說(shuō)“鍋”。

當(dāng)鍋爐負(fù)荷超過(guò)本生點(diǎn)以上或在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由蒸發(fā)部分出來(lái)的是微過(guò)熱蒸汽，這時(shí)循環(huán)泵停運(yùn)，鍋爐按照純直流方式工作。

鍋爐按其型式分類

鍋爐按其燃燒室、對(duì)流煙道間的相互布置方式又可分為Π型（倒U型）、塔型、半塔型（改良型）、T型、箱型、Γ型（倒L型）、U型等多種型式。

Π型鍋爐

Π型鍋爐布置主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、緊湊；排煙口在下方，故引、送風(fēng)機(jī)及除塵器等設(shè)備均可布置在地面；鍋爐構(gòu)架較低，可采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；尾部煙道中煙氣下行，便于清灰，且有自生吹灰作用；各受熱面易于布置成逆流方式，以加強(qiáng)對(duì)流換熱；循環(huán)流化床鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中，為保證保證保溫、耐火、耐磨澆筑料可塑料的安全，應(yīng)當(dāng)做到：①嚴(yán)格控制爐內(nèi)任一點(diǎn)的溫度變化小于100℃/h，防止?jié)沧⒘吓c金屬膨脹不均②在啟動(dòng)風(fēng)機(jī)和風(fēng)量調(diào)整過(guò)程中，嚴(yán)格控制爐膛壓力大幅度的變化。尾部受熱面檢修也比較方便。

主要缺點(diǎn)是：煙氣從燃燒室進(jìn)入對(duì)流煙道要轉(zhuǎn)彎，使煙氣的速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)以及飛灰濃度分布不均勻，容易引起受熱面的局部磨損，而且影響傳熱；由于其燃燒室高度與尾部煙道高度要求近似相等，故尾部受熱面布置較困難，當(dāng)燃用低熱值、高灰分、高水分的褐煤或其他劣質(zhì)燃煤時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)“布置危機(jī)”，占地也較大。分戶式壁掛爐采暖沒(méi)有鍋爐房、熱力外網(wǎng)及樓內(nèi)管道的熱損失，至少可以減少約15%左右。

塔式鍋爐塔式鍋爐即單煙道鍋爐，其對(duì)流受熱面全部布置在燃燒室上方的煙道里，筆直向上發(fā)展。

由于它取消了轉(zhuǎn)向室，使煙氣在對(duì)流受熱面中不改變流動(dòng)方向，又消除了燃燒室高度和尾部煙道高度不相稱的布置矛盾，所以它是燃燒褐煤或多灰分煙、貧煤鍋爐的宜爐型，此外鍋爐煙道有自生通風(fēng)作用，煙氣阻力有所降低。

其缺點(diǎn)是：空氣預(yù)熱器、引風(fēng)機(jī)、除塵器等設(shè)備位于鍋爐頂部，這將使鍋爐鋼架承受荷載加重，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，金屬耗量大，造價(jià)高，設(shè)備安裝和檢修難度加大。

所以現(xiàn)代大型鍋爐均采用改良型塔式布置。

這種布置型式只是將原塔式布置作少許變動(dòng)，即把空氣預(yù)熱器、引風(fēng)機(jī)及除塵器等分層低位布置在燃燒室后部。

用垂直煙道連通上部的省煤器和下部的空氣預(yù)熱器，而引風(fēng)機(jī)和除塵器則布置在爐后地面上。

這兩種統(tǒng)稱為塔式鍋爐。

塔式布置常用于亞臨界及以上壓力的低循環(huán)倍率鍋爐和直流鍋爐。

對(duì)自然循環(huán)汽包爐或控制循環(huán)汽包爐，因其汽包笨重，給塔式布置帶來(lái)極大困難，故僅用于較小容量、較低參數(shù)鍋爐，目前所見(jiàn)到的國(guó)內(nèi)、外大容量為1000MW級(jí)機(jī)組。

T型鍋爐T型鍋爐可解決Π型鍋爐和塔式鍋爐尾部受熱面布置的危機(jī)，減少了尾部煙道的深度和過(guò)渡煙道的高度。

但該爐型比Π型爐占地更大，管道連接復(fù)雜，金屬耗量也大，故只有當(dāng)燃燒劣質(zhì)煤，需要布置很多對(duì)流受熱面時(shí)或當(dāng)塔式鍋爐的容量受到限制（≥1000MW機(jī)組）時(shí)才考慮采用。

箱式鍋爐多用于燃油或燃?xì)狻Ｆ淙紵疑戏剿讲贾昧诉^(guò)熱器、再熱器和省煤器，既保證了布置的緊湊性，又為鍋爐的快速維修創(chuàng)造了條件，且易于疏水、可縮短啟動(dòng)時(shí)間、熱膨脹性能也良好。

但制造工藝要術(shù)嚴(yán)格。Γ型鍋爐與Π型鍋爐很相近，只是取消了水平煙道，尾部前墻和水冷壁的后墻合用。

使包墻管簡(jiǎn)化和鍋爐深度減少，從而節(jié)省鋼材，但尾部受熱面檢修困難。