淺談工業(yè)熱水鍋爐的一些工作原理

1、淺談工業(yè)熱水鍋爐的一些工作原理姓名:王紅平單位:七四一六廠六車間熱水鍋爐是指水在鍋爐本體內(nèi)不發(fā)生相變,即不產(chǎn)生蒸汽,回水 被送入鍋爐后通過受熱面吸收了煙氣的熱量, 未達(dá)到飽和溫度便被輸 出的一種熱力設(shè)備。 按熱水供出溫度, 熱水鍋爐可分為低溫水和高溫 熱水鍋爐。 熱水鍋爐具有的熱損失小、 供熱范圍廣和維修范圍低等優(yōu) 點已被廣大用戶所接受, 根據(jù)有關(guān)資料介紹熱水鍋爐采暖與蒸汽鍋爐 相比可節(jié)約燃料 10%15%左右。熱水鍋爐的按結(jié)構(gòu)形式分類可分為管式熱水鍋爐、鍋筒式熱水鍋 爐。 管式熱水鍋爐是借助循環(huán)泵的壓頭使鍋水強(qiáng)迫流動, 但是這種鍋 爐容量較小, 在運行中如遇突然停電, 鍋爐的水泵無法運行,

2、這種鍋 爐大都由直徑較小的筒體(集箱與管子組成,結(jié)構(gòu)緊湊,體積小, 節(jié)省鋼材,加工簡便,造價較低。正常的水循環(huán)遭破壞,鍋水容易汽 化, 并可能出現(xiàn)水擊現(xiàn)象。 鍋筒式熱水鍋爐大多是由蒸汽鍋爐改裝而 成的, 近年來鍋筒式熱水鍋爐在我國發(fā)展較快。 由于這種鍋爐出水容 量大, 且能在斷電時維持自然循環(huán), 現(xiàn)在也形成了一個熱水鍋爐系統(tǒng), 它筒體較大,容量大,造價相對提高,在遇到停電,水泵突然停止運 行時,可以有效的防止鍋水汽化。熱水鍋爐的工作壓力取決于熱系統(tǒng)的流動阻力和定壓值。熱水鍋 爐銘牌上給出的工作壓力只是表明鍋爐強(qiáng)度允許承受的壓力, 而在實 際運行中, 鍋爐壓力往往低于這個值。 蒸汽鍋爐需要連續(xù)和

3、定期排污,而熱水鍋爐只需少量的定期排污。運行時會從鍋水中析出溶解氣體, 結(jié)構(gòu)上考慮氣體排除問題。 如水未經(jīng)除氧, 氧腐蝕問題突出, 尾部受 熱面容易產(chǎn)生低溫酸性腐蝕。 鍋爐內(nèi)任何部分都不允許產(chǎn)生汽化, 否 則會破壞水循環(huán)。因此熱水采暖系統(tǒng)比蒸汽采暖系統(tǒng)可節(jié)省燃料 20%左右。 使用熱水鍋爐采暖的節(jié)能效果比較明顯。 熱水鍋爐采暖不 存在蒸汽采暖的蒸汽損失, 并且排污損失也大為減少, 散熱損失也同 樣隨之減少。煙氣與鍋水溫差大,水垢少,因此傳熱效果好,效率較 高。熱水鍋爐按水循環(huán)分類,分為強(qiáng)制循環(huán)和自然循環(huán)。自然循環(huán)熱 水鍋爐的結(jié)構(gòu)形式與蒸汽鍋爐基本相似。 其特點有:鍋爐采用自然循 環(huán), 水循環(huán)安

4、全可靠。 溫度和密度不同而造成的水柱重力差循環(huán)流動。 依照課題設(shè)計要求, 本鍋爐為自然循環(huán)熱水鍋爐。 全管子鍋爐結(jié)構(gòu)復(fù) 雜,安全性能不高,停電、停泵時容易汽化產(chǎn)生水擊,全管子鍋爐適 用于高溫、大型供熱系統(tǒng);并且由于有鍋筒,即使產(chǎn)生了汽化,系統(tǒng) 回水進(jìn)入上鍋筒, 看熱水的重力差所產(chǎn)生的自然循環(huán)流動壓頭能否克 服管路阻力,如果不能夠克服,就加水泵,形成強(qiáng)制循環(huán),汽化對鍋 爐也可能不帶來危險。 蒸汽鍋爐改裝成熱水鍋爐, 歸納起來主要有兩 種方法。熱水鍋爐必須按重力差所產(chǎn)生的自然循環(huán)流動壓頭, 能否 克服管路阻力,并有足夠的循環(huán)水量通過管子,以防個別管子過熱, 產(chǎn)生過冷沸態(tài)。 鍋爐的回水必須進(jìn)入冷區(qū),

5、 熱水應(yīng)從熱區(qū)引出, 避免 因循環(huán)速度過低, 水中雜質(zhì)沉積在管壁上, 形成水垢, 使鍋爐的回水 管與熱水引出管在鍋筒內(nèi)的連接位置有利于鍋爐的水循環(huán) . 所說的冷區(qū)是指下降管區(qū), 熱區(qū)為上升管區(qū)。 將系統(tǒng)回水從下鍋筒或下集箱引 入, 即強(qiáng)制循環(huán)。 由于熱水鍋爐的進(jìn)水量比蒸汽鍋爐大很多倍, 鍋爐 的進(jìn)水管與回水管尺寸應(yīng)符合要求,并加裝配水管。出水溫度為 130,鍋筒鍋爐較適合。應(yīng)盡量防止回水進(jìn)入熱水引出管,以保證 下降管入口有最小的水溫。 在熱水鍋爐中不允許水發(fā)生汽化, 否則在 受熱面中易產(chǎn)生水垢和水擊, 影響鍋爐運行的安全性和經(jīng)濟(jì)性, 為保 證循環(huán)的可靠性, 在鍋筒內(nèi)設(shè)置隔板把鍋水分成熱區(qū)和冷區(qū)

6、。 水質(zhì)要 求高,其中只要有一根管子爆管就要立即停爐檢修,并且檢修困難; 鍋筒鍋爐結(jié)構(gòu)簡單, 安全性能好, 停電、 停泵時鍋爐還可以利用自身 的自然循環(huán)繼續(xù)運行。 對于裝設(shè)省煤器的鍋爐, 為避免省煤器工質(zhì)流 動阻力過大, 需將省煤器并聯(lián)或加旁路管。 可以利用流動壓頭形成自 然循環(huán),此外如果流動壓頭不太大也可以加水泵, 形成強(qiáng)制循環(huán), 保證水循環(huán)的順利和鍋爐安全。 鍋筒內(nèi)溫度分層所致, 因為冷水在下 部, 熱水在上部, 鍋爐在后管板受溫度應(yīng)力的影響, 使之產(chǎn)生上述現(xiàn) 象, 因此一定要減少水的停滯區(qū)。 進(jìn)入鍋筒的低溫回水, 不能立即與 鍋爐某些關(guān)鍵部件接觸, 以免產(chǎn)生熱應(yīng)力與變形, 導(dǎo)致漏水。 為

7、保證 單相流體的水動力特性的穩(wěn)定性, 應(yīng)控制好水的流速, 減少流量偏差; 為減少水在鍋爐中的流動阻力,應(yīng)拆除上鍋筒內(nèi)原有的一切分離設(shè) 備, 僅保留鍋筒的排污系統(tǒng), 保證受熱面各平行管子受熱均勻, 盡量 減少各受熱面的熱偏差,因此進(jìn)入鍋爐的系統(tǒng)回水要采取調(diào)節(jié)分配。 當(dāng)鍋爐煙管與管板焊接時, 后管板多出現(xiàn)裂紋, 當(dāng)煙管與管板脹接時,多出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。 鍋爐回水必須進(jìn)入上鍋筒。 為能及時排除水中析出 的氣體,應(yīng)在鍋爐各回路的最高點設(shè)置排汽閥。供水溫度高,要求鍋爐及管道,散熱器等要耐高壓,并給系統(tǒng)的 穩(wěn)壓帶來困難, 同時水溫高易造成燙傷事故。 在高溫水供熱系統(tǒng)中循 環(huán)水量的大小,主要取決于供回水溫差。對

8、于區(qū)域性供熱系統(tǒng), 供 水溫度高有很多優(yōu)點, 它可以提供較大供回水溫差, 使管徑減少, 降 低投資費用;當(dāng)采用換熱器時,由于供水溫度高,增加了換熱溫差, 使換熱器面積減少; 回水溫度低則要求散熱器性能好,或增大散熱 器面積, 此外還要考慮鍋爐尾部受熱面的煙氣腐蝕, 尤其燃用高硫燃 料時, 更為突出。 應(yīng)保證具有足夠的容積, 使燃料能迅速著火并燃燒 的比較完全, 同時又要保證能長期可靠地運行。 為了不使?fàn)t排在運行 時拱起, 爐排必須有一定的張緊度; 爐排因安裝或運行時受各種因素 的影響,爐排跑偏時,進(jìn)行爐排前、后軸的調(diào)整,保證爐排安全穩(wěn)定 運行。 由于技術(shù)不斷更新, 使鏈條爐排不斷改進(jìn), 鏈條爐

9、排運行可靠, 燃燒穩(wěn)定, 爐排的可調(diào)張緊裝置, 一般是爐排前軸的軸承做成可移動 的,用絲桿調(diào)節(jié)前后移動。調(diào)整螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)。因此能提高鍋爐效率。 但其缺點是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜, 使用不當(dāng)時, 爐排后部容易結(jié)渣并常常被 燒壞, 平時維修工作量大。 為保證鏈條爐排靈活移動, 爐排與兩側(cè)墻 板之間必須留有一定的間隙, 以免相互摩擦, 阻礙爐排運行。 必須采 用可靠的側(cè)密封裝置,盡量減少漏風(fēng)。盡量避免空氣漏入爐膛 . 惡化 爐內(nèi)燃燒、 降低鍋爐熱效率。 為了適應(yīng)鏈條爐排燃燒各區(qū)段需要不同 風(fēng)量的特點, 在爐排下面隔成幾個風(fēng)室進(jìn)行分段送風(fēng), 每個風(fēng)室之間應(yīng)嚴(yán)密不漏。一臺鍋爐最多采用 56個風(fēng)室,送風(fēng)分段越多,風(fēng)量

10、 越容易符合燃燒需要, 但分段過多, 將使結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 總的經(jīng)濟(jì)效果并 不理想。 各擋風(fēng)板的開度, 需根據(jù)不同煤種的特性, 經(jīng)過反復(fù)運行試 驗,找出使煤燃燒最佳的開啟位置。每個風(fēng)室的風(fēng)量,均用單獨的擋 風(fēng)板分別調(diào)節(jié)。當(dāng)煤種變化時,還需要重新調(diào)整,以達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的運 行效果。鏈條爐的爐膛都設(shè)有爐拱,由燃燒過程中可知,即使采用分 區(qū)送風(fēng), 爐膛上部各部分的煙氣成分仍是不均勻的。 前拱位主要作用 是吸收高溫?zé)煔庵械臒崃? 再反射到爐排前部, 加速新煤的著火燃燒, 使其充分燃燒。 后拱是將燃盡區(qū)的高溫?zé)煔夂瓦^剩的空氣引導(dǎo)到爐膛 中部和前部,以及促進(jìn)新煤引燃,同時提高爐排后部溫度,以延長煙 氣流程,保證主燃燒區(qū)所需要的熱量,使灰渣中的固定炭燃盡。一般 由放置于爐膛四周貼爐墻布置的并聯(lián)鋼管稱為水冷壁。 吸收燃料在爐 膛燃燒時放出的輻射熱, 使水冷壁中的爐水得到加熱, 將其中的一部 分蒸發(fā)為飽和水蒸氣, 在水冷壁中形成汽水混合物。 水冷壁一般由多 組緊貼燃燒室爐墻四周與地面垂直的鋼管組成。 輻射換熱效率高, 可 節(jié)省大量蒸發(fā)受熱面金屬。由于水冷壁是貼墻布置的,因此,可保護(hù) 爐