鍋爐基本概念

鍋爐基本概念

鍋爐的基本組成

鍋爐本體：爐膛、燃燒設(shè)備、鍋筒、水冷壁，過熱器，再熱器，省煤

器、爐墻、構(gòu)架。鍋爐輔助設(shè)備：燃料供應(yīng)設(shè)備、磨煤及制粉設(shè)備、送

風(fēng)設(shè)備、引風(fēng)設(shè)備、給水設(shè)備、除灰

除渣設(shè)備、自動控制設(shè)備

鍋爐的基本組成（本體）

爐膛是由爐墻包圍起來供燃料燃燒的立體空間。

爐膛的作用是保證燃料盡可能地燃燒，并使?fàn)t膛出口煙氣溫度冷卻

到對流受熱面安全工作允許的溫度。

燃燒設(shè)備：將燃料和燃燒所需空氣送入爐膛并使燃料著火穩(wěn)定，燃燒

良好。

鍋筒：是水管鍋爐中用以進(jìn)行汽水分離和蒸汽凈化，組成水循環(huán)回路

并蓄存鍋水的筒形壓力容器，又稱汽包。

水冷壁：鍋爐主要輻射受熱面，加熱工質(zhì)同時(shí)保護(hù)爐墻；

過熱器：將飽和蒸汽加熱到額定過熱蒸汽溫度；

再熱器：將汽輪機(jī)高壓缸排汽加熱到過熱溫度

省煤器：利用鍋爐尾部煙氣加熱鍋爐給水；

空氣預(yù)熱器：利用鍋爐尾部煙氣加熱燃燒用空氣。

鍋爐的一般工作過程

燃料燃燒過程

煙氣傳熱過程

工質(zhì)的加熱和汽化過程

鍋爐的分類

按用途分類：電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、船用鍋爐、機(jī)車鍋爐、注汽鍋爐；

按循環(huán)方式分類：自然循環(huán)鍋爐、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐、復(fù)合循

環(huán)鍋爐；按燃燒方式分類：火床燃燒鍋爐、火室燃燒鍋爐、流化床鍋爐、

旋風(fēng)爐

按鍋爐出口壓力分類：低壓鍋爐、中壓鍋爐、高壓鍋爐、超高壓鍋爐、

亞臨界壓力鍋爐、超臨界壓力

鍋爐型號

DZL4-1.25-L單鍋筒縱置式鏈條爐排爐，蒸發(fā)量4t/h,壓力1.25

MPa,飽和溫度，燃用劣質(zhì)煤

SHS20-2.45/350-AII雙鍋筒橫置式室燃鍋爐，蒸發(fā)量20t/h,壓力

2.45MPa,過熱蒸汽溫度350C,燃用煙煤，第二次設(shè)計(jì)。

SHF35-2.45/400-H雙鍋筒橫置式沸騰爐，蒸發(fā)量35t/h,壓力2.45

MPa,過熱蒸汽溫度400C,燃用褐煤。

鍋爐參數(shù)

1.鍋爐容量：蒸發(fā)量

(1)額定蒸發(fā)量：鍋爐在額定蒸汽參數(shù)及給水溫度條件下，鍋爐輸

出的熱功率。

(2)最大連續(xù)蒸發(fā)量：鍋爐最大連續(xù)輸出熱功率。

2.蒸汽參數(shù)

（1）額定蒸汽壓力

（2）額定蒸汽溫度

3.給水溫度

燃料的分類與組成

總體劃分為兩大類：核燃料和有機(jī)燃料

按物態(tài)劃分為三類：固態(tài)燃料、氣態(tài)燃料和液態(tài)燃料

按獲得方法分：天然燃料和人工燃料

按用途分：工藝燃料和動力燃料

元素分析：碳（C）、氫（H）、氧（0）、硫（S）、氮（N）、水分（M）

和灰分

（A）o

工業(yè)分析：水分（M）、灰分（A）、揮發(fā)分（V）,并由此確定固定碳

的含量及焦炭和發(fā)熱量的特性。

氣體的燃料成分

由多種可燃與不可燃單一氣體組成。

主要可燃?xì)怏w有：甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、氫氣（H2）、一氧化

碳（C0）、乙烯（C2H4）、硫化氫（H2S）o

不可燃?xì)怏w有：二氧化碳（C02）、氮?dú)猓∟2）、氧氣（O2）o

煤的元素分析

碳元素（C）

煤中的主要可燃元素；煤中的碳以兩種形態(tài)存在：

各種碳?xì)浠衔镆灰粨]發(fā)分以晶格狀態(tài)存在的碳---固定碳

氫元素（H）

煤中的主要可燃元素；極易著火，燃燒迅速，火苗長；

碳?xì)浔刃?，熱值較高，著火容易，燃燒完全。

氧元素（S）和氮元素（N）

煤中的不可燃元素；煤中氧元素的存在狀態(tài)：游離態(tài)一一

助燃化合物一一使燃料發(fā)熱量降低煤中的氮是有害成分，燃燒生

成NOXo

水分（M）

煤中的不可燃成分；煤中水分的存在狀態(tài)：

表面水分----可自然風(fēng)干內(nèi)在水分----加熱除去有

害成分。P53灰分（A）

煤中的各種礦物雜質(zhì)；煤中不可燃成分；有害成分。P53

煤的工業(yè)分析

（MVFCA）加熱（VFCA）再加熱（FCA）燃燒

（A）

煤的元素分析與工業(yè)分析的對比

煤的元素分析是測定C、H、0、N、S、M、A的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；

煤的工業(yè)分析是測定V、M、A、FC的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；

煤的元素分析與工業(yè)分析的對比

兩種分析均可以作為鍋爐燃燒計(jì)算的依據(jù)，同時(shí)也是煤的分類和研究

煤的特性的依據(jù)；

元素分析相當(dāng)繁雜，需要復(fù)雜的設(shè)備、較高的技術(shù)和較長的分析時(shí)間;

工業(yè)分析法則相對簡單,

燃料的某些成分對鍋爐工作的影響

揮發(fā)分的影響

揮發(fā)分對煤的著火、燃燒有很大的影響；

一般作為煤分類的依據(jù)；

揮發(fā)分高，容易著火，且容易燃燒完全。

水分的影響

水分含量對鍋爐運(yùn)行的影響很大；

水分多，使著火推遲，著火困難，不易燃燒完全；

水分多，機(jī)械和化學(xué)不完全燃燒熱損失會增加；

增加煙氣量，降低鍋爐熱效率

水分多，煤粉制備困難增加。

灰分的影響

灰分增加，可燃成分會相對減少，降低發(fā)熱量；

灰分多，使理論燃燒溫度降低，包裹在煤粒表面，阻礙煤中可燃質(zhì)和

氧氣接觸；灰分多，機(jī)械不完全燃燒熱損失會增加；

灰分多，灰粒隨煙氣流過受熱面時(shí)，會磨損受熱面；

灰分多，會造成受熱面積灰，降低傳熱效果，降低鍋爐熱效率；

灰分多，也會產(chǎn)生爐內(nèi)結(jié)渣，同時(shí)會腐蝕管壁金屬。

硫分的影響

含硫的最大影響是產(chǎn)生硫酸蒸汽，對低溫受熱面形成低溫腐蝕；

煙氣中的S03質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.001%,煙氣的酸露點(diǎn)即可達(dá)到

120-140℃；含硫量增加，煤粉自燃的傾向增大，因此高硫煤在煤倉內(nèi)不

宜久存。

煤的特性

氧彈式量熱計(jì)

彈筒發(fā)熱量：包含燃燒過程中放出的所有熱量，比實(shí)際的放熱量高;

高位發(fā)熱量：煤在空氣中完全燃燒時(shí)所放出的熱量；

低位發(fā)熱量：在高位發(fā)熱量的基礎(chǔ)上扣除煤中水的汽化潛熱

高溫下煤灰的熔融性

變形溫度DT灰錐頂端開始變圓或彎曲時(shí)的溫度

軟化溫度ST灰錐錐體至錐頂觸及底板或錐體變成球形或高度等于或

小于底長的半球形時(shí)所對應(yīng)得溫度

流動溫度FT錐體熔化成液體或展開成厚度在1.5mm以下的薄層，或

錐體逐漸縮小，最后接近消失時(shí)對應(yīng)的溫度。流動溫度也稱熔化溫度。

高溫下煤灰的熔融性

DT、ST、FT的溫度間隔對鍋爐工作影響很大；

長渣：DT、ST溫度間隔大，灰渣的黏度隨溫度變化緩慢，形成的渣

塊牢固，不易脫落；

短渣：DT、ST溫度間較小，灰渣黏度隨溫度變化很快，一般來說不

易結(jié)渣。

煤的分類

按照煤化程度分類：

褐煤（Vdaf含量＞37%）:揮發(fā)分含量高，所以容易著火，褐煤表面

多呈褐色火黑褐色;

煙煤（Vdaf含量＞10%）：煤化程度高于褐煤，含碳量高，除貧煤外，

揮發(fā)分較高，著火與燃燒均較容易；

無煙煤（Vdaf含量W10%）：煤化程度最深，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最多，發(fā)

熱量高，但揮發(fā)分少，著火和燃盡比較困難。

層燃燃燒方式及其設(shè)備

鏈條爐的燃燒特點(diǎn)

著火條件差，單面點(diǎn)火；

爐排不停的移動，燃燒過程沿爐排長度分區(qū)進(jìn)行；

燃燒工況穩(wěn)定，各區(qū)域燃燒情況不隨時(shí)間變動，燃燒效率高；煙氣

成分和空氣量分布沿爐排長度不斷改變。

分段配風(fēng)方式

盡早配風(fēng)法強(qiáng)風(fēng)后吹法推遲配風(fēng)法

設(shè)置爐拱

前拱中拱后拱

前拱（引燃拱）

吸收來自火焰和高溫?zé)煔獾妮椛錈?，并集中地將熱量輻射到新煤層上?/p>

后拱

間接引燃直接引燃分隔保溫作用

中拱

強(qiáng)對流型爐拱

很容易的將高溫?zé)煔庖胫饏^(qū)，有很好的引燃性能

與前拱組合具有最佳的引燃和混合性能

長度短、布置靈活、成本低

設(shè)置二次風(fēng)

在燃料層上方送入爐膛的高速氣流；

強(qiáng)化氣流的擾動和混合；

工質(zhì)可以是空氣、煙氣或蒸汽；

單面布置、雙面布置、四角布置；

室燃燃燒方式及其設(shè)備

燃燒器

旋流燃燒器

旋流燃燒器是指總的出口氣流為一股繞燃燒器軸線旋轉(zhuǎn)的射流的一

類燃燒器。在旋流燃燒器中，攜帶煤粉的一次風(fēng)和不攜帶煤粉的二次風(fēng)

用不同的管道與燃燒器連接。

旋流燃燒器出口二次風(fēng)射流是繞燃燒器軸線旋轉(zhuǎn)的射流，而一次風(fēng)射

流可為直流射流或旋轉(zhuǎn)射流。

旋流射流特點(diǎn)

初期擾動強(qiáng)烈射程短有內(nèi)外兩個(gè)回流區(qū)擴(kuò)展角較大

旋流燃燒器的布置方式

直流燃燒器

一次風(fēng)

二次風(fēng)

均等配風(fēng)直流煤粉燃燒器

分級配風(fēng)直流煤粉燃燒器

三次風(fēng)

均等配風(fēng)直流煤粉燃燒器

在均等配風(fēng)方式中，一、二次風(fēng)口間距相對較近，一、二次風(fēng)自噴口

流出后很快得到混合，故一般適用于煙煤和褐煤。因?yàn)闊熋汉秃置壕哂休^

高的揮發(fā)分和發(fā)熱量，灰分較少，容易著火和燃燒，因此，燃燒時(shí)要求一

次風(fēng)中的煤粉在距噴口不遠(yuǎn)出著火以后，應(yīng)立即和二次風(fēng)混合，以保證進(jìn)

一步燃燒所需要的氧氣。一次風(fēng)風(fēng)速為20-35m/s,二次風(fēng)風(fēng)速為40-60m/s。

上下相隔布置：

上二次風(fēng)：供應(yīng)煤粉燃燒所需要的空氣，補(bǔ)充爐膛內(nèi)未燃盡的煤粉繼

續(xù)燃燒所需的空氣。

下二次風(fēng)：把從煤粉射流中分離出來的粗煤粉托浮起來，使其燃燒而

減少機(jī)械未完全燃燒熱損失。

分級配風(fēng)直流煤粉燃燒器

一般適用于無煙煤、貧煤、劣質(zhì)煙煤。分級配風(fēng)是把燃燒所需的二次

風(fēng)分級分階段地送入燃燒的煤粉氣流中。首先，在一次風(fēng)煤粉氣流著火后

送入一部分二次風(fēng)，促使已著火的煤粉氣流的燃燒過程能繼續(xù)擴(kuò)展；待全

部著火后再分批地高速噴入二次風(fēng)，使它與著火燃燒的煤粉火炬強(qiáng)烈混合,

籍以加強(qiáng)氣流擾動提高擴(kuò)散速度，促使煤粉的燃燒和燃盡過程。通常將一

次風(fēng)口比較集中地布置在一起，而二次風(fēng)口分層布置，且

一、二次風(fēng)口間保持較大的距離，以此來控制一、二次風(fēng)在爐內(nèi)的混

合點(diǎn)。由于煤的揮發(fā)分低、灰分高，一次風(fēng)口集中布置后，煤粉集中，燃

燒放熱集中，火焰中心溫度會有所升高，這些都為劣質(zhì)煙煤和無煙煤著火

和燃燒提供有利的條件。

均等配風(fēng)的特點(diǎn)

一、二次風(fēng)噴口相間布置

一、二次風(fēng)很快混合

適用于煙煤和褐煤

分級配風(fēng)的特點(diǎn)

一次風(fēng)噴口集中布置

二次風(fēng)噴口分級布置

適用于無煙煤、貧煤和劣質(zhì)煤

四角布置的直流燃燒器射出的四股氣流在爐膛中心形成一個(gè)穩(wěn)定的

強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)火炬，在離心力的作用下，氣流向四周擴(kuò)展，爐膛中心形成真空

區(qū)，即無風(fēng)區(qū)；無風(fēng)區(qū)外面是強(qiáng)風(fēng)區(qū)；最外圍是弱風(fēng)區(qū)。氣流在引風(fēng)機(jī)抽

力的作用下上升，在爐膛中形成了一個(gè)螺旋上升的氣流。

從著火角度來看，相鄰的煤粉氣流能相互引燃，無風(fēng)區(qū)為負(fù)壓，部分

高溫?zé)煔饣亓鞯交鹧娓?，加上每股射流自身卷席高溫?zé)煔夂徒邮軤t膛輻

射熱，四角切圓布置燃燒的著火條件十分理想；

從燃燒角度來看，直流射流的射程長，在爐膛煙氣中貫穿能力強(qiáng)，著

火后的煤粉火炬強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)，使?fàn)t內(nèi)的溫度、氧濃度更均勻，加強(qiáng)了煤粉與

空氣的后期混合，也加速了煤粉的燃燒，所以煤粉氣流的燃燒條件也是十

分理想的。

從燃盡的角度來看，氣流螺旋上升，不僅改善了火焰在爐內(nèi)充滿度,

均勻了爐內(nèi)的熱負(fù)荷，而且延長了煤粉在爐內(nèi)的停留時(shí)間，這對煤粉的燃

盡也是很有利的。流化床燃燒方式及其設(shè)備

循環(huán)流化床鍋爐

主要由燃燒室、布風(fēng)裝置、灰分分離器、飛灰回送裝置和外部流化床

熱交換器。布風(fēng)板位于爐膛燃燒室底部，布風(fēng)板下面是風(fēng)室，上面是燃

燒室，也就是爐膛。布風(fēng)板的結(jié)構(gòu)形勢很多，以達(dá)到均勻布風(fēng)和擾動床

料的作用，常用直孔式和側(cè)孔式兩種。

直孔式，密孔板式爐排，由一鋼板或鑄鐵板鉆孔制成，空氣通過密集

小孔垂直向上吹。

側(cè)孔式，風(fēng)帽式爐排，由開孔的布風(fēng)板和蘑菇型風(fēng)帽組成而成，空氣

從風(fēng)帽的側(cè)向小孔中送出，與上升氣流呈垂直或交叉形式。

直孔式布風(fēng)板通風(fēng)阻力小，但鼓風(fēng)容易造成穿風(fēng)，會使局部料層堆積

而結(jié)焦。側(cè)孔式布風(fēng)板無此弊病，但通風(fēng)阻力稍大些。

鐘罩式風(fēng)帽由內(nèi)芯引風(fēng)管插上風(fēng)帽為一體。物料回吸后無法達(dá)到內(nèi)芯

引風(fēng)管高度，又被風(fēng)直接吹回爐內(nèi)，無法進(jìn)入風(fēng)室，風(fēng)帽孔徑大，不會出

現(xiàn)卡渣，風(fēng)帽夠熱燒壞現(xiàn)象。

飛灰分離器是保證循環(huán)流化床鍋爐物料可靠循環(huán)的關(guān)鍵部件之一，布

置在爐膛出口的煙氣通道上。它將爐膛出口煙氣攜帶的固體顆粒（灰粒、

未燃盡的焦炭顆粒和未完全反應(yīng)的脫硫吸收劑顆粒等）中的95%以上分離

下來，再經(jīng)過返料器送回爐膛進(jìn)行循環(huán)燃燒，分離器性能的好壞直接影響

燃燒與脫硫效率。

分離器的主要作用在于保證床內(nèi)物料的正常循環(huán)，而不在于降低煙氣

中的飛灰濃度，分離器對某一粒徑范圍顆粒的分離效率必須滿足鍋爐循環(huán)

倍率的要求。

回料裝置（通常稱返料器），主要作用是將分離下來的灰由壓力較低

的分離器出口輸送到壓力較高的爐膛，并防止?fàn)t膛的煙氣反竄進(jìn)入分離器。

目前均采用基于氣一固兩相輸送原理的返料裝置，相當(dāng)于一個(gè)小型鼓泡流

化床。固體顆粒由分離器料腿進(jìn)入返料器，返料風(fēng)將固體顆粒流化并經(jīng)返

料管溢流進(jìn)入爐膛。比較成熟的返料閥有H型閥、V型閥和J型閥。

循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)

可燃燃料范圍寬燃燒效率高脫硫效果好灰渣可綜合利

用

調(diào)節(jié)范圍廣容量大Nox排放低

煤粉及其特性

煤粉細(xì)度

煤粉的粗細(xì)程度用煤粉的細(xì)度來Rx來表示。

Rx?a?100%a?b

Rx越大煤粉越粗

R90尺寸大于等于90Hm煤粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)

煤粉均勻度

煤粉顆粒大小的均勻程度。

煤的顆粒分布特性：

??bx?破碎公式Rx?100en

若用R90和R200兩個(gè)常用的細(xì)度帶入上述公式

n?

lglnl00100?lglnR200R90lg90b?1100ln90nR90

均勻性指數(shù)細(xì)度系數(shù)

煤粉的經(jīng)濟(jì)細(xì)度

煤粉的細(xì)度對煤粉氣流的著火和焦炭的燃盡以及磨煤機(jī)運(yùn)行費(fèi)用都

有直接影響。煤粉越細(xì)，著火燃燒越迅速，固體不完全燃燒損失約小，同

時(shí)可以降低過量空氣系數(shù)，減小排煙熱損失，鍋爐熱效率越高；但同時(shí)磨

煤機(jī)的金屬損耗和電耗要增加，即增加了制粉系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。存在一

個(gè)使鍋爐不完全燃燒損失、磨煤電耗和金屬磨損總和最小的煤粉細(xì)度，稱

煤粉經(jīng)濟(jì)細(xì)度。

煤粉經(jīng)濟(jì)細(xì)度需要通過鍋爐燃燒試驗(yàn)確定。容易著火的煤，煤粉可以

粗一些；制粉系統(tǒng)性能好，磨出的煤粉均勻性好，煤粉可以粗一些，爐膛

的燃燒熱強(qiáng)度大，有利于煤粉著火，煤粉可以粗一些。

經(jīng)濟(jì)細(xì)度的影響因素：煤和煤粉質(zhì)量、燃燒方式等

鋼球磨煤機(jī)

煤種適用性廣，磨制任何煤種

設(shè)備龐大、投資大、占地滿面積大、運(yùn)行電耗高、金屬磨損大，噪聲

大

單進(jìn)單出鋼球磨煤機(jī)

實(shí)際轉(zhuǎn)速

球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速對煤粉磨制過程影響很大。不同轉(zhuǎn)速時(shí)，筒內(nèi)鋼球和煤

的運(yùn)動情況不同，磨粉的效果就不同。

當(dāng)筒體轉(zhuǎn)速太低時(shí).，鋼球受摩擦力作用隨筒體轉(zhuǎn)動而上升形成一個(gè)斜

面，鋼球受重力作用，達(dá)到一定高度后便從斜面滑落下來，撞擊作用很小，

而且煤粉被壓在鋼球下面，很難被空氣帶走，導(dǎo)致煤被磨得很細(xì)，降低了

磨煤出力。

當(dāng)轉(zhuǎn)速過高時(shí)，在離心力的作用下，鋼球會貼在筒壁上隨筒體一起旋

轉(zhuǎn)而不再脫離，這個(gè)時(shí)候鋼球的撞擊作用完全消失。發(fā)生這種情況的最低

轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。鋼球直徑

鋼球的直徑應(yīng)按磨煤電耗與磨煤金屬磨耗總費(fèi)用最小的原則確定。

一般采用30-60mm的鋼球直徑。當(dāng)充滿系數(shù)一定時(shí)，減小鋼球直徑，

則鋼球數(shù)量增加，撞擊次數(shù)與作用面積就增大，磨煤出力提高，但鋼球的

磨損加劇。而且隨鋼球直徑減小，鋼球的撞擊力減弱，不宜磨制硬煤及大

塊煤。

在磨制硬煤或大塊煤的時(shí)候，則選用50-60mm的鋼球直徑。

如果能夠根據(jù)煤種和磨煤機(jī)的工作條件，將40、50、60mm的鋼球按

比例搭配使用，則會有更好的磨煤效果。

護(hù)甲

在鋼球磨機(jī)的圓筒內(nèi)，鋼球的旋轉(zhuǎn)速度永遠(yuǎn)小于筒體本身的旋轉(zhuǎn)速度,

二者并不完全同步，兩者的差值決定于鋼球和護(hù)甲間的摩擦系數(shù)。

摩擦系數(shù)越小，筒體和鋼球的速度差越大，意味著鋼球與護(hù)甲間有較

大的滑動，于是就有較多的能量消耗在鋼球與護(hù)甲的摩擦上，而未能用來

提升鋼球。

如果護(hù)甲的摩擦系數(shù)高，就是說可以在較小的能量消耗下達(dá)到鋼球的

最佳工作狀態(tài)。因此，決定鋼球最佳工作條件的因素，除了筒體轉(zhuǎn)速外，

護(hù)甲的結(jié)構(gòu)也相當(dāng)重要。通風(fēng)量

磨煤機(jī)磨好的煤粉，需要一定的通風(fēng)量將其帶出。由于煤沿筒體長度

分布不均，當(dāng)通風(fēng)量太小時(shí)，筒體通風(fēng)速度較低，僅能帶出少量細(xì)粉，部

分合格煤粉仍停留在筒內(nèi)被反復(fù)的磨制，致使磨煤出力降低。

適當(dāng)增大通風(fēng)量可改善煤沿筒體長度分布情況，提高磨煤出力，降低

磨煤單位電耗。但是，當(dāng)磨煤通風(fēng)量過大時(shí)，部分不合格的粗煤粉也被

帶出，經(jīng)粗粉分離器分離后，又返回磨煤機(jī)再磨，造成無益的循環(huán)，以致

通風(fēng)單位電耗及制粉單位電耗增加。在鋼球裝載量一定時(shí)，制粉單位電

耗最小值所對應(yīng)的磨煤機(jī)通風(fēng)量，稱為最佳磨煤通風(fēng)量。

筒內(nèi)載煤量

煤種適應(yīng)性廣，能任何煤，尤其適合磨制其他型式磨煤機(jī)不宜磨制的

煤種，如硬度大、磨損性強(qiáng)的煤及無煙煤、貧煤、高灰分或高水分的劣質(zhì)

煤等，而且對煤中混入的鐵塊、木屑和硬石塊都不敏感；

能在運(yùn)行中補(bǔ)充鋼球，延長檢修周期。球磨機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，故障少，

運(yùn)行安全可靠，對運(yùn)行和維修的技術(shù)水平要求較其他磨煤機(jī)低；

設(shè)備龐大笨重、金屬耗量大，初投資及運(yùn)行電耗大、金屬磨損都較高，

運(yùn)行噪聲大，磨制的煤粉也不夠均勻，在低負(fù)荷下運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)。

制粉系統(tǒng)

單進(jìn)單出鋼球磨煤機(jī)中間倉儲式制粉系統(tǒng)

有煤粉倉儲存煤粉，并可通過螺旋輸粉機(jī)在相鄰制粉系統(tǒng)間調(diào)劑煤粉,

供粉的可靠性增加;

磨煤機(jī)可經(jīng)常在經(jīng)濟(jì)負(fù)荷下運(yùn)行，當(dāng)儲粉量足夠時(shí)，還可停止磨煤機(jī)

工作而并不影響鍋爐的正常運(yùn)行；

鍋爐負(fù)荷變化時(shí)，燃煤量通過給粉機(jī)調(diào)節(jié)，由于中間環(huán)節(jié)少，使調(diào)節(jié)

既方便又靈敏；倉儲式可采用熱風(fēng)送粉，從而大大改善了燃用無煙煤、

貧煤及劣質(zhì)煤時(shí)的著火條件；雖然儲倉式系統(tǒng)也是在負(fù)壓下工作，但與

直吹式負(fù)壓系統(tǒng)相比，通過排粉機(jī)的煤粉多是經(jīng)細(xì)粉分離器分離后剩余的

少量細(xì)粉。因此，排粉機(jī)的磨損比直吹式負(fù)壓系統(tǒng)輕得多。

中速磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)（負(fù)壓直吹式制粉系統(tǒng)）

排粉風(fēng)機(jī)磨損嚴(yán)重

燃燒所需要的煤粉均通過排粉風(fēng)機(jī)；

系統(tǒng)漏風(fēng)較大，大量冷空氣隨一次風(fēng)進(jìn)入爐膛會降低鍋爐效率；

不會向外漏粉，工作環(huán)境比較干凈。

（正壓熱一次風(fēng)直吹式制粉系統(tǒng)）

冷空氣也不會漏入系統(tǒng)；

運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性都比負(fù)壓系統(tǒng)要高；

風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率低，還存在高溫腐蝕；

（正壓冷一次風(fēng)直吹式制粉系統(tǒng)）

冷一次風(fēng)機(jī)輸送的是干凈的空氣，工作條件好，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，

造價(jià)低；冷一次風(fēng)機(jī)壓頭高，可兼作磨煤機(jī)的密封風(fēng)機(jī)，使系統(tǒng)設(shè)備減

少；

作為干燥劑的熱風(fēng)溫度不受一次風(fēng)機(jī)限制，可提高干燥劑的溫度，適

合磨制較高水分煤;

一次風(fēng)是一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)。鍋爐負(fù)荷變化時(shí)對一次風(fēng)溫度影響很

風(fēng)扇磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)

單介質(zhì)干燥直吹式制粉系統(tǒng)：僅利用熱風(fēng)作為干燥劑；

利用熱風(fēng)、從爐膛上部抽取的高溫爐煙和從引風(fēng)機(jī)出口引出的低溫爐

煙混合后作干燥劑。

熱風(fēng)和爐煙混合后，降低了干燥劑的氧濃度，有利于防止高揮發(fā)分褐

煤粉發(fā)生爆炸；含氧量低的熱風(fēng)和爐煙混合物作為一次風(fēng)送入爐膛，可

以降低爐膛燃燒區(qū)域的溫度水平，燃用低灰熔點(diǎn)褐煤時(shí)可避免爐內(nèi)結(jié)渣，

并減少氮氧化物的生成；

當(dāng)燃煤水分變化幅度較大時(shí)，改變高、低溫爐煙的比例即可滿足煤粉

干燥的需要，而一次風(fēng)溫度和一次風(fēng)比例仍保持不變，減輕了燃煤水分變

化對爐內(nèi)燃燒的影響。直吹式制粉系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡單、設(shè)備少、布

置緊湊、鋼材耗量、投資省、運(yùn)行電耗低。缺點(diǎn)是：直接影響鍋爐運(yùn)行工

況，負(fù)壓系統(tǒng)的排粉風(fēng)機(jī)磨損嚴(yán)重，燃煤量通過給煤機(jī)調(diào)節(jié)，靈活性差，容易

出現(xiàn)風(fēng)粉不均現(xiàn)象

制粉系統(tǒng)設(shè)備的工作直接影響鍋爐的運(yùn)行工況，運(yùn)行可靠性相對低些,

因而，在系統(tǒng)中需設(shè)置備用磨煤機(jī)；

直吹式負(fù)壓系統(tǒng)的排粉風(fēng)機(jī)磨損嚴(yán)重，對制粉系統(tǒng)工作安全影響很大;

鍋爐負(fù)荷變化時(shí)，燃煤量通過給煤機(jī)調(diào)節(jié)，時(shí)滯較大，靈活性較差；

蒸發(fā)受熱面

水冷壁

水冷壁：鍋爐蒸發(fā)設(shè)備中唯一的蒸發(fā)受熱面，它是由連續(xù)排列的管子

組成的輻射傳熱平面，緊貼爐墻形成爐膛周壁。

作用：完成工質(zhì)的蒸發(fā)過程，降低爐膛出口溫度，使煙溫低于灰的軟

化溫度，防止受熱面結(jié)渣，將爐墻與火焰隔離，可大大降低爐墻內(nèi)壁溫度，

保護(hù)爐墻，簡化爐墻結(jié)構(gòu)，射受熱面，與對流受熱面相比，節(jié)省金屬

輻

光管水冷壁：用外形光滑的管子連續(xù)排列成平面形成水冷壁。

水冷壁的結(jié)構(gòu)要素有管子外徑，管壁厚度，管中心節(jié)距，及管中心與

爐墻內(nèi)表面之間的距離。

s/d越大，管子排列越疏松，單位爐膛壁面面積的吸熱量減少，對爐

墻保護(hù)作用變差；當(dāng)爐膛容量較大時(shí)，要選擇較小的s/d；

e/d越大，爐墻內(nèi)表面對管子背火面的輻射熱增多，但對爐墻的保護(hù)

作用下降；光管水冷壁:制造、安裝簡單，保護(hù)爐墻作用小，爐膛漏風(fēng)嚴(yán)重,

適用于小型鍋爐.膜式水冷壁：各光管之間用鰭片或扁鋼焊接成的一組管

屏。

膜式水冷壁優(yōu)點(diǎn):膜式水冷壁的爐膛具有良好的氣密性，對爐墻具有

良好的保護(hù)作用，蓄熱能力小，可縮短啟動和停爐時(shí)間，增加傳熱面積，節(jié)

約管材，膜式水冷壁在現(xiàn)場成片組裝，加快了鍋爐的安裝進(jìn)度

膜式水冷壁缺點(diǎn):不允許相鄰管子的金屬溫度差超過50℃.制造、檢修

工作量大且工藝要求高.必須有足夠的膨脹延伸自由

折焰角優(yōu)點(diǎn):提高爐膛內(nèi)煙氣流的充滿程度，改善了爐內(nèi)燃燒工況.提

高爐膛輻射受熱面的利用程度，改善屏式過熱器的空氣動力特性，增加了

橫向沖刷作用.增加水平連接煙道長度，可以布置更多對流受熱面

冷灰斗:熔化狀態(tài)的灰渣受到下部斗狀水冷壁的強(qiáng)烈吸熱，灰渣能迅速

冷卻成為固態(tài)而落入灰斗，定期排出爐外。

過熱器及再熱器.過熱器是將飽和蒸汽加熱成具有一定溫度的過熱蒸

汽的部件；再熱器是將汽輪機(jī)高壓缸的排氣加熱到具有一定溫度的再熱

蒸汽的部件；

過熱器:提高相應(yīng)的蒸汽溫度.過熱溫度受過熱器金屬材質(zhì)許用溫度限

制.過熱蒸汽溫度仍保持在540-570C的范圍內(nèi)

再熱器:提高汽輪機(jī)末級葉片蒸汽的干度.一次中間再熱系統(tǒng)可使電廠

熱效率提高4%-6%.二次中間再熱可使循環(huán)熱效率提高2%

過熱器及再熱器的工作特點(diǎn):過熱器及再熱器管壁工作溫度高，傳熱

性能差，工作環(huán)境惡劣；運(yùn)行中應(yīng)保持汽溫穩(wěn)定。汽溫波動不應(yīng)超過+5℃

~-10℃；要有可靠的調(diào)節(jié)手段，使運(yùn)行工況在一定范圍內(nèi)變化時(shí)能維持

額定的汽溫；盡量減少并聯(lián)管間的熱偏差.

按傳熱方式分類

輻射式:直接吸收爐膛輻射熱量

半輻射式:即吸收直接輻射熱、也吸收對流放熱

對流式:吸收煙道內(nèi)的對流煙氣放熱

輻射式過熱器

屏式過熱器：布置在爐膛上方

墻式過熱器：布置在爐膛內(nèi)壁上

頂棚過熱器：布置在爐頂

包覆過熱器：布置在豎井煙道內(nèi)壁

輻射式過熱器

為了改善工作條件，延長設(shè)備的使用壽命，通常在輻射式受熱面的設(shè)

計(jì)、布置和運(yùn)行時(shí)需要考慮采用以下措施：

使輻射式受熱面遠(yuǎn)離熱負(fù)荷最高的火焰中心，布置在爐膛上部；

將輻射式過熱器作為低溫級受熱面，以較低溫度的蒸汽流過這些受熱

面，以達(dá)到冷卻金屬的目的；

過熱器內(nèi)采用較高的蒸汽質(zhì)量流速，以提高管內(nèi)工質(zhì)的放熱系數(shù)。

半輻射式過熱器:半輻射式過熱器以掛屏的形式布置在爐膛的出口處，

即吸收爐膛內(nèi)的直接輻射熱又吸收煙氣的對流熱。這種懸掛在爐膛出口處

的掛屏式過熱器稱為后屏過熱器。

優(yōu)點(diǎn)：能夠吸收部分爐膛熱量，降低爐膛出口煙溫；稀松的管屏能

有效地降低對流受熱面的煙氣溫度，防止密集對流受熱面的結(jié)渣；傳熱

強(qiáng)度高，減少金屬受熱面的金屬消耗量；吸收相當(dāng)數(shù)量的輻射熱量，使

過熱器輻射吸熱比例增大，改善過熱氣溫的調(diào)節(jié)特性。

對流過熱器：對流過熱器是指布置在水平煙道或尾部豎井中，主要吸

收煙氣的對流放熱量，是由進(jìn)出口集箱及許多并列的蛇形管組成的。

立式：支吊結(jié)構(gòu)比較簡單；不易積灰；通常布置在水平煙道；管

內(nèi)存水不易排出；臥式：支吊結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；易積灰；管內(nèi)存水容易

排出；

順列：順列傳熱系數(shù)?。?/p>

錯列：錯列磨損嚴(yán)重。

雙順流；混合流；單管圈，雙管圈，三管圈。為了同時(shí)滿足煙氣速度

和蒸汽速度的要求，過熱器的蛇形管可做成單管圈、雙管圈和多管圈。

優(yōu)點(diǎn)：純逆流時(shí)，傳熱溫差大，相同傳熱量時(shí)所需受熱面最少，節(jié)省

金屬，該布置方式常用于過熱器的低溫級。

純順流時(shí)，蒸汽溫度高的那一段處于煙氣低溫區(qū)，金屬壁溫低，安全

性較好，但傳熱溫差小，金屬耗量大。

混流式的受熱面大小和壁溫居于前兩者之間，低溫段為逆流布置，高

溫段為順流布置，多應(yīng)用于高溫級受熱面。

再熱器的特點(diǎn)：再熱蒸汽壓力低，對流傳熱系數(shù)小，布置在煙氣溫度

較低的區(qū)域；再熱器一般采用大管徑多管圈受熱面；再熱蒸汽比熱低，因

此再熱器對汽溫偏差較敏感，汽溫調(diào)節(jié)幅度大

汽溫調(diào)節(jié)的原理和主要方法

煙氣側(cè)調(diào)節(jié)方法：從煙氣側(cè)改變過熱器或再熱器的傳熱特性，影響蒸

汽的焰增，改變汽溫。以調(diào)節(jié)再熱器為主。

煙氣再循環(huán)：鍋爐尾部煙道中的一部分低溫?zé)煔馔ㄟ^再循環(huán)風(fēng)機(jī)送入

爐膛，改變鍋爐輻射和對流受熱面的吸熱量比例，從而調(diào)節(jié)蒸汽的溫度。

煙氣再循環(huán)特點(diǎn)；調(diào)節(jié)幅度大，靈敏度高；降低和均勻爐膛出口煙

溫，保護(hù)受熱面；再循環(huán)風(fēng)機(jī)的工作環(huán)境惡劣；影響爐膛燃燒穩(wěn)定性；鍋

爐排煙溫度升高，熱損失增大煙氣擋板：把尾部煙道分成兩部分，利用

擋板開度的大小來改變流過煙道中煙氣流量，使煙氣側(cè)的放熱系數(shù)變化,

從而改變過熱器的吸熱量。

煙道擋板調(diào)節(jié)特點(diǎn)：主要用來調(diào)節(jié)再熱蒸汽溫度，結(jié)構(gòu)簡單，操作

方便；擋板開度與汽溫變化不成線性關(guān)系；不能再高溫區(qū)工作，擋板容易

受熱變形；調(diào)節(jié)范圍窄，容易引起積灰問題和磨損問題，影響鍋爐的運(yùn)行

安全和經(jīng)濟(jì)性

改變爐膛火焰中心位置的汽溫調(diào)節(jié)方法主要是采用擺動式燃燒器。燃

燒器的噴口在運(yùn)行中可以上下擺動。調(diào)整燃燒器的擺角可以改變火焰中心

位置，從而改變爐膛出口煙溫。

改變火焰中心特點(diǎn)：同時(shí)作用于過熱器和再熱器；調(diào)節(jié)靈敏，幅度

大，但精度低；燃燒器向上傾斜，再熱汽溫上升，反之下降；大型鍋爐再

熱蒸汽的主要調(diào)節(jié)方法

蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)的原理就是指通過改變蒸汽的熱焰來調(diào)節(jié)汽溫，通過減溫

器降低蒸汽的焰值。

特點(diǎn)：調(diào)節(jié)精度高；只能降低溫度；保護(hù)過熱器金屬，蒸汽溫度均

勻

省煤器及空氣預(yù)熱器

省煤器和空氣預(yù)熱器是現(xiàn)代鍋爐中不可缺少的受熱面。由于這兩個(gè)受

熱面裝在鍋爐對流煙道的最后，進(jìn)入這些受熱面的煙溫降低到600℃以下，

故把他們統(tǒng)稱為尾部受熱面或低溫受熱面。

省煤器和空氣預(yù)熱器在尾部煙道里的布置有單級布置和雙級布置兩

種。

省煤器的作用：可降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率，節(jié)省燃料；提

高了進(jìn)入汽包的給水溫度，減少了汽包壁與進(jìn)水之間的溫度差，減少了因

溫差而引起的熱應(yīng)力，改善汽包工作條件；充當(dāng)部分加熱受熱面或蒸發(fā)受

熱面，減少了水在爐膛蒸發(fā)受熱面的吸熱量，從而降低了鍋爐造價(jià)。

空氣預(yù)熱器作用：進(jìn)一步降低排煙溫度，提高鍋爐效率，節(jié)省燃料；

改善燃料的著火條件和燃燒過程，降低了燃燒不完全損失，提高鍋爐效率；

熱空氣進(jìn)入爐膛，提高了理論燃燒溫度并強(qiáng)化爐膛的輻射傳熱，提高鍋爐

的熱效率；空氣還作為煤粉鍋爐制粉系統(tǒng)的干燥劑和輸粉介質(zhì)

管式空氣預(yù)熱器的特點(diǎn)：煙氣與空氣做相互垂直的逆向流動；結(jié)構(gòu)

簡單、工作可靠、維修工作量少；嚴(yán)密性好，漏風(fēng)率不超過5%；體積大，

鋼材消耗多；適用于中、小型鍋爐

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的特點(diǎn)：有傳動裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；漏風(fēng)系數(shù)大；

受熱面兩面受熱，傳熱系數(shù)高；外形尺寸小，重量輕；節(jié)省鋼材，約為管

式空氣預(yù)熱器的1/3

汽水兩相流的沸騰傳熱惡化

第一類沸騰傳熱惡化：當(dāng)熱負(fù)荷增加某一臨界熱負(fù)荷后，氣泡形成速

度超過氣泡脫壁速度，貼壁形成連續(xù)的汽膜，即由核態(tài)沸騰轉(zhuǎn)變?yōu)槟B(tài)沸

騰。對流傳熱系數(shù)急劇下降，壁溫上升。

qcr?f?p,??,x,d?

第二類沸騰傳熱惡化：因含汽率太高，管壁水膜被蒸干導(dǎo)致的沸騰傳

熱惡化。一般發(fā)生在由環(huán)狀流向霧狀流過度的區(qū)域中。

qcr?f?p,??,q,d?

兩類沸騰傳熱惡化的特點(diǎn)：兩類傳熱惡化都是由于管壁與蒸汽直接接

觸，導(dǎo)致放熱系數(shù)減小，壁溫升高；第一類沸騰傳熱惡化通常發(fā)生在含

汽率較小或過冷水以及熱負(fù)荷較高的區(qū)域。例如環(huán)狀流動和泡狀流動階段。

對流放熱系數(shù)急劇下降；第二類沸騰傳熱惡化發(fā)生在含汽率較高，熱負(fù)

荷不太高的情況下。對流放熱系數(shù)下降比第一類小；對于自然循環(huán)鍋爐，

水循環(huán)正常情況下，一般不會發(fā)生第一類沸騰傳熱惡化；超高壓以下自

然循環(huán)鍋爐，正常情況下由于上升管出口工質(zhì)含汽率較低，一般不發(fā)生第

二類沸騰傳熱惡化;亞臨界自然循環(huán)鍋爐，由于水冷壁內(nèi)工質(zhì)的含氣率相對

較大，可能出現(xiàn)第二類沸騰傳熱惡化。

沸騰傳熱惡化的防止措施：保證一定的質(zhì)量流速：提高質(zhì)量流速，可

以提高工質(zhì)帶走熱量的能力，改善管內(nèi)的換熱狀況，將傳熱惡化的位置移

向低溫?zé)嶝?fù)荷區(qū)，但是流動阻力增加；降低受熱面的局部熱負(fù)荷：通過

合理布置燃燒器、爐膛煙氣再循環(huán)和防止火焰直接沖刷爐墻等措施，降低