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垃圾焚烧炉基础知识锅炉专业技术交流（一）桐城盛运环保电力有限公司锅炉专业（运行部分）杨旺第一章垃圾焚烧发电工艺流程1第二章锅炉本体结构及工作原理2第三章垃圾焚烧炉及炉排炉燃烧工艺3第四章炉排垃圾焚烧炉附属系统4第五章垃圾焚烧炉炉型简介5目录第一章垃圾焚烧发电厂工艺流程及系统四、烟气净化系统五、灰渣处理系统六、污水处理系统一、垃圾接收系统二、垃圾焚烧锅炉系统三、余热利用系统七、电气及热工控制系统八、化学制水及分析系统九、其他辅助及监视系统垃圾焚烧工艺流程垃圾流程图动画片.avi第二章锅炉本体结构及工作原理一、锅炉的基本知识二、锅炉的本体构造三、锅炉的工作原理一、锅炉的基本知识1.1概述（1）锅炉的定义利用燃料燃烧释放的热能或其他热能来加热水或其他工质，以生产规定参数(温度、压力)和品质的蒸汽、热水或其他工质的设备。锅炉包括锅和炉两大部分，锅的原义是指在火上加热的盛水容器，炉是指燃烧燃料的场所。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需要的热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，常简称为锅炉，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。（2）锅炉的组成①锅炉本体：“锅”、“炉”“锅”－用来“吸热”是用来容纳水和蒸汽的受压部件，包括锅筒（汽包）、对流管束、水冷壁、集箱（联箱）、蒸汽过热器、省料器和管道组成的一个封闭的汽水系统。“炉”－用来“放热”是锅炉中使燃料进行燃烧产生高温烟气的场所，是由给料系统、炉排、炉膛、除渣系统、送风装置等组成的燃烧设备。1.2锅炉的分类（1）、按用途分：生活锅炉、工业锅炉、电站锅炉、车船用锅炉（2）、按介质分：蒸汽锅炉、热水锅炉、汽水两用锅炉、有机热载体锅炉（3）、按燃料分：燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、余热锅炉、电加热锅炉、生物质锅炉、垃圾焚烧锅炉（4）、按水循环分：自然循环、强制循环、混合循环（5）、燃烧方式分：层燃炉、室燃炉、沸腾炉；（6）、按出口蒸汽压力分为：低压锅炉（P〈2.5MPa）、中压锅炉（2.5〈P〈4.0MPa）、高压锅炉（4.0〈P=10MPa）、超高压锅炉（10〈P=13.7MPa）、亚临界锅炉（13.7〈P=16.7MPa）、超临界锅炉（P=22MPa）。1.3锅炉的规格与型号我国锅炉产品型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连。XG250—4.0/400（－T1）①②③④⑤①代表制造厂家：无锡华光工业锅炉有限公司②代表日处理垃圾量250T③额定蒸汽压力或允许工作压力4.0（MPa）④过热蒸汽温度400T代表：燃料种类一般M：煤Y：油Q：气T：其它燃料⑤1代表：第一次设计1.4锅炉的主要性能指标（1）蒸发量蒸发量（Dt/h）：蒸汽锅炉每小时生产的额定蒸汽量。（2）压力和温度锅炉的额定工作压力（P）：蒸汽锅炉过热器出汽口处蒸汽的额定压力锅炉的额定温度（t）：蒸汽锅炉蒸汽过热器出口处的蒸汽温度（3）受热面蒸发率受热面蒸发率（D/H）：蒸汽锅炉每平方米受热面每小时所产生的蒸汽量。（4）锅炉热效率锅炉热效率是指送入锅炉的全部热量中被有效利用的百分数，也称锅炉效率（η）。（5）锅炉的金属耗率及耗电率锅炉的金属耗率：相应于锅炉每吨蒸发量所耗用金属材料的重量，也称钢水比。锅炉的耗电率：生产1t蒸汽，锅炉房设备耗用电的总度数。1.5锅炉参数是表示锅炉性能的主要指标，包括锅炉容量、蒸汽压力、蒸汽温度、给水温度等。锅炉容量可用额定蒸发量或最大连续蒸发量来表示。额定蒸发量是在规定的出口压力、温度和效率下，单位时间内连续生产的蒸汽量。最大连续蒸发量是在规定的出口压力、温度下，单位时间内能最大连续生产的蒸汽量。1.6蒸汽参数包括锅炉的蒸汽压力和温度，通常是指过热器、再热器出口处的过热蒸汽压力和温度如没有过热器和再热器，即指锅炉出口处的饱和蒸汽压力和温度。给水温度是指省煤器的进水温度，无省煤器时即指锅筒进水温度。什么是饱和温度、过热蒸汽及过热度；饱和温度是指液体和蒸气处于动态平衡状态即饱和状态时所具有的温度ts。饱和状态时，液体和蒸气的温度相等。饱和温度一定时，饱和压力也一定；反之，饱和压力一定时，饱和温度也一定。温度升高，会在新的温度下形成新的动态平衡状态。物质的某一饱和温度必对应于某一饱和压力。最佳的饱和温度并非一个固定值，它随外界条件变化而变化。在饱和状态下的液体称为饱和液体，其对应的蒸汽是饱和蒸汽，但最初只是湿饱和蒸汽，待饱和水中的水分完全蒸发后才是干饱和蒸汽。蒸汽从不饱和到湿饱和干饱和的过程温度是不增加的（湿饱和到干饱和温度保持不变），干饱和之后继续加热则温度会上升，成为过热蒸气。过热度：在一定压力下，过热蒸汽温度与饱和温度的差值。1.7锅炉的三大系统锅炉本体、辅机、电气（电控）三大系统。本体包括锅筒、对流受热面、辐射受热面、辅助受热面（省煤器、过热器）、燃烧系统、形成密闭燃烧空间及流道、保温，以及为保证锅炉连续安全运行的“三大安全附件”，即水位表、安全阀、压力表。辅机包括烟风系统（鼓、引风机，燃料制备系统、烟气净化系统、除渣系统，排污系统、凝结水回收系统、水处理系统、供水系统等）；电控系统。1.8锅炉整体的结构锅炉整体的结构包括锅炉本体、辅助设备和安全装置两大部分。锅炉中的炉膛、锅筒（汽包）、燃烧器、水冷壁过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分，称为锅炉本体。锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。炉膛又称燃烧室，是供燃料燃烧的空间。将固体燃料放在炉排上，进行火床燃烧的炉膛称为层燃炉，又称火床炉；将液体、气体或磨成粉状的固体燃料，喷入火室燃烧的炉膛称为室燃炉，又称火室炉；空气将煤粒托起使其呈沸腾状态燃烧，并适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉，又称流化床炉；利用空气流使煤粒高速旋转，并强烈火烧的圆筒形炉膛称为旋风炉。二、锅炉的本体构造1、锅筒及其内部装置（1）锅筒的作用和构造锅筒（汽包）是锅炉中最重要的受压元件，其作用为：连接上升管和下降管组成自然循环回路，接受从省煤器来的给水，同时向蒸汽过热器输送饱和蒸汽。锅筒中储存有一定量的饱和水，所以锅炉短时间的供水中断，不会立即发生锅炉事故。另外起缓冲气压的作用。锅筒内部装置可净化蒸汽，获得品质良好的蒸汽。锅炉按锅筒分类有双锅筒和单锅筒锅炉。双锅筒锅炉有上锅筒、下锅筒各一个，上下锅筒由对流管束连接。而单锅筒只有一个上锅筒。锅筒由上升管和下降管连接起来组成自然循环回路。上锅筒内汇集了循环回路中的汽水混合物，常设有汽水分离装置、给水分配管。为了改善锅水品质，锅炉还设有连续排污管和加药管。下锅筒内则有定期排污装置。（2）汽水分离装置锅炉给水一般含有少量杂质，随着锅水的不断蒸发和浓缩，锅水杂质的相对含量会越来越高，即锅水含盐浓度增大。由受热面各上升管进入上锅筒的汽水混合物具有很高动能，会冲击蒸发面和汽包内部装置，引起大量的锅水飞溅。这些质量很小的水珠很容易被流速很高的蒸汽带走。于是蒸汽携带了含盐浓度较高的锅水而被污染，即蒸汽品质恶化了。品质恶化的蒸汽会在蒸汽过热器或换热设备及阀门内结垢，这样不仅影响设备的传热效果，而且影响设备的安全运行。因此，保持蒸汽的洁净、降低蒸汽的带水量是非常重要的。电厂锅炉常用的汽水分离装置有：孔板式波形板旋风分离器钢丝网分离器（3）给水分配管蒸汽锅炉的给水大多由上汽包引入。给水分配管的作用是将锅炉给水沿汽包长度方向均匀分配，避免过于集中在一起，而破坏正常的水循环；同时为避免给水直接冲击汽包壁，造成温差应力。（4）连续排污装置连续排污装置的作用是排走含盐浓度较高的锅水，使锅水含盐量降低，以防止锅水起沫，造成锅水的汽水共腾。通常在蒸发面附近沿上汽包纵轴方向安装一根连续排污钢管。在排污管上装设许多上部开有锥形缝的短管。（5）定期排污定期排污一般安装在汽包底部，作用是排出水渣和铁绣。（6）紧急放水管当水位超过规定值，紧急放水阀自动开启，将水位放至安全水位，以保证锅炉的安全。2水冷壁及对流管束（1）水循环锅炉水冷壁的水循环，由锅筒、下降管、联箱和水冷壁管构成水循环回路。自然循环：布置在炉膛内的水冷壁受到火焰和高温烟气辐射的热量加热后，管内水的温度迅速升高，一部分水汽化，在管内形成汽水混合物。布置在炉墙外侧下降管中的水，由于不受热，它的密度就大于汽水混合物的密度。下降管一侧的压力大于水冷壁一侧的压力，二者之差为流动压头。在流动压头的作用下，水从下降管向水冷壁管（上升管）不断地循环流动，这种现象称为自然循环。蒸汽锅炉中普遍采用自然水循环。锅炉主要的换热方式：锅炉炉膛内的受热面以辐射换热为主，烟道及对流管束以对流换热为主，水冷壁是辐射换热，过热器是对流换热。强制循环：利用水泵的压力来完成锅水流动。某些热水锅炉和大型蒸汽锅炉（直流锅炉），采用的是强制循环。常见的水循环故障：汽水停滞、汽水分层、下降管带汽。（2）水冷壁管水冷壁管垂直布置在炉膛内四周，其主要作用是吸收高温烟气的大量辐射热，同时可以减少熔渣和高温烟气对炉墙的破坏，保护炉墙。水冷壁管下端与下集箱相连，下集箱通过下降管与锅筒的水空间相连；上端直接与上锅筒连接，或接到上集箱经导汽管与锅筒连接，构成水冷壁的水循环系统。（3）对流管束对流管束通常是由连接上、下锅筒间的管束构成。全部对流管束都布置在烟道中，受烟气的冲刷而换热，也称对流受热面，是另一种主要受热面。连接方式有胀接和焊接两种。对流管束排列方式有错排和顺排两种。错排管束的传热效果好，但清灰和检修不如顺排管束方便。其传热效果主要取决于烟气的流速。（4）蒸汽过热器蒸汽过热器的作用是将锅筒引出的饱和蒸汽加热成一定温度的过热蒸汽。蒸汽过热器按传热方式不同，分为辐射式、半辐射式和对流式；按放置的方式不同，分为立式和卧式。在工业锅炉中的蒸汽过热器常布置在对流管束之间烟温700～800℃的区域中，属于立式对流过热器。（5）省煤器省煤器是利用锅炉尾部烟气的热量，加热给水以降低排烟温度的锅炉部件，设置在对流管束后部的烟道中。锅炉给水经过省煤器使水温升高，排烟温度降低，减少了热损失，节省了燃料，提高了锅炉效率。省煤器按材质的不同，可分为铸铁式和钢管式两种。按给水在其中被加热的程度，可分为非沸腾式和沸腾式两种。（6）蒸预器蒸预器是利用锅炉汽机一抽及饱和蒸汽加热锅炉燃烧所需空气的热交换器，布置在送风机出口。3、炉墙与锅炉钢架（1）炉墙炉墙是构成锅炉燃烧室和烟道的外壁，阻止热量向外散失，起着保温和密封的作用，并使烟气按指定的方向流动。为了使炉墙能发挥其应有的作用，它须满足如下要求：应有良好的绝热性、耐热性、严密性、抗腐蚀性和防振性，并有足够的机械强度和承受温度急剧变化的能力，还应有重量轻、便于施工和价格低的特点。砌筑炉墙的常用材料有：耐火粘土砖、硅藻土砖、普通红砖、其他材料如耐火土、铬铁矿砂等调制成的各种耐火涂料以及珍珠岩等保温材料。炉墙按构造不同分为重型炉墙、轻型炉墙、敷管炉墙三种。（2）锅炉钢架锅炉中，用来支撑锅筒、联箱、受热面管子、平台及扶梯地钢结构称为锅炉钢架。锅炉钢架不仅承受锅炉本体的荷载，同时使锅炉本体各部件固定并维持他们的相对位置，抵御外界加给锅炉的其他负荷。因此，锅炉钢架应满足强度、刚度、稳定性条件的要求，并应具有自由膨胀的可能性。工业锅炉多采用框架式钢架。它一般为梁与柱刚性连接的空间构架。4、吹灰器锅炉长期运行后，各受热面外壁常积有烟灰，若不及时清除，会使烟气流动阻力增大，并影响传热效果，使燃料消耗量增多，锅炉出力降低。通常利用吹灰器清除烟灰。在我们公司锅炉中的是燃料激波吹灰器，吹灰介质可以是蒸汽，也可以式压缩空气。5、锅炉安全附件为了保证锅炉的正常运行，锅炉上装有压力表、水位计、安全阀、高低水位警报器、给水自动调节等附件三、锅炉的工作原理1、锅炉的热平衡方程锅炉产生的热量＝锅炉有效利用热量＋各项热损失之和，即：其中，Qr－锅炉的输入热量；Q1－锅炉的有效利用热量；Q2－排烟热损失；Q3－可燃气体不完全燃烧热损失（化学不完全燃烧热损失）；Q4－固体不完全燃烧热损失（机械不完全燃