第一讲锅炉的发展史

第一讲锅炉的发展史锅炉的定义•锅炉是利用燃料或其他能源的热能，把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。锅炉的构成•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。•现代锅炉构成上：锅是指汽水系统；炉是指燃烧系统。锅炉主要构成部分•汽水系统：包括汽包、水冷壁、下降管、过热器、省煤器等。•燃烧系统：包括燃烧室、燃烧器和点火装置等。锅炉的分类锅炉按用途可分为工业锅炉、电站锅炉、船用锅炉和机车锅炉等；按锅炉出口压力可分为低压、中压、高压、超高压、亚临界压力、超临界压力等锅炉；锅炉按水和烟气的流动路径可分为火筒锅炉、火管锅炉和水管锅炉，其中火筒锅炉和火管锅炉又合称为锅壳锅炉；按循环方式可分为自然循环锅炉、辅助循环锅炉(即强制循环锅炉)、直流锅炉和复合循环锅炉；按燃烧方式，锅炉分为层燃炉、室燃炉和沸腾炉等。锅壳式锅炉的发展简图18世纪上半叶，英国煤矿使用的蒸汽机，包括1769年瓦特的初期蒸汽机在内，促进了蒸汽锅炉的长足发展。此时期产生了最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳，后来改用卧式锅壳，在锅壳下方砖砌炉体中烧火。1830年左右，随着优质钢管的生产和胀管技术的出现后出现了火管锅炉。早期锅壳锅炉采用固定炉排，加煤和除渣均手工操作。直水管锅炉19世纪中叶，出现了水管锅炉。锅炉受热面是锅壳外的水管，取代了锅壳本身和锅壳内的火筒、火管。此时锅壳遂改名为锅筒，或称为汽包。直水管锅炉出现后开始采用机械化炉排，其中链条炉排得到广泛的应用。弯水管锅炉二十世纪初期，汽轮机开始发展，它要求配以容量和蒸汽参数较高的锅炉。随着制造工艺和水处理技术的发展，出现了弯水管式锅炉。同时水冷壁、过热器和省煤器得到应用，以及改进了锅筒内部汽、水分离元件，满足了汽轮机发展的需要。此时期开始采用机械化炉排，其中链条炉排得到了广泛的应用。煤粉炉的兴起1920年开始使用室燃炉，在燃烧方式上，比层燃炉结构简单，受热面比较容易布置。室燃炉主要以煤粉和油作燃料。煤由磨煤机磨成煤粉后用燃烧器喷入炉膛燃烧。1930年左右出现了布置在炉膛四角且大多成切圆燃烧方式的直流燃烧器，促进了煤粉炉的大型化发展。循环流化床锅炉的应用与发展1921年12月德国人温克勒发明了第一台流化床。直到20世纪50年代末期，鼓泡流化床一直占主要地位1979年芬兰奥斯龙（Ahlstrom）公司生产了20t/h的循环流化床锅炉，1982年德国鲁奇(Lurgi)公司的第一台50t/h的商用循环流化床锅炉投入运行。我国对流化床技术的研究开始于20世纪40年代末，但循环流化床锅炉的起步却较晚。1986年中国科学院工程热物理研究所与济南锅炉集团有限公司合作，成功研制了35t/h循环流化床锅炉1991年11月75t/h循环流化床锅炉于在锦西热电厂投运供热，使我国循环流化床技术向前跨越了一个容量等级。目前我国循环流化床锅炉的发展我国发电制造企业在引进消化吸收10万千瓦循环流化床锅炉技术（CFB）的基础上，自主设计开发的30万千瓦循环流化床锅炉已进入投运阶段。目前，东方电气集团、西安热工研究院、清华大学等产学研机构也已陆续投入到自主开发60万千瓦超临界CFB锅炉产品的研发工作中。相对于煤粉炉100万千瓦超超临界参数，大型循环流化床锅炉机组的发展还有很大空间。