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蒸汽发生器

蒸汽发生器

  • 蒸汽发生器(俗称锅炉)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...
 
简介
  • 蒸汽发生器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。容积必须<30L,容积≥30L则属于《特种设备安全监察条例》中锅炉的范畴,市场上的蒸汽发生器大多数容积<30L,所以不归技术监督部门监管,节省了安装、使用费用。
 
方法分类
  • 蒸汽锅炉有时又叫蒸汽发生器,是蒸汽动力装置的重要组成部分。电站锅炉、汽轮机和发电机是火力发电站的主机,因此电站锅炉是生产电能的重要设备。工业锅炉是在各种工业企业中提供生产和供暖所需的蒸汽的必不可少的设备。工业锅炉数量甚多,需要消耗大量燃料。利用生产过程中高温废气作为热源的余热锅炉对节能有重要作用。船用锅炉装在各种船舶上,所产生的蒸汽用于驱动蒸汽动力机械。机车锅炉作为蒸汽机车的主要设备尚有一定的应用。锅炉承受高温高压,安全问题十分重要。即使是小型锅炉,一旦发生爆炸,后果也十分严重。因此,对锅炉的材料选用、设计计算、制造和检验等都制订有严格的法规。 锅炉可按照不同的方法进行分类。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。 中国电站锅炉的现行系列为:中压3.9兆帕;高压10兆帕;超高压14兆帕;亚临界压力17兆帕。中国工业锅炉的现行系列为:0.5兆帕、0.8兆帕、1.3兆帕、2.5兆帕。 蒸汽发生器 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。复合循环锅炉是由辅助循环锅炉和直流锅炉复合而成,其中包括低循环倍率锅炉(见电站锅炉)。按燃烧方式锅炉分为室燃炉、层燃炉和沸腾炉等。 锅炉-工作过程(120吨/时自然循环燃煤电站锅炉的简图和燃烧系统示意图)。首先由磨煤机将煤磨制成粉。煤粉由空气携带通过装在炉墙上的燃烧器送入炉膛中燃烧。在火焰中心处的气体温度达到1500~1600℃。锅炉的蒸发受热面装在炉膛的内壁上,组成水冷壁,吸收炉膛中高温火焰和烟气的辐射热量,使炉膛出口处烟气温度降低到1000~1150℃。后墙水冷壁的上部分(在水平烟道进口)组成排列较稀的数列凝渣管,以防止结渣。为防止锅炉受热面上积灰或结渣,还使用吹灰器。 过热器位于水平烟道中,它的作用是把从锅筒出来的饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽,目的是提高电站的经济性。烟气通过过热器后温度降低到 500~600℃,然后进入尾部烟道。尾部烟道中受热面之一为省煤器。它由很多平行的蛇形管所组成,其作用是使给水在进入锅筒之前预先加热,并降低排烟温度。另一尾部受热面是空气预热器。它的作用是使空气在进入炉膛以前加热到一定温度,以改善燃烧和进一步降低排烟温度,提高锅炉效率。 蒸汽发生器
 
工作过程
  • 图(1)和图(2)为 120吨/时自然循环燃煤电站锅炉的简图和燃烧系统示意图。 燃烧系统示意图(1) 在水汽系统方面,给水在加热器中加热到一定温度,经给水管道进入省煤器,进一步加热以后送入锅筒,与锅水混合后沿下降管下行至水冷壁进口集箱。水在水冷壁管内吸收炉膛辐射热形成汽水混合物经上升管到达锅筒中,由汽水分离装置使水、汽分离。分离出来的饱和蒸汽由锅筒上部流往过热器,继续吸热成为450℃的过热蒸汽,然后送往汽轮机。 (2) 在燃烧和烟风系统方面,送风机将空气送入空气预热器加热到一定温度。在磨煤机中被磨成一定细度的煤粉,由来自空气预热器的一部分热空气携带经燃烧器喷入炉膛。燃烧器喷出的煤粉与空气混合物在炉膛中与其余的热空气混合燃烧,放出大量热量。燃烧后的热烟气顺序流经炉膛、凝渣管束、过热器、省煤器和空气预热器后,再经过除尘装置,除去其中的飞灰,最后由引风机送往烟囱排向大气。
 
基本结构
  • 锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分。 锅炉本体 锅炉中的炉膛、锅筒、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。 ①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、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。 炉膛的横截面一般为正方形或矩形。燃料在炉膛内燃烧形成火焰和高温烟气,所以炉膛四周的炉墙由耐高温材料和保温材料构成。在炉墙的内表面上常敷设水冷壁管,它既保护炉墙不致烧坏,又吸收火焰和高温烟气的大量辐射热。 辅助循环锅炉简图 炉膛的结构、形状、容积和高度都要保证燃料充分燃烧,并使炉膛出口的烟气温度降低到熔渣开始凝结的温度以下。 当炉内的温度超过灰熔点时,灰便呈熔融状态。熔融的灰渣颗粒在触及炉内水冷壁管或其他构件时会粘在上面。粘结的灰粒逐渐增多,遂形成渣块,称为结渣。结渣会降低锅炉受热面的传热效果。严重时会堵塞烟气流动的通道,影响锅炉的安全和经济运行。 一般用炉膛容积热负荷和炉膛截面热负荷或炉排热负荷表示其燃烧强烈程度。炉膛容积热负荷是单位炉膛容积中每单位时间内释放的热量。在锅炉技术中常用炉膛容积热负荷来衡量炉膛大小是否恰当。容积热负荷过大,则表示炉膛容积过小,燃料在炉内的停留时间过短,不能保证燃料完全燃烧,使燃烧效率下降;同时这还表示炉墙面积过小,难以敷设足够的水冷壁管,结果炉内和炉膛出口处烟气温度过高,受热面容易发生结渣。室燃炉的炉膛截面热负荷是单位时间内单位炉膛横截面上燃料燃烧所释放的热量。在炉膛容积确定以后,炉膛截面热负荷过大会使局部区域的壁面温度过高而引起结渣。层燃炉的炉排热负荷是单位时间内燃料燃烧所释放的热量与炉排面积的比值。炉排热负荷过高会使飞灰大大增加。 炉膛设计需要充分考虑使用燃料的特性。每台锅炉应尽量燃用原设计的燃料。燃用特性差别较大的燃料时,锅炉运行的经济性和可靠性都可能降低。 蒸汽发生器 ②锅筒:它是自然循环和多次强制循环锅炉中接受省煤器来的给水、联接循环回路,并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器。锅筒筒体由优质厚钢板制成,是锅炉中最重的部件之一。 锅筒的主要功能是储水,进行汽水分离,在运行中排除锅水中的盐水和泥渣,以避免含有高浓度盐分和杂质的锅水随蒸汽进入过热器和汽轮机中。这些盐分和杂质如在过热器管和汽轮机通道上发生结垢、积盐和腐蚀,会影响设备的经济安全运行。锅炉出口的蒸汽一般都有一定的质量标准。锅筒内部装置包括汽水分离和蒸汽清洗装置、给水分配管、排污和加药设备等。其中汽水分离装置的作用是将从水冷壁来的饱和蒸汽与水分离开来,并尽量减少蒸汽中携带的细小水滴。中、低压锅炉常用挡板和缝隙挡板作为粗分离元件。中压以上的锅炉除广泛采用多种型式的旋风分离器进行粗分离外,还用百页窗、钢丝网或均汽板等进行进一步分离。随着水处理技术的提高,蒸汽分离装置趋向于简化和定型化。排污装置(包括连续排污和定期排污)能在锅炉运行中排出一部分含有较高盐分和泥渣的锅水。锅筒上还装有水位表、安全阀等监测和保护设施。
 
相关知识问答
  • 在锅炉使用厂家和个人中,我们碰到了许许多多各种形式的提问,有使用的问题,有安全问题,有使用时的注意事项问题,针对众多锅炉使用者所碰到的问题,做了一系列的问答形式。下面是整理出来的十六条相关的知识问答,希望能对您有所帮助。 1. 锅炉运行中,为什么要对锅炉烟井、预热器进行吹灰? 锅炉受热面积灰或结渣严重时,将使汽温降低。吹灰的目的为了防止受热面结渣和积灰,改善锅炉受热面的传热效果,提高锅炉热效率,防止锅炉水平烟道积灰无法排出而向炉膛倒塌使锅炉灭火。吹灰顺序从炉膛开始,顺烟气流向直至尾部。吹灰器成对动作。 2. 锅炉为何要进行排污工作? 连排的目的是排除炉水中溶解的部分盐分,使炉水的含盐量和碱度保持在规定值。 定排的目的是排除炉水中沉淀物,调整炉水品质,以补充连排之不足。 3. 实际工作中如何降低锅炉的飞灰可燃物? 1)在保证制粉出力的情况下尽量降低煤粉细度; 2)适当降低一次风压尽可能提高一次风温; 3)保证足够的二次风量。在保持燃烧稳定的情况下适当开大中间二次风挡板开度使风粉充分混合; 4)在保证汽温、汽压及负荷的情况下适当降低上层给粉机转速,加大下层给粉机转速; 5)适当提高粉仓煤粉温度; 6)尽可能避免制粉系统堵煤及断煤情况发生,保证制粉系统运行的稳定,维持合理的通风量,减少三次风量; 7)不能一味追求再热气温而将火嘴摆的太高,火焰中心上移,导致煤粉在炉膛停留时间减少,不能燃尽; 8)合理控制炉膛氧量在4~6℃,使燃烧在炉膛充分燃烧; 9)降低煤粉细度,最好控制在煤粉经济细度,一般控制煤粉细度<10%; 10)合理控制二次风小风门的开度,保证合适的二次风压; 11)合理控制给煤机转速,即煤粉浓度; 12)尽量减少给煤机断煤的次数,断煤后要及时组织人员处理,使来煤正常; 13)一个班中,启、停磨煤机的次数太多,也会使飞灰可燃物升高; 14)定期吹灰,保持锅炉在良好运行状态。 4. 在停炉或是锅炉运行中,哪些情况下锅炉易引起煤、油爆燃? 1)停炉后未对炉膛进行足够时间的吹扫(不少于5分钟)致使煤粉或油气积存; 2)油枪投用时枪头脱落进油量突然增大; 3)灭火未及时发现,不能立即切断燃料供应或处理不当时投油; 4)炉灭火后未进行吹扫就立即点火; 5)启动、停炉过程以及低负荷过程中由于燃烧不完全积存相当数量的燃料; 6)燃料供应时断时续造成灭火而引起爆燃; 7)给粉机停用时未进行彻底吹扫,再次投用时造成积存,在一次风管的煤粉大量涌入炉膛造成爆燃; 8)含铁元素的大焦掉落产生大量氢气造成爆燃。 5. 分析汽压变化时对其他主要参数的影响? 1)负荷不变的情况下,主汽压力升高,汽包水位先下降后上升; 2)负荷不变的情况下,主汽压力升高,主蒸汽流量下降; 3)凝汽器真空不变的情况下,主汽压力升高,机组功率也相对增加; 4)主汽压力升高,主汽温度也升高; 5)负荷不变的情况下,主汽压力升高,投自动层的给粉机转速下降。 6. 如何从锅炉的外侧了解锅炉喷嘴的倾角方向? 摆动火嘴的连杆往下时锅炉喷嘴侧向上摆,相反摆动火嘴的连杆往上抬时喷嘴侧向下倾。 7. 两侧二次风母管风压偏差过大时,试分析对锅炉的运行工况的影响。 两侧二次风母管风压偏差过大时,会使火焰中心偏移向风压小的一侧。严重时会引起火焰冲刷水冷壁,引起水冷壁结焦及水冷壁高温腐蚀,降低水冷壁的使用寿命。火焰中心偏斜引起过热器、再热器两侧烟温差增大,过热器及再热器两侧热负荷偏差过大,长期运行容易引起过热器、再热器管壁超温爆管。 炉膛火焰发生偏斜,使水冷壁管结渣; 两侧二次风压偏差过大时,可能引起送风机喘振; 炉膛燃烧受影响,由于两侧二次风压偏差大,四角切圆燃烧的火焰不稳定,炉膛四周的氧量分布不均匀,燃烧的火焰不充分,飞灰可燃物增加; 两侧二次风压偏差大,低侧可能是空预器出口二次风门或送风机出口风门就地没开或开不到位、导致二次风流量减小,排烟温度升高。 8. 什么是仪表的活动分析?仪表的活动分析有何作用? 锅炉运行时的工作情况,是通过各种仪表的指示来反映的。根据仪表的指示数据及其变化趋势分析锅炉工作状况是否正常的工作,即为仪表活动分析。 在锅炉的正常运行参数是由各个部位的各种热工监测仪表来测量的,车辆的数据包括压力、温度、流量、水位、电流等。正常运行中,通过监视这些参数的运行,来分析判断过路的运行状况,当事故发生时,也可通过异常的数据变化来分析判断事故发生的部位及性质,这位及时处理事故创造条件。 9. 引风机的喘振是由于其静叶进出口差压过大而发生。其静叶进出口差压又受其管道阻力影响,相同的引风机的静叶开度管道阻力大时更容易发生喘振,试分析之。 引风机的静叶开度一定时产生相应的风压和流量,当风机产生的压力和流量大于或等于风烟管道的阻力时,风机便能稳定工作不会发生喘振。而风烟管道的阻力增大时,风机出口压力流量克服不了管道系统阻力而发生倒流。烟气倒流使管道阻力降低到风机出口压力时,烟气又顺流出去。烟气如此来回流动称喘振。因此,风烟管道阻力大时引风机会因出力不够时更易发生喘振。 10. 试分析启、停制粉系统对锅炉燃烧工况的影响。 由于三次风带粉,启/停制粉系统时,炉膛燃料量相对增/减,氧量也相对增/减。制粉系统启动多时锅炉火焰长度长,炉火充满度好,反之亦然;低负荷下多制粉系统运行或全停制粉系统,要特别防止火焰突然灭火的发生。 11. 一次风管堵塞的原因是什么?如何预防? 原因: 1)火嘴结焦堵塞或火嘴入口被小油枪等杂物部分堵塞; 2)煤粉杂质过多,给粉机转速过高,煤粉太重而一次风速过低; 3)给粉机转速过高,下粉太多而未及时吹走; 4)一次风压过低(风门未开或开度过小),带不走粉。 预防措施: 1)根据给粉机转速及机组负荷及时调整相应的一次风压,给粉机转速不得大于700rpm,保持各一次风速在25~30m/s,一次风粉混合温度控制在180~250℃,一次风压视负荷、煤质而定,变化范围在2.5~3.8kPa; 2)发现一次风速过低,一次风温低于正常值时应及时降低对应给粉机转速恢复正常的一次风速及一次风温度; 3)启、停给粉机应充分吹管,把粉管里的积粉吹走; 4)火嘴结焦或被杂物堵塞应设法清除。 12. 引起引风机振动大的原因有哪些? 1)电机轴承缺油,导致轴承磨损而振动大; 2)连轴器安装时中心没对好; 3)引风机失速喘振; 4)引风机地角螺栓松动; 5)叶片积灰或磨损,失去平衡。 13. 运行中对磨煤机的润滑检查主要哪几个地方? 1)油站的低压油泵(滤网后)油压>0.22Mpa,油箱油位、油质情况,油温22~40℃范围内; 2)大瓦淋油是否正常、油量是否适中、油温是否在正常范围内; 3)大、小牙轮是否有油润滑; 4)减速箱的油位、油温、油泵出口油压是否在正常范围之内; 5)磨进出口大瓦、减速箱的冷油器是否投入; 6)喷油装置的油箱油位,空气压力、油泵压力是否在正常范围内。 14. 磨煤机润滑油站低压油油压过低有哪些原因造成?如何进行处理? 1)电机故障,应切换备用泵运行; 2)油箱油位过低,应及时补油; 3)滤油器滤网堵塞,应及时清洗; 4)压力调节阀开度过大,应关小该阀; 5)冷油器漏油或排污门误开; 6)磨大瓦进油门开度过大。 15. 磨煤机大瓦顶轴油泵油压过低时启动磨煤机有何危害?如何检查处理? 容易造成大瓦磨损及电动机启动力矩过大而过负荷。 检查处理: 1)高压油管是否漏油、溢流阀调节不好溢流过大; 2)高压油泵工作是否正常(包括机械和电气方面)。 16. 磨煤机喷油装置空压机储气罐压力降低时,空压机会自动启动,如不能自启动,有何故障原因? 电气原因:电机故障、未送电、缺相、接线端接触不良。 机械原因:机械卡死、漏气。 热工原因:自启动装置故障、气压未降至启动值。 纯发生器 使用注射用水或纯化水制取纯蒸汽的设备。广泛用于医疗卫生、生物制药工业、食品工业的灭菌消毒及有关器具的消毒,有效防止重金属、热原等杂质的再污染。
 
发展历史
  • 锅炉的发展分锅和炉两个方面。
 
参数指标
  • 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 蒸汽发生器 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。蒸发量的单位习惯上以吨/时表示,电站锅炉的容量也可用与之配套的汽轮发电机的电功率(兆瓦)来表示。 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。锅炉压力单位用兆帕(MPa)表示,也有用工程大气压(at)表示的,1兆帕等于10.2工程大气压。 给水温度指省煤器的进水温度,无省煤器时即指锅筒进水温度。
 
注意事项
  • 锅炉是具有高温、高压的热能设备,是特种设备之一,在机关、事业企业及各行各业广泛使用,是危险而又特殊的设备。一旦发生事故,涉及公共安全,将会给国家和人民生命财产造成巨大损失。为了公共安全、人民生命和财产安全,依据国务院《特种设备安全监察条例》,使用锅炉应注意以下全事项: 1、锅炉出厂时应当附有“安全技术规范要求的设计文件、产品质量合格证明、安全及使用维修说明、监督检验证明(安全性能监督检验证书)”。 2、锅炉的安装、维修、改造。从事锅炉的安装、维修、改造的单位应当取得省级质量技术监督局颁发的特种设备安装维修资格证书,方可从事锅炉的安装、维修、改造。施工单位在施工前将拟进行安装、维修、改造情况书面告知直辖市或者辖区的特种设备安全监督管理部门,并将开工告知送当地县级质量技术监督局备案,告知后即可施工。 3、锅炉安装、维修、改造的验收。施工完毕后施工单位要向州质量技术监督局特种设备检验所申报锅炉的水压试验和安装监检。合格后由州质量技术监督局、州特种设备检验所、县质量技术监督局参与整体验收。 4、锅炉的注册登记。锅炉验收后,使用单位必须按照《特种设备注册登记与使用管理规则》的规定,填写《锅炉(普查)注册登记表》,到州质量技术监督局注册,并申领《特种设备安全使用登记证》。 5、锅炉的运行。锅炉运行必须由经培训合格,取得《特种设备作业人员证》的持证人员操作,使用中必须严格遵守操作规程和八项制度、六项记录。 6、锅炉的检验。锅炉每年进行一次定期检验,未经安全定期检验的锅炉不得使用。锅炉的安全附件安全阀每年定期检验一次,压力表每半年检定一次,未经定期检验的安全附件不得使用。 7、严禁将常压锅炉安装为承压锅炉使用。严禁使用水位计、安全阀、压力表三大安全附件不全的锅炉。
 
注意事项
  • 锅炉是具有高温、高压的热能设备,是特种设备之一,在机关、事业企业及各行各业广泛使用,是危险而又特殊的设备。一旦发生事故,涉及公共安全,将会给国家和人民生命财产造成巨大损失。为了公共安全、人民生命和财产安全,依据国务院《特种设备安全监察条例》,使用锅炉应注意以下全事项: 1、锅炉出厂时应当附有“安全技术规范要求的设计文件、产品质量合格证明、安全及使用维修说明、监督检验证明(安全性能监督检验证书)”。 2、锅炉的安装、维修、改造。从事锅炉的安装、维修、改造的单位应当取得省级质量技术监督局颁发的特种设备安装维修资格证书,方可从事锅炉的安装、维修、改造。施工单位在施工前将拟进行安装、维修、改造情况书面告知直辖市或者辖区的特种设备安全监督管理部门,并将开工告知送当地县级质量技术监督局备案,告知后即可施工。 3、锅炉安装、维修、改造的验收。施工完毕后施工单位要向州质量技术监督局特种设备检验所申报锅炉的水压试验和安装监检。合格后由州质量技术监督局、州特种设备检验所、县质量技术监督局参与整体验收。 4、锅炉的注册登记。锅炉验收后,使用单位必须按照《特种设备注册登记与使用管理规则》的规定,填写《锅炉(普查)注册登记表》,到州质量技术监督局注册,并申领《特种设备安全使用登记证》。 5、锅炉的运行。锅炉运行必须由经培训合格,取得《特种设备作业人员证》的持证人员操作,使用中必须严格遵守操作规程和八项制度、六项记录。 6、锅炉的检验。锅炉每年进行一次定期检验,未经安全定期检验的锅炉不得使用。锅炉的安全附件安全阀每年定期检验一次,压力表每半年检定一次,未经定期检验的安全附件不得使用。 7、严禁将常压锅炉安装为承压锅炉使用。严禁使用水位计、安全阀、压力表三大安全附件不全的锅炉。
 
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