蒸汽發(fā)生器(俗稱鍋爐)是利用燃料或其他能源的熱能把水加熱成為熱水或蒸汽的機(jī)械設(shè)備。鍋的原義是指在火上加熱的盛水容器,爐是指燃燒燃料的場所,鍋爐包括鍋和爐兩大部分。
鍋爐整體的結(jié)構(gòu)包括鍋爐本體和輔助設(shè)備兩大部分。
鍋爐本體
鍋爐中的爐膛、鍋筒、燃燒器、水冷壁、過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器、構(gòu)架和爐墻等主要部件構(gòu)成生產(chǎn)蒸汽的核心部分,稱為鍋爐本體。鍋爐本體中兩個主要的部件是爐膛和鍋筒。
?、贍t膛:又稱燃燒室,是供燃料燃燒的空間。將固體燃料放在爐排上進(jìn)行火床燃燒的爐膛稱為層燃爐,又稱火床爐;將液體、氣體或磨成粉狀的固體燃料噴入火室燃燒的爐膛稱為室燃爐,又稱火室爐;空氣將煤粒托起使其呈沸騰狀態(tài)燃燒、適于燃燒劣質(zhì)燃料的爐膛稱為沸騰爐,又稱流化床爐;利用空氣流使煤粒高速旋轉(zhuǎn)并強(qiáng)烈火燒的圓筒形爐膛稱為旋風(fēng)爐。
爐膛的橫截面一般為正方形或矩形。燃料在爐膛內(nèi)燃燒形成火焰和高溫?zé)煔?,所以爐膛四周的爐墻由耐高溫材料和保溫材料構(gòu)成。在爐墻的內(nèi)表面上常敷設(shè)水冷壁管,它既保護(hù)爐墻不致燒壞,又吸收火焰和高溫?zé)煔獾拇罅枯椛錈帷?br />
爐膛的結(jié)構(gòu)、形狀、容積和高度都要保證燃料充分燃燒,并使?fàn)t膛出口的煙氣溫度降低到熔渣開始凝結(jié)的溫度以下。
當(dāng)爐內(nèi)的溫度超過灰熔點時,灰便呈熔融狀態(tài)。熔融的灰渣顆粒在觸及爐內(nèi)水冷壁管或其他構(gòu)件時會粘在上面。粘結(jié)的灰粒逐漸增多,遂形成渣塊,稱為結(jié)渣。結(jié)渣會降低鍋爐受熱面的傳熱效果。嚴(yán)重時會堵塞煙氣流動的通道,影響鍋爐的安全和經(jīng)濟(jì)運行。
一般用爐膛容積熱負(fù)荷和爐膛截面熱負(fù)荷或爐排熱負(fù)荷表示其燃燒強(qiáng)烈程度。爐膛容積熱負(fù)荷是單位爐膛容積中每單位時間內(nèi)釋放的熱量。在鍋爐技術(shù)中常用爐膛容積熱負(fù)荷來衡量爐膛大小是否恰當(dāng)。容積熱負(fù)荷過大,則表示爐膛容積過小,燃料在爐內(nèi)的停留時間過短,不能保證燃料*燃燒,使燃燒效率下降;同時這還表示爐墻面積過小,難以敷設(shè)足夠的水冷壁管,結(jié)果爐內(nèi)和爐膛出口處煙氣溫度過高,受熱面容易發(fā)生結(jié)渣。室燃爐的爐膛截面熱負(fù)荷是單位時間內(nèi)單位爐膛橫截面上燃料燃燒所釋放的熱量。在爐膛容積確定以后,爐膛截面熱負(fù)荷過大會使局部區(qū)域的壁面溫度過高而引起結(jié)渣。層燃爐的爐排熱負(fù)荷是單位時間內(nèi)燃料燃燒所釋放的熱量與爐排面積的比值。爐排熱負(fù)荷過高會使飛灰大大增加。
爐膛設(shè)計需要充分考慮使用燃料的特性。每臺鍋爐應(yīng)盡量燃用原設(shè)計的燃料。燃用特性差別較大的燃料時,鍋爐運行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性都可能降低。
?、阱佂玻核亲匀谎h(huán)和多次強(qiáng)制循環(huán)鍋爐中接受省煤器來的給水、聯(lián)接循環(huán)回路,并向過熱器輸送飽和蒸汽的圓筒形容器。鍋筒筒體由厚鋼板制成,是鍋爐中重的部件之一。
鍋筒的主要功能是儲水,進(jìn)行汽水分離,在運行中排除鍋水中的鹽水和泥渣,以避免含有高濃度鹽分和雜質(zhì)的鍋水隨蒸汽進(jìn)入過熱器和汽輪機(jī)中。這些鹽分和雜質(zhì)如在過熱器管和汽輪機(jī)通道上發(fā)生結(jié)垢、積鹽和腐蝕,會影響設(shè)備的經(jīng)濟(jì)安全運行。鍋爐出口的蒸汽一般都有一定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。鍋筒內(nèi)部裝置包括汽水分離和蒸汽清洗裝置、給水分配管、排污和加藥設(shè)備等。其中汽水分離裝置的作用是將從水冷壁來的飽和蒸汽與水分離開來,并盡量減少蒸汽中攜帶的細(xì)小水滴。中、低壓鍋爐常用擋板和縫隙擋板作為粗分離元件。中壓以上的鍋爐除廣泛采用多種型式的旋風(fēng)分離器進(jìn)行粗分離外,還用百頁窗、鋼絲網(wǎng)或均汽板等進(jìn)行進(jìn)一步分離。隨著水處理技術(shù)的提高,蒸汽分離裝置趨向于簡化和定型化。排污裝置(包括連續(xù)排污和定期排污)能在鍋爐運行中排出一部分含有較高鹽分和泥渣的鍋水。鍋筒上還裝有水位表、安全閥等監(jiān)測和保護(hù)設(shè)施。
輔助設(shè)備
除鍋爐本體外,在電站鍋爐中還有許多配套的輔助設(shè)備:①煤粉制備系統(tǒng),包括磨煤機(jī)、排粉機(jī)、粗粉分離器和煤粉管道等;②送、引風(fēng)系統(tǒng),包括送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和煙風(fēng)道等;③給水系統(tǒng),包括給水泵、閥門和管道等;④水處理系統(tǒng)(見鍋爐水處理);⑤灰渣清除系統(tǒng),包括出渣機(jī)、除塵器等;⑥自動控制和監(jiān)測系統(tǒng)(見鍋爐自動控制、鍋爐汽溫調(diào)節(jié))。