火力發(fā)電廠鍋爐的構(gòu)成及其原理

王麗愛(ài)

摘要：鍋爐是火力發(fā)電廠中發(fā)電的三大主機(jī)之一，對(duì)火力發(fā)電廠發(fā)電的效率和可靠性有著重要的影響。鍋爐設(shè)備在長(zhǎng)期的運(yùn)行中需要管理人員定期的組織檢修排查，以減少運(yùn)用故障的出現(xiàn)，對(duì)于運(yùn)行中鍋爐發(fā)生的故障要根據(jù)實(shí)際的狀況，采取相應(yīng)的解決措施，在不斷的改造優(yōu)化中，提高鍋爐設(shè)備的運(yùn)行效率。因此就需要檢查人員對(duì)鍋爐的構(gòu)成與工作原理有深入的了解。本文就鍋爐的構(gòu)成與工作原理方面進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；鍋爐構(gòu)成；工作原理

前言

火力發(fā)電廠的生產(chǎn)設(shè)備以鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)三大主機(jī)為主體，為提高生產(chǎn)過(guò)程的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)，也就是著重在用最少的燃料輸入去完成最大的輸出電力。在這個(gè)原則要求下，必須增設(shè)許許多多的附屬設(shè)備，而使這個(gè)蒸汽動(dòng)力廠成為一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜而龐大的組合。根據(jù)與三大主機(jī)的關(guān)系，我們一般把它們歸為鍋爐、汽機(jī)、和電氣設(shè)備，今天我們要介紹的就是其中的鍋爐設(shè)備。

1.整個(gè)鍋爐由鍋爐本體和其他的輔助設(shè)施構(gòu)成

1.1鍋爐本體設(shè)備

鍋爐本體設(shè)備是鍋爐設(shè)備的主要部分，分別由“鍋”和“爐”兩大部分構(gòu)成的。

1.1.1汽水系統(tǒng)

汽水系統(tǒng)的任務(wù)是吸收燃料放出的熱量，使水蒸發(fā)并最后變成具有一定參數(shù)的過(guò)熱蒸汽，供汽輪機(jī)用汽。它一般由省煤器、汽包、下降管、水冷壁、過(guò)熱器、再熱器、汽（水）聯(lián)箱與導(dǎo)管等組成，其各部分的主要功能如下：

1）省煤器：位于鍋爐尾部垂直煙道中，利用排煙余熱加熱給水，降低排煙溫度，提高鍋爐效率，節(jié)約燃料。

2）汽包：位于鍋爐頂部，是一個(gè)圓筒形的承壓容器，其下部是水，上部是汽，它接受省煤器的來(lái)水。同時(shí)汽包與下降管、水冷壁下聯(lián)箱、水冷壁、水冷壁上聯(lián)箱等共同組成循環(huán)回路，水在水冷壁中吸熱生成的飽和汽水混合物也匯集于汽包，飽和汽水混合物經(jīng)汽包內(nèi)的分離器，分離出的飽和蒸汽供給過(guò)熱器繼續(xù)加熱。

3）下降管：是水冷壁的供水管，其作用是把汽包中的水引入下聯(lián)箱再分配到各水冷壁管。

4）水冷壁：位于爐膛四周，即由水冷壁圍成爐膛，其主要任務(wù)是吸收爐內(nèi)燃料燃燒釋放出的輻射熱，使水冷壁管內(nèi)的水受熱蒸發(fā)，它是近代鍋爐的主要蒸發(fā)受熱面。

5）過(guò)熱器：主要布置在鍋爐的水平煙道和尾部垂直煙道中，其作用是利用鍋爐內(nèi)的高溫?zé)煔鈱⑵鼇?lái)的飽和蒸汽加熱成為具有一定溫度的過(guò)熱蒸汽。

6）再熱器：主要布置在鍋爐的水平煙道和尾部垂直煙道中，其作用是利用鍋爐內(nèi)的高溫?zé)煔鈱⑵啓C(jī)中作過(guò)部分功的蒸汽再次進(jìn)行加熱升溫，然后再送往汽輪機(jī)中繼續(xù)作功。

7）汽（水）聯(lián)箱與導(dǎo)管：是直徑較粗的管子，用以聯(lián)絡(luò)上述汽水系統(tǒng)的主要部件，并起到匯集、混合、分配工質(zhì)的作用。

1.1.2燃燒系統(tǒng)

燃燒系統(tǒng)的任務(wù)是使燃料在爐內(nèi)良好地燃燒，放出熱量，它由爐膛、煙道、燃燒器及空氣預(yù)熱器等組成，它們的主要功能如下：

1）爐膛：是一個(gè)由水冷壁圍成供燃料燃燒的空間，燃料在該空間內(nèi)呈懸浮狀燃燒，爐膛外側(cè)的水冷壁用保溫材料進(jìn)行保溫。

2）燃燒器：位于爐膛墻壁上，其作用是把燃料和空氣以一定速度噴入爐內(nèi)，使其在爐內(nèi)能進(jìn)行良好的混合，以保證燃料適時(shí)、穩(wěn)定地著火并迅速接近完全地燃燒。

3）空氣預(yù)熱器：位于鍋爐尾部煙道中，其作用是利用煙氣余熱來(lái)加熱空氣，空氣經(jīng)預(yù)熱后再送入爐膛和燃料制備系統(tǒng)，對(duì)于燃料的燃燒、制備和輸送都是有利的。

此外，鍋爐本體設(shè)備還有爐墻和構(gòu)架。爐墻是用于構(gòu)成封閉的爐膛和煙道，以保證鍋爐的燃燒過(guò)程和傳熱過(guò)程正常進(jìn)行。構(gòu)架是用來(lái)支承或懸吊汽包、鍋爐受熱面、爐墻等全部鍋爐構(gòu)件。

1.2其他輔助設(shè)備

1）通風(fēng)設(shè)備。提供燃料燃燒和制粉所需要的空氣以及把燃料燃燒生成的煙氣排出爐外。它包括送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、煙風(fēng)道、煙囪等。

2）輸煤設(shè)備。其作用是將進(jìn)入發(fā)電廠的煤或廠內(nèi)儲(chǔ)煤場(chǎng)的煤運(yùn)送到鍋爐房中的原煤斗。它包括卸煤設(shè)備、受煤設(shè)備、煤場(chǎng)機(jī)械、輸煤皮帶、煤中雜物清除設(shè)備、碎煤機(jī)、給（配）煤設(shè)備、煤量計(jì)量設(shè)備等。在現(xiàn)代發(fā)電廠中，輸煤設(shè)備是由專門的燃運(yùn)車間（或部門）管理的。

3）制粉設(shè)備。其任務(wù)是將煤干燥并制成合格的煤粉，送入爐內(nèi)燃燒。制粉系統(tǒng)的型式有多種，不同型式的制粉系統(tǒng)其設(shè)備有所不同。如傳統(tǒng)的配球磨機(jī)中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)，制粉設(shè)備主要由原煤倉(cāng)、給煤機(jī)、磨煤機(jī)、粗粉分離器、細(xì)粉分離器、排粉風(fēng)機(jī)、鎖氣器、木塊分離器、輸粉風(fēng)管等設(shè)備組成；現(xiàn)代大型煤粉鍋爐廣泛應(yīng)用的配中速磨直吹式制粉系統(tǒng)，制粉設(shè)備主要由原煤倉(cāng)、給煤機(jī)、磨煤機(jī)（含粗粉分離器）、一次風(fēng)機(jī)、密封風(fēng)機(jī)、輸粉風(fēng)管等設(shè)備組成。

4）給水設(shè)備。其任務(wù)是保證不斷地向鍋爐供應(yīng)給水，它包括給水泵、給水管道和閥門等。由于給水泵位于汽機(jī)房?jī)?nèi)，故通常將給水泵及一部分給水管道劃歸汽機(jī)車間管理。

5）煙氣處理設(shè)備。煙氣處理設(shè)備（脫硝設(shè)備、除塵器、脫硫設(shè)備）的作用是消除煙氣中絕大部分的氮氧化物、飛灰和硫氧化物，以減輕煙氣對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)引風(fēng)機(jī)的磨損。其中脫硝設(shè)備、脫硫設(shè)備的工藝系統(tǒng)比較復(fù)雜，擁有的設(shè)備眾多。

6）灰渣設(shè)備

灰渣設(shè)備是用來(lái)清除爐膛下部積聚的灰渣和由除塵器分離出來(lái)的飛灰，并將其送往渣倉(cāng)、儲(chǔ)灰?guī)旎騼?chǔ)灰場(chǎng)等。

7）鍋爐附件。鍋爐附件包括安全門、水位計(jì)、吹灰器、熱工儀表、自動(dòng)控制裝置等。安全門用來(lái)控制鍋爐蒸汽壓力不超壓，以確保鍋爐和汽輪機(jī)工作的安全；水位計(jì)用來(lái)監(jiān)視汽包等容器的水位；吹灰器用來(lái)清除鍋爐受熱面的積灰，以保持受熱面清潔；熱工儀表用來(lái)監(jiān)視鍋爐的熱工參數(shù)；自動(dòng)控制裝置用來(lái)自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)鍋爐的運(yùn)行情況等。熱工儀表和自動(dòng)控制裝置由專門的熱工車間管理。

為了保證鍋爐本體設(shè)備安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保地運(yùn)行，上述各種輔助設(shè)備及附件都是必不可少的。

2.鍋爐的工作原理

鍋爐設(shè)備是火力發(fā)電廠中的主要熱力設(shè)備之一。它的任務(wù)是使燃料通過(guò)燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽⑶乙源藷崮芗訜崴蛊涑蔀橐欢〝?shù)量和質(zhì)量（壓力和溫度）的蒸汽，去驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)做功。燃煤鍋爐的主要工作過(guò)程一般分為煤粉制備和燃燒，空氣預(yù)熱，給水加熱、汽化、再熱、和排渣除塵等這幾個(gè)過(guò)程。關(guān)于鍋爐的工作原理，我將從燃料系統(tǒng)和汽水系統(tǒng)兩個(gè)方面進(jìn)行論述。

2.1燃燒系統(tǒng)

原煤在制粉系統(tǒng)中磨制成煤粉后，然后與空氣預(yù)熱器加熱后的熱空氣一起經(jīng)燃燒器進(jìn)入爐膛燃燒，而燃燒生成的高溫?zé)煔饬鹘?jīng)水冷壁、過(guò)熱器、再熱器、空氣預(yù)熱器時(shí)將熱量傳遞給受熱面中的工質(zhì)（水和蒸汽）和空氣，最后被冷卻的廢煙氣經(jīng)除塵器、脫硫、脫硝裝置除去煙氣中所含的飛灰、硫氧化物和氮氧化物，由引風(fēng)機(jī)送入煙囪排往大氣。燃燒生成的少量顆粒較粗的灰渣不能被煙氣帶走，則落入爐膛下部冷灰斗中，這部分灰渣與除塵器除下的細(xì)灰（飛灰）一起經(jīng)除灰設(shè)備排往灰場(chǎng)。

2.2汽水系統(tǒng)

給水在高壓給水泵作用下，通過(guò)給水調(diào)節(jié)站流進(jìn)省煤器預(yù)熱，再進(jìn)入水冷壁蒸發(fā)汽化，通過(guò)汽包（啟動(dòng)分離器）完成汽水分離后，分離出來(lái)的飽和蒸汽繼續(xù)流入過(guò)熱器吸熱變成額定參數(shù)的過(guò)熱蒸汽，然后進(jìn)入汽輪機(jī)高壓缸推動(dòng)做功。高壓排汽返回鍋爐在再熱器中重新吸熱，完成再熱循環(huán)后進(jìn)入汽輪機(jī)中、低壓缸再次推動(dòng)做功。

3.總結(jié)語(yǔ)

在具體操作中，能夠影響火電廠鍋爐運(yùn)行的因素有很多，在進(jìn)行對(duì)火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行原理探索中，要注意各種影響因素。其中涉及到火電廠鍋爐運(yùn)行過(guò)程中的各種工作狀態(tài)、使用的煤炭材料的種類變化和煤炭燃燒溫度壓力條件等方面的因素，因此管理人員要熟知鍋爐的構(gòu)成與工作原理，從而保證火電廠鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

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