試論電廠鍋爐設備的構成和工作流程①

黃殿奎

(河南淮源熱能環保科技有限責任公司 河南南陽 474775)

近年來，我國電力事業的飛速發展，使電廠建設數量不斷增長，對于電廠而言，要想提高自身的盈利水平，就必須要降低發電成本，而積極開展電廠鍋爐設備的改造工作，以此提高電廠鍋爐設備的運行效率，能夠在很大程度上降低發電成本。不過，在對電廠鍋爐設備進行改造時，必須要掌握其基本構成和工作流程，只有這樣才能更有針對性的優化與改造電廠鍋爐設備，進而使其更加高效的運行。為此，以下便對電廠鍋爐設備的構成和工作流程進行探討。

1 電廠鍋爐設備構成分析

電廠鍋爐設備主要包括兩個組成部分，即鍋爐本體與輔助設備，以下便分別針對這兩個部分來分析其基本構成。

1.1 鍋爐本體

鍋爐本體即電廠鍋爐的主體設備，可將其分為鍋與爐兩個部分，其中鍋是指汽水系統，而爐則是指燃燒系統。汽水系統能夠將燃料在燃燒時所產生的熱量進行吸收，使水被蒸發后產生熱蒸汽。汽水系統的基本構成主要包括再熱器、省煤器、聯箱、過熱器、汽包、水冷壁、下降管等。其中，鍋爐尾部的煙道內安裝有省煤器，省煤器能夠利用排煙余熱來對給水進行加熱，以此在提高運行效率的同時，還能節約燃料。省煤器主要是利用帶肋片的鑄鐵管或鋼管制作而成的。在鍋爐頂部則安裝有汽包，汽包相當于一種承壓容器，其整體呈圓筒形，容器上部為汽，下部為水。汽包主要用于容納省煤器的來水和水冷壁中的飽和蒸汽，并且通過聯箱、下降管與水冷壁來形成密閉回路，以此實現水循環。下降管指的是水冷壁中的供水管，其能夠引入汽包中的水，使水通過下降管流入到聯箱中，然后通過聯箱分配至各個水冷壁管，一般來說，如果電廠鍋爐的規模較大，往往會對下降管進行集中布置。聯箱看起來是一根較粗的管子，通過將水冷壁管和下降管進行連接，以此發揮其匯集、混合與工質再分配的作用。在鍋爐的爐膛中，其爐墻受熱面便是水冷壁，水冷壁能夠有效吸收爐內的火焰輻射熱量，以使其轉變成汽水兩相混合物。過熱器則能夠加熱汽包輸送過來的飽和蒸汽，使其在壓力與溫度上達到過熱蒸汽的標準。再熱器能夠把汽輪機內的蒸汽進行二次加熱，然后把這些蒸汽輸送至汽輪機中做功。

對于燃燒系統而言，其能夠確保爐中的燃料得以充分燃燒。燃燒系統的主要構成包括空氣預熱器、爐膛、燃燒器和煙道。其中，爐膛是由水冷壁和爐墻進行圍合而成的空間，燃料會在爐膛中進行充分燃燒。而燃燒器則能夠將空氣噴入到爐內，以使燃料在充足的空氣下得以完全燃燒。空氣預熱器是通過排煙余熱來對噴入爐內的空氣進行加熱的裝置，該裝置是由大量鋼管所制作的管箱結合體，利用空氣預熱器能夠使燃燒條件得到極大改善。

1.2 輔助設備

電廠鍋爐的輔助設備主要有燃料供應系統、給水系統、除灰除塵系統、測量控制系統、煤粉制備系統、水處理系統、給水系統與通風系統。這七個輔助系統均安裝有測量儀表與附屬設備。

2 電廠鍋爐設備的工作流程

2.1 汽水系統工作流程分析

冷空氣會通過送風機輸送至位于爐膛尾部的空氣預熱器進行加熱，然后會被加熱的空氣會有一部分經過燃燒器進入爐膛，該部分空氣為一次風。而另一部分則會利用排粉風機輸送至磨煤機，通過對煤進行干燥與加熱，以使其更易于磨制細粉，然后與煤粉混合后形成一次風。燃燒系統會利用給水泵來進行升壓，然后輸送至省煤器中進行預熱。水會在省煤器中的流動會以自下而上的方式進行，而煙氣加熱則會以自上而下的方式進行，這樣便可使省煤器中的水被煙氣加熱，然后輸送至汽包，汽包中的水則會在下降管的引導下進入下聯箱，然后從下聯箱流動至水冷壁管中。位于水冷壁中的飽和水會吸收大量的輻射熱量，此時水會產生水蒸汽，然后形成汽水混合物，并進入汽包內，而在汽包中則裝配了汽水分離器，通過汽水分離器能夠使進入的汽水混合物得以被汽水分離，此時汽包的下部空間便積聚了大量的水，然后隨著不斷輸送至汽包的給水一起再次下降，并在流經水冷壁時吸熱，由此便形成了一個完整的水循環。蒸汽在通過汽包中的汽水分離器分離出來以后，會從汽包頂部引出后經過爐頂的過熱器進行加熱，直至水蒸汽的溫度達到額定值后會輸送到汽輪機中進行做功。如果是高壓以上的發電機組，還需要對再熱器進行布置，而再熱器中的蒸汽則主要是汽輪機中的高壓缸在進行做功時所產生的排汽，而該排汽無論是其內部壓力，還是溫度，都要低于過熱器中的蒸汽，再熱器中的蒸汽會經過再次加熱后重新輸送至汽輪機中，并由中壓缸和低壓缸來進行繼續做功。

對于電廠鍋爐而言，由于其非常精密，因此無論蒸汽品質，還是給水都需要進行嚴格的要求，如果給水內的雜質過多，勢必會使鍋水在不斷汽化過程中的雜質濃度升高，而這些雜質則會隨著蒸汽流經受熱面，并大量沉積在受熱面上，這樣便造成受熱面出現嚴重的結垢現象，從而降低了受熱面材料的傳熱系數，甚 至還會導致管子因過熱而被燒壞。此外，大量的雜質會在蒸汽中溶解，并伴隨著蒸汽進入到汽輪機中，當汽輪機中的壓力降低時，這些雜質便會析出并沉積于其中，從而對汽輪機的運行效率造成嚴重影響。所以，操作人員必須要預先處理鍋爐的給水，并在鍋爐運行過程中對蒸汽品質及給水進行嚴密的監視。

2.2 燃燒系統工作流程分析

原煤在到達火力發電廠以后，會由工作人員對原煤進行破碎、除雜質等工作，然后將原煤輸送至原煤斗，原煤斗會通過給煤機將原煤輸送到磨煤機，磨煤機會將原煤進行磨制成粉，然后通過預熱空氣，采用排粉風機會將煤粉經燃燒器噴入到爐膛中進行燃燒，煤粉在燃燒過程中會產生煙氣，并釋放大量的熱能。煙氣會通過爐膛流動至煙道，這樣煙氣中的熱量便會以不同換熱方式向鍋爐的各個受熱面進行傳遞。在爐膛中，煙氣中的熱量在傳遞過程中會通過輻射換熱的方式進行，以便于爐膛內的水冷壁能夠吸收熱量，而爐膛上部對熱量的吸收則是通過半輻射方式，即對流混合與輻射相結合的方式來實現，從而使熱量能夠傳遞至屏式過熱器。在煙道中，熱量的傳遞會通過對流傳熱方式依次傳遞給過熱器、省煤器與空氣預熱氣，這時煙氣中的熱量因被吸收而使其溫度降低到110℃～180℃，通過除塵器可將煙氣中的飛灰等雜質去除，從而使煙氣保持潔凈 ，并利用引風機將其輸送至煙囪后排放至外界。通過燃燒器輸送到爐膛的預熱空氣則是利用送風機26把冷空氣輸送到空氣預熱器之中進行加熱的，經過加熱的冷空氣會被輸送到燃燒器中，熱空氣會分別從燃燒器與磨煤機中進入爐膛，其中通過燃燒器的熱空氣為二次風，而通過磨煤機的熱空氣則為一次風，以此實現燃料的充分燃燒。

3 結語

綜上所述，鍋爐設備是電廠電力生產的關鍵設備，對于電廠工作人員而言，必須要對鍋爐設備的構成及其工作流程進行全面掌握，積極開展鍋爐設備改造工作，只有這樣才能使鍋爐設備得以更高效、更安全的運行。