什么是電站鍋爐？

【專家解說】：所謂電站鍋爐，通俗來講就是電廠用來發(fā)電的鍋爐。一般容量較大，現(xiàn)在主力機(jī)組為300MW。 　　電站鍋爐主要有兩類：煤粉爐和循環(huán)流化床鍋爐。 　　循環(huán)流化床鍋爐（簡(jiǎn)稱CFB)，其燃燒機(jī)理是把固態(tài)的燃料流體化，使它具有液體的流動(dòng)性質(zhì)促成燃燒。可以加石灰或煤矸石除硫，比較環(huán)保。循環(huán)流化床鍋爐燃燒的是煤顆粒對(duì)鍋爐的磨損比較嚴(yán)重，維修費(fèi)用一般都挺高.。 　　電站煤粉爐，只是把煤磨細(xì)成煤粉，然后用空氣吹入爐膛燃燒。燃燒的是粉末對(duì)鍋爐磨損較小，比循環(huán)流化床鍋爐好控制，給鍋爐加壓或著降壓的時(shí)候它的反應(yīng)時(shí)間比循環(huán)流化床快。 　　電站鍋爐的“水冷壁”、“過熱器管”、“再熱器管”、“省煤器管”的高溫腐蝕和磨損，是造成管道泄露的主要原因，也是常見的技術(shù)問題，它給電廠的安全運(yùn)行帶來很大威脅，常常導(dǎo)致事故的發(fā)生。電廠簡(jiǎn)稱其為電站鍋爐“四管”。 [編輯本段]鍋爐本體的結(jié)構(gòu)類型　　電站鍋爐的本體結(jié)構(gòu)類型主要取決于燃料特性、鍋爐容量和蒸汽參數(shù)等因素。常見的有倒U型、塔型和箱型（圖1）。 　　倒 U型 適用于各種容量的鍋爐和燃料，故應(yīng)用廣泛。鍋爐的高度比其他爐型低，受熱面布置較方便，風(fēng)機(jī)和除塵設(shè)備都可放在地面上,但占地面積較大。圖1中的鍋爐本體便是倒U型的一個(gè)實(shí)例。 　　塔型 適用于燃用多灰煙煤和褐煤的鍋爐，無轉(zhuǎn)彎煙道，可減輕飛灰對(duì)受熱面的局部磨損，且占地面積較小。但爐體高，安裝和檢修較復(fù)雜。 　　箱型 適用于容量較大的燃油和燃?xì)忮仩t。爐膛以上的煙道分為兩部分：一部分直接接在爐膛出口，煙氣上流；另一部分煙氣下流。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積較小，鍋爐與汽輪機(jī)的連接較方便。缺點(diǎn)是制造工藝較復(fù)雜，檢修困難。 [編輯本段]燃燒器的布置方式　　主要有前墻布置、前后墻對(duì)沖布置和四角布置。按前兩種方式布置時(shí),一般采用旋流式燃燒器,其優(yōu)點(diǎn)是煤粉管道布置較簡(jiǎn)單，但不宜用于低揮發(fā)分和高灰分的燃料。四角布置就是把直流式燃燒器布置在爐膛四角，其噴口中心線與爐膛中心的一個(gè)假想圓相切。四角布置的缺點(diǎn)是風(fēng)道布置較復(fù)雜，但燃燒比較穩(wěn)定，它適用于多種燃料（包括褐煤、煙煤和貧煤等）。 [編輯本段]循環(huán)方式　　電站鍋爐蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)的循環(huán)有自然循環(huán)、輔助循環(huán)、直流和復(fù)合循環(huán)4種方式。 　　自然循環(huán) 依靠蒸發(fā)系統(tǒng)的下降管和上升管中工質(zhì)的密度差建立循環(huán)。超高壓以下的鍋爐普遍采用自然循環(huán)方式。亞臨界壓力鍋爐也可采用自然循環(huán)方式，但鍋筒內(nèi)壓力一般限于20兆帕以下。 　　輔助循環(huán) 與自然循環(huán)的主要差別是在蒸發(fā)系統(tǒng)的下降管和上升管之間裝有循環(huán)泵。循環(huán)推動(dòng)力除靠工質(zhì)密度差以外，還加上循環(huán)泵的壓力。因此蒸發(fā)面的布置較自由，鍋筒直徑也可較小。這種循環(huán)方式主要用于亞臨界壓力的鍋爐。 　　直流鍋爐 直流鍋爐中沒有鍋筒，給水依靠給水泵壓力通過各級(jí)受熱面最終全部變成過熱蒸汽輸出。直流鍋爐廣泛用于高壓以上的機(jī)組，它能用到超臨界壓力參數(shù)。直流鍋爐因沒有鍋筒，采用小直徑的管子，鍋爐中汽水和金屬的蓄熱量比較小，也不能靠排污去除隨給水進(jìn)入鍋爐的鹽分，所以對(duì)自動(dòng)控制和水處理要求比較高。 　　復(fù)合循環(huán) 在直流鍋爐汽水系統(tǒng)中增設(shè)循環(huán)泵，把直流鍋爐與輔助循環(huán)二者結(jié)合起來。復(fù)合循環(huán)鍋爐的汽水系統(tǒng)有多種布置方案。圖3是一個(gè)典型的超臨界壓力復(fù)合循環(huán)示意圖。在高負(fù)荷時(shí),循環(huán)泵作為增壓泵,系統(tǒng)按直流鍋爐方式運(yùn)行。當(dāng)?shù)陀谝欢ㄘ?fù)荷投入再循環(huán)時(shí)，通過水冷壁的流量為給水流量與再循環(huán)流量之和。這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是減小了高、低負(fù)荷下水冷壁中流速的差值，有利于低負(fù)荷運(yùn)行，且高負(fù)荷時(shí)的流動(dòng)阻力也不致太大。圖4為一種亞臨界壓力的復(fù)合循環(huán)系統(tǒng)，也稱為低倍率循環(huán)。在這種系統(tǒng)中，蒸發(fā)受熱面出口裝設(shè)汽水分離器。滿負(fù)荷時(shí)的循環(huán)倍率在1.2～2.0之間。同純直流鍋爐相比，低倍率循環(huán)鍋爐的蒸發(fā)系統(tǒng)的阻力較小，更適于變壓運(yùn)行，而且所用分離器的直徑遠(yuǎn)小于一般的鍋筒。 [編輯本段]循環(huán)流化床鍋爐　　循環(huán)流化床鍋爐是在鼓泡床鍋爐（沸騰爐）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，因此鼓泡床的一些理論和概念可以用于循環(huán)流化床鍋爐。但是又有很大的差別。早期的循環(huán)流化床鍋爐流化速度比較高，因此稱作快速循環(huán)循環(huán)床鍋爐?？焖俅驳幕纠碚撘部梢杂糜谘h(huán)流化床鍋爐。鼓泡床和快速床的基本理論已經(jīng)研究了很長(zhǎng)時(shí)間，形成了一定的理論。要了解循[1]的原理，必須要了解鼓泡床和快速床的理論以及物料從鼓泡床→湍流床→快速床各種狀態(tài)下的動(dòng)力特性、燃燒特性以及傳熱特性。 　　一． 流態(tài)化： 　　當(dāng)固體顆粒中有流體通過時(shí)，隨著流體速度逐漸增大，固體顆粒開始運(yùn)動(dòng)，且固體顆粒之間的摩擦力也越來越大，當(dāng)流速達(dá)到一定值時(shí)，固體顆粒之間的摩擦力與它們的重力相等，每個(gè)顆粒可以自由運(yùn)動(dòng)，所有固體顆粒表現(xiàn)出類似流體狀態(tài)的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為流態(tài)化。 　　對(duì)于液固流態(tài)化的固體顆粒來說，顆粒均勻地分布于床層中，稱為“散式”流態(tài)化。而對(duì)于氣固流態(tài)化的固體顆粒來說，氣體并不均勻地流過床層，固體顆粒分成群體作紊流運(yùn)動(dòng)，床層中的空隙率隨位置和時(shí)間的不同而變化，這種流態(tài)化稱為“聚式”流態(tài)化。循環(huán)流化床鍋爐屬于“聚式”流態(tài)化。 　　固體顆粒（床料）、流體（流化風(fēng)）以及完成流態(tài)化過程的設(shè)備稱為流化床。 　　二． 臨界流化速度 　　1.　對(duì)于由均勻粒度的顆粒組成的床層中，在固定床通過的氣體流速很低時(shí)，隨著風(fēng)速的增加，床層壓降成正比例增加，并且當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一定值時(shí)，床層壓降達(dá)到最大值，該值略大于床層靜壓，如果繼續(xù)增加風(fēng)速，固定床會(huì)突然解鎖，床層壓降降至床層的靜壓。如果床層是由寬篩分顆粒組成的話，其特性為：在大顆粒尚未運(yùn)動(dòng)前，床內(nèi)的小顆粒已經(jīng)部分流化，床層從固定床轉(zhuǎn)變?yōu)榱骰驳慕怄i現(xiàn)象并不明顯，而往往會(huì)出現(xiàn)分層流化的現(xiàn)象。顆粒床層從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲬B(tài)化進(jìn)所需的最低速度，稱為臨界流化速度。隨著風(fēng)速的進(jìn)一步增大，床層壓降幾乎不變。循環(huán)流化床鍋爐一般的流化風(fēng)速是2－3倍的臨界流化速度。 　　2.　影響臨界流化速度的因素： 　　（1）料層厚度對(duì)臨界流速影響不大。 　　（2）料層的當(dāng)量平均料徑增大則臨界流速增加。 　?。?）固體顆粒密度增加時(shí)臨界流速增加。 　　（3）流體的運(yùn)動(dòng)粘度增大時(shí)臨界流速減?。喝绱矞卦龈邥r(shí)，臨界流速減小。