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鍋爐有哪些種類?

鍋爐的分類可以按循環方式、燃燒方式、排渣方式、運行方式以及燃料、蒸汽參數、爐型、通風方式等進行分類,其中按循環方式和蒸汽參數的分類最為常見。

壹、循環方式分類

 

鍋爐按照循環方式可分為自然循環鍋爐、控制循環鍋爐和直流鍋爐。

 

1、自然循環鍋爐:給水經給水泵升壓後進入省煤器,受熱後進入蒸發系統。蒸發系統包括汽包、不受熱的下降管、受熱的水冷壁以及相應的聯箱等。當給水在水冷壁中受熱時,部分水會變為蒸汽,所以水冷壁中的工質為汽水混合物,而在不受熱的下降管中工質則全部為水。由於水的密度要大於汽水混合物的密度,所以在下降管和水冷壁之間就會產生壓力差,在這種壓力差的推動下,給水和汽水混合物在蒸發系統中循環流動。這種循環流動是由於水冷壁的受熱而形成,沒有借助其他的能量消耗,所以稱為自然循環。在自然循環中,每千克水每循環壹次只有壹部分轉變為蒸汽,或者說每千克水要循環幾次才能完全汽化,循環水量大於生成的蒸汽量。單位時間內的循環水量同生成蒸汽量之比稱為循環倍率。自然循環鍋爐的循環倍率約為4~30。

 

2、控制循環鍋爐:在循環回路中加裝循環水泵,就可以增加工質的流動推動力,形成控制循環鍋爐。在控制循環鍋爐中,循環流動壓頭要比自然循環時增強很多,可以比較自由地布置水冷壁蒸發面,蒸發面可以垂直布置也可以水平布置,其中的汽水混合物即可以向上也可以向下流動,所以可以更好地適應鍋爐結構的要求。控制循環鍋爐的循環倍率約為3~10。 

自然循環鍋爐和控制循環鍋爐的***同特點是都有汽包。汽包將省煤器、蒸發部分和過熱器分隔開,並使蒸發部分形成密閉的循環回路。汽包內的大容積能保證汽和水的良好分離。但是汽包鍋爐只適用於臨界壓力以下的鍋爐。

 

3、直流鍋爐:直流鍋爐沒有汽包,工質壹次通過蒸發部分,即循環倍率為1。直流鍋爐的另壹特點是在省煤器、蒸發部分和過熱器之間沒有固定不變的分界點,水在受熱蒸發面中全部轉變為蒸汽,沿工質整個行程的流動阻力均由給水泵來克服。如果在直流鍋爐的啟動回路中加入循環泵,則可以形成復合循環鍋爐。即在低負荷或者本生負荷以下運行時,由於經過蒸發面的工質不能全部轉變為蒸汽,所以在鍋爐的汽水分離器中會有飽和水分離出來,分離出來的水經過循環泵再輸送至省煤器的入口,這時流經蒸發部分的工質流量超過流出的蒸汽量,即循環倍率大於1。當鍋爐負荷超過本生點以上或在高負荷運行時,由蒸發部分出來的是微過熱蒸汽,這時循環泵停運,鍋爐按照純直流方式工作。

 

二、蒸汽參數分類

鍋爐按照蒸汽參數分為低壓鍋爐(出口蒸汽壓力,下同,≤2.45MPa)、中壓鍋爐(2.94~4.90 MPa)、高壓鍋爐(7.8~10.8 MPa)、超高壓鍋爐(11.8~14.7 MPa)、亞臨界壓力鍋爐(15.7~19.6 MPa)、超臨界壓力鍋爐(>22.1 MPa)和超超臨界壓力鍋爐(>27 MPa)。 

三、鍋爐技術派系分類

在上世紀,美國、日本和壹些歐洲國家已經形成了各具特色的三個技術派系,即承襲美國Babcock and Wilcox(B&W)公司特色、承襲原美國Combustion Engineering(CE)公司特色和承襲美國Foster Wheeler(FW)公司特色的三大派系。三大派系鍋爐技術的主要特點如下: 

1、B&W派系

 

A、亞臨界壓力下的鍋爐都采用自然循環鍋爐;鍋爐汽包內采用旋風分離器。

B、采用前墻、後墻或者對沖布置的旋流式燃燒器。

C、過熱汽溫和再熱汽溫多采用煙道擋板或煙氣再循環調溫。

D、對於超臨界壓力的鍋爐采用歐洲本生式直流鍋爐和通用壓力鍋爐。 

2、CE派系 

A、蒸汽壓力在13.7MPa表壓以下的采用自然循環,亞臨界壓力采用控制循環汽包鍋爐,汽包內采用軸流式汽水分離器;

B、采用角置切向燃燒擺動直流燃燒器;

C、過熱汽溫采用噴水調節,再熱汽溫采用擺動式燃燒器加微量噴水調節;

D、超臨界壓力采用蘇爾壽直流鍋爐和復合循環鍋爐。 

3、FW派系

 

A、亞臨界壓力下采用自然循環,汽包內部常用水平式分離器;

B、采用前、後墻或對沖布置旋流式燃燒器;

C、廣泛采用輻射過熱器,甚至爐膛內設置全高的墻式過熱器或雙面曝光的過熱器隔墻,用煙氣擋板調溫;

D、超臨界壓力采用FW-本生式直流鍋爐。

 

另外德國因為自身的煤炭資源較豐富,煤種以褐煤具多,所以德國的鍋爐技術發展相對較獨立,對於100MW以上機組均采用本生式直流鍋爐,而且都考慮變壓運行。 

前蘇聯的鍋爐技術發展道路也很具特色。他們不發展亞臨界參數,超高壓及以下均為自然循環鍋爐,從300MW起均為超臨界壓力直流鍋爐,且以拉姆辛鍋爐為主。 

四、其他分類

 

1、鍋爐按燃燒方式可分為層式燃燒鍋爐、懸浮燃燒鍋爐、旋風燃燒鍋爐和循環流化床鍋爐。其中懸浮燃燒鍋爐常見的火焰型式有切向、墻式及對沖、U型、W型等數種。 

鍋爐按使用燃料可分為燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐及燃用其他燃料(如油頁巖、垃圾、沼氣等)鍋爐。 

2、鍋爐按照排渣方式可分為固態排渣和液態排渣兩種。固態排渣是指爐膛下部排出的灰渣呈灼熱的固態,落入排渣裝置經冷卻水粒化後排出。液態排渣指爐膛內的灰渣以熔融狀態從爐膛底部排出。上世紀50年代、60年代為強化燃燒和解決燃用低揮發分低灰熔點燃煤的困難,液態排渣爐發展較快。但因燃燒溫度高、排出NOX較多對環境保護不利、對煤種變化敏感、運行可靠性易受影響等因素限制,現在發展基本停滯,大部分鍋爐采用固態排渣方式

3、鍋爐按通風方式可分為平衡通風鍋爐、微正壓鍋爐(2~4KPa)和增壓鍋爐。所謂平衡通風鍋爐指的是進入鍋爐的供風由風機提供,燃燒後的煙氣經風機抽吸出去,爐膛燃燒室呈負壓狀態(-50~-200Pa),現在大型電站鍋爐基本都采用平衡通風方式。微正壓鍋爐爐殼密封要求高,多用於燃油、燃氣鍋爐。增壓鍋爐爐內煙氣壓力高達1~1.5 MPa,多用於燃氣-蒸汽聯合循環鍋爐。 

4、按鍋爐型式分類,有Π型鍋爐、箱型鍋爐、塔型鍋爐以及D型鍋爐等。Π型鍋爐是電站鍋爐最常見的壹種爐型,幾乎適用於各種容量和不同燃料。箱型鍋爐和D型鍋爐主要燃用重油和天然氣。塔型鍋爐更適用於多灰分煙煤和褐煤,德國此種爐型較多。