一、設備介紹

蒸汽(qi)發(fa)生器（俗稱鍋爐(lu)）是利(li)用燃料或(huo)其(qi)他能源(yuan)的(de)(de)熱能把水(shui)加(jia)熱成為熱水(shui)或(huo)蒸汽(qi)的(de)(de)機械設備。鍋的(de)(de)原(yuan)義是指(zhi)在火上加(jia)熱的(de)(de)盛水(shui)容器，爐(lu)是指(zhi)燃燒燃料的(de)(de)場(chang)所，鍋爐(lu)包括鍋和爐(lu)兩(liang)大部分。
蒸汽(qi)(qi)(qi)鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)有時又(you)叫蒸汽(qi)(qi)(qi)發生器，是(shi)蒸汽(qi)(qi)(qi)動(dong)力裝置的重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)組成部(bu)分。電(dian)站鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)、汽(qi)(qi)(qi)輪機(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)發電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)是(shi)火力發電(dian)站的主(zhu)(zhu)機(ji)(ji)(ji)(ji)，因此(ci)電(dian)站鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)是(shi)生產電(dian)能的重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)設備(bei)。工(gong)業(ye)鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)是(shi)在各種(zhong)工(gong)業(ye)企業(ye)中(zhong)提供生產和(he)供暖所(suo)需的蒸汽(qi)(qi)(qi)的必不可少的設備(bei)。工(gong)業(ye)鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)數量(liang)甚(shen)多，需要(yao)(yao)消耗大(da)量(liang)燃料。利用生產過程(cheng)中(zhong)高溫(wen)廢氣作為熱(re)源的余熱(re)鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)對節能有重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)作用。船用鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)裝在各種(zhong)船舶上，所(suo)產生的蒸汽(qi)(qi)(qi)用于驅動(dong)蒸汽(qi)(qi)(qi)動(dong)力機(ji)(ji)(ji)(ji)械。機(ji)(ji)(ji)(ji)車鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)作為蒸汽(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)車的主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)設備(bei)尚有一定的應用。鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)承受(shou)高溫(wen)高壓(ya)，安全問題十分重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)。即使(shi)是(shi)小型鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)，一旦(dan)發生爆，后果也十分嚴(yan)重(zhong)(zhong)。因此(ci)，對鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)的材料選用、設計計算(suan)、制造和(he)檢(jian)驗等都制訂有嚴(yan)格的法規。

鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)可(ke)按(an)照不同(tong)的方法進(jin)行分(fen)(fen)類(lei)。鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)按(an)用途可(ke)分(fen)(fen)為工業鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)、電站鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)、船(chuan)用鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)和機車鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)等；按(an)鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)出口壓(ya)力可(ke)分(fen)(fen)為低壓(ya)、中壓(ya)、高壓(ya)、超高壓(ya)、亞臨(lin)界壓(ya)力、超臨(lin)界壓(ya)力等鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)。

鍋(guo)爐(lu)-工作過程（120噸(dun)/時自然(ran)循環燃(ran)煤電站鍋(guo)爐(lu)的(de)(de)簡圖和(he)燃(ran)燒系統示意圖）。首(shou)先(xian)由磨(mo)煤機將煤磨(mo)制成粉。煤粉由空氣攜帶通(tong)過裝(zhuang)在(zai)爐(lu)墻上的(de)(de)燃(ran)燒器(qi)送入爐(lu)膛中燃(ran)燒。在(zai)火焰中心處(chu)的(de)(de)氣體(ti)溫(wen)度(du)達到1500～1600℃。鍋(guo)爐(lu)的(de)(de)蒸發受熱(re)面裝(zhuang)在(zai)爐(lu)膛的(de)(de)內壁上，組(zu)(zu)成水(shui)冷壁，吸收爐(lu)膛中高溫(wen)火焰和(he)煙(yan)(yan)氣的(de)(de)輻射熱(re)量，使(shi)爐(lu)膛出口處(chu)煙(yan)(yan)氣溫(wen)度(du)降低(di)到1000～1150℃。后墻水(shui)冷壁的(de)(de)上部分（在(zai)水(shui)平煙(yan)(yan)道進口）組(zu)(zu)成排列較稀的(de)(de)數(shu)列凝渣管，以(yi)防(fang)止(zhi)結渣。為(wei)防(fang)止(zhi)鍋(guo)爐(lu)受熱(re)面上積灰(hui)或(huo)結渣，還使(shi)用(yong)吹灰(hui)器(qi)。

過熱(re)(re)(re)(re)器(qi)(qi)位于水平煙(yan)道中，它的(de)作用(yong)(yong)是把從鍋筒出來的(de)飽(bao)和(he)蒸汽(qi)加熱(re)(re)(re)(re)成(cheng)具有一定溫(wen)(wen)度的(de)過熱(re)(re)(re)(re)蒸汽(qi)，目的(de)是提高電站的(de)經(jing)濟性。煙(yan)氣(qi)通過過熱(re)(re)(re)(re)器(qi)(qi)后溫(wen)(wen)度降低到(dao) 500～600℃，然后進(jin)(jin)入尾(wei)部(bu)(bu)煙(yan)道。尾(wei)部(bu)(bu)煙(yan)道中受(shou)熱(re)(re)(re)(re)面之(zhi)一為(wei)省煤器(qi)(qi)。它由很多平行的(de)蛇形管所組成(cheng)，其作用(yong)(yong)是使給(gei)水在(zai)進(jin)(jin)入鍋筒之(zhi)前(qian)預(yu)先加熱(re)(re)(re)(re)，并降低排煙(yan)溫(wen)(wen)度。另一尾(wei)部(bu)(bu)受(shou)熱(re)(re)(re)(re)面是空氣(qi)預(yu)熱(re)(re)(re)(re)器(qi)(qi)。它的(de)作用(yong)(yong)是使空氣(qi)在(zai)進(jin)(jin)入爐膛以前(qian)加熱(re)(re)(re)(re)到(dao)一定溫(wen)(wen)度，以改善燃(ran)燒和(he)進(jin)(jin)一步降低排煙(yan)溫(wen)(wen)度，提高鍋爐效率。

二、工作原理

在(zai)水(shui)汽(qi)(qi)(qi)系(xi)統方面，給水(shui)在(zai)加(jia)熱(re)器中加(jia)熱(re)到(dao)一定溫度，經(jing)給水(shui)管(guan)道進(jin)入(ru)省煤器，進(jin)一步加(jia)熱(re)以后(hou)送(song)入(ru)鍋筒，與(yu)鍋水(shui)混(hun)合后(hou)沿下降(jiang)管(guan)下行至水(shui)冷壁進(jin)口集箱。水(shui)在(zai)水(shui)冷壁管(guan)內吸收爐(lu)膛輻射(she)熱(re)形成(cheng)汽(qi)(qi)(qi)水(shui)混(hun)合物(wu)經(jing)上升管(guan)到(dao)達鍋筒中，由(you)汽(qi)(qi)(qi)水(shui)分離(li)裝置使(shi)水(shui)、汽(qi)(qi)(qi)分離(li)。分離(li)出來的飽和蒸汽(qi)(qi)(qi)由(you)鍋筒上部流往過(guo)熱(re)器，繼續吸熱(re)成(cheng)為(wei)450℃的過(guo)熱(re)蒸汽(qi)(qi)(qi)，然后(hou)送(song)往汽(qi)(qi)(qi)輪機。
在(zai)燃(ran)燒和煙風(feng)系統方面，送風(feng)機將空氣(qi)(qi)送入空氣(qi)(qi)預(yu)熱(re)(re)器(qi)加熱(re)(re)到一(yi)定溫度。在(zai)磨煤(mei)機中(zhong)被磨成一(yi)定細度的煤(mei)粉，由來自空氣(qi)(qi)預(yu)熱(re)(re)器(qi)的一(yi)部(bu)分熱(re)(re)空氣(qi)(qi)攜帶經(jing)燃(ran)燒器(qi)噴(pen)入爐(lu)膛。燃(ran)燒器(qi)噴(pen)出(chu)(chu)的煤(mei)粉與空氣(qi)(qi)混合(he)物在(zai)爐(lu)膛中(zhong)與其余的熱(re)(re)空氣(qi)(qi)混合(he)燃(ran)燒，放(fang)出(chu)(chu)大量(liang)熱(re)(re)量(liang)。燃(ran)燒后的熱(re)(re)煙氣(qi)(qi)順序流經(jing)爐(lu)膛、凝渣管束、過熱(re)(re)器(qi)、省(sheng)煤(mei)器(qi)和空氣(qi)(qi)預(yu)熱(re)(re)器(qi)后，再經(jing)過除塵裝置，除去其中(zhong)的飛(fei)灰，后由引風(feng)機送往煙囪排(pai)向大氣(qi)(qi)。

循(xun)環(huan)方(fang)式(shi)(shi)(shi)：鍋爐循(xun)環(huan)方(fang)式(shi)(shi)(shi)是(shi)指鍋爐蒸發系統內水汽的流動(dong)方(fang)式(shi)(shi)(shi)，可(ke)分(fen)為自(zi)然循(xun)環(huan)、輔助循(xun)環(huan)、直流和復合循(xun)環(huan)。

煙氣凈化和灰渣處理：鍋爐煙氣中(zhong)所含粉塵（包(bao)括飛灰和炭黑）、硫和氮的氧化物(wu)都是污染大(da)氣的物(wu)質，未經凈化時其排放指(zhi)標(biao)可能達到環境保護規定(ding)指(zhi)標(biao)的幾倍(bei)到數(shu)十倍(bei)。控制這些(xie)物(wu)質排放的措施有燃燒(shao)前處理、改進(jin)燃燒(shao)技(ji)術、除塵、脫硫和脫硝等。借助高煙囪只能降低煙囪附近(jin)地區(qu)大(da)氣中(zhong)污染物(wu)的濃度。

煙氣(qi)(qi)除(chu)塵(chen)(chen)所使用(yong)的作用(yong)力(li)(li)有(you)重力(li)(li)、離(li)(li)(li)心力(li)(li)、慣(guan)性力(li)(li)、附(fu)著力(li)(li)以及聲波、靜(jing)電(dian)(dian)等。對粗顆粒一般(ban)采用(yong)重力(li)(li)沉降和慣(guan)性力(li)(li)的分離(li)(li)(li)，在較(jiao)高(gao)容量(liang)下常采用(yong)離(li)(li)(li)心力(li)(li)分離(li)(li)(li)除(chu)塵(chen)(chen)。靜(jing)電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)和布袋過濾(lv)器(qi)(qi)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的除(chu)塵(chen)(chen)效率。濕式和文氏-水(shui)膜(mo)除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)中水(shui)滴(di)水(shui)膜(mo)能(neng)粘附(fu)飛灰，除(chu)塵(chen)(chen)效率很高(gao)，還(huan)能(neng)吸收氣(qi)(qi)態污染物。

煙氣脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)有吸收(shou)(shou)法(fa)和催(cui)化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)法(fa)。干(gan)法(fa)吸收(shou)(shou)用(yong)堿性氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋁、半(ban)焦炭(tan)(tan)、活性炭(tan)(tan)等；濕(shi)法(fa)吸收(shou)(shou)用(yong)氨(an)、碳酸鈉、石灰漿等。用(yong)V2O5等觸媒在一(yi)定(ding)溫度(du)下(xia)可使(shi)大(da)部分二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)硫(liu)(liu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)為三氧(yang)(yang)化(hua)(hua)硫(liu)(liu)，從而有助于吸收(shou)(shou)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)。由于煙氣脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)設備(bei)及運行費用(yong)昂貴，大(da)部分企(qi)業(ye)傾向使(shi)用(yong)低(di)(di)硫(liu)(liu)燃料以降低(di)(di)硫(liu)(liu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物的排放量。

煙氣中(zhong)氮(dan)氧化(hua)(hua)物主要是(shi)一氧化(hua)(hua)氮(dan)。煙氣脫硝有(you)催化(hua)(hua)分解法(fa)、選擇性催化(hua)(hua)還(huan)原法(fa)，也有(you)采用(yong)高溫活(huo)性炭吸收脫硝的。

燃(ran)煤鍋爐(lu)在運行中必然要排(pai)出(chu)大(da)量爐(lu)渣和由(you)除塵器收集的飛灰，一般用水力或機械的方法清除送至堆渣場。

熱平(ping)衡(heng)：計算(suan)鍋爐(lu)熱效(xiao)(xiao)率（簡稱鍋爐(lu)效(xiao)(xiao)率）的(de)方(fang)法。鍋爐(lu)熱效(xiao)(xiao)率是指送(song)入鍋爐(lu)的(de)燃料熱量中得(de)到有效(xiao)(xiao)利用的(de)百分數。近代電站(zhan)鍋爐(lu)的(de)效(xiao)(xiao)率可達(da)90%以上(shang)；工業鍋爐(lu)的(de)效(xiao)(xiao)率可達(da)75%以上(shang)。
送入鍋爐(lu)(lu)的(de)(de)燃(ran)料熱(re)量(liang)，除了有(you)效利用的(de)(de)部(bu)分外，都以各種形式損失掉了，計有(you)：排煙(yan)帶(dai)走(zou)的(de)(de)熱(re)損失；排煙(yan)中未燃(ran)盡的(de)(de)一(yi)氧(yang)化碳、氫和甲烷(wan)等造成(cheng)的(de)(de)氣體不(bu)完(wan)全燃(ran)燒熱(re)損失；飛灰、爐(lu)(lu)渣和爐(lu)(lu)排漏(lou)煤(mei)等所含未燃(ran)盡碳造成(cheng)的(de)(de)固體不(bu)完(wan)全燃(ran)燒熱(re)損失和散熱(re)損失等。

為(wei)了考(kao)核性能(neng)和改進(jin)設計(ji)，鍋爐常要(yao)(yao)經過熱(re)平(ping)衡(heng)試(shi)驗。直接從有效(xiao)(xiao)利用能(neng)量(liang)來(lai)計(ji)算(suan)鍋爐熱(re)效(xiao)(xiao)率的(de)方(fang)(fang)法(fa)叫正(zheng)平(ping)衡(heng)，從各(ge)種熱(re)損失來(lai)反算(suan)效(xiao)(xiao)率的(de)方(fang)(fang)法(fa)叫反平(ping)衡(heng)。考(kao)慮鍋爐房的(de)實際效(xiao)(xiao)益時(shi)，不僅要(yao)(yao)看鍋爐熱(re)效(xiao)(xiao)率，還(huan)要(yao)(yao)計(ji)及(ji)鍋爐輔機所消耗的(de)能(neng)量(liang)。

單位(wei)質量(liang)或單位(wei)容積的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)完(wan)全燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)時按化學反應方程(cheng)式計(ji)算出(chu)的(de)(de)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)需求(qiu)量(liang)稱(cheng)為(wei)(wei)理論空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)量(liang)。為(wei)(wei)了使燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)在爐(lu)膛內(nei)有更(geng)多(duo)的(de)(de)機會(hui)(hui)與(yu)氧氣(qi)(qi)(qi)接(jie)觸而燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)，實(shi)際(ji)送入(ru)(ru)爐(lu)內(nei)的(de)(de)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)量(liang)總要大(da)于理論空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)量(liang)。實(shi)際(ji)送入(ru)(ru)爐(lu)內(nei)的(de)(de)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)量(liang)與(yu)理論空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)量(liang)之比值稱(cheng)為(wei)(wei)過量(liang)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)系(xi)(xi)數(shu)(shu)。實(shi)際(ji)的(de)(de)爐(lu)膛出(chu)口過量(liang)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)系(xi)(xi)數(shu)(shu)主要取決于燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)性質和(he)(he)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)方式，一(yi)般(ban)在1.05～1.5的(de)(de)范圍內(nei)。雖然多(duo)送入(ru)(ru)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)可(ke)以減少不完(wan)全燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)熱(re)損失，但排煙熱(re)損失會(hui)(hui)增大(da)，還會(hui)(hui)加劇硫氧化物腐(fu)蝕(shi)和(he)(he)氮(dan)氧化物生成。因此應設法改進燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)技術，爭取以盡量(liang)小的(de)(de)過量(liang)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)系(xi)(xi)數(shu)(shu)使爐(lu)膛內(nei)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)完(wan)全。如(ru)燃(ran)(ran)(ran)(ran)油鍋(guo)爐(lu)的(de)(de)過量(liang)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)系(xi)(xi)數(shu)(shu)已有可(ke)能小于1.03。這種采用低(di)(di)過量(liang)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)系(xi)(xi)數(shu)(shu)的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)技術稱(cheng)為(wei)(wei)低(di)(di)氧燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)。

三、適用范圍

蒸汽(qi)發(fa)生器主要適用于(yu)制衣廠，干洗店，飯店，饃店，食堂，餐廳，廠礦(kuang)，豆制品(pin)廠等場(chang)所。