鍋爐工作原理
鍋爐的工作包括三個過程,燃料的燃燒、煙氣向水的傳熱過程和水的汽化過程,這三個過程在鍋爐中同時進行。
1、 燃料的燃燒過程
不同的燃燒方式其燃燒狀況有所不同。以鏈條爐排鍋爐為例,其燃燒設(shè)備為鏈條爐排。燃料在加煤斗中借自重下落到爐排面上,爐排借電動機通過變速齒輪箱減速后由鏈輪來帶動,鏈條爐排猶如運輸機,將燃料源源不斷的帶入爐內(nèi)。燃料在爐排上一面燃燒,一面向后移動;燃料燃燒所需的空氣由鼓風(fēng)機通過風(fēng)道及爐排下部的風(fēng)倉,向上穿過爐排到達燃料層,進行燃燒,形成高溫?zé)煔狻H剂献詈鬅苫以?,在爐排末端翻過除渣板(俗稱老鷹鐵)后排出,這整個過程稱為燃燒過程。當(dāng)然,為了鍋爐燃燒的持續(xù)進行,需要連續(xù)不斷地供應(yīng)燃料、空氣和排出煙氣、灰渣,為了環(huán)保的要求,還須對煙氣進行除塵處理,為此,需配置鼓風(fēng)機、引風(fēng)機、運煤出渣設(shè)備及消煙除塵設(shè)備。
2、 煙氣向工質(zhì)(水、汽、導(dǎo)熱油等)的傳熱過程
由于燃料的燃燒放熱,爐內(nèi)溫度很高。在爐膛的四周墻面上,都布置一排水管,俗稱水冷壁管。高溫?zé)煔馀c水冷壁進行強里的輻射換熱,將熱量傳遞給管內(nèi)工質(zhì)。繼而煙氣受引風(fēng)機、煙囪的引力而向爐膛上方流動。煙氣出煙窗(爐膛出口)并掠過防渣管后,就沖刷蒸汽過熱器----一組垂直放置的蛇形管受熱面,使鍋(汽包與水冷壁)中產(chǎn)生的飽和蒸汽在其中受煙氣加熱而得到過熱。尾部煙道內(nèi)依次布置省煤器及空氣預(yù)熱器。經(jīng)多級傳熱后的煙氣最后排出鍋爐。
3、 水的汽化過程
水的汽化過程也是蒸汽的產(chǎn)生過程,其主要包括水循環(huán)和汽水分離過程。經(jīng)過水處理的鍋爐給水由給水泵加壓,先經(jīng)過省煤器而得到預(yù)熱,然后進入汽包。
鍋爐工作時,汽包中的工質(zhì)是處于飽和狀態(tài)下的汽水混合物。位于煙溫較低區(qū)段的對流管束,因受熱較弱,汽水混合物的比重較大;而位于煙氣高溫區(qū)的水冷壁和對流管束由于受熱較強,相應(yīng)地汽水混合物的比重較小;從而比重大的汽水混合物則往下流入下鍋筒,比重小的汽水混合物則往上流入上鍋筒,這就形成了鍋內(nèi)的自然循環(huán)。此外,為了更有效地組織水循環(huán)和進行流量分配的需要,一般還設(shè)有置于爐墻外的不受熱的下降管,借以將工質(zhì)引如水冷壁的下集箱,而通過上集箱上的汽水引出管將汽水混合物引入上鍋筒。
借助上鍋筒內(nèi)裝設(shè)的汽水分離裝置,以及在鍋筒本身空間的重力分離作用,使汽水混合物得到了分離;若有過熱器,則蒸汽在上鍋筒頂部引出后進入蒸汽過熱器中,而分離下來的飽和水仍回落到上鍋筒下半部的水空間。汽包中的水循環(huán),也保證了與高溫?zé)煔庀嘟佑|的金屬受熱面得以冷卻而不會燒壞,是鍋爐長期安全可靠運行的必要條件。而汽水混合物的分離設(shè)備則是保證蒸汽品質(zhì)和蒸汽過熱器可靠工作的必要設(shè)備。