鍋爐分類總結(jié)

一、循環(huán)方式分類： 鍋爐按照循環(huán)方式可分為自然循環(huán)鍋爐、控制循環(huán)鍋爐和直流鍋爐。 1、自然循環(huán)鍋爐 給水經(jīng)給水泵升壓后進入省煤器，受熱后進入蒸發(fā)系統(tǒng)。蒸發(fā)系統(tǒng)包括汽包、不受熱的下降管、受熱的水冷壁以及相應的聯(lián)箱等。當給水在水冷壁中受熱時，部分水會變?yōu)檎羝运浔谥械墓べ|(zhì)為汽水混合物，而在不受熱的下降管中工質(zhì)則全部為水。 由于水的密度要大于汽水混合物的密度，所以在下降管和水冷壁之間就會產(chǎn)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(fā)系統(tǒng)中循環(huán)流動。這種循環(huán)流動是由于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(huán)。 在自然循環(huán)中，每千克水每循環(huán)一次只有一部分轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝蛘哒f每千克水要循環(huán)幾次才能完全汽化，循環(huán)水量大于生成的蒸汽量。單位時間內(nèi)的循環(huán)水量同生成蒸汽量之比稱為循環(huán)倍率。自然循環(huán)鍋爐的循環(huán)倍率約為4～30。 2、控制循環(huán)鍋爐 在循環(huán)回路中加裝循環(huán)水泵，就可以增加工質(zhì)的流動推動力，形成控制循環(huán)鍋爐。 在控制循環(huán)鍋爐中，循環(huán)流動壓頭要比自然循環(huán)時增強很多，可以比較自由地布置水冷壁蒸發(fā)面，蒸發(fā)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(jié)構(gòu)的要求。 控制循環(huán)鍋爐的循環(huán)倍率約為3～10。 自然循環(huán)鍋爐和控制循環(huán)鍋爐的共同特點是都有汽包。汽包將省煤器、蒸發(fā)部分和過熱器分隔開，并使蒸發(fā)部分形成密閉的循環(huán)回路。汽包內(nèi)的大容積能保證汽和水的良好分離。但是汽包鍋爐只適用于臨界壓力以下的鍋爐。 3、直流鍋爐 直流鍋爐沒有汽包，工質(zhì)一次通過蒸發(fā)部分，即循環(huán)倍率為1。 直流鍋爐的另一特點是在省煤器、蒸發(fā)部分和過熱器之間沒有固定不變的分界點，水在受熱蒸發(fā)面中全部轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?，沿工質(zhì)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(huán)泵，則可以形成復合循環(huán)鍋爐。即在低負荷或者本生負荷以下運行時，由于經(jīng)過蒸發(fā)面的工質(zhì)不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝栽阱仩t的汽水分離器中會有飽和水分離出來，分離出來的水經(jīng)過循環(huán)泵再輸送至省煤器的入口，這時流經(jīng)蒸發(fā)部分的工質(zhì)流量超過流出的蒸汽量，即循環(huán)倍率大于1。 當鍋爐負荷超過本生點以上或在高負荷運行時，由蒸發(fā)部分出來的是微過熱蒸汽，這時循環(huán)泵停運，鍋爐按照純直流方式工作。 二、蒸汽參數(shù)分類 ?低壓鍋爐 出口蒸汽壓力≤2.45MPa ?中壓鍋爐 出口蒸汽壓力2.94～4.90MPa ?高壓鍋爐 出口蒸汽壓力7.8～10.8MPa ?超高壓鍋爐 出口蒸汽壓力11.8～14.7MPa ?亞臨界壓力鍋爐 出口蒸汽壓力15.7～19.6MPa ?超臨界壓力鍋爐 出口蒸汽壓力>22.1MPa ?超超臨界壓力鍋爐 出口蒸汽壓力>27MPa 三、燃燒方式分類 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(huán)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(shù)種。 1、切向燃燒 切向燃燒是煤粉氣流從布置在爐膛四角（六角，八角）的直流式燃燒器引入爐膛進行燃燒的方式。 一般一、二次風口常為間隔布置，各風口的幾何中心線都分別與中央的一個或幾個假想圓相切。 切向燃燒的特點是靠各角來的風粉混合物協(xié)同動作，在爐內(nèi)形成一個強旋流火球燃燒。 煤粉的著火和切向燃燒方式要求爐膛截面接近正方形，這時會和尾部豎井中的煙氣速度的選擇發(fā)生矛盾。 煤粉著火和燃燒穩(wěn)定性是靠點火三角區(qū)和上游鄰角過來的高溫火焰的對流傳熱支持。 火焰的形狀不僅與燃燒器布置、參數(shù)有關(guān)，還與爐膛形狀及假想切圓直徑有關(guān)。 假想切圓直徑大，有利于著火穩(wěn)定性，但容易使煤粉氣流刷墻造成爐壁結(jié)渣；切圓直徑小，有助于減輕結(jié)渣，但鄰角點燃作用延遲。 切向燃燒爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)的火炬有利于煤粉的燃盡；但是爐膛出口的殘余旋流易引起煙溫偏差、流量偏差，對過熱器、再熱器管工作不利。 2、對沖燃燒方式 將一定數(shù)量的旋流燃燒器布置在兩面相對的爐墻上，形成對沖火焰的燃燒方式。 旋流式燃燒器主要靠自身形成的回流卷吸燃燒室內(nèi)高溫煙氣來加熱點燃煤粉，因此形成基本獨立的火炬。 對沖布置的火炬在燃燒室中心相遇對沖，然后轉(zhuǎn)彎向上。 與燃燒器前墻布置相比，前后墻對沖布置時，爐內(nèi)火焰充滿情況較好，火焰在爐膛中部對沖，有利于增強擾動。 旋流式燃燒器前后墻對沖布置和直流式燃燒器切向布置相比，其主要優(yōu)點是上部爐膛寬度方向上的煙氣溫度和速度分布比較均勻，使過熱蒸汽溫度偏差較小，并可降低整個過熱器和再熱器的金屬最高點溫度。 另外，墻式對沖燃燒方式以煙氣擋板改變流經(jīng)低溫過熱器及低溫再熱器的煙氣量，從而調(diào)節(jié)再熱汽溫度。這種調(diào)節(jié)方式較四角燃燒爐多以擺動燃燒器在垂直方向角度的方式要有效，運行中再熱器可不投減溫水，使循環(huán)熱效率不會因噴入減溫水而降低。 近幾年投運的墻式燃燒大型鍋爐燃用神府東勝等煤時出現(xiàn)了結(jié)渣問題，其中爐膛容積最大的鍋爐防渣性能較差，說明并非僅強調(diào)較低的容積及截面熱負荷即可有效緩解爐內(nèi)結(jié)渣。 旋流燃燒器的類型、結(jié)構(gòu)，燃燒器的布置可能起著相當重要作用。 因此，對對沖燃燒方式，旋流燃燒器的選型是重要的，同時還要控制單支燃燒器的功率，以及燃燒器區(qū)壁面熱負荷。 3、W型火焰燃燒方式 將直流或弱旋流式燃燒器布置在燃燒室前后墻爐拱上，使火焰開始向下，再折回向上，在爐內(nèi)形成W狀火焰的燃燒方式。 W型火焰燃燒方式由于爐膛溫度水平高，NOx生成量高。為了提高著火穩(wěn)定性，減少NOx生成量，新設(shè)計的鍋爐常將部分二次風分別由前后墻引入，并用垂直下行一、二次風動量與近似水平對沖的部分二次風和（或）三次風的動量比來調(diào)節(jié)W火焰的形狀。 根據(jù)燃用煤質(zhì)的不同，W形火焰燃燒室四周敷設(shè)適量的衛(wèi)燃帶，用以提高火焰溫度和燃盡度。 W型火焰燃燒方式相對于前幾種燃燒方式而言，下爐膛的截面積偏大，且四周敷設(shè)衛(wèi)燃帶，可使煤粉火焰具有較高溫度，而又不易沖墻，減少結(jié)渣的危險；但是，由于爐膛截面積大，形狀復雜，鍋爐本體造價大致要增加15％-25％。 另外，形成和控制W型火焰使充滿整個爐膛，要求成熟的設(shè)計經(jīng)驗和較高的運行水平。 W型火焰燃燒方式對難燃的貧煤及無煙煤在燃燒穩(wěn)定性上優(yōu)于四角和墻式燃燒方式。 四、鍋爐型式分類 鍋爐按其燃燒室、對流煙道間的相互布置方式又可分為Π型（倒U型）、塔型、半塔型（改良型）、T型、箱型、Γ型（倒L型）、U型等多種型式。 1、Π型鍋爐 Π型鍋爐布置主要優(yōu)點是簡單、緊湊；排煙口在下方，故引、送風機及除塵器等設(shè)備均可布置在地面；鍋爐構(gòu)架較低，可采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；尾部煙道中煙氣下行，便于清灰，且有自生吹灰作用；各受熱面易于布置成逆流方式，以加強對流換熱；尾部受熱面檢修也比較方便。 主要缺點是：煙氣從燃燒室進入對流煙道要轉(zhuǎn)彎，使煙氣的速度場、溫度場以及飛灰濃度分布不均勻，容易引起受熱面的局部磨損，而且影響傳熱；由于其燃燒室高度與尾部煙道高度要求近似相等，故尾部受熱面布置較困難，當燃用低熱值、高灰分、高水分的褐煤或其他劣質(zhì)燃煤時，就會出現(xiàn)“布置危機”，占地也較大。 2、塔式鍋爐 塔式鍋爐即單煙道鍋爐，其對流受熱面全部布置在燃燒室上方的煙道里，筆直向上發(fā)展。 由于它取消了轉(zhuǎn)向室，使煙氣在對流受熱面中不改變流動方向，又消除了燃燒室高度和尾部煙道高度不相稱的布置矛盾，所以它是燃燒褐煤或多灰分煙、貧煤鍋爐的最佳爐型，此外鍋爐煙道有自生通風作用，煙氣阻力有所降低。 其缺點是：空氣預熱器、引風機、除塵器等設(shè)備位于鍋爐頂部，這將使鍋爐鋼架承受荷載加重，結(jié)構(gòu)復雜，金屬耗量大，造價高，設(shè)備安裝和檢修難度加大。 所以現(xiàn)代大型鍋爐均采用改良型塔式布置。 這種布置型式只是將原塔式布置作少許變動，即把空氣預熱器、引風機及除塵器等分層低位布置在燃燒室后部。 用垂直煙道連通上部的省煤器和下部的空氣預熱器，而引風機和除塵器則布置在爐后地面上。 這兩種統(tǒng)稱為塔式鍋爐。 塔式布置常用于亞臨界及以上壓力的低循環(huán)倍率鍋爐和直流鍋爐。 對自然循環(huán)汽包爐或控制循環(huán)汽包爐，因其汽包笨重，給塔式布置帶來極大困難，故僅用于較小容量、較低參數(shù)鍋爐，目前所見到的國內(nèi)、外最大容量為1000MW級機組。 3、T型鍋爐 T型鍋爐可解決Π型鍋爐和塔式鍋爐尾部受熱面布置的危機，減少了尾部煙道的深度和過渡煙道的高度。 但該爐型比Π型爐占地更大，管道連接復雜，金屬耗量也大，故只有當燃燒劣質(zhì)煤，需要布置很多對流受熱面時或當塔式鍋爐的容量受到限制（≥1000MW機組）時才考慮采用。 箱式鍋爐多用于燃油或燃氣。其燃燒室上方水平布置了過熱器、再熱器和省煤器，既保證了布置的緊湊性，又為鍋爐的快速維修創(chuàng)造了條件，且易于疏水、可縮短啟動時間、熱膨脹性能也良好。 但制造工藝要術(shù)嚴格。Γ型鍋爐與Π型鍋爐很相近，只是取消了水平煙道，尾部前墻和水冷壁的后墻合用。 使包墻管簡化和鍋爐深度減少，從而節(jié)省鋼材，但尾部受熱面檢修困難。 五、技術(shù)派系分類 在上世紀，美國、日本和一些歐洲國家已經(jīng)形成了各具特色的三個技術(shù)派系： （1）承襲美國BabcockandWilcox（B&W）公司特色； （2）承襲原美國CombustionEngineering（CE）公司特色； （3）承襲美國FosterWheeler（FW）公司特色。 1、B&W派系 （1）亞臨界壓力下的鍋爐都采用自然循環(huán)鍋爐；鍋爐汽包內(nèi)采用旋風分離器。 （2）采用前墻、后墻或者對沖布置的旋流式燃燒器。 （3）過熱汽溫和再熱汽溫多采用煙道擋板或煙氣再循環(huán)調(diào)溫。 （4）對于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 （1）蒸汽壓力在13.7MPa表壓以下的采用自然循環(huán)，亞臨界壓力采用控制循環(huán)汽包鍋爐，汽包內(nèi)采用軸流式汽水分離器。 （2）采用角置切向燃燒擺動直流燃燒器。 （3）過熱汽溫采用噴水調(diào)節(jié)，再熱汽溫采用擺動式燃燒器加微量噴水調(diào)節(jié)。 （4）超臨界壓力采用蘇爾壽直流鍋爐和復合循環(huán)鍋爐。 3、FW派系 （1）亞臨界壓力下采用自然循環(huán)，汽包內(nèi)部常用水平式分離器。 （2）采用前、后墻或?qū)_布置旋流式燃燒器。 （3）廣泛采用輻射過熱器，甚至爐膛內(nèi)設(shè)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(diào)溫。 （4）超臨界壓力采用FW－本生式直流鍋爐。 4、其它派系 （1）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(shù)發(fā)展相對較獨立，對于100MW以上機組均采用本生式直流鍋爐，而且都考慮變壓運行。 （2）俄羅斯的鍋爐技術(shù)發(fā)展道路也很具特色。他們不發(fā)展亞臨界參數(shù)，超高壓及以下均為自然循環(huán)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。 六、其他分類1、燃料 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、排渣方式 鍋爐按照排渣方式可分為固態(tài)排渣和液態(tài)排渣兩種。固態(tài)排渣是指爐膛下部排出的灰渣呈灼熱的固態(tài)，落入排渣裝置經(jīng)冷卻水?；笈懦觥Ｒ簯B(tài)排渣指爐膛內(nèi)的灰渣以熔融狀態(tài)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(fā)分低灰熔點燃煤的困難，液態(tài)排渣爐發(fā)展較快。 但因燃燒溫度高、排出NOX較多對環(huán)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(xiàn)在發(fā)展基本停滯，大部分鍋爐采用固態(tài)排渣方式。 3、通風方式 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，燃燒后的煙氣經(jīng)風機抽吸出去，爐膛燃燒室呈負壓狀態(tài)（-50～-200Pa），現(xiàn)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，多用于燃油、燃氣鍋爐。增壓鍋爐爐內(nèi)煙氣壓力高達1～1.5MPa，多用于燃氣－蒸汽聯(lián)合循環(huán)鍋爐。