电站锅炉

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电站锅炉

　　所谓电站锅炉，通俗来讲就是电厂用来发电的锅炉。一般容量较大，现在主力机组为300MW。

　　电站锅炉主要有两类：煤粉炉和循环流化床锅炉。

　　循环流化床锅炉（简称CFB)，其燃烧机理是把固态的燃料流体化，使它具有液体的流动性质促成燃烧。可以加石灰或煤矸石除硫，比较环保。循环流化床锅炉燃烧的是煤颗粒对锅炉的磨损比较严重，维修费用一般都挺高.。

　　电站煤粉炉，只是把煤磨细成煤粉，然后用空气吹入炉膛燃烧。燃烧的是粉末对锅炉磨损较小，比循环流化床锅炉好控制，给锅炉加压或着降压的时候它的反应时间比循环流化床快。

　　电站锅炉的“水冷壁”、“过热器管”、“再热器管”、“省煤器管”的高温腐蚀和磨损，是造成管道泄露的主要原因，也是常见的技术问题，它给电厂的安全运行带来很大威胁，常常导致事故的发生。电厂简称其为电站锅炉“四管”。

电站锅炉行业面临的形势，是我们必须面对的现实问题。在这一形势下，我们必须正视行业竞争问题，开展有效有序的竞争，探索合作共赢之路。各企业要共同遵守《电站锅炉行业自律公约》，建立和维护公平、公正、依法有序的市场竞争环境。特别是在应对行业风险防范方面，要建立协调机制，加强沟通与交流，共同研究应对措施，统一行动，形成合力，发挥行业协同效应，促进行业持续、健康发展。

智研数据研究中心发布的《2013-2018年中国电站锅炉产业深度评估与投资前景预测报告》共十二章。首先介绍了世界电站锅炉产业运行状况、中国电站锅炉产业运行环境等，接着分析了中国电站锅炉产业市场运行的现状，然后介绍了中国电站锅炉产业市场竞争格局。随后，报告对中国电站锅炉产业做了重点企业经营状况分析，最后分析了中国电站锅炉产业发展趋势与投资预测。

锅炉本体的结构类型

近年来，环保节能成为中国电力工业结构调整的重要方向，火电行业在“上大压小”的政策导向下积极推进产业结构优化升级，关闭大批能效低、污染重的小火电机组，在很大程度上加快了国内火电设备的更新换代。

前瞻产业研究院发布的《中国电站锅炉行业深度调研与投资预测分析报告前瞻》显示，至2010年底，单机容量30万千瓦及以上火电机组占全部火电机组容量的60%以上。火电行业的“上大压小”也推动了电站锅炉向高参数、大容量方向发展。此外，循环流化床、IGCC等清洁煤技术逐渐成熟，应用也日益广泛，从而推动了CFB锅炉与IGCC气化炉的发展。

　电站锅炉的本体结构类型主要取决于燃料特性、锅炉容量和蒸汽参数等因素。常见的有倒U型、塔型和箱型（图1）。

　　倒 U型适用于各种容量的锅炉和燃料，故应用广泛。锅炉的高度比其他炉型低，受热面布置较方便，风机和除尘设备都可放在地面上,但占地面积较大。图1中的锅炉本体便是倒U型的一个实例。

　　塔型适用于燃用多灰烟煤和褐煤的锅炉，无转弯烟道，可减轻飞灰对受热面的局部磨损，且占地面积较小。但炉体高，安装和检修较复杂。

　　箱型适用于容量较大的燃油和燃气锅炉。炉膛以上的烟道分为两部分：一部分直接接在炉膛出口，烟气上流；另一部分烟气下流。其优点是结构紧凑，占地面积较小，锅炉与汽轮机的连接较方便。缺点是制造工艺较复杂，检修困难。

燃烧器的布置方式

　　主要有前墙布置、前后墙对冲布置和四角布置。按前两种方式布置时,一般采用旋流式燃烧器,其优点是煤粉管道布置较简单，但不宜用于低挥发分和高灰分的燃料。四角布置就是把直流式燃烧器布置在炉膛四角，其喷口中心线与炉膛中心的一个假想圆相切。四角布置的缺点是风道布置较复杂，但燃烧比较稳定，它适用于多种燃料（包括褐煤、烟煤和贫煤等）。

循环方式

　　电站锅炉蒸发系统内介质的循环有自然循环、辅助循环、直流和复合循环4种方式。

　　自然循环依靠蒸发系统的下降管和上升管中工质的密度差建立循环。超高压以下的锅炉普遍采用自然循环方式。亚临界压力锅炉也可采用自然循环方式，但锅筒内压力一般限于20兆帕以下。

　　辅助循环与自然循环的主要差别是在蒸发系统的下降管和上升管之间装有循环泵。循环推动力除靠工质密度差以外，还加上循环泵的压力。因此蒸发面的布置较自由，锅筒直径也可较小。这种循环方式主要用于亚临界压力的锅炉。

　　直流锅炉直流锅炉中没有锅筒，给水依靠给水泵压力通过各级受热面最终全部变成过热蒸汽输出。直流锅炉广泛用于高压以上的机组，它能用到超临界压力参数。直流锅炉因没有锅筒，采用小直径的管子，锅炉中汽水和金属的蓄热量比较小，也不能靠排污去除随给水进入锅炉的盐分，所以对自动控制和水处理要求比较高。

　　复合循环在直流锅炉汽水系统中增设循环泵，把直流锅炉与辅助循环二者结合起来。复合循环锅炉的汽水系统有多种布置方案。图3是一个典型的超临界压力复合循环示意图。在高负荷时,循环泵作为增压泵,系统按直流锅炉方式运行。当低于一定负荷投入再循环时，通过水冷壁的流量为给水流量与再循环流量之和。这种系统的特点是减小了高、低负荷下水冷壁中流速的差值，有利于低负荷运行，且高负荷时的流动阻力也不致太大。图4为一种亚临界压力的复合循环系统，也称为低倍率循环。在这种系统中，蒸发受热面出口装设汽水分离器。满负荷时的循环倍率在1.2～2.0之间。同纯直流锅炉相比，低倍率循环锅炉的蒸发系统的阻力较小，更适于变压运行，而且所用分离器的直径远小于一般的锅筒。

循环流化床锅炉

　　循环流化床锅炉是在鼓泡床锅炉（沸腾炉）的基础上发展起来的，因此鼓泡床的一些理论和概念可以用于循环流化床锅炉。但是又有很大的差别。早期的循环流化床锅炉流化速度比较高，因此称作快速循环循环床锅炉。快速床的基本理论也可以用于循环流化床锅炉。鼓泡床和快速床的基本理论已经研究了很长时间，形成了一定的理论。要了解循[1]的原理，必须要了解鼓泡床和快速床的理论以及物料从鼓泡床→湍流床→快速床各种状态下的动力特性、燃烧特性以及传热特性。

　　一．流态化：

　　当固体颗粒中有流体通过时，随着流体速度逐渐增大，固体颗粒开始运动，且固体颗粒之间的摩擦力也越来越大，当流速达到一定值时，固体颗粒之间的摩擦力与它们的重力相等，每个颗粒可以自由运动，所有固体颗粒表现出类似流体状态的现象，这种现象称为流态化。

　　对于液固流态化的固体颗粒来说，颗粒均匀地分布于床层中，称为“散式”流态化。而对于气固流态化的固体颗粒来说，气体并不均匀地流过床层，固体颗粒分成群体作紊流运动，床层中的空隙率随位置和时间的不同而变化，这种流态化称为“聚式”流态化。循环流化床锅炉属于“聚式”流态化。

　　固体颗粒（床料）、流体（流化风）以及完成流态化过程的设备称为流化床。

　　二．临界流化速度

　　1.　对于由均匀粒度的颗粒组成的床层中，在固定床通过的气体流速很低时，随着风速的增加，床层压降成正比例增加，并且当风速达到一定值时，床层压降达到最大值，该值略大于床层静压，如果继续增加风速，固定床会突然解锁，床层压降降至床层的静压。如果床层是由宽筛分颗粒组成的话，其特性为：在大颗粒尚未运动前，床内的小颗粒已经部分流化，床层从固定床转变为流化床的解锁现象并不明显，而往往会出现分层流化的现象。颗粒床层从静止状态转变为流态化进所需的最低速度，称为临界流化速度。随着风速的进一步增大，床层压降几乎不变。循环流化床锅炉一般的流化风速是2－3倍的临界流化速度。

　　2.　影响临界流化速度的因素：

　　（1）料层厚度对临界流速影响不大。

　　（2）料层的当量平均料径增大则临界流速增加。

　　（3）固体颗粒密度增加时临界流速增加。

　　（3）流体的运动粘度增大时临界流速减小：如床温增高时，临界流速减小。