锅炉种类及特点参数

锅炉种类及特点参数

电厂锅炉是火电厂三大主设备之一。由锅炉本体和辅助设备构成。它利用燃料（如煤、重油、天然气等）燃烧时产生的热量使水变成具有一定温度和压力的过热蒸汽，以驱动汽轮

发电机发电。电厂锅炉以其容量大、参数（压力、温度）高区别于一般工业锅炉。电厂锅炉在火电厂中是提供动力的关键设备，因而电厂锅炉技术的进步对电力生产的发展有着直接影

响。

在发电设备制造史上，直到20世纪50年代以前，电厂锅炉的发展一直落后于汽轮发电机，这限制了机组容量的提高。最初，电厂采用火管锅炉。这种锅炉容量小，压力低，效率低，适应不了电厂对动力日益增长的需求，因而被水管锅炉代替。水管锅炉经历了由直水管向弯水管形式的发展。后者与中参数机组配套，是电厂锅炉发展史上的一大进步。随着材料、制造工艺、水处理技术、热工控制技术的进步，20世纪30年代，德国和苏联开始应

用直流锅炉；40年代美国开发了多次强制循环锅炉。到80年代，世界上最大的单台多次强

制循环锅炉已可与100万千瓦机组匹配。西欧则发展了低倍率强制循环锅炉，最大的单台容量可配60万千瓦机组。在直流锅炉与强制循环锅炉的基础上，又出现了复合循环锅炉。

80年代世界上最大的单台锅炉是配130万千瓦机组的直流锅炉。

中国在50年代前不能制造电厂锅炉。1953年成立了第一家锅炉厂（上海锅炉厂），1955 年生产了第一台中国自行制造的中压链条锅炉，蒸发量为40吨/时。1958年，哈尔滨锅炉厂

试制成230吨/时的高压电厂锅炉。80年代末已能制造1000吨/时的垂直上升管直流锅炉，以及为30万千瓦机组和60万千瓦机组配套的电厂锅炉。

燃煤锅炉

是指燃料燃烧的煤，煤炭热量经转化后，产生蒸汽或者变成热水，但并不是所有的热量全部有效转化，有一部分无工消耗，这样就存在效率问题，一般大写的锅炉效率高些，60% ~ 80% 之间。

燃煤锅炉分类

燃煤锅炉有多种类型，可按燃烧方式、除渣方式以及结构安装方式分类。

按燃烧方式可分为4种

①层燃炉：原煤经破碎成粒径为25〜40毫米的碎块后，用炉前煤斗的煤闸板或播

煤机平铺在链条炉排上作层状燃烧。层燃炉优点是附属设备少，制造、安装简便，易于

运行操作。适用于中小容量锅炉。这种锅炉的缺点为煤的燃烧不完全，炉渣和飞灰中

可燃物含量多，锅炉效率一般为75〜85 %。通常要烧较好的煤。

②室燃炉：又称煤粉炉。原煤经筛选、破碎和研磨成大部分粒径小于0.1毫米的

煤粉后，经燃烧器喷入炉膛作悬浮状燃烧。煤粉喷入炉膛后能很快着火，烟气能达到

1500 C左右的高温。但煤粉和周围气体间的相对运动很微弱，煤粉在较大的炉膛内停留约2〜3秒才能基本上烧完，故煤粉炉的炉膛容积常比同蒸发量的层燃炉炉膛约大一倍。这种锅炉的优点为能燃烧各种煤且燃烧较完全，所以锅炉容量可做得很大，适用于大、中型及特大型锅炉。锅炉效率一般可达90〜92 %。其缺点为附属机械多，自

动化水平要求高，锅炉给水须经过处理，基建投资大。

③旋风炉：将粒径小于10毫米的碎煤粒或粗煤粉先在前置式旋风筒内作旋风状

燃烧，所产生的高温烟气再进入主炉膛（冷却室）内进行辐射换热。旋风炉的优点为

炉膛容积热强度高，炉子的尺寸小；过剩空气系数小（仅为 1.05〜1.10 ）,可以降低

排烟热的损失；燃用粗煤粉可简化制粉设备；排渣率高，飞灰浓度低，提高烟气速度加

强对流受热面的传热。其缺点是适用煤种受灰熔点和渣的粘滞性的限制；锅炉负荷变动范围较小；不能快速启停；由于炉内温度可达2000 C左右，有害气体NOx排放量大,对大气污染较严重。

④沸腾燃烧炉：即沸腾燃烧锅炉。

按除渣方式可分为2种

①固态除渣炉：炉膛中熔渣经炉底冷灰斗或凝渣箱凝固后排出。适用于燃用灰熔点较高的煤。

②液态除渣炉：炉底有保温熔液池。熔渣经排渣口流出（或经冷水凝固后排出）：或用蒸汽吹拉成炉渣绵排出（可作保温材料）。

按结构安装方式可分为2种

①悬吊式锅炉：锅炉炉膛和转向烟室均用吊杆悬吊于架设在钢筋混凝土立柱上的

大板框架梁上。悬吊式锅炉优点是炉体可自由膨胀，易于防震，节省钢材，炉底下面的空

间较大便于布置送风机及除灰设备。但安装技术要求高。

②支承式锅炉：锅炉整体支撑于框形骨架上。特点是便于安装、占地少，但耗用钢材多。

燃煤锅炉组成

燃煤锅炉主要由煤粉制备系统、燃烧器、受热面、空气预热器等主要部分组成。

煤粉制备系统常用的有2种

①直吹式制粉系统：磨好的煤粉直接全部送入炉膛中燃烧，宜采用中速和高速磨

煤机，适用于磨较软的烟煤和褐煤。缺点是磨煤机的出力和煤粉细度与锅炉负荷有关，

因而随着锅炉负荷的变化需调整磨煤机的运行台数，并且研磨部件容易磨损。中速磨煤机直吹式制粉系统又分为正压式与负压式两种。近代大容量锅炉多采用正压系统。

②中间储仓式制粉系统：特点是磨煤机的出力和煤粉细度与锅炉负荷无关，适于采用可磨制各种硬度煤种的钢球磨煤机。缺点是设备较直吹式复杂，磨煤机耗电量较大，

空载与满载时耗电量相差不大，故应使其常在满载下运行。

按煤粉燃烧器结构可分为以下2种

煤粉燃烧器是将煤粉送入炉膛进行燃烧的设备。

①旋流式燃烧器：携带煤粉的一次风和不带煤粉的二次风分别用不同管道与燃烧

器连接。煤粉与空气能充分混合并形成回流区。每台锅炉可配置4〜48只燃烧器。

②直流式燃烧器：喷口成狭窄形，其一、二次风在燃烧器中都不旋转。煤粉在其

中能完全燃烧。

受热面分蒸发受热面和过热受热面。现代大、中型锅炉均以水冷壁构成炉膛，由此水冷壁（即受热

面）吸收炉内辐射热使水蒸发成饱和蒸汽。为不增加炉膛容积而增加辐射受热面，大型锅炉可采用双面曝光

的水冷壁。过热受热面可分为布置于炉膛上部的屏式过热器受热面和布置于对流烟道内的对流过热器受热

面。前者吸收炉内辐射

热；后者吸收对流热。

空气预热器装于锅炉烟道尾部，用以回收烟气余热，提高助燃空气的温度。高参数、大容量的锅炉为

提高热风温度（＞300 C ）,常需使空气预热器与省煤器分级交叉布

置。

锅炉的基本结构

锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分。

1、锅炉本体

锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁、过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成

生产蒸汽的核心部分，称为锅炉本体。锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。

炉膛

又称燃烧室，是供燃料燃烧的空间。将固体燃料放在炉排上进行火床燃烧的炉膛称为层燃炉，又称火

床炉；将液体、气体或磨成粉状的固体燃料喷入火室燃烧的炉膛称为室燃炉，又称火室炉；空气将煤粒托起

使其呈沸腾状态燃烧、适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉，又称流化床炉；利用空气流使煤粒高速旋转并

强烈火烧的圆筒形炉膛称为旋风炉。炉膛的横截面一般为正方形或矩形。燃料在炉膛内燃烧形成火焰

和高温烟气，所以炉膛四周的炉墙由耐高温材料和保温材料构成。在炉墙的内表面上

常敷设水冷壁管，它既保护炉墙不致烧坏，又吸收火焰和高温烟气的大量辐射热。

膛的结构、形状、容积和高度都要保证燃料充分燃烧，并使炉膛出口的烟气温度降低到熔渣开始凝结的温度以下。当炉内的温度超过灰熔点时，灰便呈熔融状态。熔融

的灰渣颗粒在触及炉内水冷壁管或其他构件时会粘在上面。粘结的灰粒逐渐增多形成渣块，称为结渣。

，遂结渣会降低锅炉受热面的传热效果。严重时会堵塞烟气流动的通道，影响锅炉的安全和经济运行。

一般用炉膛容积热负荷和炉膛截面热负荷或炉

排热负荷表示其燃烧强烈程度。炉膛容积热负荷是单位炉膛容积中每单位时间内释放

的热量。在锅炉技术中常用炉膛容积热负荷来衡量炉膛大小是否恰当。容积热负荷过大，则表示炉膛容积过