鍋爐是將燃料經過燃燒(氧化反應)放出熱能,再經過傳熱作用將熱能傳遞給水,使水變成蒸汽或過熱蒸汽(熱才鍋爐是將水加熱成一定溫度的熱水輸出)的能量轉換設備。
鍋爐最基本的部件是“鍋”與“爐”兩大部分。鍋是鍛爐設備中的汽水係統,是水變成汽(或熱水)的吸熱部分;爐是鍋爐設備中的燃燒係統,是燃料與空氣發生化學反應產生高溫火焰和煙氣的放熱部分。“鍋”與“爐”,一個吸熱(要求燃料經燃燒放出的熱能、盡可能最大限度地被吸收),一個放熱(要求燃料盡可能最大限度地燃盡,把熱能最大限度地釋放出來),它們組成了一套完整的設備。
要做到經濟安全地使用鍋爐設備,提高熱效率節約煤炭、搞好消煙除塵工作,保證安全運行,就必須了解鍋爐的特點,掌握水、汽以及燃料在鍋爐設備中的變化過程和有關的基本知識。用這些基本知識來指導實踐,才能充分用好鍋。鍋爐設備,發揮其應有的作用。
第一節 鍋爐參數
鍋爐參數是表示一台鍋爐在工作時的基本特性的數據,主要有鍋爐的出力、壓力和溫度等二項。
鍋爐從製造廠出廠時,在鍋爐前部的明顯部位嵌有--?塊金屬銘牌,在這塊金屬銘牌上標有鍋爐參數:
一、鍋爐出力
(一)蒸發量
蒸汽鍋爐在確保安全的前提下,長期運行中每小時所能產生蒸汽的數量,稱為這台鍋爐的蒸發量,用符號“D”表示,其單位是噸/時(t/h)。蒸汽鍋爐在額定蒸汽壓力、額定蒸汽溫度、額定給水溫度下,使用設計規定的燃料在規定的保證效率的前提下每小時產生的蒸汽量,叫額定蒸發量。由於鍋爐在使用中,受熱麵的著火麵不可避免地要積灰垢著水麵還有可能結水垢,因此,蒸汽鍋爐在上述條件下長期連續運行時所能達到的每小時最大蒸發量將小於額定蒸發量,此時鍋爐熱效率有所降低。
(1)受熱麵積。凡鍋爐上一麵受火焰或煙氣加熱,另一麵受水(或蒸汽、空氣)等介質冷卻的鋼板和鋼管,稱為鍋爐的受熱麵,用符號“H”表示,單位是平方米(平方米)。鍋爐受熱麵積越大,傳遞的熱量亦越多,則鍋爐的蒸發量亦越大。
在計算鍋爐的受熱麵積時,通常是以接觸火焰或煙氣這一麵的鋼板和鋼管進行的。如:爐膽和煙管以其內徑計算,鍋殼(當受外部火焰、煙氣加熱時)、水冷壁管、對流管束、過熱器管、省煤器管等則以外徑計算。
(2)蒸發率。蒸汽鍋爐在每平方米受熱麵積上,時產生的蒸汽量,稱為鍋爐的蒸發率,用符號“D/H”表示,單位是千克/平方米,時(kg/平方米)。蒸發率與鍋爐結構、燃燒設雄,燃料品種、燃燒工況和受熱麵的傳熱效果等因素有關,並且在同一台鍋爐上,不同部位的受熱麵,其蒸發率亦是不相同的。例如,在爐膛內的輻射查熱麵(水冷壁),其蒸發率可達80—150千克/平方米時;而對流受熱麵(煙管、對流管束),其蒸發率約為15—40千克/米時。事實上同一台鍋爐上不同部位的輻射受熱麵或對流受熱麵,其蒸發率也是不相同的。所以通常所說的鍋爐蒸發率,是指鍋爐的平均蒸發率。鍋爐型號不同,其平均蒸發率也不相同。