鍋爐由本體設備、輔助設備和附件等購成。鍋爐本體設備由“鍋”和“爐”兩部分組成。

“鍋”：指鍋爐的汽水系統，用于盛放工質，并接受燃料燃燒放出的熱量，使工質由水逐漸被加熱至合乎要求的過熱蒸汽。

主要由汽包（鍋筒）、下降管、聯箱、水冷壁、省煤器、過熱器、再熱器和連接管道等組成。

主要由受熱面組成。

鍋內設備：

汽包：存放工質和產生合格要求的飽和蒸汽。

水冷壁：位于爐膛的四壁，吸收輻射熱，使水受熱蒸發，保護爐墻。

過熱器：加熱飽和蒸汽至過熱蒸汽，供給高壓缸。

再熱器：重新加熱已經部分作功、壓力和溫度都已降低的蒸汽，供給汽輪機的中低壓缸作功。

省煤器：提高鍋爐效率，降低鍋爐的排煙溫度，節約燃料。

“爐”：即燃燒系統，其任務是使燃料在其內部快速、穩定、完全地燃燒，放出熱量，產生高溫火焰和煙氣。

燃燒系統主要由爐膛、燃燒器、空氣預熱器和煙道等組成。

爐內設備：

爐膛：由水冷壁和爐墻圍成，燃料在爐膛進行合理的燃燒。

燃燒器：安裝在爐墻上面，其作用是將燃料和空氣以一定的速度送入爐膛內部，使燃料能夠適時地著火，并迅速完全地燃燒。

空氣預熱器：安裝在鍋爐的最末端，進一步降低排煙溫度，提高鍋爐效率。

鍋爐的輔助設備：

給水設備：包括給水泵、管道閥門等。

通風設備：送風機、引風機、煙風道、煙囪等。

制粉設備：原煤倉、給煤機、磨煤機、粗粉分離器、細粉分離器和排粉風機。

除塵設備：分離除去煙氣中的飛灰顆粒，減輕飛灰對環境的污染和對引風機的磨損。

除灰設備：除去鍋爐底部的大渣和除塵器分離下來的細灰。

電站鍋爐受熱面：

鍋爐受熱面包括爐膛水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器、空氣預熱器等受熱面。

受熱面中完成給水經過預熱、蒸發、過熱、再熱加熱過程：

①預熱：省煤器 ②蒸發：水冷壁

③過熱：過熱器 ④再熱：再熱器

（1）水冷壁：

鍋爐爐墻四周，輻射換熱蒸發受熱面。 水冷壁的作用：

①強化傳熱，節省金屬消耗量；

②形成爐墻，起保護爐墻作用；

③能有效地防止爐壁結渣。

受熱面聯箱：為分配流體的裝置。

（2）過熱器受熱面和再熱器受熱面

過熱受熱面有過熱器和再熱器 。

①過熱器和再熱器的作用：將飽和蒸汽或低溫蒸汽加熱成為達到合格溫度的過熱蒸汽。

②按傳熱方式分類：對流過熱器；半輻射式過熱器（即屏式過熱器）；輻射式過熱器。

對流過熱器：

屏式過熱器：

③包墻管過熱器：

在水平煙道和尾部豎井煙道內壁像布置水冷壁那樣布置過熱器，稱為包墻管過熱器或包覆壁過熱器。它主要用于懸吊爐墻，傳熱效果差，不能作為主要受熱面。

輻射過熱器結構：與水冷壁相同；輻射過熱器為低溫受熱面，較低溫度蒸汽流過，改善管子工作條件。

（3）省煤器：

省煤器主要作用：降低排煙溫度，提高鍋爐效率，節省燃料； 由于給水先在省煤器內加熱，代替部分造價較高的蒸發受熱面；

減少了給水與汽包壁之間的溫差，使汽包熱應力降低。

省煤器分類：

鋼管式：大型電站鍋爐；

鑄鐵式(壓力＜4 MPa)：鑄鐵式用在小容量鍋爐。

鑄鐵式：體積、重量大，價格貴，法蘭多，易泄露；

鋼管式省煤器材質：鍋爐無縫鋼管。

優點：體積小，重量輕，價格低廉。

（4）空氣預熱器

空氣預熱器是利用煙氣的熱量來加熱燃燒所需空氣的熱交換設備。

作用：在煙氣溫度最低的區域回收了煙氣的熱量；提高了鍋爐效率；同時預熱空氣強化了著火燃燒過程。

分類：按照換熱方式，空氣預熱器分為傳熱式和蓄熱式。

裝傳熱元件的轉子不旋轉而成靜子，旋轉的是空氣的風罩，或稱上下風罩。

鍋爐汽水系統及其設備：

汽水系統是指給水和蒸汽流經的設備及其管道所組成的系統。

汽水系統及其設備的連接情況如下圖所示：

組成：由除氧器水箱經給水泵、高壓加熱器到省煤器的全部給水管道、閥門、附件等組成。

作用是向鍋爐提供連續不斷的給水。

按其壓力不同可分為低壓和高壓給水系統

低壓給水系統：由除氧器到給水泵進口側之間的管道、閥門及附件組成的系統稱低壓給水。

高壓給水系統：由給水泵出口經高壓加熱器至鍋爐省煤器的管道、閥門及附件組成的系統稱為高壓給水系統。

水循環系統部件：

(1）汽包：

汽包特點：

汽包是鍋爐的加熱、蒸發、過熱三個過程的連接樞紐。汽包中存有一定的汽、水，因而它有一定的蓄熱能力。

在負荷變化時起蓄熱器和蓄水器的作用，可以減緩汽壓變化的速度。

汽包中設有蒸汽凈化裝置，它可保證蒸汽品質。

汽包上還裝有壓力表、水位計和安全閥等，從而保證鍋爐的安全工作。

（2）下降管：

（3）聯箱：

3.鍋內裝置及其蒸汽凈化

（1）基本概念：

蒸汽污染：蒸汽中含有雜質的現象稱為蒸汽污染。

排污：從鍋爐中放出部分鍋水并補充部分新鮮給水的方法叫排污。

（2）解決方法：在汽包內安裝汽水分離設備，可提高蒸汽品質。

汽包內部裝置：

鍋爐的主要輔助設備及系統：

鍋爐的輔助設備較多，顯然有些設備不直接屬于電廠鍋爐車間管理，但都是鍋爐的輔助設備。它們有：

煤粉制備系統；鍋爐通風系統；煙塵處理系統；

鍋爐水處理系統；燃料運輸系統；除灰系統；給水系統和供水系統等。

1.煤粉制備系統：

煤粉的性質：

良好的流動性：可以很方便地用管道進行輸送。

易發生自燃：煤粉與空氣的接觸表面積很大，如果長期積存，很容易發生自然而引起氣粉混合物爆炸。運行中要防止管道積粉。

煤粉細度：煤粉越細，燃燒越易完全，但制粉系統所消耗的廠用電就要增多。

磨煤機：制粉系統主要設備，其作用是將具有一定尺寸的煤塊干燥、破碎并磨制成煤粉。

磨煤機分類（轉速）：

低速磨：15~25 r/min，如：筒式鋼球磨。

中速磨：50~300 r/min，如：中速平盤磨、中速球式磨或E型磨、中速碗式磨、MPS磨等。

高速磨：500~1500/min ,如：風扇磨、錘擊磨。

制粉系統：

制粉系統有直吹式和中間儲倉式兩類。

直吹式制粉系統是將磨煤機磨制的煤粉直接送入爐膛燃燒，因此要求磨煤量必須與鍋爐燃煤量一致，配用中速磨煤機或風扇式磨煤機

中間儲倉式制粉系統，先將磨制的煤粉儲存在煤粉倉里，然后再根據鍋爐負荷的需要，經給粉機將煤粉送入爐膛，這種系統一般配用筒式鋼球磨煤機。

制粉系統的其他部件：

粗細粉分離器整體外觀、給粉機外觀：

2.鍋爐通風系統

通風系統的作用：

供給燃料燃燒所需要的空氣，排走燃料燃燒所生成的煙氣，維持鍋爐燃燒連續不斷進行。

通風方式有兩種：自然通風和強制通風。

通風設備：送風機、引風機、煙風道、煙囪等。

通風方式：

① 自然通風：

在煙囪高度范圍內，冷、熱氣流的密度差產生的自生吸力，稱為自然通風。煙囪越高則通風能力越大。只適用于流動阻力很小的小容量鍋爐。

②強制通風：

采用專門的通風機械來實現強制通風，強制通風有負壓通風、正壓通風和平衡通風三種形式。

平衡通風是電站鍋爐中應用最廣泛的一種通風方式。

電廠鍋爐平衡通風系統：

煙塵處理系統：

煙氣組成：中除了空氣中原有的氮氣、氧氣外，其它均為污染氣體，煙塵污染會直接危害人民群眾的健康。

除塵器分類：主要有離心式水膜除塵器、文丘里管濕式除塵器和靜電除塵器等。

由于靜電除塵器的除塵效率較高，因此靜電除塵器在火電廠得到廣泛地應用。

除塵系統設備：

脫硫方法：煙氣脫硫。

煙氣脫硫技術是利用脫硫劑或SO2氣體吸著劑與煙氣中的SO2反應，并將其轉化為較穩定的硫化合物或單質硫。

生成氮氧化物的途徑：

主要有三種：

一是煤中的氮化物在火焰中熱分解，然后氧化生成，“燃料型”NOx ；

二是空氣中的氮在高溫下與氧反應生成，“熱力型”NOx；

三是空氣氮與煤中的碳、氫離子團發生反應生成，“快速型”NOx；

“快速型”NOx所占比例不到5%；在溫度低于1350℃時，幾乎沒有“熱力型”NOx。NOx主要是通過“燃料型”的生成途徑而產生的。因此，控制和減少煤燃燒產生的NOx，主要是控制“燃料型”NOx的生成。

氮氧化物減少排放的方法：

一是在燃燒中進行控制，控制火焰溫度峰值。

其主要措施有：空氣分級、低過量空氣系數、燃料分級、煙氣再循環等。

二是在燃燒后中通過催化劑選擇法或者非催化劑選擇法，將煙氣中的NOx還原。

鍋爐水處理系統：

保證一定數量和品質的水的循環；

鍋爐運行時只要在短時間里存水量不足或汽水品質惡化，都會給熱力設備帶來極大的危害，從而影響正常發電或供熱。

① 天然水中的雜質：

天然水中的雜質按顆粒大小不同可以分為懸浮物、膠體和溶解物質三大類。

懸浮物是顆粒直徑約在10-4mm以上的雜質，是使水產生渾濁現象的主要原因。

膠體是顆粒直徑在10-6～10-4mm之間的微粒雜質，是許多分子和離子的集合體，是使水產生色、味、臭的主要原因之一。有機膠體還會引起鍋水發泡，當濃縮到一定程度時，就會產生汽水共騰。

溶解物質主要是離子和一些溶解氣體，其顆粒直徑≤10-6mm。

天然水中的離子雜質幾乎都是無機鹽溶于水后電離形成的。其中陽離子主要有Ca2+、Mg2+、Na+、K+、此外還含有少量的Fe2+、Mn2+、NH4+等；陰離子主要有HCO-、SO42－、Cl－三種，此外還含有少量HSiO3-、CO3-及NO-等。

② 常用水質指標

《火力發電廠機組及蒸汽動力設備水汽質量標準（GB/T12145-2016）》對鍋爐給水、補給水、鍋水、凝結水等的水質都做了具體規定。

常用的水質指標

（1）懸浮物，毫克/升（mg/L）；

（2）含鹽量，毫克/升；

（3）硬度，毫摩爾/升（mmol/L）；

（4）堿度，毫摩爾/升；

（5）pH值，鍋水的pH值通常控制在10～12；

（6）耗氧量，表示水中有機物的數量。

③鍋外水處理工藝

鍋外水處理系統包括預處理和后階段處理兩部分組成。

經沉淀和過濾處理除去水中懸浮物、膠體雜質和有機物的工藝過程稱為水的預處理；

將預處理后的水進一步處理到滿足補給水水質的要求，稱為后階段處理；

后階段處理分為軟化和除鹽兩種工藝：

軟化是將水中高價的金屬離子（如Ca2＋、Mg2＋）去掉，讓硬水變為軟水。

而除鹽則是將水中所有金屬陽離子和陰離子全部除去的工藝。通過采用離子交換，將水中各種陽離子交換成H＋，各種陰離子交換成OH－，然后中和成為水。

③ 鍋內水處理工藝

向鍋內的水加藥，使其殘余的鈣、鎂等雜質不產生水垢，而形成水渣，再通過定期排污排除，這種方法叫做鍋內水處理。

鍋內水處理一般采用磷酸鹽處理或者協調pH－磷酸鹽處理。

鍋水中的鈣、鎂離子與磷酸根化合，生成更難溶的磷酸鈣和磷酸鎂沉淀物，這些沉淀物不易粘附在鍋爐受熱面上，而是以流動性很好的水渣形式存在，可借鍋爐排污水排出，從而達到防止鈣鹽水垢（CaSO4、CaSiO3等）的目的。

同時，加入的磷酸鹽可在鍋爐管壁表面上生成磷酸鹽保護膜，防止鍋爐金屬腐蝕。

鍋爐的主要安全附件：

1.安全閥：作用：防止鍋爐超壓。它是一種自動閥門，無需人為操作。

2.壓力表：壓力表是測量鍋爐汽壓大小的儀表，是鍋爐不可缺少的安全附件之一。

3.水位計：水位計是用來監視鍋爐汽包水位的一種重要安全裝置。

（1）云母水位計；

（2）電接點水位計。

電接點水位計：

4.防爆門：防爆門是安裝在爐墻、各段煙道、除塵器及制粉系統等處的安全門。

5.吹灰器：吹灰器的作用是清除受熱面上的積灰，使傳熱過程得以正常進行。

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