來源：暖通南社

運營：河北暖通 微信號：hebnt2015

鍋爐的分類型式

鍋爐通指生產載熱質的設備。輸入鍋爐的能量不限于燃料的化學能，還可以是各種其它形式，比如電能、熱能等等；鍋爐的工質不一定是水，還可以是其它形式的物質（比如導熱油）。

按用途分：電站鍋爐、工業鍋爐、生活鍋爐。

電站鍋爐：使用于火力發電廠，用來產生一定溫度和壓力的過熱蒸汽以驅動汽輪發電機組。下圖為一臺安裝中的電站鍋爐。

工業鍋爐：使用于工業生產，以滿足生產過程的工藝用熱。工業鍋爐也包括用于采暖的鍋爐。

生活鍋爐：專指容量很小的、使用于日常生活的鍋爐。

對于以水為工質的鍋爐，按照鍋爐內工質的額定工作壓力的不同，鍋爐可以分為以下八種類型：

名稱	工質的額定工作壓力（表壓力）
常壓鍋爐	零
微壓鍋爐	0.04兆帕
低壓鍋爐	小于1.5兆帕
次中壓鍋爐	2.9兆帕
中壓鍋爐	3.9兆帕
次高壓鍋爐	5.6兆帕
高壓鍋爐	9.0兆帕
超高壓鍋爐	<14兆帕
亞臨界參數鍋爐	14-22.1兆帕
超臨界參數鍋爐	22.1-25兆帕

鍋爐按照循環方式的分類

自然循環鍋爐：工質側的流動動力僅僅由工質受熱產生的密度差提供。

強制循環鍋爐：工質側需要由循環泵提供流動的動力。強制循環鍋爐中，有一種特殊的形式是：僅僅由給水泵提供工質流經所有受熱面的動力，而鍋爐不再需要鍋筒，這種形式的鍋爐稱為直流鍋爐。另外，有一種燃油工業鍋爐，所有受熱面皆是盤管，稱為盤管鍋爐，實際上也是一種直流鍋爐。還有一種特殊情況，立式燃油鍋爐中，有一種鍋爐內工質儲存量很少的形式，稱為貫流式鍋爐。

鍋爐的典型工作過程

根據鍋爐的定義可知，鍋爐工作的兩個基本過程是：

將燃料的化學能轉變為高溫煙氣的熱能的燃燒過程將高溫煙氣的熱能轉變為工質熱能的傳熱過程鍋爐工作的最終目的是使工質達到給定的參數。

鍋爐的參數可以分為設計參數和運行參數兩種。通常以額定工況下的參數來描述一臺鍋爐。所謂額定工況，是指鍋爐嚴格按照設計條件運行時的工況，包括設計時所選定的燃料種類和燃料耗量、設計時使用的各種環境參數和其它各種指定條件。與額定工況相比，實際運行的條件一般都會有或多或少的偏離，所以運行參數和額定參數（設計參數）是兩個完全不同的概念。

鍋爐的主要參數

額定蒸發量D ：指額定工況下每小時鍋爐出口處的蒸汽質量流量，單位是“噸 / 時”，符號表示為t/h或T/H。額定蒸發量用于描述蒸汽鍋爐的容量。

鍋爐在實際運行工況下的實際蒸發量或供熱量稱為鍋爐的負荷或出力。

額定工作壓力P ：指額定工況下的工質出口壓力，單位是兆帕，符號為Mpa。

額定出口溫度T：指額定工況下的工質出口溫度。

鍋爐的性能指標

按照我國的《工業鍋爐質量分等標準》，鍋爐的性能指標分為5個一級指標和22個二級指標，主要有：

經濟性指標：包括熱效率、電耗率等等；

安全性指標

可靠性指標

環保指標

工業鍋爐的銘牌參數

工業鍋爐的銘牌由依次三個部分組成：描述本體結構和燃燒設備的拉丁字母代號、描述容量和工質參數的阿拉伯數字、描述燃料種類的拉丁字母和羅馬數字，工質參數之間用“/”分隔，工質參數與其它代號之間用分隔符“-”加以分隔。具體的銘牌序列為：

工業鍋爐本體結構代號

鍋殼式鍋爐

LS——立式水管 LH——立式火管

WN——臥式內燃 WW——臥式外燃

水管鍋爐

DZ——單鍋筒縱置式、DH——單鍋筒橫置式、SZ——雙鍋筒縱置式、SH——雙鍋筒橫置式、ZH——縱橫鍋筒式、QX——強制循環（用于熱水鍋爐）、G——固定爐排、L——鏈條爐排、W——往復爐排、Z——振動爐排、P——拋煤機、S——火室爐、F——沸騰爐、B——半沸騰爐、L——劣質煤、H——褐煤、A——煙煤、P——貧煤、W——無煙煤、M——木材、D——稻殼

、G——甘蔗渣、Y——油、Q——氣。

鍋爐主要構造、作用與簡單維護

燃燒設備：燃燒設備的任務是將燃料的化學能轉化成高溫煙氣的熱能，燃燒設備可以分為火床燃燒、火室燃燒和流化床燃燒三種類型。

鍋爐本體：鍋爐中與工質接觸的承壓部件總稱，它包括各種受熱面以及與配合受熱面工作的其它承壓部件（比如鍋筒、集箱、下降管等等）。鍋爐的受熱面的任務是將高溫煙氣的熱能轉化為工質的熱能。

鍋爐輔助設備（鍋爐輔機）：僅有燃燒設備和鍋爐本體的鍋爐仍然不能正常工作，保證鍋爐正常運行還必須要有一系列的輔助設備。實際運行統計表明：鍋爐的運行事故中，輔助設備的事故占有較大的比例。所以，輔助設備對鍋爐運行可靠性有很大影響。

鍋爐受熱面：

水冷壁：其任務是將飽和水加熱成飽和蒸汽。

過熱器：它將飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽。

再熱器：其任務是加熱再熱蒸汽。再熱蒸汽指在再熱蒸汽動力循環系統中，從汽輪機中間級抽出的蒸汽。

省煤器：利用鍋爐尾部煙氣的熱量加熱將鍋爐的給水加熱到接近于飽和水。

空氣預熱器：利用鍋爐尾部煙氣的熱量加熱燃料燃燒所需要的空氣。

煙風系統的輔助設備

保證空氣和煙氣按照一定的要求流動的各種裝置構成了鍋爐的煙風系統，包括煙道、風道，調節流量及流量分配的調節裝置，以及用于克服流動阻力的送風機和引風機。

煙氣凈化系統

鍋爐的排煙中含有多種大氣污染物，主要是飛灰的顆粒污染物、硫氧化物（包括SO2和SO3，統稱SOX）和氮氧化物（包括NO、NO2等，統稱NOX），如果排煙不經處理，就會造成嚴重的大氣污染。我國的大氣污染中，鍋爐是最大的污染源，所以國家針對各種鍋爐的排煙制訂了專門的污染物排放標準，主要指標有：煙塵排放量、排煙黑度、硫氧化物排放量和氮氧化物排放量。所以，煙氣凈化裝置已經成為鍋爐必須的附屬設備，主要包括控制煙塵排放量的除塵器和控制硫氧化物排放量的脫硫裝置。

汽水系統的輔助設備

保證工質按照一定的要求流動的各種裝置構成了鍋爐的汽水系統，包括給水泵、給水的旁路系統、鍋水的排污系統及排污的余熱回收系統、各個受熱面的疏水系統、過熱器和再熱器的旁路系統和減溫水系統、汽水分離系統等，強制循環鍋爐還有包括強制循環泵在內的強制循環系統。

燃料系統和灰渣處理系統

保證燃料供應的燃料系統和保證灰渣卸除的灰渣處理系統也是鍋爐正常工作所必需的，它們的設備構成在不同形式的鍋爐上有完全不同的形式，比如：燃用重油的鍋爐需要在燃料系統中配備重油加熱器，煤粉鍋爐需要配置制粉系統；燃煤鍋爐需要出渣系統，而燃油或燃氣鍋爐不需要。所以，燃料系統與灰渣處理系統取決于鍋爐的具體類別。

主要構造、作用與簡單維護

汽包：

汽包是自然循環鍋爐和強制循環鍋爐的重要受壓部件。其作用主要是：

1、汽包是工質加熱、蒸發、過熱三個過程的連接樞紐，保證鍋爐水循環；

2、汽包是蒸汽通道與水通道的交匯點。汽包內裝有汽水分離器、連續排污裝置等，用以汽水分離，保證蒸汽品質；

3、汽包內保持一定水量，具有一定儲熱能力，有利于運行調節；

4、汽包筒體上安裝有壓力表、水位表、事故防水閥、安全閥等，以控制汽包壓力、監視汽包水位，保證鍋爐安全工作。

汽水共騰的現象、原因、處理

在鍋爐運行中鍋爐鍋水和蒸汽共同升騰產生泡沫使鍋水和蒸汽界限模糊不清,水位波動劇烈,蒸汽大量帶水而危及鍋爐安全運行的現象稱為汽水共騰事故。汽水共騰事故發生時,難于監視水位,由于蒸汽中帶有大量水分,使蒸汽品質下降,如有過熱器,則會使過熱器積垢過熱,嚴重時發生爆管事故。

現象：

(1)水位表內水位上下急劇波動,水位線模糊不清。

(2)鍋水堿度、含鹽量嚴重超標。

(3)蒸汽大量帶水,蒸汽品質下降,過熱器出口汽溫下降。

(4)蒸汽管道內發生水錘、法蘭連接處發生漏汽漏水。

汽水共騰的原因

(1)鍋水質量不符合水質標準、堿度、含鹽量嚴重超標;給水中含有大量油污和懸浮物,造成鍋水質量嚴重惡化。

(2)排污操作不當,連續排污不開或開度太小,定期排污不進行或排污間隔時間過長,總之排污量過小。

(3)并爐時鍋爐汽壓高于蒸汽母管汽壓,開啟主汽閥時速度太快,使鍋爐壓力急劇下降,造成汽水共騰。

(4)嚴重超負荷運行,或升負荷太急。

汽水共騰的處理

(1)減弱燃燒,關小主汽閥,減少鍋爐蒸發量,降低負荷并保持穩定。

(2)完全開啟上鍋筒的表面排污閥(連續排污閥),并適當進行鍋筒下部的定期排污。同時加大給水量,以降低鍋水堿度和含鹽量,此時應注意鍋爐水位的控制。

(3)采用鍋內加藥處理的鍋爐,應停止加藥。開啟過熱器、蒸汽管道和分汽缸上的疏水閥。

(5)維持鍋爐水位略低于正常水位。

(6)通知水處理人員采取措施保證供給合格的軟化水。增加鍋水取樣化驗次數,

直至鍋水合格后才可轉人正常運行。

(7)在鍋爐水質未改善前,嚴禁增大鍋爐負荷。事故消除后,應及時沖洗水位表。

過熱器的作用

1).將汽包來的干飽和蒸汽進一步加熱使之成為過熱蒸汽.當汽水共存時,對汽水混合物加熱,加入的熱量只能用來使汽水混合物中的水蒸發成為蒸汽,而不能使蒸汽溫度升高成為過熱蒸汽.要想獲得過熱蒸汽,常采用的方法是將蒸汽從汽水混合物中分離出來,對其進一步加熱,完成這一任務的部件成為過熱器。

2).降低煙氣溫度,回收煙氣中的熱量,提高鍋爐效率.爐膛出口的煙氣溫度比較高,為1000---1100度,其中含有很多熱量.煙氣經過過熱器后,溫度降至700---800度,過熱器回收了一部分煙氣熱量。

空氣預熱器的作用

1、改善并強化燃燒 當經過預熱器后的熱空氣進入爐內后，加速了燃料的干燥、著火和燃燒過程，保證爐內穩定燃燒，起著改善、強化燃燒的作用。

2、強化傳熱 由于爐內燃燒得到改善和強化，加上進入爐內的熱風溫度提高，爐內平均溫度水平也有提高，從而可強化爐內輻射傳熱。

3、減小爐內損失，降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率。 由于爐內燃燒穩定，輻射熱交換的強化，可以降低化學不完全燃燒損失；另一方面，空氣預熱器利用煙氣余熱，進一步降低了排煙損失，因此，提高了鍋爐熱效率。根據經驗，當空氣在預熱器中溫度升高1.5℃時，排煙溫度可降低1℃。在鍋爐煙道中安裝空氣預熱器后，如果能把空氣預熱150~160℃．就可以降低排煙溫度110~120℃，可將鍋爐熱效率提高7％~7.5％，可節約燃料11%~12%。

4、熱空氣可以作為燃料的干燥劑。對于層燃爐，有熱空氣，可以使用水分和灰分較高的燃料；對于電站鍋爐，熱空氣是制粉系統的重要干燥劑和煤粉輸送介質。

屏式過熱器

通常也稱半輻射式過熱器，是指布置在爐膛上部或爐膛出口煙窗處，既接受爐內的直接輻射熱，又吸收煙氣的對流熱的受熱面。

大型鍋爐中一般設置：分隔屏（前屏、大屏）和屏式過熱器。其作用：

減少煙氣擾動和旋轉；降低爐膛出口煙溫，防止對流受熱面結渣；改善過熱蒸汽或再熱蒸汽的氣溫特性。

結構特點：

橫向節距大，縱向節距小；

設置定位和夾持管；

熱負荷高，熱偏差大，結構設計要求：合適的質量流速、管材、管徑、管長和合理布置。

水冷壁作用

布置在爐膛內壁面上主要用水冷卻的受熱面，稱為水冷壁。它是電站鍋爐的主要蒸發受熱面。

水冷壁的主要作用是：

（1） 吸收爐內輻射熱，將水加熱成飽和蒸汽；

（2） 保護爐墻，簡化爐墻結構，減輕爐墻重量，這主要是由于水冷壁吸收爐內輻射熱，使爐墻溫度降低的緣故；

（3） 吸收爐內熱量，把煙氣冷卻到爐膛出口所允許的溫度，這對減輕爐內結渣、防止爐膛出口結渣都是有利的；

（4）水冷壁在爐內高溫下吸收輻射熱，傳熱效果好，故能降低鍋爐鋼材標號。

折焰角的作用

（1）增加水平煙道的長度。因折焰角是向爐內延伸的，相當于增加了水平煙道1個折焰角的長度。這樣，就可在不增加鍋爐深度的前提下，布置更多的過熱器受熱面。

（2）提高屏式過熱器的傳熱效果。使煙氣由沒有折焰角時對屏式過熱器的縱、橫向沖刷，變為橫向沖刷，提高了對流傳熱的效果。

（3）提高煙氣在爐膛中的充滿度使煙氣沿燃燒室高度方向的分布趨向均勻。使爐膛前上部水冷壁與頂棚過熱器的吸熱量增加。

真空熱水鍋爐及其對比

熱水鍋爐按鍋爐的壓力來劃分的話可以分為三類：承壓熱水鍋爐、常壓熱水鍋爐、真空熱水鍋爐。

1、什么是真空?

真空分為物理真空和工業真空兩種。物理真空是指沒有任何粒子存在的空間，工業真空是指氣壓比一標準大氣壓小的氣體空間，是指稀薄的氣體狀態，一般是用特殊的抽氣機得到真空的。

真空鍋爐的真空屬于工業真空。

2、什么是真空熱水鍋爐?

真空鍋爐是在封閉的爐體內部形成一個負壓的真空環境，在機體內填充熱媒水。通過燃燒或其它方式加熱熱媒水，再由熱媒水蒸發—冷凝至換熱器上，再由換熱器來加熱需要加熱的水。真空鍋爐熱量轉換示意：

油、天然氣、煤氣、電 --> 燃燒（電轉換熱）-->熱媒水-->沸騰后的蒸汽冷凝換熱-->換熱器-->熱傳導-->水

真空鍋爐的工作原理：利用水在低壓情況下沸點低的特性，快速加熱封密的爐體內填裝的熱媒水，使熱媒水沸騰蒸發出高溫水蒸汽，水蒸汽凝結在換熱管上加熱換熱管內的冷水，達到供應熱水的目的。

水的沸點與真空度對應表：

真空度(Kpa)	0	-31	-54	-70	-81	-89	-94	-97	-99	-101
水沸點(℃)	100	90	80	70	60	50	40	30	20	0

真空熱水鍋爐的結構示意圖：

3、真空熱水鍋爐里填裝的熱媒水是什么水？

真空鍋爐內的熱媒水，是經脫氧、除垢等特殊處理的高純水，由工廠出廠前一次沖注完成，使用時在機組內部封閉循環（汽化——凝結——汽化），在運行過程中不增加不減少，在機組使用壽命內不需要補充或更換。

三種形式鍋爐特點對比

一、承壓熱水鍋爐

承壓熱水鍋爐是指鍋爐內部壓力為正壓的熱水鍋爐。鍋爐是密閉式的，本體內帶有壓力，鍋爐內的汽水系統由密閉的容器和管道組成，并受火焰加熱，在工作中承受流體壓力，屬于特種設備。

承壓熱水鍋爐是北方供暖的主流設備（單臺容量可以大于4T），但承壓鍋爐如操作不當易產生爆炸危險，并且也會產生氧腐蝕。

二、常壓熱水鍋爐

常壓熱水鍋爐是指鍋爐內部壓力為常壓的熱水鍋爐。常壓熱水鍋爐的鍋爐是開放式的，本身并沒有帶壓力。

常壓鍋爐為酒店供熱的主流產品，特點是設計方便，技術簡單，全國所有的鍋爐廠幾乎都有生產制造。但鍋爐本身熱效率低，而且容易發生氧腐蝕。在西北等經濟不發達地區應用得比較多。

三、真空熱水鍋爐

真空熱水鍋爐是指鍋爐內部壓力為負壓的熱水鍋爐。真空鍋爐的內部也是封閉式的，里面填充了熱媒水，鍋爐內是負壓的環境，通過被加熱的熱媒水的蒸汽冷凝換熱至換熱器內加熱管子里的水。

真空熱水鍋爐的系統簡單，安全節能，沒有氧腐蝕壽命長，不會有爆炸風險，國家規定真空鍋爐無需報批和年檢。缺點是真空熱水鍋爐不能產生90度以上的高溫熱水，只能用于采暖和酒店賓館衛生熱水供應。

承壓熱水鍋爐、常壓熱水鍋爐、真空熱水鍋爐的比較

對比項目	承壓熱水鍋爐	常壓熱水鍋爐	真空熱水鍋爐
安全保障	有爆炸風險	較安全	100%安全
系統效率	90%，逐年下降	82%，逐年下降	92%，永不衰減
使用壽命	8～10年	8～10年	20年以上（半永久性）
初投資	鍋爐略便宜，但鍋爐房、輔件投資高	鍋爐便宜，輔機投資高	總體節約
報批年檢	登記年檢	登記年檢	國家明文規定無需報批年檢
其它要求	需建獨立鍋爐房；專業司爐工	小于4t/h可放地下室；需要人員值守	可放地下室、樓頂、綠化帶；只需人員兼守