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燃油燃气锅炉特点及构造
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摘要：介绍燃油燃气锅炉的燃烧、构造的特点及锅炉的类型。 关键词：燃油燃气锅炉 构造 特点 类型 -------------------------------------------------------------------------------- 一、燃油燃气锅炉的燃烧特点 1、燃油的燃烧特点 燃油是一种液体燃料，它的沸点总是低于着火点，所以燃油的燃烧总是在气态下进行的。燃油经雾化后的油粒喷进炉膛以后，被炉内高温烟气所加热，进行气化，气化后的油气和周围空气中的氧相遇，形成火焰。燃烧产生的热量有一部分传给油粒，使油粒不断气化和燃烧，直到燃烬。油粒直径越小，油粒的燃烧愈快。同样，油粒燃烧所需的氧能及时地供给，油粒的燃烧也愈快。因此要强化油的燃烧必须做到以下几点： 1）、提高雾化质量，减小油粒直径； 2）、增大空气与油粒的相对速度； 3）、合理配风。 2、燃气的燃烧特点 燃用发热量高的燃气，空气用量大，要使燃气能充分燃烧，需要大量的空气与之混合。燃气的燃烧过程没有燃油的雾化过程与气化过程。燃气与空气的混合方式，对燃烧的强度、火焰长度和火焰温度都有很大的影响。根据混合方式不同，燃气的燃烧方法可分为三种： 1）、扩散燃烧 此种燃烧方法即不预先混合，而是在燃气喷嘴口相互扩散，并燃烧。其优点烧烧稳定，燃具结构简单，但火焰较长，易产生不完全燃烧，使受热面积碳化。 2）、预混部分空气燃烧 此种燃烧方式即燃烧前预先将一部分空气与燃气混合（一次空气过剩系数在0.2-0.8之间），然后进行燃烧。其优点是燃烧火焰清晰，燃烧强化，热效率高。但燃烧不稳定，对一次空气的控制及燃烧成分要求较高。燃气燃烧器一般多用此种燃烧方式。 3）、无焰燃烧 此种燃烧方式即燃气所需空气在燃烧之前已与燃气均匀混合。一次空气过剩系数等于燃料完全燃烧时的空气过剩系数，在燃烧过程中不需要从周围空气中取得氧气。当燃气与空气混合物达到燃烧区后能在瞬间燃烧完毕。 3、燃烧器 燃油气锅炉的燃烧器是锅炉的关键部件，其选型与锅炉是否适配、燃烧的控制与调节非常重要，这部分的内容在以后的专题中将要着重讲解。 二、燃油燃气锅炉结构特点及类型 1、燃油燃气锅炉结构特点 燃油燃气锅炉不同于燃煤锅炉，它需要使用燃烧器将燃料喷入锅炉炉膛，采用火室燃烧而无须使用炉排设施。由于燃油燃气锅炉燃烧后均不产生燃料灰渣，故燃油燃气锅炉无须排渣设施。喷入炉内的油气如果与空气在一定范围内混合或熄灭，就容易爆炸。因此燃油燃气锅炉均需采用自动化的燃烧与控制系统。燃油燃气锅炉结构紧凑，小型的锅炉本体及其通风、给水、控制与辅助设备均设置在一个底盘上，大中型的也可组装出厂。现将燃油燃气锅炉的主要受压元件与连接方式分述如下： 1）、火管锅炉的主要受压元件：锅壳、管板、炉胆、烟管； 2）、水管锅炉的主要受压元件：锅筒（汽包）、水冷壁、锅炉管束、蛇形管、集箱； 3）、燃油燃气锅炉的主要受压元件的连接方式：主要为焊接，部分也可胀接。 2、燃油燃气锅炉类型 1）、卧式内燃火管锅炉 （1）定义 锅壳纵向轴平等于地面且燃烧室包含在本体里面的火管锅炉称卧式内燃火管锅炉。 （2）卧式内燃火管锅炉的特点 炉胆是该类型锅炉的燃烧室。燃烧器喷嘴置于炉胆前部，燃烧产生的高温烟气延伸到后部，离开炉胆后折返空间（回燃室），近返后进入第二回程（烟管），如折返一次则称二回程锅炉，如折返二次则称三回程锅炉，以此类推，一般折返次数不超过四次，最常见的是三回程锅炉。此类型锅炉根据炉胆后部烟气折返空间的结构型式可分为干背式锅炉和全湿背式锅炉（干背式锅炉和全湿背式锅炉的结构简图见《蒸汽锅炉安全技术监察规程》第17页图4-1）。干背式锅炉的烟气折返空间是由耐火材料转围成的；全湿背式锅炉的烟气折返空间是由浸在水中的回燃室组成的。另外有一种中心回燃锅炉：即炉胆后壁密封在锅壳里面，烟气碰到后由炉胆四周内壁折回前部。此类锅炉也可视为全湿背式锅炉。干背式锅炉虽然结构简单，但炉胆后部的耐火材料容易损坏，且后管板经常受到高温烟气的直接冲刷，温差较大，所以干背式锅炉属于淘汰型，目前基本上很少有厂家生产；全湿背式锅炉虽然结构复杂一点，但避免了折返空间的烟气密封问题，更适合于微正压燃烧，所以目前大多数厂家的此种类型的锅炉均为全湿背式。 （3）卧式内燃火管锅炉的技术限制 卧式内燃火管锅炉的锅壳和炉胆都是圆筒形元件，为保证安全运行，它们都必须有足够的强度和钢度。由于圆筒形元件的壁厚与筒体直径和压力的乘积成正比，所以无论锅壳或是炉胆，直径的增大和压力的提高，都意味着壁厚的增加。通过技术经济比较，若锅壳直径太大，其制造成本会超过同等容量和压力的水管锅炉，是不经济的；对于炉胆，若壁厚超过21-22mm，则将导致热应力过大，危及锅炉运行安全。因此，燃油燃气卧式内燃火管锅炉的工作压力一般都不超过2.0MPa；锅炉的出力，单炉胆锅炉一般不超过15t/h；双炉胆锅炉一般不超过30t/h。 2）、水管锅炉 当锅炉容量≥30 t/h时，水管锅炉的各项指标明显优于火管锅炉，唯一需要注意的是燃油气的燃烧特性要求微正压通风，所以对炉墙的强度和密封要求都很高。水管锅炉的主要型式有D型、A型和O型。三种型式的共同特点是：卧式布置，燃烧器水平安装，操作检修方便，宽高度尺寸较小，长度伸缩性较大，适合于锅筒系列化生产。其中D型锅炉是双锅筒纵置式，右（左）侧为水冷壁，左（右）是上锅筒之间的对流管束，根据需要可布置过热器或省煤器；O型也是双锅筒纵置式，上锅筒长，下锅筒短，前部炉膛两侧的水冷壁管在下部弯向对方并与其下集箱相连，燃烧器前部布置；A型单锅筒纵置式，炉膛和对流管束均由上锅筒和两侧下集箱之间的管子构成，前部布置燃烧器，本锅炉尾部可设过滤器。 3）、小型立式锅炉 锅壳纵向轴线垂直于地面的锅炉为立式锅炉。其燃烧器一般布置在炉顶。中心是一个炉胆，烟气在炉底折返向上流动，冲刷翘片管形成的夹套中被加热，在上部分离出蒸汽；燃烧器也可布置在下部侧面，在炉胆中燃烧后向上冲刷烟管，水在烟管外锅壳里被加热。 3、锅炉运到用户现场后燃烧的重新调整 各种规格与型号的常规锅炉产品，如果燃烧有条件，基本上都在厂内进行过燃烧调试。锅炉运输到用户之前，为什么需要重新调整？主要有以下几个因素的影响，所以需要调整。 1）、环境因素 锅炉在交付给用户后，用户通常是将锅炉放置在锅炉房内，并且建筑有较高的排烟烟囱。这样燃烧就会因为外界环境的变化，需要重新调整燃烧器的油风匹配。其次，由于用户所处的地理环境海拔原因，燃烧也需要进行实地调整，以保证锅炉能够达到设计负荷要求。 2）、燃油因素 用户在购买到锅炉后，必须严格的燃油要求。而且按照锅炉的使用和外界环境温度，选择符合国家标准的燃油油料。不符合的燃油往往不能正常的燃烧，甚至会损害燃烧设备的寿命；燃烧油的标号不同，燃烧也需要重新调整。 3）、控制与保护装置的调整 锅炉在正式投入作用之前，由于控制与保护装置的设置参数与用户的实际需求，往往有不一致的地方。而且锅炉经过运输，本体及配件可能需要进行重新调整。 4、燃油燃气锅炉的选择原则 燃油燃气锅炉的选型除按技术与经济相结合的原则来考虑外，还应综合考虑业主的意图，并结合环保、消防、劳动部门的意见，以安全、环保为主。下面列出几条需注意的选用原则： 1）、应自动化运行，安全有保障，有可靠的自控和保护装置。 2）、选择信誉好，售后服务好的锅炉产品厂家。 3）、锅炉性能需与用户用热用汽特性一致，适应性好。用户负荷有较大变化时，敏感性要高，追踪性要快，压力要稳定。 4）、视锅炉布置位置及要求，选择立式或卧式锅炉。 5）、视用户供汽时间要求，可选择快速锅炉，一般在3-5分钟可体供汽。 6）、要求用户提供负荷曲线，以便核实所选锅炉的出力和性能。 5、燃油燃气锅炉的发展趋势 随着我国改革开放的不断深化，全国各地经济建设的迅速发展，城市高层民用建筑的快速崛起，国家对环保工作提出更高要求，油气资源的大力开发，燃油燃气锅炉应用逐年上升。综观最近几年燃油燃气锅炉的发展炮，我们可以总结出未来的发展趋势如下： 1）、锅炉的高效率。 2）、结构简单。 3）、使用简易配套的辅机。 4）、全智能化自动控制并配有多级保护系统。 5）、配备燃烧器（送风机）和烟道消音系统，降低锅炉运行的噪音。 6）、应装备自动加药装置，水处理装置。 7）、配备其它监测和限制装置，至少应保证锅炉24小时无监督安全运行。 |
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