蒸汽發(fā)生器(俗稱(chēng)鍋爐)是利用燃料或其他能源的熱能把水加熱成為熱水或蒸汽的機(jī)械設(shè)備。鍋的原義是指在火上加熱的盛水容器,爐是指燃燒燃料的場(chǎng)所,鍋爐包括鍋和爐兩大部分。
方法分類(lèi)
蒸汽鍋爐有時(shí)又叫蒸汽發(fā)生器,是蒸汽動(dòng)力裝置的重要組成部分。電站鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)是火力發(fā)電站的主機(jī),因此電站鍋爐是生產(chǎn)電能的重要設(shè)備。工業(yè)鍋爐是在各種工業(yè)企業(yè)中提供生產(chǎn)和供暖所需的蒸汽的必不可少的設(shè)備。工業(yè)鍋爐數(shù)量甚多,需要消耗大量燃料。利用生產(chǎn)過(guò)程中高溫廢氣作為熱源的余熱鍋爐對(duì)節(jié)能有重要作用。船用鍋爐裝在各種船舶上,所產(chǎn)生的蒸汽用于驅(qū)動(dòng)蒸汽動(dòng)力機(jī)械。機(jī)車(chē)鍋爐作為蒸汽機(jī)車(chē)的主要設(shè)備尚有一定的應(yīng)用。鍋爐承受高溫高壓,安全問(wèn)題十分重要。即使是小型鍋爐,一旦發(fā)生爆炸,后果也十分嚴(yán)重。因此,對(duì)鍋爐的材料選用、設(shè)計(jì)計(jì)算、制造和檢驗(yàn)等都制訂有嚴(yán)格的法規(guī)。
鍋爐可按照不同的方法進(jìn)行分類(lèi)。鍋爐按用途可分為工業(yè)鍋爐、電站鍋爐、船用鍋爐和機(jī)車(chē)鍋爐等;按鍋爐出口壓力可分為低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界壓力、超臨界壓力等鍋爐(見(jiàn)表)。
中國(guó)電站鍋爐的現(xiàn)行系列為:中壓3.9兆帕;高壓10兆帕;超高壓14兆帕;亞臨界壓力17兆帕。中國(guó)工業(yè)鍋爐的現(xiàn)行系列為:0.5兆帕、0.8兆帕、1.3兆帕、2.5兆帕。
鍋爐按水和煙氣的流動(dòng)路徑可分為火筒鍋爐、火管鍋爐和水管鍋爐,其中火筒鍋爐和火管鍋爐又合稱(chēng)為鍋殼鍋爐;按循環(huán)方式可分為自然循環(huán)鍋爐、輔助循環(huán)鍋爐(即強(qiáng)制循環(huán)鍋爐)、直流鍋爐和復(fù)合循環(huán)鍋爐。復(fù)合循環(huán)鍋爐是由輔助循環(huán)鍋爐和直流鍋爐復(fù)合而成,其中包括低循環(huán)倍率鍋爐(見(jiàn)電站鍋爐)。按燃燒方式鍋爐分為室燃爐、層燃爐和沸騰爐等。
首先由磨煤機(jī)將煤磨制成粉。煤粉由空氣攜帶通過(guò)裝在爐墻上的燃燒器送入爐膛中燃燒。在火焰中心處的氣體溫度達(dá)到1500~1600℃。鍋爐的蒸發(fā)受熱面裝在爐膛的內(nèi)壁上,組成水冷壁,吸收爐膛中高溫火焰和煙氣的輻射熱量,使?fàn)t膛出口處煙氣溫度降低到1000~1150℃。后墻水冷壁的上部分(在水平煙道進(jìn)口)組成排列較稀的數(shù)列凝渣管,以防止結(jié)渣。為防止鍋爐受熱面上積灰或結(jié)渣,還使用吹灰器。
過(guò)熱器位于水平煙道中,它的作用是把從鍋筒出來(lái)的飽和蒸汽加熱成具有一定溫度的過(guò)熱蒸汽,目的是提高電站的經(jīng)濟(jì)性。煙氣通過(guò)過(guò)熱器后溫度降低到 500~600℃,然后進(jìn)入尾部煙道。尾部煙道中受熱面之一為省煤器。它由很多平行的蛇形管所組成,其作用是使給水在進(jìn)入鍋筒之前預(yù)先加熱,并降低排煙溫度。另一尾部受熱面是空氣預(yù)熱器。它的作用是使空氣在進(jìn)入爐膛以前加熱到一定溫度,以改善燃燒和進(jìn)一步降低排煙溫度,提高鍋爐效率。