试论锅炉设备的构成及工作流程

试论锅炉设备的构成及工作流程

吕玉银,代云俊

四川泸州川南发电有限责任公司 四川省泸州市 646000

摘要

如今，我国社会面临着严重的环境污染、能源短缺问题，而锅炉设备作为电厂生产的核心要素，在环境保护、提升燃烧效率方面扮演着重要的角色。但是就目前来看，很多火力发电厂的锅炉设备都比较陈旧，普遍存在燃烧效率低下、资源损耗严重等问题，不仅影响了火力发电厂的经济效益，而且对环境保护造成了极大的不利影响。因此对锅炉设备的结构组成进行全面细致地分析探讨，了解锅炉设备的工作流程，为锅炉设备的优化更新提供了重要的数据资料，具有重要的理论意义和实践价值。

关键词：锅炉设备；结构组成；工作流程

一、锅炉设备的主要构成  

锅炉设备一般由两个部分组成：一个是锅炉本体，另一个是辅助设备，具体内容如下所示：

（一）锅炉本体

锅炉本体是电厂锅炉的核心设施，具体分为锅和炉，前者属于汽水系统，后者属于燃烧系统。汽水系统的主要作用是吸收燃料燃烧过程中释放的热量，对水进行加热升温，最后变成水蒸气。汽水系统由再热器、省煤器、联箱、汽包、水冷壁、下降管等几部分组成。省煤器一般安装在锅炉尾部的烟道中，其作用是利用余热对水进行加热升温，不仅可以提高燃烧效率，还能提升锅炉的运作效率。汽包通常安装在锅炉顶部，属于一种承压容器，整体呈圆筒形，汽包的主要作用是容纳省煤器中的水以及水冷壁上的饱和蒸气，与联箱、下降管、水冷壁共同组成闭环。下降管实际上就是水冷壁上的供水管，主要作用是将汽包中的水输送到联箱中，并分配到水冷壁管中。如今，锅炉设备的规模逐渐扩大，下降管通常采用集中排布形式。联箱的外形是一根管子，将水冷壁管和下降管连接在一起，从而实现汇集、混合、工质再分配的作用。锅炉的受热面也可以称之为水冷壁，其作用是有效吸收热量，将水转化成水蒸气。再热器的主要作用是对蒸汽进行二次加热，进一步提升水蒸气的能量，并将蒸汽传输到汽轮机中做功。

燃烧系统是为锅炉提供能量的装置，通过燃烧将煤炭的化学能转化成热能，从而驱动机械设备运转。燃烧系统主要由空气预热器、炉膛、燃烧器、烟道等几部分组成，其中炉膛是水冷壁和炉墙共同组成的空间，其作用是为燃料燃烧提供燃烧空间。燃烧器的作用是将空气输送到锅炉管道中，使得燃料更加充分地燃烧。空气预热器的主要作用是借助排烟余热来对炉内空气进行加热处理，是由钢管制作而成的，能够优化燃烧条件，提高燃料的燃烧效率。

（二）辅助设备

随着机械设备的更新换代，锅炉设备的构成越来越复杂，除了锅炉本体之外，还包括燃料系统、给水系统、除尘系统、控制系统、水处理系统、通风系统等等，具体内容如下：

锅炉燃料供应系统主要由传送带、加热装置、通风管道等几部分组成，其主要作用是为锅炉燃烧系统供应燃料，保证锅炉能够源源不断地产生热量。除尘系统通常由滤袋装置、导流装置、出灰装置、箱体等几部分组成，在实际工作过程中，锅炉排除的气体含有大量的粉尘，如果直接排放到空气中，必然会对环境造成严重的污染，因此需要打开除尘器单元前后的阀门，使得烟气进入布袋除尘器过滤粉尘，然后进入风机前主烟道，旁边的烟道阀门关闭；锅炉内燃料燃烧时，会打开烟道阀门使得烟气通过风机前主烟道，而后由引风机将烟气排放到烟道中，并通过烟囱排放到空气中。通风系统是锅炉中的重要组成部分，是锅炉进行空气流通的重要装置。在空气循环过程中，排烟属于送风，吸入空气属于引风，送风和引风共同组成了锅炉的通风系统。锅炉的通风方式主要有三种，即正压通风、负压通风、平衡通风三种。其中正压通风只需要安装一个送风机就可以了，锅炉炉膛、烟道内部的气压都明显高于大气压，因此对管道设备的密封性提出了很高的要求；负压通风需要在烟囱上安装引风机，用来克服空气流通的阻力。此时锅炉炉膛、烟道内部的气压明显低于大气压。平衡通风需要同时安装送风机和引风机，这种通风方式效果最好，锅炉内部的燃烧情况也更加出色，因此在锅炉中的使用频率也非常高。

二、锅炉设备的工作流程

（一）汽水系统工作流程

在锅炉汽水系统工作过程中，冷空气在送风机、引风机的作用下，会进入炉膛末端的空气预热器进行加热处理，这些加热过的空气会有一部分进入炉膛，另一部分会经过排风机输送到磨煤机中，与煤粉进行混合形成一次风。锅炉中的水会通过省煤器自上而下不停地流动，省煤器中的水会被烟气加热，进而输送到汽包中，最终通过下降管流入下联箱和水冷壁管中。水冷壁中的水会有效吸收燃料燃烧所释放的热能，产生大量的水蒸气，汽包中还装备了汽水分离器，将水蒸气和水分离开来，此时汽包的下部汇集了很多水，而上部集聚了很多水蒸气。这些水蒸气会通过过热器进行再次加热，达到相应的指标之后再输送到汽轮机中进行作功。

截止到目前为止，电厂对锅炉设备提出了越来越高的要求，锅炉设备不仅要保证制作精密，还需要保证水的纯度达到相应标准。如果水中的杂质过多，必然会在锅炉中沉积大量的固体杂质，附着在受热面上，导致锅炉受热面的热传导系数大打折扣，严重者会导致管子过热而烧毁。因此在锅炉的汽水系统工作过程中，必须对水质进行严密的检测，避免由于水质问题而影响锅炉运作。

（二）燃烧系统工作流程

如今很多锅炉都是以原煤为燃料，原煤首先会运输到原煤斗中，原煤斗在给煤机的作用下会输送到磨煤机中，磨煤机将原煤进行粉碎处理，联同预热空气输送到燃烧器中进行充分燃烧。原煤粉在燃烧过程中会产生烟气，并释放出大量的热能，热能主要是对锅炉中的水进行加热处理，而烟气会进入烟道，以多种换热方式向各个受热面进行热传导。在炉膛中，燃气中的热量主要以热辐射的形式传导热量，使得水冷壁吸收更多的热能，而炉膛上部主要采用辐射、对流等两种形式来传导热量，确保热量能够更好地传导到屏式过热器中。在锅炉烟道中，热量主要以对流形式将热量传递给过热器、省煤器、空气预热器等等，此时烟气的温度已经大大降低，经过除尘器过滤之后传输到空气中。

总结

锅炉设备是一个复杂的机械系统，由省煤器、联箱、汽包、水冷壁、下降管、燃料供应系统、通风系统、除尘系统等多个部件组成，其中任何一个设备出现问题，都会对锅炉设备的运作产生极大的不利影响。此外，锅炉操作人员还需要了解汽水系统、燃烧系统的工作流程，做好锅炉设备的维护与改造工作，从而保证锅炉设备安全、可靠地运行。

参考文献

[1]武志强, 武文龙. 浅析电厂锅炉的运行与维护[J]. 中国金属通报, 2021 (09): 15.

[2]黄殿奎. 试论电厂锅炉设备的构成和工作流程[J]. 科技创新导报, 2020 (05): 21.

[3]陈应堂. 火力发电中热能动力装置的维护及检测[J]. 电子世界, 2019 (11): 30.