燃煤加熱爐的基本結構

燃煤加熱爐整體的結構包括鍋爐本體和輔助設備兩大部分。

燃煤加熱爐本體

加熱爐中的爐膛、鍋筒、燃燒器、水冷壁、過熱器、省煤器、空氣預熱器、構架和爐墻等主要部件構成生產蒸汽的核心部分，稱為鍋爐本體。鍋爐本體中兩個最主要的部件是爐膛和鍋筒。通常意義上講，燃燒器、爐膛、煙道組成爐子，而省煤器、鍋筒、水冷壁、過熱器組成鍋。

輔助設備

除加熱爐本體外，在電站鍋爐中還有許多配套的輔助設備：煤粉制備系統，把原煤磨成粉，以利煤的充分燃燒，包括給煤機、磨煤機、排粉機、粗粉分離器和煤粉管道等；送、引風系統，向鍋爐供給燃燒需要的空氣及將煤燃燒后的煙氣排出鍋爐，包括送風機、引風機和煙風道等；給水系統，包括給水泵、閥門和管道等；水處理系統（鍋爐水處理）；灰渣清除系統，包括碎渣機、出渣機、除塵器等；自動控制和監測系統（鍋爐自動控制、鍋爐汽溫調節）。

爐膛

又稱燃燒室，是供燃料燃燒的空間。將固體燃料放在爐排上進行火床燃燒的爐膛稱為層燃爐，又稱火床爐；將液體、氣體或磨成粉狀的固體燃料噴入火室燃燒的爐膛稱為室燃爐，又稱火室爐；空氣將煤粒托起使其呈沸騰狀態燃燒、適于燃燒劣質燃料的爐膛稱為沸騰爐，又稱流化床爐；利用空氣流使煤粒高速旋轉并強烈火燒的圓筒形爐膛稱為旋風爐。

爐膛的橫截面一般為正方形或矩形。燃料在爐膛內燃燒形成火焰和高溫煙氣，所以爐膛四周的爐墻由耐高溫材料和保溫材料構成。在爐墻的內表面上常敷設水冷壁管，它既保護爐墻不致燒壞，又吸收火焰和高溫煙氣的大量輻射熱。

爐膛的結構、形狀、容積和高度都要保證燃料充分燃燒，并使爐膛出口的煙氣溫度降低到熔渣開始凝結的溫度以下。 當爐內的溫度超過灰熔點時，灰便呈熔融狀態。熔融的灰渣顆粒在觸及爐內水冷壁管或其他構件時會粘在上面。粘結的灰粒逐漸增多,遂形成渣塊,稱為結渣。結渣會降低鍋爐受熱面的傳熱效果。嚴重時會堵塞煙氣流動的通道，影響鍋爐的安全和經濟運行。

一般用爐膛容積熱負荷和爐膛截面熱負荷或爐排熱負荷表示其燃燒強烈程度。爐膛容積熱負荷是單位爐膛容積中每單位時間內釋放的熱量。在鍋爐技術中常用爐膛容積熱負荷來衡量爐膛大小是否恰當。容積熱負荷過大，則表示爐膛容積過小，燃料在爐內的停留時間過短，不能保證燃料完全燃燒，使燃燒效率下降；同時這還表示爐墻面積過小，難以敷設足夠的水冷壁管，結果爐內和爐膛出口處煙氣溫度過高，受熱面容易發生結渣。室燃爐的爐膛截面熱負荷是單位時間內單位爐膛橫截面上燃料燃燒所釋放的熱量。 在爐膛容積確定以后，爐膛截面熱負荷過大會使局部區域的壁面溫度過高而引起結渣。層燃爐的爐排熱負荷是單位時間內燃料燃燒所釋放的熱量與爐排面積的比值。爐排熱負荷過高會使飛灰大大增加。爐膛設計需要充分考慮使用燃料的特性。每臺鍋爐應盡量燃用原設計的燃料。燃用特性差別較大的燃料時，鍋爐運行的經濟性和可靠性都可能降低。

鍋筒

它是自然循環和多次強制循環鍋爐中接受省煤器來的給水、聯接循環回路，并向過熱器輸送飽和蒸汽的圓筒形容器。鍋筒筒體由優質厚鋼板制成，是鍋爐中最重的部件之一。 鍋筒的主要功能是儲水，進行汽水分離，在運行中排除鍋水中的鹽水和泥渣，以避免含有高濃度鹽分和雜質的鍋水隨蒸汽進入過熱器和汽輪機中。這些鹽分和雜質如在過熱器管和汽輪機通道上發生結垢、積鹽和腐蝕，會影響設備的經濟安全運行。鍋爐出口的蒸汽一般都有一定的質量標準。鍋筒內部裝置包括汽水分離和蒸汽清洗裝置、給水分配管、排污和加藥設備等。其中汽水分離裝置的作用是將從水冷壁來的飽和蒸汽與水分離開來，并盡量減少蒸汽中攜帶的細小水滴。中、低壓鍋爐常用擋板和縫隙擋板作為粗分離元件。中壓以上的鍋爐除廣泛采用多種型式的旋風分離器進行粗分離外，還用百葉窗、鋼絲網或均汽板等進行進一步分離。隨著水處理技術的提高，蒸汽分離裝置趨向于簡化和定型化。排污裝置（包括連續排污和定期排污）能在鍋爐運行中排出一部分含有較高鹽分和泥渣的鍋水。鍋筒上還裝有水位表、安全閥等監測和保護設施。

燃煤鍋爐分類

燃煤鍋爐有多種類型，可按燃燒方式、除渣方式以及結構安裝方式分類。

按燃燒方式分類

①層燃爐:原煤經破碎成粒徑為25～40毫米的碎塊后，用爐前煤斗的煤閘板或播煤機平鋪在鏈條爐排上作層狀燃燒。層燃爐優點是附屬設備少,制造、安裝簡便,易于運行操作。適用于中小容量鍋爐。這種鍋爐的缺點為煤的燃燒不完全，爐渣和飛灰中可燃物含量多，鍋爐效率一般為75～85%。通常要燒較好的煤。

②室燃爐：又稱煤粉爐。原煤經篩選、破碎和研磨成大部分粒徑小于0.1毫米的煤粉后,經燃燒器噴入爐膛作懸浮狀燃燒。煤粉噴入爐膛后能很快著火，煙氣能達到1500℃左右的高溫。但煤粉和周圍氣體間的相對運動很微弱，煤粉在較大的爐膛內停留約2～3秒才能基本上燒完，故煤粉爐的爐膛容積常比同蒸發量的層燃爐爐膛約大一倍。這種鍋爐的優點為能燃燒各種煤且燃燒較完全，所以鍋爐容量可做得很大，適用于大、中型及特大型鍋爐。鍋爐效率一般可達90～92%。其缺點為附屬機械多，自動化水平要求高，鍋爐給水須經過處理，基建投資大。

③旋風爐：將粒徑小于10毫米的碎煤�；虼置悍巯仍谇爸檬叫�風筒內作旋風狀燃燒，所產生的高溫煙氣再進入主爐膛（冷卻室）內進行輻射換熱。旋風爐的優點為爐膛容積熱強度高，爐子的尺寸��；過�？諝庀禂敌。▋H為1.05～1.10），可以降低排煙熱的損失；燃用粗煤粉可簡化制粉設備；排渣率高,飛灰濃度低,提高煙氣速度加強對流受熱面的傳熱。其缺點是適用煤種受灰熔點和渣的粘滯性的限制；鍋爐負荷變動范圍較��；不能快速啟停；由于爐內溫度可達2000℃左右，有害氣體NOx排放量大,對大氣污染較嚴重。

④沸騰燃燒爐：即沸騰燃燒鍋爐。

按除渣方式分類

①固態除渣爐:爐膛中熔渣經爐底冷灰斗或凝渣箱凝固后排出。適用于燃用灰熔點較高的煤。

②液態除渣爐：爐底有保溫熔液池。熔渣經排渣口流出（或經冷水凝固后排出），或用蒸汽吹拉成爐渣綿排出（可作保溫材料）。

按結構安裝方式分類

①懸吊式鍋爐:鍋爐爐膛和轉向煙室均用吊桿懸吊于架設在鋼筋混凝土立柱上的大板框架梁上。懸吊式鍋爐優點是爐體可自由膨脹,易于防震,節省鋼材,爐底下面的空間較大便于布置送風機及除灰設備。但安裝技術要求高。

②支承式鍋爐：鍋爐整體支撐于框形骨架上。特點是便于安裝、占地少，但耗用鋼材多。

燃煤加熱爐組成

燃煤加熱爐主要由煤粉制備系統、煤粉燃燒器、受熱面、空氣預熱器等主要部分組成。

煤粉制備系統常用的有2種：直吹式制粉系統和中間儲倉式制粉系統。

煤粉燃燒器是將煤粉送入爐膛進行燃燒的設備。按煤粉燃燒器結構可分為：旋流式燃燒器和直流式燃燒器

直吹式制粉系統

直吹式制粉系統將磨好的煤粉直接全部送入爐膛中燃燒，宜采用中速和高速磨煤機，適用于磨較軟的煙煤和褐煤。缺點是磨煤機的出力和煤粉細度與鍋爐負荷有關，因而隨著鍋爐負荷的變化需調整磨煤機的運行臺數，并且研磨部件容易磨損。中速磨煤機直吹式制粉系統又分為正壓式與負壓式兩種。近代大容量鍋爐多采用正壓系統。

中間儲倉式制粉系統

中間儲倉式制粉系統的特點是磨煤機的出力和煤粉細度與鍋爐負荷無關,適于采用可磨制各種硬度煤種的鋼球磨煤機。缺點是設備較直吹式復雜，磨煤機耗電量較大，空載與滿載時耗電量相差不大，故應使其常在滿載下運行。

旋流式燃燒器

旋流式燃燒器特點是攜帶煤粉的一次風和不帶煤粉的二次風分別用不同管道與燃燒器連接。煤粉與空氣能充分混合并形成回流區。每臺鍋爐可配置4～48只燃燒器。

直流式燃燒器

直流式燃燒器特點是噴口成狹窄形,其一、二次風在燃燒器中都不旋轉。煤粉在其中能完全燃燒。 受熱面分蒸發受熱面和過熱受熱面�，F代大、中型鍋爐均以水冷壁構成爐膛，由此水冷壁（即受熱面）吸收爐內輻射熱使水蒸發成飽和蒸汽。為不增加爐膛容積而增加輻射受熱面，大型鍋爐可采用雙面曝光的水冷壁。過熱受熱面可分為布置于爐膛上部的屏式過熱器受熱面和布置于對流煙道內的對流過熱器受熱面。前者吸收爐內輻射熱；后者吸收對流熱。

空氣預熱器裝于鍋爐煙道尾部，用以回收煙氣余熱，提高助燃空氣的溫度。高參數、大容量的鍋爐為提高熱風溫度(>300℃),常需使空氣預熱器與省煤器分級交叉布置。