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1、锅炉原理及锅炉对环境的影响摘 要：本文从锅炉发展、锅炉的工作原理、锅炉分类及锅炉对环境的影响 作用进行阐述，从中掌握锅炉原理的最基本知识，锅炉对环境的影响，针对新时 期新阶段国家提出经济发展与环境和谐发展，对锅炉技术提出新的要求，锅炉研 究方向朝着节能。关键字：锅炉、工作原理、分类、环境、影响锅炉是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为热水或蒸汽的机械设 备。锅的原义是指在火上加热的盛水容器，炉是指燃烧燃料的场所，锅炉 包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民 生活提供所需要的热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过 发电机将机械能转换为电能。一、锅炉的发展锅炉的
2、发展分锅和炉两个方面。18 世纪上半叶， 英国煤矿使用的蒸汽机， 包括瓦特的初期蒸汽机在内， 所用的蒸汽压力等于大气压力。 18 世纪后半叶改用高于大气压力的蒸汽。 19 世纪，常用的蒸汽压力提高到 0.8 兆帕左右。与此相适应，最早的蒸汽 锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳，后来改用卧式锅壳，在锅壳下 方砖砌炉体中烧火。1830 年左右，在掌握了优质钢管的生产和胀管技术之后出现了火管锅 炉。19 世纪中叶，出现了水管锅炉。锅炉受热面是锅壳外的水管，取代了 锅壳本身和锅壳内的火筒、火管。二十世纪初期，汽轮机开始发展，它要求配以容量和蒸汽参数较高的 锅炉。第二次世界大战后，石油价廉，许多国家开
3、始广泛采用燃油锅炉。在燃煤 （特别是燃褐煤 ）的电站锅炉中采用分级燃烧或低温燃烧技术， 即 延迟煤粉与空气的混合或在空气中掺烟气以减慢燃烧，或把燃烧器分散开 来抑制炉温，不但可抑制氮氧化物生成，还能减少结渣。沸腾燃烧方式属 于一种低温燃烧，除可燃用灰分十分高的固体燃料外，还可在沸腾床中掺 入石灰石用以脱硫二、锅炉的工作原理锅炉参数是表示锅炉性能的主要指标，包括锅炉容量、蒸汽压力、蒸 汽温度、给水温度等 .锅炉容量可用额定蒸发量或最大连续蒸发量来表示。 额定蒸发量是在规定的出口压力、温度和效率下，单位时间内连续生产的 蒸汽量。最大连续蒸发量是在规定的出口压力、温度下，单位时间内能最 大连续生产的
4、蒸汽量。蒸汽参数包括锅炉的蒸汽压力和温度，通常是指过热器、再热器出口 处的过热蒸汽压力和温度如没有过热器和再热器，即指锅炉出口处的饱和 蒸汽压力和温度。给水温度是指省煤器的进水温度，无省煤器时即指锅筒 进水温度。锅炉可按照不同的方法进行分类。锅炉按用途可分为工业锅炉、电站 锅炉、船用锅炉和机车锅炉等；按锅炉出口压力可分为低压、中压、高压、 超高压、亚临界压力、超临界压力等锅炉；锅炉按水和烟气的流动路径可 分为火筒锅炉、火管锅炉和水管锅炉，其中火筒锅炉和火管锅炉又合称为 锅壳锅炉；按循环方式可分为自然循环锅炉、辅助循环锅炉 （即强制循环锅 炉）、直流锅炉和复合循环锅炉；按燃烧方式，锅炉分为室燃炉
5、、层燃炉和 沸腾炉等。在水汽系统方面，给水在加热器中加热到一定温度后，经给水管道进 入省煤器，进一步加热以后送入锅筒，与锅水混合后沿下降管下行至水冷 壁进口集箱。水在水冷壁管内吸收炉膛辐射热形成汽水混合物经上升管到 达锅筒中，由汽水分离装置使水、汽分离。分离出来的饱和蒸汽由锅筒上 部流往过热器，继续吸热成为一定温度的过热蒸汽（目前大多 300MW 、 600MW机组主汽温度约为540 C左右），然后送往汽轮机。在燃烧和烟风系统方面，送风机将空气送入空气预热器加热到一定温 度。在磨煤机中被磨成一定细度的煤粉，由来自空气预热器的一部分热空 气携带经燃烧器喷入炉膛。燃烧器喷出的煤粉与空气混合物在炉膛
6、中与其 余的热空气混合燃烧，放出大量热量。燃烧后的热烟气顺序流经炉膛、凝 渣管束、过热器、省煤器和空气预热器后，再经过除尘装置，除去其中的 飞灰，最后由引风机送往烟囱排向大气。三、锅炉的分类：可以从不同角度出发对锅炉进行分类：1、按烟气在锅炉流动的状况分：水管锅炉、锅壳锅炉（火管锅炉） 、 水火管组合式锅炉2、按锅筒放置的方式分：立式锅炉、卧式锅炉3、按用途分：生活锅炉、工业锅炉、电站锅炉、车船用锅炉4、按介质分：蒸汽锅炉、热水锅炉、汽水两用锅炉、有机热载体锅炉5、按安装方式分：快装锅炉、组装锅炉、散装锅炉6、按燃料分：燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、余热锅炉、电加热锅 炉、生物质锅炉7、按水循
7、环分：自然循环、强制循环、混合循环8、按压力分：常压锅炉、低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高压锅 炉9、按锅炉数量分：单锅筒锅炉、双锅筒锅炉10、按燃烧定在锅炉内部或外部分：内燃式锅炉、外燃式锅炉11、按工质在蒸发系统的流动方式可分为自然循环锅炉、强制循环锅 炉、直流锅炉等。四、锅炉对环境的影响及节能技术改造锅炉对环境的污染主要有：噪声污染、大气污染、水污染。针对这些方面锅 炉对其结构及燃料进行技术要求的改造，对排放污水进行处理后排放。节能技术 改造具体表现在一下方面： 加装燃油；经燃油节能器处理之碳氢化合物，分子结构发生变化，细小分子增多， 分子间距离增大，燃料的粘度下降，结果使燃料油在燃烧
8、前之雾化、细化 程度大为提高，喷到燃烧室内在低氧条件下得到充分燃烧，解除因燃料得不到充分燃烧而炉膛壁积残渣现象，达到环保节能效果。 大大减少燃烧设备排放的废气对空气之污染，废气中一氧化碳（ CO ）、氧 化氮（NOx）、碳氢化合物（HC）等有害成分大为下降，排出有害废气降 低 50 以上。 安装冷凝型燃气锅炉节能器；燃气锅炉排烟中含有高达 18% 的水蒸气，其蕴含大量的潜热未被利用， 排烟温度高，显热损失大。天然气燃烧后仍排放氮氧化物、少量二氧化硫 等污染物。减少燃料消耗是降低成本的最佳途径，冷凝型燃气锅炉节能器 可直接安装在现有锅炉烟道中，回收高温烟气中的能量，减少燃料消耗， 经济效益十分明
9、显，同时水蒸气的凝结吸收烟气中的氮氧化物，二氧化硫 等污染物，降低污染物排放，具有重要的环境保护意义。 采用防垢、除垢技术；通过采用锅炉除垢剂和电子防垢器，优化水汽循环系统，合理控制锅 炉的排污率，从而减少水垢，提高锅炉热效率。 采用燃料添加剂技术； 在燃料中加入添加剂达到优化燃料，达到降低烟垢，提高热效率的目 的； 采用新燃料；采用新型环保燃料油，达到降低燃油成本的目的。 采用富氧燃烧技术；空气中氧气含量21%。工业锅炉的燃烧也是在这样空气下进行的工 作。实践表明：当锅炉燃烧的气体氧气量达到 25% 以上时，节能高达 20% 锅炉启动升温时间缩短 1/22/3 。而富氧是应用物理方法将空气中
10、的氧气 进行收集，使收集后气体中的富氧含量为 25%30%。富氧助燃是一种最 新节能环保技术。近十几年来，随着环保要求的不断提高以及节约能源的 需要，富氧燃烧作为一种新兴的燃烧技术在世界各国蓬勃发展，现在西方 一些发达国家要求全部新增工业炉窑、工业锅炉不得用普通空气助燃，都 得用富氧空气助燃。 采用旋流燃烧锅炉技术； 众所周知，传统锅炉存在着两大弊端，一是燃烧时有烟雾烟尘冒出， 成为重要的污染源；二是煤渣燃烧不充分，能源浪费极为严重。采用纯无 烟再节能旋流燃烧锅炉新技术与传统工业锅炉相比较，有着绝对的优势。 它比手烧式锅炉节煤 30%35% ，比链条式自动化锅炉节煤 25%。五、参考文献1、锅炉原理 中国电力出版社 主编：樊泉桂2、论文锅炉与环境3、论文锅炉节能技术改造
