三、锅炉设备

锅炉是利用燃料燃烧释放的热能加热给水以获得规定参数（温度、压力）和品质的蒸汽的设备，是火力发电厂的主要设备之一。按锅炉炉膛结构和燃烧方式，划分为链条炉、煤粉炉、液态排渣炉、旋风炉和沸腾炉等，在我国单机容量 25MW 以上的火电机组都是由煤粉炉供应蒸汽。按照锅炉水流动的方式，锅炉又可分为自然循环锅炉、强迫循环锅炉和直流锅炉。自然循环锅炉设备的组成，如图 2－4 所示。

锅炉是一庞大而复杂的设备，它由锅炉本体及辅助设备所组成。锅炉本体由“锅”和“炉”两大部分组成，所谓“锅”是指锅炉的汽水系统，主要包括汽包、下降管、水冷壁等；而“炉”是指燃烧系统，主要包括炉膛、燃烧器、烟风道及空气预热器，它的任务是使燃料燃烧放热，

产生高温火焰和烟气，并把热量传递给汽水系统。锅炉辅助设备包括输煤系统、制粉系统、给水系统、送风机、引风机、烟囱、除灰除尘设备， 以及热工仪表自动调节装置等。

锅炉设备的主要工作过程简述如下：由输煤皮带运来的煤送入磨煤机磨制成煤粉后，被热空气烘干并携带出磨煤机进入粗粉分离器中分离，符合要求的煤粉送入输粉管道，经燃烧器喷入炉膛燃烧。在炉膛内煤粉的燃烧非常强烈，其中心温度可达 1300～1400℃。燃烧所形成的火焰及生成的烟气主要以辐射的方式把热量传给炉膛四周被称为水冷壁的管子上，加热其中的水并使其部分蒸发成蒸汽。离开炉膛的烟气依次流过过热器、省煤器等各个对流受热面，逐步将热量以对流的方式传给这些受热面中的蒸汽和水，最后流过空气预热器将热量传给来预热的空气。烟汽流出空气预热器，经高效除尘后被吸风机送入烟囱，排入大气。过热器是电站锅炉的重要组成部分，它的作用是把水冷壁中蒸发的饱和蒸汽加热成为具有一定温度的过热蒸汽。提高蒸汽温度可使蒸汽在汽轮机中的作功能力提高，从而提高热力循环的效率。流出过热器的蒸汽称为主蒸汽，主蒸汽经主汽管道流向汽轮机，推动汽轮机运转，从而带动发电机发电。

供给锅炉的水要经过严格的化学处理，除去硬度和氧以减少对设备的腐蚀。给水由给水泵在送到锅炉以前，已在汽轮机车间受到低压、高压加热器的加热，送入锅炉后经省煤器进一步加热。由此可知，锅炉的工作过程可以看成是燃料在炉膛内燃烧放热生成高温烟气，通过热交换不断地将热量由烟气传给水和蒸汽的过程。

省煤器和空气预热器都布置在锅炉尾部烟道中，故统称锅炉的尾部受热面。它们的共同作用是：吸收烟气的余热，降低排烟温度，提高锅炉效率，节约燃料。

自然循环锅炉的优点是可以将汽包内含杂质浓度较高的水连续排去一部分（连续排污），还可以在水冷壁下部定期放水，除去沉淀的水渣

（定期排污），对给水质量要求稍低，自动调节系统较简单。目前我国火电厂采用的锅炉绝大部分是自然循环锅炉。

锅炉的汽压越高，饱和蒸汽与饱和水的比重就越接近，使炉水自然循环的动力也越小。如果设计、运行不当，就容易发生水循环不良，引发爆管事故。一般汽压超过 16.6MPa（170 大气压）时不宜采用此种锅炉。

直流锅炉的特点是没有汽包，水在给水泵的压力下，一直流过锅炉的蒸发部分，不往返循环，如图 2－5 所示。

直流锅炉的优点是没有汽包，比较容易制造，钢材耗量少，缺点是不能排污，对水质要求高，自动调节也比较复杂。

直流锅炉可用于任何蒸汽参数，特别适用于超高压以上的电厂。