臥式蒸汽鍋爐特性描述
一、臥式燃油（氣）蒸汽鍋爐本體結(jié)構(gòu)概述
（一） 三回程結(jié)構(gòu)
W N S××－××－Q（Y）系列全自動燃油燃?xì)庹羝仩t，均采用為鍋殼式三回程、全濕背結(jié)構(gòu)。燃料在爐膽內(nèi)微正壓燃燒，高溫?zé)煔庋貭t膽向后經(jīng)回燃室進(jìn)入煙道管束，經(jīng)壓迫式前煙箱轉(zhuǎn)折180°進(jìn)入第二管束，經(jīng)過對流換熱后排入大氣。
我們利用中心對稱的三回程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)容量較大的三回程蒸汽鍋爐。這種鍋爐的特點(diǎn)：所有的受壓元件與鍋筒中心對稱，鍋爐采用全濕背式結(jié)構(gòu)，以極大的內(nèi)筒和偏心火箱的結(jié)構(gòu)，其有利于提供足夠的輻射受熱面。而對流受熱面有第二回程和三回程的管束構(gòu)成。回燃室前管板采用與爐膽連接，回燃室后管板采用橢球形封頭和管板。第二回程和第三回程轉(zhuǎn)煙室構(gòu)成了前煙箱，此出煙煙溫已低于500℃。因此，前煙箱的結(jié)構(gòu)采用輕形結(jié)構(gòu)的耐火保溫材料。后煙箱煙氣出口布置在沿筒體縱軸的方向，不僅可以縮短爐體長度；又可以避免煙囪放在垂直于筒體縱軸線的方向上，在鍋爐啟動停止時冷凝水腐蝕鍋爐本體。這種鍋爐的設(shè)計(jì)主要考慮了鍋爐檢修和穩(wěn)定的原則。鍋爐回水進(jìn)口內(nèi)設(shè)置的混水裝置，回水先沖刷煙管管束，再接觸爐膽，提高了回水接觸爐膽的水溫。避免了局部產(chǎn)生過冷沸騰的現(xiàn)象。爐水在燃燒煙氣高溫部分的下層，低溫在上部流動.就熱對流而言，已達(dá)到的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。蒸汽鍋爐也達(dá)到的汽化空間，加之后部加上隔板導(dǎo)致循環(huán)水流經(jīng)回燃室的高溫表面，使之合理均勻傳熱.確保回燃室的管板安全運(yùn)行。
（二） 波形爐膽（根據(jù)用戶的選擇）
本系列鍋爐采用波形爐膽，既強(qiáng)化了煙氣的擾動，又增大了輻射傳熱面積；既增加了爐膽的剛度，又有效的減弱了爐膽的膨脹應(yīng)力；既增強(qiáng)傳熱效果，又促進(jìn)為燃料在爐膛內(nèi)的燃燒。
（三） 煙管與管板的焊接工藝
采用先預(yù)脹再全焊，然后再脹接的工藝，既防止了管間隙腐蝕，又增強(qiáng)了焊接強(qiáng)度。
（四） 對稱活動鉸接前、后煙門
開啟方便，便于檢修，清理。
本系列鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊，安裝運(yùn)輸方便。出廠前經(jīng)過熱態(tài)調(diào)試，不管在開機(jī)率還是在運(yùn)行中都能穩(wěn)定運(yùn)行。本系列鍋爐配有進(jìn)口補(bǔ)水泵和燃燒器，全自動程序控制，自動化程度高。可使鍋爐達(dá)到的燃燒效果。
二、保護(hù)系統(tǒng)
●水位保護(hù)
蒸汽鍋爐配有二臺水泵，運(yùn)行和備用。
鍋爐配套一至二只板式水位計(jì)，應(yīng)經(jīng)常相互比較，發(fā)現(xiàn)指示不一致的，須立即校正。水位計(jì)應(yīng)每班進(jìn)行沖洗，以確定其真實(shí)水位。同時還配有電極點(diǎn)水位平衡筒，可以準(zhǔn)確的采集水位信號以發(fā)出報警或進(jìn)行給水泵控制。
●壓力保護(hù)
a.蒸汽壓力保護(hù)
鍋爐壓力超過額定值時，需進(jìn)行連鎖保護(hù)：方法是停爐，燃燒系統(tǒng)停止工作；也可改變火嘴，單段或雙段燃燒，亦可調(diào)節(jié)油量，從而降壓，確保鍋爐安全運(yùn)行。
燃油(氣)蒸汽鍋爐壓力保護(hù)與水位一樣，采用多重保護(hù):
① 壓力控制器
一般用二個壓力控制器，將壓力信號轉(zhuǎn)化為電氣信號的機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置，它的功能將壓力高、低不同的信號輸給電氣開關(guān)，對外線路進(jìn)行自動控制或連鎖保護(hù)。
常用壓力控制器及電接點(diǎn)壓力表，能使蒸汽壓力超壓報警，達(dá)到極切斷燃燒器；壓力控制器根據(jù)實(shí)際運(yùn)行壓力調(diào)節(jié)單火或雙火燃燒；對于大型燃燒器，可根據(jù)壓力大小調(diào)節(jié)燃油量的大小，始終保持壓力穩(wěn)定運(yùn)行。
② 安全閥
安全閥是鍋爐保護(hù)中的道防線，在鍋爐壓力超過極，根據(jù)安全閥設(shè)計(jì)所配的整定壓力，排汽泄壓，確保鍋爐正常運(yùn)行。
●溫度保護(hù)
溫度保護(hù)是鍋爐安全運(yùn)行過程中的重要程序，對于蒸汽鍋爐溫度的調(diào)節(jié)及保護(hù)尤為重要；同時在熱水鍋爐超溫時達(dá)到調(diào)節(jié)保護(hù)作用。鍋爐常用的溫度保護(hù)裝置為雙金屬溫度控制器
●熄火保護(hù)
防止?fàn)t膛爆炸事件的發(fā)生，燃油（氣）鍋爐必須設(shè)置熄火保護(hù)裝置，功能是監(jiān)測爐膛內(nèi)燃燒情況（包括點(diǎn)火，當(dāng)點(diǎn)火失敗或燃燒中途熄滅時，一般在5秒內(nèi)重新點(diǎn)火，1秒鐘內(nèi)運(yùn)行，關(guān)閉進(jìn)油（氣）電磁閥，并接通和發(fā)出聲光報警信號，這時鼓風(fēng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，吹掃爐膛內(nèi)殘余的可燃?xì)怏w，經(jīng)過20～30秒鐘的吹掃后，自動切斷鼓風(fēng)機(jī)及各種輔機(jī)電源，鍋爐停止運(yùn)行。）由火焰監(jiān)測器和控制裝置組成?；鹧姹O(jiān)測器的作用是將控制裝置發(fā)出火焰存在或中斷的信號。
主要使用的是光電倍增管、光敏電阻和光電池，它們都有紫外型或紅外型，一種光電轉(zhuǎn)換元件，工作原理將光照輻射的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的強(qiáng)弱電流。并呈線性狀態(tài)輸出，有時感應(yīng)電流弱，要通過放大，才能對控制器產(chǎn)生作用。
●停電自鎖保護(hù)
在突發(fā)電源中斷情況下，鍋爐運(yùn)行立即停爐自鎖，若電流恢復(fù)通電，隨時啟動，必須復(fù)位解除自鎖，才能重新點(diǎn)火啟動。
三、鍋爐的自動控制系統(tǒng)
（一）給水自動控制
鍋爐的水位正常運(yùn)行是主要指標(biāo)之一。給水自動系統(tǒng)的給水流量應(yīng)適應(yīng)鍋爐的蒸發(fā)量，保持鍋爐水位在允許范圍達(dá)到平衡。根據(jù)鍋爐容量的大小及用戶要求。配置兩位式給水自動系統(tǒng)或連續(xù)給水系統(tǒng)。
a．兩位式給水系統(tǒng)
系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便.是小型燃油（氣）鍋爐常采用的自動給水方式，系統(tǒng)圖所示如下：
調(diào)節(jié)鍋爐系統(tǒng)流量水位（H2O）。用開、停水泵改變給水量，使水位始終保持在額定范圍內(nèi)，兩位式自動給水，鍋爐水位變化成正弦曲線。通常開、停泵，水位線上下范圍不超過＋30㎜，為了調(diào)節(jié)流量次數(shù)進(jìn)水規(guī)律，避免因量大進(jìn)水所至蒸汽鍋爐壓力較大波動。
b． 連續(xù)給水自動控制系統(tǒng)
鍋爐蒸發(fā)量的提高，采用除氧器等設(shè)備后，保證蒸汽品質(zhì)和除氧器的正常工作，要求連續(xù)給水自動控制系統(tǒng)采用電感式傳感器。它由浮球式傳感器、控制器、電動調(diào)節(jié)閥三部分組成的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。工作原理是：浮球位移→電感信號→電量信號→控制器產(chǎn)生開、停、關(guān)三位開關(guān)信號，操作自動給水調(diào)節(jié)閥開啟，以保持給滿足水量負(fù)荷需求，使鍋爐水位保持在10～15mm范圍內(nèi)，而水泵可連續(xù)不斷工作。
其原理如下圖：
（二）燃燒調(diào)節(jié)的自動控制
到二段燃燒。這樣循環(huán)來完成燃燒調(diào)節(jié)負(fù)荷運(yùn)行。a、位式燃燒調(diào)節(jié)
調(diào)節(jié)方式是根據(jù)蒸汽壓力實(shí)行分段調(diào)節(jié)，分為兩段燃燒控制和三段燃燒控制。當(dāng)鍋爐點(diǎn)火運(yùn)行初始或鍋爐蒸汽壓力達(dá)到運(yùn)行壓力值，立即停爐；恢復(fù)到下限工作值，先點(diǎn)燃一個噴嘴，一段燃燒，負(fù)荷設(shè)計(jì)為30%燃燒量。冷爐運(yùn)行時，一段火燃燒，鍋爐啟動后則可切入到二段燃燒。當(dāng)鍋爐燃燒達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行、而汽壓不斷上升，額定上限工作壓力值為90～95%時，自動切換到一段燃燒。壓力繼續(xù)上升達(dá)到上限工作壓力時自動停爐。燃燒負(fù)荷跟不上用汽負(fù)荷，壓力下降，達(dá)到二段燃燒切換壓力值時、切換
鍋爐運(yùn)行達(dá)到上限工作壓力值時停爐，經(jīng)過一段時間壓力下降，恢復(fù)壓力值時。又自動進(jìn)入一段燃燒，恢復(fù)自動性能調(diào)節(jié)。三段燃燒調(diào)節(jié)方式依次為：一段→二段→三段→停爐→壓力下降→一段→二段→三段循環(huán)運(yùn)行。其調(diào)節(jié)系統(tǒng)如下圖：
上述二段或三段燃燒運(yùn)行原理的實(shí)現(xiàn)，主要靠壓力控制器、風(fēng)門調(diào)節(jié)器及燃油電磁閥等基本元件來完成。關(guān)鍵是風(fēng)門調(diào)節(jié)器，作用是：
①自動分配分段燃燒的風(fēng)量；
②開啟分段燃燒打開電磁閥，供聯(lián)鎖保護(hù)，保證風(fēng)門的開啟度始終與燃油噴入量同步，而風(fēng)門與噴油量配比，鍋爐投入初始運(yùn)行時，根據(jù)煙氣成份進(jìn)行調(diào)節(jié)，初定后，長期運(yùn)行不作改變。二段燃燒適應(yīng)在6t/h以下容量的鍋爐，而10t/h以上鍋爐通常采用三段燃燒。
四、蒸汽鍋爐的安裝示意圖
| 型號 | 單位 | WNS0.3 | WNS0.5 | WNS0.75 | WNS1.0 | WNS1.5 | WNS2.0 | WNS3.0 | |||||||
| 0.7 | 0.7 | 1.0 | 0.7 | 0.7 | 1 | 1.0 | 1.25 | 1.0 | 1.25 | 1.0 | 1.25 | ||||
| 額定蒸發(fā) | kg/h | 300 | 500 | 750 | 1000 | 1500 | 2000 | 3000 | |||||||
| 額定壓力 | Mpa | 0.7 | 0.7 | 1.0 | 0.7 | 0.7 | 1.0 | 1.0 | 1.25 | 1.0 | 1.25 | 1.0 | 1.25 | ||
| 工作溫度 | | 171 | 171 | 184 | 171 | 171 | 184 | 184 | 193 | 184 | 193 | 184 | 193 | ||
| 熱效率 | % | 90 | |||||||||||||
| 水容量 | L | 1000 | 1180 | 2200 | 2410 | 3000 | 3420 | 5500 | 5130 | ||||||
| 主蒸汽出口 | mm | 40 | 40 | 40 | 50 | 65 | 65 | 80 | |||||||
| 進(jìn)水口 | mm | 25 | 25 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | |||||||
| 排污口 | mm | 40 | 40 | 40 | 40 | 50 | 50 | 50 | |||||||
| 安全閥 | mm | 40 | 40 | 2×40 | 2×40 | 2×40 | 2×40 | 2×50 | 2×40 | ||||||
| 耗電量 | kw/h | 0.75 | 1.4 | 1.4 | 3.3 | 4.4 | 4.8 | 11 | 12 | ||||||
| 煙囪 | mm | 180 | 250 | 250 | 280 | 320 | 350 | 380 | |||||||
| 外形 尺寸 | 長mm | 2200 | 2930 | 3350 | 3640 | 4100 | 4250 | 5500 | 5600 | ||||||
| 寬mm | 1200 | 1700 | 1700 | 2360 | 2360 | 2380 | 2150 | 2670 | |||||||
| 高mm | 1440 | 1720 | 1720 | 1918 | 2400 | 3250 | 3000 | 2900 | |||||||
| 運(yùn)輸重量 | kg | 2010 | 2210 | 2500 | 3200 | 4200 | 4320 | 4900 | 5400 | 6330 | 6800 | 9100 | 9900 | ||
| 底座尺寸 | mm | 1950 | 1800 | 2050 | 2800 | 2950 | 3250 | 3930 | 3800 | ||||||
| mm | 800 | 1000 | 1000 | 1100 | 1200 | 1300 | 1400 | 1400 | |||||||
| 燃料消耗 | 輕油 | Kg/h | 19.6 | 32.7 | 55 | 70 | 98.2 | 130.9 | 196.4 | ||||||
| 天然 | NM3/h | 23.8 | 39.7 | 65 | 82 | 119.0 | 158.6 | 237.9 | |||||||
| 煤氣 | NM3/h | 50.6 | 84.3 | 130 | 168.5 | 252.8 | 337.1 | 505.6 | |||||||
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