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四种锅炉的分析比较

1.燃油锅炉的第一个优点是设备投资少。燃油燃烧迅速,而且不存在炉膛结焦问题,炉膛容积热负荷较高,可比燃煤锅炉高近一倍。这样炉膛的容积显著减少,锅炉钢架亦可相应减小。燃油中的灰分很少,烟气中灰分对尾部受热面的磨损很轻,可以选用较高的烟气流速,强化尾部受热面的传热,可使尾部受热面减少。不需要庞大的制粉设备,也不需要建立庞大的储煤场、储灰场和储粉仓,燃料油系统很简单。第二个优点是由于油中灰分很少,燃料和烟气对设备的磨损很轻,设备的检修和维护工作量较小。第三个优点是燃料油不需要进一步加工,输送方便只要提高温度,通过泵升压即可送入。因此,燃油炉的每吨蒸汽所消耗的电能较少。燃油锅炉的缺点是要消耗大量宝贵的高质量燃料。燃油是重要的化工原料,作为燃料大量烧掉实在可惜。在当前能源短缺、燃料油价很高的情况下,不烧油或少烧油有着重要的经济意义。
2.链条炉是结构最完善和燃烧组织最合理的层燃炉。由于机械化程度较高,劳动强度不大,不需要复杂的制粉系统,投资较省,锅炉的热效率较高,所以,在我国广泛用于65t/h以下的中、小型锅炉。链条炉的缺点是需要燃用质量较好的煤,锅炉热效率比煤粉炉低,负荷的调整不如煤粉炉迅速,所以,大型锅炉不采用链条炉。我国生产的链条炉大都是横置锅筒水管锅炉。双锅筒链条炉的锅筒为上下布置,上下锅筒之间胀接有对流管束作为蒸发受热面。对流管束大多布置在过热器之后。
3.粉煤锅炉的煤经过研磨得到的煤粉,颗粒很小,单位质量的煤粉具有很大的表面积,能与空气很好地混合,燃烧得很完全。机械不完全燃烧损失、化学不完全燃烧损失和炉膛出口过量空气系数均比链条炉低,因此,煤粉炉的热效率比链条炉高。煤粉炉是室燃炉,采用悬浮燃烧,因此负荷调整比链条炉迅速。由于煤粉炉有完善的制粉系统,可以燃用劣质煤,而链条炉不但对煤的粒径有一定要求,而且要求燃用水分、灰分含量低,灰分熔点高,不具有强烈结焦性的优质煤。但煤粉炉需要庞大复杂的制粉设备,占地较大,投资较多,厂用电量增加,而且制粉系统工作时噪声较大,制粉和燃烧系统以及锅炉的对流受热面磨损比较严重,维护工作量较大。这些都是煤粉炉的缺点。煤粉炉的这些优缺点,决定了只有大、中型锅炉采用煤粉炉才能利大于弊。所以煤粉炉只适宜大、中型锅炉,而小型锅炉很少采用。
4.由于流化床锅炉独特的燃烧方式,流化床锅炉的下部始终保持着很厚的温度为850—950℃的物料层,它相当于一个很大的高温蓄热池,而新加入的燃料仅占约5%,新加入的燃料立即与几十倍于自已的高温物料相混合,可以使任何难以燃烧的燃料迅速着火。由于燃料在流化床锅炉上下循环翻腾,其停留的时间较长,为各种难于燃尽的燃料提供了足以保证其燃尽的燃烧时间。使得流化床锅炉可以燃用品质极为低劣的燃料,即使含灰量达70%,发热量仅为4200KJ/公斤的燃料和挥发分仅为2%—3%的无烟煤及含碳量在15%以上的炉渣均可得到良好燃烧。
由于流化床内的物料对埋管同时具有辐射,对流和导热三种传热方式,使得埋管的传热系数很高,可达230—290W/(m2/℃),是煤粉炉水冷壁的5—6倍。由于流化床内新加入的燃料着火条件,燃烧条件和燃尽条件很好,燃烧强度很高,属于低温强化燃烧,其容积热负荷可达1.7—2.1MW/m3,是煤粉炉的10倍。所以流化床锅炉炉膛体积较小,仅为同容量其他类型锅炉的一半左右,可使金属耗量和设备费用减少。与燃料同时加入的脱硫剂(石灰石,白云石),使燃料脱硫,不但减轻了烟气对大气的污染,而且有利于降低尾部受热面的低温腐蚀。流化床锅炉灰渣具有低温烧透的特点,便于综合利用,其灰渣已用于制造建筑材料、提取化工产品和用作农田肥料。由于燃料着火和燃烧条件很好,不用担心低负荷时因炉膛温度降低而灭火,所以负荷调节性能很好,流化床锅炉能在25%—110%的负荷范围内正常运行。
虽然流化床锅炉优点很多,但也存在以下缺点:锅炉热效率低。通常流化床锅炉的热效率为54%—68%。其主要原因是机械不完全燃烧损失很大。流化床锅炉中的埋管在物料剧烈的冲撞击下,磨损很快。如不采取防磨措施,壁厚3.5mm的埋管3—6个月即被磨穿;采取防防磨措施后,埋管仅能运行1—2年,这使得检修费用明显提高。耗电大。为了使燃料在流化状态下燃烧,要将原煤破碎成8mm以下的颗粒和采用高压送风,使得流化床锅炉的单位蒸发量的耗电量比煤粉炉高约一倍。

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