生物质层燃工业锅炉本体结构的探讨

  2024-07-15         0次

生物质燃料具有挥发份含量高、水分变化大、体积松散、能量密度低、钾和钠等碱金属含量高、灰溶点低、易结渣等特点。目前国内60t/h以下低压供热类的生物质层燃锅炉，大部分以SZ、SH和DH（角管）为主。下面从以上几种本体结构进行相关的说明：

1、SZ结构

SZ结构锅炉是双锅筒纵置式层燃水管锅炉。该锅炉的本体由纵置的上、下锅筒和水冷壁管、对流管组成。炉膛四周布满水冷壁管子作为辐射受热面，炉膛后部为燃尽室，上下锅筒之间布置有密排的对流管束作为对流受热面，烟气由炉膛进入燃尽室，最后经过对流管束。其结构特点为：

 SZ结构锅炉示意图

（1）SZ型锅炉对流管束采用“S”型横向冲刷方式，提高传热系数的同时，保证合理的烟速，减少对受热面的磨损、又可有效降低对流管束的结。

（2）SZ型锅炉在对流管束去设置360°旋转吹灰器，可保证锅炉长期高效、经济运行。但是对流管束区域由于结构原因，在管束损坏和堵塞积灰情况下，部件清理和维修不方便。    

（3）SZ型锅炉水容积大，有很强的负荷调整能力即超负荷能力强;同时，应对突发停电事故时，因其水容量大而能提供足够的反应时间，运行安全性高。

（4）SZ型锅炉四面布置水冷壁的炉膛较高大，炉膛容积大即意味着燃料燃烧充分、不完全燃烧损失少。

(5)SZL型锅炉煤种适应性好，可满足多种燃料的稳定、高效燃烧。

(6)SZ型锅炉水循环回路高大，提供充足的水循环动力，水循环安全、可靠，运行安全可靠，使用寿命长。

2、SH结构

SH结构由双锅炉横置式层燃水管锅炉，该锅炉的本体由上锅筒、下锅筒、水冷壁、对流管束部件组成。锅炉前部由水冷壁组成炉膛，并由前后水冷壁构成前后水冷拱，上下锅筒之间设置对流管束，管束设有横向隔板，使烟气横向冲刷流动。其结构特点为：

SH结构锅炉示意图    

（1）SH型锅炉对流管束采用“S”型横向冲刷方式，提高传热系数的同时，保证合理的烟速，减少对受热面的磨损、又可有效降低对流管束的结。

（2）SH型锅炉受在对流管束去设置360°旋转吹灰器，可保证锅炉长期高效、经济运行。该结构可设置检修门，内部出现堵塞和损坏可进行维护，但由于空间因素导致对流管束布置数量会减少。

（3）SH型锅炉水容积大，有很强的负荷调整能力即超负荷能力强;

（4）SH型燃料在炉膛燃烧时间更多，炉膛容积大即意味着燃料燃烧充分、不完全燃烧损失更少。

(5)SH型锅炉水循环回路高大，提供充足的水循环动力，水循环安全、可靠，运行安全可靠，使用寿命长。

3、DH角管结构

DH角管式单锅筒横置式水管锅炉。该锅炉下降管布置在锅炉的四个角上，不仅作为水循环通道，同时还作为锅炉的支持框架，这种角上布置有不受热下降管且有自支撑的锅炉称为角式锅炉。它最早出现在欧洲，后因其在节能和环保方面的突出特点，迅速在西方发达国家的燃煤锅炉中得到普及。其结构特点为：    

 DH角管结构锅炉示意图

（1）膜式水冷壁结构，锅炉四周及中间隔墙均采用膜式水冷壁全密封结构，锅炉密封性好，炉膛没有漏风情况。

（2）单筒集中下降管形式，锅筒可横向或纵向布置在炉膛外，不受热，无大量胀接管孔，彻底杜绝了鼓包的产生，保证安全及可靠长期的使用。下降管采用大口径无缝钢管，与锅筒及集箱的焊接采用全焊透结构。

(3)锅炉炉膛采用多通道结构，燃料在炉膛停留的时间更长，炉膛出口的烟气温度更低，更有利于锅炉后面对流管束不会积灰和堵塞的情况。

(4)旗式受热面结构，在烟道内布置有旗式对流受热面，它由竖直的旗杆即通道后壁膜式壁和由弯管组成的旗面组成，弯管和旗杆管之间采用全焊透的焊接结构，旗杆中设有节流孔板，使水流沿旗面方向流动，同时又不至于在旗杆中形成死区。

(5)敷管炉墙，由于采用全封闭的膜式水冷壁结构，烟气与外界完全隔离，故炉墙保温只需采用轻型保温材料，大大减轻了锅炉重量。    

(6)无钢架结构，整台锅炉不设独立的锅炉支撑钢架，锅炉由膜式水冷壁和下降管支撑，稳定性好，抗震能力强（抗震烈度8度）。

   以上为生物质层燃工业锅炉常用的几种结构，根据个人的了解和经验做如下对比：

    （1）SZ结构考虑炉膛空间和纵向布置对流受热面，吨位到一定程度后占地空间大，且该结构对流区的清灰、检修都是比较麻烦和不方便的。另外该结构锅炉炉膛出口温度偏高，炉膛出口的前部分对流管束容易结焦堵塞，炉膛的空间偏小对于SNCR脱硝停留的时间不够。SZ结构的适用于25t/h以下。

   （2）SH结构采用横向上下锅炉布置对流管束，炉膛高度和布置更加灵活。对流管束区域可设置检修人孔，但需要牺牲部分受热面空间。整体结构比SZ更合理，但是该结构也存在对流区清理和维修麻烦。由于SH锅炉大部分都采用重型炉墙，锅炉整体密封性不好，启动时间长及钢构耗量偏大。SH结构的适用于20t/h以上的锅炉。

（3）DH角管结构采用多通道炉膛，末通道内设置旗型受热面，整体的结构布置为三种结构最为灵活的一种。本体全部采用膜式璧结构和轻型炉墙，且由于管角式锅炉通过自身的下降管作为支撑，大大减少了钢构的重量。锅炉炉膛停炉时间长，通过多通道炉膛降温后，进入尾部旗型受热面温度比上述两种结构烟气温度更低。旗型受热面清灰比对流管束更方便，但是由于旗型受热面结构特殊性，对于设计该结构的公司技术水平比前两种更高。DH角管式结构的适用于20t以上的锅炉。

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