4 燃油、燃气锅炉(一般了解） 一、燃油、燃气锅炉的发展现状燃油、燃气锅炉是以燃用轻油、重油、渣油和燃用天 然气、煤气、石油液化气为代表的室燃式生产蒸汽和热水 的锅炉。与燃煤锅炉相比，有如下特点： 1、容易着火，燃烧迅速，锅炉可以迅速点火启动 2、燃料中灰分和硫分含量少，产生烟气粉尘量极少，大 大减轻对环境的污染 3、发热值高，燃烧时容易燃尽，所需要的燃烧空间小， 锅炉体积小于同容量的燃煤锅炉 4、输送和燃烧前后的辅助设备简单，不需要运煤、储煤 、除灰等设备，因此，大大降低锅炉房的占地面积和基建 投资 5、容易采取自动化控制系统对锅炉的燃烧、蒸汽和热水参 数进行自动控制 国外的燃油燃气锅炉发展比较早，包括燃烧器、锅炉 本体和控制系统均有定型产品。国内在20世纪60年代，开 始有少量小型燃油燃气锅炉投运，由于当时我国的燃料政 策以燃煤为主，因此，燃油燃气锅炉并没有大规模地推广 。当时，广州锅炉厂生产1t/h以下的燃油锅炉，天津锅炉厂 生产2t/h和6t/h以上燃油锅炉，重庆锅炉厂生产4t/h的燃气 锅炉，1979年，由原机械工业部电器工业局委托上海工业 锅炉研究所牵头，联合广州、天津、上海、重庆四家锅炉 厂联合设计生产1t/h、2t/h、3t/h、4t/h系列卧式内燃燃油燃 气锅炉，主要用于出口。80年代末期和90年代初，在国家 新的能源政策的推动下，我国燃油燃气锅炉的产量和生产 厂家迅速增加，1993年我国燃油燃气工业锅炉的产量有 5000蒸吨，比80年代初增加了两倍。 由于西部青海、陕西、甘肃、新疆、宁夏的天然气资源的开 发及西气东送工程的开通，我国天然气用于发电的比例将会 增加。但是，燃油锅炉由于石油资源日益短缺而将逐渐减少 。 燃油燃气锅炉就其本体结构而言可分为锅壳式（也称火 管(烟管)）锅炉和水管锅炉。锅壳式锅炉结构简单，水及蒸 汽容积大，对负荷变动适应性好，对水质的要求比水管锅炉 低，多用于小型企业的生产工艺和生活采暖上。水管锅炉的 受热面布置方便，传热性能好，在结构上可用于大容量和高 参数的电站锅炉。 二、火管式燃油燃气锅炉（通常用于15t/h以下） 1、干背式锅炉（Dry Back Boiler）：回燃室的后管板不在锅 壳内部，而是用耐火材料砌筑的，没有水冷层冷却，称为干 背式锅炉。特点：结构简单，制造方便。燃烧器喷出燃料点燃后 生成的燃烧产物在传热面积有限的炉胆内换热，炉胆 出口的高温烟气直接和后烟箱盖接触和冲刷，后烟箱 盖多为耐火砖制成，容易损坏，不得不经常停炉修理 ，缩短了锅炉的正常运行，锅炉的容量越大，这一情 况就越严重。因此，1t/h以下可采用干背式锅炉。 2、湿背式锅炉（Wet Back Boiler）：回燃室在锅壳内 部，回燃室的后管板和锅壳后管板之间存在水夹层， 称为湿背式锅炉。这种结构避免了干背式结构后烟箱 受高温烟气直接冲刷容易损坏的缺点，从而延长了锅 炉的正常运行周期，大大降低了维修费用。但这一结 构制造起来比较复杂，装配也比较困难，要增加很多 辅助部件，其制造成本较高。因此，10t/h、12t/h、 15t/h可采用湿背式锅炉。 3、回燃式锅炉（Reversal Chamber Boiler）：结构简单 ，制造工艺简单。炉胆空间大，有效辐射受热面积大； 炉内气流组织均匀，炉内的温度场均匀，降低了火焰区 的温度，可有效的抑制Nox的产生；烟管管束为单回程 ，烟气阻力低，降低风机的能耗；与干背式相比，散热 损失小。 三、水管式燃油燃气锅炉 1、 工业水管蒸汽锅炉：工业水管燃油燃气锅炉以卧式居多，已经形成了D 型、A型、O型，其共同特点是：燃烧器水平安装；操 作和检修方便；宽、高尺寸较小，受热面的布置沿深度 方向有很大的裕度，利于快装和组装生产。D型锅炉应 用得最多，它有一个大容积的炉膛和对流管束，采用自 然循环、正压燃烧，水冷壁采用全密封的焊接结构，应 用范围比较广泛，国内通常也称为SZS型锅炉。典型代表为：（1）CE公司的CEVP型D型锅炉（2）Babcock&Wilcox公司的FM型D型锅炉（3）Babcock&Wilcox公司的PFI和PFD型D型锅炉（4）北京锅炉厂的D型水管饱和蒸汽锅炉（5）CE公司设计生产的VU60型锅炉 。2、电站锅炉 电站锅炉大多采用型、塔型和箱型布置结构， 典型代表有（1）武汉锅炉厂WG410/9.8Y型燃油锅炉（2）东方锅炉厂DG670/13.7Y型燃油锅炉（3）哈尔滨锅炉厂HG670/13.7Y型燃油锅炉 四、特种燃油、燃气锅炉 1、铸铁锅炉：在生活、采暖和供热领域应用，通常为常压或 低压小容量锅炉，具有以下特点：采用整体强湍动强化传热 技术，结构紧凑；耐腐蚀性强，使用寿命大于30年；检修和 维护简单方便；受热面三面包敷水介质，受热均匀，保证锅 炉出力；锅炉效率高于锅壳式锅炉。使用范围：额定出口热 水温度低于120，额定出水压力不超过0.7Mpa。 2、有机载热体锅炉：以导热油作为热载体的锅炉；可以获得 低压、高温介质，满足精确的工艺要求（在320的条件下仍 不汽化而保持常压，此时如以水为工质的饱和蒸汽压力已高 达11.29 Mpa）；取消和简化水处理设备；液相循环供热，无 冷凝排放热损失，供热系统热效率高；如有泄露容易发生火 灾；严寒季节容易凝冻；温度变化时，体积也发生变化，应 有补偿措施。 3、热风加热炉：广泛应用于工业干燥和加热设备；具有缩短 干燥时间，减少燃料消耗的特点。分为：直接混合型热风炉 ；间接换热的换热设备；蓄热式热风加热设备。 4、相变换热锅炉：依靠热媒介质的沸腾蒸发和冷凝换热而传 递热量使水加热的换热设备。对于小型锅炉，水质要求不高 ，水受热沸腾后，就会在传热元件上结水垢，管子过热变形 或氧化而导致管壁减薄而穿孔，同时水垢也影响传热，相变 换热锅炉就能很好的解决这个问题。常见的相变换热锅炉是 真空换热式热水锅炉。其锅炉内水的压力为26.766.6kpa， 对应的饱和温度为15-85，在真空锅炉的工作压力下，燃烧 使热媒水的温度上升到饱和温度，并在水面上产生相同温度 的蒸汽，然后向冷凝换热器内通以冷水，管内的冷水被管外 的水蒸汽加热成热水送给热用户，而管外的水蒸汽则被冷却 凝结成水滴流回水面再一次被加热，从而完成整个循环过程 。优点：排烟温度低，热效率高；介质温度低于大气压力， 即使破裂，也不会引起爆炸，安全可靠。 5、壁挂式锅炉：在家用热水器的基础上发展起来的，它和家 用热水器的主要区别在于增加了水泵、换热器等部件可以完 成采暖、洗浴、生活热水的多功能用途，扩展了家用热水器 的应用范围。总的发展趋向是热水器的安全性、高效率、低 排放、可靠性、大容量及多功能方向不断的发展。 6、直接接触加热锅炉：浸没燃烧法又称液中燃烧法，是一种 新型的燃烧型式。它是将燃气与空气充分混合，送入燃烧室 进行完全燃烧，然后将高温火焰与烟气直接喷入液体中，从 而加热液体。燃烧过程属于完全预混燃烧，其传热过程属于 直接接触传热。用于燃用无硫或低硫燃气的锅炉上，作为最 末一级省煤器。 7、 冷凝式锅炉：主要是指通过冷凝锅炉烟气中的水蒸气，使 其释放汽化潜热，降低排烟温度，减小排烟热损失，提高锅 炉的热效率。 五、燃油、燃气锅炉炉膛的设计 1、燃油、燃气锅炉炉膛结构与煤粉炉基本上相同。只是由于 油和天然气是无灰燃料，因而炉膛内不需出渣，炉底也不需 要排渣口，因此，燃油、燃气锅炉炉膛均采用水平或微倾斜 的封闭炉底。为了提高炉内温度，可在炉底管上覆盖耐火材 料保温。2、燃烧器在炉膛内的布置方式也与煤粉炉一样，通常有前墙 布置、前后墙对冲或交错布置、四角布置等形式。前墙布 置：此时注意火焰长度不允许超过炉膛深度，因此，一般采 用旋流配风器。其优点是燃料和风管道易于布置，操作维护 方便，因而得到普遍采用，特别是中、小型燃油锅炉中多采 用这种布置；前后墙对冲或交错布置：可在炉膛内产生较 大的扰动，火焰充满度好，沿炉膛深度的热负荷也比较均匀 。此种布置采用直流式燃烧器比旋流式燃烧器为佳；四角布置一般采用直流式配风器。气流扰动 好，后期混合强烈，各个火焰又能互相点火， 因此燃烧稳定而且完全，火焰充满度好，炉膛 热负荷也比较均匀，但是这种布置方式燃料和 风道比较复杂。 3、燃油、燃气锅炉比其它燃烧设备更适合采用 微正压锅炉和低氧燃烧。因此，要求锅炉的炉 墙有很高的密封性。 六、油、气燃烧器 1、油燃烧器及其分类油燃烧器主要包括油喷嘴和配风器两大部分。旋流式机械雾化油燃烧器，燃料油通过进油管经油喷嘴的分 流片、雾化器、旋流器将燃油雾化成细油滴喷入炉膛内进行 燃烧。燃烧所需要空气通过配风器送入炉内。配风器将空气 分为两股供入，一股由中心通过出口处的稳焰器进入炉内， 另一股空气则从四周进入炉内。中心空气经过稳焰器后产生 旋转运动，使气流中心产生一个回流区，这个回流区对稳定 着火有很大的作用。从四周进入炉内的另一股空气，其中一 部分也要经过一个叶轮，使气流产生旋转。以上两股空气的 调节通过圆形调节风门实现的。直流式机械雾化燃烧器，燃料油通过进油管经油喷嘴的分流 片、雾化器、旋流器将燃油雾化成细油滴喷入炉膛内进行燃 烧。 燃烧所需要空气由鼓风机直接送入，一部分空气经 稳焰器的小孔喷入，另一部分空气通过稳焰器和风 口之间的环形通道喷入。有时，为了使部分空气产 生旋转，在稳焰器上开一些切向槽，这部分空气经 切向槽后旋转运动形成中心局部回流区，以强化和 稳定燃烧。燃烧所需空气量的调节是通过风机入口 的调节风门来实现的。为使燃料油能充分燃烧，必 须提高燃料油的雾化质量，并应使油雾和空气充分 混合，形成良好的燃烧空气动力场，实现高效、稳 定燃烧，这就是油燃烧器的主要作用和功能。因此, 雾化质量和混合工况是影响油燃烧的主要因素。 机械雾化喷嘴转杯式燃烧器Y型喷嘴按喷嘴形式分类有： 机械雾化喷嘴：压力雾化：简单压力式、回油式、柱塞式转杯式气流雾化喷嘴： 高压雾化低压空气雾化联合雾化喷嘴：蒸汽机械雾化蒸汽低压空气雾化空气机械雾化 配风器可分为旋流式和直流式。 2、燃气燃烧器 按燃烧方式分类：扩散式燃烧器、大气式燃烧器、完全 预混式燃烧器 按空气的供给方式分类：引射式燃烧器、自然供风式燃烧器 、鼓风式燃烧器按燃气压力分类：低压燃烧器、高压燃烧器