锅炉生产能力

锅炉的原理及机制

锅炉是利用燃料或其他能源的热能，把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。锅炉包括锅和炉两大部分，锅的原义是指在火上加热的盛水容器，炉是指燃烧燃料的场所。

锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为生产和生活提供所需要的热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，又叫蒸汽发生器，常简称为锅炉，是蒸汽动力装置的重要组成部分，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。

锅炉分为“锅”和"炉“两部分组成。带水冷璧的锅筒式锅炉，锅筒内左右分区安排两个回程的烟火管，在锅筒前部的前烟箱折返。锅筒和下连箱之间，有下降管和水冷璧管，构成燃烧室的框架。锅筒上部有汽水分离器，以减少水蒸气带出的水。锅体受热面是锅筒的下部，水冷璧管和烟火管锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分，称为锅炉本体。锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。工业锅炉一般蒸发量都比较小，都在40以下，以10-35左右居多，而且工业锅炉的用途也和电站的锅炉不一样，工业锅炉主要产的蒸汽和热水要求指标也不是很高，一般用途为一些工业蒸汽所用，例如加热炉蒸汽密封，蒸汽热水供暖等用处，工业锅炉形式很多，但大多数以链条炉居多，因为链条炉技术成熟，结构简单可靠，也实现了自动化，等因素，受到大多数锅炉用户的青睐。链条炉的结构有 链条炉排，煤闸门，老鹰铁，炉膛，放渣管，水冷壁，上下集箱，过热器（蒸汽锅炉有），对流管束，上下集箱（又名汽包），省煤器，空预器，以及相应的辅助系统及泵和风机，还有仪表等装置。其结构特点是前后水冷壁形成多种炉拱，作用是促进点火和燃烧，使燃烧更完全。炉排有风仓，可以根据所燃烧的煤种具体分配风仓配风量。

电厂锅炉主要有煤粉炉和循环流化床锅炉为主，其蒸发量大，效率高，结构也和链条炉不同，煤粉炉和循环流化床锅炉结构相似，但是原理不同，煤粉炉和循环流化床锅炉都用有风孔的床底，一次风由床底鼓入，二次风携带煤粉带入炉内形成混合燃烧，燃尽后经旋风分离器分离出未燃烧完全的煤粉进行再次燃烧，而流化床锅炉使煤粉形成流化形式，比煤粉炉燃烧效果更好，燃烧充分，也实现了低温燃烧，减少了氮氧化物的排放。

具体区别你可以看下两者的图纸，就一目了然了。锅炉是一种蒸气设备，将水倒入炉中，用火加热，水变成气体，推动机器。你说的锅炉是工业用的还是电力行业专用的，还有就是小的烧开水用的。其原理都是将燃料的化学能转化为热能，用热能来加热锅炉内的介质，使其升温升压。当然，一般工业用的锅炉比较简单。电力行业中的锅炉在形体上是比较大的，而且其运行细节比较复杂，整个系统的保护较多。你可以查看相关的国家规定和书籍！YGL-MA系列有机热载体炉技术性能表

YGL60MA

5万大卡 YGL120MA

10万大卡 YGL230MA

20万大卡 YGL350MA

30万大卡 YGL470MA

40万大卡 YGL700MA

60万大卡 YGL9300MA

80万大卡 YGL1200MA

100万大卡 YGL1400MA

120万大卡 YGL1870MA

160万大卡 YGL2300MA

200万大卡 YLL3500MA

300万大卡 YLL7000MA

700万大卡

供热能量KW 60 120 230 350 470 700 930 1200 1400 1870 2300

3500 7000

使用温度℃ ≤350

操作压力MPa ≤0.8

适用煤种 I Ⅱ类煤 Ⅱ Ⅲ类煤

燃料耗量Kg/h 13.7 27 54 81 108 162 216 270 324 0 540 810 1620

热效率% ≥65 ≥73 ≥81.5

循环方式 强制循环注入式

循环流量M3/h 4.7 9.3 18.5 22.5 30 46 60 75 90 144 150 225 450

知 手烧 直

径 1056 1418 1508 1930 1830 2020 2230 2230 2230 2430 2780 0 0

高 2223 2590 3040 3389 3335 3510 4250 4470 4702 5486 7400 0 0

烧 长 0 0 0 0 0 4300 4300 4750 4750 5086 5250 5250 8350

宽 0 0 0 0 0 1728 1780 1950 2010 1426 2320 3072 3870

高 0 0 0 0 0 5120 5195 6636 6970 6472 8172 9405 9405火电厂的种类很多，但就其能量转换的角度来分析，其基本过程都是相同的，即燃料的化学能转换成热能（在锅炉设备中实现），热能转换成机械能（在汽轮机过程中实现），再由机械能转化成电能（在发电机中实现）。

锅炉的任务是使燃料通过燃烧将化学能转变为热能，并以此热能回热水，使其成为一定数量和质量（压力和温度）的蒸汽。

将一定数量的燃料和相应数量的空气送入炉内燃烧，燃烧所发出的热量，通过锅炉受热面（即换热表面）传递给水，使水在定压下汽化而形成一定压力和温度的水蒸汽，这就是锅炉的生产过程。简单的说，锅炉的主要工作就是燃料的燃烧、热量的传递、水的汽化和蒸汽的过热。

由炉膛、烟道、汽水系统以及炉墙和构架等部分组成的整体，称为锅炉本体，除锅炉本体以外，还有供给空气的送风机、一次风机，排除烟气的引风机，制粉系统，给水设备和除尘除灰设备等一系列辅助设备。

锅炉的一些基本生产工艺（技术参数）

64MW热水锅炉控制方案

集中供热作为城市基础建设工程之一，其需求量越来越大，特别是在我国华北、东北和西北地区，中大容量的热水锅炉有着广阔的市场。此外，在我国北方地区，煤炭作为主要的采暖能源，其引发的环境问题日趋严重，尤其是采暖用小锅炉能耗高、污染重。使用大型热水锅炉，可以大大提高燃烧效率。

一、热水锅炉的流程画面如下：

二、64MW热水锅炉的检测分为以下几个部分：

2、1温度检测部分包括：

系统回水温度、系统供水温度、系统补水温度、室外温度、锅炉进水温度（左右各一）、锅炉出水温度、空气预热器出口风温（左右各一）、空气预热器进口烟温、炉膛出口烟温（左右各一）、省煤器前烟温（左右各一）、省煤器后烟温（左右各一）、空气预热器出口烟温（左右各一）、除尘器出口烟温。

2、2压力检测部分包括：

系统回水压力、系统供水压力、系统补水压力、循环水泵压力、锅炉进水压力（左右各一）、锅炉出水压力、鼓风机出口风压、省煤器后水压、空气预热器出口风压（左右各一）、炉膛出口压力（左右各一）、空气预热器出口烟气压力、空气预热器进口烟气压力。

2、3流量检测部分包括：

系统回水流量、系统供水流量、系统补水流量、锅炉出水流量、鼓风机出口流量

2、4液位检测部分包括：

补水水箱水位，除尘器水位

2、5其它检测部分包括：

烟气含氧量、炉排转速、鼓风机转速及电流、引风机转速及电流、循环泵转速及电流、补水泵转速及电流、各种相关设备启停状态指示。

三、64MW热水锅炉控制方案

3、1概述

链条式锅炉是应用最为广泛、应用历史较长的一种锅炉。虽然有众多的科研及工程技术人员致力于链条式锅炉控制技术的研究和实践工作，但是，目前国内该行业的自动化技术应用的普及率较低，自动化程度也较低，其原因是多方面的。

锅炉的燃烧系统是一个多参数对象、多扰动，各参数交叉影响的系统。链条式锅炉存在较大的不确定性、复杂性、不稳定性，以及较大的容量滞后和较长的滞后时间。因此，采用常规的PID调节很难达到控制要求，甚至无法投入自动运行。分析现有许多锅炉自动控制系统和热水锅炉的运行情况，确实存在以下控制难点：

3、1、1链条式热水锅炉从给煤量的变化到其燃烧产生的热量，并使锅炉出口水温度发生变化需要较长的时间，即锅炉出口水温度纯滞后时间长、容量滞后大，用简单的PID控制很难获得理想的效果。

3、1、2煤质的变化，造成风-煤比的改变，采用一般的定值控制系统无法使系统始终运行在最佳或次最佳的燃烧状态。

3、1、3燃烧过程机理复杂，影响燃烧工况的因素较多，对象变化较大，很难准确地建立单一的控制模型。

3、2 64MW热水锅炉控制方案

针对上述情况我们提出以下控制方案

3、 2、1热水锅炉燃烧系统调节如下图所示：

锅炉燃烧系统调节的主要任务是保证水温的稳定，同时保证锅炉的安全运行。除此之外，关键在于如何保证经济燃烧，这也是热水锅炉节能降耗的关键所在，众所周知，经济燃烧问题，实质上就是进煤量和进风量的配比问题，如果能保证适当的风-煤比，就可以实现最高的燃烧效率，实现经济燃烧。如果空气量不足造成不完全燃烧，产生CO，这种情况除污染环境外还造成严重的热能损失；反之，当空气量过多时，一方面使炉膛温度低，另一方面也是最重要的是使烟气换热损失增加。由于现阶段的检测手段和检测设备尚不能方便地测得精确的进煤量和进风量，给整个风-煤比的自动控制造成一定的难度，但进煤量与炉排转速、煤层厚度存在着一一对应的函数关系，而进风量同样与鼓风机的转速存在同样的关系，这可以巧妙地避开这一难题。使风-煤比在整个运行过程中始终保持在最佳或次最佳状态，还存在另一个难题，由于煤质的变化同样会造成风-煤比比值的漂移，那么一个定值控制系统是无法适应煤质变化这一干扰的，所以在这里我们加入了自寻优控制方案，初次投运时，可根据经验和摸索初步设定调风-煤比的给定值，系统投入自动并稳定后，定时启动自寻优功能，根据炉膛温度的变化和烟气含氧量的变化自动微调风-煤比至最佳或次最佳，达到经济燃烧。

3、2、2根据所需热量调节锅炉燃烧系统

上面的锅炉燃烧是在环境温度没有变化的理想状态下的调节，它所克服的干扰仅是风量的变化、煤质的变化，风的温度的变化及锅炉负荷小的变化。但是，我们的热水锅炉是用来冬季供热的，因此在整个冬季室外环境温度是差别是很大的。有的年份初冷期与深冷期的室外环境温度差可达到20℃。甚至一天24小时的温差也可达到10℃左右。这样就提出了锅炉必须按不同的环境温度提供不同的热量，同时在一天24小时根据不同的时间段提供相应的热量。锅炉供水热量公式为：

Q=K×F×(T供-T回)

Q：热量F：出水流量K：系数

当锅炉回水温度变化被控制在很小时，我们如果改变锅炉供水温度，即使锅炉出口水温度随着室外环境温度的不同作相应调整变化，就可使热量达到所需热量。但人为的随意改动锅炉出口水温度的设定值，不仅缺乏依据和实时性，而且也会给系统带入较大的人为干扰，也不利于节能降耗。

根据实际情况，结合本地历年冬季室外环境温度数据和经验，我们可以制定出锅炉出口水温度随室外温度变化的曲线，使DCS自控系统根据室外温度的变化自动调整锅炉出口水温度的给定值，即做到了实时调整，又避免了人为修改给定值给系统带来的较大扰动，同时节约能源。另外，考虑到在冬季初冷期和深冷期，白天和晚上所需的的热量（负荷）不同，因此，我们考虑，可使DCS自控系统自动跟踪室外温度变化24小时时间变化来自动来自动无扰改变锅炉出口水温度的给定值，至使锅炉提供出的热量与所需热量保持一致其具体的控制方法如下：

将出水温度的设定值和室外温度及热量（负荷）的变化联系起来，以出水温度为调节信号，构成回路调节，调节输出控制炉排转速和鼓风风量，即改变燃煤量和风煤比，使锅炉燃烧参数随之改变，以达到出水温度和设定值的一致。

设定值随室外温度变化规律

室外温度℃ -30 -20 -10 -5 0 5 10 20 30

设定值（SP0） 40 25 10 5 0 -2.5 -5 -10 15

设定值在一天当中随负荷的变化规律（8段分时控制曲线）

3、2、3炉膛压力调节如下图所示：

炉膛负压一般通过控制引风量来保持在一定范围内，但对锅炉负荷变化较大时，采用单回路控制系统就比较难于保持，因为负荷变化后，炉排及鼓风调节控制燃烧量和鼓风量与负荷变化相适应，由于鼓风量变化时，引风量只有在炉膛负压产生偏差，才由引风调节控制去调节，这样引风量的变化落后于鼓风量，必然造成炉膛负压的较大波动。为此，我们设计了炉膛负压前馈-反馈控制系统，用鼓风调节输出作为前馈信号，这样可使引风量随着鼓风量的变化提前作相应的调整，使炉膛负压始终保持在一定负压上，维持整个燃烧系统的稳定性。

3、2、4定压调节

补水泵和循环水泵控制是保证正常、稳定供热的重要环节，补水泵和循环水泵控制均采用定值调节。根据定压点的压力，通过变频器调节补水泵转速，及时补充水量，防止系统缺水，保证系统安全运行。通过循环水泵调节，保持系统供回水压力稳定，为系统正常供热提供保障。

3、2、5锅炉汽水水位调节

本控制系统将采用三冲量锅炉汽包水位调节，其原理框图如下所示：

锅炉汽包水位通过差压变送器检测并输送到计算机，汽包水位实际值（PV）与汽包水位给定值（SP）进行比较，如有偏差，计算机将通过PID运算并将给水流量作为副回路构成串级调节，输出一个调节值（MV）以消除偏差，为了克服假液位对调节的影响，我们还将引入另外一个冲量-蒸汽流量，当蒸汽流量增加时，蒸汽流量计就将其送入计算机，以消除虚假液位的影响，提高了汽包水位的调节品质，增加锅炉运行的安全性。

4、64MW热水锅炉的报警及联锁功能

4、1锅炉安全运行报警参数

锅炉出水压力上下限报警；

锅炉出水温度上下限报警；

炉膛温度上限报警；

系统回水压力上下限报警；

系统供水压力上下限报警；

系统供水温度上下限报警；

炉膛负压上下限报警；

补水水箱水位上下限报警；

锅炉供水流量下限报警；

4．2锅炉控制联锁功能

供水温度过高报警、超高联锁停炉；

供水压力过低报警、超低联锁停炉；

锅炉出水流量过低报警、超低联锁；

回水压力过低报警。

当联锁停炉时，DCS系统应按先停给料系统、鼓风机、后停引风机的顺序停炉。64MW热水锅炉控制方案

集中供热作为城市基础建设工程之一，其需求量越来越大，特别是在我国华北、东北和西北地区，中大容量的热水锅炉有着广阔的市场。此外，在我国北方地区，煤炭作为主要的采暖能源，其引发的环境问题日趋严重，尤其是采暖用小锅炉能耗高、污染重。使用大型热水锅炉，可以大大提高燃烧效率。

一、热水锅炉的流程画面如下：

二、64MW热水锅炉的检测分为以下几个部分：

2、1温度检测部分包括：

系统回水温度、系统供水温度、系统补水温度、室外温度、锅炉进水温度（左右各一）、锅炉出水温度、空气预热器出口风温（左右各一）、空气预热器进口烟温、炉膛出口烟温（左右各一）、省煤器前烟温（左右各一）、省煤器后烟温（左右各一）、空气预热器出口烟温（左右各一）、除尘器出口烟温。

2、2压力检测部分包括：

系统回水压力、系统供水压力、系统补水压力、循环水泵压力、锅炉进水压力（左右各一）、锅炉出水压力、鼓风机出口风压、省煤器后水压、空气预热器出口风压（左右各一）、炉膛出口压力（左右各一）、空气预热器出口烟气压力、空气预热器进口烟气压力。

2、3流量检测部分包括：

系统回水流量、系统供水流量、系统补水流量、锅炉出水流量、鼓风机出口流量

2、4液位检测部分包括：

补水水箱水位，除尘器水位

2、5其它检测部分包括：

烟气含氧量、炉排转速、鼓风机转速及电流、引风机转速及电流、循环泵转速及电流、补水泵转速及电流、各种相关设备启停状态指示。

三、64MW热水锅炉控制方案

3、1概述

链条式锅炉是应用最为广泛、应用历史较长的一种锅炉。虽然有众多的科研及工程技术人员致力于链条式锅炉控制技术的研究和实践工作，但是，目前国内该行业的自动化技术应用的普及率较低，自动化程度也较低，其原因是多方面的。

锅炉的燃烧系统是一个多参数对象、多扰动，各参数交叉影响的系统。链条式锅炉存在较大的不确定性、复杂性、不稳定性，以及较大的容量滞后和较长的滞后时间。因此，采用常规的PID调节很难达到控制要求，甚至无法投入自动运行。分析现有许多锅炉自动控制系统和热水锅炉的运行情况，确实存在以下控制难点：

3、1、1链条式热水锅炉从给煤量的变化到其燃烧产生的热量，并使锅炉出口水温度发生变化需要较长的时间，即锅炉出口水温度纯滞后时间长、容量滞后大，用简单的PID控制很难获得理想的效果。

3、1、2煤质的变化，造成风-煤比的改变，采用一般的定值控制系统无法使系统始终运行在最佳或次最佳的燃烧状态。

3、1、3燃烧过程机理复杂，影响燃烧工况的因素较多，对象变化较大，很难准确地建立单一的控制模型。

3、2 64MW热水锅炉控制方案

针对上述情况我们提出以下控制方案

3、 2、1热水锅炉燃烧系统调节如下图所示：

锅炉燃烧系统调节的主要任务是保证水温的稳定，同时保证锅炉的安全运行。除此之外，关键在于如何保证经济燃烧，这也是热水锅炉节能降耗的关键所在，众所周知，经济燃烧问题，实质上就是进煤量和进风量的配比问题，如果能保证适当的风-煤比，就可以实现最高的燃烧效率，实现经济燃烧。如果空气量不足造成不完全燃烧，产生CO，这种情况除污染环境外还造成严重的热能损失；反之，当空气量过多时，一方面使炉膛温度低，另一方面也是最重要的是使烟气换热损失增加。由于现阶段的检测手段和检测设备尚不能方便地测得精确的进煤量和进风量，给整个风-煤比的自动控制造成一定的难度，但进煤量与炉排转速、煤层厚度存在着一一对应的函数关系，而进风量同样与鼓风机的转速存在同样的关系，这可以巧妙地避开这一难题。锅炉炉结构形式很多，且参数各不相同，用途不一，故到目前为止，我国还没有一个统一的分类规则。

一、锅炉参数

1、蒸汽锅炉参数：锅炉所产生的蒸汽数量、工作压力及蒸汽温度。

2、热水锅炉参数：锅炉的热功率、出水压力及供回水温度。

3、按锅炉的工作压力分类

低压锅炉：P≤2.5MPa；

中压锅炉：P=2.6∽5.9MPa；

高压锅炉：P=6.0∽13.9 MPa；

超高压锅炉：P≥14MPa。

4、按锅炉的蒸发量分类

（1）小型锅炉：D<20吨/小时；

（2）中型锅炉：D=20∽75吨/小时；

（3）大型锅炉：D>75吨/小时。

5、按锅炉用途分类

电站锅炉、工业锅炉和生活锅炉。

6、按锅炉出口介质分类

蒸汽锅炉，热水锅炉，汽、水两用锅炉。

7、按采用的燃料分类

燃煤锅炉、燃油锅炉和燃气锅炉。

二、锅炉分类

1、立式锅壳锅炉：目前主要应用的是立式直水管锅炉、立式弯水管锅炉和立式火管锅炉；

2、卧式锅壳锅炉：分卧式内燃锅壳式锅炉和卧式外燃锅壳式锅炉；

3、水管锅炉：常见的水管锅炉有双锅筒横直式水管、双锅筒纵置式水管锅炉和单锅筒纵置式水管锅炉，如我厂SZL系列产品。