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臥式蒸汽鍋爐特性描述

一、臥式燃油（氣）蒸汽鍋爐本體結構概述

（一） 三回程結構

W N S××－××－Q（Y）系列全自動燃油燃氣蒸汽鍋爐，均采用為鍋殼式三回程、全濕背結構。燃料在爐膽內微正壓燃燒，高溫煙氣沿爐膽向后經回燃室進入第一煙道管束，經壓迫式前煙箱轉折180°進入第二管束，經過對流換熱后排入大氣。

我們利用中心對稱的三回程結構的設計思想，設計容量較大的三回程蒸汽鍋爐。這種鍋爐最大的特點：所有的受壓元件與鍋筒中心對稱，鍋爐采用全濕背式結構，以極大的內筒和偏心火箱的結構，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煙室構成了前煙箱，此出煙煙溫已低于500℃。因此，前煙箱的結構采用輕形結構的耐火保溫材料。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。這種鍋爐的設計主要考慮了鍋爐檢修和穩定的原則。鍋爐回水進口內設置的混水裝置，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。避免了局部產生過冷沸騰的現象。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，已達到最佳的結構設計。蒸汽鍋爐也達到最大的汽化空間，加之后部加上隔板導致循環水流經回燃室的高溫表面，使之合理均勻傳熱.確保回燃室的管板安全運行。

（二） 波形爐膽（根據用戶的選擇）

本系列鍋爐采用波形爐膽，既強化了煙氣的擾動，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力；既增強傳熱效果，又促進為燃料在爐膛內的燃燒。

（三） 煙管與管板的焊接工藝

采用先預脹再全焊，然后再脹接的先進工藝，既防止了管間隙腐蝕，又增強了焊接強度。

（四） 對稱活動鉸接前、后煙門

開啟方便，便于檢修，清理。

本系列鍋爐結構緊湊，安裝運輸方便。出廠前經過熱態調試，不管在開機率還是在運行中都能穩定運行。本系列鍋爐配有進口補水泵和燃燒器，全自動程序控制，自動化程度高。可使鍋爐達到最佳的燃燒效果。

二、保護系統

●水位保護

蒸汽鍋爐配有二臺水泵，運行和備用。

鍋爐配套一至二只板式水位計，應經常相互比較，發現指示不一致的，須立即校正。水位計應每班進行沖洗，以確定其真實水位。同時還配有電極點水位平衡筒，可以準確的采集水位信號以發出報警或進行給水泵控制。

●壓力保護

a.蒸汽壓力保護

鍋爐壓力超過額定值時，需進行連鎖保護：方法是停爐，燃燒系統停止工作；也可改變火嘴，單段或雙段燃燒，亦可調節油量，從而降壓，確保鍋爐安全運行。

燃油(氣)蒸汽鍋爐壓力保護與水位一樣，采用多重保護:

① 壓力控制器

一般用二個壓力控制器，將壓力信號轉化為電氣信號的機電轉換裝置，它的功能將壓力高、低不同的信號輸給電氣開關，對外線路進行自動控制或連鎖保護。

常用壓力控制器及電接點壓力表，能使蒸汽壓力超壓報警，達到極限時切斷燃燒器；壓力控制器根據實際運行壓力調節單火或雙火燃燒；對于大型燃燒器，可根據壓力大小調節燃油量的大小，始終保持壓力穩定運行。

② 安全閥

安全閥是鍋爐保護中的最后一道防線，在鍋爐壓力超過極限時，根據安全閥設計所配的整定壓力，排汽泄壓，確保鍋爐正常運行。

●溫度保護

溫度保護是鍋爐安全運行過程中的重要程序，對于蒸汽鍋爐溫度的調節及保護尤為重要；同時在熱水鍋爐超溫時達到調節保護作用。鍋爐常用的溫度保護裝置為雙金屬溫度控制器

●熄火保護

防止爐膛爆炸事件的發生，燃油（氣）鍋爐必須設置熄火保護裝置，功能是監測爐膛內燃燒情況（包括點火，當點火失敗或燃燒中途熄滅時，一般在5秒內重新點火，1秒鐘內運行，關閉進油（氣）電磁閥，并接通和發出聲光報警信號，這時鼓風機繼續運轉，吹掃爐膛內殘余的可燃氣體，經過20～30秒鐘的吹掃后，自動切斷鼓風機及各種輔機電源，鍋爐停止運行。）由火焰監測器和控制裝置組成。火焰監測器的作用是將控制裝置發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，一種光電轉換元件，工作原理將光照輻射的強弱轉變成相應的強弱電流。并呈線性狀態輸出，有時感應電流弱，要通過放大，才能對控制器產生作用。

●停電自鎖保護

在突發電源中斷情況下，鍋爐運行立即停爐自鎖，若電流恢復通電，隨時啟動，必須復位解除自鎖，才能重新點火啟動。

三、鍋爐的自動控制系統

（一）給水自動控制

鍋爐的水位正常運行是主要指標之一。給水自動系統的給水流量應適應鍋爐的蒸發量，保持鍋爐水位在允許范圍達到平衡。根據鍋爐容量的大小及用戶要求。配置兩位式給水自動系統或連續給水系統。

a．兩位式給水系統

系統裝置結構簡單、運行可靠、維護方便.是小型燃油（氣）鍋爐常采用的自動給水方式，系統圖所示如下：

調節鍋爐系統流量水位（H2O）。用開、停水泵改變給水量，使水位始終保持在額定范圍內，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㎜，為了調節流量次數進水規律，避免因量大進水所至蒸汽鍋爐壓力較大波動。

b．連續給水自動控制系統

鍋爐蒸發量的提高，采用除氧器等設備后，保證蒸汽品質和除氧器的正常工作，要求連續給水自動控制系統采用電感式傳感器。它由浮球式傳感器、控制器、電動調節閥三部分組成的調節系統。工作原理是：浮球位移→電感信號→電量信號→控制器產生開、停、關三位開關信號，操作自動給水調節閥開啟，以保持給滿足水量負荷需求，使鍋爐水位保持在10～15mm范圍內，而水泵可連續不斷工作。

其原理如下圖：

（二）燃燒調節的自動控制

到二段燃燒。這樣循環來完成燃燒調節負荷運行。a、位式燃燒調節

調節方式是根據蒸汽壓力實行分段調節，分為兩段燃燒控制和三段燃燒控制。當鍋爐點火運行初始或鍋爐蒸汽壓力達到運行壓力值，立即停爐；恢復到下限工作值，先點燃一個噴嘴，一段燃燒，負荷設計為30%燃燒量。冷爐運行時，一段火燃燒，鍋爐啟動后則可切入到二段燃燒。當鍋爐燃燒達到滿負荷運行、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。壓力繼續上升達到上限工作壓力時自動停爐。燃燒負荷跟不上用汽負荷，壓力下降，達到二段燃燒切換壓力值時、切換

鍋爐運行達到上限工作壓力值時停爐，經過一段時間壓力下降，恢復壓力值時。又自動進入一段燃燒，恢復自動性能調節。三段燃燒調節方式依次為：一段→二段→三段→停爐→壓力下降→一段→二段→三段循環運行。其調節系統如下圖：

上述二段或三段燃燒運行原理的實現，主要靠壓力控制器、風門調節器及燃油電磁閥等基本元件來完成。關鍵是風門調節器，作用是：

①自動分配分段燃燒的風量；

②開啟分段燃燒打開電磁閥，供聯鎖保護，保證風門的開啟度始終與燃油噴入量同步，而風門與噴油量配比，鍋爐投入初始運行時，根據煙氣成份進行調節，初定后，長期運行不作改變。二段燃燒適應在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		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