no3-GEF高效工业锅炉技术性能概述

GEF高效工业锅炉技术性能概述

王 敦 恩

GEF中国高效工业锅炉项目办公室副主任 高级工程师

0 前言

工业锅炉是重要的热能动力设备,广泛应用于工厂动力、建筑采暖、民用生活、热电联产等领域,需求量很大。到1998年末,全国的在用工业锅炉总数达50.12万台,合125.69万蒸吨,七百家左右的锅炉制造厂的工业锅炉年生产量基本保持在3∽4万台,约合8∽10万蒸吨。 中国工业锅炉以燃煤为主,由于生产厂家多而分散,产品技术水平不高,运行水平和效率较低,污染物排放量大。当前工业锅炉排出的粉尘(TSP)约占全国总排放量的37%,SO2占全国总排放量的37%,CO2约占全国总排放量28%,直接影响到全球的温室效应,引起了全世界的关注。为改善这种状况,全球环境基金会(GEF)通过世界银行赠款3281万美元资助中国的GEF高效工业锅炉项目,支持创新设计和改进设计高效、清洁的燃煤工业锅炉产品。整个项目共分成九个子项,第1∽第6子项为引进国外先进技术对现有锅炉的改进项目,其中包括:快装水管锅炉,改进型水火管锅炉,组装水管锅炉,高硫煤炉,快、组装水管热水锅炉,前置炉膛水火管锅炉;第7∽第9子项为采用国外先进技术,新开发的燃煤工业锅炉项目,其中包括:热电联产抛煤机锅炉,大容量热水锅炉,循环流化床锅炉

本文将对这9个品种的工业锅炉的技术状况作一些粗浅的评述。

1 双锅筒纵置式链条炉排蒸汽锅炉

1.1 锅炉概述

本产品是在天山锅炉厂原SZL型基础上,引进徳国Babcock公司先进技术,并联合开发的高效、节能、低污染产品。锅炉为D型布置、负压运行、平衡通风、快装出厂、室内布置。锅炉以山东良庄Ⅱ类烟煤为设计燃料,并可适用其它多种煤种,燃烧设备为鳞片式链条炉排。本锅炉可广泛应用于各行各业生产工艺及部分采暖用汽场所。 1.2 示范锅炉规范及基本数据 锅炉额定蒸发量: 锅炉额定蒸汽压力： 锅炉出口蒸汽温度： 锅炉给水温度： 冷空气温度：

6 T/H

1.25 Mpa 139.4 ℃ 20 ℃ 20 ℃

27

锅炉设计热效率： 锅炉设计煤种： 设计煤种元素分析：

79.4 % 山东良庄Ⅱ类烟煤

Car=46.55%，Har=3.06%, Oar=6.11% Nar=0.86%，Sar=1.94%， Aar=32.48%

War=9.0%， Vdaf=38.5%，Qnet,v,ar =17693kJ/kg 燃料消耗量：

1170 kg/h 162.5 ℃ 5

％

锅炉排烟温度： 锅炉排污率： 锅炉辐射受热面积： 锅炉对流受热面积：

16.74 m2 124.98 m2 33.12 m2 8.48 m2 737 KW/m2 10.6×5.3×4.5m 8.4×3.4×3.5 m

省煤器受热面积 炉排有效面积 炉排热负荷 锅炉外形尺寸(长×宽×高) 最大运输尺寸(长×宽×高)

最大运输件重量 40 T 1.3 锅炉结构简介 (1) 锅炉本体:

本锅炉为纵置式双锅筒, D型布置,右侧为炉膛及燃尽室,左侧为二个廻程的对流管束。上锅筒Ф900×12,下锅筒Ф800×12,锅筒内设有表面排污及二级汽水分离装置。炉膛由二侧水冷壁及前后拱管组成,由4根Ф159集中下降管供水,形成水冷壁管中水的自然循环。 燃尽室在后拱管上方,与圆弧形的后棚管组成旋风燃尽室,利用高温烟气在室内旋转,延长烟气在室内停留时间,烟气中的可燃物二次燃尽,并利用离心力分离烟气中的灰粒,实现炉内除尘。流出旋口的烟气,垂直冲刷对流管束,管束由Ф51管子制成,第一廻程为错列布置,第二廻程为顺列布置。 (2) 燃烧设备

本锅炉燃烧设备是在Babcock公司的成熟经验基础上由天山锅炉厂设计的鳞片式链条炉排,炉排为后轴驱动,前、后轴距5900mm,炉排宽1590mm,煤层厚度调节范围为0∽160mm,炉排速度调节范围为2∽20m/h。炉排由机头、前轴、后轴、炉排片、炉排销、夹板、风室、风管等主要部件组成。

炉排采用单侧进风,共有6个风室,各个风室单独供风,并有各自的调节挡板调节,风室内漏煤采用抽拉式落灰装置,炉前出灰,炉后出渣。 (3) 其它部件

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本锅炉采用铸铁式省煤器,烟气分二个廻程,先下后上,给水自下进入,由上引出。 本锅炉按照“蒸汽锅炉安全技术监察规程”的要求配备了弹簧安全阀,水位表,压力表,温度计,排污阀等仪表阀门。

为了提高锅炉的燃烧效率和燃料及时着火,锅炉在后拱端部装了二次风风嘴。 锅炉炉墙采用轻型炉墙,炉墙前后拱采用TDK高温胶及耐火混凝土浇注而成,为了适应更广煤种燃烧、着火的需要,可以变动后拱浇注的长度,调整其遮盖度来实现。

锅炉整装出厂,外壁采用瓦楞板包覆。炉后及炉顶设置了平台扶梯,便于司炉人员的检修及阀门仪表的运行操作。 1.4 热工、环保试的主要评价

示范锅炉在天山锅炉厂试验锅炉房运行考核，经热工、环保试验证明:

 锅炉达到额定出力及额定参数。  蒸汽湿度∠评估指标(3%),合格。

 额定负荷及60%负荷下锅炉热效率均超过评估指标(78%及76%)。  排烟处过量空气系数及排烟温度均低于评估指标(1.5%及160℃)。  锅炉烟气污染物排放均低于评估指标（100mg/标m3）。  锅炉试验用煤为AⅢ,与设计煤种对比,煤中灰分偏小。  灰渣含碳量偏高。  风机噪声偏大。

2 新型水火管锅壳式锅炉

2.1 锅炉概述

本锅炉是由营口锅炉厂与南非JTA公司联合开发的，设计煤种为II类烟煤，采用从南非JTA公司引进的链条炉排为燃烧设备，电磁无级调速，炉内布置了较长的优化形炉拱，锅炉的燃料适应能力强。该锅炉快装出厂结构紧凑，抗地震能力强，该锅炉广泛用于各行业生产工艺及部分采暖用汽场所。 2.2 示范锅炉规范及基本数据 额定热功率：

6 T/h

1.2 Mpa 193.4 ℃ 20 ℃ 60 ℃ 80.62 % Ⅱ类烟煤 160.36 ℃

额定出水压力： 锅炉出口蒸汽温度： 冷空气温度： 锅炉给水温度： 设计热效率： 设计煤种： 锅炉排烟温度

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锅炉燃料消耗量 辐射受热面积： 对流受热面积： 省煤器受热面积： 炉排有效面积： 炉排热负荷： 金属总重量： 锅炉总重量： 锅炉外形尺寸： 2.3 锅炉结构简介

990 Kg/h 14.66 m2 92.21 m2 62.4 m2 7.43 m2 696.7 Kw/m2 24.5 T 43.5 T

6.686x3.068x4.274m(长×宽×高)

该锅炉最大的特点是采用炉前型煤装置。燃料由储煤场经炉前成型机及煤斗落到炉排上，进入炉膛燃烧后，火焰和烟气经过后拱上部燃尽之后进入两侧八字形烟道，至前烟箱，再经过螺纹烟管，省煤器，除尘器后由引风机排入烟囱。

锅炉给水经截止阀，止回阀进入省煤器，然后进入锅筒，热水自然循环于螺纹烟管，八字形烟道对流管束及炉膛中水冷壁等诸多受热面中，不断受热而蒸发成饱和蒸汽，汇集于锅筒顶部，经锅内均汽装置后送出。

该锅炉为纵置式单锅筒，炉膛左右两侧装有光管及膜式水冷壁，水冷壁下端设有防焦箱，并与设在两端的四根直径为159毫米集中下降管共同组成炉内自然循环回路。锅筒两侧布置的八字形烟道让高温烟气通过后冷却至800摄氏度以下，以防锅筒前管板上产生裂纹，该锅筒前管板采用低应力的拱形管板，锅筒内的螺纹烟管综合优化了烟管的传热，流阻，积灰，磨损，刚度及强度等因素，设计更合理，锅炉尾部的省煤器为高效，防积灰的流线型铸铁式省煤器。

轻型的链条炉排在引进南非JTA公司成熟的密封,调风,配风等先进技术的基础上设计制造。供风系统采用炉前进风的统仓风室；在炉排前部预热处采用了盲板，炉排的纵向采用两块活动挡板，三块固定挡板来调风。在炉排进风口配置了三块固定导流板来保证炉排横向的布风均匀，特殊的侧密封最大限度地减少结渣及防止烧坏，小型的炉排片使炉排的布风更均匀。炉排采用电磁无级调速，便于实现燃烧的遥控及自控。 2.4 热工、环保试验的主要评价

示范锅炉在营口锅炉厂自备锅炉房运行考核，经热工、环保试验证明:

 锅炉达到额定出力及额定参数。  蒸汽湿度∠评估指标(3%),合格。

 额定负荷及60%负荷下锅炉热效率均超过评估指标(78%及76%)。  灰渣含碳量低于预计值(8%)。

 由于省煤器漏风大,排烟温度偏低,排烟处过量空气系数偏大（评估值为160℃及

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1.5）。

 锅炉烟气污染物排放均低于评估指标（100mg/标m3）。  风机噪声偏大,有待消音。

3 单横锅筒链条炉排自然循环水管锅炉

3.1 锅炉概述

该产品由上海四方锅炉厂引进丹麦VOLUND公司技术设计制造的角管式锅炉。设计煤种为II类烟煤，炉膛及对流受热面采用自支承结构，锅炉房双层布置。锅炉为组装式，本体部分分片组装出厂。锅炉高效节能，可广泛应用于各行各业生产工艺及部分采暖用场所。 3.2 示范锅炉规范及基本数据 锅炉额定蒸发量： 锅炉额定蒸汽压力： 锅炉出水口蒸汽温度： 额定进水温度： 冷空气温度： 设计热效率： 设计煤种： 设计煤种元素分析：

Cy=50.37%，Hy=3.06%, Oy=6.15% Ny=0.75%，Sy=0.2%，Ay=32% Wy=7.47%， Vr>25%，Qdwy =20.1MJ/kg

燃料消耗量： 锅炉排烟温度： 辐射受热面积： 对流受热面积：

1384.5 Kg/h 165.1 ℃ 10 T/H 1.25 Mpa 193.4 ℃ 105 ℃ 30 ℃ 84.09 % Ⅱ类烟煤

77.4 m2 213

m2

省煤器受热面积： 炉排有效面积： 炉排热负荷： 金属总重量：

234 m2 12 m2 767.86 Kw/m2 88 T

锅炉外形尺寸：(长×宽×高) 11.4×6.35×8.6 m 3.3 锅炉结构简介 (1) 锅筒及锅内装置：

该锅炉在炉前横向布置单个不受热的锅筒，经过加热的汽水混合物由锅筒后部正常水位中心处引入锅筒，在锅筒内前后部用隔板分开，从而迫使汽水混合物向锅筒两端流动，在封

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头处再折180°回锅筒前部中段，在锅筒前部中段顶上布置有均气孔板作为汽水二次分离装置，以保证蒸汽品质。 （2）炉膛及对流烟道：

该锅炉四周及中间隔墙均采用模式水冷壁的全密封结构。本锅炉为开式炉膛结构，没有后拱，在炉膛前壁下部筑有耐火混凝土前拱作为着火拱，在炉膛两侧壁下部敷有卫燃带。燃烧后产生的高温烟气通过凝渣管从炉顶180°折向对流烟道，在烟道内布置有两组旗式对流受热面。炉膛、烟道的四角均设有下降管，与上、下集箱构成框架，锅炉所有上集箱及两侧集箱均采用钢管制成。这部分的受热面分成左壁、右壁、前壁、炉膛后壁、烟道后壁五个组件出厂。 （3）省煤器：

经过横向冲刷旗式受热面的烟气，从烟道底部向后自下而上流经省煤器。省煤器共有两组，一组为钢管式省煤器，另一组为铸铁式省煤器。布置在高温段的钢管式省煤器，由螺旋鰭片管组成，错列布置，烟气自上而下，管内给水也是自下而上，形成逆流。布置在低温段的铸铁省煤器管内给水自上而下，形成顺流布置，给水先通过铸铁省煤器，然后再经过钢管式省煤器送入锅管。 （4）锅炉支承：

本锅炉为框架结构，锅炉本体通过焊接在左右侧壁下集箱上的四个支承点，支在锅炉本体支承上，其中右前支承为固定点，其他支承点可以自用膨胀，整台锅炉容许向上膨胀。省煤器部分支承在单独的尾部钢架上。 （5）炉墙保温：

该锅炉为膜式水冷壁结构，水冷管外壁温度低，壁外只需敷设轻型保温材料即可达到锅炉保温设计要求。轻型保温材料焊在膜式壁鳍片上的圆钢和钢丝网固定在膜式壁外侧，在保温材料外面包覆瓦楞板，锅炉外表美观、整洁。 （6）链条炉排：

锅炉所配链条炉排为引进丹麦Volund公司的L型鳞片式炉排，燃煤通过分层煤斗，大颗粒在下，小颗粒在上，分层进入炉内炉排面上燃烧，燃尽后的灰渣经挡渣器进入渣斗。燃烧所需一次空气从炉排下的大风仓,通过布置在风仓与炉排面之间的若干组小风门进入炉膛，调风机构沿炉排长度方向布置四组，每组调风机构控制18扇小风门，从而满足煤在燃烧过程中对空气量的不同需求。炉排前轴驱动。为了提高煤中可燃物在炉内的燃尽度，分别在炉膛前壁和炉膛后壁设置了八只二次风咀。二次风风量占总风量的确9-10%。 3.4 热工、环保试验的主要评价

示范锅炉在乌鲁木齐铁路局机务段锅炉房运行考核，经热工,环保试验证明:

 锅炉达到额定出力及额定参数。蒸汽湿度∠评估指标(3%),合格。  额定负荷及60%负荷下锅炉热效率均超过评估指标(80%及78%)。

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 排烟过量空气系数、排烟温度,均低于评估指标(1.5、160℃)。  原始排烟浓度低于评估指标(2000mg/标m3)。

 烟气黑度、SO2排放及噪声均低于评估指标（＜1，1000 mg/标m3 ）。  用户未按设计指定的除尘器配套,造成锅炉烟尘排放浓度超标,有待改进。  灰渣含碳量高于预计值(8%),有待改进。

4 高低双级流化床锅炉

4.1 锅炉概述

该锅炉由江联公司江西锅炉厂引进德国Bay 公司专利技术设计制造的。高低床不同的流化速度,形成床内物料内循环，使其不但保持了循环流化床所具有的燃烧效率高，脱硫及其它污染排放效果好的优点，而且结构比外循环流化床锅炉简单可靠。本锅炉以Ⅱ类烟煤为设计煤种，燃料适用范围广泛。在中小容量锅炉，特别是燃用高硫煤的用户中，具有广泛的应用前景。

本锅炉炉膛采用全膜式壁、单锅筒、全悬吊、背靠背式结构，过热器为转弯烟道包墙膜式壁，尾部竖井外设有轻型护板，护板悬吊在包墙管下集箱上，省煤器由螺旋翅片管组成，通过支承梁支于护板上。

本锅炉适用于室内双层布置，钢结构按七度地震烈度设防。 4.2 示范锅炉规范及外形尺寸

锅炉额定蒸发量 15 T/H 锅炉额定蒸汽压力 2.4 Mpa 锅炉额定蒸汽温度 240 ℃ 锅炉给水温度 105 ℃ 冷空气温度 30 ℃ 锅炉排污率 2 % 锅炉设计燃料 Ⅱ类烟煤 （1）锅筒及其内部装置：

锅筒用4根吊杆悬吊于顶板上。锅筒内装有8只旋风分离器，二次汽水分离为钢丝网分离器，大口径下降管入口端装有栅格，锅内装有连续排污及加药管路。 （2）水冷系统

水冷系统由下降管、膜式水冷壁、汽水引出管、埋管四大部分组成，膜式水冷壁的下部弯制成高低床布风系统的床面，其上装有开孔率不同的风帽。

四面膜式水冷壁组成炉膛，前膜式壁由主循环路及辅助回路组成，二回路又各自分成左右两个的循环回路，左右侧水冷壁均分为三个循环回路，后膜式壁为一个循环回路。 （3）过热器

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饱和蒸汽由2根导汽管从锅筒引至后包墙管上集箱，流经后包墙膜式壁管后进入后墙环形下集箱，蒸汽经两侧直角弯头进入侧包墙管下集箱，再流经侧包墙膜式壁后直接引入面式减温器。减温后的额定汽温下的蒸汽进入集汽集箱送出。 （4）省煤器

省煤器由钢制螺旋翅片管与180°弯头组拼而成，共布置三组。省煤器管子通过管夹支承在横向托梁上，托梁架在二侧框架护板上，而框架式护板吊在包墙管过热器下集箱上，并随锅炉整体一起往下膨胀。 （5）给料系统

炉前装有三台正压螺旋给料机，左右侧供煤，中间供石灰石，三台给料机的出口均与膜式壁固定，随膜式壁一起往下膨胀。三台给料机的转速由变频调速电机无级调速，左右两台给料机的转向相反，以抵消转动部件扭矩的影响。 （6）布风系统

本锅炉采用分级燃烧技术，沿炉深方向分为安有布风板的三个床，依次为低风速高床（称为前低速床）、高风速低床（称为高速床）、低风速高床（称为后低速床），煤和石灰石给入高速床。各床布风板上均装有不同的圆柱形耐热钢风帽，床面的宽度相同。正常运行时高速床风量占风量的50%左右，前后低速床风量占总风量的45%左右，二次风占总风量的5%左右。

锅炉点火为热风点火，床下装有一套燃油点火装置，启动时产生的高温烟气与高压风混合至800°C左右。从高速床风室进入布风板，加热料层。 4.4 热工、环保试验的主要评价

示范锅炉在广东东莞可耐弗公司锅炉房运行考核，经热工、环保试验证明:  锅炉达到额定出力及额定参数。  过热蒸汽品质符合标准要求。

 额定负荷及60%负荷下锅炉热效率均超过评估指标(82%及80%)。  排烟温度及过量空气系数均低于评估指标(160℃及1.4)。

 锅炉烟尘排放浓度,黑度,SO2及锅炉噪声均低于评估值（＜1，1000 mg/标m3 ）。  灰渣含碳量达到预计值(2%)。

 锅炉在加石灰石后,原始排尘浓度超过评估指标,有待研究。

5 角管式热水锅炉

5.1 锅炉概述

该锅炉由常州锅炉厂引进丹麦先进技术设计制造。锅炉为角管式、本体部分自支持结构，锅炉房可以单层布置。热水循环为以水泵为动力的强制循环，燃烧设备为无级调速的Eco型链条炉排。锅炉的设计燃料为Ⅱ类烟煤，调整炉膛内的水冷可调炉拱后，可适用其它煤种，

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其煤种适用范围非常广泛。该锅炉分组件出厂，用户安装后，广泛应用于热水采暖系统。 5.2 示范锅炉规范及基本数据

额定热功率： 额定出水压力： 额定出水温度： 额定进水温度： 设计热效率： 燃料消耗量： 设计煤种： 设计煤种元素分析：

Cy=46.75%，Hy=3.2%, Oy=8.45% Ny=0.65%，Sy=0.73%，Ay=34.62% Wy=5.6%， Vr=22%，Qdwy =18145kJ/kg 辐射受热面积： 对流受热面积： 省煤器受热面积： 炉排有效面积： 炉排热负荷： 金属总重量： 炉排组件重量： 锅水总容积：

82.8 m2 147 m2 179 m2 13.2 m2 601.8 Kw/m2 68.5 T 21 T ∽ 8.5 m3

7.0 MW 1.0 Mpa 95 ℃ 70 ℃ 87.24 % 1576 Kg/h Ⅱ类烟煤

锅炉外形尺寸：(长×宽×高) 11.4×6.35×8.6 m 炉排运输尺寸：(长×宽×高) 6.8×3.3×2 m 5.3 锅炉结构简介 （1）锅炉受热面:

锅炉受热面由炉膛辐射受热面，两组旗式对流受热面及两组蛇形管省煤器组成，锅炉四角布置4根下降管，同时也作为锅炉本体的支撑。四支撑与基础的连接为一点固定，三点活动，以便锅炉膨胀。炉膛由前墙，中间隔墙及对称布置的两侧水冷壁组成，均系膜式壁。前墙水冷壁，下部折弯成40°水平倾角的前拱。中间隔墙水冷壁下部折弯成20°水平倾角的后拱。中间隔墙水冷壁与后墙水冷壁及两侧水冷壁后部组成对流管束的竖井烟道。省煤器重量通过两根空心樑传递到四根立柱上，空心樑支腿与立柱的连接为一点固定，三点活动，便于膨胀。

（2）燃烧系统

加煤斗布置在炉前，通过蜗轮蜗杆机构调节煤闸门开度，以调整煤层厚度。链条炉排

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采用引进技术的Eco炉排装置，前轴为从动轴，后轴为主动轴，通过移动前轴可调节链条拉紧程度。炉排与煤斗整装出厂。采用不漏煤炉排片，类似鱼鳞状排列。炉排的通风截面比约6%。炉排与本体受热面采用接触式密封结构。炉排配有行星齿轮减速箱，采用无级调速以调节锅炉进煤速度。炉排下部沿纵向设有6个风室，一次风从炉排两侧风箱进入风室，风室内设有清灰装置，以定期排出炉排漏煤。锅炉前墙设置二次风喷嘴。炉膛内除设置前、后拱外，还在炉膛中部设有水冷可调拱，调整可调拱的角度可适应燃烧不同煤种。可调拱的冷却水用单独的循环泵循环。

5.4 热工、环保试验的主要评价：

示范在本厂运行考核，经热工、环保试验证明:

 锅炉达到额定出力及额定参数。

 额定负荷及60%负荷下锅炉热效率均超过评估指标(80%及78%)。  排烟过量空气系数、排烟温度均低于评估指标(1.5、160℃)。

 原始排烟浓度和锅炉烟尘排放均低于评估指标(2000mg/Nm3 ,100mg/Nm3)。  烟气黑度SO2排放及噪声均低于评估指标（＜1，1000 mg/标m3 ）。  灰渣含碳量高于预计值(8%),有待改进。

6 前置炉膛水火管蒸汽锅炉

6.1 锅炉概述

该锅炉由郑州锅炉厂和德国BAY公司联合设计。采用前置炉膛，纵置式单锅筒。燃烧装置为整套引进德国B&W公司鳞片式链条炉排技术，燃烧系统自动控制。设计燃料为Ⅱ类烟煤，炉膛前置，四周布置水冷壁管，炉膛出口连接锅筒，内部设有炉胆、烟管组成的三回程受热面，尾部为铸铁式省煤器。锅炉分上、下、后三大部分组装后出厂，锅炉房可单层布置。锅炉适用于七级地震区，可广泛应用在各行业的生产工艺及采暖等用汽场所。 6.2 示范锅炉规范及基本数据

锅炉额定蒸发量 10 T/H 锅炉额定蒸汽压力 1.25 Mpa 锅炉额定蒸汽温度 194 ℃ 锅炉给水温度 30 ℃ 冷空气温度 20 ℃ 锅炉设计热效率 82.94 % 锅炉排烟温度 157 ℃ 蒸汽湿度 ≤3 % 锅炉设计煤种： 河北峰峰Ⅱ类烟煤 设计煤种元素分系：

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Car =46.18%, Har =2.76%, Oar =4.85% Nar =0.75%, Sar =0.2%, Aar =39.19%

War =6.07%, Vaf =25.63%, Qnet.v.ar =18862KJ/kg T1 =1350℃ t2 =1380℃ t3 =1460℃ 锅炉燃料消耗量：

1697 kg/h

幅射受热面积： .7 m2 对流受热面积： 220 m2 省煤器受热面积： 91.6 炉排有效面积： 11.86 炉膛容积:

39.5

m2 m2 m3

锅炉金属总重量： 最大运输件重量：

~80 T ~28 T

锅炉安置工作外形尺寸：（长х宽х高）12.7х5.5х9.5m 最大件运输尺寸：（长х宽х高） 6.3 锅炉结构简介

(1) 前置炉膛：

前置炉膛两侧水冷壁为膜式水冷壁，其后部向炉内引出双面水冷壁，前、后水冷壁的下部形成炉膛的前、后拱以利燃料的着火及燃尽。

(2) 锅筒：

锅筒内共布置了三个回程。第一回程为波形炉胆，第二，第三回程为烟管，在波形炉胆出口和第二回程进口布置了水冷转弯烟室。锅筒支撑在横梁上，前支座固定，后支座活动，锅筒内装有汽水分离器，表面连续排污管，以保证蒸汽品质。 （3）省煤器：

采用铸铁省煤器，烟气自下向上流动。

(4) 燃烧系统：

采用鳞片式链条炉排，单侧进风，沿炉排长度分成5个的风室，炉排传动装置为L-100 B 型减速箱，炉排速度为2-20m/s,炉内后拱端部设有6个二次风口，由的二次风机供风。

（5）自动控制：

锅炉采用全自动燃油点火装置，设有高、低水位和蒸汽超压报警、连锁保护装置，采用电动三通阀控制锅炉给水及其循环回路回水量。设有电动定期排污阀和自动检测炉水电导率的全自动表面排污系统。锅炉采用先进的单回路调节器实现燃烧系统的自动控制。 6.4 热工、环保试验的主要评价

示范锅炉在郑州锅炉厂自备锅炉房运行考核，经热工、环保试验证明:

6.15х3.17х3.32m

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 锅炉达到额定出力及额定参数。  蒸汽湿度∠评估指标(3%),合格。

 额定负荷及60%负荷下锅炉热效率均超过评估指标(78%及76%)。  排烟处过量空气系数及排烟温度均低于评估指标(1.5及160℃)。  灰渣含碳量低于预计值(8%)

 锅炉烟气污染物排放均低于评估指标（100 mg/标m3 ）。  风机噪音偏大,有待消音。

7 抛煤机倒转链条炉排锅炉

7.1 锅炉概述

该锅炉是济南锅炉厂引进南非JTA公司设计制造技术，双方合作设计开发的开式炉膛、横置式双锅筒、自然循环的水管锅炉。采用抛煤机加倒转炉排的燃烧方式，可燃用烟煤、贫煤、褐煤。炉膛为膜式水冷壁结构，过热器分高、低二级，中间设减温器，尾部设有省煤器和空气予热器。锅炉散装出厂，按室内双层布置设计，运转层标高为6米。锅炉构架为金属结构，抗震裂度为6度。

本锅炉可广泛应用于热电联产、区域电站及工业用汽的用户。 7.2 示范锅炉规范及基本数据

额定蒸发量 75 t/h 额定蒸汽压力 3.82 Mpa 额定蒸汽温度 450 ℃ 给水温度 105 ℃ 空气予热温度 130 ℃ 排烟温度 152 ℃ 设计燃料 Qnet,ar =18862 kJ/kg 烟煤 锅炉设计热效率 84 % 燃料消耗量 135 kg/h 炉排前后轴中心距 7650 mm 炉排宽度 6825 mm 锅炉外形尺寸：长 21870 mm 宽 13300 mm 高 26800 mm 7.3 锅炉结构简介 (1) 锅筒及内装

锅炉设有双锅筒，与对流管束之间均为 胀接。上锅筒内装有28个旋风分离器，在分离

38

器顶部布置有波形板，二级分离后的蒸汽含湿度小于1%。上锅筒装有给水管、再循环管、加药管和连续排污管，锅炉排污率为2%。上锅筒通过对流管束支撑在下锅筒上，可沿轴向及向上自由胀缩，下锅筒通过三个支座支撑在锅炉钢架上。

(2) 水冷系统

炉膛用膜式水冷壁。前墙水冷壁由前下集箱、前墙中间集箱至上锅筒；后墙水冷壁由后下集箱至下锅筒；二側水冷壁由側下集箱分前后组件各自连接前后側上集箱，并经导汽管至上锅筒。

下降管自下锅筒，引至后墙下集箱及二側下集箱，前、后、左、右下集箱相互连通。下降管总流通截面同上升管总截面之比为26.8%。各循环回路在低负荷工况下具有可靠的水循环特性。在60%负荷下循环回路中循环倍率最小值为40.9。

上、下锅筒之间布置了由φ51钢管制成的顺列对流管束 (3) 过热管，省煤器。

过热器分高、低两级布置，低温过热器逆流，高温过热器顺流。高、低温过热器之间布置二组喷水减温器。为使对流过热器出口的过热蒸汽温度随负荷变化的曲线平滑，炉膛出口处没有布置凝渣管。在高、低温过热器之间布置了2台声波吹灰器。过热器集箱固定在炉顶钢架横梁上，过热器管由集箱悬吊，向下自由膨胀。过热汽温调节幅度为2.6%，过热器的水力不均匀系数为0.9，热力不均匀系数取1.3，壁温计算结果显示，所选用材料安全、可靠。 省煤器采用螺旋鳍片管弯制成的蛇形管结构，给水沿蛇形管自下而上，与烟气成逆流。省煤器管束由下向上膨胀，承载省煤器的横梁由空气冷却。在对流管束与省煤器之间布置了炉内多管分离器，分离器捕集的飞灰送至炉膛再燃。

(4).燃烧系统

锅炉采用的倒转链条炉排，双炉排并列布置，现场装配的悬链拉紧的链板式结构。炉排通风截面比3%，炉排片采用耐热材料。左右側传动的减速箱，炉排速度调节范围为0.165∽0.0165M/分。主动轴为前轴，炉排整体向炉前膨胀。

在炉前，沿宽度方向等距离布置风力抛煤机，抛煤量由调速电机驱动的给煤机来调节。 炉排一次风采用大风室分风仓送风。炉排沿宽度方向配风均匀。分风仓装用调风门，使炉排沿长度方向上的配风满足煤的燃烧要求。

锅炉二次风布置在炉膛前、后墙上沿炉膛高度各分二层进入，二次风与总风量的比例为30%左右。

7.4 热工、环保试验的主要评价

示范锅炉在黑龙江宝清热电厂运行考核，经热工、环保试验证明:

 锅炉达到额定出力及额定参数。

 额定负荷及60%负荷下锅炉热效率均超过评估指标(>80%)。

39

 排烟温度及过量空气系数均低于评估指标(160℃及<1.5)。  锅炉原始排尘浓度低于评估指标(<5000Mg/标m3 )。

 锅炉烟尘排放浓度低于当地国家标准,高于评估指标(<100 Mg/Nm3)。  烟气黑度达到评估指标(<1)。

 锅炉房整体噪声低于评估指标(<80dB(A))。

8 大容量强制循环热水锅炉

锅炉概述

该锅炉由杭州锅炉厂引进丹麦Volund公司技术，联合设计制造的。本体采用国外成熟

8.1

先进、应用广泛的角管式，其组装程度高，结构紧凑，密封性好。燃烧设备全套引进丹麦Volund公司的L型鳞片链条炉排，炉排模块化，分几大件组装出厂。锅炉的设计燃料为Ⅱ类烟煤。锅炉受热面由炉膛、凝渣管、转向室、旗式对流受热面及尾部空气预热器组成。锅炉为双层布置，角管式锅炉，无承重钢架，抗震性能好。锅炉容量大，参数高，可广泛应用于区域性集中供热、采暖。 8.2 示范锅炉规范及基本数据

锅炉额定供热量： 锅炉工作压力： 锅炉出水温度：

58

MW

1.6 MPa

。

150 C

。

锅炉回水温度： 90 C 额定工况下循环水量： 锅炉设计热效率：

820 t/h 83 %

12 C

。。

锅炉冷风温度： 锅炉热风温度： 锅炉排烟温度： 锅炉燃料消耗量： 设计煤种元素分析：

129.1 C 155.8 C 12784 kg/h

。

Car=49.63% , Har=3.53% , Oar=8.51% , Nar= 3.98 % , Sar=0.45% , Mar=10% , Aar=23.9% , Vdaf=25% , Qnet,ar=19678kJ/kg ,

炉膛容积： 609.1 m3 炉排有效面积： 76.1 m2 锅炉本体受热面积： 658 m2 省煤器受热面积： 1215 m2 空气预热器受热面积： 1130 m2

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锅炉本体水容积： 45 m3 锅炉外形尺寸：（长×宽×高） 17×15×22.8 m 8.3 锅炉结构简介

锅炉本体水流程：

给水→旗式受热面支撑管→三级旗式受热面（包括后水冷壁）→尾部两侧水冷壁→隔墙水冷壁→炉膛两侧后水冷壁→炉膛两侧前水冷壁→炉膛前墙水冷壁→热水出口集箱。

锅炉烟风流程：

空气→空气预热器→炉排→燃烧室烟气→冷却室→凝渣管→转向室→旗式受热面→惯性分离器→空气预热器→烟气排出。

炉膛为全膜式壁结构。为了保证燃料稳定着火和燃烧，燃烧室下部设有前拱和较长的后拱，前、后拱以管子为骨架敷设耐火材料而成。炉膛前后墙下部设有二次风喷嘴。对高挥发份煤，高速二次风可以使挥发份充分的燃烧。

炉膛后墙上部拉稀成四排，构成凝渣管。

尾部烟道紧贴炉膛，结构紧凑，四周布满膜式水冷壁。省煤器布置在尾部烟道中，双管圈顺列布置组成旗式对流受热面，管圈均焊在尾部后水冷壁上。

为降低锅炉烟气原始排尘浓度，空气预热器与本体连接处设置了惯性分离器。 空气预热器外置在本体外，分两组布置。采用新型的螺旋槽管结构。

燃烧设备采用双炉排结构，主要由支架、下部导轨、前轴、炉排、挡渣装置、加煤斗、传动装置、小风斗、调风装置和出灰装置、润滑密封等部件组成。

左右炉排各有一根前轴，无后轴，采用滑动结构的导轨架代替。

炉排下部导轨布置了高低位置不同的滚轮，滚轮在链条下面支撑炉排床面的同时使空气区之间形成封口。

沿炉排面宽度方向布置的所有链条，都采用全机加工的铸铁滚筒内填满石墨。 炉排片安装在炉排片夹板上，炉排片较薄，易冷却，通风均匀，漏煤减少。

热风进入左右炉排的左、右侧二个普通压力仓，然后进入三个大风仓，最后进入炉排下面的多个小风室，所有风室都能分别用炉排侧面的操作杆调节，调节性能良好。

双炉排由左、右各一台驱动器带动，两台驱动器的电机转速分别由两台变频调速器调节，其上的传感器信号反馈给控制室，使左右驱动器频率高度一致，实现左右炉排的同步运行。

本锅炉为角管式，锅炉本体以六根大直径水冷角管为支撑，无承重钢架。锅炉的检查门孔主要设在锅炉左铡，相应的检修平台也设于左侧。

锅炉本体采用敷管炉墙保温，外表设置外护板。

锅炉按“热水锅炉安全技术监察规程”的规定设置了阀门、仪表及附件。锅炉控制系统，调节回路主要有燃烧控制、炉膛负压控制，锅炉负荷控制三个回路组成，并具有多项参数的纪录、显示、报警、连锁等功能。

41

8.4 热工、环保试验的主要评价

示范锅炉在辽宁沈阳第三热电厂运行考核，经热工、环保试验证明:

 锅炉达到额定出力及额定参数。

 额定负荷及60%负荷下锅炉热效率均超过评估指标(82%及80%)。  锅炉原始排放浓度低于评估指标(2000 mg/标m3 )。

 锅炉烟尘排放浓度达到国家标准要求,高于评估指(100mg/标m3 )。  过量空气系数及排烟温度均达到评估指标(1.6、160℃)。  烟气黑度及锅炉房整体噪声均低于评估指标(<1、80dB(A))。

9 低速循环流化床锅炉

9.1 锅炉概述

该锅炉由哈尔滨锅炉厂工业锅炉公司引进美国CPC公司技术设计制造的。以无烟煤、造气炉渣、飞灰三种混合燃料为设计煤种，可以燃用劣质煤、无烟煤和石油焦等低挥发份的燃料，燃料适用范围广泛。本循环流化床锅炉机组是国际上循环流化床锅炉中几种较为成功的流派之一，体现了当代燃煤锅炉清洁燃烧技术的发展水平。该技术在美国得到广泛应用和推广，此项技术的引进为我国大力推广220 T/h以下中低容量的循环流化床锅炉将展示广阔前景。

整个锅炉本体均为支撑方式承载，按承受七度及其以下地震烈度设计。本锅炉在气候温暖地区，较适于露天布置（较经济合理），在寒冷地区也适用于室内布置。 9.2 示范锅炉主要参数及技术规范 （1）设计参数

锅炉额定蒸发量 75 T/h 锅炉额定蒸汽压力 3.82 MPa 锅炉额定蒸汽出口温度 450 C 锅炉给水温度 105 C 冷风温度 20 C 排污率 1 % 锅炉设计热效率 88.7 % 锅炉燃料消耗量 11950 Kg/h 炉膛出口过热空气系数 1.25

炉膛出口烟气温度 877 C 沸腾床床内温度 871C

排烟温度 1 C 省煤器沸腾率 ∽ 5 %

。

。

。。。。

42

过热蒸汽调温幅度 11 C 锅炉金属重量 420 T 循环倍率 16.8

锅筒标高 16.5 m 运行层标高 7 m 锅炉最高点标高 ∽ 24 m 锅炉最大宽度（包括平台）∽17.5 m 锅炉最大深度（包括平台）∽13.5 m (2) 锅炉性能保证值

 锅炉负荷在60-100%MCR内运行，保证过热蒸汽参数P=3.82Mpa，t=450C。  锅炉最低稳定燃烧负荷为35%MCR，此工况可不投辅助燃烧器。  在100%MCR下，炉膛出口过量空气系数α=1.25时，锅炉效率达88%。  在100%MCR下，锅炉排烟温度为1C。

 锅炉年运行时数位8000小时，锅炉主要受压件使用寿命为20年。  锅炉烟尘排放符合GB13223-91《燃煤电厂大气污染排放标准》。 （3）锅炉设计煤种：

1）种类：无烟煤+造气炉渣+飞灰

2）混合比：（质量比）无烟煤：造气炉渣：飞灰=6.3:2.5:1.2。 3）混合燃料元素分析：

Car=56.36% , Har=2.01% , Oar=1.87% , Nar= 0.9 % , Sar=0.39% , Aar=31.1% , War=7.37% , Vdaf=6.33% , Qnet,v,ar=20561kJ/kg , t1=1320C , t2=1360C , t3>1390C 4）粒度要求：

平均粒径 1-3 mm， 最大粒径 8 mm， 最小粒径 0.5 mm以下约15%。 9.3 锅炉结构简介

锅炉为自然循环。炉膛底部设置燃气启动燃烧器（额定功率16MW），混合风室，一次风室（一次风率70-80%）和水冷布风板，布风板的风帽配用CPC专利技术元件，风帽出风方向有序排列、定向流动。炉膛内下部空间布置了横埋内螺纹蒸发管束。炉膛上部空间称自由空间，可促使燃料燃尽。其前后墙布有埋管延伸而成的光管水冷壁。炉膛前墙设置三台机械风力抛煤机，炉膛外部上方布置了四台高温旋风分离器和烟气通道，分离器回料管则直接插入流化床料层之中。尾部烟道自上而下依序布置了二级对流过热器，一级对流过热器，上级省煤器和下级省煤器。锅炉的锅筒置于炉膛右侧，内置二级汽水分离元件：旋风分离器及

。

。

。。

。

。

43

波形板分离器。辅助的负荷调节装置（床料进出系统）位于炉膛左后侧，主要通过改变炉膛内料层高度、浸没埋管蒸发管多少来增减负荷，装置由床料仓、输送风机、L阀、灰阀、空气调节阀、料管、风管及相关仪表组成。示范锅炉未设有空气预热器，如有需要，也可在尾部设置空气预热器。锅炉也设置了常规管路、仪表及门孔。给水喷水减温管路，进水口接在给水操纵台前总管上。锅炉在对流受热面及旋风分离器设有吹灰器。 9.4 热工、环保试验的主要评价

示范锅炉在河南安阳化肥厂运新考核，经热工、环保试验证明（修正后数据）：  锅炉达到额定出力及额定参数，蒸汽湿度小于评估指标（3%）。  额定负荷锅炉热效率（修正到保证条件下）超过评估指标。  排烟过量空气系数、排烟温度均低于评估指标（1.5, 160℃）  排放浓度低于评估指标（100mg/标m3）。  SO2排放浓度低于评估指标（ 1000mg/标m3）。  烟气黑度低于评估指标（<1）。

 锅炉房整体噪声大于评估指标（80dB(A)）

10 结束语

GEF高效工业锅炉在中国工业锅炉行业中的品牌效应已经初露端倪，经过实际运行考验，这批锅炉产品的热效率比中国传统的同类产品提高了5—8个百分点，粉尘排放量普遍低于100mg/标m3。这些指标的先进性已经开始逐步得到市场的认可，到2003年6月底为止，这些锅炉市场销售累计已经超过4000蒸吨，其中绝大部分已经投入运行。当然，进一步扩大产品市场份额和GEF高效锅炉技术的覆盖面，还有大量的工作要做。包括引进技术的消化吸收和国产化，产品的系列设计和工艺改进，更重要的是加大宣传力度，真正使节能与环保的观念直接进入千家万户，这将是今后各项工作的核心所在。

【作者简介】

王敦恩，男，1950年1月生于黑龙江省鹤岗市，现年53岁，现任 GEF中国高效工业锅炉项目办公室副主任，北京电工经济技术研究所环保与节能部主任,热能动力装置专业,高级工程师。

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