链条锅炉炉排片及侧密封烧坏原因及改造方法

为了实现加煤和除灰的机械化，链条炉排结构作为燃煤工业锅炉的一种燃烧方式，已应用相当广泛。锅炉中采用的链条炉排型式有链带式，横梁式和鳞片式三种。一、链带式炉排 它们的炉排片的形状好象链节，用圆钢串连成一个宽阔的链带。炉排的传动有变速箱传动、间歇液压传动和晶闸管无级调速传动等。 间歇液压传动机构简单，但间歇运动对燃料稳定燃烧不利，且液压设备容易漏油，现在已很少采用。一般采用晶闸管和其他机械无级变速传动机构，其效果较好。 链带式炉排具有如下几点特性：1、链带式炉排结构简单，金属耗量较少，制造成本低，安装制造和运行管理都比较方便。 2、由于自身结构原因，链带式炉排的通风截面是一般的16％左右，甚至更高。这使得漏煤量比较大，且运行一段时间后炉排片之间磨损严重，加大了通风间隙与漏煤量，一般漏量可达3％～7％。 3、轻型链带式炉排长时期运行后，圆钢拉杆极易变形，同时炉排片较薄、强度较低，许多炉排片串在一根圆钢拉杆上，有时互相配合不良；主动轴上的链轮直接和主动炉排片楔合，使主动炉排片在热应力和拉应力的作用下，容易折断，折断后更换比较困难。 4、容量较小的锅炉，大多数采用轻型链带式炉排。它只适用于10t／h以下的锅炉应用。 5、为了解决轻型链带式炉排片断裂问题，我国很多地区研制了大块炉排片，其结构就是把原来分为多片的炉排片合起来铸成一块。在这基础上经过改进，研制了带活络芯片型链带式炉排片，在使用上取得较好的效果。二、横梁式炉排 横梁式炉排的炉排片是安装在横梁上，炉排片不受力。横梁固定在两根或三根的链条上，链条的传动，一般用前轴做主动轴，与电动机变速机械相连，前后轴上链轮啮合，完成炉排的运行。链条上固定的许多横梁，横梁槽内装有几种型号的炉排片，有普通的炉排片，调整炉排片以及封闭炉排片等。 横梁式炉排的特点有： 1、横梁式炉排的结构钢性大，炉排片装在钢性较强的横梁上，主动轴上链轮通过链条带动横梁运动，而炉排片不受力，故工作条件较好，不容易发生受热变形。 2、炉排面比较平整，而且耐用。有的炉排片有一个长长的犟三，筐前亏护排片互相交叠，可以大大减少漏煤损失。炉排通风截面比约4.5%~9.4%。3、维修方便，即使有炉排片损坏，亦可在运行中方便地更换炉排片：它可在20t／h以下锅炉中应用，并能燃用无烟煤。 4、其缺点是结构笨重，金属耗量太大。另外，这种炉对链条的强度要求较高。由于链条所承受的载荷大，使得链条与链轮的啮合力量也较大。提高了对链条，链轮的加工精度要求。如果几根平行的链条由于加工质量、安装质量不好，个别链节与链轮脱离啮合，爬到链轮的齿顶上去，即产生爬牙现象，严重时会损坏链条或磨掉链轮齿牙。 横梁式炉排除一些旧式锅炉外，目前国内已很少使用。 三、鳞片式炉排 鳞片式炉排整个炉排根据宽度不同有4到12根互相平行的链条，拉杆穿过节距套管，把平行工作的炉链串连起来，组成链状的软性结构。炉链通过铸铁滚筒支承在炉排架上，沿支架支承面移动。链片上用销钉固定炉排夹，炉排片就嵌插在炉排夹板上。当炉排转到下部空行程时，炉排片可以翻开，清除粘在上面的灰渣，同时充分进行冷却。这种炉排对链轮的制造和安装要求较低，因为链条之间没有钢性连接、所以主动轴上几个链轮的齿形参差不齐时也可以稍作自动调整，也正因为如此，在炉排较宽时，可能发生排片成组脱落或卡住现象。 鳞片式炉排结构具有如下几点特点： 1、由于炉排之间的空隙小，故鳞片式炉排的通风截面比较小，约为5％一7%。因此，鳞片式炉排结构漏煤量小，仅为0.15％一0.2％，故亦称它为不漏煤式链条炉排。 2、鳞片式炉排结构具有自清灰能力。当炉排处于工作行程时，炉排片依次叠压成鱼鳞状，鳞片式炉排就因此而得名。当行进到后轴．炉排翻转180℃以后，炉排由于自重而依次翻转，倒挂在夹板上，残留于通风缝中的灰渣就掉了下来。鳞片式炉排的这一特点也能帮助炉排片得到良好的冷却。 3、鳞片式炉排结构的链条具有一定的自调能力。由于鳞片式炉排是采用小直径拉杆将平行工作的链条串联而成链状软性结构，即使轴上几个链轮之间齿形略有不齐时，链条能够自动调整，使链轮与链条能正常啮合。另外，这种炉排检修比较方便，在锅炉运行中亦能更换炉排片。4、鳞片式炉排结构的工作条件得到改善。由于鳞片式炉排的炉排片、支承件和链条是分开的，主动链条位于炉排片的下面，不与炽热的火床层接触，使得炉排片受热不受力，链条受力不受热，使炉排的工作条件大为改善。 5、鳞片式炉排的缺点是结构较为复杂，装配工作量大。另外，由于鳞片式炉排的结构是软性结构，特别是当炉排宽度较大时，可能会因为鳞片受热变形过大而发生成组炉排片脱落或卡住故障。6、鳞片式炉排结构一般适用于10t／h以上的中、大容量的工业锅炉。上述三种链条炉排，一般都是用于层燃炉上，但抛煤机炉(半悬浮燃烧)亦采用链条炉排，通常称为倒转炉排。无论是顺转或是倒转炉排，其主动轴一般都放在温度较低的一端，保护轴承不致过热烧坏。因此。顺转炉排主动轴是前轴，倒转炉排主动轴是后轴。

链条炉排锅炉，是一种卧式三回程水火管混合式锅炉，在锅筒内布置一束螺纹烟管。炉膛左右二侧装有光管水冷墙。采用轻型链条炉排实现机械加煤，配有鼓风机、引风机进行机械通风，并装有刮板式出渣机实现自动出渣。该炉前后拱采用新型的节能技术炉拱。燃料自煤斗落到炉排上，进入炉膛燃烧后，火焰经过后拱折射向上通过本体两侧燃烬室折向转到前烟箱，再由前烟箱折回锅内管束，通过后烟箱进入省煤器，然后由引风机抽引通过烟道至烟囱排向大气。

性能特点：

1、锅炉热效率在77%以上，高于《工业锅炉通用技术条件》标准。

2、操作实现了机械化，减轻了司炉工的劳动强度。

3、快装出厂，到使用现场后，装接阀门仪表，鼓、引风机、烟风管道、省煤器、除尘器、出渣机。上煤机及水电路等即可运行，且具有起动生火快等特点。

4、安装、移动方便能节约大量的基建投资。

5、燃烧煤种，低位发热值≥17750J/Kg，挥发物>38.5%，含灰量≤32.4%的二类烟煤。

固定式炉排

炉排片一般为条状或板状，靠四周的框架固定安装在炉膛或燃烧室底部。在这种炉排上只能定期由人工加煤和出渣，所以操作劳动强度大，燃烧经济效果也差，只适于小容量的炉子如蒸发量在0.5吨/时以下的工业锅炉。

移动式炉排

有链带式和链条式两种。链带式炉排的炉排面即链带本身；而链条式炉排的炉排片固定在链条上部的支架或支座上。链带式炉排和链条式炉排均由链轮带动链条，使炉排片缓慢行进。煤从炉排前端的煤斗均匀下落在炉排上。煤层的厚度用一煤闸门上下起落加以调节。随着炉排向后移动，煤由着火、燃烧直至烧尽。也有不用煤斗给煤而用抛煤机把煤抛在炉排后部而炉排向前移动的。炉排的速度依煤种和锅炉负荷的不同由齿轮变速器加以调节。链条炉排运行可靠，燃烧稳定，燃料适应性广，广泛使用于工业锅炉中。

往复式炉排

由一组固定的炉排片和一组往复运动的活动炉排片组成，分阶梯式和水平式两种。活动炉排片的往复运动将煤层逐步推向后部燃烧，因而这种炉排对煤种的适应性较广。

振动式炉排

炉排面与水平面之间有一个小的倾角，炉排片借电动机和偏心轮的作用产生定期振动。振动时燃料层不断向炉的后部移动，使燃尽后的灰渣落入炉排端部的灰坑内。这种炉排的特点是结构简单。

下饲式炉排

一个槽形结构炉排，槽底装有螺旋杆，通至炉外煤斗。煤从煤斗下部通过螺旋杆送入煤槽，自下而上，进入燃烧高温区，当灰渣超过堆积角后，靠重力向两侧排出。这种炉排结构简单，但对煤的粒度和湿度有一定要求，一般只适用于蒸发量在1吨/时以下的小型工业锅炉。

往复炉排

是在固定式阶梯炉排基础上发展起来的一种小 型机械化炉排。具有结构简单、制造方便、金属耗量少及消 烟除尘效果好等特点。在小型工业锅炉上应用较多 , 是一种 有发展前景的燃烧设备。

往复炉排的结构形式较多 , 目前较普遍使用的有倾斜往复炉排、水平往复炉排和抽条往复炉排三种形式。

倾斜往复炉排

1. 倾斜往复炉排结构

倾斜往复炉排有两种 , 一种是较普遍的一般倾斜往复炉排 , 另一种是近几年发展起来的水冷往复炉排。

一般倾斜式往复炉排主要由固定炉排片、活动炉排片、传动机构和往复机构等部分组成 , 如图 3-23 所示。

炉排整个燃烧面由各占半数的固定炉排片和活动炉片组 成 , 两者间隔叠压成阶梯状 , 倾斜 15 。 ~20 。角。固定炉排片装 嵌在固定炉排梁上 , 固定炉排梁再固定在倾斜的槽钢支架上。 活动炉排片装嵌在活动炉排梁上 , 活动炉排梁搁置在由固定 炉排梁两端支出的滚轮上。所有活动炉排梁的两侧下端用连 杆连成一个整体。

当电动机启动后 , 经传动机构带动偏心轮通过活动杆、连 杆推拉轴、连杆 , 从而使活动炉排片在固定炉排片上往复运 行。往复行程一般为 30~70mm, 煤随之向下后方推移。电动机由时间继电器控制 , 根据锅炉不同负荷及煤种的要求调节 开停时间。

水冷往复炉排主要由蝶形铸铁炉排片、水管搁架、传动 机构和往复机构等部件组成 , 蝶形铸铁炉排片和水管搁架的 型式如图 3-24 所示。

水管搁架由一排直管两头焊在集箱上 , 前后集箱分别用 联通管和汽包联通 , 并构成循环回路。蝶形铸铁炉排片嵌在 水管搁架的管子之间 , 炉排和管子接触面涂以水玻璃调合的 金属粉 , 并用模块模紧 , 锅水在管子中流动 , 使蝶形铸铁炉 排片得到冷却。

倾斜往复炉排后边 , 有的设置燃尽炉排 ( 又称余燃炉 排)。灰渣在此炉排上基本燃尽其中的可燃物 , 然后将炉排翻 转 , 倒出全部灰渣。由于燃尽炉排漏风严重 , 调风又复杂 , 所 以多改用水封灰坑 , 进行定期或连续排渣。

倾斜往复炉排在使用挥发分多、着火快的煤种时 , 容易 在煤斗出口处燃烧 , 并从煤斗往外冒烟。为了消除这一缺陷 , 可在煤闸板处通人二次风 , 将火焰吹向炉膛。但比较彻底的 解决办法 , 是改进煤斗下面的给煤装置 , 使煤离开煤斗后再 经过推饲板 , 送入炉膛较深位置后再燃烧。

倾斜往复炉排炉和链条炉一样 , 为使煤顺利着火和加强 炉内气体混合 , 也需要布置炉拱。针对往复炉排的具体情况 ,一般可采用较为简单的倾斜前拱。烧烟煤和褐煤时 , 有的不 设低而长的后拱 , 而用中拱或中隔墙来配合前拱 , 帮助新煤 着火。中拱或中隔墙 , 可以是完全竖直的 , 如图 3-25 所示 , 也 可以是下部竖直 , 上部前倾。烧烟煤时常用竖直的后隔墙 , 有 的还设挡渣拱 , 即在后墙上伸出一段小拱 , 向燃尽区辐射热 量 , 使灰渣充分燃尽。

2. 倾斜往复炉排的燃烧特点

倾斜往复炉排的燃烧情况与链条炉排相似 , 也采用分段送风和适当加入二次风。燃烧过程也具有区段性 , 如图3-25 所示。煤从煤斗下来 , 沿着倾斜炉排面由前上方向后下方缓慢移动 , 空气由下向上供应。煤着火所需要的热量主要来自炉膛 , 先后经过干燥、干馆、挥发分着火、焦炭燃烧和灰渣 燃尽等各个阶段 , 都与链条炉排相同。

倾斜往复炉排区别于链条炉排的一个主要特点 , 是炉排 与煤有相对运动。当活动炉排向后下方推动时 , 部分新煤被 推饲到已经燃着的煤的上部 , 当活动炉排向前上方返回时 , 又 带回一部分已经燃着的煤返到尚未燃烧的煤的底部 , 对新煤 进行加热。这种着火条件与手烧炉相近 , 而优于链条炉。煤 在被推动过程中 , 不断受到挤压 , 从而破坏焦块与灰壳。同 时煤又缓慢翻滚 , 使煤层得到松动与平整 , 有利于燃烧。

3. 倾斜往复炉排的优缺点

(1) 倾斜往复炉排的优点

1) 与链条炉排比较 , 适于燃烧水分和灰分较高、热值较低 (12560kJ/kg) 的劣质煤和一般易结焦的煤。

2) 当供给的空气量较合理 , 漏风量少时 , 灰渣中的含炭 率一般在 18%~20%, 比手烧炉的灰渣含炭率低 5%~10%, 可以节煤和减少冒黑烟。

3) 结构简单 , 制造容易 , 金属耗量低 , 耗电量较少。

(2) 倾斜往复炉排的缺点

1) 由于炉排倾斜 , 因而使得炉体高大。

2) 以煤的粒度要求较严 , 直径一般不宜超过 40mm, 否则难以烧透。

3) 高温区炉排片长期与赤热煤层接触 , 容易烧坏。

4) 对锅炉负荷变化的适应性较差 , 仅适用于蒸发量40t/h 以下的锅炉。

5) 漏煤较严重。 为了克服倾斜式往复炉排炉体高大的缺点 , 已向水平式往复炉排改进 , 并收到了一定的效果。

锅炉的原理

1、什么是锅炉

将其它热能转变成其它工质热能，生产规定参数和品质的工质的设备称为锅炉。

锅炉设备中，吸热的部分称为锅，产生热量的部分称为炉。例如水冷壁、过热器、省煤器等吸热的部分可以看成是锅而炉膛、燃烧器、燃油泵，送、引风机可以看成是炉。现代化的锅炉不像一般家庭用的锅和炉那样分得清楚。例如空气预热器既是吸热的部分，又是产生热量的部分，既可以看成是锅的部分也可以看成是炉的部分。

2、锅炉如何分类

锅炉可按不同的方式分类:

①按锅炉燃用的燃料分类可分为:燃煤炉、燃油炉和燃气炉。

②按燃烧方式分类可分为:层燃炉、室燃炉和介于二者之间的沸腾(流化床)炉。

③按锅炉水循环方式分类可分为:自然循环锅炉、强制循环锅炉和复合循环锅炉。

④按有无汽包分类可分为:汽包锅炉和直流锅炉。

⑤按蒸汽压力分类可分为:低压锅炉、中压锅炉、次高压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉、亚临界压力锅炉和超临界压力锅炉。

⑥按管内通过的是水还是烟气分类可分为:火管锅炉、水管锅炉和水火管组合式锅炉。

⑦按锅炉的用途分为:生活锅炉、工业锅炉、电站锅炉和热水锅炉。

3、什么是火管锅炉

所谓火管锅炉就是燃料燃烧后产生的烟气在火筒或烟管中流过，对火筒或烟管外水、汽或汽水混合物加热。

4、什么是水管锅炉

所谓水管锅炉，就是水、汽或汽水混合物在管内流动，而火焰或烟气在管外燃烧和流动的锅炉。

5、什么是循环流化床锅炉

循环流化床锅炉是在流化床锅炉(又称鼓泡床或沸腾床锅炉)的基础上改进和发展起来的一种新型锅炉。循环流化床锅炉保留了流化床锅炉的全部优点，而避免和消除了流化床锅炉存在的热效率低、埋管受热面磨损严重和脱硫剂石灰石利用不充分、消耗量大和难于大型化等缺点。

循环流化床锅炉床料处于流化状态与流化床锅炉是相同的，前者与后者的主要区别是前者的流化速度较高，炉膛出口烟气中物料的浓度很高，大量的物料被炉膛出口的物料分离器分离后返送回炉膛，即有大量物料在炉膛和物料分离器之间循环。

? 锅炉常用名词解释

6、蒸汽锅炉

蒸汽锅炉是用热能加热水(工质)产生蒸汽的设备。它由锅和炉两部分组成:锅是锅炉接受热量，并把热量传给工质的受热面系统炉是指锅炉中把燃料的化学能变为热能的空间和烟气流通的通道。通常用“吨/时”或“t/h”表示锅炉的容量。用“Mpa”或“兆帕”(旧单位用“公斤力/厘米2”或“kgf/cm2”)表示锅炉的额定压力，用“℃”(摄氏度)表示额定压力下饱和蒸汽的温度和过热蒸汽温度。

7、热水锅炉

是指载热工质为热水的锅炉。通常用“MW”(兆瓦)，旧单位用“万千瓦/时”或“万大卡/时”，即“104kcal/h”表示锅炉的容量，用“Mpa”表示锅炉的额定压力，用“℃”表示热水温度。

热水锅炉主要用于北方采暖，分为高温热水锅炉(热水温度为130℃或更高一些)和低温热水锅炉(热水温度在95℃以下)，过去多半采用低温热水锅炉，今后要发展高温热水锅炉，热水锅炉有自然循环和强制循环两种。我司卧式三回程锅壳式热水锅炉为自然循环。

8、有机热载体炉

是指载热工质为高温导热油(也称热煤体、热载体)的新型热能转换设备。通常也用“MW”(兆瓦)表示炉的容量，旧单位也用“万千瓦/时”或“万大卡/时”，即“104kcal/h”表示。有机热载体炉(也称导热油炉)的优势在于“高温低压“、运行平稳而被广泛运用。有机热载体炉有液相、气相之分。我司有机热载体炉为液相。

9、锅炉容量

是指蒸汽锅炉、热水锅炉、有机热载体炉提供热能的一种能力。容量大供热的能力大、出力大反之就小。如:容量为1t/h蒸汽锅炉，即表示该锅炉在1小时内可以将1吨的水变成一定压力下饱和蒸汽的能力如0.7 MW的热水炉和有机热载体炉表示可以在1小时内产生相当于0.7MW功率的热量(相当于1吨蒸汽的热量)。

10、锅炉受热面

通常是指接触火焰或烟气一侧之金属表面积(另一侧接触水或导热油)。锅炉的热交换就是通过这样的金属表面积来进行的。一般用米2(m2)来计量的，受热面积大，锅炉容量就大，反之就小。

11、温度

是标志着物体冷热程度的状态参数，一般用“℃”(摄氏度)表示。英、美等国过去通用“℉”(华氏度)，水沸点为100℃，转换为华氏度为212℉。

12、锅炉压力

锅炉行业通常所指的锅炉压力(压强)即表示垂直于容器单位壁面积上的力，用“Mpa”表示，旧单位“公斤力/厘米2” (kgf/cm2)。

13、饱和蒸汽

锅炉中的水在某一压力下被燃料燃烧所放出的热量加热而发生沸腾，汽化变为蒸汽，这种处于沸腾状态下的炉水温度是饱和蒸汽锅内压力高，饱和蒸汽温度就高。如1.0 Mpa饱和蒸汽温度184℃，1.25 Mpa饱和蒸汽温度193℃。

14、过热蒸汽

温度高于对应压力下的饱和温度的蒸汽称为过热蒸汽。过热蒸汽的热焓大，熵值高做功的能力大，与饱和蒸汽质量相同的过热蒸汽作为热源用，可使被加热的介质温度升得高，送入汽轮发电机则可以发出较多的电力。

15、锅炉热效率

是指锅炉或有机热载体炉在热交接过程中，被水、蒸汽或导热油所吸收的热量，占进入锅炉的燃料完全燃烧所放出的热量的百分数。

被锅炉吸收的热量(有效利用热量)

燃料完全燃烧放出的热量

锅炉的种类及应用

将其它热能转变成其它工质热能，生产规定参数和品质的工质的设备称为锅炉。燃烧设备以提供良好的燃烧条件，以求能把燃料的化学能最大限度地释放出来并其转化为热能，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。

一、锅炉的发展

? ? 锅炉的发展分锅和炉两个方面。

? ? 18世纪上半叶，英国煤矿使用的蒸汽机，包括瓦特的初期蒸汽机在内，所用的蒸汽压力等于大气压力。18世纪后半叶改用高于大气压力的蒸汽。19世纪，常用的蒸汽压力提高到0.8兆帕左右。与此相适应，最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳，后来改用卧式锅壳，在锅壳下方砖砌炉体中烧火。

? ? 随着锅炉越做越大，为了增加受热面积，在锅壳中加装火筒，在火筒前端烧火，烟气从火筒后面出来，通过砖砌的烟道排向烟囱并对锅壳的外部加热，称为火筒锅炉。开始只装一只火筒，称为单火筒锅炉或康尼许锅炉，后来加到两个火筒，称为双火筒锅炉或兰开夏锅炉。

? ? 1830年左右，在掌握了优质钢管的生产和胀管技术之后出现了火管锅炉。一些火管装在锅壳中，构成锅炉的主要受热面，火(烟气)在管内流过。在锅壳的存水线以下装上尽量多的火管，称为卧式外燃回火管锅炉。它的金属耗量较低，但需要很大的砌体。

? ? 19世纪中叶，出现了水管锅炉。锅炉受热面是锅壳外的水管，取代了锅壳本身和锅壳内的火筒、火管。锅炉的受热面积和蒸汽压力的增加不再受到锅壳直径的限制，有利于提高锅炉蒸发量和蒸汽压力。这种锅炉中的圆筒形锅壳遂改名为锅筒，或称为汽包。初期的水管锅炉只用直水管，直水管锅炉的压力和容量都受到限制。

? ? 二十世纪初期，汽轮机开始发展，它要求配以容量和蒸汽参数较高的锅炉。直水管锅炉已不能满足要求。随着制造工艺和水处理技术的发展，出现了弯水管式锅炉。开始是采用多锅筒式。随着水冷壁、过热器和省煤器的应用，以及锅筒内部汽、水分离元件的改进，锅筒数目逐渐减少，既节约了金属，又有利于提高锅炉的压力、温度、容量和效率。

? ? 以前的火筒锅炉、火管锅炉和水管锅炉都属于自然循环锅炉，水汽在上升、下降管路中因受热情况不同，造成密度差而产生自然流动。在发展自然循环锅炉的同时，从30年代开始应用直流锅炉，40年代开始应用辅助循环锅炉。

? ? 辅助循环锅炉又称强制循环锅炉，它是在自然循环锅炉的基础上发展起来的。在下降管系统内加装循环泵，以加强蒸发受热面的水循环。直流锅炉中没有锅筒，给水由给水泵送入省煤器，经水冷壁和过热器等蒸发受热面，变成过热蒸汽送往汽轮机，各部分流动阻力全由给水泵来克服。

? ? 第二次世界大战以后，这两种型式的锅炉得到较快发展，因为当时发电机组要求高温高压和大容量。发展这两种锅炉的目的是缩小或不用锅筒，可以采用小直径管子作受热面，可以比较自由地布置受热面。随着自动控制和水处理技术的进步，它们渐趋成熟。在超临界压力时，直流锅炉是唯一可以采用的一种锅炉，70年代最大的单台容量是27兆帕压力配1300兆瓦发电机组。后来又发展了由辅助循环锅炉和直流锅炉复合而成的复合循环锅炉。

? ? 在锅炉的发展过程中，燃料种类对炉膛和燃烧设备有很大的影响。因此，不但要求发展各种炉型来适应不同燃料的燃烧特点，而且还要提高燃烧效率以节约能源。此外，炉膛和燃烧设备的技术改进还要求尽量减少锅炉排烟中的污染物(硫氧化物和氮氧化物)

? ? 早年的锅壳锅炉采用固定炉排，多燃用优质煤和木柴，加煤和除渣均用手工操作。直水管锅炉出现后开始采用机械化炉排，其中链条炉排得到了广泛的应用。炉排下送风从不分段的“统仓风”发展成分段送风。

? ? 早期炉膛低矮，燃烧效率低。后来人们认识到炉膛容积和结构在燃烧中的作用，将炉膛造高，并采用炉拱和二次风，从而提高了燃烧效率。

? ? 发电机组功率超过6兆瓦时，以上这些层燃炉的炉排尺寸太大，结构复杂，不易布置，所以20年代开始使用室燃炉，室燃炉燃烧煤粉和油。煤由磨煤机磨成煤粉后用燃烧器喷入炉膛燃烧，发电机组的容量遂不再受燃烧设备的限制。自第二次世界大战初起，电站锅炉几乎全部采用室燃炉。

? ? 早年制造的煤粉炉采用了U形火焰。燃烧器喷出的煤粉气流在炉膛中先下降，再转弯上升。后来又出现了前墙布置的旋流式燃烧器，火焰在炉膛中形成L形火炬。随着锅炉容量增大，旋流式燃烧器的数目也开始增加，可以布置在两侧墙，也可以布置在前后墙。1930年左右出现了布置在炉膛四角且大多成切圆燃烧方式的直流燃烧器。

? ? 第二次世界大战后，石油价廉，许多国家开始广泛采用燃油锅炉。燃油锅炉的自动化程度容易提高。70年代石油提价后，许多国家又重新转向利用煤炭资源。这时电站锅炉的容量也越来越大，要求燃烧设备不仅能燃烧完全，着火稳定，运行可靠，低负荷性能好，还必须减少排烟中的污染物质。

? ? 在燃煤(特别是燃褐煤)的电站锅炉中采用分级燃烧或低温燃烧技术，即延迟煤粉与空气的混合或在空气中掺烟气以减慢燃烧，或把燃烧器分散开来抑制炉温，不但可抑制氮氧化物生成，还能减少结渣。沸腾燃烧方式属于一种低温燃烧，除可燃用灰分十分高的固体燃料外，还可在沸腾床中掺入石灰石用以脱硫。

二、锅炉的工作

? ? 锅炉参数是表示锅炉性能的主要指标，包括锅炉容量、蒸汽压力、蒸汽温度、给水温度等。

? ? 锅炉容量可用额定蒸发量或最大连续蒸发量来表示。额定蒸发量是在规定的出口压力、温度和效率下，单位时间内连续生产的蒸汽量。最大连续蒸发量是在规定的出口压力、温度下，单位时间内能最大连续生产的蒸汽量。

? ? 蒸汽参数包括锅炉的蒸汽压力和温度，通常是指过热器、再热器出口处的过热蒸汽压力和温度如没有过热器和再热器，即指锅炉出口处的饱和蒸汽压力和温度。给水温度是指省煤器的进水温度，无省煤器时即指锅筒进水温度。

? ? 锅炉可按照不同的方法进行分类。锅炉按用途可分为工业锅炉、电站锅炉、船用锅炉和机车锅炉等按锅炉出口压力可分为低压、中压、高压、超高压、亚临界压力、超临界压力等锅炉锅炉按水和烟气的流动路径可分为火筒锅炉、火管锅炉和水管锅炉，其中火筒锅炉和火管锅炉又合称为锅壳锅炉按循环方式可分为自然循环锅炉、辅助循环锅炉(即强制循环锅炉)、直流锅炉和复合循环锅炉按燃烧方式，锅炉分为室燃炉、层燃炉和沸腾炉等。

? ? 在水汽系统方面，给水在加热器中加热到一定温度后，经给水管道进入省煤器，进一步加热以后送入锅筒，与锅水混合后沿下降管下行至水冷壁进口集箱。水在水冷壁管内吸收炉膛辐射热形成汽水混合物经上升管到达锅筒中，由汽水分离装置使水、汽分离。分离出来的饱和蒸汽由锅筒上部流往过热器，继续吸热成为450℃的过热蒸汽，然后送往汽轮机。

? ? 在燃烧和烟风系统方面，送风机将空气送入空气预热器加热到一定温度。在磨煤机中被磨成一定细度的煤粉，由来自空气预热器的一部分热空气携带经燃烧器喷入炉膛。燃烧器喷出的煤粉与空气混合物在炉膛中与其余的热空气混合燃烧，放出大量热量。燃烧后的热烟气顺序流经炉膛、凝渣管束、过热器、省煤器和空气预热器后，再经过除尘装置，除去其中的飞灰，最后由引风机送往烟囱排向大气。

三、锅炉的结构

? ? 锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分。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。

? ? 炉膛又称燃烧室，是供燃料燃烧的空间。将固体燃料放在炉排上，进行火床燃烧的炉膛称为层燃炉，又称火床炉将液体、气体或磨成粉状的固体燃料，喷入火室燃烧的炉膛称为室燃炉，又称火室炉空气将煤粒托起使其呈沸腾状态燃烧，并适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉，又称流化床炉利用空气流使煤粒高速旋转，并强烈火烧的圆筒形炉膛称为旋风炉。

? ? 炉膛的横截面一般为正方形或矩形。燃料在炉膛内燃烧形成火焰和高温烟气，所以炉膛四周的炉墙由耐高温材料和保温材料构成。在炉墙的内表面上常敷设水冷壁管，它既保护炉墙不致烧坏，又吸收火焰和高温烟气的大量辐射热。

? ? 炉膛设计需要充分考虑使用燃料的特性。每台锅炉应尽量燃用原设计的燃料。燃用特性差别较大的燃料时锅炉运行的经济性和可靠性都可能降低。

? ? 锅筒是自然循环和多次强制循环锅炉中，接受省煤器来的给水、联接循环回路，并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器。锅筒简体由优质厚钢板制成，是锅炉中最重的部件之一。

? ? 锅筒的主要功能是储水，进行汽水分离，在运行中排除锅水中的盐水和泥渣，避免含有高浓度盐分和杂质的锅水随蒸汽进入过热器和汽轮机中。

? ? 锅筒内部装置包括汽水分离和蒸汽清洗装置、给水分配管、排污和加药设备等。其中汽水分离装置的作用是将从水冷壁来的饱和蒸汽与水分离开来，并尽量减少蒸汽中携带的细小水滴。中、低压锅炉常用挡板和缝隙挡板作为粗分离元件中压以上的锅炉除广泛采用多种型式的旋风分离器进行粗分离外，还用百页窗、钢丝网或均汽板等进行进一步分离。锅筒上还装有水位表、安全阀等监测和保护设施。

? ? 为了考核性能和改进设计，锅炉常要经过热平衡试验。直接从有效利用能量来计算锅炉热效率的方法叫正平衡，从各种热损失来反算效率的方法叫反平衡。考虑锅炉房的实际效益时，不仅要看锅炉热效率，还要计及锅炉辅机所消耗的能量。

? ? 单位质量或单位容积的燃料完全燃烧时，按化学反应计算出的空气需求量称为理论空气量。为了使燃料在炉膛内有更多的机会与氧气接触而燃烧，实际送入炉内的空气量总要大于理论空气量。虽然多送入空气可以减少不完全燃烧热损失，但排烟热损失会增大，还会加剧硫氧化物腐蚀和氮氧化物生成。因此应设法改进燃烧技术，争取以尽量小的过量空气系数使炉膛内燃烧完全。

? ? 锅炉烟气中所含粉尘(包括飞灰和炭黑)、硫和氮的氧化物都是污染大气的物质，未经净化时其排放指标可达到环境保护规定指标的几倍到数十倍。控制这些物质排放的措施有燃烧前处理、改进燃烧技术、除尘、脱硫和脱硝等。借助高烟囱只能降低烟囱附近地区大气中污染物的浓度。

? ? 烟气除尘所使用的作用力有重力、离心力、惯性力附着力以及声波、静电等。对粗颗粒一般采用重力沉降和惯性力的分离，在较高容量下常采用离心力分离除尘静电除尘器和布袋过滤器具有较高的除尘效率。湿式和文氏-水膜除尘器中水滴水膜能粘附飞灰，除尘效率很高还能吸收气态污染物。

? ? 二十世纪50年代以来，人们努力发展灰渣综合利用，化害为利。如用灰渣制造水泥、砖和混凝土骨料等建筑材料。70年代起又从粉煤灰中提取空心微珠，作为耐火保温等材料。

? ? 锅炉未来的发展将进一步提高锅炉和电站热效率降低锅炉和电站的单位功率的设备造价提高锅炉机组的运行灵活性和自动化水平发展更多锅炉品种以适应不同的燃料提高锅炉机组及其辅助设备的运行可靠性减少对环境的污染。

四、锅炉的分类:

可以从不同角度出发对锅炉进行分类:

1、按烟气在锅炉流动的状况分:水管锅炉、锅壳锅炉(火管锅炉)、水火管组合式锅炉

2、按锅筒放置的方式分:立式锅炉、卧式锅炉

3、按用途分:生活锅炉、工业锅炉、电站锅炉

4、按介质分:蒸汽锅炉、热水锅炉、汽水两用锅炉、有机热载体锅炉

5、按安装方式分:快装锅炉、组装锅炉、散装锅炉

6、按燃料分:燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、余热锅炉、电加热锅炉、生物质锅炉

7、按水循环分:自然循环、强制循环、混合循环

8、按压力分:常压锅炉、低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉

9、按锅炉数量分:单锅筒锅炉、双锅筒锅炉

10、按燃烧定在锅炉内部或外部分:内燃式锅炉、外燃式锅炉

11、按工质在蒸发系统的流动方式可分为自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉等。

12、按制造级别分类:A级、B级、C级、D级、E级(按制造锅炉的压力分)

五、锅炉的燃烧设备

锅炉的燃烧方式有三种形式:层燃(火床燃烧)、室燃(悬浮燃烧)、沸腾燃烧。各种燃烧方式有其相应的燃烧设备。固定炉排、链条炉排、往复炉排、振动炉排等属于层燃式，适用于燃烧固体燃料。煤粉锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉等属于室燃式，适用于粉状固体燃料，液体燃料和气体燃料。鼓泡流化床、循环流化床属于沸腾燃烧方式，适用于燃烧颗粒状固体燃料。抛煤机链条炉排，兼有层燃和室燃的燃烧方式，属于混合燃烧方式。

1、 固定炉排:一种最古老、结构简单的层燃燃烧的设备，分两种单层炉排和双层炉排A单层炉排用铸铁制造，有板状和条状B双层炉排，内有上下两层炉排，上炉排由水冷却管组成的固定炉排，下炉排为普通铸铁的固定炉排。上炉排以上空间为风室，下炉排以下为灰坑，两层炉排之间为燃烧室。

2、 链条炉排:一种结构比较完善的燃烧设备。由于机械化程度高(加煤、清渣、除灰等均有机械完成)，制造工艺成熟，运行稳定可靠，人工拨火能使燃料燃烧的更充分，燃烧率也较高，适用于大、中、小型工业锅炉。国产链条炉排按结构可分链带式、横梁式和鳞片式链条炉排。A链带式链条炉排属于轻型结构适用于额定蒸发量小于10t/Hd的蒸汽锅炉或相应容量的燃烧锅炉。B横梁式链条炉排是用刚性很强的横梁作支架，炉排片嵌于支架横梁的槽内，当主动轴上的链轮带动链条转动时横梁及其上的整付炉排随之移动。C鳞式链条炉排适用于额定蒸发量大于10t/Hd的蒸汽锅炉或相应容量的燃烧锅炉。

3、 往复炉排:一种利用炉排往复运动来实现给煤、除渣、拨火机械化的燃烧设备。往复炉排炉排按布置方式可分倾斜往复炉排和水平往复炉排A倾斜往复炉排为倾斜阶梯型，炉排有相间布置的活动炉排片和固定炉排片组成。B水平往复炉排是有固定炉排片和活动炉排片交错组成，炉排片相互搭接。

4、 振动炉排:一种由偏心块激振器、横梁、炉排片、拉杆、弹簧板、后密封装置、激振器电机、地脚螺钉、减震橡皮垫、下框架、前密封装置。测梁、固定支点等部件组成。具有结构简单，制造容易，重量轻、金属耗量少、设备投资省、燃烧条件好、炉排面积负荷高、煤种适应能力强优点在工业锅炉应用过。

5、 抛煤机: 按抛煤方式，抛煤机可分为风力抛煤机，机械抛煤机和机械-风力抛煤机三种。机械抛煤机兼有机械抛煤机和风力抛煤机的功能，它有两个主要部件构成:给煤部件和抛煤部件。

6、 沸腾燃烧流化床:一种介于固定床和悬浮床之间的气固两相床层。流化床根据不同的流化速度划分为鼓泡床、湍流床和快速床。A鼓泡流化床结构由给煤装置、布风装置、风室、灰渣溢流口、沸腾层、悬浮段等。特点对煤种适应行强、能强化转热，节省钢材，便于灰渣的综合利用，对环境污染较煤粉炉轻，锅炉本体结构简单。B循环流化床是新一代高效，低污染洁净煤燃烧技术。其特点是在于燃料及脱硫剂在流化床状态下经过多次循环，反复的进行低温燃烧和脱硫反应。C循环流化床和鼓泡流化床燃烧过程中最主要的区别在于1、循环流化床沸腾层内流化速度很高一般为3~10m/s最高可达10m/s，鼓泡流化床锅炉的流化速度为1~3m/s。

7、 煤粉锅炉的燃烧设备:煤先经磨煤设备，然后喷入炉膛内燃烧，整个燃烧过程是在炉膛内呈悬浮状进行，这种锅炉称为煤粉炉。其特点能改善与空气的混合，加快点火盒和燃烧，煤种适用性广，适应于大中型锅炉。煤粉锅炉的燃烧设备有煤粉设备、制粉系统和煤粉燃烧器。

8、 燃油燃烧器:有喷油嘴和调风器组成是将燃料油雾化，并于空气强烈混合后送入炉膛，使油气混合物在炉膛内呈悬浮状态的一种燃烧设备。燃油燃烧器是燃油锅炉的关键设备，按使用燃料种类可分轻质油燃烧器和重质油燃烧器，重油黏度大，在重油燃烧器内一般设置预热器。工业燃油锅炉大多配置轻质油燃烧器。

9、燃气燃烧器:它是燃气锅炉的最主要的燃烧设备。燃气燃烧器有扩散式燃烧器、大气式燃烧器和完全预混式燃烧器。

热电联产的节能分析——对热电联产界定节能指标的探讨东南大学钟史明上海电力设计院　陈效儒南京热电工程设计院　刘龙海摘　要：热电联产的节能机理，我国以热电比，全厂总热效率作为界定热电联产节能指标的分析。经过几年，我国火电机组经济指标逐年提高，本文提出修改（1268）号文中的界定热电厂的数据和热电联产的供电（发电）标煤耗率作为界定节能指标之一及若干具体建议，供参考。关键词：热电联产　热电比　总热效率（燃料利用率）　供电（发电）标煤耗率1、前言原国家计委、国家经贸委、国家环保总局、建设部以急计交能（1998）220号文《关于发展热电联产的若干规定》发布后，起到了推动我国热电事业的健康、有序的发展。为实现两个根本性转变、实施可持续发展战略，促进热电联产事业的进一步健康发展，落实我国《节约能源法》中关于“国家鼓励发展热电联产、集中供热，提高热电机组的利用率”的规定,2000年原国家四部委又以急计基础1268号文下达了《关于发展热电联产的规定》（以下简称《规定》），进行修订和补充，再次重申热电联产节能界定指标。通知发布后，经过宣传、学习、贯彻至今起到了推动我国热电事业更进一步健康、有序发展。但随着我国经济建设的飞跃，电力工业有了飞速的发展，全国装机容量和发电量居世界第二。2000年全国装机容量31932万kW，年发电量13685亿kWh；2005年预计4．3亿kW，27000亿kWh；安全、经济指标逐年提高，全国平均供电标煤耗6MW及以上机组电厂；1990年429g／kWh， 1998年404g／kWh，1999年399g／kWh，2000年392g／kWh，2001年降至385g／kWh，2002年为381g／kWh，去年为377g／kWh。在新的形势下，重新学习四部委220文和1268文，觉得有一些重大问题：如“热电比”、“总热效率”的含义、作用；怎样界定“热电厂”；“供电（发电）煤耗率”的作用和如何考核热电厂；热电成本分摊和热电厂的热、电价如何测定……等等，都得重新学习与研讨。今仅对如何界定“热电厂”的热电比，全厂热效率等作一些分析，提供讨论参考。2、热电联产节能的机理众所周知，热电联产、集中供热的节能机理有二个方面：一方面是热电联产，发电部份的固有的热力学冷源损失用作供热了，从而节约了燃料，称“联产节能”；另一方面是热电厂的大型锅炉热效率比分散供热小锅炉高，从而节约了燃料，称“集中节能”。显然比较的条件是热电联产与分产供应相同的热量和电量，看哪个节约了燃料。汽轮发电供热机组有两种型式，一为背压供热机组，它是纯粹的热电联产，发电的全部冷源损失都用作供热了，所以发电热效率很高，几乎等于锅炉效率乘管道效率；一为调节抽汽供热机组，它是部分的热电联产，仅有一部份的发电冷源损失用作供热，仍有一部份发电固有冷源损失，它的综合发电效率比同参数、同容量纯凝汽机组高，但不一定比高参数大型纯火电机组高，当供热抽汽不多时、甚至比全国6000kW及以上机组全国平均供电（发电）煤耗率还高。但背压机“以热定电”、热电负荷不可调节，热负荷大时，发电多，热负荷小时发电少，只有承担基本热负荷时，才能发挥最佳节能作用：而调节抽汽的抽凝机组，热电负荷可以调节，运行比较灵活，但有部分冷源损失。所以，一个热电厂，一般有这两类机型，以适应各类热负荷和部分电负荷调节的需求。为此，（220）号文、（1268）号文对热电联产是否合格，（是否节能），都作了如下界定：供热式汽轮发电机组的蒸汽流既发电又供热的常规热电联产应符合的总热效率年平均大于45％。热电联产的热电比：单机容量在50MW以下的热电机组，其热电比年平均应大于100％；单机容量在50W至200W以下的热电机组，其热电比年平均应大于50％；单机容量200MW及以下抽汽凝汽两用机组，采暖期热电比应大于50％。3、界定指标的数学模型（1）《规定》中公式总热效率=（供热量＋供电量×3600千焦／千瓦时）／（燃料总消耗量×燃料单位低热值）×100％。热电比=供热量／（供电量×3600千焦／千瓦时）×100％实质是：总热效率，分子是能量品位不等的二种能量，一为热量，一为电能；电能是高品位能，电能能100％转变为热能，而热能不可能100％转变为电能，而且有条件地十分困难才可转变成电能，所以，总热效率实质是一次能源的能源利用率，或称“燃料利用率”。令：η总热效率（燃料利用率）100％；Qc年供热量kJ／a；（GJ／a）W年供电量kWh／a；（104kWh／a）B年耗标煤量kg／a；（t／a）Qdw标煤低位热值　kJ／kgβ热电比100％η=Qc＋W3600／BQdw　（1）β=Qc／W36000　（2）ηCr=Qc／BcQdw　年平均供热效率（3）ηtd=W3600/BdQdw　年平均机组综合供电（发电）效率　（4）B=Bc＋Bd式中： Bc年供热耗标煤量t／a Bd年发电耗标煤量t／a从（1）把B=Bc＋Bd和（2），（3），（4）式代入化简可得：η=（β＋1）／（β／ηCr＋1／ηtd）　（5）β=（η／ηtd－1）／ （1－η／ηcr）　（6）ηtd=η／[β（1－η／ηcr）＋1]　(7)如按《规定》文中的界定指标：η=45％，β=0．5，β=1．0和β=2．0时，而ηcr≈锅炉效率×管道效率=0．9×0．98=0．882计，代入（5）式求ηtd：ηtd=0．45／（0．49β＋1）当β=0．5时，ηtd=0．361，bd=340．7g／kWhβ=1时，ηtd=0．302，bd=407．3g／kWh。可见当η一定，β增大，ηtd降低。1998年6000kW及以上机组全国平均供电标煤耗率435g／kWh，而全厂“总热效率”等于45％，热电比50％，100％时，扣除厂用电率，热电厂机组发电标煤耗率340．7～407．3g／kWh，是界定节煤的。所以当时核定的界定指标数值，应该说是合理的。但随着时间的推移，技术的进步，我国火电机组高参数、大容量高效机组比重迅速提高，年平均供电标煤耗历年下降4g／kWh左右，2003年为377g／kWh，所以，原《规定》界定数值应与时俱进，加以调正修正，提高界定数据，才能起到导向作用，进一步提高节能效益。4、热电联产的节能条件（判据）如前所述，热电联产机组的发电一般可以分为凝汽汽流发电和抽汽供热汽流发电两块。前者由于机组容量一般较小，蒸汽参数较低，其发电效率不如大型纯凝汽机组来得高；但后者由于不存在凝汽（冷源）损失，其发电效率很高，以致于其综合发电效率可能超过大型高效的纯凝汽发电机组，这正是热电联产的生命力所在。今拟以热电联产最常用的调整抽汽凝汽机组为例来与全国6000KW单机容量及以上平均供电（发电）标煤耗进行比较，从而确定热电联产机组在发电这一块上的节能条件。△Bd=W（bpd－bcd）≥0　（8）式中：W为机组总发电量（kWh）bpd为6000kW机组及以上全国平均的发电标煤耗率（计及锅炉效率），（kg／kWh）；bcd为热电机组（计及锅炉效率）的综合发电标煤耗率，（kg／kWh）；bcd=[Wc bc＋（W－Wc）bk]／ W（kg／kWh）式中：Wc为抽汽供热汽流的发电量（kWh）；bc为抽汽供热汽流的发电标煤耗率（kg／kWh）；bk为凝汽汽流的发电标煤耗率（kg／kWh）；由于要求△Bd≥0，可以从（2）式和W=Wc＋Wk推导得：Wc／W≥（bk－bd）／（bk－bc）（9）（9）式的物理意义就是热电联产（抽凝机组）在发电这一块上的节能判据表征为抽汽供热汽流的发电量必须占总发电量中的一定份额≥（bk－bpd)／（bk－bc），才能节能。而对于抽汽供热汽流而言，其发电量（以Kj计）与供热量之比可推导为：WC×3600／QC=DC（io－ic）／Dc（ic－tc)=（io－ic）／（ic－tk）即热化发电量：Wc=Qc／3600×（io－ic）／（ic－tc）代入（9）式得热电比β为：β=Qc／Wc×3600≥（ic－tc）／（ioc－ic）×（bk－bpd）／（bk－bc）（11）11）式也可表示为：β=Qc／Wc×3600≥（ic－tc）／（io－ic）×（qk－qpd）／（qk－qc）（11A）式中io，ic，tc分别为新汽、抽汽、和热网返回凝结水的焓值，它们可以根据制造厂提供的参数从蒸汽热力性质表中查得，其中热网返回凝结水焓如无回水可按20℃考虑。式（11）、（11A）就是以热电比β的形式来表示热电联产在发电这一块上的节能判据（临界值）。由于汽轮机厂方提供的性能参数，常常给出汽轮发电机组热耗率（qdkj/kwh），它尚未考虑锅炉效率和管道效率，因此发电热耗率qd：qd=bdQdw／ηglηgl式中　Qdw—标准煤低位热值为7000×4．1868=29307kJ／kg 　ηgl—锅炉效率（链条炉75％，煤粉炉90％，CFB，85％）ηgd—蒸汽管道效率（一般取98％）；bd—机组发电标煤耗率（kg／kWh）5、计算示例 （1）比较条件：我国6000kW及以上机组年平均供电标煤耗2003年为377g／kWh，折成热电厂（抽凝机组）供电效率90．2％，发电标煤耗340g／kWh，发电热耗9964．38kJ／kWh，作为热电机组节能界定数据对12MW、25MW和50MW调节抽汽机组几种机型进行具体测算：βmin，Dcmin和ηmin。从（11A）式βmin=（ic－tc）／（io－ic）×（qk－qpd）／（ql－qc）式中：ic抽汽焓，kJ／kg tc供热回水焓，回水20℃，补水温84kJ／kg 　 io新汽焓，kJ／kg 　 qk抽汽机组纯凝工况热耗率kJ／kwh 　 qc抽汽机组抽汽流发电热耗率kJ／kwh 　 qpd全国6000kW及以h 机组平均发电热耗率kJ／kWh（2）例一：C12—3．43／0．981中压中温抽凝机（如南汽Z011机型）io（3．43MPa，435℃）=3305．07kJ／kgic（0．981MPa，313℃）=3080．39kJ／kgtc（t=20℃）=84．0kJ／kgqpd=9964．38kJ／kWh（全国平均发电热耗）qc=3600／ηjjηjd=3600／0．95×0．98=3866．81kJ／kWhqk=11836kJ／kWh／0．9=13151．11kJ／kWh（制造厂机组发电热耗率除锅炉效率后便为厂发电热耗率）ηpd=3600／9964．38=0．362，即调节抽汽机组发电效率ηtd要达到的数值，ηcr=ηjjηjd=0.95×0.98=0.882，即抽汽汽流部分的发电效率。从（11A）式：βmin=（3080．39－84）／（3305．07－ 3080．39）×（13151．11－9964．38）／（13151．11－3866．81）=13．336×0．3432386=4．58　Dcmin=β×W3600／（ic－tc）=4．58×12000×　 　3600／（3080．39－84）=65．994 ≈66t／hηmin=（β＋1）／（β／ηcr＋1／ηtd）=（4．58＋ 1）／（4．58／0．882＋1／0．362）= 5．58／（5．193＋2．762）=70．14％计算结果可见：βmin=4．58，Dcmin=66t／h，ηmin=70．14％时，才能与2003年全国6000KW及以上机组发电煤耗相当。查C12—3．43／0．981机组，额定抽汽量50t／h，最大抽汽量80t／h，此时，供汽量必须超过额定抽汽量50t／h≥66t／h时，才可能节能。（3）其余以上各机组计算从略，其结果汇总如后表。（4） NC200／160－12．7／535／535超高压抽凝机（如东方汽轮机厂D35型机）查该机组的纯凝工况机组热耗qk=1979.2×4.1868=8286.51kJ／kWh，机组发电热耗qk=qk／0．9=9207．23kJ／kWh，已小于2003年全国6000kW及以上机组供电标煤耗377g／kWh，发电标煤耗为340g／kWh，发电热耗为：29307×0．34=9964．38kJ／kWh。因而，这种机组即使不抽汽供热目前也是节能的，若是再抽汽供热，则节能效果更佳。6、计算结果分析从以上几种单抽热电机组的计算结果汇总表中可以看出，若使抽凝机组的发电部分节能，首先应尽量选用进汽参数高的高效机组，如200MW抽凝机（两用机组）和高压高温机组（C25、C50机组）；同时，可看出降低供热（抽汽）参数，节能的最小热电比（β）和临界总的燃料利用率也可降低。对C50—8．83／0．981 50MW抽凝机来说，为确保节能的最小热电比（80％）和临界总燃料利用率（49．6％）已超过1268号文《规定》的指标（即50％和45％），但只需抽汽量大于50t／h，还是可以节能的；对单抽C25机组，为了节能必须采用高压高温新汽参数，其节能最小热电比为0．963，临界点的燃料利用率为51％，也临近和超过1268号文《规定》的指标，（即100％和45％），其节能最小抽汽量～30t／h；对C15次高压次高温机组，其节能最小热电比为3．51，临界的燃料利用率66．9％，也超出了1268号文《规定》的指标（即100％和45％），其节能最小抽汽量为63．7t／h，超过了额定抽汽量50t／h；对C12单抽供热机组，其节能最小热电比都大于2．7，临界燃料利用率63．7％，均大于1268号文《规定》的指标（100％和45％），其节能最小抽汽量41．5～46t／h。上述计算结果，节能最小抽汽量超过额定抽汽量有C12—3．45／0．981，C15一4.9／0．981和C25—4．9／0．981机组，显然这些机组应重新设计，才不脱离设计工况，提高机组内效率。7、供电（发电）标准煤耗率众所周知，火电机组考核热经济指标，都是以供电（发电）标准煤耗率为比较准则。热电厂年综合供电（发电）标准煤耗率，我们认为可作为重要的热经济指标，特别是在节能界定上，它起到了十分重要的作用。如前述，ηtd热电机组综合发电效率，相应的综合发电标煤耗率（btd=123／ηtd g／kWh），ηtd（ btd）是否与全国6000kW及以上机组相等，就表明其热经济性在发电这一块上的界定数据（临界值）。《热电联产项目可行性研究技术规定》附件2计算方法中年节标煤量的计算公式，也取用供电（发电）标煤耗btd与全国6000kW及以上机组平均供电（发电）标煤耗率相比较而求得：△B={[（34．12／ηgl ηgd＋bpd×5．73）－bpr]·Qc＋（btd－bpd）（1－ζd）W}×10－3 t／a式中：ζd—发电厂用电率％， bpr—供热标煤耗率　kg／kJ。所以，我们建议热电厂年均综合供电（发电）效率或标煤耗率，应重新列为考核热电厂的热经济指标之一。8、对1268号文《规定》界定热电厂两个指标的再学习从1998年至今，全国火电机组高效大容量机组比重历年增加，6MW及以上机组全国平均供电标煤耗历年减少，几乎每年下降4g／kWh左右。1998年平均供电标煤耗404g／kWh至2002年为381g／kWh，去年下降至377g／kWh，当时界定热电厂最小节能热电比和总的燃料利用率，和相应的最小抽汽量是按当时情况界定的，其指标是略偏低的。当今全国发电技术水平提高了，供电标煤耗下降～23g／kWh，相当于提高了循环发电热效率5．35个百分点，因此，应与时俱进，修改提高1268号文《规定》的两个界定值。今建议：（1）新建扩建机组1对C12供热机组：新汽参数应采用次高压次高温，最小热电比300％，最小抽汽量为45t／h，临界总的燃料利用率65％，才能与当今全国6MW及以上机组平均供电标煤耗相当。2对C25供热机组：新汽参数应采用高压高温，最小热电比为100％，最小抽汽量30t／h，临界总燃料利用率50％。3对C50供热机组：新汽参数采用高压高温，最小热电比为80％，最小抽汽量50t／h，临界总的燃料利用率50％。4对扩建超高压以上高效大型两用机，经测算，不抽汽也比当今6MW及以上机组全国平均供电标煤耗低，所以当有一定热负荷时，经计算可采用这种机型。（2）运行热电机组1运行热电机组达不到新扩建机组βmin，DCmin和ηmin要求时，应限令改造或采用高压迭置改造，或扩大热负荷，降低抽汽供热参数和加强管理，以提高节能效益，增加市场竞争力。2 80年代初期建立的中压中温3MW～6MW抽凝机组，设备已达报废年限，且达不到节能界定数据时，可淘汰一批。3由于总燃料利用率一定时如η=45％，热电比β越大，热电联产机组发电效率的要求就越低，这样就容易被低效的小热电机组（抽凝机）钻空子，可把热负荷报得很大，即热电比β很大，但却采用发电效率很低的抽凝机组而仍可满足总热效率的规定，而且条件不同，对β要求也不同。所以，建议除仍规定β与η的临界值外，热电机组年平均供电（发电）效率，或标煤耗率，应作为考核与界定热电机组指标之一，才可科学引导提高节能效益。参考文献[1]国家计委、经贸委、环保总局、建设部急计交能　 （1998）220号文《关于发展热电联产的若干规定》[2]国家计委、经贸委、环保总局、建设部急计基础　 （2000）1268号文《关于发展热电联产的技术规　 定》[3]热力发电厂重庆大学热力发电厂教研室编　电力　 出版社1985．3[4]陈效儒　热电联产的节能分析　2000.12