[科普中國]-鍋爐容量

鍋爐容量就是鍋爐的蒸發(fā)量，也就是鍋爐每小時(shí)所產(chǎn)生的蒸發(fā)量。分為額定蒸發(fā)量、最大連續(xù)蒸發(fā)量。

鍋爐容量是表征鍋爐生產(chǎn)能力的指標(biāo)，又稱出力。蒸汽鍋爐用蒸發(fā)量表示。蒸發(fā)量鍋爐單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽量，用符號(hào)D表示，單位是t/h。

介紹鍋爐（指蒸汽鍋爐）是利用燃料燃燒后轉(zhuǎn)換釋放的熱能或其他熱能加熱給水，以獲得規(guī)定參數(shù)（溫度、壓力）和品質(zhì)的蒸汽設(shè)備，廣泛地應(yīng)用于煙草生產(chǎn)和職工生活。 鍋爐通常由三個(gè)部分組成：鍋、爐及附件（附屬設(shè)備）。鍋是指盛裝汽、水并且承受壓力的系統(tǒng)，如鍋筒、沸水管、水冷壁、集箱、過熱器、省煤器等。爐是指燃燒系統(tǒng)，如燃燒設(shè)備、爐膛（包括鍋殼或鍋爐的爐膽內(nèi)空間）、爐墻、煙道、空氣預(yù)熱器組成的風(fēng)煙、燃料系統(tǒng)。附件是一些為鍋、爐服務(wù)的組件、設(shè)備，如閥門、儀表、水處理設(shè)備等，是為正常安全運(yùn)行所配備的。

鍋爐的容量又稱為鍋爐的出力，是鍋爐基本特性參數(shù)，蒸汽鍋爐用蒸發(fā)量表示，熱水鍋爐用供熱量表示。蒸汽鍋爐長期連續(xù)運(yùn)行時(shí)，每小時(shí)所產(chǎn)生的蒸汽量，稱為這臺(tái)鍋爐的蒸發(fā)量。用符號(hào)“D”表示，常用單位噸/小時(shí)（t/h）。熱水鍋爐長期連續(xù)運(yùn)行，在額定回水溫度、壓力和額定循環(huán)水量下，每小時(shí)出水的有效帶熱量，稱為這臺(tái)鍋爐的額定供熱量（出力）。用符號(hào)“Q”表示，單位是兆瓦（MW）。熱水鍋爐產(chǎn)生0.7MW（6×105kcal/h）的熱量，大體相當(dāng)蒸汽鍋爐產(chǎn)生1t/h蒸汽的熱量。1

鍋爐容量及參數(shù)鍋爐的容量又稱鍋爐出力，是指鍋爐每小時(shí)生產(chǎn)蒸汽的數(shù)量或能力，以D表示，其單位是噸每時(shí)（t/h）。容量是鍋爐的基本特性參數(shù)。熱水鍋爐則以鍋爐每小時(shí)的供熱量表示。供熱量以Q表示，其單位是兆瓦單位是兆瓦（MW）。蒸汽參數(shù)是指鍋爐的工作壓力和溫度。2

1．蒸發(fā)量

蒸發(fā)量是鍋爐連續(xù)運(yùn)行中，每小時(shí)產(chǎn)生的蒸汽數(shù)量。鍋爐蒸發(fā)量的大小，取決于鍋爐布置受熱面的數(shù)量和鍋爐燃燒的情況。如果鍋爐每小時(shí)燃燒的燃料多，燃料放出的熱量大，而且，鍋爐布置的受熱面又多，傳熱量大，那么，該鍋爐的蒸發(fā)量也就大，其出力就高。不同的鍋爐，其受熱面布置的數(shù)量是不一樣的。受熱面布置的數(shù)量，是鍋爐在設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)爐排熱強(qiáng)度、爐排面積，以及爐膛容積熱強(qiáng)度的大小來布置的。爐排熱強(qiáng)度是指每平方米的爐排面積上，每小時(shí)燃料燃燒所放出的熱量。也就是說，爐排熱強(qiáng)度高、爐排面積多，燃燒放出的熱量也就多。相應(yīng)就可以布置較多的受熱面積，使鍋爐具有較大的產(chǎn)汽能力。

鍋爐在運(yùn)行中，其燃燒工況在不斷變化，蒸發(fā)量也在不斷地變化。但是，每臺(tái)鍋爐的爐排面積或爐膛容積，在設(shè)計(jì)制造時(shí)已定下來，其燃燒放熱量就會(huì)有一個(gè)設(shè)計(jì)最大值。鍋爐受熱面的數(shù)量在設(shè)計(jì)制作時(shí)也已確定，那么鍋爐的蒸發(fā)量，也就有一個(gè)最大值。鍋爐銘牌上標(biāo)明的蒸發(fā)量，就是該鍋爐在設(shè)計(jì)燃用煤種下的最大蒸發(fā)量。這個(gè)蒸發(fā)量，是在滿足鍋爐設(shè)計(jì)使用燃料下和滿足鍋爐熱效率下的蒸發(fā)量。如果鍋爐實(shí)際運(yùn)行中，其供熱負(fù)荷過小，或超過設(shè)計(jì)出力運(yùn)行，就會(huì)使鍋爐的熱效率降低，同時(shí)還會(huì)引發(fā)不安全、不穩(wěn)定的因素。如提高爐排熱強(qiáng)度，強(qiáng)化燃燒，會(huì)燒壞爐排，流化床鍋爐任意提高燃燒溫度，會(huì)引發(fā)高溫結(jié)焦等。2

2．壓力和溫度

鍋爐的蒸汽壓力和溫度是鍋爐的兩個(gè)基本特性參數(shù)。對(duì)蒸汽壓力和溫度的控制，直接關(guān)系到鍋爐的安全運(yùn)行。

鍋爐的蒸汽壓力，在鍋爐運(yùn)行中是隨鍋爐蒸發(fā)量的大小、供汽熱負(fù)荷的大小而不斷發(fā)生變化的，每臺(tái)鍋爐在銘牌上都標(biāo)明了該鍋爐的額定工作壓力，也就是該鍋爐的最高安全使用壓力。任何時(shí)候，鍋爐都不允許超過額定工作壓力運(yùn)行。該壓力是根據(jù)鍋爐受壓元件在一定的工作溫度下的承壓強(qiáng)度來設(shè)計(jì)的。只有當(dāng)鍋爐新裝，或經(jīng)過重大修理、改造需要做超壓水壓試驗(yàn)檢測時(shí)，才允許超過額定工作壓力。

蒸汽溫度是指鍋爐過熱器出口的蒸汽溫度，也是鍋爐銘牌上規(guī)定了的過熱蒸汽最高許可溫度。過熱蒸汽溫度，在鍋爐運(yùn)行中，是隨著過熱器受熱面與煙氣的傳熱情況發(fā)生變化的。傳熱強(qiáng)烈，蒸汽溫度會(huì)升高；傳熱弱，蒸汽溫度會(huì)降低。過熱器受熱面的金屬材料承壓強(qiáng)度是隨著受熱面管壁的溫度發(fā)生變化的，溫度升高，承壓強(qiáng)度降低。當(dāng)溫度升高到過熱器管壁金屬材料的承壓強(qiáng)度極限時(shí)，就會(huì)發(fā)生過熱器爆管事故。為此，鍋爐運(yùn)行時(shí)，應(yīng)隨時(shí)注意監(jiān)視和調(diào)整其溫度不應(yīng)超出正常工作溫度范圍。對(duì)過熱汽溫的調(diào)整，除了應(yīng)滿足鍋爐額定工作蒸汽溫度的要求外，還應(yīng)同時(shí)滿足用汽部門的蒸汽溫度要求。如汽溫過高，會(huì)造成汽輪機(jī)葉片強(qiáng)度降低，汽溫過低，又會(huì)造成汽輪機(jī)葉片汽蝕。2

鍋爐容量的標(biāo)志鍋爐容量的標(biāo)志有鍋爐額定蒸發(fā)量、鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量等。

鍋爐額定蒸發(fā)量是指在額定蒸汽參數(shù)和給水溫度下，使用設(shè)計(jì)燃料，并能保證熱效率的條件下，制造商在型號(hào)中所規(guī)定的蒸發(fā)量，它也是鍋爐的額定負(fù)荷。

鍋爐出口主蒸汽管道蒸汽流量稱為主蒸汽流量，即蒸發(fā)量，它是鍋爐負(fù)荷大小的標(biāo)記。在額定主蒸汽壓力和溫度條件下，主蒸汽流量與汽輪發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷之間應(yīng)有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。3

鍋爐容量的確定選擇鍋爐容量的原則制漿造紙廠的生產(chǎn)用汽包括：制漿車間的蒸煮用汽、漂白用汽、堿回收的蒸發(fā)、鍋爐吹灰和預(yù)熱空氣等用汽、造紙車間的熬膠、溶解礬土及紙張的干燥和通風(fēng)用汽等。此外，在我國北方的制漿造紙廠冬季還需要采暖用汽。

上述車間或工段的用汽負(fù)荷波動(dòng)范圍很大。特別是間歇蒸煮和漂白，其用汽負(fù)荷波動(dòng)幅度就更大。根據(jù)這一特點(diǎn)，在選擇鍋爐容量時(shí)，若高峰負(fù)荷持續(xù)時(shí)間很長，可按照最高負(fù)荷時(shí)的用汽量選擇；反之，可按每天的平均負(fù)荷的用汽量選擇。如果高峰負(fù)荷持續(xù)的時(shí)間很短，而按最高負(fù)荷時(shí)的用汽量選擇鍋爐，則鍋爐就會(huì)有較多時(shí)間是在低負(fù)荷下運(yùn)行。這樣，不僅熱效率低，煤耗增加，而且也增大了鍋爐的投資。所以在這種情況下，可按每天平均負(fù)荷的用汽量選擇鍋爐的容量。

在實(shí)際設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中，應(yīng)從工藝的安排上盡量避免最大負(fù)荷和最小負(fù)荷相差太大，盡量通過工藝的調(diào)節(jié)（如幾臺(tái)蒸煮設(shè)備、漂白設(shè)備的升溫時(shí)間可錯(cuò)開等），采用平均負(fù)荷的用汽量來選擇鍋爐的容量，這是比較經(jīng)濟(jì)的。但是一旦這樣選了鍋爐，如果生產(chǎn)調(diào)度不好，將影響生產(chǎn)。當(dāng)然通過設(shè)置蒸汽蓄熱器能夠得到一定程度的緩解。所以還應(yīng)全面考慮后再做出決定。4

容量的確定在上述原則的基礎(chǔ)上，當(dāng)鍋爐同時(shí)供應(yīng)生產(chǎn)、生活、采暖通風(fēng)等用汽時(shí)，應(yīng)計(jì)算出各車間工段的各項(xiàng)小時(shí)最大（或日平均）蒸汽消耗量并計(jì)人同時(shí)使用系數(shù)等，以此繪制出全廠總負(fù)荷曲線，作為選取鍋爐容量的依據(jù)。鍋爐容量應(yīng)包括以下各項(xiàng)蒸汽需要量

（1）生產(chǎn)用蒸汽量D1：生產(chǎn)用蒸汽量可采用單位產(chǎn)品的平均用汽量或每小時(shí)最大用汽量指標(biāo)計(jì)算；也可根據(jù)熱平衡實(shí)際計(jì)算出的單位產(chǎn)品的耗汽量來計(jì)算。

（2）采暖及通風(fēng)用蒸汽量D2：采暖及通風(fēng)用蒸汽量，是由采暖及通風(fēng)實(shí)際計(jì)算數(shù)據(jù)得到的。其中，采暖系數(shù)不打系數(shù)，通風(fēng)所采用的熱負(fù)荷系數(shù)一般為0.8～1.0。

（3）生活用蒸汽量D3：生活用蒸汽量主要用于加熱生活用熱水和加熱洗澡用熱水。在工廠中，職工的飲用熱水一般由單設(shè)茶爐供給；洗澡用水也多用廢蒸汽加熱。在這種情況下，鍋爐容量可不考慮這部分蒸汽。但如果生活用水需要由鍋爐供給蒸汽加熱，則取要計(jì)入，這時(shí)所采用的熱負(fù)荷系數(shù)為0.4～07。

（4）廠區(qū)熱力網(wǎng)損失蒸汽量D4：廠區(qū)熱力網(wǎng)損失蒸汽量，一般為全部最大蒸汽用量的5%～10%（包括散熱及漏損）。

（5）設(shè)備輻射熱損失D5：設(shè)備輻射熱損失主要是蒸煮設(shè)備。如果蒸煮設(shè)備沒有保溫措施時(shí)，職為全部蒸煮用汽量的10%。

（6）鍋爐房自用蒸汽量D6：鍋爐房自用蒸汽量，包括汽泵用汽、給水加熱和吹灰等用汽。一般仇為全部最大用蒸汽量的3%～7%（不包括熱力除汽量）。

將以上用汽量相加后，即為鍋爐每小時(shí)的最大（或平均）容量。即：

D=D1 +D2 +D3 +D4 +D5 +D6 （t蒸汽/h）4

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

陳紅 - 副教授 - 西南大學(xué)