蒸汽发生器是何种_蒸气发生器工作原理

蒸气发生器（也称机组）是运用燃料或其他能源的热能把水加热成为冷水或蒸气的机械设备。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，机组包括锅和炉两大部份。

蒸气发生器是运用燃料或其他能源的热能把水加热成为冷水或蒸气的机械设备。体积应当《30L，体积≥30L则属于《特种设备安全监察细则》中机组的范畴，市场上的蒸气发生器大多数体积《30L，因此不归技术监督部委监管，节约了安装、使用成本。

蒸气发生器是何种

蒸气机组有时又叫蒸气发生器，是蒸气动力装置的重要组成部份。电厂机组、汽轮机和发电机是火力发电厂的主机，然而电厂机组是生产电能的重要设备。工业窑炉是在各类工业企业中提供生产和暖气所需的蒸气的必不可少的设备。工业窑炉数目繁多，还要消耗大量燃料。运用生产过程中低温废水作为热源的余热机组对节能有重要作用。船舶机组装在各类油船上，所形成的蒸气适于驱动蒸气动力机械。机车机组作为蒸气机车的主要设备甚或一定的应用。机组承受低温高压，安全问题非常重要。虽然是大型机组，即便发生坍塌，后果也非常严重。因而，对机组的材料采用、设计估算、制造和检测等都制定有严苛的法规。

机组可根据不同的方式进行分类。机组按用途可分为工业窑炉、电站机组、船用机组和机车机组等；按机组出口压力可分为低压、中压、高压、超高压、亚临界压力、超临界压力等机组（见表）。

美国电厂机组的现行系列为：中压3.9兆帕；高压10兆帕；超高压14兆帕；亚临界压力17兆帕。美国工业窑炉的现行系列为：0.5兆帕、0.8兆帕、1.3兆帕、2.5兆帕。

蒸气发生器机组按水和烟气的流动路径可分为火筒机组、火管机组和水管机组，其中火筒机组和火管机组又称作为锅壳机组；按循环形式可分为自然循环机组、辅助循环机组（即强制循环机组）、直流机组和复合循环机组。复合循环机组是由辅助循环机组和直流机组复合而成，其中包括低循环倍率机组（见电厂机组）。按燃烧方法机组分为室燃炉、层燃炉和沸腾炉等。

机组-工作过程图4和图7为120吨/时自然循环燃煤电厂机组的简图和燃烧系统示意图。首先由磨煤机将煤磨细成粉。褐煤由空气携带通过装在炉墙壁的燃烧器送入窑炉中燃烧。在火焰中心处的二氧化碳气温达到1500～1600℃。机组的蒸发受热面装在窑炉的内壁上，组成风冷壁，吸收熔池中低温火焰和烟气的幅射糖分，使窑炉出口处烟气湿度增加到1000～1150℃。后墙风冷壁的上部份（在水平烟道进口）组成排列较稀的数列凝渣管，以避免结渣。为避免机组受热面上积灰或结渣，还使用吹灰器。

过热器坐落水平烟道中，它的作用是把从锅筒进去的饱和蒸气加热成具备一定湿度的过热蒸气，目的是减少电厂的经济性。烟气通过过热器后气温增加到500～600℃，于是踏入尾部烟道。尾部烟道中受热面之一为省煤器。它由这些垂直的蛇形管所组成，其作用是使给水在踏入锅筒之前预先加热，并增加排烟体温。另一尾部受热面是空气预热器。它的作用是使空气在踏入窑炉曾经加热到一定湿度，以缓解燃烧和逐步减少排烟体温，减少机组效率。

蒸气发生器工作原理

图（1）和图（2）为120吨/时自然循环燃煤电厂机组的简图和燃烧系统示意图。

（1）

在水汽系统方面，给水在加热器中加热到一定湿度，经给水管线跨入省煤器，逐步加热之后送入锅筒，与锅水混和后沿增长管下行至风冷壁进口集箱。水在风冷壁管内吸收窑炉幅射热产生饮料混和物经上升管抵达锅筒中，由饮料分离装置使水、汽分离。分离下来的饱和蒸气由锅筒下部流往过热器，继续放热成为450℃的过热蒸气，于是运抵汽轮机。

（2）

在燃烧和烟风系统方面，送水泵将空气送入空气预热器加热到一定湿度。在磨煤机中被磨成一定酸值的褐煤，由来自空气预热器的一部份热空气携带经燃烧器喷入窑炉。燃烧器涌出的烟煤与空气混和物在熔池中与其余的热空气混和燃烧，放出大量糖分。燃烧后的热烟气次序流经窑炉、凝渣管束、过热器、省煤器和空气预热器后，再经过除尘装置，去除其中的飞灰，最后由引水泵运抵水塔排向大气。

循环形式

机组循环模式是指机组蒸发系统内水汽的流动模式，可分为自然循环、辅助循环、直流和复合循环。

烟气洁净和煤灰处理

机组烟气中所含烟尘（包括飞灰和碳黑）、硫和氮的氧化物都是污染大气的物质蒸汽发生器，未经洁净时其排放指标或许达到环境保护规定指标的几倍到数十倍。控制某些物质排放的举措有燃烧前处理、改进燃烧技术、除尘、脱硫和脱硫等。利用高水塔只好增加水塔附近地区大气中污染物的含量。

烟气除尘所使用的斥力有重力、离心力、惯性力、附着力以及声波、静电等。对粗颗粒通常选用重力沉降和惯性力的分离，在较高容量下常选用离心力分离除尘。静电除尘器和袋子过滤器具备较高的除尘效率。干式和彭氏-水膜除尘器中水滴水膜能黏附飞灰，除尘效率很高，能够吸收气态污染物。

烟气脱硝有吸收法和催化氧化法。湿法吸收用酸性冰晶石、半煤炭、活性炭等；干法吸收用氨、碳碘化钾、石灰浆等。用五氧化二钒等触媒在一定湿度下可使大部份甲烷氧化为三氧化硫，因而有助于吸收脱硝。因为烟气脱硝设备及运行成本高昂，大部份企业倾向使用轻油燃料以增加硫氧化物的排放量。

烟气中氮氧化物主要是一氧化氮。烟气脱硫有催化分解法、选择性催化还原法，还有选用低温活性炭吸收脱硫的。

燃煤机组在运行中必定要排出大量碎砖和由除尘器搜集的飞灰，通常用水力或机械的方式去除送至堆渣场。

20世纪50年代以来，人们努力发展尾矿综合运用，化害为利。如用碎砖制造混凝土、砖和水泥级配等建筑材料。70年代起又从粉矿渣中提取实心微珠，作为耐火保温等材料。

热平衡

估算机组热效率（简称机组效率）的办法。机组热效率是指送入窑炉的燃料糖分中得到有效运用的百分率。晚清电厂机组的效率可达90%以上；工业窑炉的效率可达75%以上。

送入窑炉的燃料糖分，不仅有效运用的部份外，都以各类方式损失掉了，计有：排烟带走的热损失；排烟中未熄灭的一氧化碳、氢和二氧化碳等导致的二氧化碳不完全燃烧热损失；飞灰、炉渣和炉排漏煤等所含未熄灭碳导致的固体不完全燃烧热损失和散热损失等。

为了考评功耗和改进设计，机组常要经过热平衡实验。直接从有效运用能量来估算机组热效率的方式叫正平衡，从各式热损失来反算效率的方式叫反平衡。考虑机组房的实际效益时，除了要看机组热效率，需要计及机组辅机所消耗的能量。

单位品质或单位体积的燃料完全燃烧时按物理反应方程式估算出的空气需求量称为理论空气量。为了使燃料在窑炉内有更多的机会与二氧化碳接触而燃烧，实际送入炉内的空气量总要小于理论空气量。实际送入炉内的空气量与理论空气量之比值称为适量空气系数。实际的窑炉出口适量空气系数主要取决于燃料性质和燃烧方法，通常在1.05～1.5的范围内。其实多送入空气可以降低不完全燃烧热损失，但排烟热损失会减小，就会减缓硫氧化物浸蚀和氮氧化物生成。因而应设法改进燃烧技术，力争以尽量小的适量空气系数使窑炉内燃烧完全。如汽油机组的适量空气系数已有或许大于1.03。这些选用低适量空气系数的燃烧技术称为缺氧燃烧。

纯蒸气发生器原理

力作用将小液滴分离回去回到原料水底，进行再次蒸发，蒸气就弄成了纯蒸气通过一个特殊设计的净化丝网装置后跨入到分离器的底部，通过输出管道纯蒸气跨入到各个分配系统中及使用点。

工业蒸气的调节使纯蒸气的压力可以按照生产工艺的要2通过程序进行设置并可以稳定维持在用户设定的压力值。在原料水蒸发过程中，通过差压来控制料水的补给，使料水的差压一直维持在正常的水平，对于浓缩水可以在程序中设置间歇排放。

1、蒸发器2、分离器3、工业蒸气4、原料水5、纯蒸气6、浓缩水排放7、冷凝水排放F型纯蒸气发生器工作原理

F型纯蒸气发生器工作步骤如下：原料水在一效预热器被工业蒸气加热，踏入之后二效预热器被工业蒸气凝结水继续加热；之后在踏入蒸发器底部经分水装置，均匀地分布踏入蒸发列管，在蒸发列管内产生薄膜状的水流；很多水流由于薄因此很快被蒸发，形成二次蒸气；未被蒸发的原料水被排到机外。被蒸发的原料水，目前是二次蒸气，继续在蒸发器中盘旋上升，经过饮料分离装置，作为纯蒸气从纯蒸气出口输出。工业蒸气在蒸发器被原料水吸收糖分后凝结成工业蒸气凝结水作为预热器的加热源，预热原料水最后从预热器不凝结水排放出口排出机外。微量纯蒸气被冷凝采样器搜集，并经过与冷却水传热，冷却成为分馏水；经过浊度率的在线监测，判定纯蒸气是否合格。原料水转换成的二次蒸气是净化蒸气，它经过三次分离作用：在最初踏入蒸发器后，沿列管向上流动，同时蒸发，这是第一次分离；被蒸发的原料水（二次蒸气）在蒸发器的上端180度折返，杂质在重力作用下，被分离到上部，这是第二次分离；被蒸发的原料水，即二次蒸气，继续在蒸发器中盘旋上升蒸汽发生器，到中下部特殊分离装置处，进行第三次分离。

在原料水有一种不能凝结成水的一部份二氧化碳，被叫做不凝性氢气，此部份不凝二氧化碳依手动化控制程度的不同，在蒸发器底部设有不凝二氧化碳连续排放装置。

1、原料水入口2、蒸馏水出口3、纯蒸气采样口4、蒸汽凝结水出口5、浓缩水排放口6、工业蒸气入口7、纯蒸气输出口8、安全阀排放口