鍋爐進水管路的幾種接法和熱力計算方法

劉慶+王志平+何軍+劉啟

摘 要：為了降低鍋爐的排煙溫度，通常在鍋爐尾部布置受熱面。對于小型鍋爐由于無法做到連續給水，通常采用常壓節能器。當鍋爐出力較大時，給水方式為變頻控制連續給水，一般將尾部受熱面布置為承壓省煤器與空預器組合。

關鍵詞：常壓節能器；承壓省煤器；平衡溫度；排煙溫度；熱力計算

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.068

為了降低鍋爐的排煙溫度，通常在鍋爐尾部布置受熱面，有承壓省煤器、常壓節能器，或者兩者組合，有時也采用承壓省煤器和空氣預熱器組合等。

對于小型鍋爐（如鍋爐額定出力≤4t/h），如果采用電機變頻連續進水，在低負荷時較低的頻率，水泵揚程很低無法進水（并且長時間低頻率運行普通電機無法得到有效冷卻，容易燒毀電機，建議頻率不宜長時間低于25Hz）；而加大頻率則進水量大于蒸發量，無法做到連續給水。因此小型鍋爐只能采用位式間斷給水方式。當水泵停止運行時，承壓省煤器得不到有效冷卻，此時排煙溫度較高（雖然熱力計算理論上排煙溫度較低，但實際運行時排煙溫度會時高時低，能效指標不能達標，我公司在對一鍋爐進行定型能效測試時曾出現此現象）。此時，宜將承壓省煤器改為常壓節能器（有鑄鐵型和光管型兩種），增加一臺循環水泵，不間斷運行，使水在給水箱與常壓節能器之間循環，給水箱內的水會逐漸升溫，一定時間后將達到平衡溫度（時間的長短取奪于給水箱的水容量），而常壓節能器的進水溫度則為該平衡溫度，而非進入給水箱的水的溫度（一般為常溫20℃）。若熱力計算時將常壓節能器的進水溫度錯誤地設為常溫，則實際運行時排煙溫度將大于計算值，導致鍋爐熱效率低于設計值。常壓節能器的出水溫度則與循環水泵的流量有關，選取循環水泵時流量一般要大于鍋爐給水泵的流量。流量越大，常壓節能器的出水溫度越低，從而影響排煙溫度。

當鍋爐本體排煙溫度大于約260℃時，若尾部受熱面只布置常壓節能器，則上述平衡溫度將可能大于70℃，鍋爐給水泵有可能產生汽蝕無法進水，除非將給水箱高位設置。此時尾部受熱面宜布置為承壓省煤器與常壓節能器兩者組合，大于260℃的高溫煙氣經承壓省煤器降溫后，再進入常壓節能器，可將給水箱的平衡溫度降至70℃以下。

小型燃氣鍋爐（特別是二回程鍋爐），本體排煙溫度高，若尾部受熱面只布置常壓節能器，給水箱的平衡溫度較高，導致排煙溫度高，無法做到冷凝或半冷凝排放。因此小型燃氣鍋爐尾部宜布置為常壓節能器與空氣預熱器組合。

當進入給水箱的水溫較高時（如有冷凝水回收），則不能布置常壓節能器，而應布置空氣預熱器。

位式間斷給水流程圖如圖1。

當鍋爐出力較大時（鍋爐額定出力>4t/h），按TSG G0001-2012《鍋爐安全技術監察規程》的規定，鍋爐應當裝設自動給水調節裝置。自動給水調節裝置有電動調節閥和變頻控制兩種，從節能和使用壽命比較宜采用變頻控制連續進水。當鍋爐進水溫度為常溫水時，尾部受熱面宜為承壓省煤器。而當鍋爐額定出力≥10t/h時，按照GB/T1576-2008《工業鍋爐水質》的要求給水應除氧，通常配備熱力除氧器，此時鍋爐的給水溫度為105℃（除氧水箱高位布置），如果單純用承壓省煤器作為尾部受熱面，由于水溫較高，煙氣與水之間的溫壓較小，則須布置很大的受熱面才能將排煙溫度降低（并且排煙溫度一定高于105℃），因此一般將尾部受熱面布置為承壓省煤器與空氣預熱器組合。

由于空氣預熱器的傳熱系數一般比常壓節能器低，在達到同樣排煙溫度的前提下降低尾部受熱面鋼耗，可將常壓節能器代替空氣預熱器（同樣此時的必要條件是進入給水箱的水的溫度為常溫）。進入給水箱的水在循環泵的作用下在給水箱和常壓節能器之間循環被加熱。加熱后的水再進入熱力除氧器除氧，然后經給水泵、承壓省煤器進入鍋爐。充分利用煙氣與低溫水之間的大溫壓，減少受熱面。當然，還可在常壓節能器后再布置空氣預熱器，進一步減低煙溫，提高鍋爐熱效率。

連續給水流程圖如圖2。

參考文獻：

[1]林宗虎，張永照主編.鍋爐手冊[K].機械工業出版社，1989.

[2]工業鍋爐設計計算方法 編委會.工業鍋爐設計計算方法[M].中國標準出版社，2005.

[3]李之光等著.工業鍋爐現代設計與開發[M].中國標準出版社， 2003.

作者簡介：劉慶（1969-），男，湖南株洲人，工程師，研究方向：熱能與動力。