鍋爐分類

按用途分類

電站鍋爐：用于火力發電廠的鍋爐,容量大、參數高、技術新、要求嚴。是上海鍋爐廠主要產品。

工業鍋爐：在各工業生產紡織、印染、制藥、化工、煉油、造紙等的流程、

采暖、制冷中提供蒸汽或熱水的鍋爐。是上海鍋爐廠產品之一。

生活鍋爐：為各工礦、企事業單位、賓館、服務行業等提供低參數蒸汽或熱水的鍋爐。此類鍋爐需求量大,全國各地有很多制造廠。

特種鍋爐：如雙工質兩汽循環鍋爐、核燃料、船舶、機車、廢液、余熱、直流鍋爐等等。

按壓力分類

常壓鍋爐（無壓鍋爐,就是在一個正常大氣壓下工作的鍋爐）

低壓鍋爐（壓力小于等于2.5MPa）

　　中壓鍋爐（壓力小于等于3.9MPa）

　　高壓鍋爐（壓力小于等于10.0MPa）

　　超高壓鍋爐（壓力小于等于14.0MPa）

　　亞臨界鍋爐（壓力介于17—18MPa）

　　超臨界鍋爐（壓力介于22--25MPa）

按工質種類和輸出狀態分

蒸汽鍋爐鍋爐工質為水，輸出工質為水蒸汽。蒸汽有飽和蒸汽及過熱蒸汽之分。熱水鍋爐鍋爐工質為水，輸出工質為未飽和的熱水。特種工質鍋爐鍋爐工質除水以外的其他化工流體，如有史的汞水銀蒸汽鍋爐。

按本體結構型式分

鍋殼式鍋爐鍋爐的燃燒和吸熱蒸發都在一圓筒體內完成，它有臥式和立式之分，如早期的蘭開發、炮仗爐等。水管鍋爐主要受熱面為管子的鍋爐，是早期鍋爐的一項重大改進，安全可靠性大大提高。

鍋筒式鍋爐、鍋筒置于火側之外不受熱的鍋爐，有雙鍋筒、單鍋筒和多鍋筒式，鍋筒有橫置式、縱置式等。

按燃料或能源種類分

當鍋爐燒用不同燃料時就稱為該種燃料的鍋爐或某兩種燃料的混燒鍋爐。火床燃燒鍋爐燃料置于料床上燃燒的鍋爐或稱爐排爐或層燃爐。一般為塊粒狀原煤，容量較大達。室燃鍋爐燃料在爐室或爐膛內燃燒，一般有煤粉鍋爐、燃油、燒氣鍋爐等，當代較大容量達機組，也稱懸浮燃燒鍋爐，還有介于層燃和室燃之間的半懸浮燃燒鍋爐，如機械拋煤機，風力拋煤機鍋爐等等。

旋風燃燒鍋爐煤粉或細粒煤在旋風筒中燃燒的鍋爐，它有臥式和立式兩種，旋風筒內燃燒熱強度很高，適用于低灰熔點煤和難著火的煤。

沸騰燃燒鍋爐以粒狀燃料置于火床上，在高壓風吹動下使燃料層跳動沸騰成流態化，亦稱流化床鍋爐。

按排渣方式分

排渣有固態和液態之分，固態排渣眾所周知液態排渣將煤中灰份在高溫燃燒時形成液體，流入水中裂化成半透明晶體作建筑材料。

按爐內煙氣壓力分

負壓與微正壓燃燒鍋爐從爐膛至鍋爐出口煙氣壓力低于大氣壓力，使引風機的吸風力大于送風機時建立負壓系統。反之當送風機的送風壓力大于引風機的吸風能力時，形成微正壓燃燒。微正壓燃燒可減少漏風熱損失，但對鍋爐的密封要求高得多。增壓燃燒鍋爐增高燃燒煙氣壓力至幾個大氣壓，壓力煙氣作燃氣輪機工質，推動發電機發電或帶動空氣壓縮機獲得較高壓力空氣作助燃介質，在較高壓力下燃燒可加快燃燒速度和提高傳熱效果。

按循環方式分

自然循環鍋爐水冷壁管內工質的流動循環，依靠上升和下降管之間工質的比重差建立循環壓頭產生自然循環，這種鍋爐只適用至亞臨界壓力。

控制輔助循環鍋爐在水冷壁與下降管之間增設循環泵，克服流動阻力確保水循環安全可靠，它適用于亞臨界和近臨界壓力的鍋爐。

直流鍋爐從水到過熱蒸汽出口，依靠給水泵壓力一次通過各受熱面的鍋爐，它適用于高壓以上至超一超臨界壓力。

復合循環鍋爐在直流鍋爐的蒸發區段附加可控強制再循環系統的鍋爐，使在低負荷或啟動過程中保持水冷壁良好的運行條件，高負荷時進入純直流運行。

低倍率循環鍋爐原理相似于控制循環鍋爐，促使水冷壁循環倍率降低至左右，加快蒸發速度。

按總體布置方式分

鍋爐總體布置方式大體有“D”型、“T”型、“π”型、“塔”式和“箱”型等多種，不作細述。

按鍋爐房布置方式分

露天布置鍋爐鍋爐全在露天環境

半露天布置鍋爐鍋爐一部分處在露天，另一部分設有簡易房屋。室內布置鍋爐鍋爐整體都在鍋爐房屋內。

按通風方式分

自然通風鍋爐鍋爐燃燒空氣依靠煙囪引風力自然吸入，均為小型鍋爐所用。

機械通風平衡通風鍋爐大型鍋爐煙風系統阻力較大，燃燒所需空氣由送風機強迫送入，燃燒煙氣由引風機抽吸出去，維持煙風道的阻力平衡 。

原理

鍋爐是一種能量轉換設備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學能、電能、高溫煙氣的熱能等形式，而經過鍋爐轉換，向外輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體。多用于火電站、船舶、機車和工礦企業。

鍋爐的主要工作原理是一種利用燃料燃燒后釋放的熱能或工業生產中的余熱傳遞給容器內的水，使水達到所需要的溫度或一定壓力蒸汽的熱力設備。鍋爐在“鍋”與“爐”兩部分同時進行，水進入鍋爐以后，在汽水系統中鍋爐受熱面將吸收的熱量傳遞給水，使水加熱成一定溫度和壓力的熱水或生成蒸汽，被引出應用。在燃燒設備部分，燃料燃燒不斷放出熱量，燃燒產生的高溫煙氣通過熱的傳播，將熱量傳遞給鍋爐受熱面，而本身溫度逐漸降低，最后由煙囪排出 。

參數

是表示鍋爐性能的主要指標，包括鍋爐容量、蒸汽壓力、蒸汽溫度、給水溫度等。鍋爐容量可用額定蒸發量或較大連續蒸發量來表示。額定蒸發量是在規定的出口壓力、溫度和效率下，單位時間內連續生產的蒸汽量。較大連續蒸發量是在規定的出口壓力、溫度下，單位時間內能較大連續生產的蒸汽量。

蒸汽

包括鍋爐的蒸汽壓力和溫度，通常是指過熱器、再熱器出口處的過熱蒸汽壓力和溫度如沒有過熱器和再熱器，即指鍋爐出口處的飽和蒸汽壓力和溫度。給水溫度是指省煤器的進水溫度，無省煤器時即指鍋筒進水溫度。鍋爐可按照不同的方法進行分類。鍋爐按用途可分為工業鍋爐、電站鍋爐、船用鍋爐和機車鍋爐等；按鍋爐出口壓力可分為低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界壓力、超臨界壓力等鍋爐；鍋爐按水和煙氣的流動路徑可分為火筒鍋爐、火管鍋爐和水管鍋爐，其中火筒鍋爐和火管鍋爐又合稱為鍋殼鍋爐；按循環方式可分為自然循環鍋爐、輔助循環鍋爐(即強制循環鍋爐)、直流鍋爐和復合循環鍋爐；按燃燒方式，鍋爐分為室燃爐、層燃爐和沸騰爐等。

水汽系統

在水汽系統方面，給水在加熱器中加熱到一定溫度后，經給水管道進入省煤器，進一步加熱以后送入鍋筒，與鍋水混合后沿下降管下行至水冷壁進口集箱。水在水冷壁管內吸收爐膛輻射熱形成汽水混合物經上升管到達鍋筒中，由汽水分離裝置使水、汽分離。分離出來的飽和蒸汽由鍋筒上部流往過熱器，繼續吸熱成為一定溫度的過熱蒸汽（大多300MW、600MW機組蒸汽溫度約為540℃左右），然后送往汽輪機。

煙風系統

在燃燒和煙風系統方面，送風機將空氣送入空氣預熱器加熱到一定溫度。在磨煤機中被磨成一定細度的煤粉，由來自空氣預熱器的一部分熱空氣攜帶經燃燒器噴入爐膛。燃燒器噴出的煤粉與空氣混合物在爐膛中與其余的熱空氣混合燃燒，放出大量熱量。燃燒后的熱煙氣按順序流經爐膛、凝渣管束、過熱器、省煤器和空氣預熱器后，再經過除塵裝置，除去其中的飛灰，最后由引風機送往煙囪排向大氣。

結構

整體

鍋爐整體的結構包括鍋爐本體（drum)、輔助設備和安全裝置兩大部分。鍋爐中的爐膛、鍋筒、燃燒器、水冷壁、過熱器、省煤器、空氣預熱器、構架和爐墻等主要部件構成生產蒸汽的核心部分，稱為鍋爐本體。鍋爐本體中兩個較主要的部件是爐膛和鍋筒。

爐膛又稱燃燒室，是供燃料燃燒的空間。將固體燃料放在爐排上，進行火床燃燒的爐膛稱為層燃爐，又稱火床爐；將液體、氣體或磨成粉狀的固體燃料，噴入火室燃燒的爐膛稱為室燃爐，又稱火室爐；空氣將煤粒托起使其呈沸騰狀態燃燒，并適于燃燒劣質燃料的爐膛稱為沸騰爐，又稱流化床爐；利用空氣流使煤粒高速旋轉，并強烈火燒的圓筒形爐膛稱為旋風爐。輔助設備和安全裝置包括安全閥、壓力表、水位表、水位報警器、易熔塞等

爐膛設計

爐膛設計需要充分考慮使用燃料的特性。每臺鍋爐應盡量燃用原設計的燃料。燃用特性差別較大的燃料時鍋爐運行的經濟性和可靠性都可能降低。

鍋筒

是自然循環和多次強制循環鍋爐中，接受省煤器來的給水、聯接循環回路，并向過熱器輸送飽和蒸汽的圓筒形容器。鍋筒簡體由優質厚鋼板制成，是鍋爐中較重要的部件之一。

鍋筒主要功能

鍋筒的主要功能是儲水，進行汽水分離，在運行中排除鍋水中的鹽水和泥渣，避免含有高濃度鹽分和雜質的鍋水隨蒸汽進入過熱器和汽輪機中。

鍋筒內部裝置

包括汽水分離和蒸汽清洗裝置、給水分配管、排污和加藥設備等。其中汽水分離裝置的作用是將從水冷壁來的飽和蒸汽與水分離開來，并盡量減少蒸汽中攜帶的細小水滴。中、低壓鍋爐常用擋板和縫隙擋板作為粗分離元件；中壓以上的鍋爐除廣泛采用多種型式的旋風分離器進行粗分離外，還用百葉窗、鋼絲網或均汽板等進行進一步分離。鍋筒上還裝有水位表、安全閥等監測和保護設施。

設計考慮

為了考核性能和改進設計，鍋爐常要經過熱平衡試驗。直接從有效利用能量來計算鍋爐熱效率的方法叫正平衡，從各種熱損失來反算效率的方法叫反平衡。考慮鍋爐房的實際效益時，不僅要看鍋爐熱效率，還要計及鍋爐輔機所消耗的能量。單位質量或單位容積的燃料完全燃燒時，按化學反應計算出的空氣需求量稱為理論空氣量。為了使燃料在爐膛內有更多的機會與氧氣接觸而燃燒，實際送入爐內的空氣量總要大于理論空氣量。雖然多送入空氣可以減少不完全燃燒熱損失，但排煙熱損失會增大，還會加劇硫氧化物腐蝕和氮氧化物生成。因此應設法改進燃燒技術，爭取以盡量小的過量空氣系數使爐膛內燃燒完全。

煙氣

鍋爐煙氣中所含粉塵(包括飛灰和炭黑)、硫和氮的氧化物都是污染大氣的物質，未經凈化時其排放指標可達到環境保護規定指標的幾倍到數十倍。控制這些物質排放的措施有燃燒前處理、改進燃燒技術、除塵、脫硫和脫硝等。借助高煙囪只能降低煙囪附近地區大氣中污染物的濃度。

煙氣除塵所使用的作用力有重力、離心力、慣性力附著力以及聲波、靜電等。對粗顆粒一般采用重力沉降和慣性力的分離，在較高容量下常采用離心力分離除塵靜電除塵器和布袋過濾器具有較高的除塵效率。濕式和文氏—水膜除塵器中水滴水膜能粘附飛灰，除塵效率很高還能吸收氣態污染物。

二十世紀50年代以來，人們努力發展灰渣綜合利用，化害為利。如用灰渣制造水泥、磚和混凝土骨料等建筑材料。70年代起又從粉煤灰中提取空心微珠，作為耐火保溫等材料。

鍋爐未來的發展將進一步提高鍋爐和電站熱效率；降低鍋爐和電站的單位功率的設備造價；提高鍋爐機組的運行靈活性和自動化水平；發展更多鍋爐種以適應不同的燃料；提高鍋爐機組及其輔助設備的運行可靠性；減少對環境的污染 。

燃料

工業鍋爐用燃料分為三類：

固體燃料—煙煤，無煙煤，褐煤，泥煤，油頁巖，木屑，甘蔗渣，稻糠等；

液體燃料—重油，清油，渣油，柴油，等；

氣體燃料—天然氣，人工燃氣，液化石油氣等 。

發展

火力發電是我國主要的發電方式，電站鍋爐作為火力電站的三大主機設備之一，伴隨著我國火電行業的發展而發展。

隨著時間的推移，環保節能成為中國電力工業結構調整的重要方向，火電行業在“上大壓小”的政策導向下積極推進產業結構優化升級，關閉大批能效低、污染重的小火電機組，在很大程度上加快了國內火電設備的更新換代 [3] 。

至2010年底，單機容量30萬千瓦及以上火電機組占全部火電機組容量的60%以上。火電行業的“上大壓小”也推動了電站鍋爐向高參數、大容量方向發展。此外，循環流化床、IGCC等清潔煤技術逐漸成熟，應用也日益廣泛，從而推動了CFB鍋爐與IGCC氣化爐的發展。

由于歷史原因，我國形成三大電站設備制造基地，上海電氣、哈動力、東方電氣三大集團各自獨立形成大規模成套電站設備研發制造能力，是國內電站設備制造第一梯隊;也是國內鍋爐制造第一梯隊。單從產量上看，三大電站鍋爐制造企業已經占據國內電站鍋爐產品市場份額的60%。

節能改造

鍋爐和輔機的節能減排技術鍋爐輔機配套設備是實現燃燒介質、燃火、燃燒、燃盡和物料流動勻暢的基本點 ,同時是技術上節能環保的基礎。工業鍋爐以燃煤為主 ,燃煤工業鍋爐以高溫鏈條爐排鍋爐為主 ,因此 ,鏈條爐排鍋爐是節能環保的主觀 ,也是工業鍋爐節能環保的弊端。對鏈條爐排鍋爐而言 ,節能環保的必須圍繞著減少機械不完全燃燒損失和排煙熱損失兩個途徑:一是從燃燒設備和燃燒室結構設計上強化煤的引燃、燃燒、燃盡和傳熱技術 ,包括創新爐排片和配風結構 ,爐拱和二次風強化著火、燃燒和燃盡技術 ,減少灰渣和飛灰含碳量的再燃、燃盡技術 ,主要任務是減少機械不完全燃燒損失 ,如降低灰渣含碳量 ,需要從爐拱設計搭配、二次風調整、爐排片設計、配風均勻性四個方面進行優化設計。

① 加裝燃油；

經燃油節能器處理之碳氫化合物，分子結構發生變化，細小分子增多，分子間距離增大，燃料的粘度下降，結果使燃料油在燃燒之前霧化、細化程度大為提高，噴到燃燒室內在低氧條件下得到充分燃燒，因而燃燒設備之鼓風量可以減少15%至20%，避免煙道中帶走之熱量，煙道溫度下降5℃至10℃。燃燒設備之燃油經節能器處理后，由于燃燒效率提高，故可節油4.87%至6.10%，并且明顯看到火焰明亮耀眼，黑煙消失，爐膛清晰透明。徹底清除燃燒油咀之結焦現象，并防止再結焦。解除因燃料得不到充分燃燒而爐膛壁積殘渣現象，達到環保節能效果。大大減少燃燒設備排放的廢氣對空氣之污染，廢氣中一氧化碳（CO）、氧化氮（NOx）、碳氫化合物（HC）等有害成分大為下降，排出有害廢氣降低50%以上。同時，廢氣中的含塵量可降低30%—40%。安裝位置：裝在油泵和燃燒室或噴咀之間，環境溫度不宜超過360℃。

② 安裝冷凝型燃氣鍋爐節能器；

燃氣鍋爐排煙中含有高達18%的水蒸氣，其蘊含大量的潛熱未被利用，排煙溫度高，顯熱損失大。天然氣燃燒后仍排放氮氧化物、少量二氧化硫等污染物。減少燃料消耗是降低成本的較佳途徑，冷凝型燃氣鍋爐節能器可直接安裝在現有鍋爐煙道中，回收高溫煙氣中的能量，減少燃料消耗，經濟效益十分明顯，同時水蒸氣的凝結吸收煙氣中的氮氧化物，二氧化硫等污染物，降低污染物排放，具有重要的環境保護意義。

③ 采用冷凝式余熱回收鍋爐技術；

傳統鍋爐中，排煙溫度一般在160～250℃，煙氣中的水蒸汽仍處于過熱狀態，不可能凝結成液態的水而放出汽化潛熱。眾所周知，鍋爐熱效率是以燃料低位發熱值計算所得，未考慮燃料高位發熱值中汽化潛熱的熱損失。因此傳統鍋爐熱效率一般只能達到87%～91%。而冷凝式余熱回收鍋爐，它把排煙溫度降低到50～70℃，充分回收了煙氣中的顯熱和水蒸汽的凝結潛熱，提升了熱效率；冷凝水還可以回收利用。

④ 鍋爐尾部采用熱管余熱回收技術；

余熱是在一定經濟技術條件下，在能源利用設備中沒有被利用的能源，也就是多余、廢棄的能源。它包括高溫廢氣余熱、冷卻介質余熱、廢汽廢水余熱、高溫產品和爐渣余熱、化學反應余熱、可燃廢氣廢液和廢料余熱以及高壓流體余壓等七種。根據調查，各行業的余熱總資源約占其燃料消耗總量的17%~67%，可回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60%。 超導熱管是熱管余熱回收裝置的主要熱傳導元件，與普通的熱交換器有著本質的不同。熱管余熱回收裝置的換熱效率可達98%以上，這是任何一種普通熱交換器無法達到的。熱管余熱回收裝置體積小，只是普通熱交換器的1/3。其工作原理如圖所示：左邊為煙氣通道，右邊為清潔空氣（水或其它介質）通道，中間有隔板分開互不干擾。高溫煙氣由左邊通道排放，排放時高溫煙氣沖刷熱管，當煙氣溫度30℃時，熱管被激活便自動將熱量傳導至右邊，這時熱管左邊吸熱，高溫煙氣流經熱管后溫度下降，熱量被熱管吸收并傳導至右邊。常溫清潔空氣（水或其它介質）在鼓風機作用下，沿右邊通道反方向流動沖刷熱管，這時熱管右邊放熱，將清潔空氣（水或其它介質）加熱，空氣流經熱管后溫度升高。由若干根熱管組成的余熱回收裝置,安裝在鍋爐煙口，將煙氣中熱量吸收并高速傳導至另一端，使排煙溫度降至接近露點而減少熱量排放損失。加熱后的清潔空氣可烘干物料或補充到鍋爐內循環使用。提高鍋爐和工業窯爐的熱效率，降低燃料消耗，達到節能的目的。

在工業燃油、燃氣、燃煤鍋爐設計制造時，為了防止鍋爐尾部受熱面腐蝕和堵灰，標準狀態排煙溫度一般不低于180℃，較高可達250℃，高溫煙氣排放不但造成大量熱能浪費，同時也污染環境。熱管余熱回收器可將煙氣熱量回收，回收的熱量根據需要加熱水用作鍋爐補水和生活用水，或加熱空氣用作鍋爐助燃風或干燥物料。節省燃料費用，降低生產成本，減少廢氣排放，節能環保一舉兩得。改造投資3-10個月回收，經濟效益顯著。

⑤ 采用防垢、除垢技術；

通過采用鍋爐除垢劑和電子防垢器以及軟化水處理設備，優化水汽循環系統，軟化水設備可以去除水中鈣、鎂等結垢離子，使得水質軟化，合理控制鍋爐的排污率，從而減少水垢，提高鍋爐熱效率。

⑥ 采用燃料添加劑技術；

在燃料中加入添加劑達到優化燃料，達到降低煙垢，提高熱效率的目的；

⑦ 采用新燃料；

采用新型環保燃料油，達到降低燃油成本的目的。

⑧ 采用富氧燃燒技術；

空氣中氧氣含量≤21%。工業鍋爐的燃燒也是在這樣空氣下進行的工作。實踐表明：當鍋爐燃燒的氣體氧氣量達到25%以上時，節能高達20%；鍋爐啟動升溫時間縮短1/2－2/3。而富氧是應用物理方法將空氣中的氧氣進行收集，使收集后氣體中的富氧含量為25%－30%。富氧助燃是一種較新節能環保技術。近十幾年來，隨著環保要求的不斷提高以及節約能源的需要，富氧燃燒作為一種新興的燃燒技術在世界各國蓬勃發展。

⑨ 采用旋流燃燒鍋爐技術；

眾所周知，傳統鍋爐存在著兩大弊端，一是燃燒時有煙霧煙塵冒出，成為重要的污染源；二是煤渣燃燒不充分，能源浪費極為嚴重。采用純無煙再節能旋流燃燒鍋爐新技術與傳統工業鍋爐相比較，有著絕對的優勢。它比手燒式鍋爐節煤30%~35%，比鏈條式自動化鍋爐節煤25%。由于純無煙再節能技術使用了PID變頻和ABM節電系統，比傳統鍋爐節電40%，揮發份可實現90%以上的燃燒和利用，而傳統鍋爐的揮發份的燃盡率只有78%左右，有22%的煙塵排向大氣層，純無煙再節能旋流燃燒技術使灰渣燃盡率達到了97%，而傳統鍋爐煤渣的燃盡率只有80%左右，正是由于這些原因，純無煙再節能燃燒技術可使爐溫從原來的1200℃提高到1500℃左右，提高了燃燒效率，節省了燃料，滿足了客戶的需求。

⑩ 采用空氣源熱泵熱水機組替換技術；

將現有的燃油（氣）熱水鍋爐替換成空氣源熱泵熱水機組；可節約能源消耗30%到50%

⑾ 燃煤鍋爐改裝成燃油（氣）鍋爐；

鍋爐燃料節能 節能環保助燃器節能法