有機(jī)熱載體爐的基本原理
1.1 原理
熱載體爐是燃料（包括煤、油、氣等）經(jīng)過充分燃燒后產(chǎn)生的火焰和高溫?zé)煔膺M(jìn)入爐體，以輻射傳熱和對(duì)流傳熱的方式與爐管內(nèi)有機(jī)熱載體換熱，有機(jī)熱載體在系統(tǒng)內(nèi)由循環(huán)油泵實(shí)現(xiàn)閉路強(qiáng)制循環(huán)，同時(shí)，在爐體內(nèi)獲得熱量的熱載體，作為換熱介質(zhì)供熱至用熱設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)熱載體爐對(duì)用熱系統(tǒng)的供熱。
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1.2 特點(diǎn)
①它能在較低的運(yùn)行壓力下，獲得較高的工作溫度；這是相對(duì)于蒸汽鍋爐而言的。如印染行業(yè)的成品面料需定型，一般所需溫度為250℃左右，用水蒸汽獲得此溫度，蒸汽壓力需達(dá)4Mpa；若采用熱載體爐，其熱載體溫度達(dá)300℃時(shí)，相應(yīng)飽和蒸汽壓只有0.018Mpa，因而熱載體爐就具有“低壓、高溫”的工作特性
②可進(jìn)行穩(wěn)定的加熱和在設(shè)定溫度下的溫度調(diào)節(jié)（±1℃）；③在各個(gè)等級(jí)的負(fù)荷下，熱效率均能保持水平；④液相輸送熱能，經(jīng)換熱后的熱載體仍返回爐體內(nèi)連續(xù)不斷受熱，而無廢熱排出；⑤具有完備的運(yùn)行控制和安全監(jiān)測(cè)裝置；
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為何導(dǎo)熱油鍋爐能起到節(jié)能降耗的作用
導(dǎo)熱油鍋爐的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)比高工作壓力略高，并且應(yīng)不小于安全閥的開啟壓力。氣相爐的設(shè)計(jì)壓力采用1.2~1.5倍的工作壓力;液相爐的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)取1.05~1.2倍的壓力;液相爐的導(dǎo)熱油進(jìn)出口壓力差宜大于0.15MPa(1.5kgf/cm2)。
導(dǎo)熱油鍋爐進(jìn)出口的溫度，設(shè)計(jì)要從既經(jīng)濟(jì)又安全的角度出發(fā)，為導(dǎo)熱油在系統(tǒng)中的運(yùn)行設(shè)計(jì)一個(gè)適宜的溫差，這個(gè)溫差應(yīng)小于30℃。導(dǎo)熱油鍋爐是閉路循環(huán)，出油溫度和回油溫度只差20-30度，也就是說只加熱20-30度的溫差就能導(dǎo)熱油鍋爐達(dá)到使用溫度。而蒸汽鍋爐加入的是冷水，把冷水加熱變成蒸汽去加熱用熱設(shè)備，蒸汽變?yōu)?0-70度的冷凝水排出.所以起到節(jié)能降耗的作用!

鏈條爐排的結(jié)構(gòu)
目前有機(jī)熱載體爐中，較多采用鏈帶式鏈條爐排，其結(jié)構(gòu)和爐排片的形狀和如圖3-3所示。爐排片分為主動(dòng)爐排片和從動(dòng)爐排片兩種，用爐排長(zhǎng)銷串聯(lián)在一起，形成一條寬闊的鏈帶，圍繞在前鏈輪上和后滾筒上。由主動(dòng)爐排片組成的主動(dòng)鏈環(huán)，直接與鏈輪嚙合，前軸是主動(dòng)軸，所以主動(dòng)爐排片擔(dān)負(fù)傳遞整個(gè)爐排運(yùn)動(dòng)的拉力，因此其厚度比從動(dòng)爐排片厚，由可鍛鑄鐵制成.從動(dòng)爐排片,由于不承受拉力,可由強(qiáng)度低的普通灰口鑄鐵制成.
爐排的傳動(dòng)現(xiàn)在應(yīng)用的有兩種形式:電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)變速箱的分級(jí)調(diào)速和利用可控硅變頻控制的無級(jí)調(diào)速.
鏈帶式爐排可以采用強(qiáng)制通風(fēng)或自然通風(fēng)。由于沿爐排縱向，前、中、后各部分所需風(fēng)量不同，因此爐排下面沿縱向，分隔成數(shù)個(gè)風(fēng)室，可分別控制送風(fēng)量。爐排的兩側(cè)與固定的支架之間的密封稱側(cè)密封，側(cè)密封是很重要的。如果密封不好，空氣就會(huì)從邊緣處直接竄入爐室，影響火床的正常燃燒。
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3.1.2.2.鏈條爐排的燃燒過程
依照燃料供給的方式，手燒爐是一種典型的上飼式爐子，新燃料自上方鋪撒于燃燒層上，與供給的空氣氣流相對(duì)而遇。鏈條爐則不同，新燃料自前方由緩緩之移動(dòng)的爐排引入爐內(nèi)，與空氣氣流交叉而遇，是一種典型的前飼式爐子，因此鏈條爐的燃燒過程與手燒爐比較，有其獨(dú)自的特點(diǎn)。
鏈條爐的工況與手燒爐不同，煤自煤斗滑落在冷爐排上，而不是鋪撒在灼熱的燃燒層上。進(jìn)入爐子后，主要依靠來自爐膛的高溫輻射，自上而下地著火、燃燒。顯而易見，著火條件不及手燒爐有利，是一種“單面引火”的爐子。但因整個(gè)燃燒過程的幾個(gè)階段是沿爐排長(zhǎng)度由前至后，連續(xù)順序地完成，故不存在手燒爐的那種工作周期性，使燃燒工況大為改善。
由于煤在爐排上的燃燒是分階段，分區(qū)進(jìn)行的，爐排中部是主燃區(qū)，供風(fēng)量需很大，爐排前部為預(yù)熱及揮發(fā)物析出區(qū)，而后部為灰渣形成及燃盡區(qū)，需風(fēng)量較小。因此一般鏈條爐都避免采取所謂統(tǒng)倉(cāng)送風(fēng)的方式，而是把風(fēng)室沿爐排長(zhǎng)度分為若干段，有目的地進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，造成風(fēng)量?jī)深^小，中間大的合理布局，適應(yīng)爐排沿長(zhǎng)度分區(qū)段燃燒的特點(diǎn)。
鏈條爐的著火條件比手燒爐差。一般在爐膛設(shè)計(jì)時(shí)，通過設(shè)置爐拱予以改善。爐膛的前拱由引燃拱和混合拱組成，它將爐膛高溫?zé)煔獾妮椛錈崃糠瓷涞叫氯剂仙?，并容納由后拱引來的高溫?zé)煔鈱?duì)新燃料進(jìn)行氣體輻射加熱和對(duì)流換熱：爐膛的后拱則將爐排后部激烈燃燒的高溫?zé)煔庖翣t膛前部，以此維持著火區(qū)的高溫并加強(qiáng)紊流和沖刷，對(duì)燃料的引燃也具有重要的作用。另外，后拱還起到使?fàn)t排后部的煤層燃燼的作用。拱的形狀和布置與燃料種類密切相關(guān)。例如對(duì)于無煙煤，首先是保證著火的問題，通常采用高而短的前拱，低而長(zhǎng)的后拱，以改善其著火條件，有時(shí)后拱的覆蓋長(zhǎng)度甚至在爐排有效工作長(zhǎng)度的一半以上。燃煙煤時(shí)，由于其揮發(fā)物含量較高，著火并不困難，重要的是如何加強(qiáng)爐內(nèi)氣體的繞動(dòng)混合,減少氣體不完全燃燒損失,所以其前拱略比燃無煙煤的稍低而稍長(zhǎng),后拱也不太長(zhǎng),但所組成的喉口應(yīng)有較大擾動(dòng)作用.
鏈條爐排有運(yùn)行可靠、燃燒效率高、煙塵量少、勞動(dòng)強(qiáng)度低等一系列優(yōu)點(diǎn)。因些，在載熱體加熱爐中應(yīng)用甚廣。
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有機(jī)熱載體爐供熱系統(tǒng)與蒸汽鍋爐相比其優(yōu)缺點(diǎn)
l 有機(jī)載熱體，常用的種類是導(dǎo)熱油，有機(jī)載熱體在有機(jī)熱載體爐中的作用，相當(dāng)于水在蒸汽鍋爐里的作用，是熱能的載體與媒介，由于有機(jī)熱載體（即導(dǎo)熱油）與水的性質(zhì)有很大不同，從而使有機(jī)載熱體爐與蒸汽鍋爐的特性有很大的不同，有機(jī)載熱體在較高的溫度下，一般都具有蒸發(fā)量小，飽和蒸汽壓力低的特點(diǎn)，從而使有機(jī)熱載體爐具有高溫、低壓、節(jié)能的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)是以水作為熱載體的蒸汽鍋爐所不可能具備的。
l 另一方面，由于油與水的性質(zhì)有很大的不同，從而也使有機(jī)熱載體爐供熱的整個(gè)管路系統(tǒng)與蒸汽鍋爐的供熱管路系統(tǒng)有很大不同。同時(shí)，兩者的操作、維護(hù)、管理，使之保持長(zhǎng)期處于良好運(yùn)行狀態(tài)的安全技術(shù)，也有很大的不同?，F(xiàn)在常使用的有機(jī)熱載體是導(dǎo)熱油，下面以導(dǎo)熱油為代表，講述有機(jī)熱載體供熱系統(tǒng)的工作原理與特點(diǎn)。
l 首先將導(dǎo)熱油與水的理、化性質(zhì)作進(jìn)一步比較。
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? 由于導(dǎo)熱油、不像水那樣來源豐富且價(jià)廉，用過后可以隨地排放。因此有機(jī)熱載體爐供熱系統(tǒng)必然是一個(gè)循環(huán)管路系統(tǒng)，油在爐內(nèi)被加熱、升溫、再由管道輸送到用熱設(shè)備，放出熱能，油的溫度降低，再由回程管道輸回加熱爐，再加熱，升溫，再被輸送出去。如此往復(fù)循環(huán)，在正常工作條件下，導(dǎo)熱油不排放，自身也基本上不損耗，可長(zhǎng)期運(yùn)行。
主要指標(biāo)比較如下：
導(dǎo)熱油
水
化學(xué)成份
有機(jī)物（烷基化芳烴等碳化合物）
無機(jī)物 分子式H2O
物理特性、及在高溫下化學(xué)成份的穩(wěn)定性
高溫下（250℃~340℃）蒸發(fā)量很小，飽和蒸汽壓力很低＜0.07Mpa。超過額定使用溫度，即會(huì)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的分解變質(zhì)，成為“結(jié)焦”沉積在爐管內(nèi)壁面上。
常壓下，100℃沸騰，大量蒸發(fā)，溫度升高，飽和蒸汽壓也升高，250℃，已達(dá)4Mpa。用作傳熱媒介時(shí)，高溫下化學(xué)成份穩(wěn)定，不會(huì)分解，高溫蒸汽冷凝后，回復(fù)成水
來源與價(jià)格
應(yīng)從專業(yè)生產(chǎn)導(dǎo)熱油工廠購(gòu)買，價(jià)格較水貴得多。
一般可直接采自大自然，來源豐富，價(jià)格低廉
? 相對(duì)照，蒸汽鍋爐產(chǎn)生的蒸汽，由管道送到用熱設(shè)備后放出熱能，通常因降溫而冷凝成水，就由疏水閥排放掉。這部分被排放掉的水的溫度，通常還是高于鍋爐的進(jìn)水溫度，這部分的熱能就浪費(fèi)掉了，而有機(jī)熱載體爐，供熱系統(tǒng)，就不存在這樣的熱能損失，就此點(diǎn)而言，就已經(jīng)比蒸汽供熱系統(tǒng)節(jié)能了。
? 由于導(dǎo)熱油在高溫下，基本上不蒸發(fā)，略有一點(diǎn)油蒸汽，其飽和油蒸汽壓力很低，相對(duì)照在相同供熱溫度下水的飽和蒸汽壓力，就要高出許多倍，兩者相比，在相同的溫度前提下，有機(jī)熱載體爐的供熱系統(tǒng)的管道、閥門、法蘭、用熱設(shè)備，換熱器等的耐壓等級(jí)就要低許多，從而設(shè)備投資也就較少，操作、維護(hù)也較為方便，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)供熱溫度越高，有機(jī)熱載體爐在此的優(yōu)勢(shì)也越突出。
? 但是，由蒸汽鍋爐產(chǎn)生的水蒸汽壓力較高，因此就可以靠自身的壓力，從蒸汽鍋爐輸送到用熱設(shè)備，中間一般不需要外加輔助動(dòng)力源，而有機(jī)熱載體爐供熱系統(tǒng)由于自身壓力較低，是無法靠自身壓力輸送熱油的，就必須有一只循環(huán)泵，來推動(dòng)導(dǎo)熱油在循環(huán)管路不斷循環(huán)流動(dòng)，這樣有機(jī)熱載體爐供熱系統(tǒng)就形成了以循環(huán)泵強(qiáng)制液相循環(huán)的特點(diǎn)，而且，在加熱爐點(diǎn)火，燃料燃燒，加熱導(dǎo)熱油從而向熱用戶供熱時(shí)，循環(huán)泵不能關(guān)閉，不能故障停運(yùn)，否則，導(dǎo)熱油將停止循環(huán)，不但熱用戶得不到熱能，更為嚴(yán)重的是，爐內(nèi)的導(dǎo)熱油將會(huì)超溫，分解，變質(zhì)，在爐管內(nèi)壁上形成“結(jié)焦”，這樣不但使導(dǎo)熱油報(bào)廢，還會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞爐子，甚至造成爐子報(bào)廢。當(dāng)燃燒系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，爐內(nèi)導(dǎo)熱油溫度應(yīng)降至導(dǎo)熱油許可的溫度以下時(shí)才能停止循環(huán)泵的運(yùn)行。因此，有機(jī)熱載體爐供熱系統(tǒng)中，一般都應(yīng)配備兩個(gè)循環(huán)泵，一個(gè)工作，一個(gè)備用，以保證循環(huán)系統(tǒng)在高溫時(shí)的可靠性。
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