[科普中国]-辐射式锅炉

结构

过与传统烟火管锅炉的对比来了解辐射式锅炉的结构，如下图所示，锅炉本体的上部均为锅筒，而下侧明显不一样，左边辐射式锅炉炉膛呈圆柱状，右边传统烟火管锅炉截面为矩形，炉膛为直壁方形空间。由此可发现内部结构肯定截然不同，观察右图就会发现，辐射式锅炉利用以炉床为中心分布弧形锅炉管代替了弯管（俗称“棚管”）。1

原理及换热流程首先了解一下热的两种传播方式。

所谓对流换热就是流体流过物体表面的热量传递的方式。例如：高温烟气高速冲刷水冷壁管将锅炉管中的水加热；生活中，夏季风扇带来的凉风拂面，带来凉爽。

所谓热辐射就是热源通过电磁波进行热量传递的方式。例如：炙热的炉床对水冷壁管的热量传递；生活中，冬季在房间生一个火炉，不用接触火炉就能感觉到温暖。

相对于对流换热，热辐射比较难以理解，按“电磁波辐射结构”设计的聚焦、波束燃煤锅炉的热转换节能原理。由于热辐射的基本原理就是“电磁波辐射运动”，其热能点就是“电磁波辐射”的发射中心如右图1a，由发射点发出的辐射波以球形向外辐射。

辐射式锅炉的换热流程，该型锅炉随着烟气的流动形成三回程换热的模式，燃烧室内产生的高温烟气在锅炉管与炉拱之间，自锅炉的前部流向后部，此为第一流程，如图2（a）所示；然后烟气在后烟箱的作用下，折返进入多层锅炉管之间的空间，由锅炉后部流向前部，此为第二流程，如图2（c）所示;最后烟气在前烟箱的作用下，折返进入上锅筒内部的烟管，自锅炉前部流向锅炉后部，与锅筒中的水进行换热，此为第三流程，最后烟气从锅炉尾部烟道排出。

辐射式锅炉的弧形锅炉管设计，使得锅炉管是在以炉床为中心的同心圆上分布的。这样的设计使得当炉床高温热源的波辐射接触到锅炉管时，它就会产生向中心（炉床）聚焦反射的高温能量，使可燃物（煤）燃烬，如图1（b）所示，同时在流程之间形成重叠聚焦，提高换热效率，这样可以使锅炉的整体热效率得到大大提高。

该型锅炉的热效率达82%，较传统锅炉提高约10%。（后附鉴定报告）另外弧形锅炉管的设计使得管内水的流动惯性小，水力均匀性好，有效的较少了结垢、爆管等故障。1

环保特性由右图可以看出，辐射式锅炉及其辅助设备的整个运行流程。烟气经过三流程换热之后，依次经过空气预热器，多管除尘器、引风机、脱硫除尘器之后排出。

烟气经过上述流程之后，在除尘、脱硫环保方面有以下两大效应：

1、炉内、外二次除尘

炉内：炉体两侧二流程弧形管构成放射性集尘装置，这样换热过程中，烟尘会落在集尘板上，经输尘装置送到除渣机内；

炉外：经过炉内除尘后，烟气的初始排放浓度大大降低，再经炉外除尘器分离，可使3微米以上的烟尘除尽；

2、正压湿式脱硫

经二次除尘后的烟气，由引风机以正压方式送进湿式脱硫器内。这样烟气中的硫强制与脱硫器内的脱硫剂反应，且保证未脱净的硫不能随烟气排出。并且该脱硫器不用喷淋、不用电、耗水少、不需要配套循环水泵及水池，占地面积小。该除尘脱硫装置除尘、脱硫效率均达95%以上，经上述除尘脱硫处理后，完全达到排放标准。1

技术性能比较由于辐射式锅炉的独特设计，与传统锅炉相比有以下技术优越性：

一、用弧形锅炉的独特设计代替传统锅炉的棚管，取得了以下优点：

1、弧形锅炉管以炉床为中心同心分布，在炉床形成热量聚焦，并加强了各层锅炉管之间的换热，提高了换热效率；

2、多层分布的弧形锅炉管构成了放射性集尘装置，实现了炉内除尘；

3、弧形锅炉管的设计使得管内水的流动惯性小，水力均匀性好，有效的减少了结垢、爆管等故障。

二、用炉内、炉外二次除尘，正压湿式脱硫替代了传统除尘，省去了循环水泵及水池，并保证了良好的除尘、脱硫效果，确保达到环保要求。1