锅炉原理__第2章燃料及燃烧产物解析
锅炉工作原理
锅炉工作原理
锅炉是一种利用燃料燃烧产生的热能将水或其他工质加热至一定温度或压力的设备。
锅炉的工作原理主要包括燃料的燃烧和热能的传递。
首先，燃料（如煤、油、天然气等）在炉膛内燃烧，产生高温燃烧气体。
燃烧过程中，燃料中的碳、氢等元素与氧气反应，产生大量的热能，并生成燃烧产物，如二氧化碳、水蒸气等。
随后，燃烧产生的高温燃烧气体通过炉膛内的烟管或水管，使烟气或热水与加热面接触。
加热面上通常贴有管道或片状散热器，通过这些散热面传递热能，将其传递给待加热的水或工质。
传热过程中，燃烧产生的热能被加热面吸收，使水或工质的温度升高，同时烟气冷却。
燃烧产生的烟气在烟管或水管中经过多次往复流动，从而增加了传热面与烟气之间的接触时间，提高了传热效率。
最后，经过传热的水或工质被加热至设定的温度或压力后，流出锅炉，供应给需要热能的设备或系统使用。
同时，冷却的烟气排出锅炉，通过烟囱排至大气中。
总之，锅炉的工作原理是通过燃料燃烧产生的热能，使加热面与烟气或热水接触，从而实现热能的传递。
锅炉的设计和操作都会对热能转化效率和安全性产生影响，因此在使用锅炉时需要遵循相关的操作规程和安全注意事项。
锅炉原理知识点分章总结
锅炉原理知识点分章总结第一章：锅炉基本原理锅炉是利用燃料能量转化为热能，将水加热蒸发成为蒸汽，然后利用蒸汽的压力来驱动涡轮发电机工作的设备。
锅炉的基本原理是通过燃烧燃料产生热能，将热能传递给水，使水蒸发成蒸汽。
蒸汽具有较大的体积和压力，可以驱动涡轮发电机工作，从而产生电能。
锅炉的工作过程可以分为燃烧系统、锅炉本体和蒸汽系统三个部分。
第二章：燃料的选择和燃烧技术燃料的选择是锅炉设计的关键之一。
常见的燃料包括煤、燃油、天然气和生物质。
燃料的选择要考虑到供应稳定、价格合理、燃烧效率高等因素。
燃料的燃烧过程是通过氧气与燃料发生化学反应，产生热能和二氧化碳等燃烧产物。
燃烧技术包括燃烧系统的设计、燃烧控制和烟气处理等。
第三章：锅炉本体的结构和工作原理锅炉本体由炉膛、水壶、管道系统和控制系统等部分组成。
炉膛是燃烧燃料的地方，燃料在炉膛内燃烧产生热能。
水壶是贮存水的地方，受热水会上升到锅炉水位较高的部分，达到产生蒸汽的目的。
管道系统包括供水系统、排烟系统和蒸汽管道等。
控制系统是控制锅炉运行的中心，包括液位控制、压力控制、温度控制等。
第四章：锅炉的热力循环锅炉的热力循环包括燃料的燃烧、水的加热和蒸汽的发生等过程。
燃料在炉膛内燃烧产生热能，通过加热水壶中的水使水蒸发成为蒸汽。
蒸汽从锅炉中产生后进入蒸汽系统，驱动涡轮发电机工作。
经过涡轮发电机后的蒸汽通过凝汽器凝结成水，再回到水壶中重新循环。
这是一个由热能转化为机械能再转化为热能的过程。
第五章：锅炉的效率和节能技术锅炉的效率是衡量锅炉能源利用率的重要指标。
提高锅炉效率，不仅可以降低能源消耗，还可以减少对环境的影响。
常用的节能技术包括燃烧技术改进、余热利用和烟气脱硫等。
此外，选用高效的锅炉设备和采用先进的控制系统也是提高锅炉效率的重要方法。
第六章：锅炉的安全保护和运行维护锅炉是一种危险设备，使用过程中必须加强安全保护和运行维护。
锅炉的安全保护措施包括燃烧控制、水位控制、压力控制等。
锅炉的工作原理
锅炉的工作原理标题：锅炉的工作原理引言概述：锅炉是一种用于生产蒸汽或热水的设备，广泛应用于工业生产、供暖和发电等领域。
了解锅炉的工作原理对于提高锅炉的效率和安全性至关重要。
一、锅炉的基本构成1.1 锅炉本体：通常由炉膛、燃烧室、烟道、热交换器等部分组成。
1.2 燃料供给系统：包括燃料储存、输送、燃烧控制等设备。
1.3 控制系统：用于监测和调节锅炉的运行，保证其安全稳定。
二、锅炉的燃烧过程2.1 燃料燃烧：燃料在炉膛内燃烧产生热量，释放燃烧产物。
2.2 烟气排放：燃烧产生的烟气通过烟道排出锅炉，带走热量。
2.3 热交换：烟气在热交换器内与水接触，传递热量给水，使水被加热产生蒸汽或热水。
三、锅炉的蒸汽循环3.1 水循环：水从给水系统进入锅炉，通过循环泵被送至热交换器。
3.2 蒸汽产生：热交换器中的水受热变为蒸汽，蒸汽被送至用气系统。
3.3 蒸汽排放：蒸汽在用气系统中释放能量，用于驱动机械设备或供暖。
四、锅炉的安全保护4.1 过热保护：通过控制系统监测锅炉温度，防止过热损坏设备。
4.2 过压保护：控制系统监测锅炉压力，避免超压导致事故。
4.3 燃烧控制：控制系统调节燃料供给，保持燃烧稳定，防止爆炸。
五、锅炉的能效优化5.1 燃烧调节：优化燃烧过程，提高燃料利用率。
5.2 热交换优化：改善热交换效率，减少能量损失。
5.3 运行管理：合理调整锅炉运行参数，降低能耗，提高效率。
结论：锅炉的工作原理涉及多个方面，包括构成、燃烧过程、蒸汽循环、安全保护和能效优化。
只有深入了解锅炉的工作原理，才能更好地运行、维护和管理锅炉，实现安全高效的生产和供暖。
锅炉的工作原理
锅炉的工作原理引言概述：锅炉作为一种常见的热能转换设备，广泛应用于工业生产和生活中。
它通过将燃料的化学能转化为热能，使水蒸气产生，从而提供热能或者动力。
本文将详细介绍锅炉的工作原理，包括燃烧过程、热交换、蒸汽发生、烟气排放等方面。
一、燃烧过程：1.1 燃料的供应和预处理：锅炉的燃料可以是固体、液体或者气体。
固体燃料通常是煤炭或者木材，液体燃料可以是石油或者天然气，而气体燃料主要是天然气。
燃料在进入锅炉之前需要经过预处理，如破碎、干燥、除尘等，以提高燃烧效率和减少环境污染。
1.2 燃烧过程：燃料在锅炉燃烧室中与空气混合，并在适当的温度和压力条件下点燃。
燃料的燃烧产生的热能会被传递给锅炉的水壁，使水壁升温。
1.3 燃烧调节：为了保持锅炉的安全和高效运行，需要对燃烧过程进行调节。
通过控制燃料供应量、空气供应量和燃烧温度等参数，可以实现燃烧过程的稳定和控制。
二、热交换：2.1 热能传递：燃烧过程中产生的热能会被传递给锅炉的水壁。
水壁是由管道组成的，热能通过管道壁传递给水，使水升温并转化为蒸汽。
2.2 热能转化：热能的传递过程中，水中的热量会转化为水蒸气的潜热，使水蒸气的温度和压力升高。
2.3 热能损失：在热交换过程中，由于传热介质的温度差和热辐射等原因，会有一定的热能损失。
为了减少热能损失，可以采取绝热材料包覆、烟气余热回收等措施。
三、蒸汽发生：3.1 水的升温和沸腾：当水受热后，温度逐渐升高，当达到沸点时，水开始沸腾，产生蒸汽。
3.2 蒸汽的质量和压力：蒸汽的质量和压力取决于水的温度和压力。
水的温度越高，产生的蒸汽质量和压力越大。
3.3 蒸汽的采集和利用：蒸汽通过管道采集到蒸汽室，然后通过管道输送到需要的地方，用于供热、发电或者其他工业过程。
四、烟气排放：4.1 燃烧产生的烟气：燃烧过程中产生的烟气主要包括烟尘、二氧化硫、氮氧化物等。
这些烟气对环境和人体健康都有一定的影响。
4.2 烟气净化：为了减少烟气对环境的污染，需要对烟气进行净化处理。
锅炉第二章题库答案
第二章燃料与燃烧计算一、名词解释1、发热量：单位质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量。
2、高位发热量：1kg燃料完全燃烧后所产生的热量，包括燃料燃烧时所生成的水蒸气的汽化潜热。
3、低位发热量：高位发热量中扣除全部水蒸气的汽化潜热后的发热量。
4、标准煤：规定收到基低位发热量Qnet，ar =29308kJ/kg的煤。
6、煤的挥发分：失去水分的干燥煤样置于隔绝空气的环境下加热至一定温度时，煤中的有机物分解而析出的气态物质的百分数含量。
7、油的闪点：油气与空气的混合物与明火接触发生短暂的闪光时对应的油温。
8、完全燃烧：燃烧产物中不再含有可燃物的燃烧。
9、不完全燃烧：指燃料的燃烧产物中还含有某些可燃物质的燃烧。
10、理论空气量：1kg收到基燃料完全燃烧，而又无过剩氧存在时所需的空气量。
11、过量空气系数：实际供给的空气量与理论空气量的比值。
12、理论烟气量：供给燃料以理论空气量，燃料达到完全燃烧，烟气中只含有二氧化碳、二氧化硫、水蒸气及氮气四中气体时烟气所具有的体积13、烟气焓：1kg固体、液体燃料或标准状态下1m³气体燃料燃烧生成的烟气在等压下从0℃加热到某一温度所需的热量。
二、填空1、煤的元素分析法测定煤的组成成分有碳、氢、氧、氮、硫、灰分、水分，其中碳、氢、硫是可燃成分，硫是有害成分。
2、煤的工业分析成分有水分、挥发分、固定碳和灰分。
3、表征灰的熔融特性的四个特征温度为变形温度、软化温度、半球温度和流动温度。
4、煤的炭化程度越深，其挥发分含量越少，着火温度越高，点火与燃烧就越困难。
5、煤的成分分析基准常用的有收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基。
6、理论水蒸气体积，包括燃料中氢完全燃烧生成的水蒸气、燃料中水分受热蒸发形成的水蒸气、理论空气量带入的水蒸气三部分。
0带进烟气中的水蒸气体积为V k0 m3/kg。
7、随同理论空气量Vk8、烟气成分一般用烟气中某种气体的所占干烟气总体积的体积百分数含量来表示。
锅炉原理---第2章燃料及燃料燃烧计算
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灰分的影响
• • • • • • • • • • 发热量下降：有效热量减少，着火热增大； 理论燃烧温度、炉内温度下降：燃烧速度降低，燃烧稳 定性变差，q4增加； 产生灰壳：q4增加； 排渣物理显热增加； 排烟温度升高、q2增加； 过热蒸汽温度升高：灰分增加10%→汽温升高5℃； 造成炉内结渣、高温腐蚀； 磨损、积灰； 制粉系统能耗增加； 造成环境污染；
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• • • • •
•
变形温度DT（deformation temperature），锥顶变圆或开始倾斜； 软化温度ST（softening temperature），锥顶弯至底或萎缩成球形； 半球温度 HT(half ball temperature) ，锥体变化为半球形（用的不 多）； 熔化温度 FT（ fusing temperature ），是指锥体呈流体状态能沿平 面流动(也有称为流动温度，fluid temperature,不确切)。 DT、ST、FT这三个温度表示燃料中灰分的熔化特性，均可称为灰 熔点。对大部分煤来说，其灰分的这三个温度约为 1000~1600℃， 当ST>1400℃时，称为具有难熔灰分的煤，当ST<1200℃称为具有 易熔灰分的煤。 对固态排渣煤粉炉，当灰的软化温度ST>1350℃时，造成炉内结渣 的可能性不大。为了避免炉膛出口处结渣，炉膛出口烟温应至少比 DT低50~100℃。
锅炉与燃烧机知识
第一章锅炉的基本知识第一节锅炉的工作原理锅炉是能量转换设备，它是把燃料中的潜在能量，经过燃烧放出热量，经过传热作用传递给水，使水变成蒸汽（热水锅炉是将水加热变成一定温度的热水输出）的一种设备。
锅炉的最基本的部件是锅”与炉”两大部分，锅是锅炉设备中的汽水系统，是水变成气（或热水）的吸热部分，炉是锅炉设备中的燃烧系统，是油与空气发生化学反应产生高温火焰和烟气的放热部分。
锅”与炉”，一个吸热（油，气经燃烧放出热能，尽可能最大限度的被吸收），一个放热（使油，气最大限度的燃尽，把热能最大的释放出来），它们组成了一套完整的设备。
锅炉的工作包括以下三个过程：不断剧烈氧化燃烧的过程；火焰和高温烟气不断把热量传递给锅内水的传热过程；水在锅内不断流动循环，吸热生温的汽化，（热水锅炉达不到沸腾温度）的水循环过程及汽化过程。
这三个过程在锅炉内不断连续进行，是通过包括锅炉附属设备及仪表附件等二个工作系统来实现的。
这两个系统是汽-水系统和油（气）- 风-锅（水升温升压）L附属设烟系统。
图1-1汽- 水系统是以受热面的锅炉本体为中心，与水泵，水处理设备等附属设备组成的工作系统，担负着向锅炉供水，吸取热量到输出蒸汽（或热水）的任务。
油- 风- 烟系统是以炉膛及燃烧设备为中心，与风机等附属设备组成。
这个系统在炉内形成燃料放热，然后将燃烧产物排除第二节锅炉的基本参数反映锅炉工作特性的基本参数，包括锅炉产生蒸汽的数量（蒸发量）和质量（压力，温度）两个方面的指标。
锅炉在确保安全的前提下长期连续运行，每小时所产生的蒸汽的数量，称为这台锅炉的蒸发量。
蒸发量又称为”出力"或"容量”，常用的单位是”吨/ 小时"(t/h) 。
进口锅炉也有使用” 马力"(HP) 或"磅/小时” 。
其关系是：1马力=15.65 公斤/ 小时=34 5 磅/ 小时额定蒸发量，是指锅炉采用设计的燃料品种，并在设计参数下运行，也就是在规定的蒸汽质量(压力、温度)和一定的热效率下，长期连续运行时，每小时所产生的蒸汽量。
第二章 燃料及燃料燃烧计算
(二）各类煤质的燃烧特性
烟煤 含碳量较无烟煤低 40％～70％； 挥发分含量较多 20％～40％，易点燃，燃烧快，火焰长； 氢含量较高 发热量较高。 褐煤
碳化程度低，含碳量低 约为40～50%，
水分及灰分很高 发热量低； 挥发分含量高 约40～50%，甚至60%，挥发分的析出温度 低，着火及燃烧均较容易。
热量。
约占2％～6％。 多以碳氢化合物的形式存在。
3、氧（O）和氮（N）
不可燃元素。 氧含量变化很大，少的约占1％～2％，多的占40％ 氮的含量约占0.5％～2.5％。
5
一、煤的成分及分析基准
4、硫（S）
有害成分，约占2％，个别高达8％～10％。 存在形式：
① 有机硫（与C、H、O等结合成复杂的有机物）
第二章 燃料及燃料燃烧计算
燃料的成分及其主要特性 燃料燃烧计算 烟气分析方法 空气和烟气焓的计算
1
§2.1 燃料的成分及其主要特性
燃料:
核燃料 有机燃料 固体燃料（煤、木料、油页岩等）
有机燃料 :
液体燃料（石油及其产品） 气体燃料（天然气、高炉煤气、焦炉煤气等）
电厂锅炉以煤为主要燃料，并尽量利用水分和灰分含
Q Q 226 H d , n, et p d , gr d
干燥基 高位发热量与低位发热量之间的换算： 干燥无灰基 高位发热量与低位发热量之间的换算： Q Q 226 H daf , net , p daf , gr daf
18
（一）煤的发热量
高位发热量(Qgr) 各基准间的换算采用表2-1换算系数
为反映煤的燃烧特性，电厂煤粉锅炉用煤还以VAMST及Q法 分类
28
(二）各类煤质的燃烧特性
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去除全部水分
%
去除全部水分灰分
%
14
4.新旧基准的对比
收到基
空气干燥基
ar，as received
ad，air dry
应用基
分析基
y
f
干燥基
干燥无灰基
d，dry
daf，dry ash free
干燥基
可燃基
g
r
15
5.各种基准之间的换算
原则：质量守恒 换算：已知收到基，求干燥无灰基
设收到基煤的质量为P，变为干燥无灰基煤的质量为Q，则
P（Mar/100＋Aar/100）＝P－Q
P （Car/100 ）＝Q（Cdaf/100 ） Cdaf＝（100/（100－Mar－Aar））Car
核算：校核100％
16
例1、已知：某种煤的组成成分如下： Mar=5.00%，Ad=20.00%，Cdaf=90.80%，Hdaf=3.80%， Odaf=3.10%，Ndaf=1.30%，Sdaf=1.00%， 求：该煤的收到基组成。 解：由干燥基换算到收到基的换算系数为 k1=（100-Mar）/100=（100-5.0）/100=0.95 则煤的收到基灰分Aar=k1Ad=0.95×20.00=19.00% 由干燥无灰基换算到收到基的换算系数为 k2=（100-Aar-Mar）/100=（100-5.0-19.00）=0.76 则煤的收到基组成为 Car=k2Cdaf=0.76×90.80=69.01% Har=k2Hdaf=0.76×3.80=2.89% Oar=k2Odaf=0.76×3.10=2.36% Nar=k2Ndaf=0.76×1.30=0.99% Sar=k2Sdaf=0.76×1.00=0.76% 验算：Car+Har+Oar+Nar+Sar+Mar+Aar =69.01+2.89+2.36+0.99+0.76+5.00+19.00=100.01%
13
3.煤的元素分析成分计算基准（计算条件： 4种）
收到基（应用基、工作基）
炉前煤 %
Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100
空气干燥基（分析基） Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100 干燥基
自然干燥 %
Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100
煤的发热量测定方法GB/T213
煤中全硫的测定方法GB/T214
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第二节 1.煤的发热量
（1）定义
燃料的燃烧特性
单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量。
（2）高位发热量与低位发热量 ◆高位发热量：包括烟气中的水蒸汽潜热的发热量 ◆低位发热量：不包括…… 9H M Qar ,net Qar , gr r ( ar ar ) 100 100 ◆换算
不可燃（O2，CO2，N2）
重要指标：煤炭分类、着火与燃烧，含量随煤种变化很大
11
固定碳和灰分（FC＋A） 焦炭 失去水分和挥发分形成的物质→? 焦炭燃烧后失去的重量→固定碳 剩余的重量→灰分
12
挥发分 可燃成分 工业 分析 不可燃成分
固定碳
＋
灰分 水分
焦炭
工业分析的意义 ◆估算发热量 ◆煤基本性质
6.元素分析和工业分析的关系 以及各种基准的关系
元素分析仪
元素分析
繁
科研机构
马弗炉加热干燥 工业分析 易 电厂
18
7.燃料分析
取样：商品煤样采取方法GB475 制样：煤样的制备方法GB474 分析：煤的元素分析方法GB476 煤的工业分析方法GB/T212
煤中全水分的测定方法GB/T211 四分法
含量随煤种变化大（1~40%），助燃
氮（N）（有机物） 含量0.5~2.5 %，几乎不燃，少量生成NOx，有害
7
硫（S）(有机硫＋硫铁矿＋硫酸盐) 含量不固定（~2%）；有机硫、硫铁矿硫发热量9.0MJ/kg 有害（低温腐蚀）， 灰（A）（金属氧化物、非金属氧化物、盐类） 常量元素（>0.5%）：铝、硅、铁、钙 少量元素（0.02~0.5%）：钾、镁、钠、钛
第二章 燃料及燃烧产物
§1 燃料的成分及其主要特性 §2 燃料的燃烧特性 §3 燃料的燃烧计算 §4 烟气分析方法及其应用 §5 空气和烟气焓的计算
1
第一节 1.定义
燃料的成分及其主要特性
为了取得热量而使之燃烧的工质
2.重要性
锅炉设计：炉型、整体结构与布置
锅炉运行：稳定性、结渣、积灰等
辅机选型
人工 人 工
？
4
锅炉用燃料 ⑵液体燃料
固体 天然
原油 柴油 重油
？
水煤浆
人工
液体
燃油锅炉
少
燃料油
点火 低负荷稳燃
？
5
锅炉用燃料 ⑶气体燃料
燃气锅炉
天然气
煤层气
天 然
少
燃料气
高炉煤气
焦炉煤气
发生炉煤气
水煤气
人 工
生 活
点 火
窑 炉
液化石油气
燃 气 轮 机
还 原 介 质
6
煤的元素分析成分
1.煤的元素分析成分（ultimate，技术分析）
碳（C）(有机碳＋游离碳) 氢（H）（有机物）
固定碳
随煤种变化(50~90%) ，主要发热元素，发热量32.7MJ/kg 含量1~6%，发热量大，发热量120MJ/kg，
氧（O）（有机物）
不完全燃烧时 9282kJ/kg
微量元素（<0.02）：……
影响燃烧方式，不利（结渣、积灰→影响传热、磨损）
8
水（M）
含量随煤种变化很大 外在水分（表面水分）：附着、润湿表面和煤粒大孔 内在水分：吸附、凝聚煤粒小孔 结晶水分：石膏、高岭土
影响着火，带走潜热，低温腐蚀
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可燃元素 元素
C、H、S 内部杂质O、N 外部杂质M（内、外）、A
德米特里· 伊万诺维奇· 门捷列夫
2
3.分类
分类1：物态和获得方法
天然
固体燃料 液体燃料 气体燃料
人工
动力燃料
工艺燃料
煤、木柴 焦炭、木炭 原油 天然气 汽油、煤油 高炉煤气
分类2：用途
3
锅炉用燃料 ⑴固体燃料
天然
生物质 原煤 天 然
？
垃圾 污泥
页岩
煤矸石 煤粉 焦炭 型煤
分析
不可燃元素
元素分析的意义 ◆计算发热量 ◆燃烧所需空气量 ◆计算燃烧产物组成
10
2.煤的工业分析成分（proximate，实用分析）
水（M） 规定条件下（105~110℃），保持一段时间失去的重量
煤的地质年龄，Volatile
挥发分（V） 规定条件（隔绝空气，900 ℃ ），保持一段时间失去的重量 组成：可燃（CmHn，H2，CO，H２S）