锅炉及锅炉房设备

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第一章锅炉及锅炉房设备的基本知识

锅炉的基本构造和工作过程：

最根本的组成是汽锅和炉子两大部分。燃料在炉子里燃烧，将它的化学能转化为热能，高温的燃烧产物——烟气，则通过汽锅受热面把热量传递给汽锅中温度较低的水，水被加热或进而沸腾汽化，产生蒸汽。

基本构造：

汽锅：锅筒、管束、水冷壁、集箱和下降管等组成，它是一个封闭的汽水系统。

炉子：煤斗、炉排、炉膛、除渣板、送风装置等组成，是燃烧设备。

其他：安全阀、水位表、高低水位报警器、压力表、主汽阀、排污阀、止回阀等，保证安全正常运行；另外还有吹灰器，以提高锅炉运行的经济性。

工作过程：

燃烧过程：将燃料的化学能转变为高温烟气的热能

保证良好燃烧需具备的条件：

高温环境、必需的空气量及空气与燃料的良好混合、燃料的供应机灰渣和烟气的排放传热过程：将高温烟气的热能转变为工质热能

水的受热和汽化过程：这是蒸汽产生的过程，包括水循环和汽水分离过程。

最终目的：锅炉工作的最终目的是使工质达到给定的参数

锅炉的基本特性

蒸发量D：蒸汽锅炉每小时所产生的额定蒸汽量，用以表征锅炉容量的大小单位t/h

额定热功率Q：供热锅炉也可用额定热功率来表征单位MW

锅炉的蒸汽（或热水）参数：指锅炉出口处的蒸汽压力（表压力）P（MPa）和蒸汽温度t （℃和K）。生产饱和蒸汽蒸汽的锅炉，一般只需标注其压力；生产过热蒸汽或热水的锅炉必须同时标明其压力和温度。

工业锅炉的铭牌

由三部分组成

第一部分：分三段。表示锅炉本体形式、燃烧设备形式或燃烧方式、锅炉容量

第二部分：蒸汽锅炉分两段，斜线相连。表示额定蒸汽压力MPa、过热蒸汽温度℃（饱和则无）

热水锅炉分三段，斜线相连。表示额定出水压力MPa、额定出水温度，额定进水温度第三部分：燃料种类代号

教材举例：

350-WII：双锅筒横置式链条炉排锅炉，额定蒸发量10t/h，额定工作压力，出口过热蒸汽额温度350℃，燃用II类无烟煤的蒸汽锅炉。

：强制循环往复炉排锅炉，额定热功率为，额定出水压力为，额定出水温度为95℃，额定进水温度为70℃，燃用II类烟煤的热水锅炉。

：立式电加热锅炉，额定蒸发量为h，额定工作压力为的蒸汽锅炉。

课件举例：

450-P

锅炉房设备的组成：

（1）锅炉本体：汽锅、炉子、蒸汽过热器、省煤器、空气预热器。后三者统称锅炉附加受热面，其中省煤器和空气预热器又称为尾部受热面。

（2）锅炉房的辅助设备：给水设备、通风设备、燃料供应及排渣除尘设备、检测仪表和自动控制设备。

燃料与燃烧计算

无论是固体、液体或气体燃料，它们都是由可燃质——高分子有机化合物和惰性质——多种矿物质两部分混合而成。燃料的化学成分及含量，通常是通过元素分析法测定求得，其主要组成元素有碳、氢、氧、氮、硫五种，此外还包含有一定数量的灰分（A）和水分（M）。燃料的上述组成成分，称为元素分析成分。对于固体燃料，组成成分还可以通过工业分析法

C）和灰分。

测定，工业分析成分有水分、挥发分（V）、固定碳（

gd

燃料的元素分析成分

碳：决定煤的发热量的主要元素，煤的碳含量愈高，其发热量也愈高。但纯碳不易着火，含碳量高的煤，无论着火和燃烧均较困难。燃料中的碳不是以单质形状存在，而是与氢、硫、氧、氮等结合成高分子有机化合物。

氢：氢是燃料的另一重要可燃元素。其发热量比碳高，且十分容易着火燃烧，是燃料中最有利的元素。但在燃烧过程中容易析出炭黑而冒黑烟，造成大气污染。

氧及氮：氧和氮是燃料中的不可燃成分。

硫：是燃料中的有害元素。当与烟气中水蒸气相遇会生成亚硫酸和硫酸，对锅炉尾部受热面将产生严重腐蚀；如果将它们排入大气，会污染环境。

灰分：煤中灰分含量多，可燃成分相对减少，着火和燃烧都会发生困难，而且，受热面也容易积灰，如提高烟速则又将加剧受热面的磨损。

水分：固体燃料的水分由外在水分和内在水分组成。

燃料成分分析数据的基准与换算

收到基（ar ）：以收到状态的煤为分析基准，也即对进厂原煤或炉前应用燃料取样，以它的质量作为100%计算其各组成成分的质量百分数含量。这种分析数据，称为收到基成分。 空气干燥基（ad ）：在实验室的条件（温度20±1℃ 相对湿度65±1%）下进行自然干燥（除去外在水分）后的燃料的基准。

干燥基（d ）：干燥基是假想无水状态的煤为基准。

干燥无灰基（daf ）：干燥无灰基是除去全部水分和灰分的燃料作为分析基准。

%

100M A S N O H C ar ar ar ar ar ar ar =++++++%

100M A N O S H C ar ad ad ad ad ad ad =++++++%

100A N O S H C d d d d d d =+++++%

100N O S H C daf daf daf daf daf =++++

发热量计算P23

挥发分：挥发物不是以现成存在状态存在于燃料中的，而是在燃料加热中形成的。煤的挥发分大小，大致代表着煤的煤化程度。

焦结性：焦结性是煤的又一重要的燃烧特性，它对煤在炉内的燃烧过程和燃烧效率有着很大影响。譬如，在层燃炉的炉排上燃用焦结性很弱的的煤，因焦呈粉末，极易被穿过炉层的气流携带飞走，使燃烧不完全，还可能从炉排通风空隙中漏落，遭成漏落损失。如果燃用焦结性很强的煤，焦成块状，焦炭内的质点难于与空气接触，使燃烧困难；同时，层炉也会因焦结而粘连成片失去多孔性，既增大阻力，又使燃烧恶化。所以，层燃炉一般不宜燃用不粘结或强粘结的煤。

灰熔点：对锅炉工作有较大的影响。灰熔点低，容易引起受热面结渣。熔化的灰渣会把未燃尽的焦炭裹住而妨碍继续燃烧，甚至会堵塞炉排的通风孔隙而使燃烧恶化。

煤的分类：按干燥无灰基挥发分多少，也即接近于按煤的煤化程度对煤进行分类，煤被划分为褐煤、烟煤、贫煤和无烟煤四类。

液体燃料密度：一般来说，燃料油的密度越小，其含氢量越多，含碳量越小，相应的发热量则越高。

黏度：黏度是流体黏性的度量，它是一个表征流体流动性能的特性指标。它的大小表示燃料油的易流动性、易泵送性和易雾化性的好坏。粘度大，流动性能差，在管内运输时阻力就大，燃料油的装卸和雾化都将会发生困难。