锅炉及锅炉房设备的基本知识

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第三部分——燃料种类
如同时使用几种燃料,则设计主要燃料代号放在前面 1
型号举例
• SHL10-1.25/350-WII • QXW2.8-1.25/90/70 –AII • LDR0.5-0.4 • 燃油燃气锅炉系列
▪WNS系列——卧式内燃三回程火管锅炉 ▪SZS系列——双锅筒纵置式内燃水管锅炉 ▪SHS系列——双锅筒横置式内燃水管锅炉 ▪LHS系列——立式内燃水管锅炉
为2680kJ/kg (工程单位为640kcal/kg) ▪Dbz/H=103D(iq-igs) /2680H (kg/m2.h)
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受热面发热率
• Q/H
▪对热水锅炉,每m2受热面每小时所产生的热量 ▪<83700 kJ/m2.h 或0.02325MW/m2
• D/H或Q/H越高,表示传热好,锅炉 所耗金属量少,锅炉结构紧凑
▪ 燃料供应系统和燃烧设备比较简单,辅助设施和非标准设 备少——设计、安装、运行和维修简便
▪ 输送和使用过程中没有灰渣对环境的污染,燃烧产物也比 较清沽——环保
▪ 不需相当大的储备燃料、堆放灰渣、布置除尘设备的场所; 锅炉本身体积较小——缩小了锅炉房的占地面积和建筑面 积
▪ 同等规模下,基建投资和管理费用较少,施工周期短
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二、烟气向工质的传热过程
紧密布置:有效吸收 烟气热能、保护炉墙
• 烟气(火焰辐射)→水冷壁→烟窗→防 渣管(拉稀水冷壁)→过热器(对流、 辐射)→对流管束(对流) →省煤器、 空气预热器(尾部受热面)
防止熔融灰渣凝结于管外壁,导致烟 气流通通道堵塞;保护蒸汽过热器
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三、水的受热和汽化过程
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一、燃料的燃烧过程
• 链条炉排炉
• 燃烧过程:燃料→煤斗→炉排(高温烟 气辐射、风仓送风)→煤渣(老鹰铁) →渣坑→送出
✓固体燃料:C+O2 →CO2+热量 ✓气、液体燃料: CO+O2 →CO2 +热量
• 锅炉能否正常工作的根本条件——燃烧 过程进行得完善与否
▪高温环境、必须的空气量、空气燃料的良好混 合→配备送、引风设备和运煤出渣设备
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热水锅炉每小时送
出的水量 t/h
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锅炉进、出热 水的焓kJ/kg
思考
➢ 为什么表示蒸汽锅炉容量大小的参数——额定蒸发量, 要用在额定压力、温度和保证达到规定热效率指标条件下, 长时期连续安全可靠运行的最大蒸发量来表示? ➢ 能不能用短时间达到的最大蒸发量,作为它的额定蒸发量? ➢ 能不能用在非额定压力和温度条件下达到的最大蒸发量, 作为它的额定蒸发量? ➢ 能不能在不考虑热效率指标条件下达到的最大蒸发量, 作为它的额定蒸发量?
锅炉及锅炉房设备的基本知识
锅炉及锅炉房设备
以应用为主
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3台SHL型燃煤锅炉房设计
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燃煤锅炉房布置及汽水系统 p363
• 总蒸发量30t/h,设三台SHL10-1.3-A型 锅炉(一台缓建)
• 燃料供应 • 水处理设备:两台DN2000钠离子交换器
和热力除氧器 • 送、引风机、除尘设备 • 辅助设备间
• 锅炉是一种将能源(煤炭等)所储藏的化学能以
及工业生产中的余热或其他热源,转化为一定 温度和压力的水或蒸汽的换热设备
▪将燃料的化学能转化为热能、生产蒸汽或热水 的设备
锅(汽锅)—烧水(传热) 炉(炉子)—烧火(化学能→热能)
蒸汽 热水
将燃料的化学能转化为热能的燃烧系统
接受高温烟气的热量并将其传给工质的受热面系统
▪ 空气→鼓风机→空预器 (本体)→烟气(放热) →引风机→烟囱
• 水、汽系统
▪ 包括蒸汽、给水、排污等三大系统 ▪ 蒸汽系统——将合格的蒸汽送往用户或锅炉自
用气。包括蒸汽管、附件、分汽缸等
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锅炉房的辅助设备
▪给水系统——将经过水处理后的符合锅炉水质 要求的给水送入锅炉。包括水泵、水箱、给水 管、再生液管、水的除硬、除碱、除盐和除气 设备等
• 衡量锅炉总的经济性——热效率高,金属耗量 低,耗电量少
▪ 三方面常相互制约——综合考虑
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第四节 锅炉型号与参数系列
一、锅炉型号
▪由三部分组 成,之间用 短横线相连
电加热锅炉型号 工业锅炉如为汽水两用,以锅炉主要 只由两部分组成 功能来编制产品型号,注明“汽水两用”
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第一部分
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锅炉房底层平面图
锅炉房设计基本流程
• 热负荷计算和锅炉选择 • 水处理设备选择 • 给水设备和主要管道选择 • 送引风系统设计 • 燃料供应系统设计 • 锅炉房布置及绘图
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燃油锅炉房设计
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不 同 燃 料 锅 炉 房 比 较
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不同燃料锅炉房比较
• 热力系统、水处理系统等具有共性。主要不同 点在于燃烧系统:
• 锅炉房设备
▪锅炉本体 ▪辅助设备
• 水泵、风机、水处理
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一、锅炉本体
• 构成锅炉的基本组成部分
▪汽锅、炉子、锅炉附加受热面(蒸汽过热器、 省煤器、空气预热器)
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二、锅炉房的 辅助设备
• 运煤、除灰系统
▪煤物→(皮带)输送机→ (磁铁吸附)→碎煤 机(煤粉) →炉膛→渣坑→刮渣器→渣场
• 送、引风系统
• 不能真实反映锅炉运行的经济性
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四 锅炉的热效率
锅炉有效利用热量
gl 输入锅炉总热量 100%
• 真实说明锅炉运行的热经济性指标 • η煤=60~85%; η油气=85~92%
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五 锅炉的金属耗率及耗电率
• 金属耗率——制造成本。相应于锅炉每吨蒸发 量所耗用的金属材料的重量(2~6t/t)
• 耗电率——运行成本。产生1t蒸汽耗用电的度 数(10kWh/t),计算时,涉及到辅助设备的耗 电量
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燃油辅助设备及附件
• 燃油系统由输油系统和供油系统组成 • 燃油系统中的设备和附件有贮油罐(箱)、油
泵、加热器、过滤器、燃烧器、燃油管道、阀 门、仪表等
燃气辅助设备及附件
• 常见的燃气辅助设备有增压设备、调压设备、 燃气过滤器、燃气排水器、燃气计量设备等
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谢谢!
▪排污系统——将锅水中的沉渣和盐分杂质排除 掉,使锅水符合锅炉水质标准。包括排污管、 附件、连续排污膨胀器、定期排污膨胀器、排 污降温池等
▪流程:外界水→除硬碱度(防结垢)→除氧 (防腐蚀)锅炉本体→蒸汽→(管道)用户 (部分凝结水)
• 仪表控制系统
▪ 锅内:水位控制、压力监测(安全阀),炉内压力 监测
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燃油燃气燃烧过程
• 燃油经雾化(油雾化器将油滴雾化成油雾) 配风,燃 气经配风后燃烧,均需使用燃烧器喷入锅炉炉膛
✓ 采用火室燃烧而无需炉排设施 ✓ 无需排渣出口及排渣设施——油、气燃烧后均不产生炉渣 ✓ 需采用自动化燃烧系统(火焰监测、熄火保护、防暴安全设施)—雾
化油或燃气如熄火或与空气在一定范围内混合,易形成爆炸性气 体
• 水冷壁:布置在炉膛内壁,用水冷却辐射受热 面,管外壁直接受火焰辐射,管内走水
• 集箱:用以汇集或分配多根管子中介质的筒形 压力容器,分前后集箱、左右集箱、上下集箱 和中间集箱等
• 下降管
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锅炉工作过程
燃料的燃烧过程——燃烧学 烟气向水(汽等工质)的传热过程——传热学
水的受热和汽化过程——流体力学
下锅筒 锅炉管束 侧、后水冷壁
上锅筒 过热器
热用户 锅炉汽、水系统框图
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前下降管 前水冷壁
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第三节 锅炉的基本特性
• 工业锅炉量大面广、种类繁多
▪结构特征、燃烧方式、燃料品种、容量大小、参 数高低、经济性等
• 为便于设计、制造、选型、运行、维修和管理标 准化,引进锅炉参数和技术经济指标
▪蒸发量、热功率 ▪蒸汽(热水)参数 ▪受热面蒸发率、受热面发热率 ▪锅炉的热效率 ▪锅炉的金属耗率及耗电率
▪供热(工业)锅炉:用于工业、暖通空调——低 参数、小容量——与本专业联系紧密
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• 分类2(按生产产品):热水锅炉、蒸汽 锅炉
• 分类3(按所用燃料或能源):
▪燃煤锅炉——煤为主要燃料 ▪燃油锅炉——轻柴油、重油等液体燃料 ▪燃气锅炉——天然气、液化石油气、人工燃气
等气体燃料 ▪混合燃料锅炉——煤、油、气等混合燃料 ▪废料锅炉——垃圾、树皮、甘蔗渣等废料 ▪余热锅炉——以冶金、石油、化工等工业余热、
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• 热水锅炉参数——高温热水供水阀门出 口处的额定压力、热水温度及回水阀门 进口处的水温度
• 常压热水锅炉——以水为介质、表压力 为零的固定式锅炉。锅炉本体开孔与大 气相通,以此来保证在任何情况下,锅 炉水位线表压力始终保持为零
▪热水供水阀门出口处的额定热水温度及回水阀 门进口处的水温度
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三 受热面蒸发率、发热率
• 即蒸汽的生产过程:包括
▪锅炉水循环——SHL
• 锅炉长期安全可靠运行的必要条件——汽锅中 的水循环,保证了与高温烟气相接触的金属受 热面得以冷却而不会烧坏
▪汽水分离过程
• 保证蒸汽品质和蒸汽过热器可靠工作的必要设 备——汽水混合物的分离设备
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自来水 水处理
软化、 除氧水
给水泵 省煤器
上锅筒 锅炉管束
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一 蒸发量、热功率
• (额定)蒸发量——锅炉在额定参数(压力、温度 额定给水温度和使用设计燃料时,并保证一定效率 下的最大连续蒸汽产量
▪表征锅炉容量大小(D=0.1~65t/h) ▪铭牌所标蒸汽量即为该锅炉的额定蒸发量
• 也可用额定热功率Q表示 MW
• 两者关系:
蒸汽和给水的焓kJ/kg
✓蒸汽锅炉 Q=0.000278D(iq-igs) MW ✓热水锅炉 Q=0.000278G(irs’’-irs’) MW
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锅筒
管束
汽锅
封闭汽 水系统
水冷壁 集箱 下降管
煤斗
炉排
炉子 燃烧 设备
炉膛 除渣板
送风装置
阀门仪表
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封闭汽水系统
• 锅筒(汽包):用以进行蒸汽分离净化,组成 循环回路和蓄水的筒形压力容器,上锅筒内有 汽、水空间,下锅筒只有水空间
• 锅炉管束:用作对流受热面的管束,其外部受 烟气冲刷,管内由水流动吸热,按管束中汽、 水向上或向下流动,分上升管束和下降管束
• WNS10-1.25-YC、QT WNS4.2-1/115/70-QJ
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二 锅炉参数系列
• 供热锅炉的容量、参数,既要满足生产 工艺上对蒸汽的要求,又要便于锅炉房 的设计,锅炉配套设备的供应以及锅炉 本身的标准化。要求有一定的锅炉参数 系列
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第四节 锅炉房设备的组成
锅炉房设备简图
• 锅炉房源源不断地产生蒸汽(热水),供应 用户的需要;工作后的冷凝水(回水),送 回锅炉房,与经水处理后的补给水一起, 再进入锅炉继续受热、汽化
• 锅炉受热面——汽锅和附加受热面等与烟气 接触的金属表面积
▪烟气与工质进行热交换的表面积 ▪受热面积以烟气侧放热面积计算,符号H,m2
• 受热面蒸发率D/H——每m2受热面每小时 所产生的蒸汽量 (<30~40 kg/m2.h)
▪反映整台锅炉总受热面蒸发率的一个平均值 ▪标准蒸汽——1标准大气压下的干饱和蒸汽,焓值
• 燃油燃气锅炉房的火灾及爆炸危险性大
• 燃料来源
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第一章 锅炉及锅炉房 设备的基本知识
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第一节 概述
• 锅炉及锅炉房设备的任务:安全可靠、经 济有效地把燃料的化学能转化为热能,进 而将热能传递给水,以生产热水或蒸汽
▪燃烧学、传热学、流体力学、材料力学、热力学
• 分类1(按用途)
▪动力锅炉:用于动力(船用、机车等);发电—— 高压、高温、大容量
余气为加热介质的锅炉燃料 ▪其他能源锅炉——以原子能、太阳能、地热能、
电能等能源为热源的锅炉
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课程任务
• 掌握解决以下问题的基本方向和手段
▪节能——有效利用燃料
• 公共建筑节能设计标准 • 居住建筑节能设计标准
▪环保——烟尘污染
• 合理选用锅炉及锅炉房设备、进行锅炉 房工艺设计
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第二节 锅炉的基本构造和工作过程
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二 蒸汽(热水)参数
• 锅炉出口处工作压力(表压力) 、工质温 度
• 蒸汽锅炉
▪生产饱和蒸汽——上锅筒主蒸汽阀门出口处的 额定饱和蒸汽压力
▪生产过热蒸汽——过热器出口集箱主蒸汽阀门 出口处的额定蒸汽压力和过热蒸汽温度
▪锅炉给水温度指进省煤器的给水温度,无省煤 器指进锅筒的给水温度
• 蒸汽锅炉设计时的给水温度分别为20℃、60℃、 105℃,由制造厂在设计时结合具体情况确定
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