冶金热工基础及设备培训课件
热工基础及设备讲稿3讲解
第五章锅炉锅炉设备是火力发电厂的两大设备之一。
其作用有两个:一是使燃料高校燃烧;二是加热给水,生产出一定数量和质量的蒸汽。
第一节电厂锅炉概述一、锅炉设备的整体布置及工作过程锅炉由“锅”和“炉”两部分组成。
所谓锅是指锅炉的汽水系统,由汽包、下降管、集箱、导管及各热交换受热面等承压部件组成,用以完成水变为过热蒸汽的吸热过程。
炉是指锅炉的燃烧系统,由炉膛、燃烧器、烟道、炉墙构架等非承压部件组成,用以完成煤的燃烧放热过程。
将两者结合起来即为锅炉。
锅炉的辅助设备主要包括供给空气的送风机、排除烟气的引风机、煤粉制备系统(简称制粉系统)以及除渣、除尘设备等。
图5-1为配600MW机组的2008t/h锅炉本体布置总图。
结合此图,从燃烧和产汽两个不同的角度来说明锅炉的工作过程。
图5-1 HG-2008/186-M型锅炉总图1.煤、风、烟系统煤在炉膛中燃烧,需连续供给煤和空气。
热风将制粉系统所磨制的煤粉、经炉壁上的燃烧器输入炉膛着火燃烧。
输送煤粉的这股热风称为一次风。
燃料燃烧需要大量的空气,除输送煤粉的热空气之外,还必须另外再送入一股数量较大的热空气,通过燃烧器使两者在炉内混合、燃烧。
这股直接用于助燃的热空气称为二次风。
热空气均来自于空气预热器的出口。
环境冷空气由送风机吸入后,送到布置于锅炉尾部烟道的空气预热器内接受烟气的加热。
从空气预热器出来的约300℃或更高温度的热空气分成两路:一路直接引入燃烧器,作为二次风进入炉膛助燃;一路则引入制粉系统的磨煤机,在其内除了干燥煤之外,还将磨制的细煤粉吹起输送出磨煤机,和作为一次风将煤送入炉膛燃烧。
一次风煤粉气流和二次风在燃烧器作用下,进人炉膛混合着火燃烧。
气粉混合物是悬浮在炉膛空间中进行燃烧的,这种燃烧方式称为悬浮燃烧(或室燃)。
炉膛火焰中心的温度可高达1600℃左右,火焰、高温烟气与布置在炉膛四壁的水冷壁和炉膛上方的屏式过热器进行强烈的辐射换热。
在此高温下,煤粉燃烧形成的灰分呈熔化状态,大块灰渣在向下沉降的过程中,因不断受到水冷壁的冷却而逐渐凝固,到达炉膛底部时已形成固态灰渣,经冷灰斗落人灰渣井,被排渣设备连续或定期地排除;较小的灰渣则被烟气携带上行,在上行过程中,也因不断受炉膛内受热面的冷却而凝固,到达炉膛出口处已形成固态灰粒。
冶金热工基础-PPT精品文档
四、参考书目
《冶金炉热工基础》 刘人达主编 冶金工业出版社 《冶金炉热工与构造》 陈鸿复主编 冶金工业出版社 《动量、热量、质量传输原理》 高家锐主编 重庆大学出版社 期刊:《冶金能源》、《工业炉》、《工业加热》、《节能》
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第一章 动量传输
精品课程资源:重庆科技学院精品课程网站 jpkc.cqust课程概况
一、课程性质
专业基础课,是基础课和专业课之间的桥梁。基础课:高等数学、大学物理。
二、课程内容
第一篇:传输原理(动量、热量、质量传输) (1~3章) 传输是指流体的(输送、转移、传递)
动量 热量 质量 的传递与输送
动量传输 热量传输 质量传输
类似统一性
动力过程 传热过程 物质传递过程
⒈ 《加热炉》蔡乔方主编 冶金工业出版社 ⒉ 《冶金炉热工与构造》陈鸿复主编 冶金工业出版社
四、 教材
《冶金热工基础》 朱光俊、曾红、阮开军、殷利编著 冶金工业出版社
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一次精炼
第一章 动量传输 0 绪论
0.1 冶金及其分类
冶 金: 冶金炉:
由矿石原料至金属产品的冶炼和加工过程。 冶金生产中各种冶炼和加热设备的统称。
⒉ 加热炉:完成物料的加热。 特点:不发生物态变化,只改变其机械性能或物理化学性能。 冶金企业的加热炉有: ① 均热炉:钢锭开坯前加热。 ② 轧钢加热炉:热轧前钢坯加热。 ③ 室状炉、台车式加热炉等:锻造前加热。 加热目的:提高可塑性,减少压力加工时的变形抗力。 ④ 热处理(淬火、回火、退火、渗碳等)炉. 加热目的:改变其结晶组织,获得所需的物理机械性能。
分 类:
熔炼炉和加热炉两大类。
固液态
⒈ 熔炼炉:完成物料的加热和熔炼。 特点: 发生物态变化
《冶金热工基础》课件
高效低耗冶炼技术包括熔融还原、直接还原、连铸连轧等工艺和设备,可以缩短生产流程、提高金属收得率、降 低能耗和成本,同时减少对环境的负面影响。
06 案例分析
某钢铁企业高炉节能改造案例
总结词
高炉是钢铁企业的主要能耗设备,通过节能改造可降低生产成本。
详细描述
该钢铁企业通过对高炉进行节能改造,采用了先进的燃烧控制技术,优化了高炉的送风制度,并加强 了余热回收利用,实现了高炉的高效、低耗、绿色生产。
余热回收利用技术
总结词
余热回收利用技术是冶金热工节能的重要手段,通过回收高 温废气、熔渣等余热,可以降低能耗、提高能源利用效率。
详细描述
余热回收利用技术包括余热锅炉、换热器和热力系统优化等 ,可以将冶金过程中产生的余热转化为蒸汽、热水或电能, 用于生产或辅助生产过程,降低对一次能源的依赖。
减少污染物排放技术
总结词
减少污染物排放技术是冶金热工环保的重要措施,通过控制烟气、粉尘等污染 物的排放,可以降低对环境的影响。
详细描述
减少污染物排放技术包括除尘器、脱硫脱硝装置和废气处理装置等,可以将冶 金过程中产生的污染物进行收集、处理和再利用,降低对环境的污染。
高效低耗冶炼技术
总结词
高效低耗冶炼技术是冶金热工技术进步的体现,通过采用先进的工艺和设备,可以提高生产效率、降低能耗和成 本。
铜、铝等有色金属的熔炼、凝固、连 铸、轧制等过程也涉及到冶金热工知 识。
冶金热工的发展历程
早期发展
古代冶金技术中,人们通过经验 积累和尝试,逐渐形成了对热量
传递和物质相变的基本认识。
近代发展
随着工业革命的兴起,人们对冶金 热工的理论和实践要求越来越高, 逐渐形成了系统的学科体系。
热工基础.完美版PPT
Alternative energy systems — fuel cells, solar heating, geothermal, wind energy, ocean thermal, etc. 可再生能源的利用——燃料电池,太阳能加热系 统,地热系统,风能,海洋能等等
0-2 热工基础核的研能究内容:通过核反应释放的能量;
①根据热力学的两个定律,运用严密的逻辑推理,对物体的宏观现象进行分析研究,而不涉及物质的微观结构和微观粒子的运动情况。
辐射能 :物体以电磁波的形式发射的能量。5 Nhomakorabea能源
定义:人类采用各种手段获取各类能量的物 质资源
分类:非再生能源(耗竭能源) 再生能源(非耗竭能源)
The world’s first power-driven, controlled and sustained flight invented and built by Wilbur and Orville Wright flown by them at Kitty Hawk, North Carolina December 17, 1903 .They opened the era of aviation.
The first car that ever mastered a drive was built by the German engineer and inventor Carl Benz in 1885 .
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Transportation- Automobiles
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Aviation: 1900
能量是物质运动的度量。 世界是由物质构成的,一切物质都处于 运动状态,所以一切物质都具有能量。
《热工基础与设备》第01章-窑炉气体力学-120页PPT资料
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流体的基本性质和力学模型
§1.2 流体流动特征量
温度 ( ℃ ,K)
压力 (Pa ,N/m2 )
绝对压强P 相对压强Ps
PPa 0 正压 PPa 0 负压 PPa 0 零压
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流体的基本性质和力学模型
流速与流量
m/s,Nm /s
f
uF
d
dy
f F
分析: 阻力 耗能
d dy
阻力 耗能
d dy
** 温度对流体粘度的影响
理想流体和实际流体
u
d
dy
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粘性流体所产生的内摩擦力由牛顿粘性定律确定: τ=μdω/dy (N/m2)
式中 dω/dy:速度梯度,1/s; τ:剪切(应)力,N/m2; μ:粘度,也称动力粘度系数,N·s/m2即 Pa·s。
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在已往的液体计算中,极少考虑大气的浮力, 而在窑炉中所存在的热气体进行计算时,务必 要考虑气体所受的浮力。
例如:在20ºC大气中对于1m3密度为 0.5kg/m3的热气体自重仅为 4.9N ,浮力则 为 11.8N ,故不能忽略。
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流体的基本性质和力学模型
流体的粘滞性及内摩擦定律(牛顿定律)
μ0和C值见表1.1。
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表1.1 各种气体的μ0和C值
气体
空气
N2 O2 CO2 CO
H2 CH4 C2H4 NH3 SO2 H2O 发生炉煤气 燃烧产物
μ0×107 (Pa·s)
1.71 1.66 1.87 1.37 1.66 0.84 1.20 0.96 0.96 1.17 0.82 ~1.45 ~1.47
《热工基础与设备》第01章-窑炉气体力学-120页PPT资料
f
uF
d
dy
f F
分析: 阻力 耗能
d dy
阻力 耗能
d dy
** 温度对流体粘度的影响
理想流体和实际流体
u
d
dy
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粘性流体所产生的内摩擦力由牛顿粘性定律确定: τ=μdω/dy (N/m2)
式中 dω/dy:速度梯度,1/s; τ:剪切(应)力,N/m2; μ:粘度,也称动力粘度系数,N·s/m2即 Pa·s。
P2
压力传递(帕斯卡定律)
H1>H2
P1<P2
上部位能>下部位能
下部压能>上部压能
--能量可以相互转换
P2 Pagh
--液面是压强的关系面
P 2 P 1 g H 1 H 2 --液面高度可以计算压强
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3 应用举例(一)
例题:如图所示的窑炉,内部充满热烟气,温度为1000℃,烟气标
Ta
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流体静力学基本方程
对于大气:R’ = 287.1; δ= 0.0065
如:pa = 760 mmHg
Ta = 273 k
H = 2000m
则:
p = ?mmHg
此时:氧浓度为海平面的 ? %.
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例题:已知油层的高度和密度为:h1=1m, = 800kg/m3`;水层的高 度和密度为: h1=0.8m, =1000kg/m3,试判断(1)pA=pA’,pB=pB’ 是否成立? (2)水在右边细玻璃管的高度h.
右边:Pa’=P2+mρg+hρAg; 左边:Pa =P1+(m+h)ρg;
《热工基础》绪论PPT
g / kW. h
1960 1970 600 502
1980 1991 1997 448 424 408
2006 366 305
600 500 400 300 200 100 0 1960 1970 1980 1991 1997 2006 中国 世界先进
二Hale Waihona Puke 火力发电厂生产过程火力发电厂: 利用燃料燃烧放热生产电能的工厂
风 能
风 车
水 力 能
水水 力 车机 械
化 学 能
核 能
燃 裂 聚 烧 变 变
地 热 能
传 热
太 阳 能
光 热 光 电 反 应
热
热 机
温 差 发 电
能 (95%)
磁 流 体 发 电 热 用 户
机 械 能
发 电 机
电 动 机
电
能
太 阳 能 发 电
秦 山 核 电 站
西 藏 羊 八 井 地 热 发 电 站
《热工基础及应用》
课 程 性 质
岗位群
火电厂集控运行值班员、巡视员
专业
火电厂集控运行
课程
热工基础及应用(职业能力核心课程)
本课程为火电厂集控运行专业的职业能力核心课程,是针对大中型火力发
电厂运行与管理等岗位职业能力培养而设置的课程,旨在为大中型火电厂培 养具有运行操作基本技能、确保热力设备安全、经济运行的高素质技能型专 门人才。
传热过程是由导热、热对流、
热辐射三种基本方式组合形 成的
三、本课程主要内容及研究方法
(二)热工学主要研究方法
宏观方法为主,微观方法为辅
①宏观方法:即不考虑物质的微观结构,而是
从宏观现象出发来描述客观规律。用宏观物理量
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离心式卸料
导轮式重力卸料
导槽式重力卸料
三种卸料方式: 离心重力式卸料: 适用黏度较大、纤
维状物料或潮湿不易甩 出的物料。
斗式提升机的缺点是维护费用高,维修不易, 经常需停车检修。因此对需24h连续操作的场合必 须考虑备用措施,安装两台同样设备交替使用。
1.3.2 槽式输送机
A 螺旋输送机: 借助螺旋旋转使物料在金属料槽内 沿轴线方向移动。
原理:利用一根封闭的环形带,绕在相距一定距离 的2个鼓轮上,带由主动轮带动运行,物料在 带上靠摩擦力随带前进,到另一端卸料。
结构:主要由封闭的输送带、传动滚筒、改向滚筒、 张紧装置、清扫器及驱动装置等组成。
1.输送带
(1)橡胶带 由若干层纤维帆布作为带芯,层与层之间用橡
胶加以粘合而成的,其上下、左右附有橡胶保护层 。帆布带芯是交代承受拉力的主要部分,而橡胶保 护层的主要作用是防止磨损及腐蚀。 (2)钢带
器将物料送到指定地点。 特点: 1、适用于将物料由一处送往几处。 2、适用于大容量、长距离输送。 3、在加料处要有密 封较好的加料器。 4、与吸引式相比所 需单径细。
c.混合式气力输送装置
它综合了吸引式和压送式的优点:既可从几处吸取物料, 又可把物料同时输送到几处,且输送的距离较长。
其缺点:带粉粒的空气要通过风机,使工作条件变差, 同时整个装置的结构较复杂。
a.吸气输送 利用真空泵,使系统造成一定真空,将物料吸入管中,
经分离器,使空气与物料分开,排到指定的地点。 特点: 1、适用于将几处的物料送往一个卸料点。 2、排料处需装有密封性较好的排料器。 3、压力小,需管路较粗。。 4、输送距离较短,且动
力消耗较大。
b.压气输送 这种输送方式是风机用风将物料压送于管路中,经分离
组成:通用型刮板输送机是由牵引件、承载构 件、槽体、驱动装置、张紧装置、装料及卸料装置 以及机座等部分组成的。
刮板输送机的特点:
(1)结构简单,运行可靠,维修方便,可实现封 闭输送和热物料输送。
(2)装料和卸料方便,位置布置灵活。这种输送机 可用来输送各种粉末状、小颗粒和块状的流动性较 好的散料,如煤、干粉、热炉灰和熔渣等。
采用低碳钢制成,其厚度一般为0.6~1.5mm, 宽度在650mm以下。钢带的强度高,不易伸长,耐高 温,因而常用于烘烤设备中 。 (3)钢丝网带
强度高、耐高温。由于有网孔,故多用于边输 送边进行固液分离的场合。
2.托辊
功能:承托运输带及物料的重量 型式:两种
上托辊(承载段托辊) 下托辊(空载段托辊) 根据被输送物料的种类及输 送带的形式,上托辊分为平行托 辊和槽形托辊。
(5)含水率。散料中除本身的结晶水之外。还有来 自空气中吸入的收湿水和充满散料颗粒间的表面水。 收湿水和表面水的质量与干燥散料的质量之比称为 含水率(湿度)。
(6)粘性。散料与其相接触的物体表面粘附的性质。
(7)温度。凡未说明温度的散料,其温度等于环境 温度。
散料还有其他一些性质,如腐蚀性、毒性、可 燃性等。
深度小,斗口宽,易 卸料,可用于较湿和 较黏物料的输送。
斗的侧壁延 伸到底板外, 使成为挡边, 卸料时,物 料沿着前一 个斗的挡边 和底板所形 成的导槽 卸出。
装料方式: 分掏取式和喂入式两种。
掏取式
喂入式
三种卸料方式:
离心式卸料:适用于粒状较小而且磨损性小的物料; 重力式卸料:适用于提升大块状、比重大、磨损性 大和易碎的物料。
B 冶金散料输送量的计算
C 冶金散料输送设备的类型
D 冶金散料输送设备的选择
选择散料输送设备和给料设备的原则是:散料 温度优先考虑,散料尺寸定型、成本定类,综合 考虑其他因素。
1.3 机械输送设备
1.3.1 链式输送机
A 刮板输送机
利用在牵引构件(如链条)上固定的刮板,将被 输送的物料由各个刮板一小堆—小堆地沿着料槽移 送,以实现连续输送。
在B点,摩擦阻力急剧地增大,然后随着气体速度的进一 步下降而稳步上升。
2.垂直管道内的稀相气力输送
当气流压力等于颗粒重力时,颗粒不会从气流 中下落而处于悬浮状态。气流在这个压力下的操作 速度,称为极限速度。当气流操作速度大于极限速 度时,固体颗粒才有可能升起。以缓慢的加速度向 上运动。
3.撞击效应与旋转效应
上下托辊
3.鼓轮:卸料端为主动轮,上料端为从动轮,其作 用是拉紧胶带和转向胶带。
2
61Biblioteka 453图3-19 带式运输机 1-带 2-主动轮 3-从动轮 4-托棍 5-加料斗 5-张紧装置
4.张紧装置 作用:是给胶带一定张力,防止胶带在鼓轮上打滑。 常用的张紧装置有两种。
型式:螺旋式--利用螺杆拉(压)力 重锤式--利用悬垂重物的重力
1.浓相气力输送中的压力降特性
如图,这种流态化的连续料 流不可能保持在较长的水平 输送管段中。同时每条ΔPL曲线均具有抛物线的形状 特征:
2.栓流式浓相气力输送技术原理
水平管道内气体吹动固体颗粒的砂丘移动状态示意图
当固体颗粒在水平管道内以砂丘形式移动时, 水平管道两端的压力差最小。
如果水平管道采用套管式,输送管中的部分气 流将进入内管流动。
C 斗式提升机: 在胶带或链牵引件上,均匀的安装 着若干料斗用来连续运送物料的运输设备。主要用 于垂直连续输送散状物料。
▪ 组成:由牵引带、料斗、张紧装置、机壳及装卸 装置构成。
料斗类型: 有深斗、浅斗和尖角形三种类型。
的料深 颗,度 粒适大 物用、 料于装 。干料
燥多 、, 易较 撒难 落卸
垂直管道的提升压力损失: 管道出口的压力损失P4:可以取300—500Pa。 气力输送设备的压力损失P5:对于仓式泵取12-18KPa,
对于螺旋泵取10-18KPa。
▪气力输送总压力损失:
1.4.2 浓相气力输送
当气流中颗粒浓度在0.05以上,固-气混合系统 的孔隙率为0.05﹤q﹤0.95时,称为浓相气力输送。
带式输送机的特点 功能:水平输送、倾斜输送。 形式:固定式、移动式。 特点:输送量大,动力消耗少,连续运转,工作平
稳,输送距离大。
1.4 气力输送设备
气力输送利用气流的能量,使粉状物料沿管道移动。 一、气力输送的分类: (1)按气源的动力学特点分为吸气输送与压气输送。
(2)按气流中固体颗粒的浓度分为稀相输送、浓相 输送和超浓相输送。三种气力输送在冶金生产中均 有不同程度的使用。
▪ 刮板链条和槽底磨损严重,尤其是在弯曲区段(由水平到倾斜或由倾斜 到水平),槽底的磨损更加严重。
▪ 输送速度难以提高,输送能力受到限制;
▪ 对于双链牵引的埋刮板输送机,由于两根链条磨损的不均匀性,易导 致刮板链条的歪扭;
▪ 对输送的物料要求严格,一般仅用于输送粉尘状、小颗粒及小块状等 物料;
▪ 有色金属冶金工厂常用埋刮板输送机来输送干精矿、烟尘、烧结块及 其返料,也可以输送其他物料。
(3)由于输送机运动时.刮板链条紧贴槽底滑行, 输送物料会出现挤压破碎现象。一般用来输送具有 低磨琢性和自润性的物料。
(4)刮板磨损较大,刮板输送机的长度一般为50— 60m,最长不超过200m,输送量为150—200t/h。
B 埋刮板输送机:在封闭断面的壳体内,利用物料 的内摩擦力大于外摩擦力的性质,借助于运动着的 刮板链条连续输送散状物料。输送物料时,刮板链 条全埋于物料中。
堆积重度(简称准重度)是指散料在松散的堆积 状态下所占据的单位体积的重量.单位是kN/m3
根据散料堆密度的大小,散料分为三级:
(3)堆积角(休止角或自然坡角) 散料在平面上自然形成的散料
堆表面与水平面的最大夹角。 按堆积角的大小,散料可分为四类:
(4)磨琢性。指散料在输送过程中,与输送设备接 触表面磨损的性质、程度。散料的磨琢性与散料品 种、粒度、硬度和表面形状等有关。
有色金属散料的特点如下: (1)粒度大小不一,要么大块,要么粉料; (2)含水范围广,要么是浓泥浆,要么不含水; (3)粘度大,如烟尘、浓泥; (4)温度较高,如烧结块温度高于4000C。
1.2 冶金散料输送的特点及输送设备类型
A 冶金散料输送的特点: (1)输送、给料的设备类型多,输送线路复杂。 (2)高温热料及时输送。 (3)必须避免环境污染和保证操作人员的身体健康。
缺点:输送过程中物料易过粉碎,输送机零部件 磨损较重,动力消耗大,输送长度较小(小于40m), 输送能力较低,倾斜输送时倾角小于20°。
B 振动输送机: 利用振动技术使承载构件产生定向 振动,推动物料前进以达到输送或给料的目的。
1.3.3 带式输送机
带式输送机是由挠性输送带作为物料的承载构件 和牵引构件,在水平方向和倾角不大的倾斜方向来 输送散粒物料。 适用物料:松散干湿物料、颗粒及成件制品。
适用物料:松散的粉状或小颗粒状需要密封运送的干湿物料。
构造:由轴、叶片、机壳、端轴承、中间轴承和端板等组成。 叶片:实体、带式、浆型。 机壳:槽身、端板、盖板、进出料口。
螺旋结构:螺旋形状
螺旋输送机的特点
优点:构造简单,横截面尺寸小,制造成本低, 密封性好,操作安全方便,而且便于改变加料和 卸料位置。
冶金热工基础及设备
材料教研室
1 散料输送设备
散料是指各种堆积在一起的块状物料、颗粒 物料和粉末物料。
1 散料输送设备
1.1散料的性质 (1)粒度(块度)
是表示散料颗粒大小,以颗粒 的最大线长度表示。 一般分五类:
(2)堆积密度及堆积重度。
堆积密度(堆密度)是指散料在松散的堆积状态 下所占据的单位体积的质量,单位为t/m3 。
5.加料装置
6.卸料装置 物料可在输送带末端自由落下,不需卸料器。 也可用挡板在中途卸料。
7.清扫器
为了清除卸料后仍粘附在输送带上的粉状物料
,要安装清扫器。一般输送带的工作面用弹簧清扫 器。非工作面用刮板清扫器。