(1)锅炉总体设计详解
锅炉系统工程设计方案
锅炉系统工程设计方案一、项目背景随着工业生产的不断发展，锅炉系统在工业生产中起着非常重要的作用。
而随着能源环保意识的不断提高，锅炉系统的设计也面临着新的挑战。
因此，为了满足工业生产对热能的需求，同时也要兼顾环境保护和节能减排的要求，对于锅炉系统工程设计方案需要进行全面的考虑和规划。
二、项目概述本项目旨在设计一套高效、环保、节能的锅炉系统，以满足工业生产对热能的需求。
根据工程设计范围和要求，将涵盖锅炉系统的整体设计、燃料选择、烟气处理等多个方面，并注重系统的可靠性和安全性。
三、系统整体设计1. 热负荷测算：根据生产线和设备的热负荷需求，结合生产计划和预测，计算出整个锅炉系统的热负荷。
2. 锅炉选型：根据热负荷需求和燃料特性，选用适当的锅炉类型和规格。
考虑到系统的运行安全性和节能性，结合设计方案和项目要求，选定合适的锅炉。
四、燃料选择1. 燃料种类：根据工程项目的实际情况和特点，煤、油、天然气等多种燃料可供选择。
2. 燃料性能：对选用的燃料进行详细的性能测试和分析，确保燃料的稳定性和燃烧效率。
五、烟气处理1. 烟气净化：对锅炉排放的烟气进行有效的净化处理，减少有害物质的排放，并达到环保要求。
2. 烟气废热回收：通过对烟气的余热回收，提高系统的热能利用率，并减少能源消耗。
六、安全性设计1. 锅炉运行安全：通过对系统进行全面的设计和排查，确保系统在正常运行过程中能够保持安全、稳定的状态。
2. 应急救援：为系统设计应急救援方案，确保在可能发生的突发情况下能够及时采取应对措施，保障人员和设备的安全。
七、节能减排1. 蓄热系统：设计蓄热系统来存储过剩热能，并在需要时释放，以减少系统在低负荷运行时的能源浪费。
2. 高效燃烧：通过优化锅炉燃烧系统、提高燃烧效率，减少燃料的消耗，降低系统的能源消耗和排放量。
八、系统集成1. 锅炉系统与生产线的集成设计：将锅炉系统与生产线进行有效的结合，确保系统能够灵活、高效地为生产物料提供热能。
锅炉整体布置课件
用于制造炉膛内衬、热管等部件，提高耐热性和 热效率。
新型耐腐蚀材料
用于制造水冷壁、过热器等部件，提高设备的耐 腐蚀性能和使用寿命。
纳米材料
用于强化传热、提高热效率以及改善水处理效果 等方面。
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详细描述
在锅炉整体布置过程中，应注重结构紧凑 ，尽量减少空间占用，以提高设备的集成 度和利用率；同时要遵循工艺简单、操作 方便的原则，以便于设备的安装、调试和 维护。此外，安全可靠和经济合理也是重 要的原则，以确保锅炉运行的安全性、稳 定性和经济性。
锅炉整体布置的重要性
总结词
锅炉整体布置对于确保锅炉的安全稳定运行、提高运行效率、降低能耗和减少环境污染 等方面具有重要意义。
组合。这种布置方式灵活性高，便于根据实际情况调整供暖规模。
02
工艺流程
燃气锅炉的工艺流程主要包括燃气燃烧、热能转换、供暖等环节，通过
高效换热器和控制系统，确保供暖水的温度和压力稳定。
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节能措施
为提高能源利用效率，燃气锅炉采用智能控制系统，根据室外温度和供
暖需求调整运行参数，同时对冷凝水进行回收利用，减少能源浪费。
智能化控制技术的应用
智能燃烧控制
通过实时监测炉膛内燃烧状况， 自动调整燃烧参数，实现高效、 低污染的燃烧。
智能故障诊断
利用传感器和数据分析技术，实 时监测锅炉运行状态，提前预警 潜在故障，提高运行可靠性。
智能调度管理
通过云计算、大数据等技术，实 现锅炉的远程监控和调度，提高 管理效率。
新材料在锅炉中的应用
烟气排放系统布置
总结词
烟气排放系统负责将燃烧产生的烟气 排放至大气，其布置应确保烟气达标 排放，符合环保要求。
锅炉本体的设计和布置
广泛应用于中 大容量的燃油、 燃气锅炉 各受热面都布 置在一个箱型 炉体内
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箱型布置优缺点
优点： 布置紧凑、占地小、表面积 小、密封好、 对流受热面全部水平悬吊、 便于疏水 缺点： 锅炉较高、炉膛截面与烟道 截面需配合 过热器辐射特性差 受热面支吊结构复杂、安装 检修困难
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塔型布置的缺点
锅炉很高，安装和检修难度 高 烟风管道长，成本高 炉膛和受热面截面匹配要求 高 空气预热器及送、引风机布 置在炉顶，加重钢架的负荷 和要求
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塔型布置的改进—半塔型布置
塔型和型相结合
把空气预热器和送、 引风机、除尘器移 到地面上 用于烧多灰劣质煤
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3.箱型布置
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自然循环锅炉
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强制循环锅炉
压力的升高，使汽 水密度差非常小， 自然循环不可能 借助循环泵使汽水 混合物循环 小于19.62MPa可 用
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强制循环锅炉
炉水循环泵
600MW 锅炉 总体布置图 SG2028/17.5-M9 XX
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直流锅炉
接近临界压力（22.12MPa)或超临界压 力时,汽水混合物密度几乎一样，汽水分 离很难实现，只能采用直流锅炉 没有汽包
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循环流化床锅炉典型布置形式
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循环流化床锅炉典型布置形式
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依据燃料等方面来选择燃烧方式
油、气等燃料选择悬浮燃烧 小型炉及优质煤可选用层燃烧 大型锅炉及优质煤可选用煤粉炉 劣质燃料或不配专门脱硫装置的电厂可 选用循环流化床锅炉
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二.蒸汽参数和锅炉容量对锅炉本体布 置的影响
锅炉整体设计和受热面布置
三、热空气温度
对燃烧煤粉的锅炉，空气预热器出口热空气温度的选取应首先考虑煤粉 气流的着火与稳定燃烧对热空气温度的要求，然后再考虑原煤的干燥与粉碎。 对容易着火且煤中水分不太高的煤种，通常不需要过高的热空气温度．一般 为300℃左右。对难燃的煤种（挥发分低、水分高等），为了改善着火条件 和燃烧过程，降低燃烧不完全损失，有时需要将热空气温度加热到380~430 ℃ 。热空气温度越高，空气预热器金属的消耗急剧增加，并不得不采用空气 预热器双级布置，锅炉结构复杂，烟气侧和空气侧阻力也增加。因此，近年 来的大容量电站锅炉在燃用难燃煤时，不再单纯依赖提高热空气温度，而采 用改进燃烧的技术措施。固态排渣煤粉炉热风温度的推荐范围见表6—3。
综合上述因素，对于固体燃料，由于不结渣允许的最低温度往往低于技术 经济条件决定的炉膛出口烟气温度，因此，炉膛出口烟温的选取取决于结渣条 件。一般取等于或略低于灰分的变形温度DT。当灰分的软化温度ST与变形温
度10D50T~相11差0小0 ℃于1。00如℃果烟时气，在取进入l"低密于集S的T-对10流0 管℃束，前对没大有容拉量稀锅的炉凝一渣般管为，l" 的
截面热负荷取决于燃料的燃烧特性和灰渣特性等。对着火和燃烧性能较差 的煤，趋向于选择较高的截面热负荷，过低的截面热负荷会造成燃烧器区域温 度下降，不利于正常着火。但同时还需要考虑煤燃烧时的结渣特性，如果截面 热负荷较高，则将没有足够的受热面吸收燃烧器区域燃料燃烧释放的热量，使 局部温度过高，会引起燃烧器附近区域结渣。对固态排渣煤粉炉，当燃用灰熔 融温度较高的煤种时，qA可取较高的数值，对灰熔融温度较低的煤，qA应适当 降低，图11-3 所示为燃用结渣性能相差很大的煤种时炉膛结构尺寸的大致差别。
锅炉设计方案
锅炉设计方案锅炉是工业生产中重要的能源设备之一，其设计和制造的合理性直接影响到能源的利用效率和安全性。
因此，本文将详细介绍锅炉的设计方案，包括锅炉的类型、参数、使用情况以及设计方案的具体内容。
首先，我们需要确定锅炉的类型。
根据使用场景和能源来源的不同，锅炉可分为多种类型，如燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉等。
在选择锅炉类型时，我们需要考虑到能源来源的稳定性、能源价格、环保要求等因素。
以燃煤锅炉为例，其具有成本低、热效率高等优点，但同时也存在着污染较大、运行噪音高等缺点。
因此，在选择锅炉类型时，需要结合实际情况进行综合考虑。
其次，我们需要确定锅炉的参数。
锅炉的参数包括蒸汽压力、蒸汽温度、给水温度、排烟温度等，这些参数的选择将直接影响到锅炉的性能和成本。
以蒸汽压力为例，其选择需要考虑蒸汽的使用场景和用气量，过高的蒸汽压力会导致能源的浪费和设备的高成本，而过低的蒸汽压力则无法满足生产需要。
因此，在确定锅炉参数时，需要结合实际需求进行合理选择。
接下来，我们需要了解锅炉的具体使用情况。
不同的生产场景对锅炉的要求不同，如化工行业需要高温高压的蒸汽，而纺织行业则需要常压或低压的蒸汽。
因此，在制定锅炉设计方案时，需要考虑到锅炉的使用场景和具体要求。
最后，我们需要制定锅炉的设计方案。
在制定设计方案时，需要考虑锅炉的结构设计、材料选择、制造工艺等多个方面。
以结构设计为例，需要考虑到锅炉的热效率、运行稳定性和维修便利性等因素。
在材料选择方面，需要考虑到材料的耐高温、耐腐蚀等性能，以保证锅炉的安全运行。
在制造工艺方面，需要考虑到工艺的可行性、制造成本和生产周期等因素。
总之，锅炉的设计方案需要结合实际情况进行综合考虑，以确保锅炉的安全、稳定、高效运行。
在选择锅炉类型、确定锅炉参数和使用情况等方面也需要进行细致的分析和研究，以确保设计的合理性和实用性。
只有这样，才能满足生产需要，提高能源利用效率，降低成本，增强企业竞争力。
锅炉设计
锅炉设计在各种工业企业的动力设备中，锅炉是重要的组成部分,所以锅炉的性能至关重要。
要设计一套完整的、性能良好的工业燃烧锅炉，首先就必须了解一般燃烧锅炉的基本构造和燃烧过程。
1.1锅炉的基本构造锅炉是一种产生蒸汽或热水的热交换设备。
它通过燃料的燃烧释放大量热能，并通过热传递把能量传递给水，把水变成蒸汽或热水，蒸汽或热水直接供给工业和生活中所需要的热能。
所以锅炉的中心任务是把燃料中的化学能有效的转化为蒸汽的热能。
图1.1为简单锅炉的大体组成部分。
锅炉的主要设备包括气锅、炉子、炉膛、锅筒、水冷壁、过热器、省煤器、燃烧设备、引风设备、送风设备、给水设备、空气预热器、水处理设备、燃料供给设备以及除灰除尘设备等。
气锅：由上下锅筒和三簇沸水管组成。
水在管内受管外烟气加热，因而管簇内发生自然的循环流动，并逐渐气化，产生的饱和蒸汽积聚在上锅筒里面。
炉子：是使燃烧从充分燃烧并释放出热量的设备。
炉膛：保证燃料的充分燃烧，并使水流受热面积达到规定的数值。
锅筒：使自然循环锅炉各受热面能适应负荷变化的设备。
（须指出，直流锅炉内无锅筒。
）水冷壁：主要是辐射受热面，保护炉壁的作用。
过热器：是将气锅所产生的饱和蒸汽继续加热为过热蒸汽的换热器。
过热器一般都装在炉膛出口。
省煤器：是利用余热加热锅炉给水，以降低排出烟气温度的换热器。
采用省煤器后，降低了排烟温度，提高了锅炉效率，节省了燃料。
同时，由于提高了进入气包的给水温度，减少了因温差而引起的汽包壁的热适应力，从而延长了汽包的使用寿命。
燃烧设备：将燃料和燃烧所需的空气送入炉膛并使燃料着火稳定，充分燃烧。
引风设备：包括引风机、烟道和烟囱等几部分。
用它将锅炉中的烟气连续排出。
送风设备：包括有鼓风机和分道组成。
用它来供应燃料所需的空气。
给水设备：由水泵和给水管组成。
空气预热器：是继续利用离开省煤器后的烟气余热，加热燃料燃烧所需要的空气，是一个换热器。
省煤器出口烟温度高，装上空气预热器后，可以进一步降低排烟温度，也可改善燃料着火和燃烧条件，降低不完全燃烧所造成的损失，提高锅炉机组的效率。
锅炉设计方案
锅炉设计方案锅炉设计方案1. 引言本文档旨在介绍一种锅炉的设计方案。
锅炉是一种将水加热为蒸汽的设备，广泛应用于工业生产、供暖等领域。
本设计方案将考虑锅炉的基本原理、具体设计要求和技术参数等方面。
2. 锅炉原理锅炉利用燃料的燃烧产生热量，通过加热水使其变为蒸汽。
蒸汽可以驱动液体或气体动力机械，也可用于供暖或提供工业过程中所需的热能。
3. 设计要求在设计锅炉时，需要考虑以下几个要求：3.1 热效率锅炉的热效率是衡量其能效的重要指标。
设计时应考虑最大限度地提高锅炉的热效率，减少能源的浪费。
3.2 安全性锅炉操作必须保证人员和设备的安全。
设计中应考虑相应的安全装置和保护措施，如过热保护、压力限制等。
3.3 环保性锅炉设计需要注重环保要求，采用低排放、低污染的燃烧技术，减少对环境的影响。
3.4 可靠性锅炉是关键设备，设计中应保证其可靠性，减少故障发生的可能性，提高运行稳定性。
4. 技术参数设计锅炉时需要考虑以下技术参数：4.1 额定蒸发量锅炉的额定蒸发量是指单位时间内锅炉产生的蒸汽量。
根据具体需求和应用场景确定额定蒸发量。
4.2 工作压力锅炉的工作压力根据实际需要确定，一般根据供热系统或工艺需要。
4.3 蒸汽温度蒸汽温度取决于锅炉设计和燃料燃烧热量等因素。
根据实际需求确定蒸汽温度。
4.4 燃料种类锅炉可以使用不同种类的燃料，如燃煤、液化石油气、天然气等，根据当地资源和环保要求选择燃料种类。
5. 设计方案基于以上要求和技术参数，我们提出以下锅炉设计方案：5.1 锅炉类型本设计方案采用水管锅炉。
水管锅炉具有结构简单、传热效率高等优点，适用于各类工业应用。
5.2 燃烧系统采用先进的燃烧系统，如燃烧器与炉膛分离设计，以最大限度地提高燃烧效率。
此外，还采用环保技术，减少燃料燃烧产生的污染物排放。
5.3 安全保护装置设计中设置过热保护装置、压力限制装置等安全保护装置，确保锅炉运行安全可靠。
此外，还应设置自动控制系统，实现锅炉自动运行和监控。
锅炉本体的设计和布置
一、排烟温度 二、热风温度 三、炉膛出口烟温
四、各受热面中的工质流速
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一、排烟温度
排烟温度低，排烟若损失小，锅炉效率高，节约燃料； 但是传热温差下降，增加了受热面积。 存在最经济排烟温度。 还应考虑：低温腐蚀、堵灰。
表13－2 表13－3
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二、热风温度
热风作用：煤粉制备时起干燥预热作用，主要是帮助煤粉在 炉内迅速着火。 热风温度高有利于运行，但是多布置空气预热器面积。 稳定着火为益。只有在挥发分少的无烟煤，水分高的褐煤、 液态排渣方式时，才采用高的热风温度。
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（2）、一次分离元件包括： ① 旋风分离器； ② 挡板； ③ 立式节流板； ④ 水下孔板； ⑤ 钢丝网分离器；
2、细分离的任务和办法： （1） 任务：蒸汽湿分降低到0.01%～0.03%； （2） 办法： ① 控制蒸发面负荷减少汽流携带水滴的卷吸 力； ② 局部区域汽流流速不要太高； ③ 进行重力分离； ④采用二次分离元件；
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3 箱型布置
1、特点 适用于中大容量燃油、燃气锅炉。
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二、蒸汽参数和锅炉容量对锅炉本体布置的影响
参数的变化使得锅炉内加热、蒸发和过热（再热） 吸热量的比例发生变化。 参数升高：加热吸热量变化不大； 蒸发吸热量变化降低； 过热（再热）吸热量变化升高。 前屏 墙式再热器
锅炉设计手册1
锅炉设计方案
锅炉设计方案一、引言锅炉作为工业生产领域中的重要设备之一，其设计方案的合理性直接影响到工业生产效率和能源利用效益。
本文将基于锅炉设计的原理和要求，详细阐述锅炉设计方案的主要内容和注意事项。
二、设计原则1. 安全性原则：锅炉设计应确保设备在正常运行时的安全性，包括防止压力过高、温度过高等情况的发生，同时要考虑到设备的故障和应对措施，确保操作人员的人身安全。
2. 效率原则：锅炉设计应力求提高热能利用效率，减少热能损失。
通过优化燃烧系统、提高换热面积等措施，最大限度地回收热能，降低能源消耗。
3. 可靠性原则：锅炉设计应具备较高的可靠性，能够长时间稳定运行，降低设备故障率和维修成本。
设计中要充分考虑材料的选择、强度计算等因素，确保锅炉的稳定性和耐久性。
4. 环保性原则：锅炉设计应遵循环保节能的原则，尽量降低废气、废水的排放和对环境的污染。
通过合理燃烧控制、废热回收等措施，减少对大气和水资源的负面影响。
三、设计内容1. 锅炉类型选择：根据工业生产需求、燃料种类和现场条件等因素，选择合适的锅炉类型。
常见的锅炉类型包括燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电蒸汽锅炉等。
2. 锅炉布置方案：根据锅炉的尺寸、形式和工作条件等，合理进行锅炉的布置。
布置方案应充分考虑设备的密封性、安全通道、维修通道等要素，并保证通风、排烟的良好状态。
3. 锅炉燃烧系统设计：根据锅炉的燃料特性，设计合理的燃烧系统。
包括燃烧器的选择、燃烧控制系统的设计，以及燃烧过程中的供气供油系统、点火系统等。
4. 锅炉安全控制设计：设计合理的锅炉安全控制系统，确保锅炉在操作过程中能够实时监测设备状态，预防和及时处理可能出现的故障、事故。
包括压力、温度、液位等参数的监测和报警装置的设计。
5. 锅炉换热面积计算：根据工业生产需求和热负荷要求，计算锅炉所需的换热面积。
根据工质的传热特性和换热器的设计参数，确定换热面积和结构形式，确保热能的高效传递。
6. 锅炉排烟设计：设计合理的排烟系统，确保烟气能够有效地排放、减少尾气排放对环境的污染。
锅炉课程设计说明书 热能与动力工程专业 锅炉毕业设计 热力计算
锅炉课程设计说明书目录一、锅炉课程设计的目的 (2)二、锅炉校核计算主要内容 (2)三、整体校核热力计算过程顺序 (2)四、热力校核计算基本参数 (2)五、燃料特性 (3)六、辅助计算 (4)七、炉膛校核热力计算 (8)八、对流受热面热力计算 (13)九、锅炉热力计算误差检验 (19)十、总结 (38)十一、参考数目 (39)一、锅炉课程设计的目的锅炉课程设计思《锅炉原理》课程的重要教学实践环节。
通过课程设计来达到以下目的：对锅炉原理课程的只是得以巩固、充实和提高；掌握锅炉机组的热力计算方法，学会使用热力计算标准和具有综合考虑锅炉机组设计与布置的初步能力。
二、锅炉校核计算主要内容1、锅炉辅助设计：这部分计算的目的是为后面受热面的热力计算提供必要的基本计算数据或者图表。
2、受热面热力计算：其中包含为热力计算提供结构数据的各受热面的结构计算。
3、计算数据的分析：这部分内容是鉴定设计质量的主要数据。
三、整体校核热力计算过程顺序1、列出热力计算的主要原始数据，包括锅炉的主要参数和燃料特性参数。
2、根据燃料、燃烧方式与锅炉结构布置特点，进行锅炉通道空气量平衡计算。
3、理论工况下（a＝1）的燃烧计算。
4、计算锅炉通道内烟气的特性参数。
5、绘制烟气温焓表。
6、锅炉热平衡计算和燃料消耗量的估算。
7、锅炉炉膛热力计算。
8、按烟气流向对各个受热面依次进行热力计算。
9、锅炉整体计算误差的校验。
10、编制主要计算误差的校验。
11、设计分析与结论。
四、热力校核计算基本资参数1）锅炉额定蒸发量：D e＝220t/h2）给水温度：t gs＝215℃3）过热蒸汽温度：t GR＝540℃4）过热蒸汽压力：P GR＝9.8MPa5）制粉系统：中间储仓式（热空气作干燥剂、钢球筒式磨煤机）6）燃烧方式：四角切圆燃烧7）排渣方式：固态8）环境温度：20℃9）蒸汽流程：一次喷水减温二次喷水减温↓↓五、燃料特性：1）燃料名称：XX烟煤2）煤的收到基成分表1-1 燃性特料数据表过剩空气系数的选择，由于是煤粉炉、固态排渣所以炉膛出口过量空气系数选择1.20根据锅炉结构分别选取各部分的漏风系数为固态排渣、屏式水冷壁漏风系数选择0.05您渣管簇、屏式过热器、第一对对流蒸发管簇D>14Kg/s(220t/h)漏风系数0过热器漏风系数0 再热器漏风系数0.03 省煤器漏风系数0.03管式空气预热器每级漏风系数0.03 中间煤粉仓，以热空气作为干燥剂漏风系数0.1表1-2 漏风系数和过量空六、辅助计算：一、锅炉的空气量计算在负压下工作的锅炉机组，炉外的冷空气不断漏入炉膛和烟道内，致使炉膛和烟道各处的空气量、烟气量、温度和焓值相应的发生变化。
(1)锅炉总体设计详解
第1章锅炉总体设计1锅炉设备及其工作过程1.1锅炉设备将煤、石油、天然气等燃料燃烧或其它热能释放出来的热量，通过金属受热面传递给净化的水，将其加热成一定压力和温度的水或蒸汽的换热设备，称为锅炉。
锅是指在火上加热的盛汽水的压力容器，炉是燃料燃烧的装置。
通常把燃料的燃烧、放热、排渣称为炉内过程；把工质水的流动、传热、热化学等称为锅内过程。
锅炉由一系列设备组成，这些设备可分为锅炉本体和辅助设备两大类。
现代大型自然循环高压锅炉所具有的主要部件及其作用如下：（1）炉膛保证燃料燃尽并使出口烟气冷却到对流受热面能安全工作的程度。
（2）燃烧设备将燃料和燃烧所需空气送入炉膛并使燃料着火稳定，燃烧良好。
（3）锅筒是自然循环锅炉各受热面的集散容器，将锅炉各受热面联结在一起，并和水冷壁、下降管等组成水循环回路。
锅筒内储存汽水，可适应负荷变化，内部设有汽水分离装置等以保证汽水品质。
直流锅炉无锅筒。
（4）水冷壁是锅炉炉膛内的主要辐射受热面，吸收炉膛辐射热加热工质,并用以保护炉墙。
而将后水冷壁管拉宽节距的部分称为凝渣管，用以防止过热器结渣。
（5）过热器将饱和蒸汽加热到额定的过热蒸汽温度。
生产饱和蒸汽的蒸汽锅炉和热水锅炉无过热器。
（6）再热器将汽轮机高压缸排汽加热到较高温度，然后再送到汽轮机中压缸膨胀作功。
用于大型电站锅炉以提高电站热效率。
（7）省煤器利用锅炉尾部烟气的热量加热给水，以降低排烟温度，节约燃料。
（8）空气预热器加热燃烧用的空气，以加强着火和燃烧；吸收烟气余热，降低排烟温度，提高锅炉效率；为煤粉锅炉制粉系统提供干燥剂。
（9）炉墙是锅炉的保护外壳，起密封和保温作用。
小型锅炉中的重型炉墙也可起支承锅炉部件的作用。
（10）构架支承和固定锅炉各部件，并保持其相对位置。
锅炉的辅助设备及其作用如下：（1）燃料供应设备贮存和运输燃料。
（2）磨煤及制粉设备将煤磨制成煤粉并输入燃用煤粉的锅炉燃烧装置中燃烧。
（3）送风设备由送风机将空气送入空气预热器加热后输往炉膛及磨煤装置应用。
锅炉设计报告最终修改版解读
一锅炉整体布置介绍（一）、锅炉整体的外型——选п形布置选择п形布置的理由如下：(1) 锅炉排烟口在下方,送、引风机及电除尘器等设备均可以布置在地面，锅炉结构和厂房较低，烟囱也可以建造在地面上；(2) 在对流竖井中,烟气向下流动,便于清灰,具有自身除灰的能力；(3) 各受热面易于布置成逆流方式,以加强对流换热；(4) 汽机、锅炉之间连接管道不长。
（二）、受热面的布置在锅炉炉膛内侧，全部布置膜式水冷壁受热面，其他受热面的布置主要考虑蒸汽参数、锅炉容量和燃料性质的影响。
本锅炉为超高压锅炉，汽化吸热较小，加热吸热和过热吸热相应较大。
为使锅炉炉膛出口排烟温度降低至要求的数值，避免水平烟道内的对流受热面超温和结焦，从而保护对流受热面，除在水平烟道内布置对流过热热器外，还在炉膛内上方布置全辐射式的前屏过热器，炉膛出口布置半辐射式的后屏过热器。
为减少前、后屏过热器中的传热温差，在炉顶及水平烟道的两侧墙，竖井烟道的两侧墙和后墙均布置包覆过热器。
为减少热偏差，节约金属材料量，再热器采用二级再热方式，其中高温再热器对流过热器后的水平烟道，低温再热器布置在尾部烟井。
为了再热汽温的调节，使负荷在100%～75%之间变化时，再热器出口汽温保持不变，尾部烟井的上部由隔墙省煤器分隔成两个烟道，主烟道设置低温再热器，旁路烟道设置旁路省煤器，前、后隔墙省煤器采用膜式结构，在旁路省煤器下方的45°管上装有20块烟气挡板用于再热汽温的粗调。
在烟气调节挡板的下方烟井设置主省煤器。
根据锅炉的参数，省煤器出口工质状态选用非沸腾式的。
热风温度要求较高，采用两台￠6.7m受热面旋转的回转式空气预热器，安装于9米平台上，属炉外布置，其具有结构紧凑、节约材料、维护方便的特点。
在主省煤器的烟道转弯处下部，设置落灰斗，在转弯处离心力的作用下，颗粒较大的灰粒顺落灰斗下降，有利于防止回转式空气预热器的堵灰，减轻除尘设备及引风机的负荷。
锅炉整体布置如附图所示。
锅炉原理及锅炉房设计解析
3. 锅炉热平衡
（1）热平衡方程
Qr = Q 1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 100％ = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6 q1 = (Q1 ／ Qr )×100％ · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
~ 4.9 MPa)、高压锅炉（ 5.9 ~ 9.8 MPa)、超高压锅炉
（ 11.8 ~ 14.7 MPa)、亚临界压力锅炉（ 15.7 ~ 19.6 MPa)、超临界压力锅炉（ ＞ 22 MPa)； 6) 按传热方式分 水管锅炉、火管（锅壳）锅炉；
7) 特种锅炉 太阳能锅炉、电热锅炉（家用电热水 器）、余热锅炉； 8) 按水循环方式分自然循环锅炉（汽包/锅筒锅炉）、 强制循环锅炉（直流锅炉/无汽包/锅筒锅炉）；
水管锅炉总体型式代号
燃烧设备代号
燃料种类代号
工业锅炉型号举例：
WNS4.2-1/115/70-QJ 锅壳式、卧式、内燃、室燃，额定热功率为4.2MW, 额定压力为1.0 MPa，热水温度为115 oC，进水温度 为70 oC，燃用焦炉煤气的热水炉。 SHL20-25/400/105-A 双锅筒横置式、链条炉排，额定蒸发量为20 t/ h, 额定压力为25 MPa，蒸汽温度为400 oC，给水温度 为105 oC，燃用烟煤的蒸汽锅炉。
注意：1） 我国规定锅炉计算中采用燃料收到基的Qdw值
（Qnet,v,ar)。
2） 各种基准的Qgw值之间，可按换算系数表直接
换算；而Qdw值的换算则应先换算成同基准下 的Qgw值，再按换算系数表换算成欲求基准下 的Qgw值，然后再求其Qdw值。
第四节锅炉整体布置及主要设计参数的选择
二、锅炉整体布置
1.典型布置型式：Π型布置 、 Γ型布置 、U型布置、
塔型布置 、 箱型布置等。
2.Π型布置 它由炉膛、水平烟道和下行的垂直烟道（竖井）组成。 Π型布置型式的优点是：锅炉构架和厂房建筑的高度都 较低，易于锅炉的安装和检修；排烟口位置低，转动机械和 笨重设备（如送风机、引风机、除尘器等）及烟囱等都安装 在地面上，减轻了厂房和锅炉构架的载重；水平烟道内的受 热面易于采用悬吊结构，而垂直烟道的受热面易于布置成逆 流传热；垂直烟道气流下行，易于吹灰并能自行吹灰；锅炉 与汽轮机之间的连接管道较短，节约金属。 主要缺点是：占地面积大；烟气由炉膛进入水平烟道和 垂直烟道时改变方向，造成烟气速度场、温度场和飞灰浓度 的不均匀，使受热面的热负荷不均匀以及局部磨损严重；垂 直烟道的高度受炉膛高度的限制，使尾部受热面的布置比较 困难，特别是尾部受热面采用双级布置时就更加困难等。
第四节 锅炉整体布置及主要设计参数的选择
一、锅炉整体布置的影响因素
1.蒸汽参数 压力升高：饱和温度升高，预热热增加； 汽化潜热减小，蒸发热减小； 过热、再热， 过热热增加；
2.锅炉容量
容量增加，炉膛容积、炉膛内表面积都增加，
但容积增加速度大于面积增加速度，所以若维持
截面和壁面热负荷不变，炉膛容积就要增大，容
积热负荷减小；若保持容积热负荷不变，则截面 和面积热负荷增大，结渣可能性增大。
一般随D增大，qv有所增大，而qA有所减小。
过热器、再热器由单管圈过渡为多管圈。
3.燃料
发热量：Qar,net降低，B增大，Qf减小、Qd增 大； 水分：炉膛出口烟温降低，传热温差减小， 但烟速增大，对流换热增强；
1 设计概况解析
一设计概况本设计为一蒸汽锅炉房,为生产、生活以及厂房和住宅采暧生产饱和蒸汽。
生产和生活为全年性用汽,采暖为季节性用汽。
生产用汽设备要求提供的蒸汽压力最高为0.4MPa,用汽量为3.7t/h,凝结水受生产过程的污染,不能回收利用。
采暖用汽量为7.8t/h,其中生产车间为高压蒸汽采暖,住宅则采用低压蒸汽采暖,采暖系统的凝结水回收率达65%。
生活用汽主要供应食堂和浴室的用热需要,用汽量计0.7t/h,无凝结水回收。
二原始资料2.1 燃煤资料元素分析成分C'=57.42%,H'=3.81%,SF=0.46%,0'=7.16%,N'=0.93%,A''=21.37%,W'=8.85%,煤的可燃基挥发分V'=38.48%,应用基低位发热量Q y dw=21350kJ/kg。
2.2 水质资料总硬度H0 7.35 me/L,永久硬度H FT 4.35 me/L,暂时硬度H T 3.0 me/L,总碱度A0 43.0 me/L,PH 8.27,溶解固形物550 me/L02.3 气象资料冬季采暖室外计算温度－12℃,冬季通风室外计算温度－6℃，夏季通风室外计算温度30℃，采暖天数121；主导风向北,；大气压力101998 Pa;地下水位－2.5 m。
2.4 蒸汽负荷及参数生产用汽D1=3.0t/h, P1=0.8MP；凝结水回收率a=40%;采暖用汽D2=1.8t/h, P2=0.2MPa; 凝结水回收率a=90%;通风用汽D3=1t/h, P3=0.2MPa; 凝结水回收率a=75%;生活用汽D4=1.2t/h, P4=0.2MPa；凝结水回收率a=0.三热负荷计算及锅炉选择3.1 热负荷计算〈1〉采暖季最大计算热负荷D max1=K0(K1D1+K2D2+K3D3+K4D4) t/h式中K0——考虑热网热损失及锅炉房汽泵、吹灰、自用蒸汽等因素的系数,取1.055；K1——生产用汽的同时使用系数,取0.8，K2——采暧用汽的同时使用系数,取1,K3——通风用汽的同时使用系数,取0.9,K4——生活用汽的同时使用系数,取0.5，∴D max1=1.055(0.8×3.0+1×1.8+0.9×1+0.5×1.2)=6.0135t/h〈2〉非采暖季最大计算热负荷D max2= K0(K1D1+ K3D3 )=1.05(0.8×2.6+0.5×1.0)=2.709t/h3.2 锅炉型号与台数的确定根据最大计算热负荷 5.985 t/h 及生产、采暖和生活用汽压力均不大于0.4MPa,本设计选用KZL4-0.7-A 型锅炉三台。
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第1章锅炉总体设计1锅炉设备及其工作过程1.1锅炉设备将煤、石油、天然气等燃料燃烧或其它热能释放出来的热量，通过金属受热面传递给净化的水，将其加热成一定压力和温度的水或蒸汽的换热设备，称为锅炉。
锅是指在火上加热的盛汽水的压力容器，炉是燃料燃烧的装置。
通常把燃料的燃烧、放热、排渣称为炉内过程；把工质水的流动、传热、热化学等称为锅内过程。
锅炉由一系列设备组成，这些设备可分为锅炉本体和辅助设备两大类。
现代大型自然循环高压锅炉所具有的主要部件及其作用如下：（1）炉膛保证燃料燃尽并使出口烟气冷却到对流受热面能安全工作的程度。
（2）燃烧设备将燃料和燃烧所需空气送入炉膛并使燃料着火稳定，燃烧良好。
（3）锅筒是自然循环锅炉各受热面的集散容器，将锅炉各受热面联结在一起，并和水冷壁、下降管等组成水循环回路。
锅筒内储存汽水，可适应负荷变化，内部设有汽水分离装置等以保证汽水品质。
直流锅炉无锅筒。
（4）水冷壁是锅炉炉膛内的主要辐射受热面，吸收炉膛辐射热加热工质,并用以保护炉墙。
而将后水冷壁管拉宽节距的部分称为凝渣管，用以防止过热器结渣。
（5）过热器将饱和蒸汽加热到额定的过热蒸汽温度。
生产饱和蒸汽的蒸汽锅炉和热水锅炉无过热器。
（6）再热器将汽轮机高压缸排汽加热到较高温度，然后再送到汽轮机中压缸膨胀作功。
用于大型电站锅炉以提高电站热效率。
（7）省煤器利用锅炉尾部烟气的热量加热给水，以降低排烟温度，节约燃料。
（8）空气预热器加热燃烧用的空气，以加强着火和燃烧；吸收烟气余热，降低排烟温度，提高锅炉效率；为煤粉锅炉制粉系统提供干燥剂。
（9）炉墙是锅炉的保护外壳，起密封和保温作用。
小型锅炉中的重型炉墙也可起支承锅炉部件的作用。
（10）构架支承和固定锅炉各部件，并保持其相对位置。
锅炉的辅助设备及其作用如下：（1）燃料供应设备贮存和运输燃料。
（2）磨煤及制粉设备将煤磨制成煤粉并输入燃用煤粉的锅炉燃烧装置中燃烧。
（3）送风设备由送风机将空气送入空气预热器加热后输往炉膛及磨煤装置应用。
（4）引风设备由引风机和烟囱将锅炉排出的烟气送往大气。
（5）给水设备由给水泵将经过水处理设备处理后的给水送入锅炉。
（6）除灰除渣设备将锅炉排出的灰渣收集并运至储存地点。
（7）除尘设备除去锅炉烟气中的飞灰。
（8）自动控制设备自动检测、程序控制、自动保护和自动调节。
1.2 锅炉设备的工作过程图3.1-1是一台燃烧煤粉的自然循环锅炉及其辅助设备的工作流程图，原煤经输煤带送入煤斗，再由给煤机供给磨煤机制备成煤粉，由空气携带通过燃烧器送入炉膛组织燃烧。
煤粉在炉膛中燃烧并放出大量热量。
燃烧后的热烟气在炉内一边向水冷壁放热一边上升，经过过热器、省煤器、空气预热器使其温度降到140～170℃左右，由除尘器除去烟气中的飞灰，最后被引风机抽出送入烟囱排往大气。
锅炉的汽水流程如下：在热力系统中，来自除氧器的给水经低压加热器、高压加热器加热到一定温度，再由给水管道将给水送至省煤器，在其中被加热到某一温度后，给水进入锅筒，然后沿下降管下行至水冷壁进口集箱分配给各水冷壁管。
水在水冷壁管内吸收炉膛的辐射热量而部分地蒸发成蒸汽，形成汽水混合物上升回到锅筒中，经过汽水分离器，蒸汽由锅筒上部的主蒸汽管道流往过热器，在过热器内饱和蒸汽继续吸热达到额定的蒸汽温度，然后送往汽轮发电机组。
为了提高做功效率，将汽轮机高压缸排汽通过管道送入锅炉再热器中继续加热到额定的再热温度，然后再送到汽轮机中压缸膨胀做功。
冷空气自送风机吸入后，由送风机送往空气预热器。
空气在空气预热器中吸收烟气热量后形成热空气，并分为一次空气和二次空气分别送往磨煤机和燃烧器。
锅炉的灰渣经灰渣斗落入排灰槽道后用水力或气力装置排除并送往灰场。
图3.1-1 煤粉锅炉及辅助设备工作流程图1—燃烧器2—水冷壁3—过热器4—下降管5—锅筒6—再热器7—省煤器8—空气预热器9—引风机10—除尘器11—送风机12—再循环泵13—排渣装置14—一次风机15—磨煤机16—给煤机2 锅炉的类别、参数及型号2.1 锅炉的分类锅炉用途广泛，型式众多，一般可按下列方法分类。
2.1.1用途分类电站锅炉、工业锅炉、船用锅炉、余热锅炉、机车锅炉等。
2.1.2按循环方式分类有自然循环锅炉、控制循环锅炉、复合循环锅炉和直流锅炉，其示意图见图3.1-2。
(1)自然循环锅炉工质依靠下降管中的水与上升管中汽水混合物之间的密度差进行循环。
锅筒成为蒸发受热面的固定分界点，锅筒有较大的蓄热能力，有一定的负荷调节能力。
自然循环锅炉在锅炉压力超过19.5MPa以后,蒸汽和水的密度差比较小,这时上升管和下降管内的循环压头就不能保证锅炉安全运行,因此过去对自然循环锅炉的最大压力限制在19.5MPa以下。
近年，国内外对亚临界自然循环锅炉，采取在炉膛高热负荷区使用内螺纹管强化传热、增加上升管与下降管的流通截面等措施，使亚临界自然循环锅炉的安全性得到提高。
(2)控制循环锅炉是在蒸发受热面的下降管与上升管之间装有循环泵，用来提高循环回路的流动压头，循环倍率约在3～5。
(3)直流锅炉的工质的循环是依靠给水泵的压头来完成的，给水经给水泵一次通过加热、蒸发、过热各个受热面，所有受热面中工质均为强制循环。
图3.1-2 自然循环、强制循环锅炉及直流锅炉a) 自然循环锅炉 b) 强制循环锅炉 c) 直流锅炉2.1.3按出□工质压力分类有低压锅炉低压锅炉的压力一般小于1.275MPa，用于工业锅炉。
中压锅炉中压锅炉的压力一般为3.825 MPa，用于电站、热电站或工业锅炉。
高压锅炉高压锅炉的压力一般为9.8MPa，用于电站、热电站锅炉。
超高压锅炉超高压锅炉的压力一般为13.73MPa，用于电站锅炉。
亚临界压力锅炉亚临界压力锅炉的压力一般为16.67MPa，用于电站锅炉。
超临界压力锅炉超临界压力锅炉的压力23～25MPa，用于电站锅炉，只能采用直流或复合循环形式。
超超临界压力锅炉超超临界压力锅炉的压力一般大于28 MPa。
2.1.4 按燃烧方式分类有火床燃烧锅炉、火室燃烧锅炉、流化床燃烧锅炉和旋风燃烧锅炉。
2.1.5 按所用燃料或能源分类有固体燃料锅炉、液体燃料锅炉、气体燃料锅炉、余热锅炉、原子能锅炉和废料锅炉。
2.1.6 按排渣方式分类有固态排渣锅炉和液态排渣锅炉。
2.1.7 按炉膛烟气压力分类有平衡通风锅炉、微正压锅炉和增压锅炉。
2.1.8 按整体外形分类有倒U型（或称п型）、塔型、箱型、T型、U型、N型、L型、D型、A型等。
D型、A型用于工业锅炉，其他炉型一般用于电站锅炉。
2.2 锅炉容量、参数和型号表述锅炉的基本特性通常用锅炉的蒸发量（t/h）、蒸汽压力(MPa)、蒸汽温度(℃)和给水温度(℃)或者热功率(MW)、出口热水压力(MPa)、出口热水温度(℃)和给水温度或回水温度（℃）等主要参数来描述。
锅炉蒸发量可分为连续额定蒸发量(ECR)和最大蒸发量(BMCR)等。
额定蒸发量（ECR）是指锅炉在额定压力、额定蒸汽温度、额定给水温度下，使用设计燃料和保证设计效率的条件下连续运行所应达到的每小时蒸发量。
新锅炉出厂时，铭牌上所标示的蒸发量就是这台锅炉的额定蒸发量。
锅炉最大蒸发量（BMCR）是指在规定的工作压力下或低于工作压力下，连续运行，不考虑其经济效果，每小时能产生的最大蒸发量。
锅炉蒸汽压力和温度是指过热器主汽阀出口处的过热蒸汽压力和过热蒸汽温度。
锅炉给水温度是指进省煤器的给水温度，对无省煤器的锅炉指进锅炉锅筒的水的温度。
严格地讲，容量和压力及温度是相互独立的量。
但为了组织社会化生产，各国都制订了锅炉的参数系列。
表3.1-1是我国电站锅炉参数系列，对于超临界、超超临界机组锅炉我国大多是从国外引进的，所以还没有确定的系列参数。
国外各国所用参数并不完全一样，如美国大多用24.1MPa/538℃/538℃（个别用541～543℃），二次再热时用552℃/566℃，并不断完善。
这种蒸汽参数保持了20余年，现主要开发35MPa/760℃/760℃/760℃的超超临界火电机组。
前苏联超临界机组参数为24.5MPa/540℃/540℃。
目前，俄罗斯新一代大型超超临界机组采用参数为28～30MPa/580～600℃。
日本超临界机组的参数一般为24.1MPa/538℃/566℃（个别为566℃/566℃）。
超超临界计划第一步将蒸汽参数提高到31MPa/566℃/566℃/566℃，第二步再提高到34MPa/593℃/593℃/593℃。
德国是研究、制造超临界机组最早的国家之一，1956年就投运了一台88MW、34MPa/610℃/570℃/570℃的超临界机组。
目前，德国已投运和在建的超临界机组近20台。
压力大部分为23～28MPa，温度是530～555℃/560～580℃.根据欧盟的高参数燃煤电站发展计划，2005年已投运了热效率为50%以上的33.5MPa/610℃/630℃机组，到2015年将投运热效率达52%～55%的40.0MPa/700℃/720℃机组。
我国电站锅炉参数系列见表表3.1-1。
表3.1-1我国电站锅炉参数系列为了规范锅炉的表示方法，我国制订了锅炉产品的型号表示法。
如图3.1-3、3.1-4图3.1-3工业蒸汽锅炉型号形式 图3.1-4电站锅炉型号形式2.3 锅炉的可靠性和技术经济指标2.3.1锅炉的可靠性锅炉的可靠性是指锅炉在规定条件下，在规定的工作期限内达到规定的性能的能力，电站锅炉的可靠性直接影响火电机组运行的安全性和经济性，电站锅炉可靠性指标有锅炉可用率、锅炉强迫停机率、锅炉平均无故障率和锅炉平均修复时间。
(1) 锅炉可用率（可用系数）BAF100%=⨯锅炉可用小时锅炉可用率统计期间小时(2) 锅炉强迫停机率（BFOR ）%100%100⨯+=⨯+=BSHBFOH BFOH BFOR 锅炉运行小时锅炉强迫停炉小时锅炉强迫停炉小时）锅炉强迫停机率（ (3) 锅炉平均无故障时间（BMTBF ）%100%100⨯=⨯=rBSH BMTBF 锅炉强迫停炉次数锅炉运行小时）锅炉平均无故障时间（ (4) 锅炉平均修复时间（BMTTR ） %100%100⨯=⨯=rBFOH BMTTR 锅炉强迫停运次数锅炉强迫停运小时）锅炉平均修复时间（ 2.3.2锅炉的经济性 锅炉的经济性主要指锅炉的热效率、成本、煤耗和厂用电量等。
锅炉热效率是指送入锅炉的全部热量中被有效利用的百分数, 即锅炉有效利用热1Q 与单位时间内所消耗燃料的输入热量r Q 的百分比。
%1001⨯=rQ Q η （3.1-1） 实际中只用锅炉效率来说明锅炉运行的经济性是不够的，因为锅炉效率只反映了燃烧和传热过程的完善程度，因此常用锅炉净效率来反映锅炉运行的经济性。
锅炉净效率是指扣除了锅炉机组运行时的自用能耗(热耗和电耗)以后的锅炉效率。