第7章 锅炉各种受热面的作用及结构(西交大 锅炉原理 考研复试)
锅炉结构及工作原理
锅炉结构及工作原理引言概述：锅炉是工业生产中常见的热能设备，其作用是将燃料燃烧产生的热能转化为蒸汽或热水，用于加热或驱动机械设备。
了解锅炉的结构及工作原理对于工程师和操作人员来说至关重要，下面将详细介绍锅炉的结构和工作原理。
一、锅炉结构1.1 燃烧室：燃烧室是锅炉的核心部分，用于燃烧燃料并产生热能。
燃烧室通常由燃烧室壁、燃烧室门、燃烧器等组成。
1.2 水壶：水壶是锅炉的另一个重要部分，用于贮存水并将水加热转化为蒸汽。
水壶通常由水壶壁、水壶盖、水位计等组成。
1.3 冷凝器：冷凝器是锅炉的一个辅助设备，用于将蒸汽冷凝成水并回收热能。
冷凝器通常由冷凝器管束、冷凝器排水口等组成。
二、锅炉工作原理2.1 燃烧过程：当燃料进入燃烧室后，燃烧器点燃燃料并产生高温的燃烧气体。
燃烧气体在燃烧室中传热给水，将水加热转化为蒸汽。
2.2 蒸汽产生：加热后的水被加热转化为蒸汽，蒸汽在水壶中逐渐积聚并达到一定压力。
一旦蒸汽压力超过设定值，蒸汽就会被释放到管道中。
2.3 蒸汽利用：释放到管道中的蒸汽可以用于加热建筑物、驱动机械设备或其他工业生产过程中。
蒸汽在利用过程中会逐渐冷凝成水并返回锅炉进行循环利用。
三、锅炉的种类3.1 水管锅炉：水管锅炉是一种常见的锅炉类型，其特点是水壶内部布满水管，水管中的水受燃烧气体加热转化为蒸汽。
3.2 火管锅炉：火管锅炉是另一种常见的锅炉类型，其特点是燃烧气体通过管道中的火管，将火管中的水加热转化为蒸汽。
3.3 电锅炉：电锅炉是利用电能直接加热水并产生蒸汽的锅炉，适用于一些无法使用传统燃料的场合。
四、锅炉的维护与安全4.1 定期检查：锅炉在运行过程中需要定期进行检查，包括检查水位、燃烧器、燃烧室等部件的运行情况。
4.2 清洁维护：锅炉的清洁维护非常重要，定期清洁锅炉内部和外部的积灰和污垢，以确保锅炉的正常运行。
4.3 安全阀保护：锅炉中的安全阀是保证锅炉安全运行的重要设备，定期检查和维护安全阀的工作状态是防止锅炉爆炸的关键。
西安交大 锅炉原理
西安交通大学锅炉原理课程是一门面向热能与动力工程专业开设的专业必修课程。
该课程的目标是培养能源动力领域从事能源转换工作的高级工程技术人才、管理人才和高层次的研究人员。
锅炉是一种将燃料燃烧，使其中的化学能转变为热能，并将此热能传递给水（也可能是其他工质），使水变为具有一定压力和温度的蒸汽或热水的设备。
锅炉是火力发电机组的关键设备，也广泛应用于各种工业企业和生活中。
在锅炉原理课程中，学生将系统学习各种类型锅炉的燃烧设备和本体各受热面的结构特征，掌握锅炉的工作原理及设计方法，学习电站及工业锅炉的燃烧技术、受热面的布置方式、热力和水动力学的计算方法，以及锅炉设计的指导思想和分析解决问题的方法。
通过该课程的学习，学生将对有关锅炉的知识有全面系统的认识，并掌握一定程度的解决实际问题的能力。
锅炉结构及工作原理
锅炉结构及工作原理一、引言锅炉是一种将液体（通常为水）加热转化为蒸汽或者热水的设备。
它在工业生产和日常生活中起着重要的作用。
本文将详细介绍锅炉的结构和工作原理。
二、锅炉结构1. 炉膛：炉膛是燃烧燃料的区域，通常由耐高温材料制成。
燃料在炉膛中燃烧产生热能。
2. 炉排：炉排用于支撑燃料并保证燃料的充分燃烧。
常见的炉排有链条炉排和活动炉排。
3. 冷凝器：冷凝器用于将烟气中的热量转移到水中，使水蒸气冷凝成水。
这样既可以提高热效率，又可以回收热能。
4. 烟囱：烟囱用于排出燃烧产生的废气。
它通常是一个竖直的管道，具有良好的排烟效果。
5. 水循环系统：水循环系统包括给水系统、循环水系统和排污系统。
给水系统负责供应水，循环水系统负责循环水，排污系统负责排除污水。
三、锅炉工作原理锅炉的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 燃料燃烧：燃料在炉膛中燃烧产生热能。
燃料可以是固体、液体或者气体。
燃料燃烧需要适当的氧气供应。
2. 热能传递：燃烧产生的热能通过炉膛的壁面传递给水。
水被加热后转化为蒸汽或者热水。
3. 蒸汽或者热水产生：加热后的水转化为蒸汽或者热水。
蒸汽可以用于发电或者提供动力，热水可以用于供暖或者工业生产。
4. 烟气排放：燃烧产生的废气通过烟囱排放到大气中。
在排放前，烟气中的热量可以通过冷凝器回收。
四、锅炉的应用锅炉广泛应用于各个领域，包括工业、农业、建造和日常生活。
以下是一些常见的应用场景：1. 发电厂：锅炉用于产生蒸汽驱动汽轮机发电。
2. 供暖系统：锅炉用于供暖，将热水或者蒸汽通过管道输送到建造物内部。
3. 工业生产：锅炉用于加热工业生产过程中的液体或者气体。
4. 温室种植：锅炉用于提供温室内的热量，保证植物正常生长。
5. 温泉浴场：锅炉用于加热温泉水，提供给浴场用户享受。
五、锅炉的效率和安全性锅炉的效率是指锅炉将燃料的热能转化为实用热能的能力。
提高锅炉的效率可以节约能源和降低环境污染。
常见的提高锅炉效率的方法包括使用高效燃烧器、增加热交换面积和改进燃烧控制系统等。
过来人分享：西安交通大学锅炉原理复习指导
--- 真理惟一可靠的标准就是永远自相符合过来人分享：西安交通大学锅炉原理复习指导复习的教材是车得福等编写的?锅炉?。
该书的第一版现在已经买不到了，08 年出了第二版 (能动学院自 09 年春季起教学采用的即是这一版 )，新版的特点是在章节的编排上更趋于合理性。
其他参考书我推荐陈学俊、陈听宽所著的?锅炉原理?，徐通模、金定安、温龙所著的?锅炉燃烧设备?，张晓梅主编的?燃煤锅炉机组?。
关于考试我所知道的一些情况。
考试时间为 150 分钟。
复试科目“火力发电厂设备与系统〞包括两张试卷：锅炉原理和发电厂热力设备及系统 (选这门的话，实际内容是热力发电厂，书中的锅炉和涡轮机局部不考 )。
任选其中一门答题就可以了。
锅炉原理题型以简答题为主，其它将在名词解释，填空等中选择。
据交大的同学说，他们以前期末考试还出过判断题，有一定难度。
当然从分值比例来说还是简答题占大局部。
考试结果，80 分以上算是不错了，90 分以上的很少。
当然这不是说试卷难度很大。
可以告诉大家的是，只要方法得当，给出足够的复习时间就可以取得你能想象的任何理想的成绩。
锅炉原理这门课总体上分为三个局部：燃料与燃烧设备 (1-6 章)，锅炉本体布置及计算 (7-10 章)，锅内过程 (11-15，外加 17 章锅炉通风 )。
其它章节不在考察范围内 (大家可以查看教学进度方案，在车得福教授的个人主页上有 )。
每章后面所附的思考题可以为复习提供框架，以便指导看书的重点。
在此提出几点原那么供参考：1.重视根底概念。
特别是那些最根底的概念。
要保证能够准确地复述。
2.我们学的是锅炉原理而不是锅炉设计计算。
复习中重点是弄清原理。
虽然设计计算的原那么和方法来自原理，而且它也可以反映原理，但是复习时间毕竟有限，对于某些具体的计算公式不要拘泥于其本身，知道原理和思路就可以了。
3.善于抓住问题的共性和矛盾。
比方燃烧设备局部，事实上就是在组织燃烧的根本原那么的根底上，讨论各种燃烧设备(在各种燃烧方式下 )的着火机理，燃尽特性，对燃料的适应性。
锅炉结构及工作原理
锅炉结构及工作原理锅炉是一种用于产生蒸汽或加热水的设备，广泛应用于工业生产、供暖和发电等领域。
它的结构和工作原理对于保证安全运行和高效能利用燃料至关重要。
本文将详细介绍锅炉的结构和工作原理。
一、锅炉结构1. 炉膛：炉膛是燃烧室，用于燃烧燃料。
常见的炉膛结构包括水管式、火管式和燃烧室式等。
炉膛内的燃料燃烧产生高温烟气，通过烟管或水管传热。
2. 烟管：烟管是连接炉膛和烟囱的管道，用于传递烟气。
烟管内壁通常覆盖有传热面，增加传热效果。
3. 水管：水管是连接炉膛和汽水容器的管道，用于传递热量。
水管内壁通常覆盖有传热面，将热量传递给水。
4. 汽水容器：汽水容器是用于分离蒸汽和水的装置，保证锅炉工作时的正常运行。
它通常分为汽包和水位计两部分。
5. 空气预热器：空气预热器用于预热燃烧所需的空气，提高燃烧效率。
它通常位于烟气通道上方，通过与烟气交换热量，将进入炉膛的空气预热至一定温度。
6. 烟囱：烟囱是排放烟气的管道，通常位于锅炉顶部。
它通过自然排烟或辅助设备（如引风机）排烟，保证燃烧产生的烟气能够顺利排出。
二、锅炉工作原理锅炉的工作原理是利用燃料的燃烧产生的热能，通过传热将水加热为蒸汽或热水。
1. 燃烧过程：燃料在炉膛内燃烧，产生高温烟气。
燃烧需要氧气，因此需要通过空气预热器预热进入炉膛的空气，提高燃烧效率。
2. 传热过程：传热是锅炉的核心过程，将燃烧产生的热量传递给水，使其加热为蒸汽或热水。
传热方式主要包括辐射传热、对流传热和传导传热。
- 辐射传热：炉膛内的高温烟气通过辐射作用，将热量传递给炉膛内的水管或烟管。
- 对流传热：烟气在烟管或水管内流动，通过对流作用，将热量传递给管壁和水。
- 传导传热：烟气通过烟管或水管的管壁，将热量传递给管壁内的水。
3. 蒸汽或热水产生：当水被加热至一定温度时，就会产生蒸汽或热水。
蒸汽通常用于驱动涡轮发电机或提供工业生产过程中的热能，热水则用于供暖或其他热水需求。
4. 安全保护装置：为了保证锅炉的安全运行，通常会配备一系列安全保护装置，如压力表、安全阀、水位计、燃烧器控制装置等。
西安交通大学《锅炉》复习资料
《锅炉总结》第一章锅炉基本知识锅炉参数：蒸发量（t/h或kg/s）、出口蒸发压力（MPa）、出口蒸汽温度、给水温度（指进省煤器的给水温度）。
锅炉型号：P14锅炉的性能指标：×100%1.经济性：热效率：η=Q1Q rQ r：随每kg燃料输入锅炉的总热量Q1：单位时间内工质在锅炉中吸收的总热量净效率：考虑锅炉机组运行时的自用能耗。
煤耗和厂电用量2.可靠性；3.机动性。
第二章锅炉型式简介自然循环锅炉：层燃燃烧自然循环锅炉、煤粉燃烧自然循环锅炉、循环流化床燃烧自然循环锅炉、W型火焰燃烧自然循环锅炉。
强制循环锅炉：强制循环热水锅炉、控制循环锅炉。
直流锅炉：小容量直流锅炉、亚临界参数电站直流锅炉、超临界参数锅炉。
复合循环锅炉：全负荷复合循环锅炉、部分负荷复合循环锅炉、超临界压力部分负荷复合循环锅炉。
第三章锅炉燃料1.燃料分类：核燃料和有机燃料（固体、气体、液体）。
2.燃料组成：（1）固体燃料：碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）、水分（M）、灰分（A）。
C、H、S为可燃元素。
（2）液体燃料：与固体相同。
但C、H含量较高。
（3）气体燃料：天然气：气田气（甲烷90%）、油田气（甲烷80%，丙、丁烷，CO2含量高）、煤田气（甲烷50%）；人造气。
硫在煤中存在形式：有机硫（与碳氢合成复杂化合物）、黄铁矿硫、硫酸盐硫。
机械杂质：开采、运输、贮存过程中混入的不溶物质。
水分增加，影响燃料的着火和燃烧速度，增大烟气量，增加排烟热损失，加剧尾部受热面的腐蚀和堵灰。
燃料油中的高水分会使燃料的热值降低，导致燃烧过程中出现火焰脉动等不稳定工况或熄火，增大排烟热损失，一般是有害成分。
微爆效应：少量水分呈乳状液并与油均匀混合，雾化后的油滴中水分先受热蒸发膨胀。
油滴形成二次破碎雾化，改善燃烧条件，提高燃烧火焰温度，降低不完全燃烧热损失。
3.燃料成分基准及换算：（1）收到基：以收到状态的燃料为基准计算燃料中全部成分的组合。
第7章 锅炉各种受热面的作用及结构=西安交通大学-锅炉原理
tgs↓ Q↑ Bj↑ Tl ↑ Qf↓
''
BjQf D
const
结论： tgs降低总是导致过热汽温的升高。 一般tgs降低2℃，汽温约升高1℃。 若高压加热器解列或未投入运行，则汽温会升高 很高，必须防止。
（iii）饱和蒸汽湿度的变化
饱和蒸汽带将引起过热蒸汽温度下降。
（iv）减温水的变化
A
烟气侧调节
原理：从烟气侧改变过热器或再热器的传 热特性，影响蒸汽的焓增，改变汽温。
途径：
①改变通过过热器的烟气流量，即试图改变K； ②改变烟温，即试图改变温压。
特点：
①蒸汽温度可以升高，也可以降低；
②不需要增加额外的受热面积； ③调节精度低，一般只能进行粗调节。
(i) 烟气再循环 原理：尾部烟道中的一部分低温烟气 （250~350℃）通过再循环风机送入炉膛， 改变锅炉的辐射和对流受热面的吸热量比 例。 特点：汽温调节能力与烟气再循环量，送 入炉膛的位置，以及抽风点的位置有关。
减温水与蒸汽直接接触对减温水的水质要求较高减温幅度与喷水量成正比减温幅度大高达100结构简单省材料一般在过热器的中间集箱或蒸汽管道间喷入减温水无复杂设备减温前的蒸汽温度不能过于接近饱和温度至少要求高出20否则喷入的水不能及时得到汽化给水减温时喷水量越大意味着流经过热器的蒸汽流量越小温度越高一对矛盾体
运行：炉膛结渣；火焰中心移动； 炉膛上部或过热器区域发生局部再 燃烧等。
7.2.3 汽温调节的原理和主要方法
分别从烟气侧和蒸汽侧着手！ 对调节方法的要求： ①调节惯性或延迟时间要小，即灵敏 ②调节范围要大 ③结构简单可靠 ④对循环效率的影响要小 ⑤附加的金属和设备的消耗要少 ⑥尽可能起到保持金属的作用
锅炉结构及工作原理
锅炉结构及工作原理一、引言锅炉是一种用于产生蒸汽或热水的设备，广泛应用于工业生产和居民生活中。
本文将详细介绍锅炉的结构和工作原理，以帮助读者更好地理解锅炉的运行机制。
二、锅炉结构1. 锅炉外壳锅炉外壳是锅炉的主体部分，一般由钢板焊接而成。
外壳具有良好的密封性能，能够承受锅炉内部高温和高压的工作环境。
2. 炉膛炉膛是锅炉燃烧的空间，燃料在炉膛中燃烧产生热能。
炉膛通常由耐火材料构成，能够承受高温和化学腐蚀。
3. 烟道系统烟道系统包括烟囱、烟管和烟气净化设备等。
烟道的主要作用是排出燃烧产生的废气，并通过烟气净化设备净化废气中的污染物。
4. 水循环系统水循环系统由给水系统、蒸汽系统和循环水系统组成。
给水系统负责将水送入锅炉，蒸汽系统负责将产生的蒸汽输送到需要的地方，循环水系统负责将冷却后的水重新送入锅炉进行循环。
5. 控制系统控制系统是锅炉的大脑，负责监测和控制锅炉的运行状态。
控制系统包括自动控制设备、仪表和传感器等，能够实时监测锅炉的压力、温度和流量等参数，并根据设定值进行自动调节。
三、锅炉工作原理1. 燃料燃烧锅炉的燃料可以是固体、液体或气体。
燃料在炉膛中燃烧产生热能，同时产生燃烧产物，如二氧化碳、水蒸气和氮氧化物等。
2. 热能传递燃烧产生的热能通过炉膛的壁面传递给水，使水受热转化为蒸汽或热水。
热能传递的方式主要有辐射传热、对流传热和传导传热。
3. 蒸汽产生当水受热达到沸腾温度时，水中的液态水转化为蒸汽。
蒸汽的产生与锅炉的压力有关，一般情况下，锅炉的压力越高，水的沸点就越高，产生的蒸汽也越多。
4. 蒸汽输送产生的蒸汽通过蒸汽系统输送到需要的地方，如发电机、加热设备或工业生产设备等。
蒸汽输送过程中需要注意控制蒸汽的压力和温度，以确保蒸汽的安全和稳定输送。
5. 循环冷却在锅炉工作过程中，燃烧产生的烟气通过烟道排出，同时锅炉内的水也会受热转化为蒸汽。
为了保证锅炉的正常运行，需要将蒸汽冷却后重新送入锅炉进行循环，以保持锅炉的水平衡。
锅炉结构及工作原理
锅炉结构及工作原理一、引言锅炉是一种重要的能源转换设备，广泛应用于工业生产和生活领域。
本文将详细介绍锅炉的结构和工作原理，以帮助读者更好地理解和应用锅炉。
二、锅炉结构1. 炉膛：炉膛是锅炉内部燃烧的空间，通常采用砖石结构或钢板焊接而成。
炉膛内部有燃烧炉排和燃烧室，用于燃料的燃烧和热能的释放。
2. 炉排：炉排是位于炉膛底部的金属网格，用于支撑燃料和燃烧过程中的灰渣。
炉排可以分为定格炉排和活动炉排两种类型。
3. 高温烟管：高温烟管是连接炉膛和烟囱的管道，通常由耐高温材料制成。
烟气在高温烟管中流动，将热能传递给水，实现水的加热。
4. 水壁管：水壁管是位于炉膛内部的管道，用于接收高温烟气传递的热能。
水壁管通常采用钢管制成，内部充满水，通过与烟气的接触实现水的加热。
5. 锅筒：锅筒是容纳水和蒸汽的主体部分，通常由钢板焊接而成。
锅筒内部分为上下两部分，上部为蒸汽区，下部为水区。
6. 烟气净化设备：烟气净化设备用于净化烟气中的污染物，包括除尘器、脱硫装置、脱硝装置等。
三、锅炉工作原理1. 燃料燃烧：燃料进入炉膛后，在燃烧炉排或燃烧室中与空气进行充分混合，经过点火后燃烧产生高温烟气和灰渣。
2. 烟气传热：高温烟气通过炉膛内的水壁管，将热能传递给水，使水发生加热，并逐渐转化为蒸汽。
3. 蒸汽产生：经过一系列传热过程后，水在锅筒内部逐渐加热，形成蒸汽。
蒸汽在锅筒上部积聚，达到一定压力后，通过蒸汽出口进入蒸汽管网，供应给需要蒸汽的设备使用。
4. 烟气排放：烟气在高温烟管中传热后，经过烟气净化设备进行净化处理，去除其中的固体颗粒物、二氧化硫和氮氧化物等污染物，然后通过烟囱排放到大气中。
四、锅炉的应用领域1. 工业生产：锅炉广泛应用于各个工业领域，如化工、制药、纺织、食品加工等。
锅炉可以提供热能和蒸汽，用于加热、蒸馏、干燥等工艺过程。
2. 发电站：锅炉是发电站的核心设备之一，通过燃烧燃料产生高温高压蒸汽，驱动汽轮机发电。
锅炉的构造及工作原理
锅炉的构造及工作原理锅炉作为一种重要的热能设备，在工业生产和生活中起到了至关重要的作用。
它将燃料燃烧产生的热能转化为水的热能，从而产生高温高压的蒸汽，为各行各业提供热能和动力。
本文将重点介绍锅炉的构造和工作原理，帮助读者更好地了解并使用这个重要的设备。
一、锅炉的构造锅炉通常由锅筒、炉膛、燃烧系统、水循环系统、蒸汽系统、煤灰系统和控制系统等部分组成。
接下来，我们将逐一介绍这些部分的功能和作用。
1. 锅筒锅筒是整个锅炉的主体部分，通常为圆筒形。
它是蒸汽和水的分离器，承受着高温高压的热力载荷。
锅筒内部分为上下两部分，上部为蒸汽区，下部为水区。
蒸汽和水在锅筒内进行充分的传热和分离，确保锅炉的安全运行。
2. 炉膛炉膛是燃烧燃料的地方，通常为矩形或圆形结构。
炉膛内部有火箭束或炉排，燃料在其中进行燃烧并释放热量。
同时，炉膛还提供了充分的空间，使燃烧产生的废气在炉膛内完成高温燃烧，提高燃烧效率。
3. 燃烧系统燃烧系统由燃料供应系统、空气供应系统和火焰检测系统等组成。
燃料供应系统负责将燃料供给炉膛进行燃烧，通常包括燃料输送装置和燃料喷嘴等部分。
空气供应系统则负责将所需的氧气输送到炉膛中与燃料充分混合，以保证燃烧效果和稳定性。
火焰检测系统则用于监测燃焰的状态，一旦出现异常情况即可及时报警。
4. 水循环系统水循环系统是保证锅炉正常运行的重要部分，它包括给水系统、蒸汽冷凝回水系统和循环泵等。
给水系统负责将水送入锅筒，蒸汽冷凝回水系统则将蒸汽冷凝后的水回收到锅筒中再次循环利用。
循环泵则负责推动水循环，保证水的流动和传热效果。
5. 蒸汽系统蒸汽系统主要由蒸汽管道和阀门组成，它将锅筒中产生的蒸汽输送到需要的地方。
蒸汽通过管道传输，并通过阀门进行调节和控制，以满足不同设备和工艺的需求。
6. 煤灰系统煤灰系统主要包括炉膛清灰装置和烟囱等部分。
炉膛清灰装置负责将燃料燃烧后残留的灰渣清除，避免对锅炉运行产生不利影响。
烟囱则用于将燃烧废气排放到大气中，保证锅炉的排放环境符合要求。
锅炉受热面的作用及结构60页PPT
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35肯定 。
锅炉受热面的作用及结构
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
锅炉主要受热面
对于中压锅炉，也采用纯对流过热器，布置在炉膛出口 的水平烟道中。过热器分成两级，蒸汽的低温级布置在低 温部分，采用碳钢作为材料，常用逆流布置；蒸汽的高温 级布置在烟气的高温部分，部分或全部应用低合金钢作为 材料，常用顺流或混流布置，使蒸汽的最高温度处布置在 烟温比较适中的地方。在两级过热器之间用中间集箱连接， 使蒸汽混合，并作左右交叉。 在高压和超高压以上的锅炉中，广泛采用屏式过热器， 也有用辐射过热器，组成辐射—对流过热器系统。为减轻 热偏差的影响，常需把过热器分成更多的级数。 在大型锅炉中，一般均采用一次再热的系统，再热器的 布置与采用的保护方式有关。如果不设旁路保护，再热器 一般布置在过热器之后其烟温应低于850℃，在启动及汽轮 机甩负荷时，允许再热器短时间干烧。如设旁路时，再热 器一般与过热器交叉布置。
因此在炉膛出口还需要布置这样的对流受热面。通常在管束中 用耐火砖把烟道隔成几个流程，同时各流程的烟气流通截面随 烟气温度降低而逐渐缩小，以保持足够高的烟气流速。一般采 用Φ51*3的管子作锅炉管束，节距S1=100mm，S2=95mm，弯 管半径R=160mm。
凝渣管是布置在炉膛出口的对流管束。这个管束在结构上 横向和纵向节距都设计得很大，因此它本身不容易结渣，即使 在锅炉燃烧不正常时在凝渣管上结了一些渣也不容易把烟气通 道堵塞。同时烟气流过这个管束时，它的温度会降低几十度， 烟气中携带的飞灰就会因此而凝固，不致粘接在受热面上。凝 渣管可以保护后面密集的过热受热面不结渣堵塞，因此有时它 也称为防渣管束。一般锅炉中的凝渣管常由后墙水冷壁上部拉 稀组成。一般采用Φ60*3.5和Φ60*5的管子，节距S1/d=3-5， S2/d=3-5。现代高压锅炉及超高压锅炉一般不采用凝渣管的结 构，而以在炉膛出口的屏式过热器来代替，同时炉顶也布置顶 棚过热器。
锅炉各受热面的结构及布置形式
锅炉各受热⾯的结构及布置形式锅炉各受热⾯的结构及布置形式⼀、省煤器省煤器在锅炉中的主要作⽤是：①吸收低温烟⽓的热负以降低排烟温度，提⾼锅炉效率，节省燃料。
②由于给⽔在进⼊蒸发受热⽽之前先在省煤器内加热，这样就减少了⽔在蒸发受热⾯内的吸热量，因此可⽤省煤器替代部分造价较⾼的蒸发受热⾯。
也就是以管径较⼩、管壁较薄、传热温差较⼤、价格较低的省煤器来代替部分造价较⾼的蒸发受热⾯。
③提⾼了进⼊汽包的给⽔温度，减少于给⽔与汽包壁之间的温差，从⽽使汽包热应⼒降低。
基于这些原因，省煤器已成为现代锅炉必不可少的部件。
按照省煤器出⼝⼯质的状态省煤器可分为沸腾式和⾮沸腾式两种。
如出⼝⽔温低于饱和温度，叫做⾮沸腾式省煤器，如果⽔被加热到饱和温度并产⽣部分蒸汽，就叫做沸腾式省煤器。
省煤器按所⽤材质⼜可分为铸铁式和钢管式，铸铁式耐磨损和耐腐蚀但不能承受⾼压。
钢管省煤器应⽤于⼤型锅炉，它是由许多并列（平⾏)的管径为28～42mm 的蛇形管组成。
蛇形管可以顺列也可错列。
为使省煤器受热⾯结构紧凑，⼀般总是⼒求减⼩管间节距。
管⼦多数为错列布置。
错列布置省煤器的结构如图6—3所⽰。
蛇形管的两端分别与进⼝联箱和出⼝联箱相连，联箱⼀般布置在烟道外。
省煤器的管⼦固定在⽀架上，⽀架⽀承在横梁上⽽横粱则与锅炉钢架相连接。
省煤器管⼦⼀般为光管，为了强化烟⽓侧热交换和使省煤器结构更紧凑可采⽤鳍⽚管、肋⽚管和膜式受热⾯，它们的结构如图6—4所⽰。
焊接鳍⽚管省煤器所占据的空间⽐光管式⼤约少20％～25％，轧制鳍⽚管省煤器可使外形尺⼨减少40％⼀50％。
鳍⽚管和膜式省煤器还能减轻磨损。
这主要是因为它⽐光管省煤器占有空间⼩，因此在烟道截⾯不变的情况下，可采⽤较⼤的横向节距。
从⽽使烟⽓流通截⾯增⼤，烟⽓流速下降磨损减轻。
肋⽚式省煤器主要特点是热交换⾯积明显增⼤，这对缩⼩省煤器的体积、减少材料消耗很有意义。
主要缺点是积灰⽐较严重。
省煤器蛇形管通常均取⽔平放置，以利于停炉时排⽔。
锅炉结构及工作原理
锅炉结构及工作原理一、引言锅炉是一种用于产生蒸汽或加热水的设备，广泛应用于工业生产和民用领域。
本文将详细介绍锅炉的结构和工作原理，以帮助读者更好地理解锅炉的基本原理和运行机制。
二、锅炉结构1. 锅炉外壳：锅炉的外壳是由钢板制成的，用于承受锅炉内部的压力，并保护内部设备不受外界环境的影响。
2. 炉膛：炉膛是锅炉内部的燃烧室，用于燃烧燃料并产生高温燃烧气体。
炉膛通常由耐高温材料构成，以承受高温和压力的作用。
3. 烟管：烟管是连接炉膛和烟囱的管道，用于将燃烧产生的烟气引出锅炉，并将烟气中的热能传递给水或蒸汽。
4. 水位计：水位计用于监测锅炉内部的水位，以确保锅炉正常运行并避免发生干燥燃烧或爆炸等危险情况。
5. 进水口和排水口：进水口用于将水注入锅炉，排水口用于排放锅炉内的污水和废水，以保持锅炉内部的清洁。
三、锅炉工作原理1. 燃料燃烧：锅炉的工作首先需要燃料，常见的燃料包括煤、天然气、石油和生物质等。
燃料在炉膛内燃烧，产生高温燃烧气体和灰渣。
2. 热能传递：燃烧产生的高温燃烧气体通过烟管传递给水或蒸汽，使其吸收热能并升温。
3. 蒸汽产生：当水受热后，温度升高，转化为蒸汽。
蒸汽的产生需要满足一定的压力和温度条件。
4. 蒸汽利用：产生的蒸汽可以用于驱动汽轮机发电、供热或进行工业生产等用途。
蒸汽通过管道输送到需要的地方，并在使用后回流回锅炉进行再次加热。
四、锅炉的分类1. 按用途分类：a. 供热锅炉：用于供应民用建筑、工业厂房等的暖气和热水。
b. 发电锅炉：用于发电厂的汽轮机发电系统，产生高温高压的蒸汽。
c. 工业锅炉：用于工业生产过程中的加热、蒸汽供应等。
2. 按燃料分类：a. 燃煤锅炉：使用煤炭作为主要燃料，燃烧产生热能。
b. 燃气锅炉：使用天然气或液化石油气等作为燃料。
c. 燃油锅炉：使用石油或柴油等液体燃料。
3. 按工作压力分类：a. 低压锅炉：工作压力低于1.6MPa。
b. 中压锅炉：工作压力在1.6MPa至5.9MPa之间。
考研复试 锅炉复习提纲
复习题第一章：思考题：分析锅炉机组的工作过程。
第二章：概念：元素分析、工业分析、低位发热量、折算成分、变形温度。
思考题：煤的元素分析成分有哪些？各成分如何影响燃烧？各类煤质的燃烧特性如何？第三章：概念：过量空气系数、理论空气量、漏风系数、锅炉机组的热平衡、锅炉效率。
思考题：什么叫最佳过量空气系数，如何确定？写出烟气中的氧量和过量空气系数的关系式。
影响锅炉各损失的因素有哪些？如何降低燃烧损失？第四章：概念：煤粉细度、煤粉的经济细度、煤的可磨性系数、中间储仓式制粉系统思考题：各制粉系统各有何特点？球磨机和中速磨各有和特点？第五章：概念：化学反应速度、活化能。
思考题：画出煤粉燃烧的放热曲线和散热曲线，指出着火点和熄火点。
分析影响燃烧速度的因素有哪些？第六章：概念：燃烧器、炉膛、燃烧器区域的壁面热强度、炉膛容积热强度思考题：什么是均等配风，适用于什么煤种，为什么？影响煤粉气流着火的主要因素有哪些？影响一次风煤粉射流偏斜的主要因素有哪些？炉膛结渣有何危害？影响的主要因素有哪些？如何进行低负荷稳燃？第七章：概念：过热器、再热器、辐射式过热器、对流式过热器、热偏差、汽温特性思考题：过、再热器的作用是什么？什么叫锅炉的汽温特性？说明辐射式过热器和对流式过热器的汽温特性。
影响热偏差的因素有哪些？如何减小？影响蒸汽温度的因素有哪些？如何影响？如何调节蒸汽温度？第八章：概念：酸露点、低温腐蚀。
思考题：在锅炉运行时要注意省煤器的什么问题？如何降低磨损？为什么尾部受热面要采用双级布置，如何布置？在锅炉运行时要注意空气预热器的什么问题？低温腐蚀的减轻和防止的措施有哪些？第十二章：概念：自然循环的推动力、运动压头、有效压头、水的折算流速、汽的折算流速、质量含汽率、容积含汽率、循环倍率、膜态沸腾。
思考题：叙述自然循环原理。
自然循环的推动力大小和哪些因素有关？影响水冷壁工作安全性的因素有哪些？汽包有何作用？如何工作？蒸汽污染的原因是什么？如何防止水冷壁的高温腐蚀？第十三章：概念：直流锅炉、控制循环锅炉、流动的多值性、脉动思考题：叙述直流锅炉的工作原理。
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第7章锅炉各种受热面的作用及结构1.水冷壁、锅炉管束、省煤器、过热器、再热器、凝渣管、空气预热器的作用是什么？所谓的炉膛水冷壁就是布置在炉膛四周的、管内流动介质一般为水或汽水两相混合物的受热面。
若锅炉为蒸汽锅炉，水冷壁主要为蒸发受热面；若锅炉为热水锅炉或超临界压力锅炉，则水冷壁主要为加热受热面。
锅炉管束：对于低压锅炉，由于蒸发吸热量较大，仅布置水冷壁还不足以满足需要，还要布置对流蒸发受热面。
过热器的作用是将锅炉的饱和蒸汽进一步加热到所需过热蒸汽温度。
蒸汽初压的提高虽可提高循环热效率，但过热蒸汽压力的进一步提高受到汽轮机排汽湿度的限制，因此为了提高循环热效率及降低排汽湿度，可采用再热器。
凝渣管束可以保护后面密集的过热受热面不结渣堵塞，因此有时它也称为防渣管束。
省煤器的作用主要为：（1）降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。
（2）充当部分加热受热面或蒸发受热面。
空气预热器的作用：（1）降低排烟温度提高锅炉效率。
（2）改善燃料的着火条件和燃烧过程，降低燃烧不完全损失，进一步提高锅炉效率。
对于着火困难的燃料，如无烟煤，常把空气加热到400℃左右。
（3）热空气进入炉膛，提高理论燃烧温度，强化炉膛的辐射传热，进一步提高锅炉的热效率。
（4）热空气还作为煤粉锅炉制粉系统的干燥剂和输粉介质。
2.水冷壁、省煤器、过热器、空气预热器可分为哪几类? 各有什么优缺点?（1）水冷壁水冷壁主要有两类，即光管式水冷壁和膜式水冷壁。
光管式水冷壁具有制造、安装简单等优点。
但它的缺点是保护炉墙的作用小，炉膛漏风严重。
膜式水冷壁对炉墙的保护最好，炉墙的重量、厚度大为减少。
因为膜式水冷壁的炉墙只需要保温材料，不用耐火材料，因而可采用轻型炉墙。
同时，水冷壁的金属耗量增加不多。
此外，膜式水冷壁的气密性好，大大减少了炉膛漏风，甚至也可采用微正压燃烧，提高锅炉热效率。
由于蓄热能力小，炉膛燃烧室升温快，冷却亦快，可缩短启动和停炉时间。
厂内预先组装好才出厂，可缩短安装周期，保证质量。
膜式水冷壁的缺点主要是制造工艺较复杂，设计时必须考虑到它的一些特点。
如不允许两相邻管子的金属温度差超过50℃(这个要求对自然循环锅炉是容易做到的)，因要把水冷壁系统制成整体焊接的悬吊框式结构，设计膜式水冷壁时必须保证有足够的膨胀延伸自由，还应保证人孔、检查孔、看火孔以及管子横穿水冷壁等处有良好的密封性。
水冷壁管穿过炉墙的部分要留出膨胀间隙。
（2）省煤器按材料省煤器可分为铸铁式和钢管式；按出口是否沸腾可分为沸腾式和非沸腾式。
铸铁式省煤器的优点是耐腐蚀、耐磨损。
缺点是不能做成沸腾式。
否则易发生水击，损坏省煤器；铸铁省煤器管壁较厚，体积和重量都大；肋片间易积灰、堵灰；弯头多易渗水漏水。
钢管式省煤器可用于任何压力和容量的锅炉，置于不同形状的烟道中。
其优点是体积小，重量轻，价格低廉。
（3）过热器过热器一般按传热方式来分类。
主要可分为对流式、半辐射式和辐射式过热器三种。
（4）空气预热器按空气预热器的工作原理，空气预热器可分为间壁导热式和再生式两种。
管式空气预热器的优点是无转动部分，结构简单，制造容易，工作可靠，维修工作量少，严密性好，如果能采取措施解决预热器的低温腐蚀和磨损，则漏风量不超过5％。
缺点是体积很大，钢材消耗多，漏风量随着预热器管的低温腐蚀和磨损穿孔而迅速增加。
回转式空气预热器的缺点是漏风系数大，结构复杂，需传动装置，消耗电能。
优点是受热面两面受热，传热系数高，单位体积内受热面大，外形尺寸小，重量轻，不怕腐蚀。
3.水冷壁、锅炉管束、省煤器、过热器、再热器、凝渣管、空气预热器都是锅炉必不可少的部件吗？试述什么情况下必须布置，而有些情况下可以不布置。
（1）水冷壁是必不可少的（2）锅炉管束不是必不可少的，是低压小容量锅炉的对流蒸发受热面。
（3）省煤器和空气预热器都是为了利用锅炉尾部烟气的热量而设置的受热面，不是必不可少的。
（4）过热器对于电站锅炉来说是必不可少的。
（5）再热器是为了进一步提高循环热效率及降低排气湿度者增加的受热面，不是必不可少的。
（6）凝渣管是为了防止受热面结渣堵塞而设置的，理论上不是必不可少的。
4.为什么有时必须将空气预热器和省煤器交错双级布置？省煤器与空气预热器双级交错布置的根本原因是，通过空气预热器的烟气热容量大于空气的热容量。
这样，在空气预热器的传热过程中，烟温每下降1℃，空气温度将上升1.2—1.4℃。
随着烟气温度的降低，空气温度的上升，它们之间的温差会越来越小，要想得到较高的空气温度将成为不可能，而且也是不经济的。
所以在需要较高的空气温度时采用双级交错布置，即把空气预热器和省煤器都分成两部分，在第一级空气预热器中空气与烟气的传热温差变小后，跳过省煤器引入第二级空气预热器，使传热温差增大。
这样就保证有较大的温差和达到所要求的温度。
一般，管式空气预热器在要求热风温度高于260-—280℃时，就需要考虑采用双级交错布置，回转式空气预热器，在要求热风温度高于300—350℃时，也需采用双级交错布置，这时，第二级采用管式空气预热器。
5.对蒸汽温度调节方法有哪些基本要求？试述蒸汽温度调节的工作原理，为什么有些锅炉必须有减温器？什么样的锅炉可以没有或不装减温器？对整体温度调节方法的要求：①调节惯性或延迟时间要小，即灵敏；②调节范围要大；③结构简单可靠；④对循环效率的影响要小；⑤附加的金属和设备的消耗要少；⑥尽可能起到保持金属的作用。
从烟气侧对汽温进行调节的原理是，从烟气侧改变过热器或再热器的传热特性，影响蒸汽的焓增，改变汽温。
蒸汽侧调节的原理是利用减温器来降低过热蒸汽的焓，使汽温降低到需要的温度。
6.说明锅炉负荷、给水温度、燃料性质、过量空气系数对汽温的影响？（1）锅炉负荷对流式过热器总的汽温变化是随锅炉负荷的增加而增加；锅炉负荷对辐射式过热器的汽温影响和对对流式过热器的汽温影响是相反的。
（2）给水温度给水温度降低，锅炉工质的总吸热量将增加，因而需要增加燃料消耗量，这样会使对流过热器前的烟气温度和烟气流速增加，从而使对流过热器的吸热量增加，汽温升高。
而对辐射式过热器的汽温影响不大。
所以，给水温度的降低一般总是导致过热汽温的升高。
（3）燃料性质燃料性质的变化，主要是煤中水分和灰分的变化，也要影响到过热汽温。
如果水分和灰分增加时，燃料发热量降低而必须增加燃料消耗量，从而使对流过热器受热面的烟气流速增加，加强了对流传热，对流过热器的蒸汽吸热量增加，出口汽温将有所增高；对于辐射过热器，由于炉膛温度降低而使辐射吸热量减少，其出口汽温将要降低。
如果灰分增多，炉膛受热面结渣或积灰污染严重，会使炉内辐射传热量减少，过热区进口烟温提高，使对流热器的汽温上升，但是，过热器本身也会因灰分增多而导致受热面的污染，使过热器传热能力下降，工质温度将会降低。
如果燃料种类改变，过热汽温的变化将会更大。
（4）过量空气系数炉膛过量空气系数的变化对过热汽温也有显著的影响。
如过量空气系数增加，则由于炉膛温度水平降低而使辐射传热量减少，故辐射过热器的出口气温将要降低。
在对流过热器中，过量空气系数增加后，烟气量增大，受热面中的烟气流速增加而使对流吸热量增大，因而对流过热器的出口汽温将会升高，而且沿烟气流程愈往下游，由此面增加的比例愈大。
对于屏式过热器，过量空气系数的变化对气温的影响较小。
7.对比烟气侧汽温调节的蒸汽侧汽温调节的工作原理及其优缺点。
（1）从烟气侧对汽温进行调节的原理是，从烟气侧改变过热器或再热器的传热特性，影响蒸汽的焓增，改变汽温。
这种调节方法的特点主要有：①蒸汽温度可以升高，也可以降低；②不需要增加额外的受热面积；③调节精度低，一般只能进行粗调节。
（2）蒸汽侧调节的原理是利用减温器来降低过热蒸汽的焓，使汽温降低到需要的温度。
这种调节方法的特点是：①调节精度高；②若布置合理，能起到保护过热器金属的作用，能使各蛇形管中的蒸汽温度均匀；③只能降低温度，为此就必须在设计时各布置全适量的受热面，使过热器的钢材消耗量加大，还要额外消耗减温所需的材料。
8.请分别举例说明烟气侧调节方法和蒸汽侧调节方法，并说明各自的特点。
（1）烟气侧调节①烟气再循环采用烟气再循环，再循环风机工作条件比较恶劣；使锅炉排烟热损失增加，锅炉效率略有下降。
烟气再循环多用于燃油锅炉的再热汽温调节。
②采用烟气档板因挡板受热发生不规则变形，或转动及传动机构发生卡涩而不能正常动作，从而无法进行调节；由于理论设计计算与实际调节结构有较大出入，使调节超出可能范围。
也就是说，在挡板的可调范围内，难以达到正常汽温值。
有时，为了使汽温尽可能接近规定值，往往造成主烟道(或旁路烟道)中的烟速不是过高，就是过低，从而使受热面的管子磨损加剧，或发生严重积灰，影响锅炉的运行安全和经济性。
③改变火焰中心位置改变火焰中心位置的调温方法调节灵敏，惯性很小，但不精细，常用喷水减温等其他调温方法配合使用。
对于燃用灰熔点较低的燃料，考虑到结渣，腐蚀的危险，上摆角度不能太大。
（2）蒸汽侧调节①面式减温器②喷水减温器这种减温器具有如下特点：减温水与蒸汽直接接触，对减温水的水质要求较高；惯性小，调节灵敏，易于实现自动化；减温幅度与喷水量成正比，减温幅度大，高达100℃；压力损失小；结构简单，省材料，一般在过热器的中间集箱或蒸汽管道间喷入减温水，无复杂设备；减温前的蒸汽温度不能过于接近饱和温度，至少要求高出20℃，否则喷入的水不能及时得到汽化；给水减温时，喷水量越大，意味着流经过热器的蒸汽流量越小，温度越高。
这个问题在直流锅炉中更需要注意。
③蒸汽旁通法蒸汽旁通法用于再热汽温的调节。
优点是结构简单，惯性小，对过热汽温没有影响。
缺点是再热器金属消耗量增加，初投资大。