锅炉基础知识培训讲义1

锅炉基础知识培训讲义 1

第一章锅炉基本知识

第一节概论

一、锅炉定义组成和分类

锅炉是将燃料蕴藏的能量，经过燃烧释放，把工质加热到规定温度和压力供生产和生活使用的一种热能设备。

锅炉是由“锅”和“炉”以及为保证“锅”和“炉”安全运行所必

需的附件、控制仪表、附属设备三大部分组成。

锅──指锅炉中盛水和蒸汽的密封受压部分，其作用是工质吸收“炉”释放出的热量，从而使工质达到一定参数。主要包括：汽包、水冷壁、对流管、集箱（联箱）、过热器和省煤器等。

炉──指锅炉中将燃料进行燃烧产生热源的部分，其作用是将燃料燃烧时放出的热量供“锅”吸收。主要包括：燃烧设备、炉墙、炉拱、隔烟箱、烟囱和钢架等。燃料在“炉”通过燃烧所产生的高温烟气，经过炉膛和各烟道向锅炉受热面放热，最后从锅炉尾部烟囱排出。

锅炉附件仪表——指安装在锅炉受压部件上用来控制锅炉安全和经

济运行的一些附件与仪表装置。主要包括：安全阀、压力表、水位表、高低水位警报器、排污装置、给水系统、锅炉的汽水管道、常用阀门

和有关仪表等。此外，近年来由于对锅炉的机械化和自动化要求不断提高，工业锅炉上配置机械操作和自动控制的附件及仪表也越来越多，如给水自动调节装置、燃烧自动调节装置、自动点火熄火保护装置以及鼓、引风机联锁装置等。

锅炉附属设备──指燃料的供给与制备系统。主要包括：上煤、磨粉、燃煤、燃油、燃气装置以及鼓、引风机、出渣、清灰、空气预热、除尘等装置。

锅工质为水，从低温水变成高温水的称之为热水锅炉。锅工质为水，加热转变为蒸汽的称之为蒸汽锅炉。锅工质为导热油的，加热有机热载体的称之为有机热载体锅炉。有机热载体锅炉分为液相炉和汽相炉。

锅炉按其用途可分为电站锅炉、工业锅炉、船舶锅炉和机车锅炉等四类。锅炉按燃料分类可分为煤炉、油炉、气炉和电加热锅炉。

二、锅炉的工作过程

锅炉的工作包括三个连续进行的过程，即：燃料的燃烧放热过程、热量向锅水的传热过程和水被加热和汽化的热力过程。

1．燃料的燃烧放热过程指燃料在炉膛，在一定的温度下，与空气中的氧气发生化学反应（燃烧）放出热量的过程。燃烧过程是否完善，是锅炉工作正常的根本条件之一。要保证燃料进行良好的燃烧，必须

要在一定的高温环境下，有适量的空气与燃料作良好的混合，并且燃料在炉膛中停留足够长的时间。为了使燃烧能稳定、持续地进行下去，还应连续不断地向炉膛供给燃料和空气，同时排出烟气及灰渣，目的是为了产生高温的烟热。

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2．热量向锅水的传热过程指燃料燃烧放出的热量，通过炉膛布置的水冷壁受热面、烟道布置的对流受热面，将热量传递给锅水的过程。传热过程在炉膛主要以辐射的方式进行；在烟道由于烟温逐渐降低，烟气向受热面的放热主要以对流的方式进行；而受热面金属部，主要以传导的方式将热量由高温（烟气侧）传至低温（水侧），由锅水不断地流动循环将热量吸收，目的是为了提高受热面部工质的热焓。

传热过程能否良好地进行，直接关系到锅炉运行的安全性和经济性。当受热面水侧沉结水垢时，会导致受热面金属壁温升高，甚至会过热损坏且浪费燃料；当受热面烟气侧积存灰垢，将导致热阻增加，使传热发生困难，从而致使锅炉热效率下降而浪费燃料。

3．水被加热或汽化的过程对于热水锅炉是指锅水从受热面上不断吸收热量，使水温升高至规定的温度围，并从锅炉出口输出的过程。对于蒸汽锅炉是指锅水从受热面上不断吸收热量后变成饱和水进而转

变为汽水混合物，并在锅使汽水得到分离，以洁净的蒸汽从锅炉出口输出的过程，目的是为了产生规定参数的蒸汽。

第二节锅炉的工作参数

锅炉的主要参数，包括锅炉产生热能的数量和质量两个方面的指标。如蒸汽锅炉的主要参数是生产蒸汽的数量和蒸汽的压力、温度，热水锅炉的主要参数是热水的流量和热水的压力、温度。

一、锅炉出力

蒸汽锅炉的出力是指每小时所产生的蒸汽数量，也称为锅炉的蒸发量，用以表示其产汽的能力。蒸发量又称为容量，用符号D来表示，常用的单位是“t/h”。

新锅炉出厂时，铭牌上标示的蒸发量，指的是这台锅炉的额定蒸发量。所谓额定蒸发量，是指锅炉燃用设计的燃料品种，并在设计参数下运行，即在规定的压力、温度和一定的热效率下，长期连续运行时每小时所产生的蒸发量。

热水锅炉的出力是指锅炉在确保安全的前提下长期连续运行，每小时输出热水的有效供热量，称为锅炉的额定供热量。热水锅炉的额定供热量用热功率表示，符号用Q表示。单位是兆瓦（Mw）。热水锅炉产生0.7兆瓦（60 x 104千卡/时）的热量，大体相当于蒸汽锅炉产生1吨／时蒸汽的热量。

二、锅炉压力

压力是指垂直作用在单位面积上的力，用符号p表示，单位是“MPa”。

锅炉的压力是根据所用金属材料在一定温度条件下的强度，受压元件的几何形状以及受压特点等条件，按照国家颁布的有关强度计算标准，对各个受压元件分别进行壁厚计算，然后从中选出一个所能承受的压力最低值，作为这台锅炉的最高允许使用压力。

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蒸汽锅炉为什么会有压力呢?这是因为锅炉的水吸收热量后，由液体状态变成气体状态，体积膨胀。由于锅筒是密闭容器，蒸汽不能自由膨胀，而被迫压缩在锅筒，因此对筒壁就产生压力。热水锅炉压力主要由热水本身的压力造成的。热水锅炉的水是由给水泵送入锅炉的。给水泵的出口压力减去管道阻力就是锅炉的给水压力。

大气压力是指空气作用在地球表面上的质量力。由于1m3空气在0℃时的质量为1.29kg，所以地球上部的大气层对地球表面有一定的压力，这个压力叫大气压力。0℃时北纬22.5°的海平面上（即海拔零米处）大气压力是0.1013MPa，工程上常用工程大气压，它是每kg 质量的物质作用在1cm2面积上的力，数值是0.0981MPa（工程上常把二者简化为同一数值，约为0.1MPa）。

另外，随着使用的场合不同，度量压力的单位还有水银柱高度（mmHg）、水柱高度（mH2O）等，其换算关系如下：

0.0981MPa = 0.9678物理大气压 = 735.6mmHg = 10mH2O = 1kgf／cm2

表压力是指以大气压力作为测量起点，即压力表指示的压力。表压力不是实际压力，因为当压力表指针为零时，实际上巳受到周围一个大气压力的作用力，所以压力表指的数值，是指超过大气压力的部分。绝对压力是指以压力为零作为测量起点的，即实际压力。其数值就是表压力加0.1013MPa（大气压力）。

表压力与绝对压力的关系：

p绝 = p表 + （0.1013MPa）

p表 = p绝 - （0.1013MPa）

负压是指低于大气压力（俗称真空）。通常负压燃烧的锅炉正常燃烧时，打开炉门会感觉到周围空气吸向炉膛，这是炉膛负压的缘故。一般炉膛出口保持负压2~3mm水柱。

三、温度

温度是指物体冷热的程度（通常用符号t表示）。测量温度常用的单位是摄氏度，用℃表示。在锅炉设计计算中，常用绝对温度单位，用