锅炉知识介绍

（5）过热器：将饱和蒸汽加热到额定过热蒸汽温度。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。
全世界第二
江河水系70％受到污染 40％的严重污染
四亿多城市人口 呼吸不到干净的空气
是全世界第一
国家的30倍
城市垃圾无害化 处理率不足20％
1/3的城市空 气是严重污染
世界空气污染最严重的 20个城市，中国占了16个
1/3的国土 被酸雨覆盖
逢水必污、逢河 必干、逢雨必酸
应对气候变暖的全球行动
为了人类免受气候变暖的威胁 ，1992年，通过了《联合国气 候变化框架公约》，已经有全球的185个国家参与。然而公约 中各缔约方并没有就气候变化问题综合治理制定具体可行的 措施，仅鼓励发达国家减排 。
全世界第一
工业危险废物化学物 质处理率不足30％
原材料进口 全世界第一
中国的现 状与问题
全世界第一 二氧化硫排放量
石油进口 是全世界第一
全世界第二
碳排放是
三亿多农民喝 不到干净的水
中国是工业用的木 材纸浆纸产品全 世界第二大市场
劳动生产率是
单位GDP能耗是
发达国家的1/30 发达国家的8到10倍
化学需氧量排放 污染是发达
三、能源利用的发展历史
柴草、煤炭和石油是人类最早使用的主要 能源。
从远古时期到19世纪，木柴和杂草作为燃 料，为人类生活和生产活动提供大部分的 热能。
从19世纪80年代开始，煤炭提供的能源超 过木柴，成为人类使用的主要能源。
20世纪60年代，石油在世界能源消费中占 据了首要地位。
目前，天然气也已成为广泛使用的能源。
输东北东源
”送煤和的
”南由流
和运北向
“”向是
西 气
“ 西
南 ，
由 西
重工业化特征引起的能源利用和环境问题
十五”国民经济和社会发展特点
1
粗放经济增 长方式；过 度消费的生 活模式
2
依靠
高投入、高能 耗、高污染、 低效率
—拉动经济 增长
3
具有明 显的重 化工业 特征
河北燃烧麦秸致北京空气污染
我们人类面临的更严重的环境问题？
地水准面臭氧 (O3 --13%)
含氯氟烃
(CFCs --12%)
水蒸汽
(H2O)
全球CO2浓度的变化
1860至2000年的140年间地球温度的变化
年平均 5年平均
IEA根据荷兰环境署的报告说:中国2007年已取 代美国成为世界第一CO2排放大国
中国 62亿吨 CO2
美国 57.5 亿吨 CO2
§1—2 锅炉及其在国民经济中的作用
锅炉是一种动力设备。
科学的定义：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（也可能是其它 工质），使工质变为具有一定压力和温度的蒸汽或热 水的设备。
由前述可知，目前的世界能源结构为：以化石燃料煤、 石油、天然气等为主，还有水力，核能等。目前太阳 能、风能、地热、潮汐能等所谓新能源也得到了较大 发展。而当代人类利用能源的主要形式之一是电能， 即通过各种途径将各种能源转化成为电能。
1995年在柏林举行的第一次缔约方会议中，发达国家承诺将 在2000年，将二氧化碳排放量恢复到1990年的水平。但不足 以实现公约中所预期达到的目标。后历经八届会议，在1997 年，终于形成了关于限制二氧化碳排放量的成文法案即《京 都议定书》。该议定书中规定工业化国家将在2008到2012年 间，使他们的全部温室气体排放量比1990年减少5%。
（3）锅筒：是自然循环锅炉各 受热面的闭合件，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 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。后水冷壁管的拉 稀部分称为凝渣管用 以防止过热器结渣。
现代大容量、高参数锅炉机组辅助设备的设计制造水 平和运行自动化水平，已成为一个国家机械设计制造 水平和国民经济发展水平的一个重要标志和反映。
现代大型自然循环高压锅炉所具有的主要部
件及其作用
（1）炉膛：保证燃料燃尽并使 出口烟气温度冷却到对流受热 面能安全工作的数值。
（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。
辅助设备： 指由锅炉本体及配合锅 炉本体工作的其它设备 或机械构成的成套装置， 这些配合锅炉本体工作 的其它设备或机械我们 统称为锅炉辅助设备。 辅助设备有：鼓引风设 备，运煤、除灰渣设备， 制粉设备（煤粉燃烧锅 炉），给水设备，水处 理设备及烟气除尘、脱 硫及脱硝设备等。
煤粉、空气 混合物
背火侧（淡） 向火侧（浓）
世界其它地区 162.5 亿吨CO2
© IEA Clean Coal Centrewww.iea-coal.org.uk
Source: Netherlands Environmental Agency
中国正在变暖
由于人类活动的影响，中国的气候在21世纪将继续明显变暖。其中 中国北方冬天的变暖趋势最为明显。
风能
太阳能
生物质能
化石燃料
二
一次能源
可再生能源
能
核能
源
分
电能
类
二次能源
热能
合成燃料
化石燃料
一 次 能 可再生能源 源
核能
固体燃料
常
液体燃料
规 能
气体燃料 源
水能
太阳能
风能
地热能
新
海洋能
能 源
生物质能
核能
热能
最重要
二
电能
应用最广
次
汽、热水
能
源
二甲醚(CH3OCH3)、乙醇
氢...... 能
地球何堪承受！
我们人类今天面临的是怎样的环境问题：
今天的能源主要依靠能够产生大量二氧化硫、氮 氧化物和二氧化碳的化石燃料 --- 石油、煤和 天然气，而二氧化碳是会导致气候变化和全球变 暖的最主要的温室气体
主要的温室气体
二氧化碳
(CO2 --53%)
甲烷
(CH4 --17%)
氧化亚氮
(N2O --5%)
调节风
调节器
浓缩器
调节器 变异煤粉浓度水平浓淡燃烧方式炉膛内流场示踪图
四角切圆燃烧器
前后墙式燃烧器
辅助设备
随着锅炉机组向高参数、大容量发展，辅助设备对锅 炉工作的影响越来越大。
主要表现在：
辅助设备是锅炉机组中的主要耗能设备，它们的合理选配 和经济运行直接关系到锅炉机组运行的经济性；
许多辅助设备承担的任务十分繁重，又处于高温、高压或 高粉尘浓度和腐蚀性介质等恶劣的工作条件下，它们的安 全可靠运行也直接关系到锅炉机组运行的安全性和可靠性。
与1961年至1990年的年平均气温相比，到2020年全国年平均气温
将升高1.3oC至2.1oC。到2030年，全国年平均气温将升高1.5oC至2.8oC 。
到2050年，全国年平均气温将升高2.3oC至3.3oC 。
经济增长速度 全世界第一
外汇储备 全世界第一
引进外资 全世界第一
建材消耗
能源消耗
锅炉原理 燃料与燃烧设备
优化运行锅炉 节约珍贵的一次能源 实现人类社会可持续发展！
第一章 绪 论
§1—1 能源利用现状 §1—2 锅炉及其在国民经济中的作用 §1—3 锅炉的基本组成及一般工作过程
§1—1 能源利用现状
一、概述
能源：具有作功能力的资源,可直接或间接转化为 人类所需的有用能。即指自然界中能够转换成热 能、光能、电能和机械能等能量的物质资源。
锅炉的用途和种类
火力发电和工业生产需要燃烧燃料，也就需要 锅炉。
锅炉是火力发电厂三大主机之一，火力发电的 发展要求锅炉工业以相应的速度发展。
在各种工业企业的动力设备中，锅炉也是 重要的组成部分。
锅炉生产的蒸汽供工业生产直接需用，还 供取暖使用。
还有用于生活热水供应、洗浴和采暖的所 谓生活锅炉。
用于工业生产和生活的锅炉数量大、分布 广。
随着人民生活水平的提高，对能源的需求 量急剧增大，锅炉的数量也就越来越多。
生活中最简单用途的锅炉
工业和生活中锅炉的用途
燃油锅炉
垃圾焚烧锅炉
电站锅炉
§1—3 锅炉的基本组成及一般工作过程
组成：
锅炉本体（主 要部件）：指 由锅筒、集箱、 受热面及其间 的连接管道、 燃烧设备、炉 墙和构架等所 组成的整体；
800 700 600 500 400 300 200 100
0 1980 1985 1990 1995 2000 2003 2004 2008
总装机（GW） 火电(GW)
中国能源的总体现状
资源有限，分布欠佳； 浪费严重，需求量大； 结构畸形，环境恶化
Baidu Nhomakorabea煤炭
人均值仅为世界 平均值的一半左右
石油
人均值仅为世界平 均值的1/10左右
自动调节。
锅炉的辅助设备及其作用
（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
的锅炉燃烧设备燃烧。 （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
2007年12月3日，《联合国气候变化框架公约》第十三次缔约方大 会在印度尼西亚巴厘岛举行，12月15日，联合国气候变化大会通过 了“巴厘岛路线图”，启动了加强《公约》和《京都议定书》全面 实施的谈判进程，致力于在2009年年底前完成《京都议定书》第一 承诺期2012年到期后全球应对气候变化新安排的谈判并签署有关协 议。
人类告别茹毛饮血的原始生活，是从学会利用热能---火为标志的。当然，远古时代的人类主要是消耗 （燃烧）木材来取得热能。
中国电力的发展：2012年年底，全国发电装机容量达到11.44 亿千瓦，其中火电占71.5%，水电占21.7%；发电量和装机容 量均居世界第二位，同时技术装备水平也在稳步提高，技术经 济指标逐步改善。
（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
（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
的锅炉燃烧设备燃烧。 （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：从锅炉中除去灰渣并运走。 （7）除尘设备：除去锅炉烟气中的飞灰，改善环境卫生。 （8）自动控制设备：自动检测、程序控制、自动保护和
天然气
人均值仅为世界平 均值的1/20左右
能源资源地区分布不均衡，造成能源利用 中的极大浪费
能源的长距离输运
1
2
3
4
南地能 少区源 、分资 西布源 富是总 东北体 贫多的
水分能 和布源 西是品 油北种 气煤的
、地 南区
欠源严经 发主重济 达要不发 地集足达 区中，地
在能区 经源能 济资源
东电“向能
2009年12月7日—18日在丹麦首都哥本哈根由192个国家的环境部长 和其他官员参加的联合国气候会议，商讨《京都议定书》一期承诺 到期后的后续方案，就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。
中国应对气候变化国家方案
政策措施，推进结构调整，转变增长方式，节约能源，开发 可再生能源，实施生态建设工程，控制人口增长等。 应对气候变化，坚持五个原则： （1）坚持在可持续发展框架下应当气候变化； （2）坚持“共同但有区别的责任”； （3）坚持减缓与适应并重； （4）坚持综合治理； （5）坚持广泛合作。 2009年，中国政府承诺，到2020年，单位GDP的CO2排放比 2005年下降40%—45%
几个术语：
常规能源：
正在被人类广泛消费使用的能源，如煤、石油、 天然气、水力、核裂变。除水能外，由于化石燃 料和核裂变燃料的消耗速度远大于生成速度，故 称为贮存性能源。
新能源（可再生能源）：
由于技术、经济的限制，尚未大规模开 发利用的资源，如太阳能、地热能、海洋能、 生物质能、核聚变等。
新能源不仅数量巨大，种类繁多，而且 使用清洁，不易污染环境；又因它们(除核 能外)消耗与补充速度可以持平，故又称连 续性能源，或可再生能源。水能也属此类。