锅炉及锅炉房设备的基本知识

• 也可用额定热功率Q表示 MW 蒸汽和给水的焓kJ／kg • 两者关系：
蒸汽锅炉 Q＝0.000278D(iq-igs) MW 热水锅炉 Q＝0.000278G(irs’’-irs’) MW
热水锅炉每小时送 出的水量 t／h 锅炉进、出热 水的焓kJ／kg
思考
为什么表示蒸汽锅炉容量大小的参数——额定蒸发量， 要用在额定压力、温度和保证达到规定热效率指标条件下，
受热面发热率
• Q／ H
对热水锅炉，每m2受热面每小时所产生的热量 <83700 kJ／m2．h 或0.02325MW／m2
• D／H或Q／H越高，表示传热好，锅炉 所耗金属量少，锅炉结构紧凑 • 不能真实反映锅炉运行的经济性
四 锅炉的热效率
锅炉有效利用热量 gl 100% 输入锅炉总热量
• 水、汽系统
包括蒸汽、给水、排污等三大系统 蒸汽系统——将合格的蒸汽送往用户或锅炉自 用气。包括蒸汽管、附件、分汽缸等
锅炉房的辅助设备
给水系统——将经过水处理后的符合锅炉水质 要求的给水送入锅炉。包括水泵、水箱、给水 管、再生液管、水的除硬、除碱、除盐和除气 设备等 排污系统——将锅水中的沉渣和盐分杂质排除 掉，使锅水符合锅炉水质标准。包括排污管、 附件、连续排污膨胀器、定期排污膨胀器、排 污降温池等 流程：外界水→除硬碱度（防结垢）→除氧 （防腐蚀）锅炉本体→蒸汽→（管道）用户 （部分凝结水）
蒸发量、热功率 蒸汽（热水）参数 受热面蒸发率、受热面发热率 锅炉的热效率 锅炉的金属耗率及耗电率
一 蒸发量、热功率
• （额定）蒸发量——锅炉在额定参数（压力、温度 额定给水温度和使用设计燃料时，并保证一定效 率下的最大连续蒸汽产量
表征锅炉容量大小（D＝0.1~65t／h） 铭牌所标蒸汽量即为该锅炉的额定蒸发量
长时期连续安全可靠运行的最大蒸发量来表示？
能不能用短时间达到的最大蒸发量，作为它的额定蒸发量？ 能不能用在非额定压力和温度条件下达到的最大蒸发量， 作为它的额定蒸发量？ 能不能在不考虑热效率指标条件下达到的最大蒸发量， 作为它的额定蒸发量？
二 蒸汽（热水）参数
• 锅炉出口处工作压力(表压力) 、工质温 度 • 蒸汽锅炉
• 锅炉受热面——汽锅和附加受热面等与烟气 接触的金属表面积
烟气与工质进行热交换的表面积 受热面积以烟气侧放热面积计算，符号H，m2
• 受热面蒸发率D／H——每m2受热面每小时 所产生的蒸汽量 (<30～40 kg／m2．h)
反映整台锅炉总受热面蒸发率的一个平均值 标准蒸汽——1标准大气压下的干饱和蒸汽，焓值 为2680kJ／kg （工程单位为640kcal／kg） Dbz／H＝103D(iq-igs) ／2680H (kg／m2．h)
wk.baidu.com
• 分类2（按生产产品）：热水锅炉、蒸汽 锅炉 • 分类3（按所用燃料或能源）：
燃煤锅炉——煤为主要燃料 燃油锅炉——轻柴油、重油等液体燃料 燃气锅炉——天然气、液化石油气、人工燃气 等气体燃料 混合燃料锅炉——煤、油、气等混合燃料 废料锅炉——垃圾、树皮、甘蔗渣等废料 余热锅炉——以冶金、石油、化工等工业余热、 余气为加热介质的锅炉燃料 其他能源锅炉——以原子能、太阳能、地热能、 电能等能源为热源的锅炉
锅炉本体 辅助设备
• 水泵、风机、水处理
一、锅炉本体
• 构成锅炉的基本组成部分
汽锅、炉子、锅炉附加受热面（蒸汽过热器、 省煤器、空气预热器）
二、锅炉房的 辅助设备
• 运煤、除灰系统
煤物→（皮带）输送机→ （磁铁吸附）→碎煤 机（煤粉） →炉膛→渣坑→刮渣器→渣场
• 送、引风系统
空气→鼓风机→空预器 （本体）→烟气（放热） →引风机→烟囱
• 真实说明锅炉运行的热经济性指标 • η煤=60～85％； η油气=85～92％
五 锅炉的金属耗率及耗电率
• 金属耗率——制造成本。相应于锅炉每吨蒸发 量所耗用的金属材料的重量(2～6t／t) • 耗电率——运行成本。产生1t蒸汽耗用电的度 数(10kWh／t)，计算时，涉及到辅助设备的耗 电量 • 衡量锅炉总的经济性——热效率高，金属耗量 低，耗电量少
• WNS10-1.25-YC、QT
WNS4.2-1／115／70-QJ
二 锅炉参数系列
• 供热锅炉的容量、参数，既要满足生产 工艺上对蒸汽的要求，又要便于锅炉房 的设计，锅炉配套设备的供应以及锅炉 本身的标准化。要求有一定的锅炉参数 系列
第四节 锅炉房设备的组成
锅炉房设备简图
• 锅炉房源源不断地产生蒸汽(热水)，供应 用户的需要；工作后的冷凝水(回水)，送 回锅炉房，与经水处理后的补给水一起， 再进入锅炉继续受热、汽化 • 锅炉房设备
• 热水锅炉参数——高温热水供水阀门出 口处的额定压力、热水温度及回水阀门 进口处的水温度 • 常压热水锅炉——以水为介质、表压力 为零的固定式锅炉。锅炉本体开孔与大 气相通，以此来保证在任何情况下，锅 炉水位线表压力始终保持为零
热水供水阀门出口处的额定热水温度及回水阀 门进口处的水温度
三 受热面蒸发率、发热率
课程任务
• 掌握解决以下问题的基本方向和手段
节能——有效利用燃料
• 公共建筑节能设计标准 • 居住建筑节能设计标准
环保——烟尘污染
• 合理选用锅炉及锅炉房设备、进行锅炉 房工艺设计
第二节 锅炉的基本构造和工作过程
• 锅炉是一种将能源(煤炭等)所储藏的化学能以 及工业生产中的余热或其他热源，转化为一定 温度和压力的水或蒸汽的换热设备
将燃料的化学能转化为热能、生产蒸汽或热水 的设备
锅(汽锅)—烧水（传热） 炉(炉子)—烧火（化学能→热能）
蒸汽 热水
将燃料的化学能转化为热能的燃烧系统
接受高温烟气的热量并将其传给工质的受热面系统
锅筒 管束 汽锅 封闭汽 水系统 水冷壁 集箱 下降管 煤斗
炉排
炉子 燃烧 设备 炉膛 除渣板
送风装置 阀门仪表
锅炉工作过程
燃料的燃烧过程——燃烧学
烟气向水（汽等工质）的传热过程——传热学
水的受热和汽化过程——流体力学
第三节 锅炉的基本特性
• 工业锅炉量大面广、种类繁多
结构特征、燃烧方式、燃料品种、容量大小、参 数高低、经济性等
• 为便于设计、制造、选型、运行、维修和管理标 准化，引进锅炉参数和技术经济指标
• 燃油燃气锅炉房的火灾及爆炸危险性大 • 燃料来源
第一章 锅炉及锅炉房 设备的基本知识
第一节 概述
• 锅炉及锅炉房设备的任务：安全可靠、经 济有效地把燃料的化学能转化为热能，进 而将热能传递给水，以生产热水或蒸汽
燃烧学、传热学、流体力学、材料力学、热力学
• 分类1（按用途）
动力锅炉：用于动力(船用、机车等)；发电—— 高压、高温、大容量 供热（工业）锅炉：用于工业、暖通空调——低 参数、小容量——与本专业联系紧密
生产饱和蒸汽——上锅筒主蒸汽阀门出口处的 额定饱和蒸汽压力 生产过热蒸汽——过热器出口集箱主蒸汽阀门 出口处的额定蒸汽压力和过热蒸汽温度 锅炉给水温度指进省煤器的给水温度，无省煤 器指进锅筒的给水温度
• 蒸汽锅炉设计时的给水温度分别为20℃、60℃、 105℃，由制造厂在设计时结合具体情况确定
型号举例
• • • • SHL10-1.25／350-WII QXW2.8-1.25／90／70 –AII LDR0.5-0.4 燃油燃气锅炉系列
WNS系列——卧式内燃三回程火管锅炉 SZS系列——双锅筒纵置式内燃水管锅炉 SHS系列——双锅筒横置式内燃水管锅炉 LHS系列——立式内燃水管锅炉
• 总蒸发量30t／h，设三台SHL10-1.3-A型 锅炉（一台缓建） • 燃料供应 • 水处理设备：两台DN2000钠离子交换器 和热力除氧器 • 送、引风机、除尘设备 • 辅助设备间
锅炉房底层平面图
锅炉房设计基本流程
• • • • • • 热负荷计算和锅炉选择 水处理设备选择 给水设备和主要管道选择 送引风系统设计 燃料供应系统设计 锅炉房布置及绘图
热源
• 供热之源——供热系统
热电厂 区域锅炉房 换热站 直燃机房 热泵——利用高位能使 热量从低位热源流向高 位热源的装置
• • • • 空气源热泵 水源热泵 地源热泵 复合热泵
锅炉及锅炉房设备
以应用为主
3台SHL型燃煤锅炉房设计
燃煤锅炉房布置及汽水系统 p363
燃油锅炉房设计
不 同 燃 料 锅 炉 房 比 较
不同燃料锅炉房比较
• 热力系统、水处理系统等具有共性。主要不同 点在于燃烧系统：
燃料供应系统和燃烧设备比较简单，辅助设施和非标准设 备少——设计、安装、运行和维修简便 输送和使用过程中没有灰渣对环境的污染，燃烧产物也比 较清沽——环保 不需相当大的储备燃料、堆放灰渣、布置除尘设备的场所； 锅炉本身体积较小——缩小了锅炉房的占地面积和建筑面 积 同等规模下，基建投资和管理费用较少，施工周期短
三方面常相互制约——综合考虑
第四节 锅炉型号与参数系列
一、锅炉型号
由三部分组 成，之间用 短横线相连
电加热锅炉型号 工业锅炉如为汽水两用，以锅炉主要 只由两部分组成 功能来编制产品型号，注明“汽水两用”
第一部分
第三部分——燃料种类
如同时使用几种燃料，则设计主要燃料代号放在前面
• 仪表控制系统
锅内：水位控制、压力监测(安全阀)，炉内压 力监测
燃油辅助设备及附件
• 燃油系统由输油系统和供油系统组成 • 燃油系统中的设备和附件有贮油罐（箱）、油 泵、加热器、过滤器、燃烧器、燃油管道、阀 门、仪表等
燃气辅助设备及附件
• 常见的燃气辅助设备有增压设备、调压设备、 燃气过滤器、燃气排水器、燃气计量设备等