锅炉原理

锅炉原理

（讲义）

潘瑞林

2006.4.6

第一章锅炉概况

第一节概述

一. 锅炉

将燃料的化学能转变成热能的装置，或者说：是生产蒸汽或热水的设备。

国外称：蒸汽发生器。

二. 锅炉生产的产品

过热蒸汽、饱和蒸汽、热水

三. 锅炉容量：

蒸汽锅炉：以蒸发量计算 D（t/n ,kg/s）

热水锅炉：以供热量计算 Q （kj/h, MW）

四. 锅炉参数

1.压力：P（MPa），指锅炉出口处的压力；饱和蒸汽、热水时：上古筒内

压力；过热蒸汽：高温过热器出口集箱内压力。

2.温度：t(℃)，指与压力P相对应处的介质温度。但饱和蒸汽∵t 与P

存在对应关系，∴饱和蒸汽可不单独说明蒸汽温度。

过热蒸汽、热水，必须注明温度。

五. 锅炉燃料

固体燃料：煤，木柴；

液体燃料：重油、原油、轻油；

气体燃料：天然气、人工煤气、石油液化气、高炉（焦煤）煤气。

六. 锅炉设计、运行要求

1.保证达利设计参数

在长期运行条件下均能达到原设计的蒸发量D，压力P，温度t。并在短时间有百分之十的超负荷（D）能力

2.安全可靠

本体结构足够的强度、刚度、支撑（吊袋）稳固、密封好、膨胀收缩有余地。

燃烧稳定、传热正常、水循环可靠、烟风流动通常、辅机及仪表工作可靠、调节灵敏。

3.经济高效

⑴热效率高：燃烧完善，炉体保温性能好，排烟温度低但不产生负面影响。

⑵节省材料：钢材：优材优用。控制锅筒数量和结构尺寸，小管径，膜式壁。

其他材料：按需要合理用材

4.机械化自动化程度高

5.结构紧凑，占地面积小，安装检修方便。

上述一些要求可能是矛盾的，掌握的原则是：

在保证安全可靠的前提下，尽量提高经济性

第二节锅炉的基本构造和工作过程

一. 锅炉的分类

1.按锅炉用途分类

电站锅炉：发电

工业锅炉：工业用汽或供暖

热水锅炉：民用采暖或供热

2．按锅炉容量分类

随着时代和技术进步，此项分类也在变化。

目前300MW以上机组配置的锅炉成为大容量锅炉。

3.按蒸汽压力分类

低压： P ＜2.5 MPa

中压： P ≈3.9 MPa

高压： P ≈10.8 MPa

超高压： P ≈14.7 MPa

亚临界压力： P ≈16.8-18.6 MPa

超临界及超超临界压力：P ≈25-40 MPa

4.按燃烧方式分类

火床炉：也称层燃炉；

煤粉炉：四角燃烧，对冲燃烧，W火焰燃烧

旋风炉：

流化床锅炉：

5.按蒸发受热面循环方式分类

自然循环锅炉，控制循环锅炉，直流锅炉，低倍率及负荷循环锅炉。二．结构型式（基本构造）

1. 参加教课书中简图，讲解锅炉基本构造

（1）图 2-2. 双横锅筒水管锅炉 P.13

层燃.饱和蒸汽，自然循环，属工业锅炉，典型链条炉

（2）图2-5. 400/140型锅炉 P.18

室燃.过热蒸汽，自然循环，电站炉

（3）图2-10 400t/h 直流锅炉 P.25

室燃，过热蒸汽，直流循环，电站炉

（4）图2-11 300MW 亚临界压力直流锅炉 P.26

室燃，过热蒸汽，直流循环，电站炉

（5）图2-14 1980t/h 强制循环锅炉

室燃，过热蒸汽，控制循环，电站炉

2.本体主要部件

炉膛：由水冷壁围成的空间，燃料燃烧场所。

燃烧器：燃烧送进，点火，与空气的组织混合、调节。

水冷壁：由光管排，鳍比管排或膜比管组成，辐射换热，蒸发受热面

过热器：由蛇形管组成，设置在炉膛上方和水平烟道，辐射及对流换热，将饱和蒸汽加热为过热蒸汽，或进一步提高过热温度。

再热器：由蛇形管组成，设置在水平烟道或尾部烟道，对流换热。将汽

机高压缸排气二次加热后送入汽机中压缸。

省煤器：由蛇形管组成，设置在尾部烟道，对流换热，加热进入炉内经水温度。

空气预热器：管式或回转式，对流换热，加热空气，强化燃烧。

颅墙：由耐火材料和保温材料组合，分为重型和轻型两种。

对于火床炉、旋风炉及流化床炉，其燃烧装置不同，燃烧方式不同。

3.主要辅助装置

磨煤装置：磨煤机，排粉机，粗粉及细粉分离器

通风装置：送风机，引风机，烟风机，烟囱

给水装置：水泵，水处理设备

除尘装置：除尘器（脱硫脱氧设备）

自控仪表：安全，测量，控制仪表及阀门。

二. 工作过程

1.燃料的燃烧过程

燃料和空气同时喷入炉膛内，边混合边燃烧，将燃料化学能转变为显热能，形成高温烟气。燃烧方式不同导致了燃烧过程不同。

燃烧完善条件：必要的高温，必须得空气，合适的空间，燃料空气良好混合。

2.烟气向水（汽）传热过程

炉内高温烟气与水冷壁辐射换热，此后在引风机抽力作用下，高温烟气流入各受热面进行对流换热。最后烟气经除尘（脱硫）装置、烟囱排向大气。

水冷壁及各受热面吸热后又将热量传给管内的水或蒸汽。

3.水的受热和汽化过程

这是蒸汽的产生过程，可分为预热，蒸发，过热三个阶段。

预热：将进入锅炉的较低温度经水加热到较高温度

电站炉：由省煤器完成，加热至饱和温度左右。

工业炉：有省煤器、水冷壁、锅炉管来共同完成。