锅炉原理第3章
锅炉工作原理
锅炉工作原理
锅炉是一种利用燃料燃烧产生的热能将水或其他工质加热至一定温度或压力的设备。
锅炉的工作原理主要包括燃料的燃烧和热能的传递。
首先，燃料（如煤、油、天然气等）在炉膛内燃烧，产生高温燃烧气体。
燃烧过程中，燃料中的碳、氢等元素与氧气反应，产生大量的热能，并生成燃烧产物，如二氧化碳、水蒸气等。
随后，燃烧产生的高温燃烧气体通过炉膛内的烟管或水管，使烟气或热水与加热面接触。
加热面上通常贴有管道或片状散热器，通过这些散热面传递热能，将其传递给待加热的水或工质。
传热过程中，燃烧产生的热能被加热面吸收，使水或工质的温度升高，同时烟气冷却。
燃烧产生的烟气在烟管或水管中经过多次往复流动，从而增加了传热面与烟气之间的接触时间，提高了传热效率。
最后，经过传热的水或工质被加热至设定的温度或压力后，流出锅炉，供应给需要热能的设备或系统使用。
同时，冷却的烟气排出锅炉，通过烟囱排至大气中。
总之，锅炉的工作原理是通过燃料燃烧产生的热能，使加热面与烟气或热水接触，从而实现热能的传递。
锅炉的设计和操作都会对热能转化效率和安全性产生影响，因此在使用锅炉时需要遵循相关的操作规程和安全注意事项。
锅炉基础知识(大全)
第一章：锅炉的工作原理锅炉的用途及工作原理锅炉是国民经济中重要的热能供应设备。
电力、机械、冶金、化工、纺织、造纸、食品等行业, 以及工业和民用采暖都需要锅炉供给大量的热能。
)锅炉是利用燃料燃烧释放出的热能或其他能量将工质( 中间载热体) 加热到一定参数的设备。
应用于加热水使之转变为蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉,也称为蒸汽发生器; 应用于加热水使之提高温度转变为热水的锅炉, 称为热水锅炉；而应用于加热有机热载体的锅炉称为有机热载体锅炉。
从能源利用的角度看,锅炉是一种能源转换设备。
在锅炉中,一次能源( 燃料) 的化学贮藏能通过燃烧过程转化为燃烧产物( 烟气和灰渣) 所载有的热能,然后又通过传热过程将热量传递给中间载热体( 例如水和蒸汽), 依靠它将热量输送到用热设备中去。
这种传输热量的中间载热体属于二次能源,因为它的用途就是向用能设备提供能量。
当中间载热体用于在热机中进行热一功转换时, 就叫做“工质“。
如果中间载热体只是向热设备传输、提供热量以进行热利用,则通常被称为“热媒“。
锅炉按其用途可以分为电站锅炉、工业锅炉、船舶锅炉和机车锅炉等四类。
前两类又称为固定式锅炉,因为是安装在固定基础上而不可移动的。
后两类则称为移动式锅炉。
本书介绍的是固定式工业锅炉。
在锅炉中进行着三个主要过程:1) 燃料在炉内燃烧,其化学贮藏能以热能的形式释放出来,使火焰和燃烧产物( 烟气和灰渣) 具有高温。
2) 高温火焰和烟气通过“受热面“向工质( 热媒) 传递热量。
3) 工质(热媒) 被加热,其温度升高或者汽化为饱和蒸汽,或再进一步被加热成为过热蒸汽。
以上三个过程是互相关联并且同时进行的,实现着能量的转换和传递。
伴随着能量的转换和转移还进行着物质的流动和变化:(1) 工质,例如给水( 或回水〉进入锅炉,最后以蒸汽( 或热水) 的形式供出。
(2) 燃料,例如煤进入炉内燃烧,其可燃部分燃烧后连同原含水分转化为烟气,其原含灰分则残存为灰渣。
汽轮机原理(第三章)
* * Gcr1 0.648 An p01 01 * * Gcr 0.648 An p0 0
式中，下标“1”为工况变动后的参数（以下 均同）。
若把蒸汽当成理想气体，利用其状态方程 P/ρ=RT，则上式可写成
Gcr1 Gcr
* * p01 01 * * p0 0 p01 T0 p0 T01
在作级的变工况估算时，通常略去动 叶顶部的间隙漏汽，这样两工况下的流量 Gcr、Gcr1又可用喷嘴的汽流参数表示，即 有
Gcr 2k 1 * k k n p0 ( ) n n * An k 1 RT0 Gcr1 2k 1 * n p01 ( * An k 1 RT01
（二）设计工况和变动工况下，级 均为亚临界状态
在此条件下，汽轮机任意一级喷嘴出口 截面的连续方程式为 G=μnAnCıtρıt 或
G [ n An 2t
1t 2ht ] 1 m 2t
方括号内的部分表示级的反动度等于零 （P1=P2）时，通过该喷嘴的流量，用G‘表 示，G’流量也可以表示为（假定初速度为零）
（二）级组前、后压力与流量的关系
第一节 喷嘴的变工况
一、渐缩喷嘴压力与流量的关系
研究喷嘴变工况，主要是分析喷嘴前后压 力与流量之间的变化关系。喷嘴的这种关系 是以后研究汽轮机级和整个汽轮机变工况特 性的基础。
（一）喷嘴初压P0*不变而背压P1变 化时
（1）当Pı>Pсr（εn>εcr）时，随着背压Pı的减 小，如图3－1所示，流量G沿CB线逐渐增加， 可按下式计算：
2 k n1 k 1 k n1
2
k 1
)
p1 n * p0
余热锅炉的结构及工作原理 PPT
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因为余热锅炉内温度比较高，周围冷空气可以 进入余热锅炉，形成自然对流将热量带走，关 闭烟囱挡板就能防止外界气流进入余热锅炉， 以保存热量，准备随时起动余热锅炉。如果余 热锅炉要停炉检修，希望冷却速度快些，可以 开启烟囱挡板。水平烟道经过一个90转弯接 头与余热锅炉相连，这个转弯接头是经制造厂 试验研究后确定的，
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9、普通列管式余热锅炉的结构组成
普通列管式余热锅炉主要由烟气进口管箱、出 气口、烟气出口管箱、管板、进水口、换热管、 支座等组成。它根据安装形式分为立式、卧式 和斜置式余热锅炉。
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10、薄管板式余热锅炉的结构特点
薄管板式余热锅炉是一种双层薄管板形锅炉， 其结构特点是上管板用普通厚度板作为固定点， 下管板为柔性结构。为增减薄管板的强度，可 用以特殊结构的棚板支承薄管板。壳程水进口 处有遮板，使水进入后先向下流，然后经下管 板再向上流动。下封头内裂解气进口处设有气 体分布器，由两层不同角度的折流板组成，也 用于乙烯装置高温裂解器的热回收。
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粉尘含量高，某些高温气体含有粉尘（如硫酸 厂沸腾炉出口炉气含尘量约为200g／m³ ）， 石油裂解气中含有炭黑等微粒，必须在结构上 充分考虑粉尘堵塞和冲刷磨损； 低的压力降，气体的压力降必须控制在工艺条 件许可的范围内； 密封，有些高温气体是易燃、易爆或有毒的， 这是密封常成为余热锅炉生产设计中的难题。
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4、火管余热锅炉
火管余热锅炉是高温气体在炉管内流动。沸水 从汽包经下降管流入锅炉底部，在管壁受热， 变为汽水混合物，由上升管返回汽包。这种余 热锅炉结构简单，因壳体承受蒸汽压力，适用 于生产压力不高的蒸汽。
6
5、水管余热锅炉
第三章锅炉受热面
《锅炉原理》
一、锅炉管束
采用锅炉管束的原因： 工业锅炉压力比较低，水的汽化蒸发吸热占水在锅炉 中总吸热的比例很大（在以后受热面的配臵中详细 讲），因此仅靠炉膛中水冷壁的吸热远不能满足吸热 要求，故在炉膛出口后面还要布臵较多的蒸发受热面 即锅炉管束。如图
§3-3 锅炉管束型受热面
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
三、水冷壁的结构 折焰角
对高压锅炉及超高压锅炉，广泛采用平炉顶 结构，炉顶由过热器顶棚管组成。在平炉顶结构 中，后水冷壁上部常做成一个折焰角（或简称鼻 子）与上集箱相连，炉膛出口处不装凝渣管束。
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
三、水冷壁的结构 折焰角的作用
c: 埋管受热面。
§3-1受热面
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
1、辐射受热面 是以辐射换热为主要换热方式的受热面。 其特点是传递热量的多少主要取决于辐射换热 的强弱。虽然也有对流换热，但换热的影响基 本上可忽略。 主要包括:
板式辐射受热面
管式辐射受热面
如炉胆 如水冷壁
§3-1受热面
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
三、水冷壁的结构 折焰角的结构
折焰角的突出部分一般为为炉 膛深度的30％左右 一般取
25 ~ 45, 45 ~ 75
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
《锅炉原理》讲稿PPT
1、炉膛
其特点是采用高循环倍率，高温旋风分离器和外置流化床热交换器。虽然外置流化床热交换器的采用使这种锅炉略显复杂，但也使这种锅炉的床温调节更加简便，过热器/再热器的布置更为灵活。目前这种循环流化床锅炉最大容量的锅炉是法国阿尔斯通斯登工业公司制造的，装在普罗旺斯电厂配250MW机组的700t/h亚临界压力循环流化床锅炉。
35吨链条炉
35吨煤粉炉
锅炉三大系统：
1）燃烧供给系统 2）汽水系统 3）空气、烟气系统
1-2锅炉的参数
一、锅炉容量（额定蒸发量） 锅炉在设计蒸汽参数和保证效率下最大连续蒸发量。Kg/s t/h 二、蒸汽参数 锅炉出口处蒸汽压力（MP)和温度（℃） 三、给水温度 进省煤器的给水温度。 动力中压锅炉给水温度：150 ℃或170 ℃ 动力高压锅炉给水温度：215℃ 动力亚临界锅炉给水温度：260 ℃ （表1-1参数）
二.经济性指标
1.锅炉效率：锅炉的有效利用热量与输入热量的百分比. ηgl=Q1/Qr×100% (30万机组,设计效率92%,保证效率89%,一般为90%) 2.钢材使用率 锅炉每小时产生一吨蒸汽所用钢材吨数. 2.5-5t/t/h
§1-5 锅炉发展的趋势
发展趋势： 1、大容量：容量增大一倍,每t/h的金属用量减少5~20%。 2、高参数：参数提高一档,经济性提高2%. 3、再热机组：一次再热,提高经济性4~5%. 目前我国多采用亚临界压力,温度多采用540℃,主要是考虑设备工作的可靠性.
§1-6工业锅炉型号表示方法
按照标准规定方法编制： △△ △ ××－××／××－× （1）（2）(3) (4) (5) (6) （1）：总体型式代号 （2）：燃烧设备代号 （3）：额定热功率或额定蒸发量 （4）：额定争气压力或允许工作压力 （5）：过热蒸汽温度或出/进水温度 （6）：燃料种类代号
锅炉操作工(初级)第三章
第六节 给水除氧
一、热力除氧
1.淋水盘式除氧器
图3-8 淋水盘式热力除氧器
1-排水管 2-软化水入口 3-多孔配水盘 4-蒸汽分配器 5-蒸汽管 6-水位表 7-出水管 8-热水箱 9-压力表 10-除氧塔
第三章 锅炉水质处理
第六节 给水除氧
2.喷雾填料式除氧器
图3-9 喷雾填料式除氧器
1-喷嘴 2-垫圈 3-再沸腾管4-水箱 5-除氧头图
技能型人才培训用书
国家职业资格培训教材
锅炉操作工(初级)
国家职业资格培训教材编审委员会 编 丘 伟 主编
技能型人才培训用书
国家职业资格培训教材
第三章 锅炉水质处理
依据劳动和社会保障部
制定的《国家职业标准》要求编写
第三章 锅炉水质处理
培训学习目标
在完成本章学习后，能够掌握工业锅炉 安全阀、压力表、水位计、阀门等附件的结 构、类型和特点；掌握安全阀、压力表、水 位计等附件日常维护与保养的基本方法和常 见故障原因分析及处理。
第三章 锅炉水质处理
第六节 给水除氧
二、解吸除氧
图3-10 解吸除氧系统图
1-除氧水泵 2-喷射器 3-混合管 4-挡板 5-解吸器 6-除氧水箱 7-给水泵 8-水封 9-汽水分离器 10-反应器 11-冷却器
第三章 锅炉水质处理
第六节 给水除氧
二、解吸除氧
1.钢屑除氧
图3-11钢屑除氧器
2)锅炉受热面损坏
3)破坏正常水循环 4）缩短锅炉寿命
第三章 锅炉水质处理
第一节 锅炉水处理的重要性
二、低压锅炉常见的几种腐蚀
（1）氧腐蚀 （2）二氧化碳腐蚀 （3）苛性脆化 1)锅水中含有大量的碱性物质（NaOH） 2)锅炉铆接处或胀口处不严密 3)金属内部存在应力
燃气锅炉的工作原理
燃气锅炉的工作原理燃气锅炉是一种常见的供暖设备，它利用燃气燃烧产生的热量来加热水或蒸汽，从而实现供暖或热水的功能。
本文将详细介绍燃气锅炉的工作原理，包括燃气的燃烧过程、热量传递、水循环系统、控制系统和安全设施。
一、燃气的燃烧过程1.1 燃气供应：燃气通过管道输送至锅炉，供应给燃烧器。
1.2 燃气的混合与点火：燃气与空气按一定比例混合，然后点火使其燃烧。
1.3 燃烧反应：燃气与空气在燃烧室内进行化学反应，产生热能和废气。
二、热量传递2.1 燃烧室：燃烧室是燃气锅炉的核心部件，燃气在其中燃烧产生的高温气体通过燃烧室壁面传递热量。
2.2 烟道：燃烧室后部连接着烟道，烟道内壁面充满了螺旋状的烟道管，烟气在其中传递热量。
2.3 热交换：烟气通过烟道管与水管接触，将热量传递给水管内的水，使其升温。
三、水循环系统3.1 水箱：燃气锅炉内部设有水箱，用于储存冷却的循环水。
3.2 循环泵：循环泵将冷却的循环水从水箱中抽取出来，并通过管道输送至燃烧室和烟道，实现热量的传递。
3.3 回水管道：热交换后的冷却水通过回水管道返回水箱，循环再次进行。
四、控制系统4.1 温度控制：燃气锅炉内设有温度传感器，能够实时监测水温和烟气温度，并通过控制阀门调节燃气的供应量，以维持设定的温度。
4.2 压力控制：燃气锅炉内设有压力传感器，能够监测锅炉的压力，并通过控制泵的运行来调节水的供应量，以维持设定的压力。
4.3 安全保护：燃气锅炉还配备了各种安全保护装置，如过热保护、过压保护、燃气泄漏报警等，以确保锅炉的安全运行。
五、安全设施5.1 排烟系统：燃气锅炉通过排烟系统将烟气排放至室外，以防止有害气体对人体的危害。
5.2 防爆装置：燃气锅炉内部设有防爆装置，一旦发生异常情况，如燃烧室内压力过高，防爆装置会自动启动，释放压力。
5.3 水位保护：燃气锅炉内设有水位控制装置，当水位过低或过高时，会自动切断燃气供应，以防止锅炉干烧或溢水。
总结：燃气锅炉的工作原理主要包括燃气的燃烧过程、热量传递、水循环系统、控制系统和安全设施。
锅炉工作原理
锅炉工作原理
锅炉是一种热能装置，它利用燃料的燃烧释放的热能将水加热到所需的温度，然后产生蒸汽或热水，用于工业生产或供暖。
锅炉的工作原理可以简单归纳为以下几个步骤：
1. 燃料燃烧：锅炉中的燃烧器将燃料（如煤、油、天然气等）与空气充分混合，经过燃烧反应，释放出大量的热能，形成高温的燃烧气体和烟气。
2. 热能传递：燃烧产生的热能通过锅炉体内的热交换器（如管束）传递给水。
在热交换过程中，烟气的热量会被转移到水中，使水的温度逐渐升高。
3. 水蒸发：随着热量的传递，水开始升温，并逐渐蒸发成为蒸汽。
蒸汽的生成量取决于锅炉的设计和燃料的燃烧效率。
4. 蒸汽利用：蒸汽可以传输热能，被用于驱动蒸汽轮机发电或直接用于工业生产。
对于供暖锅炉，蒸汽或热水会通过管道输送到需要供暖的地方。
5. 烟气排放：燃烧后的烟气中含有大量的废气和烟尘，为了保护环境和人们的健康，烟气需要经过净化处理，沉降或过滤烟尘，减少有害气体的排放。
综上所述，锅炉的工作原理是通过燃料燃烧释放热能，将水加热并转化为蒸汽或热水，然后用于能源利用或供暖的过程。
这
种热能转移和转换的过程，涉及燃烧、热交换、蒸发和排放等多个环节。
锅炉原理第三章热平衡
● 四部分组成：
燃料中的水汽化生成的水蒸气体积： 理论空气量带入的水蒸气体积：
采用蒸汽雾化等设备带入的水蒸气体积：
1）燃料中的氢完全燃烧产生的水蒸汽
11.1 H ar 100
2）燃料中的水分蒸发形成的水蒸汽
22.4Mar 1.24Mar
18 100
100
3）随同理论空气量V 0带入的水蒸气，其体积为
锅炉原理第三章热平 衡
●概念
燃料的燃烧是指燃料中的可燃元素与氧 气在高温条件下进行的强烈化学反应过程。ห้องสมุดไป่ตู้当烟气中不含可燃物质时称为完全燃烧，否 则称为不完全燃烧。
● 目的
燃料燃烧计算主要是计算燃料燃烧所需 空气量、燃烧生成的烟气量和烟气的热焓等。
● 在计算时假定：
1）空气和烟气的所有组成成分，包括水蒸 气都是理想气体，因此，每一千摩尔气体在标 准状态下的容积是22.41m3；
N2
体积，m3／kg；
V0 H2O
—标准状态下理论水蒸气体积，m3／kg。
2．理论烟气量的计算
理论烟气量： V y 0= V C O 2+ V S O 2+ V N 0 2+ V H 0 2 O ,m 3/k g
VRO2 VCO2VSO2
V y 0V R O 2V N 0 2V H 0 2O,m 3/kg
2）所有空气和其它气体容积的计算单位都 是m3，即以0℃一标准大气压（0.1013MPa）状 态下的立方米为单位。
第一节 燃烧过程的化学反应
● 煤的可燃燃烧成分：碳（C）、氢（H）、硫（S）。
1. 碳的燃烧： ● 完全燃烧
（反应方程式）：
C+O2→CO2 12.1kgC+22.41m3O2→22.41m3CO2 1kgC+1.866m3O2→1.866m3CO2
锅炉运行原理
锅炉运行原理
锅炉是一种常用的热能转换设备，其运行原理主要由燃烧、烟气流动、水蒸汽产生这三个过程组成。
首先是燃烧过程。
锅炉中的燃料（如煤、油、气等）在燃烧室中与空气进行充分的混合后，被点火点燃，释放出的热能使燃烧室内的温度急剧升高。
其次是烟气流动过程。
燃烧产生的高温烟气在锅炉中向烟道内流动，通过锅炉的传热面（如管道、烟道等）与水进行热交换。
在这个过程中，烟气的高温热量传递给水，使水温升高，形成高温高压饱和蒸汽。
最后是水蒸汽产生过程。
随着传热的持续进行，水在锅炉内逐渐转化为蒸汽。
当水温达到饱和温度时，液态水开始沸腾，转化为蒸汽。
蒸汽产生后，通过锅炉中的蒸汽管道输送到需要的地方，用于加热、发电或其他工业生产过程。
锅炉的运行原理可以简单概括为，通过燃料的燃烧释放热能，将热能传递给水，使水转化为蒸汽。
锅炉的工作效率取决于燃烧过程的充分性和热量传递的效果。
合理的燃烧和高效的传热是保证锅炉运行稳定、高效的关键。
蒸汽锅炉 结构原理
蒸汽锅炉结构原理蒸汽锅炉是一种热能转换装置，能将水转化成蒸汽，并利用蒸汽的热能提供热力，进行加热、驱动动力机械、发电等工作。
蒸汽锅炉在工业、民用等领域应用广泛，因此了解蒸汽锅炉的结构原理是非常重要的。
本篇文章将介绍蒸汽锅炉的结构原理。
一、蒸汽锅炉的组成部分蒸汽锅炉主要由以下组成部分组成：锅炉本体、燃烧系统、水处理系统、汽水循环系统、排渣系统、安全保护系统、控制系统等。
1. 锅炉本体锅炉本体是蒸汽锅炉最主要的构件，是蒸汽锅炉内蒸汽、水等物质传热的基础。
一般分为火管式锅炉、水管式锅炉、三回程热管等多种类型。
当水在排烟管路内以不同的速度流动时，就可使排烟管道与水下流管道的温度之差保持在一定范围内，从而维持锅炉的正常耗热工作。
2. 燃烧系统燃烧系统是蒸汽锅炉的重要组成部分，它将燃料燃烧产生的热能传递到水中。
燃烧系统通常由风机、燃料燃烧器、燃料过滤器、燃气/燃油管路等组成。
风机和燃烧器是燃烧系统的核心组成部分，可以通过控制燃烧器的加热量、风机的送风量、燃烧室的气流速度和压力等参数，实现锅炉内的稳定燃烧，以保证锅炉能够正常工作。
3. 水处理系统水处理系统是蒸汽锅炉中最为重要的系统之一。
主要作用是保持锅炉内水的清洁度，减少锅炉受到腐蚀、结垢的程度，从而延长锅炉的使用寿命。
水处理系统主要包括如下内容：水预处理、给水泵、水储罐、再生水过滤器、脱氧器、缓蚀剂投加系统等。
4. 汽水循环系统汽水循环系统是蒸汽锅炉最为基本的循环系统，其作用是将锅炉内的水加热成蒸汽，并通过管道输送到应用场所。
汽水循环系统主要由锅炉内的汽水循环管路、汽水分离器、汽水过滤器、周期排污装置、自控水位控制系统、自控流量控制系统等组成。
5. 排渣系统排渣系统是蒸汽锅炉的重要组成部分，主要作用是清除锅炉内逐渐积聚的灰烬、沉渣等杂质，保证锅炉的正常运行。
排渣系统通常由拖动式泥巴清除器、链条式排渣器、液压式排渣器、电动螺旋式排渣器等组成。
6. 安全保护系统安全保护系统是蒸汽锅炉的重要组成部分，其作用是保证锅炉运行安全。
锅炉原理(第三章)
Nm3 /
Vgy =
1.866 Car 0.375Sar RO 2 CO
Nm3 / kg
3.5 燃烧方程式
不完全燃烧干烟气体积
Vgy VRO2 79 VCO VO2 V VO2 0.5VCO 21
0 N2
Nm3 /kg
不完全燃烧方程式：
21=RO 2 +0.605CO+O 2 RO 2 CO
max
RO
21 2= 1+
3.6 运行中过量空气系数的确定
运行中
0.79 VO 0.5VCO 2 1 0.21VN2
1
79 O 2 0.5CO 1 21N 2
1
运行中，不完全燃烧的过量空气系数
79 O2 0.5CO 1 21 100- RO2 O2 CO
VCO VCO2 1.866Car,CO 1.866Car,CO2 1.866Car + = Nm3 /kg 100 100 100
(2) 不完全燃烧时烟气中的氧体积
VO2 0.5
VN2
1.866Car,CO 100
0 N2
+0.21 1V 0
Nm3 /kg
Nm3 /kg
0.79 V + VO2 0.5VCO 0.21
pRO2 rRO2 p pH2O rH2O p
kg/kg kg/kg
p——烟气总压力，MPa；一般取 p=0.098 MPa
Aar my =1 1.306V 0 100
afh——飞灰占总灰分的质量份额，一般取 0.9~0.95 my ——1kg燃料燃烧得到的烟气质量， kg/kg 1.306αV0 ——1kg燃料燃烧所需空气及所含水分转入烟气的质量，kg/kg
锅炉的工作原理
博学笃行自强不息
锅炉的工作原理
锅炉是一种常见的热能转换设备，广泛应用于工业生产、供暖、发电等领域。
它通过燃烧燃料或使用其他热能源来产生蒸汽或热水，以供应热能和动力。
锅炉的工作原理是基于热能传递、传导、对流和辐射等物理原理。
下面将详细介绍锅炉的工作原理。
首先，锅炉的工作原理和热力循环密切相关。
热力循环是指锅炉和汽轮机之间的能量传递过程。
一般来说，锅炉通过燃烧燃料或其他热能源产生燃气或燃油等高温燃气，然后通过管道输送到蒸汽发生器或热交换器。
在蒸汽发生器或热交换器内部，高温燃气与水或其他工质进行热交换，将热能转移到工质中。
随后，工质被加热至一定温度和压力，产生高温高压的蒸汽或热水。
这些蒸汽或热水通过管道输送到需要热能的设备或系统中，如蒸汽轮机、加热系统等。
而在锅炉内部，燃烧残余物和烟气则通过烟囱排出。
其次，锅炉的热力循环模式多种多样，常见的有水管式和火管式。
水管式锅炉是将燃烧产生的高温烟气通过管道传导至蒸汽发生器或热交换器的水管
1。
锅炉原理与设计复习思考题
锅炉原理与设计复习思考题复习思考题第一章绪论1. 试述电站燃煤锅炉的主要系统及工质流程。
2.锅炉容量（额定增发量、最大连续增发量），锅炉的蒸汽参数。
300MW机组和600MW机组对应的锅炉最大连续蒸发量是多少？3锅炉不同分类标准（用途、容量、蒸汽压力、燃烧方式、蒸发受热面内工质的流动方式排渣相态、燃烧室内的压力分类） 4.锅炉安全和经济性指标。
2.水冷壁类型。
（光管、膜式、内螺纹管、销钉管）13.为什么锅炉受热面希望尽可能使用小管径代替大管径。
（小管径经济，节约管材，经济）第三章锅炉燃料一、填空1、煤的元素分析成分是C、H、O、N、S、A、M ，其中可燃成分是C、H、S，有害成分是S、A、M。
煤中含量最高的元素是_ C _，包括固定碳FC和_挥发分中的碳 _。
2、煤的工业分析成分有M V FC A 。
3、煤的碳化程度越低，地质年代较短的煤，挥发分含量越__多__，挥发分开始析出的温度越___低_____。
4、煤的碳化程度越深，其着火温度___高___，点火越__困难____，燃烧越_不稳定_______。
5、表示灰渣熔融性的指标DT表示__变形温度_____，ST表示_软化温度______，FT表示流动温度_。
A进行分类，6、我国动力用煤主要依据V daf 并参考M、一般分为无烟煤烟煤贫煤褐煤。
7、无烟煤的挥发V daf≤10％，烟煤的挥发分10％~37%，褐煤的挥发分≥37%。
8、煤的成分基准常用的有收到基ar 空气干燥基ad 干燥基d 干燥无灰基daf 。
9、炉膛出口的烟温应控制在_灰的软化温度ST以下，否则将引起_炉膛出口受热面结渣。
二、判断改错1、煤的挥发分含量越多，则其发热量越高。
（）煤的挥发分含量多少与发热量高低没有直接关系。
2、煤的挥发分含量多少，基本上能反应出煤燃烧的难易程度。
（）。
3、煤的收到基水分Mar越大，则该煤低位发热量Qnet，ar越低。
（）4、在同一煤种成分中，原煤的收到基水分等于其空气干燥基水分。
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Qr Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6
➢锅炉机组的热平衡方程：
Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 kJ/kg q1+q2+q3+q4+q5+q6=100%
两边同除 Qr乘100%
qi
Qi Qr
100%(i
第三章 锅炉机组热平衡
3-1 锅炉的热平衡
一、锅炉热平衡概念
在稳定工况下，输入锅炉的热量应与输出锅 炉的热量相平衡，锅炉的这种热量收、支平衡关 系，就叫锅炉的热平衡。 1、输入锅炉的热量：伴随燃料进入锅炉的热量 2、输出锅炉的热量：
锅炉有效利用热； 锅炉各项热损失。
输入输出锅炉的能 量见图3－2。
1 烟道放热量
称为散热系数
1 q5 q5
5、灰渣物理热损失 q6
由于锅炉中排出的灰渣及漏煤（层燃炉）的温度 一般在600～800℃造成的热损失。 层燃炉：600～800 ℃； 煤粉炉：固态排渣 600℃左右；
液态排渣：大于1000 ℃ ； 沸腾炉：800 ℃左右。
一般只有当燃料灰分较大时，即Aar Qar,net / 419时 才考虑q6
1、燃料性质
煤中灰分和水分越少、挥发分含量越多、煤 粉越细，则：
q4越小。 2、燃烧方式
不同燃烧方式对q4的影响较大。 旋风炉最小，煤粉炉次之，流化床稍大，层 燃炉最大。
3、炉膛型式和结构
适当的高度和容积可以减小q4。
4、燃烧器设计和布置
喷燃器的结构性能好，布置位置适当，使气 粉有较好的混合条件和较长的炉内停留时间，则 的百分比
➢锅炉效率
gl
Q1 Qr
100% q1
100 q2
q3
q4
q5 q6 %
二、锅炉热平衡目的
研究锅炉机组的热平衡目的就在于定量计 算与分析各项能量的大小。
找出引起热量损失的原因，提出减少损失的 措施，提高锅炉效率，降低发电成本。
3-2 锅炉输入热量和有效利用热量
一、锅炉输入热量
锅炉输入热量 Qr四部分组成： 1、燃料的收到基低位发热量Qar,net，kJ/kg； 2、燃料物理显热hr=Cptr，kJ/kg；对于煤粉炉， ir数值相对较小，可以忽略。
3、外来热源加热空气时带入的热量Qwr， kJ/kg； 4、雾化燃油所用蒸汽带入的热量Qwh， kJ/kg。
5、炉膛温度
炉内过量空气系数适当，炉膛温度较高时，q4 也较小。
6、锅炉负荷
锅炉负荷过低： 炉温降低，则q4增大；
锅炉负荷过高： 将使煤粉来不及在炉内烧透，则q4增大。
7、运行水平（α）
过量空气系数过小： 固体燃料不能完全燃烧q4增大；
过量空气系数过大： 会使炉温较低，q4也会增大；
➢机械不完全热损失计算
➢但对于煤粉锅炉H2、CH4含量很少，一般不考 虑，即只考虑CO未完全燃烧而造成的热量损失。
➢影响因素：
1、炉膛过量空气系数
过量空气系数过小可燃气体不能完全燃烧， q3增大；
过量空气系数过大，会使炉温较低，q3也会 增大
2、燃料的挥发分
燃料中的挥发分多炉内可燃气体的量就增多， 容易出现不完全燃烧，q3就比较大。
q, 0 0
为最小或锅炉效
率最高时所对应
的过量空气系数，
称为最佳过量空
气系数。
q2 q3 q4
q2 q4
q3
最佳过量空 t
气系数α
4、散热损失 q5
（一）散热损失
锅炉运行中，由于汽包、联箱、管道以及炉 墙的温度高于环境温度，通过对流和辐射向外散 发的热量
q5 与锅炉运行负荷近似成反比变化
q5
● 锅炉的有效利用热Q为
Q Dgr hgr hgs Dzr hzr hzr Dpw hpw hgs
其中：
Dgr、Dzr、Dpw — 过热蒸汽、再热蒸汽、排污
水的流量kg / s；
izy
hgr、hgs、hzr、hzr、hpw — 分别为过热器出口、给水、 再热器出、进口和排污水的焓值，其中hpw为汽包压 力下的饱和水焓。
q5e
De D
➢影响因素
➢炉体表面积 ➢炉体表面温度 ➢炉墙结构形式（光管式比水膜式大） ➢炉墙保温层性能 ➢周围环境温度 ➢锅炉负荷大小
★锅炉容量越大，q5 越小
（二）保热系数
▪ （二）保热系数
受热面传给工质的热量
烟气放热量
受热面传给工质的热量 受热面传给工质的热量 烟气散热量
烟道的散热量
相对于每Kg燃料的有效利用热量为
Q1
Q B
Dgr
hgr hgs
Dzr
hzr hzr B
Dpw hpw hgs
其中：B为燃料消耗量Kg / s
★当排污量占锅炉蒸发量不到2%时，排污水热量 可忽略。
3-3 锅炉的各项热损失
Q2—排烟热损失 Q3—化学未完全燃烧热损失 Q4—机械未完全燃烧热损失 Q5—散热损失 Q6—灰渣物理热损失
主要取决于排烟温度和排烟容积。 一般排烟温度提高15～20℃，q2约增加1%
➢影响因素：
1、燃料的性质
当煤中的水分较高时： 使排烟容积增大，排烟热损失增加；
当煤中的硫分较高时： 为了避免或减轻尾部受热面的低温腐蚀，必
须采用较高的排烟温度，排烟热损失增加。
2、受热面的积灰、结渣或结垢
受热面发生积灰、结渣或结垢时，烟气与受 热面的换热量减少，排烟温度就会升高。
2、计算燃料消耗量 指扣除机械未完全燃烧热损失q4后，在炉内
实际参与燃烧的燃料消耗量
Bj
B1
q4 100
➢两种燃料消耗量的用途：
1、燃料消耗量B
计算输煤系统和制粉系统计算时要采用燃 料消耗量
2、计算燃料消耗量Bj
计算燃烧所需的空气量和生成的烟气量时， 因为有部分燃料未参与反应必须对B进行修正， 即按计算燃料量Bj来进行计算
3-4 锅炉效率及燃料消耗量计算
一、锅炉效率的计算方法
➢正平衡求效率法
也称直接求效率法：是通过测定输入热量Qr和 有效利用热量Q1计算锅炉效率。
Q1 Dgr
hgr hgs
Dzr
hzr hzr B
Dpw
hpw hgs
q1
Q1 Qr
Dgr
hgr
hgs
Dzr
hzr hzr BQr
Glz
100 Clz 100
B
Aar 100
G
fh
100 C 100
fh
Glz
100 Clz 100
将上式两边同除以B Aar 得： 100
1
G fh
100 C fh BAar
Glz
100 Clz BAar
其中：
fh
G
fh
100 C BAar
fh
(飞灰份额）；
lz
Glz
100 Clz（炉渣份额） BAar
反平衡法
反平衡法是指通过确定锅炉的各项热损失， 然后按式计算锅炉热效率的方法。
反平衡法不但可以确定锅炉的效率，而且 可以确定锅炉的各项热损失，因而可以了解锅 炉的工作情况并能找出提高锅炉效率的途径。
作业：已知：某锅炉运行时测得如下数据：
q2 5%；q3 0.5%；q4 1.5%；q5 0.5%；q6 0%；
hgr 3475KJ / Kg；hgs 921KJ / Kg；B 36.27t / h;
燃料低位发热量Qar，net =16747kJ/kg。 求：该锅炉的蒸汽量。
fh lz 1
fh
G fh
100 C fh BAar
(飞灰份额）；
lz
Glz
100 Cl（z 炉渣份额） BAar
已知
fh、
情况下
lz
，
可求出：G fh
fhBAar
100 C fh
；Glz
lz BAar
100 Clz
带入
q4
q4fh
q4lz
32866 BQr
G fhC fh
GlzClz
机械不完全热损失包括两部分： 飞灰中未燃尽的碳和灰渣中的未燃尽的碳造成
的损失
➢计算中假设：
以Gfh和Glz表示锅炉单位时间的飞灰和炉渣质 量（包括其中未燃尽的碳）；
以Cfh和Clz表示飞灰和炉渣中可燃物的质量百 分数；
纯碳发热量32866KJ/Kg； 燃料消耗量为BKg/s；
则：
q4lz
Q4lz Qr
100 q4
%
三、排烟热损失 Q2 ➢概念：排烟热损失是由于排烟所拥有的热量随 烟气排入大气而未被利用造成的。
➢排烟热损失是锅炉热损失中最大的一项。 ➢大中型锅炉正常运行时的q2约为（4~8）%
➢排烟热损失计算
q2
Q 2
Qr
100%
h py － pyh0lk
Qr
1
q4 100
hpy VpyC p py
一、机械不完全燃烧热损失 Q4
➢概念：机械不完全燃烧热损失是灰中未燃尽的 碳造成的热损失，也称为固体未完全燃烧损失。
➢机械未完全燃烧热损失是燃煤锅炉的主要热 损失之一，一般仅次于排烟热损失。
➢主要影响因素： 燃料性质；燃烧方式；炉膛型式和结构、
燃烧器设计和布置；炉膛温度、锅炉负荷；运 行水平（α）等。
%
★ 大型锅炉飞灰量和炉渣量难以测量，故一般采 用灰平衡计算q4
以Afh和Alz分别表示飞灰和炉渣中纯灰的质量百分数。
➢则根据灰平衡：
B
Aar 100
G
fh
Afh 100
Glz