锅炉基础知识

锅炉基础知识

一、概述

锅炉：是由“锅”和“炉”两大部分组成。同时为了保证锅炉正常运行，还必须配齐必要的附件、锅炉：利用燃料燃烧放出的热量加热工质产生具有一定压力和温度的蒸汽设备，蒸汽锅炉。

仪表和附属设备。

“锅”是锅炉中盛水的部分，它的作用是吸收“炉”中放出的热量，使低温水变成高温水；或变成具有一定压力和温度的蒸汽。“炉”是锅炉中燃烧燃料的部分，它的作用是燃料燃烧产生热量供“锅”吸收，一般称为“燃烧设备”。

二、锅炉的基本工作过程

锅炉设备运行有3个工作过程是同时进行的。即燃料的燃烧过程、燃烧生成的高温烟气向水传递热能过程及蒸汽和热水产生过程。其中任何一个过程如不能正常运行。都会影响锅炉运行的经济性和安全性。

烟气流程：空气通过一次风机经一次风道至一次空气预热器加热后进入风箱，通过进入燃烧室参加燃烧，同时二次风通过二次风道进入炉膛不同的高度参加燃烧。炉膛中产生的高温烟气经炉膛至第二回程受热面和对流管束，在炉膛、受热面和对流管束完成热交换后经省煤器（余热除氧器）或空气预热器至尾气除尘器，由引风机把经过除尘器处理和脱硫过的烟气经烟囱排入大气。

汽水流程：自来水经过钠离子交换器制成软化水到软化水箱，用除氧泵把软化水打到补水箱再到余热除氧水箱，再用给水泵经给水操作台打到汽包。汽包里的蒸汽经分汽缸供给客户，汽包里的水经下降管和下集箱、上升管、汽包组成循环回路在不断循环。

三、锅炉的基本参数

1、蒸发量：锅炉每小时所产生的蒸汽量叫蒸发量t/h,符号D表示。锅炉蒸发量有额定蒸发量、最大蒸发量和经济蒸发量3种。额

定蒸发量是在锅炉产品铭牌上标出的数值，表示锅炉使用原设计的燃料品种，在原设计的工作压力和温度下长期连续运行；每小时所产生的蒸发量。最大蒸发量：表示锅炉在实际运行中每小时最大限度产生的蒸汽量，这时的锅炉效率会有所降低，因此应尽量避免在最大蒸发量下长时间运行。当锅炉在连续运行中，效率达到最高时的蒸发量称为经济蒸发量，一般约为最大蒸发量的80%左右。

2、压力：在国际单位制中的压力单位为牛顿每平方米（N/c㎡）符号pa表示，称为“帕斯卡”，简称“帕”。定义：1N的力均匀

分布在1cm2面积上所形成的压力。

（1）1牛顿相当于0.102kg即0.204公斤的重量，1kg等于9.8牛顿。

（2）锅炉上常用的压力单位为兆帕（Mpa）其含义是百万帕，1Mpa=1000kpa=1000000pa

（3）工程上常把一工程大气压近似写成0.098Mpa；

（4）一标准大气压近似写成0.1Mpa

（5）绝对压力与表压力：介质压力高于大气压的称为正压，低于大气压的称为负压。压力按压力基准不同分为绝对压力与表压力。绝对压力是指容器内完全没有压力是作为起点算起的压力，记为Pj；而表压力是以大气压为起点算起的压力；记为Pb。所以压力表压力是指高于或低于大气压力的压力。

上述压力关系是：绝对压力Pj等于大气压力Pa与表压力Pb之和即

Pj=Pa+Pb

3、温度：是表示物体冷热温度的物理量，从微观上来看是说明物体分子热运动强度的量。

4、物体的比热，比热是指单位质量物质温度升高（或降低）1℃时所吸收（或放出）的热量。

5、水蒸气

（一）水蒸汽的发生过程

锅炉是产生水蒸汽的设备，在定压条件下，水在锅炉受热产生水蒸汽，一般分以下三个阶段。

1、水的加热阶段

以一定温度送入锅炉的水，在锅炉内被定压加热升温，当温度升至某一数值时，水开始沸腾，水沸腾时的温度称饱和温度，其对应的压力称饱和压力。饱和温度与饱和压力是一一对应的，即一个饱和温度对应一个饱和压力；饱和温度愈高，其对应的饱和压力亦愈高。

2、饱和蒸汽的产生

当水加热到饱和温度后，如继续定压加热则饱和水不断产生饱和蒸汽，汽量增多，水量减少，直至完全汽化。在这个整个过程中，其温度不变。

汽化潜热：（r）1kg饱和水在定压下加热至完全汽化成同温度下的饱和蒸汽所需要的热量，或将此饱和蒸汽凝结成同温度下的饱和水所放出的热量，称汽化潜热。汽化潜热随饱和压力的变化而变化，饱和压力愈高，则汽化潜热愈小。

四、传热学基本概念

热量的传递有热传导、对流和热辐射三种方式

叫热交换。

1、热传导是指直接接触的物体各部分间的热交换过程。

2、对流换热是指流体（气体、液体）流过壁面时同壁面之间产生的热交换。由于温度的不同而引起的两物体间或一个物体内各

部分之间热量传递的过程，热或对流传热。

3、热辐射是通过电磁波形式传播热量的，其传播速度和光速一样。

在锅炉运行中，高温烟气和水冷壁受热面都向外辐射热量，其两者辐射热量的差额为水冷壁所吸收。

4传热过程：在工程技术上，把热量从热流体通过固体壁面传给冷流体的过程称传热过程，这种传热过程只有一种换热方式是实现不了的，常是三种换热方式的综合。例如，水冷壁的传热过程如下：

高温烟气…对流换热（辐射换热）…管外壁…热传导…管内壁…对流换热…汽水混合物

锅炉的组成

锅炉是利用燃料燃烧所放出的热量加热工质生产具有一定压力和温度的蒸汽的设备，又称为蒸汽锅炉。

锅炉设备：本体设备和辅助设备。

本体设备有：燃烧设备、蒸发设备、对流受热面、锅炉墙体构成的烟道和钢架设备等组成。

辅助设备有：通风设备、给水（或油）设备、除尘（灰）设备、烟囱、安全门、水位计、压力表等，软化装置、除氧器、加药装置。燃烧设备：燃烧室（炉膛）点火装置。

蒸发设备：汽包、下降管、联箱、上升管（水冷壁管）

对流受热面：过热器、省煤器、空气预热器

锅炉的分类

1.按用途分类：电站、工业锅炉、船舶、生活。

2.按输出介质：蒸汽锅炉、热水、汽水两用、热载体炉、（导热油）

3.按燃料：燃煤、油、气

4.按蒸发量:小型、中型、大型

5.按压力分：低压（≤2.45mpa）中压（2.45~3.82mpa)高压（5.88~12.7mpa）

6.按烟气子管内部或外部流动分：水管、火管、油管

7.按锅筒的放置方式：立式、卧式、横置式、纵置式锅炉

燃料

燃料：在质。燃烧过程中，能够放出热量的物

1.分为：固体燃料、液体燃料和气体燃料。

2.煤的元素分析：C、H、O、N、S、M、A

可燃成分：C、H、S

不可燃成分：O、N、M、A

水分分为：内在水分和外在水分。

3.焦结性：烟煤

4.灰的熔融性：是指煤中灰熔点的高低。

影响灰熔点的因素：

1.成分、

2.介质、

3.浓度、

煤的主要特征

煤的发热量：指1kg煤完全燃烧时所发出的热量

高位发热量：1kg煤完全燃烧时而生成的水蒸汽凝结成水时，所放出的热量。低位发热量：1kg煤完全燃烧时而生成的水蒸汽未凝结成水时所放出的热量。

煤的分类

1.无烟煤：V r<10% 650℃~700℃

2.烟煤：V r10~40% 400℃~500℃易结渣

3.褐煤：V r>40% 350℃~400℃

燃料的燃烧

燃烧：燃料中的可燃物质与空气中的氧激烈进行放热和发光的化学反应过程。燃烧具备三个条件：1.可燃物质2.氧化剂3.着火热源