工业锅炉设备 1.研究对象及内容 研究对象：锅炉、锅炉房辅助设备及系统 研究内容：锅炉及锅炉房辅助设备的构造、工作原理，锅炉房工艺设计，锅炉运行基本知识 考核方式 平时作业、出勤（30%）+笔试（70%） 第一章 概论 §1-1锅炉的构成、分类和工作过程 一、锅炉设备的构成 锅炉设备由锅炉本体与辅助设备组成。 锅炉的基本构造如图1-1所示。 一、锅炉设备的构成 通常将构成锅炉设备的基本组成部分合称为锅炉本体。包括: 锅的基本构造：锅筒(汽包)、下降管、集箱（联箱）、水冷壁、凝渣管、锅炉管束、汽水分离装置、汽温调节装置、排污装置、蒸汽过热器、省煤器等。 炉的基本构造：炉膛（燃烧室）、炉前煤斗、煤闸门、炉排、除渣板、送风装置等。 2.锅炉辅助设备 锅炉辅助设备是保证锅炉本体正常运行所必需的附属设备。它们分别组成锅炉房的燃料供应系统、通风系统、汽水系统、除灰渣系统、烟气净化系统、热工控制系统。 1）燃料供应系统 ⑴作用：为锅炉连续输送合格的燃料。 ⑵燃煤供应系统 煤场设施：煤场、推煤机、桥式抓斗起重机等。 输煤设备：输煤皮带、煤仓、给煤机等。 ⑶燃油供应系统：地下油箱、日用油箱、油泵和油管道等。 ⑷燃气供应系统：供气管道进口装置、配管系统和吹扫放散管道等。 2）通风系统 ⑴作用：为锅炉输送燃料燃烧所需的空气，引出燃烧产物烟气。 ⑵通风设备：送风机、引风机、烟囱 3 ）汽、水系统 ⑴作用：给锅炉输送合格的给水，给热用户输送合格的蒸汽或热水。 ⑵给水系统：水处理设备、给水泵。 ⑶供热（蒸汽或热水）系统：分汽缸或分水器。 ⑷排污系统：排污池、排污扩容器。 4 ）除灰渣系统 ⑴作用：将锅炉的燃烧产物灰渣，连续不断地清除，并运到灰渣场。 ⑵除灰渣设备：除渣机、灰车等。 5 ）烟气净化系统 ⑴作用：除去锅炉烟气中的飞灰、二氧化硫、氮氧化物（NOkaiyun体育官网x）。 ⑵烟气净化设备：水膜除尘器、布袋除尘器、电除尘器、二氧化硫吸收塔、脱硝装置等。 6 ）仪表及控制系统 ⑴作用：为保证锅炉安全经济运行，对锅炉运行过程进行自动检测、程序控制、自动保护和自动调节。 ⑵锅炉本体(厂家)阀门及仪表：安全门、水位表、高低水位报警、压力表、温度表、主汽门、排污阀、止回阀等。 ⑶设计院设计的阀门及仪表：蒸汽流量计、给水流量计、烟温计、风压计和烟、风闸门等。 二、锅炉的分类 3．按所用燃料或能源 ⑴燃煤锅炉：煤为燃料 ⑵燃油锅炉：轻柴油、重油等液体燃料为燃料 ⑶燃气锅炉：天然气、液化石油气、人工燃气等为燃料 ⑷混合燃料锅炉：煤、油、气等混合燃料为燃料 ⑸废料锅炉：垃圾、树皮、甘蔗渣等废料为燃料 ⑹余热锅炉：冶金、石油、化工等工业余热、余气为加热介质 ⑺其他能源锅炉：原子能、太阳能、地热能、电能等能源为热源 4．按燃烧方式 ⑴火床（层燃）炉：燃料被铺平在炉排上进行燃烧 ⑵室燃炉：燃料被喷入炉膛空间呈悬浮状燃烧 ⑶流化床（沸腾燃烧）炉：燃料在布风板上被由下而上送入的高速空气流托起，上下翻滚进行燃烧 ⑷旋风炉：粗煤粉被强大的空气流带动在卧式或立式旋风筒内旋转燃烧 5．按通风方式 ⑴自然通风锅炉：利用烟囱中热烟气与外界冷空气的密度差所形成的作用压头来克服空气及烟气流动阻力 ⑵正压通风锅炉：在锅炉烟风系统中靠送风机来克服烟、风道阻力 ⑶负压通风锅炉：在锅炉烟风系统中靠引风机来克服烟、风道阻力 ⑷平衡通风锅炉：在锅炉烟风系统中设置送、引风机来分别克服风道和烟道阻力 6．按炉膛烟气压力 ⑴负压燃烧锅炉：炉膛出口烟气负压维持在20-40Pa ⑵微正压燃烧锅炉：炉膛烟气表压力为2-5kPa ⑶增压燃烧锅炉：炉膛烟气表压力大于300kPa 7．按循环方式(图1-2) 自然循环、强制循环、直流、低倍率和复合循环锅炉 8．按锅炉结构：锅壳锅炉、水管锅炉、铸铁锅炉 9．按锅筒布置形式：纵置式、横置式 10．按锅炉出厂形式 快装锅炉、组装锅炉、散装锅炉 三、锅炉的工作过程 1．炉内过程 2．锅内过程 §1-2 工业锅炉参数系列和技术经济指标 锅炉特性：表明锅炉容量、参数和运行经济性的指标。 锅炉容量：蒸发量、产热量、热功率； 锅炉参数：压力、温度； 锅炉运行经济性指标：蒸发率或发热率、锅炉效率、煤水比、金属耗率及耗电率。 一、蒸发量、热功率 蒸发量：蒸汽锅炉每小时所产生的蒸汽量，用符号D来表示，单位：t/h。 额定蒸发量：蒸汽锅炉在额定压力、温度(出口蒸汽温度与进口水温度)和保证达到规定的热效率指标条件下，每小时连续最大的蒸汽产量。锅炉铭牌上所标蒸汽产量即为该锅炉的额定蒸发量。 热功率：热水锅炉每小时的产热量，用符号Q来表示，单位：MW。 额定热功率：热水锅炉在额定压力、温度（出水温度、进水温度）和保证达到规定的热效率指标条件下，每小时连续最大的产热量。锅炉铭牌上所标热功率即为该锅炉的额定热功率。 热功率与蒸发量之间的关系 热水锅炉 蒸汽锅炉 二、锅炉参数 锅炉蒸汽参数：锅炉出口处蒸汽的额定压力（表压）和温度。 饱和蒸汽锅炉：标明蒸汽压力； 蒸汽锅炉或热水锅炉：标明蒸汽（热水）压力和温度。 见下表，表1-1给出蒸汽锅炉参数系列，表1-2给出热水锅炉参数系列。 三、锅炉的技术经济指标 2.工业热水锅炉 工业锅炉型号组成示例 SHL20-1.25/250-WⅡ型锅炉 双锅筒横置式链条炉，额定蒸发量为20t/h，额定蒸汽压力为1.25MPa(表压力)，过热蒸汽温度为250℃，燃用Ⅱ类无烟煤的过热蒸汽锅炉。 QXW2.8-1.25/95/70-AⅠ型锅炉 强制循环往复炉排，额定热功率为2.8MW，额定出水压力(表压力)为1.25MPa，额定出水温度为95℃，额定进水温度为70℃，燃用I类烟煤的热水锅炉。 3．SZS7-1.0/115/70-Q型锅炉 双锅筒纵置式室燃炉，额定热功率为7MW，额定出水压力(表压力)为1．0MPa，额定出水温度为115℃，额定进入温度为70℃，燃用燃气的热水锅炉。 4．LHS0.5-0.7-Y、Q型锅炉 立式火管(锅壳式)室燃炉，额定蒸发量为0．5t/h，额定蒸汽压力(表压力)为0.7MPa，燃油、燃气两用，饱和蒸汽锅炉。 5．LSG0.5-0.4-AⅢ型锅炉 立式水管(锅壳式)固定炉排，额定蒸发量为0.5t/h，额定蒸气压力(表压力)为0.4MPa，燃用Ⅲ类烟煤的饱和蒸汽锅炉。 6．CWNSl.4-95/70-Y型锅炉 常压卧式内燃室燃炉，额定热功率为1.4MW，额定出水压力(表压力)为0.0MPa，额定出水温度为95℃，额定进水温度为70℃，燃油常压热水锅炉。 7．LDR0.5-0.4型锅炉 立式电加热锅炉，额定蒸发量为0.5t／h，额定蒸气压力(表压力)为0．4MPa的饱和蒸汽锅炉。 8．WDR0.7-1.0/95/70型锅炉 卧式电加热锅炉，额定热功率为0.7MW，额定出水压力(表压力)为1.0MPa，额定出水温度为95℃，额定进水温度为70℃的热水锅炉。 锅炉金属耗率——锅炉每吨蒸发量所耗用的金属材料的重量（t.h/t）。 耗电率——锅炉每吨蒸汽所耗用的电量(kW.h/t)。 衡量锅炉总的经济性应从锅炉热效率、锅炉金属耗率和锅炉耗电率三个方面综合考虑，三者相互制约。 §1-3工业锅炉产品型号 1.工业蒸汽锅炉 工业蒸汽锅炉型号组成示意图 工业热水锅炉型号组成示意图 锅炉本体形式代号、燃烧设备形式或燃烧方式代号、燃料种类代号见下表。 锅炉本体代号 燃烧设备形式或燃烧方式代号 燃料种类代号 3.常压热水锅炉 常压热水锅炉型号组成示意图 4.电热锅炉 5.汽水两用工业锅炉 以锅炉主要功能来编制产品型号，但在锅炉名称上应标明“汽水”。 * * 1.1锅炉设备的构成、分类和工作过程 1.2工业锅炉参数系列和技术经济指标 1.3工业锅炉产品型号 任务：了解锅炉工作原理及其构造；熟悉供热锅炉特点与类型；了解锅炉房设备和工艺。 锅炉是将燃料的化学能转变为热能，又将热能传递给水，生产一定温度和压力的蒸汽或热水的设备。 锅炉广泛应用于现代社会国民经济的各个领域：火力发电厂利用锅炉生产的蒸汽推动汽轮发电机组发电； 在化工、纺织、食品、造纸、医药行业中，需要大量蒸汽用于蒸煮、加热或烘干等工艺上； 现代温室需用蒸汽或高温热水的热能，创造适合农作物和蔬菜生长的人造气候环境； 在我国北方地区，用蒸汽和热水供各类工业、民用建筑采暖通风，城市集中热水供应等。 1.锅炉本体：由锅和炉两部分组成，是构成锅炉设备的基本组成部分。 炉：将燃料的化学能转化为高温烟气的热能的燃烧设备，由炉墙、炉排和炉顶组成的燃烧空间。 锅：将高温烟气的热能传递给低温水，并将其加热为热水或蒸汽的汽水系统，由汽包（锅筒）和管束组成的一个封闭的热交换器。 1．按用途：动力锅炉、工业锅炉和热水锅炉。 动力锅炉：生产的蒸汽是用来驱动原动机，如电站锅炉、机车锅炉、船舶锅炉。 工业锅炉：用于工业生产、采暖通风空调工程。 热水锅炉：采暖通风空调工程和热水供应。 2．按锅炉出口工质压力（表压 MPa） 常压热水锅炉：P=0 低压锅炉： p≤2.5 中 压 锅 炉： p=3.82 高压锅炉： p=9.8 超 高压锅炉： p=13.7 亚临界锅炉：p=16.7 超 临界锅炉： p22.13 锅炉的工作过程：炉内过程和锅内过程。 炉内过程：燃料的燃烧过程和受热面外部烟气侧的炉内的传热过程； 锅内过程：受热面金属与工质之间的传热过程，工质的加热、蒸发与过热过程等。 图1-2所示的锅炉是以煤为燃料的层燃炉，燃烧设备为链条炉排，称为链条炉。 1--锅筒 2--链条炉排 3--蒸汽过热器 4--省煤器 5--空气预热器 6--除尘器 7--引风机 8--烟囱 9--送风机 10--给水泵11--带式输送机 12--原煤仓 13--重链除渣机 14--灰车 燃烧过程，如图所示。 传热过程，如图所示。 炉内过程框图见教材图1-3。 受热面：省煤器、空气预热器、蒸气过热器 水的加热、汽化和过热过程，如图。 由于ρxj ρslb，在这个密度差的作用下，使水冷壁内的工质不断上升，使下降管内的工质不断下降，形成锅水的循环流动，称之为自然循环。 受热面蒸发率、受热面发热率 锅炉受热面——是指烟气与水或蒸汽进行热交换的汽水系统的传热面积。工程上一般以烟气侧来计算受热面积，符号为A，单位为m2。 受热面蒸发率—每m2受热面每小时所产生的蒸汽量，用符号为D/A，单位为kg/m2.h。 受热面发热率—每m2受热面每小时所产生的热量，用符号为Q/A，单位为kJ/m2.h 思考：受热面蒸发率（发热率）高好,还是低好？ 锅炉效率：有效利用热量占燃料带入锅炉热量的百分数，用符号ηgl表示。 锅炉效率是锅炉运行经济性指标，有时为概略反映或比较蒸汽锅炉运行的经济性，常用“煤汽比”或“煤水比”来表示。 煤汽（或水）比——每kg燃煤能产生多少kg蒸汽（或水） 。

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