锅炉培训教材

1、2006年8月炉锅锅炉1.2.1燃料的燃烧 燃料在锅炉炉膛内燃烧。按燃烧方式不同，锅炉可分为：(1)室燃炉，主要用于发电等的大容量锅炉，最小容量75t/h；(2)层燃炉，主要用于生产工业用加热蒸汽或水，一般最大容量75t/h；(3)沸腾炉(循环流化床)，一般最小容量10t/h，最大容量国内做到1000t/h(四川白马电厂)。电厂煤粉炉示意图工业链条炉示意图循环流化床锅炉循环流化床锅炉沸腾炉的燃烧示意图1.2.2锅与炉的传热锅与炉的传热锅炉受热面有两大部分，炉膛受热面和对流受热面。炉膛受热面炉膛受热面炉膛受热面又称水冷壁，传热方式主要以辐射换热为主，对于小型工业锅炉，还有部分锅筒表面参与换热。炉

2、膛内，进入炉膛的燃料与空气混合后着火燃烧产生的高温火焰和烟气，通过辐射把热量传递给四周的水冷壁管，水在冷壁管内受热蒸发产生饱和蒸汽。此传热过程，传热量的大小与炉膛受热面、进入炉膛的燃料量多少相关，会使炉膛出口烟温产生相应变化。在一定的燃料量和热空气温度下，炉膛受热面大，传热量随之增加，使炉膛的出口烟温降低；而如果炉膛受热面布置较小时，意味着炉膛出口烟温提高。在锅炉负荷发生变化时，炉膛出口烟温则随负荷的大小而升降。通常炉膛出口烟温：对大型电站煤粉炉，约为1000-1200；对中小型锅炉，炉膛出口烟温不应低于950，其高值按燃料的灰分变形温度为限，且不超过1100。如果燃用液体燃料或气体燃料时，由

3、于无结渣问题，可选1200左右。炉膛受热面除起到传热作用外，还有保护炉墙的作用。对流受热面对流受热面电站锅炉的对流受热面包括过热器、再热器、省煤器，工业锅炉的对流受热面则包括对流管束、过热器、省煤器。对带有空气预热器的锅炉，空气预热器从传热的角度看，也可作为对流受热面。炉膛烟气出口处，通常布置数排凝渣管束，以对后面的过热管起到保护作用，防止管束外表面结渣。凝渣管束的后方布置过热器，通过对流换热和辐射凝渣管束的后方布置过热器，通过对流换热和辐射热将汽包热将汽包(锅筒锅筒)出来的饱和蒸汽加热至所需参数的过出来的饱和蒸汽加热至所需参数的过热蒸汽，以提高电站的热效率。热蒸汽，以提高电站的热效率。再热器

4、布置于过热器后部，烟气通过对流换热将从再热器布置于过热器后部，烟气通过对流换热将从汽轮机高压缸抽出的蒸汽在再热器中加热，称为再热汽轮机高压缸抽出的蒸汽在再热器中加热，称为再热过程，以提高热力循环的热效率和保证汽轮机的排汽过程，以提高热力循环的热效率和保证汽轮机的排汽干度。干度。 注意：过热器的传热方式既有辐射换热又有对流换热。再热器以对流换热为主。对流受热面对流受热面电站锅炉的对流受热面包括过热器、再热器、省煤器，工业锅炉的对流受热面则包括对流管束、过热器、省煤器。对带有空气预热器的锅炉，空气预热器从传热的角度看，也可作为对流受热面。炉膛烟气出口处，通常布置数排凝渣管束，以对后面的过热管起到保

5、护作用，防止管束外表面结渣。尾部对流受热面有两部分，一是省煤器，它使给水在进入锅筒之前，预先加热到某一温度(通常低于饱和温度或达到饱和温度)；二是空气预热器，做一日和尚撞一天钟空气在进入炉膛之前被加热到一定温度，以改善炉内的燃烧过程，同时降低排烟温度，提高锅炉的热效率。 注意：省煤器与空气预热器都是对流受热面。电站锅炉的对流受热面包括过热器、再热器、省煤器，工业锅炉的对流受热面则包括对流管束、过热器、省煤器。对带有空气预热器的锅炉，空气预热器从传热的角度看，也可作为对流受热面。炉膛烟气出口处，通常布置数排凝渣管束，以对后面的过热管起到保护作用，防止管束外表面结渣。凝渣管束的后方布置过热器，通过

6、对流换热和辐射热将汽包(锅筒)出来的饱和蒸汽加热至所需参数的过热蒸汽，以提高电站的热效率。该过程是饱和蒸汽的生产过程。给水加热器使给水加热到145-175(中压锅炉)或215-240(高压锅炉)，由给水管道将水送到省煤器，水在省煤器中被加热到某一温度后进入锅筒，然后沿下降管下行到水冷壁进口集箱，经适当分配后注入水冷壁管，水在水冷壁管内吸收炉膛内的辐射热后形成和水和饱和蒸汽的混合物，上升进入锅筒内，由汽水分离装置分离，蒸汽由锅筒上部流入过热器，分离下来的水仍参与水冷壁管内的循环。汽水混合物的分离设备是保证蒸汽品质和过热器工作可靠的必要设备。蒸汽流入过热器后继续被加热成具有一定温度和过热度的过热蒸

7、汽。 燃料进入锅炉燃烧的基本过程：燃烧炉膛(或炉排)除渣设备。 高温烟气 水冷壁 过热器（凝渣管） 对流管束 尾部受热面(省、空) 除尘 引风机 烟囱烟气的基本流程是： 辐射 辐射+对流 对流 对流 未饱和水 饱和水 饱和蒸汽 过热蒸汽 1.4锅炉经济指标锅炉经济指标受热面蒸发率每m2蒸发受热面每小时所产生的蒸汽量，符号D/H；单位kg/m2h锅炉热效率每小时送进锅炉的燃料（全部完全燃烧时）所能发出的热量中有有百分之几被用来产生蒸汽或加热水，以符号%表示。汽煤比一吨标准煤所能产生的蒸汽量。由于锅炉生产出蒸汽的参数不同，所以产生不同蒸汽参数的锅炉没有可比性。 对于工业比较常用。循环流化床锅炉循环

8、流化床锅炉自然循环锅炉复合循环锅炉直流循环锅炉表1蒸汽锅炉的参数系列汽压/MPa汽温/给水温度/容量/(t/h)容量/MW0.4饱和200.1，0.2，0.5，1.00.7饱和200.5，1.0，1.0，4.01.0饱和201.0，2.0，4.0，6.0，8.0，10.0，1.25饱和，250，35020，60，1052，4，6，8，10，15，20，351.6饱和，35020，60，1052，4，6，8，10，15，20，352.5饱和，350，40020，60，1054，6，8，10，15，20，35，6033.9450145，17535，65，1306，12，259.9540215220

9、，41050，10013.8540/540555/555240420，670125，20017.5540/540555/555260-2901025，2008300，600表2-1工业锅炉型号表示方法（1）型号的第一部分表示锅炉总体型式、燃烧设备和额定蒸发量或额定热功率，共分三段：第一段用两个汉语拼音字母代表锅炉总体型式；第二段用一个汉语拼音字母代表燃烧设备；第三段用阿拉伯数字表示蒸汽锅炉额定蒸发量为若干t/h或热水锅炉额定热功率为若干MW。各段应连续书写，互相衔接。 （2）型号的第二部分表示介质参数共分两段，中间的斜线相连，第一段用阿拉伯数字表示额定蒸汽压力或允许工作压力为若干MPa；第二段

10、用阿拉件数字表示过热蒸汽温度或出水温度和回水温度为若干，蒸汽温度为饱和温度时，型号的第二部分无斜线和第二段。（3）型号的第三部分表示燃料种类以汉语拼音字母代表燃料种类，同时以罗马数字代表燃料品种分类与其并列。如同时使用几种燃料，主要燃料放在前面。表3锅炉总体型式 4.2燃料成分分析数据的基准及换算燃料成分分析数据的基准及换算4.2.1煤的成分分析煤的成分表示和分析方法，可以分为元素分析和工业分析两种。煤的元素分析将煤分为碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水分七个组分。煤的工业分析是将煤分为挥发分、固定碳分、和水分四个组分。每种组分都按分析基准的质量分数表示。由于分析方法不同，元素分析成分和工业分析成分

11、间没有严格的对应关系，无法相互换算。 4.2燃料成分分析数据的基准及换算燃料成分分析数据的基准及换算4.2.1煤的成分分析煤的成分表示和分析方法，可以分为元素分析和工业分析两种。煤的元素分析将煤分为碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水分七个组分。煤的工业分析是将煤分为挥发分、固定碳分、和水分四个组分。每种组分都按分析基准的质量分数表示。由于分析方法不同，元素分析成分和工业分析成分间没有严格的对应关系，无法相互换算。 （2）煤的灰分 煤的灰分系指煤中所有可燃物质完全燃烧以及煤中矿物质在一定温度下产生一系列分解、化合等复杂反应后剩下的残渣。显然煤灰全部来自煤中矿物质，但其组成和重量不完全与煤中矿物质相同。

12、 煤中矿物质来源如下：1)原生矿物质。系成煤植物本身所含的矿物质，此量很少。 2)次生矿物质。成煤过程中由外界混到煤层中的矿物质，一般其量也不多，但也有例外。3）外来矿物质。在采煤过程中混入的煤层顶底板和夹矸石所形成。可通过洗选法予以脱除。其数量多少,根据开采条件在很大的范围里波动.它的主要成分为SiO2,A12O3,也有一些CaSO3，CaSO4，FeS2等。 煤灰熔融性是动力用煤的重要指标。煤灰熔融性习惯上称作煤灰熔点。但严格来讲这是不确切的，因为煤灰是多种矿物质组成的混合物,这种混合物并没有一个固定的熔点,而仅有一个熔化温度的范围。开始熔化的温度远比其中任一组分纯净矿物质熔点为低.这些组

13、分在一定温度下还会形成一种共熔体,这种共熔体在熔化状态时,有熔解煤灰中其他高熔点物质的性能,从而改变了熔体的成分及其熔化温度。煤灰的熔融性和煤灰的利用取决于煤灰的组成.煤灰成分十分复杂,主要有:SiO2,A12O3,Fe2O3,CaO,MgO,SO3等。大量试验资料表明，SiO2含量在4560%时，灰熔点随SiO2含量增加而降低；SiO2在其含量45%或60%时，与灰熔点的关系不够明显。A12O3在煤灰中始终起增高灰熔点的作用。煤灰中A12O3的含量超过期30%时，灰熔点在1500。灰成分中Fe2O3，CaO，MgO均为较易熔组分，这些组分含量越高，灰熔点就越低。（3）煤中的挥发分 煤的挥发分

14、含量与煤的变质程度有密切的关系，随变质程度的提高而降低。因此煤炭分类中均以其做为第一分类指标。根据挥发分和焦渣特征可初步决定煤种的加工利用途径。 挥发分测定条件对其产率值有很大影响。我国规定彩带严密坩埚盖的瓷制坩埚，在90010温度下加热7分钟的试验方法，各国标准亦不尽相同，因此测定结果不能进行严格对比。 4.2.3煤的成分表示方法及其换算煤的成分表示方法无论是元素分析或工业分析，都与煤质分析化验时的状态有关。所以在表示煤的成分时，必须注明是何种分析化验状态。煤质分析化验时的状态常用“基”表示。煤质分析中常用的基准有“收到基”、“空气干燥基”、“干燥无灰基”、四种，其定义，用途和新旧标准对照见

15、表6：表6煤质分析基准定义基准名称新标准旧标准用途定义符号名称符号收到基以收到状态的煤为基准ar应用基y用于煤炭销售及物质平衡、热平衡与热效率计算空气干燥基以与空气温度达到平衡状态的煤为基准ad分析基f多为试验室分析工作的基础干燥基以假想无水状态的煤为基准d干燥基g用于比较煤炭质量，为计算灰分、硫分等含量用干燥无灰基以假想无水、无灰状态的煤为基准daf可燃基r用于了解和研究煤中的有机质各种“基”的成分均用质量百分数表示。各种成分的具体表示法见表7。表7煤的各种“基”的成分表示法基准名称元素分析（%）工业分析（%）收到基（ar）Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100FCa

16、r+Var+Aar+Mar=100空气干燥基（ad）Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100FCad+Vad+Aad+Mad=100干燥基（d）Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100FCd+Vd+Ad=100干燥无灰基（daf）Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100FCdaf+Vdaf=100表8煤质分析结果不同“基”成分换算系数表已知基所求基收到基（ar）空气干燥基（ad）干燥基（d）干燥无灰基（daf）收到基（ar）1空气干燥基（ad）1干燥基（d）1干燥无灰基（daf）1aradMM100100arM100100)(100100ararAMad

17、arMM100100adM100100)(100100adadadAMM100100arM100100adMdA100100100)(100ararAM 100)(100adadAM 100100dA4.3煤的性质煤的性质4.3.1煤的热稳定性煤的热稳定性是指煤块在加热时保持原有粒度的性能。热稳定性好的煤在燃烧或气化过程中不破碎或破碎较少。锅炉或煤气发生炉炉如使用热稳定性差的煤，将导致煤层气流阻力增加，气流带出物（飞灰量）增加，甚至形成风沟和结渣，使燃烧或气化不能正常进行。4.3.2煤的可磨性煤的可磨性是指煤研磨成粉的难易程度。煤的可磨性主要与煤的煤化程度有关。一般来说，焦煤和肥煤可磨性指数较

18、高，容易磨细；无烟煤、褐煤可磨性指数较低，不易磨细。当水分和灰分增加时，其可磨性指数就越低。煤的可磨性系数以风干状态下的硬质标准煤（一般以难磨的无烟煤Kkm=1为基准）与待磨煤在相同颗粒度的情况下，磨制成相同细度的煤粉，各自电耗量之比。 4.3.2煤的可磨性煤的可磨性是指煤研磨成粉的难易程度。煤的可磨性主要与煤的煤化程度有关。一般来说，焦煤和肥煤可磨性指数较高，容易磨细；无烟煤、褐煤可磨性指数较低，不易磨细。当水分和灰分增加时，其可磨性指数就越低。煤的可磨性系数以风干状态下的硬质标准煤（一般以难磨的无烟煤Kkm=1为基准）与待磨煤在相同颗粒度的情况下，磨制成相同细度的煤粉，各自电耗量之比。 4

19、.3.3煤的粘结性和结焦性 煤的粘结性指煤在隔绝空气受热后能否粘结其本身或惰性物质或焦块的性质；煤的结焦性是指煤粒在隔绝空气受热后能否生成优质焦碳（焦碳的强度和块度符合治金焦的要求）的性质。 粘结性强是结焦性好的必要条件，即结焦性好的煤其粘结性也好，但粘结性好的煤，结焦性不一定好。例如气肥煤，其粘结很好，但生成的焦碳裂隙多、强度差，故结焦性不好。4.3.4煤的结渣性 煤的结渣性是反映煤灰在燃烧或气化过程中的成渣特性。对于煤的燃烧与气化，结渣率高都是不利的，会造成气流分布不均，给操作造成困难，增加灰渣中的含炭量等。 影响结渣性的主要因素是煤灰分和灰熔点。煤的灰分高、灰熔占低，结渣率就高。此外，煤

20、灰周围的气氛对结渣性也有影响，还原气氛下的结渣率就高于氧化气氛下的。4.3.5.煤灰的熔融性 煤的灰分是煤在完全燃烧后形成的残渣，主要成分是煤中矿物质燃烧后生成的金属和非金属的氧化物与盐类，是多种成分的复合物和混合物，因此它没有明显的由固相转化为液相的熔点，开始熔融到完全熔融，要经过一个较大的温度区域，一般测定它的三个熔融特征温度；变形温度（DT）、软化温度（ST）、流动温度（FT）。 影响灰熔点的因素很多，主要与煤灰的组成成分和煤灰周围燃烧介质气氛有关。煤灰中熔点高的物质愈多，灰熔点愈高；煤灰周围介质还原性气体存在时，灰熔点会降低。 4.4煤的发热量煤的发热量煤的发热量Q：单位质量的煤在完全

21、燃烧时所放出的热量(kJ/kg)。煤的发热量根据生成烟气中的水蒸气状态不同分为高位发热量和低位发热量。高位发热量Q是指每千克煤完全燃烧后其烟气中的水蒸气以凝结水状态存在时所放出的热量，用Qgr表示。低位发热量是指每千克煤完全燃烧后其烟气中的水仍保持蒸汽状态时所放出的热量，用Qnet表示。很显然燃料高位发热量要大于低位发热量，其差值即是燃烧产物中所含水蒸气的法汽化潜热。一般而言，工程中燃烧后烟气中的水均呈水蒸气状态排出，所以常用的是燃料低位发热量。5.1常用钢号表示方法常用钢号表示方法 5.1.1碳素结构钢(GB700-88) 由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“Q”，代表

22、钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa例如Q235表示屈服点（s）为235 MPa的碳素结构钢。 必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b表示半镇静钢：Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。 5.1.2优质碳素结构钢(699-88) 钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.45%的钢，钢号为“45”，它不是顺序号，所以不能读成45号钢。 锰含量较高的优质碳素结构钢，应将锰元素标出，例如50Mn。 沸

23、腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出，例如平均碳含量为0.1%的半镇静钢，其钢号为10b。 5.1.3碳素工具钢（GB1298-86） 钢号冠以“T”，以免与其他钢类相混。 钢号中的数字表示碳含量，以平均碳含量的千分之几表示。例如“T8”表示平均碳含量为0.8%。 锰含量较高者，在钢号最后标出“Mn”，例如“T8Mn”。 高级优质碳素工具钢的磷、硫含量，比一般优质碳素工具钢低，在钢号最后加注字母“A”，以示区别，例如“T8MnA”。 5.1.4合金结构钢(3077-88) 钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如40Cr。 钢中主要合金元素，除个

24、别微合金元素外，一般以百分之几表示。当平均合金含量1.5%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字“1”，例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者铬含量为0.4-0.6%，后者为0.9-1.2%，其余成分全部相同。当合金元素平均含量1.5%、2.5%、3.5%时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3、4等。例如18Cr2Ni4WA。 钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素，均属微合金元素，虽然含量很低，仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中。钒为0.07-0.12%，硼为0.001-0.005%。 高级优

25、质钢应在钢号最后加“A”，以区别于一般优质钢。 5.1.5低合金高强度钢（GB/T1591-94） 钢号的表示方法，基本上和合金结构钢相同。 对专业用低合金高强度钢，应在钢号最后标明。例如16Mn钢，用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”，汽车大梁的专用钢种为“16MnL”，压力容器的专用钢种为“16MnR”。 5.2电厂常用金属材料电厂常用金属材料5.2.1. 20钢20钢的塑性、韧性及焊接性能优良，在工作上530以下具有满意的抗氧化性能。当硬度HB=137-174时，其相对加工性为65%。该钢无回火脆性，但长期在某种程度上450以上运行会发生珠光体球化和石墨化。20G钢为优质碳素结构钢，除基本

26、性能与20钢相同外，还增加了对高温性能的要求。20g和22g钢是制造锅炉的常用碳素钢板，除基本性能与20钢相近外，还增加了对冲击韧性、应变时效冲击值和冷弯的要求，屈强比也略高于20钢，并要求有一定的抗疲劳和抗腐蚀性能。按GB3078标准供货的钢无缝钢管用于制造低、中压锅炉管件，长期使用的最高壁温应450。马莲台电厂7段抽汽设计压力4.8653 MPa(g)，设计温度350.1。 按GB3087标准(低中压锅炉用无缝钢管）供货的20钢无缝钢管用于制造低、中压锅炉管件，长期使用的最高壁温应450。按GB5310标准(高压锅炉用无缝钢管）供货的20G钢管用于制造高压或更高参数的锅炉管件。用作受热面管

27、件，其长期使用最高壁温应450，用作联箱和蒸汽管道使用的最高温度应425。按GB713标准(锅炉用钢板）供货的20g,22g钢板，一般用于制造低、中压锅炉汽包，其使用温度260亦可用作工作温度400的紧固件上等。 5.2.2 Q235A(A3)根据GB700-79规定，A3钢是碱性平炉冶炼的第三种强度等级的甲类钢，按力学性能供应，保证抗拉强度和延伸率。根据GB700-88的规定，Q235A级与A3钢相对应，其韧性和塑性较好，并有良好的热加工性能和焊接性能。一般在热轧状态下使用。该钢用途广泛，其轧制的型钢，钢筋、钢板、钢管等，可用于制造各种焊接构件、桥梁及一般不重要的机器零件，如螺栓、连杆、铆钉

28、等。5.2.3.16Mn16Mn钢是屈服强度为350MPa级的普通低合金钢，是我国应用最早，最广泛的低合金结构钢种之一，具有良好的综合力学性能，抗疲劳性能，焊接性能及低温冲击韧性，冷冲压及切削性均好。高温(450以下)及低温(-40以上)力学性能均优于碳素钢A3、15、20，并能节约钢材20%-30%。与Q235A钢相比，其屈服强度提高50%左右，耐大气腐蚀能力约提高20%-30%。但缺口敏感性较碳钢大，在有缺口存在时，疲劳强度比Q235A级钢低，且易产生裂纹，在加工时应注意。该钢种推荐使用温度为-40-450。它可广泛用于各种大型船舶、桥梁、管道、锅炉、压力容器、起重机械、电站设备、厂房钢架

29、等承受负荷的各种焊接构件，特别适用于于寒冷地区低温压力容器、桥梁及其他结构件的制造。5.2.4.40Cr40Cr钢是机械制造业中的常用钢种，具有良好的淬透性、较高的抗拉及疲劳强度，经调质后，具有良好的综合力学性能，切削加工性能尚好，冷加工塑性中等。用于中压以下汽轮机叶轮及各种较重要的调质零件。如齿轮、轴、连杆、曲轴和紧固件等。5.2.5.45钢45钢是机械制造中广泛使用的中碳优质结构钢。经适当热处理后具有较高强度，通常在正火或调质状态下使用。具有良好的切削加工性能。用于强度要求较高的零件，如齿轮、联轴器、轴、紧固件等。要求较高耐磨性时，可进行表面淬火。5.2.6. 12Cr1MoV12Cr1M

30、oV钢属珠光体低合金热强钢，该钢具有较高的热强性能和持久塑性，580以下10万h的持久强度比国外广泛采用的2(1/4)Cr-Mo钢高许多。该钢的生产工艺较为简单，且抗氧化性能和焊接性能良好，但其力学性能和组织对正火冷却速度比较敏感。室温冲击韧性尽管较低，但在工作温度较高的韧性，只要在室温下不要受大的冲击力，规范启停炉操作，具有低室温冲击韧性的钢管仍可在高温高压下长期运行。该钢的组织稳定性良好，但在高温下长期运行过程中会出现珠光体球化现象。研究结果表明：轻度至中度球化对持久强度影响不大，但完全球化的组织会显著降低钢的热强性，因此，对运行中出现球化的钢管，必须加强金属监督。用途：用于制作壁温570

31、的受热面管子，壁温550的集箱、蒸汽管道，以及锅炉大型锻件。 5.2.7.10CrMo910 这种钢具有良好的加工工艺性能和较好的焊接性能。该钢对热处理不太敏感，能在大截面上得到较均匀的性能，持久塑性好，运行开始阶段蠕变速度较快，但运行1-2万小时后才进入正常蠕变，延伸率达到3%-5%时才开始蠕变第三阶段。该钢的淬透性大，有一定的焊接冷裂倾向，其热强性能比12Cr1MoV钢低。主要用于制造壁温在580以下的过热器管，以及壁温为570以下的集箱和蒸汽管道。 5.2.8.1Cr18Ni9Ti、12X18H10T、172461Cr18Ni9Ti钢是一种应用广泛的18-8型奥氏体不锈钢、又是不锈钢耐酸

32、钢，具有高的抗腐蚀性能。在不同温度和深度的各种强腐蚀性介质(如硝酸、大部分有机酸和无机酸的水溶液、磷酸、碱和煤气等)中，均有良好的耐蚀性。在空气中有高的热稳定性，抗大气氧化长期使用温度可达800，强烈氧化开始温度为850。 该钢的室温和高温力学性能与1Cr19Ni9钢基本相似，并具有良好的焊接性能。除原子氢焊外，还适宜各种焊接，电弧焊优于气焊，焊后可不进行热处理。焊接方法得当，通常不会产生晶间腐蚀。该钢的冷变形能力高，可弯曲、卷边和折叠，具有很好的深冲性能。 由于钢中含有钛元素，能形成稳定的碳化物TiC，从而可避免在晶界上析出Cr23C6而引进晶间腐蚀，因此这种钢经固溶和稳定的碳化物TiC，可

33、避免晶间腐蚀倾向，但也会因此而促使钢中出现氮化钛(TiN)夹杂物，特别是当TiN呈链状分布时，会使钢产生发裂。在我国GB1220-92标准中规定，1Cr18Ni9Ti钢除专用外，一般情况下不推荐使用。1Cr18Ni9Ti用于600-650范围工作的焊接设备和610下长期工作工作的过热器管及各种需要耐腐蚀的容器、结构部件等，也广泛地用作高温、耐蚀的零部件如板材、管材及锻件等。当作不起皮钢使用时，可用于800以下的零件。 5.2.9.10Cr9Mo1VNb、T91、P91、10Cr9Mo1VNb、T91、P91钢属改良型9Cr-1Mo高强度马氏体耐热钢。该钢是美国ORNL首先开发研制的，其中钢管已

34、纳入美国ASTM标准，我国也已研制出该钢种，并已纳入GB5310-95标准。该钢在T9钢的基础上，通过降低碳含量，填加合金元素V和Nb控制N和Al含量，使钢不仅具有高的抗氧化性能和抗高温蒸汽腐蚀性能，而且还具有良好的冲击韧性和高而又稳定的持久塑性及热强性能。在使用温度低于620时，该钢的许用应力高于奥氏体不锈钢，特别是与奥氏体不锈钢焊制的异种钢焊接接头，其热强性能可达到本身同种钢管焊接接头性能水平。主要用于制造亚临界、超临界锅炉壁温625的高温过热器、壁温650的高温再热器钢管，以及壁温600的高温集箱和蒸汽管道，也可用于核电设备热交换器以及石油裂化装置炉管等。囯外一些国家已用该钢代替T22（

35、P22）钢等。我国也已采用T91钢管代替低Cr(如102钢)、高Cr及Cr-Ni奥氏体不锈钢制造300MW锅炉的高温过热器和再热器。5.2.10.HT150、HT200、HT250HT150铸造性能工艺简单、铸造应力小，不用人工时效处理，抗拉强度和硬度均较低，减振性能良好。适用于不重要设备的零件，如支柱、底坐、床身、齿轮箱、工作台、端盖、阀体、管路等。使用温度不超过230。HT200为珠光体类灰铸铁。其强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性良好，铸造性较好，但脆性较大，需进行人工时效处理。适用于承受较大应力但不受冲击载荷的零件。如发动机缸体、飞轮、轴承座、阀体。使用温度不超过230。HT250珠光

36、体类灰铸铁。其强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性能良好，铸造性能良好。一般需进行人工时效处理。用于承受较大应力各较弱腐蚀介质的零件，如气缸、机座、飞轮、联轴器、齿轮箱、轴承座、液压泵和阀体等。使用温度不超过300。 5.2.11.QT400-18、QT500-7QT400-18有较高的强度、韧性和塑性，且有较高承受常温一次大能量冲击载荷的能力。在低温下的脆性转变温度较低，低温冲击韧性良好，还具有搞温度急变性和一定耐腐蚀性能。适用于承受高冲击振动及扭转等动载荷和静载荷的零件。如底盘、阀门、泵体、转轮、缸体、联轴器等。QT500-7有适当的强度、韧性、有良好的耐磨性和减振性，缺口敏感性比钢低，铸工

37、艺性能良好，切削性能尚好。可通过不同热处理而改变其性能。用作泵体、轴承体、齿轮、汽轮机中温隔板、支架、连杆等。 锅炉水质标准应执行火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量(GB/T12145-1999) 6.1.蒸汽质量标准对于用于发电的蒸汽，其品质应符合9表及表10的规定，对于其他用途的蒸汽应符合相应生产工艺对蒸汽品质的要求。表表9蒸汽质量标准蒸汽质量标准项目锅筒锅炉3.8-5.85.9-18.3标准值标准值期望值钠(g/l)磷酸盐处理1510挥发性处理105电导率(氢离子交换后，25)/( S/cm)磷酸盐处理0.30按发性处理二氧化硅(g/kg)20项目锅筒锅炉3.8-5.85.9-18.3标

38、准值期望值标准值期望值铁(g/kg)2020铜(g/kg)553表表10蒸气质量标准蒸气质量标准表表5-3锅炉给水质量标准锅炉给水质量标准锅炉过锅炉过热蒸汽热蒸汽压力压力/MPa电导率电导率(氢离子氢离子交换后，交换后，25)/( S5)/( S/cm)/cm)硬度硬度（molmol/ /L L）溶解氧溶解氧铁铁铜铜(gg/kg)/kg)3.8-5.82.02.01515505010105.9-12.62.02.07 730305 512.7-15.60.300.301.01.07 720205 515.7-18.30.300.3007 720205 57.1汽轮机设备的组成和作用汽轮机设备的

39、组成和作用汽轮机是将蒸汽的热力势能转换成机械能，借以拖运其他机械转动的原动机。为保证汽轮机安全经济地进行能量转换，除汽轮机本体外，尚需配置若干附属设备。汽轮机及其附属设备通过管道和阀门等附件国家连成系统，再由各种功能的系统组成一整体，称汽轮机设或汽轮机装置。 具有较高压力和温度的蒸汽经主汽门、调节阀进入汽轮机。由于汽轮机排汽口处的压力低于进汽压力，在这个压力差的作用下蒸汽向排汽口流动，其压力和温度逐渐降低，将一部分热力势能转换为机械能，最后从排汽口排出。汽轮机的排汽仍具有一定的压力和温度，因此仍具有一定的热力势能，这一部分能量没有转换成机械能，称为冷源损失。排汽的压力和温度超高，它所具有的能量

40、就越大，冷源损失所占比例也就越大。为了减少冷源的损失，提高蒸汽热力循环的效率，常采用凝汽设备来降低排汽的压力和温度，此时汽轮机的排汽排入凝汽器，在较低的温度下凝结成水，由凝结水泵抽出供锅炉继续使用。 为了吸收排汽在凝汽器内凝结时所放出的热量，保持较低的凝结温度，必须用循环水泵不断地向凝汽器供应低温冷却水。由于汽轮机的尾部及凝汽器其内部压力低于外界大气压力，故周围的空气会漏入，必须用抽气器将其抽出，否则会使凝汽器其的压力升高，从而导致冷源损失增大。凝汽设备由凝汽器、凝结水泵、循环水泵和抽气器组成。除特殊的背压式汽轮机外，所有的汽轮机都配有凝汽设备。 7.2汽轮机的基本工作原理汽轮机的基本工作原理

41、汽轮机是一种蒸汽透平，工艺上用的压缩机也是用蒸气透平驱动的，原理和汽轮机的原理是一样的。透平是英文turbine的音译源于拉丁文turbo一词意为旋转物体。透平的工作条件和所用工质不同所以它的结构型式多种多样但基本工作原理相似。透平的最主要的部件是一个旋转组件即转子或称叶轮它安装在透平轴上具有沿圆周均匀排列的叶片。流体所具有的能量在流动中经过喷管时转换成动能流过叶轮时流体冲击叶片推动叶轮转动从而驱动透平轴旋转。透平轴直接或经传动机构带动其它机械输出机械功。透平所用的流体工质有水蒸汽和燃气等3种。以水为工质的透平称为水轮机以蒸汽为工质的透平称为汽轮机以燃气为工质的透平称为燃气透平。 汽轮机以蒸汽

42、为工质，并将蒸汽的热能转换为机械功。蒸汽在汽轮机中将热力势能转换成机械功的全过程是需要在喷嘴叶栅和动叶内共同完成的，一列喷嘴叶栅和相应的一列动叶栅便组成了汽轮机中能量转换的基本单元，称为“级”。一台汽轮机可由一级或若干级串联组合而成为单级汽轮机或多级汽轮机。 蒸汽在汽轮机中的能量转换包括两个过程。首先，当一定温度和压力的蒸汽经过喷嘴叶栅时，将热能转换成蒸汽高速流动的动能；然后，当高速汽流经过动叶栅时，将动能转换成转子旋转的机械能，从而完成利用蒸汽热能驱动各类机械做功的任务，即蒸汽的热力势能转换成蒸汽的动能和蒸汽的动能转换成推动汽轮机转子旋转的机械功，这种能量转换是在喷嘴和动叶中共同完成的。 7

43、.3汽轮机的分类汽轮机的分类7.3.1.汽轮机的分类汽轮机用途广泛，类型繁多，可以不同的角度对汽轮朵进行分类，表1列出了汽轮机不同的分类方法。此外，汽轮机还可以按汽缸数目（单缸、双缸、多缸）、按排列方式（单轴、双轴）等分类。分类型式说明按工作原理冲动式汽轮机蒸汽主要在喷嘴(或静叶栅)中进行膨胀 反动式汽轮机蒸汽在喷嘴(或静叶栅)和动叶栅中都进行膨胀 按热力特性凝汽式汽轮机排汽在低于大气压力的真空状态下进入凝汽器凝结成水。应用广泛 背压式汽轮机排汽大于大气压力，排汽全部供热用户使用。当排汽作为其他中、低压汽轮机的工作蒸汽时，亦称前置式汽轮机BHDG5 抽气式汽轮机利用调整抽气供热的汽轮机。包括一

44、次调整抽气式和二次调整抽气式。生产用抽气压力一般为8-16ata，生活用抽气压力一般为0.7-2.5ata 抽气背压式汽轮机具有调整抽气的背压式汽轮机 乏汽汽轮机利用其他蒸汽设备的低压排汽或工业生产的工艺流程中的副产蒸汽工作，进汽压力通常较低 多压式汽轮机利用其他来源的蒸汽引入汽轮机相应的中间级，与原来的蒸汽一起工作。通常用于工业生产的工艺流程中，作为蒸汽热量的综合利用 按汽流方向轴流式汽轮机在汽轮机内蒸汽基本上按轴向流动 辐流式汽轮机在汽轮机内蒸汽基本上按辐向(经向)流动 周流(网流)式汽轮机蒸汽大致沿轮周方向流动的小功率汽轮机 按用途电站汽轮机在化石燃料(煤、油、天然气)、核燃料或其他热能

45、(地热、太阳能等)的电站中带发电机的汽轮机。绝大部分采用凝汽式汽轮机 同时供热供电的汽轮机(抽气式、背压式)，通常又称为热电汽轮机 工业汽轮机应用于工厂企业中的固定式汽轮机的统称，包括自备动力站的发电用汽轮机(通常是等转的)和驱动用汽轮机(通常是变转速的) 船用汽轮机用于船舶推进动力装置，驱动螺旋桨 。凝汽式供热汽轮机在中低压缸连通管上加装蝶阀来调节供暖抽汽量，抽汽压力不像调节抽汽式汽轮机那样维持规定的数值，而是随流量基本上按一定斜率的直线规律变化按进汽参数低压汽轮机新蒸汽压力小于1.5MPa中压汽轮机新蒸汽压力为2-4MPa高压汽轮机新蒸汽压力为6-10MPa超高压汽轮机新蒸汽压力为12-1

46、4MPa亚临界汽轮机新蒸汽压力为16-18MPa超临界汽轮机新蒸汽压力超过22.4MPa按功率大功率汽轮机按我国目前状况，大功率汽轮机常指200MW以上的汽轮机小功率汽轮机按我国目前状况，为25MW以下的汽轮机7.3. 2.汽轮类型的标识汽轮机的各类很多，为了便于使用，常采用一定的符号来表示汽轮机的基本特征（蒸汽参数、热力特性和功率等）。这种符号组合称为汽轮机的型号。国产汽轮机的型号表示方法是：AABBCCDAA代表汽轮机类型BB代表额定功率（MW）CC代表蒸汽参数我国目前制造的汽轮机类型采用汉语拼音来表示，蒸汽参数用数字来表示。 国产汽轮机类型的代号代号类型代号类型N凝汽式CB抽汽背压式B背

47、压式H船用C一次调节抽汽式Y移动式CC两次调节抽汽式汽轮机型号中参数的表示方法汽轮机类型蒸汽参数表示方法示例凝汽式主蒸汽压力/ 主蒸汽温度N50-8.82-535中间再热式主蒸汽压力/ 主蒸汽温度/中间再热温度N300-16.7/537/537一次调节抽汽式主蒸汽压力/调节抽汽压力C50-8.82/0.118两次调节抽汽式主蒸汽压力/高压抽汽压力/低压抽汽压力C25-8.82/0.98/0.118背压背主蒸汽压力/背压B50-8.82/0.98抽汽背压式主蒸汽压力/抽汽压力/背压CB25-8.82/0.98/0.118由于驱动用工业汽轮机目前尚无统一的编号标准，各生产厂家采用的型号编制方法各不

48、相同。例如：N50-8.82/535,表示是凝汽式汽轮机，额定功率为50MW，主蒸汽参数为8.82MPa，温度535。CC25-8.82/0.98/0.118,表示是两次调节抽汽式汽轮机，额定功率为25MW，主蒸汽压力为8.82MPa,第一级调节抽汽压力为0.98MPa，第二级调节抽汽压力为0.118MPa。7.3.3.几种汽轮机的介绍由于汽轮机在工业领域的应用十分广泛，也难以用较少的篇幅来概括其选用原则和要求，下面仅结合有关规程作一些概略的介绍。（1）凝汽式汽轮机纯凝汽式汽轮机一般简称凝汽式汽轮机，蒸汽在汽轮机中做功后，全部排入压力比大气低的凝汽器中，小型工业汽轮机有的采用这种形式。但一般凝

49、汽式汽轮机多带非调节抽汽，即有一部分蒸汽在中间抽出去加热锅炉给水，以提高循环效率，其余大部分节省做功后排入凝汽器中凝结，凝汽式汽轮机多彩这种形式。凝汽式汽轮机在化工、电力等工业部分获得广泛应用。（2）抽汽凝汽式汽轮机将进入汽轮机已做过部分功的蒸汽从中间抽出一股或两股供工业用汽或取暖用汽，其余的蒸汽仍排入凝汽器进行凝结。由于这种汽轮机的抽汽要保证一定的抽出压力，汽轮机的调节系统必须保证转速和抽汽压力同时稳定，所以这种汽轮机的全称为调整抽汽凝汽式汽轮机。这类汽轮机在化工行业等得到广泛应用。此外，如用于驱动发电机时即为热电联产汽轮机的一种主要形式，简称供热式汽轮机。 （3）背压式汽轮机蒸汽进入汽轮机

50、膨胀做功后以高于大气压的压力排出。该排汽可供压力较低的其他汽轮机用汽，也可供工业或生活用汽，这类汽轮机在热电联产及化工等企业得到广泛应用。 （4）抽汽背压式汽轮机蒸汽在汽轮机内膨胀做功过程中，其中一部分蒸汽被抽出，抽汽压力必须加以调整使其稳定，其余蒸汽也以高于大气压力的压力排出。其调整抽汽和背压排汽均供工业用汽或生活用汽，这类汽轮机的全称为调整抽汽背压式汽轮机工自动抽汽背压式汽轮机。这类汽轮机在石化工业中也有所应用，也可作热电联产之用。7.4汽轮机及其装置的评价指标汽轮机及其装置的评价指标1.相对内效率相对内效率n指1kg蒸汽在该工作单元中所转换成的有效功W与所消耗的理想能量H之比：nW/H式

51、中n相对内效率；W 蒸汽所转换成的有效功（kJ）；H 所消耗的理想焓降（Kj）。 7.5工业用汽轮机工业用汽轮机相对于发电用汽轮机而言，工业汽轮机有：转速要求随工艺过程而条件差异很大，所以其功率、进汽参数、排汽参数、抽汽参数、转速、调节性能和布置方式等也千差万别。从而其品种规格繁多，如果像发电汽轮机那样，用品种规格较少的定型批量生产的产品生产方式，难以满足用户的需要。针对这种情况，国外知名的汽轮机制造厂采用“积木”式工业汽轮机系列。所谓“积木”式是指将汽轮机部套分成为许多可以互相装配的“块”，厂家通过计算和组合不同的“块”来拼成用户所需要的产品，像搭积木一样。这种生产方式能较好地在性能参数、经

52、济指标、制造成本和价格、安全性等方面综合地满足各类工业企业的不同需求。目前国内有些汽轮机制造厂也引进了国外先进的“积木”式工业汽轮机系列，来满足各类工业企业的不同需求。工业汽轮机的典型应用和参数范围使用部门装置主要被驱动的机械典型参数进汽压力/MPa进汽温度/功率/kW转速/(r/nim)石油化工或煤化工合成氨合成气压缩机等四大压缩机3.7-12.5320-5352000-320005000-12500尿素CO2压缩机3.7-5.5320-4305000-85006000-8000乙烯裂解气压缩机等三大压缩机1.5-12280-5351500-180001500-1000甲醇合成气压缩机10-

53、14500-53520000-4000010000-12000乙醇循环乙烯气压缩机7.5-12450-5351000-50008000-120004.8万M3/h空分装置汽轮机 1000MW等级超超临界大型火电站50%容量锅炉给水泵工业汽轮机 冲动式汽轮机冲动式汽轮机8.1多级汽轮机的技术特点多级汽轮机的技术特点（1）提高单机功率为了增大汽轮机的容量，即提高汽轮机的单机功率，除应增大进入汽轮机的蒸汽量之外，还必须让蒸汽在汽轮机中具有较大的质量焓降。如果仍然制成单级汽轮机，质量焓降增大后，喷嘴出口气流速度必将增大。为使汽轮机级在最佳速度比附近工作以获得较高的级效率，圆周速度和级的直径也必须相应增

54、大，但它受到叶轮和叶片材料强度的限制。因此，为保证汽轮机的高效率和增大汽轮机的单机功率，就必须氢汽轮机设计成多级，使很大的蒸汽质量焓降分别由汽轮机的各级逐级利用而每级的焓降并不大，这样可使各个级都在最佳速度比附近工作，而它的直径和圆周速度都较小，使叶轮和叶片能在其离心力小于材料强度所允许的情况下工作。（2）提高循环热效率多级汽轮机的质量焓降可以比单级汽轮机增大很多，多级汽轮机的进汽参数可以做的很高。所以多级汽轮机的循环热效率大大高于单级汽轮机。（3）提高汽轮机的相对内效率 8.2多级汽轮机的结构（1）通流部分多级汽轮机由若干级组成，从总体上可分为汽缸、转子、轴承座和盘车装置等几部分。转子由叶轮

55、和主轴组成，汽轮机的各级叶轮沿轴向依次装在轴上，一般是将叶轮加热到一定温度后套装到轴上，由于冷紧固在轴上，称主热套；对直径小的叶轮可与轴锻成一体，组成转子。转子由支持轴承和推力轴承支撑定位，轴承置于轴承痤内。汽缸是汽轮机的外壳，近似为圆锥体，由进汽部分、汽缸体和排汽室组成，形成能量转换的空间，各级隔板和叶轮都置于汽缸体内。进汽部分装有喷嘴室，第一级的喷叶栅固定在喷嘴室的出口。转子穿出汽缸的部分装有轴封体，与转子对应段构成轴封。汽缸底部开有若干个抽汽口，从级间抽出部分蒸汽，供内部热力系统和外部用户使用。为了将转子方便地放入汽缸和轴承中，汽缸、隔板套、隔板、轴封体、轴承和轴承座均沿轴线水平部分成上、下两部分。除隔板和轴瓦外，它们的上、下两部分都通过水平法兰用螺栓紧固，以保证接合面的严密性和承载能力。高参数大功凝汽式汽轮机内蒸汽的焓降很大，级