锅炉原理与设备第一章

1、锅炉原理与设备石油天然气工程学院王春华课程简介一、课程的性质和任务本课程是热能与动力工程专业的主要专业课之一，通过学习，掌握锅炉的工作原理以及炉内和锅内过程的基本理论；对锅炉结构和工作状况有一定的分析能力。培养训练学生具有一定的计算能力和实验技能，掌握锅炉机组安全，经济运行的基本知识，为后续工程技术、科学研究工作及开拓新技术领域打下坚实的基础。二、课程的教学内容以电站煤粉锅炉为主干，全面系统地阐述了锅炉的工作原理：包括锅炉的构成和工作过程，锅炉用燃料，煤粉制备，燃烧基本理论及燃烧设备，各对流受热面的主要运行问题，各类型锅炉的水动力工况，蒸汽净化，锅炉机组的布置及热力计算方法等。三、考核形式闭卷

2、考试共48学时，课堂授课40学时，实验8学时成绩评定考试：笔试100分，占70%。日常考核：满分100，占30%。（作业成绩5%，平时出勤10%，课堂表现5%，实验10%）3主要内容绪论1燃料及燃烧计算2燃烧设备3锅炉受热面4锅炉热力计算5输电铁塔发电机主变压器除氧器原煤斗下降管锅 炉送风机除尘器引风机烟 囱过热器汽包低压加热器高压加热器凝汽器输煤皮带再热器省煤器空气预热器冷灰斗排粉机磨煤机给水泵冲灰沟凝结水泵汽轮机燃烧器水冷壁过热器绪论什么是锅炉?通过燃料的燃烧，使燃料中的化学能转变为热能，并将此热能传递给工质（如水）从而使工质升温甚至转变成具有所需要的热力学参数的蒸汽。锅炉的重要性锅炉及锅

3、炉房是供热系统中热源产生的主要设备锅炉是化工、石化、冶金、轻纺、造纸等工矿企业主要动 力及供热设备锅炉是能源工业发展的主要组成部分火力发电站三大主机之一锅炉及锅炉房设备在节能、环保等科技改造及研究方面具有重要地位7 冷空气 烟气 烟气 烟气 烟囱 引风机 除尘器 空气预热器 细微灰粒 （二次风） 灰渣沟 原煤 排粉风机 （一次风） 烟气 烟气给煤机 磨煤机 燃烧器 炉膛 水平烟道 尾部烟道 原煤 风、粉 风、粉 未燃煤粒 灰渣 灰渣 灰渣 灰渣沟 排渣装置 冷灰斗 未燃煤粒 未燃煤粒 一、锅炉的工作原理及构成煤、风、烟系统8汽机主凝结水 水 水 汽水混合物 给水泵 省煤器 汽包 汽水分离器 化

4、学补充水 汽水混合物 下降管 下联箱 水冷壁 上联箱 导汽管 水 水 水 汽水混合物 汽水混合物饱和蒸汽 过热蒸汽 过热器 汽轮机调节级汽 水 系 统锅炉的工作过程燃料的燃烧过程燃料中的化学能被释放出来转化成被烟气携带的热能。 高温烟气 给煤斗燃料（煤） 炉排面（燃烧室） 除渣板（入灰渣斗） 空气在一定的燃烧设备内，正常燃烧应具备的条件： 1）高温环境 2）必需的空气量及空气与燃料的良好混合 3）燃料的供应及灰渣和烟气的排放 2.烟气向水（蒸汽等工质）的传热过程 烟气所携带的热能通过锅炉的各种受热面传递给锅炉的工质。 辐射 辐射+对流 对流高温烟气 水冷壁 过热器（凝渣管） 对流管束 对流 尾

5、部受热面（省、空） 除尘 引风机 烟囱 3.工质（水）的加热和汽化过程 工质吸收热量而被加热到所期望的温度。 1）给水：水 省煤器 汽包 2）水循环：汽包 下降管 下集箱 水冷壁 3）汽水分离锅锅炉本体辅助设备锅炉机组锅炉的组成送风机、引风机、燃料供应及制备、除灰、除渣、测量与控制等锅炉的燃烧系统，用以完成煤的燃烧过程。由炉膛、燃烧器、烟道、炉墙构架等非承压部件组成锅炉的汽水系统，用以完成水变成蒸汽的吸热过程。由汽包、下降管、联箱、导管及各热交换受热面等承压部件组成炉二、锅炉容量和参数1.锅炉容量额定蒸发量：在额定压力、温度（出口蒸汽温度和给水温度），保证热效率时每小时连续最大的蒸汽产量，单位

6、为t/h（或kg/s）注：热水锅炉容量为单位时间的产热量（额定热功率）。单位为MW（或万大卡/时）2.蒸汽参数蒸汽压力和温度指过热器主汽阀出口处的过热蒸汽压力和温度。对无过热器，指主汽阀出口处的饱和蒸汽压力和温度。给水温度指进省煤器的给水温度，无省煤器的，指进汽包的水的温度。分类方式锅炉类型简要说明按出口工质物态蒸汽锅炉锅炉出口工质为蒸汽热水锅炉锅炉出口工质为热水有机热载体炉有机热载体（导热油）锅炉工质按用途电站锅炉发电厂带动汽轮机发电工业锅炉用于工业生产生活锅炉用于日常生活按锅炉的燃烧方式层燃炉采用层燃燃烧方式室燃炉采用悬浮燃烧方式流化床锅炉采用流化床燃烧方式旋风炉采用旋风燃烧方式三、锅炉的

7、分类分类方式锅炉类型简要说明按燃料的种类燃煤锅炉锅炉中使用的燃料为煤燃油锅炉锅炉中使用的燃料为燃油燃气锅炉锅炉中使用的燃料为燃气其他燃料木材、垃圾按工质循环方式自然循环锅炉利用不受热的下降管与受热上升管之间的工质密度差使工质在一封闭的系统中产生循环流动。控制循环锅炉主要依靠锅水循环泵的压头进行循环直流锅炉给水靠给水泵的压头，依次通过锅炉各受热面产生蒸汽，无汽包分类方式锅炉类型简要说明按燃烧室内的压力负压燃烧锅炉炉膛出口烟气静压小于大气压力压力（和微正压）燃烧锅炉炉膛出口烟气静压大于大气压力按排渣方式固态排渣锅炉燃料燃烧后生成的灰渣呈固态排除液态排渣锅炉燃料燃烧后生成的灰渣呈液态从渣口流出按锅炉

8、的蒸汽压力低压锅炉不大于2.45MPa 中压锅炉2.94-4.92MPa 高压锅炉7.84-10.8 MPa 超高压锅炉11.8-14.7 MPa 亚临界锅炉15.7-19.6 MPa 超临界锅炉绝对压力超过临界压力22.1 MPa 锅炉蒸发受热面内工质的之中流动方式 （a）自然循环；（b）控制循环，（c）直流式L一给水泵；2一省煤器；3一锅简，4下降管；5一联箱；6一蒸发管；7一过热器；8一强制循环泵1. 工业锅炉的型号表示方法锅炉型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连。第一部分：表示锅炉型号、燃烧方式和蒸发量（t/h）（热水锅炉为供热量，MW）第二部分：表示蒸汽（或热水）参数，共分两段，

9、中间以斜线分开。分额定蒸汽压力和额定蒸汽温度两段。若蒸汽为饱和蒸汽，则无斜线和第二段。若为热水锅炉，第二部分分三段，分别为额定压力、出水温度和进水温度。第三部分：表示燃料种类和设计次序。四 、锅炉的型号表示方法锅炉型式代号设计次序过热蒸汽温度蒸发量燃料种类额定蒸汽压力燃烧方式工业蒸汽锅炉型号表示锅炉型式代号设计次序额定进水温度额定供热量燃料种类额定工作压力燃烧方式额定出水温度热水锅炉型号表示举例：SHL10-1.3-A: 双锅筒横置式链条炉排锅炉，额定蒸发量为10t/h，额定蒸汽压力为1.25MPa，出口为饱和蒸汽，燃用类烟煤。QXS120-0.8/130/80-Y: 强制循环室燃热水锅炉，额

10、定热功率为120MW，允许工作压力为0.8MPa，出水温度130，进水温度为80，燃料为油。 2. 电厂锅炉的型号表示方法锅炉型号由四部分组成，各部分之间用短横线相连。第一部分：表示锅炉制造厂家；第二部分：表示锅炉参数第三部分：表示燃料代号。设计次序额定蒸汽压力制造厂代号燃料种类额定蒸发量或连续最大蒸发量例如，HG-2008/18.2-1型锅炉，表示由哈尔滨锅炉厂制造，额定蒸发星为2008t/h，过热蒸汽压力为18.2MPa，第一次设计。第二章 煤粉制备一、煤粉的一般特性较好的流动性：气力输送，也易泄漏，污染环境自燃与爆炸性：影响爆炸的因素：煤粉性质（水分、挥发分、细度）、煤粉浓度、风粉混合温

11、度挥发分含量越多，煤粉越易发生爆炸。挥发分含量低于10%-14%时煤粉一般不会发生爆炸。在一定范围内，煤粉浓度越高，煤粉越易发生爆炸。煤粉颗粒越小，或煤粉细度越大，煤粉越易发生爆炸。堆积特性：自然压紧的煤粉表观堆积密度700 kg/m323 Rx 越小，则煤粉越细。电厂常用R90和R200表示煤粉细度。二、煤粉特性1 煤粉细度 Rxa筛孔上剩余的煤粉质量；b通过筛孔的煤粉质量24R200 R90， n为正值；R90一定时，n值越大，则R200越小，煤粉中过粗的煤粉较少； R200一定时，n值越大，则R90越大，煤粉中过细的煤粉较少。n值越大，煤粉中过粗和过细的煤粉均较少，即煤粉粒度分布较均匀。n取决于磨煤机和粗粉分离器的型式，一般取n = 0.81.2。煤粉颗粒组成特性：2 煤粉均匀性指数n25使锅炉机械不完全燃烧热损失、磨煤电耗和金属磨损的总和最小的煤粉细度。3 煤粉经济细度26煤的可磨性系数表示煤磨成一定细度的煤粉的难易程度。 4 煤的可磨性系数 哈氏可磨性指数 哈德格罗夫（Hardgrove）法式