锅炉培训复习资料

第一章绪论

锅炉机组的工作过程及构成锅炉参数及技术、经济性指标锅炉的类型可见在火力发电厂的生产过程中，存在着三种形式的能量转换：在锅炉中燃料的化学能转变为蒸汽的热能；在汽轮机中蒸汽的热能转变为转子的机械能；在发电机中转子的机械能转变为电能。因此，锅炉、汽轮机和发电机被称为火力发电厂的三大主机。锅炉的作用是使燃料在炉内燃烧放热，通过受热面使给水加热、蒸发、过热，以产生一定数量和质量的过热蒸汽。

锅炉效率：是衡量锅炉运行经济性的主要指标。热效率净效率Q1—

锅炉有效利用热，kJ/kg；Qr—

锅炉在单位时间内所消耗燃料的输入热量,kJ/kg；Qq—

锅炉机组自身所需的热量，kJ/kg；Qp—

锅炉机组自身电耗对应的热量，kJ/kg；q3、q4—

锅炉化学、机械未完全燃烧热损失，%燃烧效率

锅炉的分类锅炉的分类根据不同的标准，可有多种分类方法：分类方式锅炉类型简要说明蒸发量大、中、小型只具有相对意义，无固定分界主蒸汽压力亚临界、超临界等按过热器出口过热蒸汽压力分类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燃料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、生物质等分类方式锅炉类型简要说明按工质是否在受热面管内流动水管锅炉锅炉受热面管内流动的全部为工质烟管锅炉锅炉受热面管内流动的全部为烟气烟管水管混合锅炉锅炉受热面管内流动的一部分为工质、一部分为烟气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除1.按燃烧方式分类：层燃炉、流化床炉、室燃炉。（1）层燃炉：层燃炉有炉排，煤块在固定或移动的炉排上燃烧，在燃烧过程中燃料保持层状。（2）流化床炉：床层上的固体燃料处于上、下翻腾的流化状态。循环流化床炉是在炉膛里把颗粒燃料控制在特殊的流化状态下燃烧，细小的固体颗粒以一定速度携带出炉膛，再由气固分离器分离后在距布风板一定高度处送回炉膛，形成足够的固体物料循环，并保持比较均匀的炉膛温度。循环流化床锅炉燃料适应性广，NOX生产少，脱硫装置简单，但运行可靠性较低，经济性较差。（3）室燃炉：燃料随空气流进入炉室且呈悬浮状燃烧的炉子，如燃用煤粉的煤粉炉，燃用液体、气体燃料的燃油炉和燃气炉。我国电站锅炉大多数采用的都是煤粉燃烧方式。煤粉炉把煤先磨成煤粉，然后用空气将煤粉喷入炉内呈悬浮状燃烧。煤被磨成煤粉后，与空气的接触面大为增加，这不仅改善了着火条件，也强化了燃烧，使煤粉炉的煤种适应范围较广，而且燃烧也较完全，锅炉热效率高达90%以上。煤粉燃烧热惰性较小，燃烧调节方便，适应负荷变化快。2.按水循环方式分类：自然循环和强制循环锅炉（a）自然循环（b）控制循环（c）直流式1-给水泵2-省煤器3-汽包4-下降管5-联箱6-蒸发管7-过热器8-循环泵（a）自然循环1-给水泵2-省煤器3-汽包4-下降管5-联箱6-蒸发管7-过热器8-循环泵自然循环锅炉：蒸发受热面内的工质，依靠下降管中的水与上升管中的汽水混合物之间的密度差所产生的压力差进行循环的锅炉。过程：水由给水泵1压送，经省煤器2加热后进入汽包。下降管4位于炉膛外不受热，管内工质为水，蒸发管6受热，管内工质为汽水混合物，下降管内水的密度大于蒸发管内汽水混合物的密度，在密度差作用下，推动工质在封闭蒸发系统中循环流动。循环倍率K：单位时间内循环水量与系统中产生的蒸汽量之比。超高压以上自然循环锅炉K一般为4~10.73（b）控制循环1-给水泵2-省煤器3-汽包4-下降管5-联箱6-蒸发管7-过热器8-循环泵控制循环锅炉：压力提高，汽水密度差减小，蒸发受热面内的工质除了依靠水与汽水混合物的密度差外，主要依靠锅水循环泵进行循环的锅炉。为了保证受热蒸发管内有足够的流量循环，在蒸发系统的下降管内加装循环泵8，以增强工质循环流动的推动力。控制循环锅炉循环倍率K一般为2~5.7（c）直流锅炉1-给水泵2-省煤器3-汽包4-下降管5-联箱6-蒸发管7-过热器8-循环泵直流锅炉：靠给水泵的压头,给水一次通过锅炉各受热面产生蒸汽的锅炉。给水经省煤器加热后，流经蒸发受热面，在其中全部蒸发汽化为蒸汽，蒸汽在过热器中加热为过热蒸汽。因此直流锅炉循环倍率K=1，并且不存在汽包。第二章燃料及热力计算

煤的常规特性及对锅炉的影响煤的分类燃料的燃烧计算烟气分析及应用

锅炉机组的热平衡

煤的成分煤由古代植物经过长期的地质演变而成，含有多种丰富的有机物与无机物。煤的组成成分通常用煤的元素分析成分和工业分析成分表示：元素分析（Ultimateanalysis）：

成分：用元素分析仪测定煤中碳C、氢H、氧O、氮N、硫S五种元素占煤的质量百分比。

用途：用于锅炉设计、热工试验、燃烧控制、煤质研究、工业利用和环境评价等。科研机构。2.

工业分析（Proximateanalysis）：

成分：按照煤的着火燃烧过程中各成分的变化，分析煤中水分M、灰分A、挥发分V、固定碳FC这四种成分的质量百分数。

用途：用于发电厂的煤质分析，了解煤在燃烧时的特性，对燃烧器的结构及操作运行有影响。电厂即可进行工业分析。

原理：煤样失去外水失去内水失去挥发分剩焦炭失去固定碳剩灰分。自然干燥105℃，1.5h隔绝空气，900℃，7min815℃，2h

煤的常规特性对锅炉工作的影响1.硫分S

可燃硫的热值低，含量少，对煤的着火、燃烧无明显影响尾部低温受热面：低温腐蚀、积灰高温腐蚀：水冷壁区域；过热器区域形成酸雨，污染环境燃料中的硫化铁加剧磨煤部件的磨损2.挥发分V：含量代表了煤的地质年龄，地质年龄越短，煤的煤化程度越浅，V含量越多。作为煤种划分的依据。对煤的燃烧过程影响很大。一般煤化程度↓，V↑，热值↓，析出温度↓

V↑，煤着火容易，相当于引燃作用。

V↑，煤燃尽容易，因V析出后多孔，反应比表面积↑3.水分M：随着水分增加着火热增大，着火推迟降低炉内温度，对着火、燃尽均不利水分吸热，烟气量↑，排烟损失↑，ηgl↓

烟气量↑，引风机电耗↑使低温受热面易于积灰、腐蚀烟气量↑，烟气流速↑，过热汽温↑（超温）不利于制粉，易堵塞，磨煤机出力↓4.灰分A：随着A增加煤中可燃成分相对减少，煤的热值降低

A熔融吸热，降低炉内温度，对着火燃尽均不利包裹碳粒，妨碍挥发分析出灰渣物理热损失↑，ηgl↓

尾部受热面：磨损、积灰炉内：结渣、腐蚀增加磨煤机的无效电耗污染环境5.灰分特性：熔融性+烧结性熔融性：角锥法

灰的变形温度DT灰的软化温度ST灰的流动温度FT

当ST>1350℃时，炉内结渣的可能性不大。为了避免炉膛出口处结渣，炉膛出口温度要比ST低50-100℃。灰熔点的影响因素（灰熔点越高越好）：灰的化学组成：酸性氧化物，↑；碱性氧化物，↓炉内气氛：氧化性气氛，↑；还原性气氛，↓引入成分基准的原因：水分、灰分含量随环境变化。图2-1煤的成分及其与各种成分基准之间的关系

煤的成分基准及换算①收到基：以入炉煤（包括煤的全部成分）为基准。②空气干燥基：以经过自然干燥，除去外水后的煤为基准。③干燥基：以除去全水后的煤为基准。④干燥无灰基：以除去全水、灰分后的煤为基准。某成分不同基准之间的换算表2-1不同基准的换算系数换算公式：所求X已知X0发热量：单位质量或体积的燃料完全燃烧时所放出的热量（kJ/kg）。燃料的发热量有高位和低位之分。高位发热量Qgr：煤的理论发热量，包括燃烧产物中全部水蒸气凝结成水所放出的汽化潜热。低位发热量Qnet：烟气中的水蒸汽在锅炉排烟温度（110-160℃）下一般不会凝结，水蒸汽所吸收的汽化潜热无法被利用，使煤的发热量降低，降低后的发热量称为低位发热量。低位发热量（燃料在锅炉中的实际发热量）小于高位发热量。煤的发热量之间的换算煤的发热量有高位和低位之分，同时对于不同成分基准的燃料发热量也不同。发热量的换算①相同基准下：高位低位②不同基准下：高位高位③不同基准下：低位低位（难点）汽化潜热换算系数三步走①相同基准：高位低位空干基：干燥基：干燥无灰基：以收到基为例：②不同基准：高位高位所求X已知X0③不同基准：低位低位不同基准间低位发热量的换算不能直接用换算系数进行换算，按三步走：a.

已知基准的Qnet

→

已知基准的Qgr

（汽化潜热）b.

已知基准的Qgr

→

所求基准的Qgr

（换算系数）c.

所求基准的Qgr

→所求基准的Qnet

（汽化潜热）

煤的分类分类指标：采用表征煤化程度的Vdaf。为实现能源的综合利用，考虑各种工艺（炼焦、燃烧、气化或液化等等）对煤质的要求，及反映煤的燃烧特性，每一类煤还要结合其他若干指标进一步划分为小类。分类褐煤烟煤无烟煤

燃烧所需空气量的计算：

理论空气量

：

1kg收到基燃料完全燃烧时所需要的最小空气量。可通过燃料中可燃元素（C、H、S）的燃烧化学反应方程式求得。

实际空气量

：实际供给空气量与理论空气量的比值，称为过量空气系数。一般炉内的燃烧过程在炉膛出口处结束，因此可用炉膛出口处的过量空气系数代表空气量对燃烧过程的影响。燃用无烟煤、贫煤、劣质烟煤时取1.20~1.25。燃用烟煤、褐煤时取1.15~1.20。漏风系数：负压运行的锅炉，外界冷空气会通过锅炉不严密处漏入炉膛和烟道中，使锅炉烟道中的实际空气量逐渐增加。对于1kg燃料，漏入的空气量与理论空气量之比即漏风系数。漏风影响：漏入烟道的冷空气，会使炉膛温度降低，炉内燃烧恶化，从而影响传热，使排烟温度升高，排烟容积增大，导致排烟热损失和引风机电耗增加，降低锅炉经济性。由于存在漏风，锅炉烟道内的过量空气系数沿烟气流程是逐渐增大的。炉膛后任一烟道截面处的过量空气系数为：

锅炉机组的热平衡锅炉热平衡指的是在稳定运行状态下，对应1kg燃料输入锅炉的热量与输出锅炉的热量之间的平衡。输入热量主要来源于燃料燃烧放热。输出热量包括锅炉有效利用热量和各项热损失。研究锅炉热平衡的目的是确定锅炉热效率和燃料消耗量，确定各项热损失大小，分析引起热损失的原因，并提出减少热损失的措施，提高锅炉效率，节约能源。煤粉锅炉机组热平衡示意图锅炉机组热平衡方程（1）输入热量Qf对于燃煤锅炉，若燃料和空气没有利用外界热量进行预热，且燃煤水分满足，则输入热量（2）机械未完全燃烧热损失Q4指的是部分固体燃料颗粒在炉内未能燃尽就被排出炉外造成的热损失。未燃尽碳主要残留在灰渣（少）和飞灰（多）中。求解灰中的碳是关键。灰平衡：入炉煤的含灰量等于燃烧后飞灰和灰渣中灰的量之和。

影响因素：Q4是较大一项热损失，仅次于排烟热损失。主要取决于燃料种类、燃烧方式、过量空气系数、炉膛结构、燃烧器设计布置、锅炉运行工况等。

Vdaf小，Mar、Aar

大，q4↑；煤粉粒径越大，q4

↑

；过量空气系数α过大或过小，q4

↑;

煤粉在炉膛停留时间τ过小，q4

↑。设计时,q4按经验推荐值选取。固态排渣煤粉炉q4=0.5～5%注意：对于1kg入炉燃料，由于机械未完全燃烧热损失的存在，因此实际只有kg燃料参加燃烧反应，因而实际燃烧所需的空气量及生成的烟气量均相应减少。因此在进行锅炉的燃烧计算和通风计算时（如计算空气量、烟气量、烟气焓、空气烟气流速等），应注意修正。（3）化学未完全燃烧热损失Q3也叫可燃气体未完全燃烧热损失。指的是锅炉排烟中残留的可燃气体未放出其燃烧热而造成的热损失。如CO，H2，CH4等。单位质量燃料的Q3应为各可燃气体容积与各自的容积发热量乘积的加和。影响因素：煤粉炉一般q3<0.5%Vdaf大，q3

↑；炉膛容积小，停留时间τ过小，q3

↑；过量空气系数α过大或过小，q3↑（4）排烟热损失Q2排烟温度较高，排烟所拥有的热量随烟气排入大气而不能得到利用，造成的热损失为排烟热损失。但排烟热量并非全部来自于输入热量，其中还包括了冷空气（20~30℃）带入炉内的一部分热量，因此在计Q2时要扣除这部分热量。同时也要对生成的烟气焓进行修正。影响因素：最大的一项热损失（5%~6%）。排烟温度：由q2、受热面低温腐蚀、金属耗量共同决定。一般排烟温度控制在110~160℃。

↑，q2↑；↓，金属耗量↑，通风阻力↑，低温腐蚀↑;受热面积灰结渣，受热面传热量↓，↑排烟容积：取决于及烟道漏风。

↑，q2↑，(q3+q4)↓存在最佳过量空气系数。烟道漏风，排烟容积↑，受热面传热量↓，↑，q2↑

燃料性质：Sar

↑，设计排烟温度↑，q2

↑Mar↑，排烟容积↑，q2

↑最佳过量空气系数q2q4q3q2+q3+q4最佳过量空气系数：使得q2+q3+q4最小的过量空气系数。一般通过燃烧调整试验来确定。（5）散热损失Q5锅炉外表面温度高于环境温度，通过自然对流和辐射向周围环境散热引起的热损失。影响因素：锅炉散热表面积的大小，锅炉外表面温度，环境温度，保温层厚度与性能等。可认为q5随锅炉容量增大而减小，同一锅炉运行时，与锅炉运行负荷近似成反比变化。大型电站锅炉散热损失q5大约为0.2%。保热系数：受热面吸收的热量与烟气放出热量的比值，表示在烟道中烟气放出的热量被该烟道中的受热面吸收的程度。忽略各段烟道在结构及环境上的差别，也可用于衡量锅炉的散热损失大小。当锅炉没有空预器或空预器吸热量远小于有效利用热量Q1时（6）其他热损失Q6主要指灰渣带走的物理热损失。锅炉中排出的灰渣还具有很高的温度（约600~800℃）而造成的热量损失。

影响因素：燃料的灰分、燃料的发热量和排渣方式等。灰分高、发热量低、排渣率高的锅炉这项热损失就大。对固态排渣煤粉锅炉，当时不计该项损失。（7）有效利用热量Q1指水和蒸汽流经各受热面时吸收的热量。一般电站锅炉的排污量不超过其蒸发量的1~2%，因此排污水吸收热量可不计。

锅炉机组热效率及燃料消耗量锅炉热效率：有效利用热量占输入热量的百分比。正平衡法：反平衡法：

比较：正平衡法要求在比较长的时间内保持工况稳定，实际运行中是不容易办到的。反平衡法不要求试验期间严格保持锅炉负荷不变，而且不但可以确定锅炉效率，还可以确定锅炉的各项热损失，了解锅炉工作情况，并有针对性的找出提高锅炉效率的途径。因此大型电站锅炉主要采用反平衡法确定锅炉热效率。

燃料消耗量：实际燃料消耗量B：单位时间内实际耗用的燃料。计算燃料消耗量Bcal：送入炉内后实际燃烧的燃料。

比较：在燃料运输系统和制粉系统的计算时，应按实际燃料消耗量B进行计算。在进行锅炉燃烧计算和通风计算时（如计算空气量、烟气量、烟气焓、空气烟气流速等），应采用计算燃料消耗量

Bcal进行计算。

习题：已知某种煤的组成成分如下：Mar=5.0%,Ad=20%,Cdaf=90.8%,Hdaf=3.8%,Odaf=3.1%,Ndaf=1.3%,Sdaf=1.0%。求煤的收到基组成。某锅炉燃用某种无烟煤，煤种特性如下：Cdaf=94%,Hdaf=1.4%,Odaf=3.7%,Ndaf=0.6%,Sdaf=0.3%,Mar=4.0%,Aar=24%,当过量空气系数α=1.1时，求实际空气量V。第三章煤粉制备及系统

煤粉的性质磨煤机制粉系统

煤粉的性质煤粉性质在很多方面都不同于原煤：煤粉的流动性：粒径小，多数为20~60μm，比表面积大，可吸附大量空气，流动性好，易泄漏。水分含量高会导致流动性下降，结块、堵塞、出力下降。自燃与爆炸性：堆积在死角，缓慢氧化，温度上升导致自燃。气粉混合物遇火花易爆炸。影响因素有挥发分含量、煤粉浓度、煤粉颗粒尺寸、灰分含量、氧浓度、环境温度等。3.煤粉的细度和均匀性

煤粉细度：是指一定质量的煤粉通过筛孔尺寸为xμm的标准筛进行筛分时，筛子上剩余量占筛分煤粉总量的百分比。它是煤粉重要特性之一，表示煤粉组成颗粒的粗细程度。

Rx越小或Dx越大，则煤粉越细。电厂常用的是R90和R200。

煤粉颗粒分布特性符合破碎公式：

b反映煤粉细度，b越大，煤粉越细；

n反映煤粉均匀性，n越大，煤粉越均匀。煤粉的经济细度使得锅炉机械不完全燃烧热损失q4和制粉能耗Em的总和最小的煤粉细度即经济细度。Vdaf和Kgr小的煤，既难磨又难烧，需要磨细；Vdaf大，煤粉易着火燃尽，可磨粗些。n大，煤粉均匀，煤粉平均粒度可以大些。炉膛燃烧强度大，可磨粗些。

制粉系统

概念：干燥、磨制、分离和输送煤粉的设备及管道的合理组合。作用：安全经济的制造和运送锅炉所需的合格煤粉。

分类：中间储仓式制粉系统和直吹式制粉系统。

匹配磨煤机：

中间储仓式制粉系统→单进单出球磨机；直吹式制粉系统→双进双出球磨机、中速、高速磨。中间储仓式制粉系统：

原理：由磨煤机出来的煤粉空气混合物，经粗粉分离器分离后，合格煤粉再经过细粉分离器，将气粉混合物分离成煤粉和乏气，煤粉储存在煤粉仓中，再根据锅炉负荷，经给粉机从煤仓中取出煤粉，与乏气或热风混合，形成气粉混合物，再送入锅炉去燃烧。

适用：适用于单进单出球磨机，可使磨煤机与锅炉之间具有相对的独立性，锅炉在低负荷时，磨煤机仍可保持在高负荷下运行。

分类：乏气送粉系统和热风送粉系统。原煤→磨煤机→粗粉分离器→细粉分离器→细粉→煤粉仓→给煤机→炉膛→燃烧→作为一次风乏气送粉系统→作为三次风热风送粉系统乏气→乏气送粉系统热风送粉系统送入燃烧器的空气是按对着火、燃烧有利而合理组织、分批送入的。按送入的空气作用不同，可将送入的空气分成三种：一次风：携带煤粉送入燃烧器的空气，主要作用是输送煤粉和满足燃烧初期挥发分燃烧对氧气的需要，一次风数量一般较少。二次风：待煤粉气流着火后再送入的空气，主要作用是补充煤粉继续燃烧所需要的空气，并起着组织炉内气流扰动和混合的作用。三次风：当制粉系统采用中储式热风送粉，将磨煤乏气通过单独的喷口送入炉膛燃烧。乏气送粉系统：由乏气输送煤粉的系统一次风：乏气+煤粉；二次风：热空气适用：输送挥发分高的煤种热风送粉系统：由热空气输送煤粉的系统一次风：热空气+煤粉；二次风：热空气；三次风：乏气适用：输送无烟煤、贫煤，一次风温度提高，有利于着火。2.直吹式制粉系统：

原理：原煤在磨煤机中磨成煤粉后，直接将气粉混合物送入锅炉去燃烧，即“现磨、现吹、现烧”。因此制粉量必须等于锅炉的燃料消耗量，即制粉量要随锅炉负荷改变。锅炉的正常运行完全依赖于制粉系统的可靠性程度。适用：适用于双进双出球磨机、中速磨、风扇磨等。

分类：根据排粉风机的位置不同分为负压系统和正压系统。正压系统再根据一次风机的位置不同分为：

正压热一次风机系统和正压冷一次风机系统。3.中间储仓式与直吹式制粉系统的比较：①直吹式系统：系统简单、设备部件少，管路短、阻力小，初投资和系统的建筑尺寸小，输粉电耗较小；但磨煤机的工作直接影响锅炉的运行，锅炉机组的可靠性相对低些。②中储式系统：设有煤粉仓，磨煤机可一直维持在经济工况下运行，磨煤机的工作对锅炉影响较小，系统的可靠性高；但系统复杂、设备部件多，初投资及运行费用高；负压较大，漏风大，q2增大，影响锅炉效率。③锅炉负荷变动时：

中储式系统：利用给粉机调节煤粉量，既方便又灵敏；直吹式系统：从改变给煤量开始，经过整个系统才能改变煤粉量，惰性较大。第四章燃烧过程理论基础

化学反应速度及其影响因素固体燃料的燃烧理论煤和煤粉的燃烧

煤粉气流的着火与燃烧1.质量作用定律：反映浓度对反应速度的影响。反应速度：在反应系统单位体积中物质浓度的变化率，一般可用烧掉的燃料量或消耗掉的氧量来表示。单位是mol/（m3·s）。质量作用定律：对于均相反应，在一定温度下，化学反应速度与参加反应的各反应物浓度幂的乘积成正比，各反应物浓度幂的指数等于化学反应式中相应的反应系数。2.阿累尼乌斯定律：反映温度和燃料性质对反应速度的影响。活化能E：表征燃料的反应能力。能够破坏原有化学键并建立新化学键所必须消耗的能量，具有活化能的分子为活化分子。活化能E与反应物种类有关，一般Vdaf含量小的煤活化能大，越不容易着火燃烧。放热反应吸热反应

固体燃料的燃烧理论不同锅炉中，煤的燃烧方式有多种，不论是哪种燃烧方式，都是固体煤与气体之间的多相燃烧，反应都是在固相表面进行的（不考虑多孔性）。1.多相燃烧反应过程：（1）氧分子扩散到反应表面。（2）氧分子被燃料表面吸附。（3）燃料表面进行燃烧反应。（4）燃烧产物由燃料表面解吸附。（5）燃烧产物扩散到环境。2、4、5较快1、3较慢（瓶颈）2.多相燃烧化学反应速度和燃烧区：以碳粒为例，燃烧反应速度常数kap取决于碳粒表面的化学反应速度常数k和氧的扩散速度常数αd。根据αd和k的相对大小，可进行燃烧区域的划分。动力区扩散区①动力燃烧区（低温）：定义：反应温度低于900~1000℃时，化学反应速度很低，燃烧所需氧量较少，氧气供应很充足，提高氧扩散速度对燃烧影响不大，燃烧速度主要受制于燃烧反应动力因素（反应温度和碳的活化能），此时燃烧处于动力燃烧区。强化燃烧的措施：提高反应系统温度。动力区扩散区②扩散燃烧区（高温）：定义：反应温度高于1400℃时，化学反应速度很高，以至于扩散到碳粒表面的氧立刻被消耗掉，提高温度对燃烧影响不大，燃烧速度主要受制于氧气向碳粒表面的扩散速度，此时燃烧处于扩散燃烧区。强化燃烧的措施：增强空气扰动，采用煤粉燃烧。动力区扩散区③过渡燃烧区（中温）：定义：介于动力区和扩散区之间。燃烧速度同时受制于氧气向碳粒表面的扩散速度和燃烧化学反应速度。若氧扩散速度不变，提高温度，则燃烧过程向扩散区转化；若温度不变，提高氧扩散速度，则燃烧过程向动力区转化。强化燃烧的措施：提高扩散速度，提高反应温度。过渡区3.燃烧过程着火和熄火的热力条件：燃烧过程分两个阶段进行，着火阶段和燃烧阶段。着火是燃烧的热力准备阶段。着火：由缓慢的氧化状态转变到化学反应能自动加速到高速燃烧状态的瞬间过程。转变时的瞬间温度称为着火温度。着火过程包括两层含义，首先是能否发生着火，其次是能否稳定着火。着火热力条件：在一定的放热、散热下，系统温度大于着火温度。熄火热力条件：在一定的放热、散热下，系统温度小于熄火温度。煤和煤粉的燃烧1.煤的燃烧过程：可分成三个阶段。（1）着火前的准备阶段：新入炉煤吸收炉内高温烟气的热量，温度逐渐升高，达到100℃左右水分逐渐析出，煤被干燥。煤继续吸热，达到一定温度后，挥发分析出，同时生成焦炭。此阶段吸热不放热。（2）燃烧阶段：温度继续上升，挥发分着火燃烧，放出热量加热焦炭，焦炭温度上升至着火温度后开始燃烧，大量放热。此阶段是强烈放热阶段。（3）燃尽阶段：大部分可燃物已燃尽，少量未燃烧的固定碳继续燃烧，碳粒表面形成灰壳，燃尽阶段中由于灰壳阻力、氧浓度降低、气流扰动混合减弱，使燃烧速度明显下降，并占整个燃烧过程的时间最长。此阶段放热较少，且易造成不完全燃烧热损失。注意：上述各阶段实际是交叉进行的，并无明显界限。煤粉气流的着火和燃烧煤粉气流的着火：一般希望在离燃烧器出口约0.5m处能稳定着火。

着火过早燃烧器喷口温度过高而烧坏火焰中心上移，炉膛出口处结渣

着火过晚火焰中心上移，过热汽温升高燃烧不完全，q4增大炉膛出口烟气温度要比灰的软化温度低50~100℃着火热源：①煤粉气流卷吸回流的高温烟气；②火焰、炉墙等对煤粉的辐射；③燃料进行化学反应释放出的热量。煤粉气流的着火主要是靠煤粉气流卷吸高温回流烟气的对流传热。着火热：将煤粉气流加热到着火温度所需的热量。着火热用于加热一次风粉混合物，以及煤粉中水分的蒸发过热。加热煤粉和一次风所需热量煤粉中水分蒸发、过热所需热量第五章燃烧设备

直流燃烧器及其布置

旋流燃烧器及其布置煤粉火焰的稳燃技术

燃烧污染物控制方法煤粉锅炉炉膛燃烧器的分类：按燃烧器出口气流的特征，可分为直流燃烧器和旋流燃烧器两大类。直流燃烧器：出口气流为直流射流或直流射流组的燃烧器。旋流燃烧器：出口气流可以是几个同轴旋转射流的组合，也可以是旋转射流和直流射流的组合，但主流为旋转射流的燃烧器。

直流燃烧器及其布置直流燃烧器是由一组圆形或矩形的喷口组成，一、二次风从各自喷口以直流射流形式喷进炉膛。卷吸：由射流外侧边界带动周围烟气随射流一起流动，使射流质量逐渐增加，并发生热量交换，最终射流横截面扩大，速度降低，煤粉浓度降低，温度升高。即卷吸过程。

煤粉气流卷吸高温烟气是着火热量的主要来源。射程L：射流在烟气介质中的贯穿能力。喷口面积一定，速度↑，射程L↑。速度一定，喷口面积↑，射程L↑。（小喷口L↓）射流卷吸周围气体越多，衰减↑，射程L↓。直流射流射程L>旋流射流射程L。3.射流刚性：在有限空间内，射流抵抗外界干扰不发生偏离轴线的能力。刚度不够，射流偏移到炉墙，可能引起结渣；偏向其他射流，会干扰其他射流的正常工作。射流初始动量↑，射流刚性↑。（与射程L相同）均等配风：一、二次风相间布置的配风方式。即在两个一次风口之间均等布置一个或两个二次风口，各二次风喷口的风量分配较均匀。均等配风燃烧器一、二次风口间距较小，有利于一、二次风的较早混合，使一次风煤粉气流着火后能迅速获得足够的空气，达到完全燃烧。因此适用于燃用高挥发分煤种，如烟煤、褐煤。二、直流燃烧器配风方式：

根据燃煤特性不同，直流燃烧器一、二次风喷口的排列方式也不同，可分为均等配风和分级配风。分级配风：

一次风喷口相对集中布置，并靠近燃烧器的下部，二次风喷口分层布置，且一、二次风口间距较大。分级配风是把二次风分级分阶段的送入。分级配风一次风集中布置，气流刚性↑，煤粉浓度↑，燃烧放热集中，火焰中心温度↑，利于着火。一二次风口间距大，一、二次风的混合晚，保证一次风粉良好的着火条件，后期扰动好，有利于燃尽。适用于低挥发分的无烟煤、贫煤。三、直流燃烧器的布置：

直流燃烧器通常布置在炉膛四角，每个角的燃烧器出口气流的几何轴线均切于炉膛中心的假想圆，使气流在炉内强烈旋转，称为四角切圆燃烧方式。四角切圆燃烧方式的特点：①着火：煤粉气流着火所需热量，除依靠边界卷吸高温烟气和接受炉膛辐射热，主要是靠来自上游邻角正在剧烈燃烧的火焰的冲击和加热，着火条件好。②燃烧：气流在炉内形成强烈的旋转，火焰在炉内充满度较好，炉内热负荷分布均匀，燃烧后期气流扰动较强，有利于加速燃烧，煤种适应性强。③燃尽：气流在炉膛内呈螺旋形上升，延长了煤粉在炉内的停留时间利于燃尽。1-无风区2-强风区3-弱风区无风区太小，不利于着火。强风区太靠近水冷壁易结渣。

旋流燃烧器及其布置旋流燃烧器出口截面都是圆形，也称圆形燃烧器。一次风射流可以是直流或旋转射流，二次风射流都是围绕燃烧器轴线旋转的射流。从燃烧器喷出的气流一般为多股气流的共轴射流，且具有较大的切向和轴向速度，因此初期扰动强烈；但轴向速度衰减较快，射流射程较短，后期扰动较弱。适用于Vdaf较高的煤种。旋转射流从两方面卷吸高温烟气，一方面靠内回流区的反向气流，另一方面靠射流外边界的卷吸，有利于稳定着火燃烧。内回流区的回流高温烟气加热煤粉气流根部，才是稳定着火的关键。三、旋流燃烧器的布置：旋流燃烧主要是靠自身射流旋转产生的内回流区卷吸高温烟气对一次风粉进行加热的，并且一、二次风是通过同一圆形燃烧器按被圆环分隔的内外通道分别进入炉内的，所以旋流燃烧器的射流为多股组成的共轴射流。炉内火焰不存在整体旋流，火焰充满度和流场均匀性好。因此旋流燃烧器应单独布置，使每个燃烧器的火焰能自由发展，相邻燃烧器之间保持一定距离，互不干扰。相邻燃烧器出口射流旋向一般相反，或从整个炉膛气流均匀性角度去考虑每个燃烧器射流的旋向。并注意布置时避免火焰冲墙结渣。

煤粉火焰的稳燃技术煤粉火焰的稳燃技术，主要可分为炉内高温烟气回流稳燃型技术和煤粉浓淡燃烧型技术。高温烟气回流稳燃法：利用燃烧器的结构，使煤粉气流中形成局部烟气的回流，增强对煤粉气流的供热能力。浓淡燃烧法：将煤粉气流送入炉膛前进行浓淡分离，使浓相处于向火面，利于着火燃烧；淡相处于背火面，利于减轻水冷壁的磨损和高温腐蚀。

燃烧污染物控制方法本小节主要介绍燃烧污染物NOX和SOX的控制。一、NOX的生成机理：热力NOX：约20%生成机理：由空气中的N2在高温下氧化生成。2.快速NOX：约5%生成机理：由燃料中的CmHn与空气中的N2预混燃烧生成的。3.燃料NOX：约75%生成机理：由燃料中的氮燃烧氧化生成。二、影响NOX生成的主要因素：温度：温度越高，生成的NOX量越大。过量空气系数：α=1.1~1.2，NOX生成量最大。燃煤性质：煤中N元素含量越高，NOX生成量越大。三、脱硝技术的分类：可分为燃烧前、燃烧中、燃烧后处理。但燃烧前脱氮研究较少。燃烧中主要是指低NOX燃烧技术。燃烧后是指烟气脱硝技术，主要有选择性催化还原（SCR）技术和选择性非催化还原（SNCR）技术。四、低NOX燃烧技术：主要包括：分级燃烧、再燃烧法、浓淡偏差燃烧、低氧燃烧和烟气再循环等。分级燃烧：将燃烧所需的空气分两阶段从燃烧器送入。第一级：送入理论空气量的80%左右，使燃料在缺氧富燃条件下燃烧，燃烧速度和炉膛温度降低，抑制了NOx的生成；第二级：以二次风形式送入剩余空气，使燃料在空气过剩区域燃尽，此时空气量虽多，但火焰温度较低，生成的NOx也较少。因此总的NOx生成量降低。2.再燃烧法：本质是燃料分级燃烧。燃烧分成三个区域。主燃烧区：80～85%的燃料以正常过量空气系数配置空气进行燃烧。气氛为氧化或稍还原性气氛。再燃烧区：剩余的燃料以再燃燃料的形式被喷入，形成富燃区。在还原性气氛下，主燃烧区内生成的NOX

经反应被还原为N2。燃尽区：送入二次风，保证燃料燃尽。≥六、烟气脱硝技术：1.选择性催化还原（SCR）技术：还原剂为NH3，催化剂为TiO2，反应温度280~420℃。2.选择性非催化还原（SNCR）技术：在合适的温度下无催化剂的条件下，利用还原剂把NOX转化为N2和H2O。反应温度一般为900~1000℃。

煤粉锅炉炉膛炉膛是燃料燃烧和热交换（主要是辐射能）的场所，也称燃烧室。煤粉在炉内的燃烧过程，不但与燃烧器及其布置有关，而且也与炉膛本身结构特性有关。我国锅炉炉膛多采用简单的矩形或正方形截面，烟气呈上升流动。炉膛的结构应能保证燃料完全燃烧，同时保证烟气在到达炉膛出口时已被冷却到对流受热面不结渣的温度。因此炉膛结构应满足以下要求：

一、炉膛热力参数炉膛容积热负荷qV：单位时间、单位炉膛容积内，燃料燃烧所释放出的热量。反映煤粉气流在炉内的停留时间。

qV过大：锅炉容量一定，则炉膛容积过小，造成煤粉气流在炉膛停留时间τ过小，造成不完全燃烧，q3、q4↑。炉膛容积↓，水冷壁面积↓，炉温和炉膛出口烟气温度↑，易结渣；排烟温度↑，q2↑。

qV过小：炉膛容积↑，炉温↓，对着火和稳定燃烧不利；水冷壁面积↑，金属耗量↑，造价↑。2.炉膛截面热负荷qA：单位时间、炉膛单位截面上，燃料燃烧所释放出的热量。反映燃烧器区域温度水平。qA↑，A↓，炉膛截面周长↓，水冷壁面积↓，燃烧器区域温度↑，可能导致燃烧器区域结渣，NOX↑。qA↓，A↑，燃烧器区域温度↓，不利于着火。锅炉设计时，可根据选用的qV、qA确定炉膛容积和截面积，并由此决定炉膛宽度、深度及高度。燃用低挥发分煤，为了稳定着火，qA应该取大些；灰熔点较低的煤，为了避免结渣，qA应该取小些。比如，无烟煤为了燃尽qV值小，为了稳定着火qA值大，炉膛呈瘦高状。作业：已知：某固态排渣煤粉炉，烧无烟煤，低位发热量Qar,net=24254kJ/kg，计算煤耗量Bcal=86.8t/h。已知炉膛容积热负荷qV=134.56kW/m3，截面热负荷qA=3.8986MW/m2，炉膛宽度W=12m。求：（1）炉膛容积Vf；（2）炉膛截面积A；（3）炉膛深度D和高度H。第六章锅炉受热面及工作特点

蒸发受热面过热器和再热器省煤器和空预器工质进入锅炉后，给水需经过预热→蒸发→过热、再热→送出锅炉，过程中给水经历了三种不同的加热状态，针对三种加热状态，锅炉设置了三种不同的受热面：①水的预热：省煤器②水的蒸发：蒸发受热面，主要是水冷壁③蒸汽的过热：过热器其他受热面还包括：④汽轮机高压缸排汽再热：再热器⑤空气的预热：空预器。以上五种受热面即为现代电站锅炉的主要受热面。一般水冷壁布置在炉膛四周的炉墙上，过热器和再热器布置在水平烟道内，省煤器和空预器布置在尾部烟道内。

蒸发受热面及系统（水冷壁）一、水冷壁的作用：水冷壁是布置在炉膛四周以辐射换热为主的蒸发受热面，管内工质一般为汽水混合物。其作用如下：1.

吸收炉内火焰辐射热，使水加热并蒸发为饱和蒸汽。2.

保护炉墙，减少熔渣和高温对炉墙的破坏。3.

使炉膛出口烟温降到允许值，避免对流受热面结渣。4.

强化传热，减少锅炉总受热面面积，降低金属耗量。5.

减轻炉墙重量，便于采用悬吊结构。五、直流锅炉蒸发受热面：直流锅炉工作原理：靠给水泵的压头，给水一次通过锅炉各受热面产生蒸汽。给水经省煤器加热后，流经蒸发受热面，在其中全部蒸发汽化为蒸汽，蒸汽在过热器中加热为过热蒸汽。因此直流锅炉循环倍率K=1，并且不存在汽包。特点：没有汽包，不构成循环，工质靠水泵压头作强制流动，炉膛水冷壁可自由布置。直流锅炉水冷壁形式主要有螺旋管圈式和立式管屏式两种。

过热器和再热器一、过热器和再热器的作用与型式：

随着锅炉参数的提高，蒸汽过热及再热热量的比例不断提高，因此须采用大量的过热器和再热器。作用：①过热器是将饱和蒸汽或低温蒸汽加热至额定参数的过热蒸汽。再热器是将汽轮机高压缸排汽加热到与过热蒸汽温度相等（或相近）的再热温度，然后送至中低压缸中作功。②调节蒸汽温度。当锅炉负荷、煤种等运行工况变化时，保持出口蒸汽温度在额定温度的-10~5℃范围内。2.工作特点：

外部烟温高，内部汽温高，冷却条件差，安全裕度小。①过热器和再热器外部烟气温度很高，600~1400℃，越靠近炉膛烟温越高。②过热器再热器内的蒸汽温度也很高，可达540℃以上。③管壁冷却条件差。蒸汽密度比水小，尤其是再热蒸汽密度更小，因此蒸汽与管壁之间对流放热系数小，蒸汽对管壁的冷却能力差。为了保证冷却，避免超温爆管，须提高管内蒸汽流速。但提高流速会增大压降，使蒸汽作功能力下降。因此管内蒸汽流速须综合考虑管壁冷却和压降两个因素。④管壁温度很高，特别是末端部分壁温最高，为了尽量降低金属材料成本，管子的工作温度都接近于允许使用温度的极限值，金属安全裕度很小。二、过热器和再热器的汽温调节：

汽温调节的重要性：a.汽温过高：锅炉受热面及蒸汽管道材料的蠕变速度↑，使用寿命↓，若受热面严重超温甚至导致爆管。汽轮机某些部件也会受到影响。b.汽温过低：机组热效率↓，汽轮机末几级叶片的蒸汽湿度↑，汽轮机效率↓，叶片侵蚀↑。c.汽温变化过大：金属疲劳损坏，引起汽轮机转子与汽缸之间的相对胀差变化，增大振动。

要求：过热器±5℃，再热器

-10~+5℃。汽温特性：过热器或再热器出口蒸汽温度与锅炉负荷之间的关系。过热器的汽温特性1-辐射式过热器2-对流式过热器3-远离炉膛出口的对流式过热器辐射式：负荷↑，汽温↓对流式：负荷↑，汽温↑辐射式和对流式受热面具有相反的汽温特性。半辐射屏式受热面汽温特性较平稳。2.汽包锅炉汽温的影响因素：①锅炉负荷：一般过热器和再热器系统都呈现对流特性，随着负荷↑，汽温↑。②过量空气系数α：α↑，炉膛温度水平↓，辐射传热↓，辐射受热面出口汽温↓；烟气量↑，烟气流速↑，对流传热↑，对流受热面出口汽温↑。以对流特性为主，即过工质出口汽温↑。③给水温度：给水温度↑，产生一定蒸汽量所需的煤耗量B↓，烟气量↓，出口烟温↓，对流受热面出口汽温↓。辐射受热面的出口汽温变化不大。高加停运，则给水温度↓，为保持负荷，则可能造成过热器超温，因此给水温度过低时要降低负荷以保证过热器安全。④受热面的污染情况：

炉膛受热面的积灰结渣：炉内辐射热↓，过热器区域烟温↑，过热汽温↑；

过热器本身积灰结渣或管内结垢：传热↓，过热汽温↓。⑤燃料性质：

M、A↑，Qar,net↓，B↑，烟气量↑，烟气流速↑，对流受热面出口汽温↑；M、A吸收炉内热量，炉温↓，辐射受热面出口汽温↓。

煤质变粗或变差，难于燃尽，火焰中心上移，汽温↑。⑥饱和蒸汽用量：饱和蒸汽吹灰，流经过热器的蒸汽量↓,过热蒸汽温度↑。⑦燃烧器运行方式：

摆动燃烧器喷嘴倾角：向上，火焰中心上移，汽温↑。对流受热面离炉膛越远，受喷嘴倾角影响越小。

投运高度上不同层次的燃烧器：火焰中心随投运燃烧器的高度而变化，导致汽温变化。

炉底漏风量↑，火焰中心上移，汽温↑。特点：结构简单、调节灵敏，易于自动化，可靠性高。3.蒸汽温度的调节方法：蒸汽侧的调节和烟气侧的调节。A.蒸汽侧调节汽温：通过改变蒸汽的热焓来调节汽温。①喷水减温：将清洁度很高的减温水通过喷嘴雾化后直接喷入过热蒸汽中，吸收蒸汽的热量使水雾加热、蒸发和过热，而使汽温降低，以达到调节过热汽温的目的。汽包锅炉可将给水作为减温水，是过热汽温调节主要方法。布置：喷水减温器布置在两级过热器之间。总喷水量为额定蒸发量的5~8%，可使汽温下降50~60℃。喷水减温器的连接系统

布置：对于多级布置的过热器系统，为减小热偏差，采用2～3级喷水减温。

第一级：屏式过热器之前。喷水量稍大于总喷水量的一半。保护屏式过热器安全和粗调过热汽温。

第二级：高温过热器之前。细调过热汽温至额定值，减少调节迟滞，提高调节灵敏度，保护高温过热器。

再热器一般不采用喷水减温调节再热蒸汽温度：再热器喷入的水转化的蒸汽仅在汽轮机的中、低压缸中作功，相当于附加了一个中压子循环系统，子循环效率低于原来循环效率，从而使整个系统循环效率降低。再热汽温多采用烟气侧调节方法，而喷水减温仅作为辅助调节方法和事故喷水用。烟气挡板调节法受热面布置B.烟气侧调节汽温：通过改变锅炉内辐射受热面和对流受热面的吸热量分配比例的方法（燃烧器倾角调节，烟气再循环法等），或改变流经受热面的烟气量的方法（调节烟气挡板）来调节蒸汽温度。烟气侧的调节都存在调温滞后和调节精确度不高的问题，常作为粗调手段，多用于调节再热蒸汽温度。①分隔烟气挡板调节器（改变流经受热面的烟气量）：用挡板将尾部烟道分隔成两个并列烟道，一侧布置再热器，另一侧布置过热器。调节布置在省煤器后的烟气挡板开度，可改变流经两烟道的烟气量，达到调节再热汽温的目的。③摆动式燃烧器（改变辐射与对流吸热量比例）：通过调节燃烧器喷嘴上下摆角，从而改变火焰中心位置，达到调节汽温的目的，离炉膛出口越远的受热面受到的影响越小。因此一般再热器布置在炉膛出口附近。燃烧器上倾角过大会增加燃料的未完全燃烧热损失，下倾角过大会造成冷灰斗结渣。摆动燃烧器摆角对过热汽温和再热汽温的影响是同向变化的，因此当负荷变化时，二者可同步调节，从而只需再使用少量减温水对过热汽温进行细调校正即可。

特点：调温幅度大，灵敏度高，时滞小，是目前大型电站锅炉再热汽温调节的主要方法。三、过热器的热偏差：1.定义：过热器和再热器管组中，因各根管子的结构尺寸、内部阻力系数和热负荷可能不同而引起的每根管子中的蒸汽焓增不同的现象。热偏差程度可用热偏差系数φ来衡量：从安全角度考虑，应关心φ值最大管壁温度最高的那些管子，偏差管通常指的是这些焓增最大的管子。Δhp：偏差管中工质的焓增，kJ/kg；Δh0：管组中工质的平均焓增，kJ/kg.2.引起热偏差的原因：q：外壁面平均热负荷，kJ/(m2·s)；F：受热面积，m2；G：工质流量，kg/s；角标p：偏差管；角标0：管组平均值。ηq：吸热不均匀系数ηF：结构不均匀系数ηG：流量不均匀系数由于并列管子间的受热面积差异不大，因此产生热偏差的主要原因是吸热不均和流量不均。c.

：反映了过热器和再热器并列管圈连接方式对流量不均的影响。连接方式的不同导致并列管圈进出口端的静压差不同。进出口端压降↑，蒸汽流量↑。Z型连接U型连接多管连接方式

省煤器和空预器省煤器和空预器布置在锅炉对流尾部烟道，进入这些受热面的烟气温度已经不高，通常把这两个部件统称为尾部受热面或低温受热面。在整个锅炉机组受热面中，空预器的金属壁面温度最低。在承压受热面中，省煤器的温度最低。因此这两种尾部受热面的低温腐蚀、积灰磨损都比较严重。下面分别介绍这两种受热面的作用及结构。

省煤器一、省煤器的作用：吸收低温烟气的热量，以降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料；由于给水在进入蒸发受热面之前，先在省煤器内加热，这样就减少了水在蒸发受热面内的吸热量，以廉价的省煤器受热面代替部分贵重的蒸发受热面。对于汽包锅炉，提高了进入汽包的给水温度，减少了给水与汽包壁之间的温差，从而使汽包热应力降低，延长汽包寿命。二、省煤器的类型及结构特点：目前广泛使用的是钢管省煤器。1.按出口参数：沸腾式省煤器和非沸腾式省煤器。

沸腾式：出口水温达到饱和温度，并且还有部分水蒸发汽化的省煤器。汽化水量一般不超过给水量的20%。

非沸腾式：出口水温低于该压力下的沸点，即未达到饱和状态，一般低于沸点20~25℃。机组容量↑，蒸发吸热量比例↓，∴中压锅炉：沸腾式；高压以上锅炉：非沸腾式。省煤器按蛇形管在烟道中的布置方式分为垂直于锅炉前墙或平行于锅炉前墙两种。尾部烟道宽度大，深度小。垂直于前墙：管子短，支吊简单，全部管子局部磨损。平行于前墙：管子长，支吊复杂，部分管子磨损。蛇形管垂直于锅炉前墙蛇形管平行于前墙双面进水蛇形管平行于锅炉前墙

空气预热器一、空预器的作用：吸收低温烟气的热量加热燃烧所需空气，以降低排烟温度，提高锅炉效率；空气被预热有利于燃料的破碎和研磨，可作为制粉系统的干燥剂和输送介质；空气被预热强化燃料的着火和燃烧，减少不完全燃烧热损失，提高锅炉效率；空气被预热能提高炉膛内烟气温度，强化炉内辐射换热。二、空预器的类型：按照换热方式可分为传热式和蓄热式两大类。

传热式：热量连续通过受热面由烟气传给空气，且烟气和空气各有自己的通路。代表：管式空预器。

蓄热式：烟气和空气交替通过受热面。当烟气流过受热面时，热量由烟气传给受热面金属，并被积蓄起来；当空气流过受热面时，热量被受热面传给空气。代表：回转式空预器。无论是受热面回转式空预器还是风罩回转式空预器，都存在漏风严重的问题。漏风可分为携带漏风和间隙漏风。第九章汽包及蒸汽净化

蒸汽品质与污染给水品质与净化锅内蒸汽净化汽包及内部装置

蒸汽品质与污染一、蒸汽品质及其影响蒸汽品质：是指蒸汽中的杂质含量，也即蒸汽的清洁程度。蒸汽中的杂质包括气体和非气体杂质。常见气体杂质：O2，N2，CO2，NH3等。常见非气体杂质：硅酸，钠盐等，也称蒸汽含盐。蒸汽含盐对锅炉和汽轮机的安全经济运行有重要影响，因此对蒸汽品质有着严格的规定。三、蒸汽污染的原因蒸汽中含有杂质称为蒸汽污染。给水进入锅炉后逐渐被加热蒸发而浓缩，给水中所含杂质大部分转移到蒸发区的锅水中，因此锅水杂质浓度比给水高很多。

蒸汽污染的原因有两个：第一个是由汽包送入过热器的饱和蒸汽携带锅水，也是中低压锅炉蒸汽污染的主要原因；第二个是蒸汽能溶解而携带某些盐类，并且蒸汽溶盐能力随压力升高而增大，因此高压以上锅炉蒸汽污染的原因，既有蒸汽带水，又有溶盐。可见，蒸汽污染的根本原因在于锅炉给水中含有杂质。机械携带：蒸汽携带锅水水滴而带盐称为机械携带。机械携带盐量大小取决于蒸汽带水量的多少以及锅水含盐浓度大小。蒸汽机械携带含盐量为：2.溶解性携带：蒸汽具有直接溶解盐分的能力而带盐的现象，即蒸汽溶盐。蒸汽对某种物质的溶解量以分配系数α表示，它是指某物质溶解于蒸汽中的量与该物质溶解于锅水中的量之比，即①溶解性携带的特点：饱和蒸汽和过热蒸汽均可溶解盐类，但溶盐能力不同。蒸汽溶盐能力随压力升高而增大，因为压力越高蒸汽性质与水越接近。蒸汽溶盐具有选择性，在相同条件下，不同盐类在蒸汽中的溶解度差异很大。3.大容量锅炉的蒸汽污染：对高压超高压以上的锅炉，蒸汽污染是由机械携带和溶解携带两种原因引起的，即蒸汽既携带锅水又溶解盐类，此时蒸汽中所含某物质的总量为：

蒸汽携带系数K：蒸汽中含盐量相对于锅水含盐量的百分数。降低蒸汽含盐量措施：①降低蒸汽湿度，减少蒸汽携带水量。②降低锅水含盐量，尤其是减少分配系数高的盐分含量。蒸汽带盐的根本原因在于给水中带有杂质，而给水中杂质经蒸发浓缩后积聚在蒸发区的锅水中，蒸汽与锅水接触时由于机械携带和溶解性携带而发生蒸汽带盐现象。即：给水锅水蒸汽因此要减少蒸汽带盐就须从给水、锅水及蒸汽携带三个方面分别采取相应措施，控制蒸汽带盐量。即尽量减少给水中的杂质，降低锅水中含盐浓度，以及减少蒸汽机械与溶解携带。蒸发浓缩机械和溶解携带

给水品质与净化蒸汽污染的根本原因在于给水中含有杂质。对于直流锅炉，给水污染直接导致蒸汽污染。对于汽包锅炉，给水污染造成锅水污染，进而通过蒸汽携带导致蒸汽污染。因此为了保证蒸汽品质，须保证给水品质。给水的主要来源是凝结水和补给水。保证给水品质的主要方法就是进行补给水和凝结水的净化处理。

锅内蒸汽净化锅筒即汽包内的净化，是汽包锅炉保证蒸汽品质的重要环节，正是因为有了汽包内的净化措施，所以可以适当降低汽包锅炉对给水品质的要求。锅内主要蒸汽净化措施有：锅内加药和排污降低锅水含盐浓度汽水分离减少蒸汽机械携带含盐量蒸汽清洗减少蒸汽溶解携带含盐量一、锅水净化处理：

锅水中的盐分远大于给水，锅水盐分过大会使蒸汽机械携带和溶解携带含盐量均增大，造成蒸汽品质下降。锅水除盐的方法有校正处理（锅内加药）