司炉工第一章

十三师职业技术学校主讲：蔺志良司炉工培训锅炉概述锅炉是由一个“锅”和一个“炉”组成的一种能量转换设备。锅是蓄热和传送热能的设备，它通过介质水和蒸汽，把炉所转化来的热能大量吸收并传递出去进行使用。炉是化学能源物质进行能量转换的场所，并通过受热面将热能传递给水和蒸汽，变成热能和动能并转送出去加以利用。第一章锅炉基本知识锅炉的分类（一）按用途分类：有电站锅炉、工业锅炉和生活用锅炉；（二）按输出介质分类：有蒸汽锅炉、热水锅炉、和汽水两用锅炉；（三）按燃料分类：有燃煤锅炉、燃油锅炉和燃气锅炉；（四）按蒸发量分类：有小型锅炉（蒸发量小于20吨/时）、中型锅炉（蒸发量为20—75吨/时）和大型锅炉（蒸发量大于75吨/时）；（五）按压力分类：低压锅炉（工作压力小于2.45MPa）、中压锅炉（工作压力为2.94—4.9MPa）和高压锅炉（工作压力为7.84—10.78MPa）。锅炉参数表示锅炉工作特性的基本参数，主要有锅炉的出力、压力、和温度三项。一出力锅炉出力又称容量，蒸汽锅炉用蒸发量表示，热水锅炉用供热量表示。供热量：热水锅炉在确保安全的前提下长期连续运行，每小时出水有效带热量，称为这台锅炉的额定供热量。

——用符号Q表示。常用单位是兆瓦（MW）。*热水锅炉产生0.7MW的热量，大体相当于蒸汽锅炉产生1吨/时蒸汽的热量。二压力压力：垂直均匀作用在物体表面上的力，称为压力。

——用符号F表示。常用单位kef。压强：垂直均匀作用在物体单位面积上的压力，称为压强。

——用符号P表示。常用单位MPa。*压强一词一般在学术上应用，工程上我们习惯的把压强称为压力。常用压力间的换算关系：1kgf/cm2=0.098MPa≈0.1MPa1MPa＝10.2kgf/cm2≈10kgf/cm2绝对压力：以压力等于零作为测量起点，称为绝对压力(P绝)。相对压力：以当时当地的大气压力作为测量起点，也就是用弹簧管式压力表测出的压力数值，故称为表压力或称为相对压力(P表)。绝对压力和相对压力的换算关系：P绝＝P表＋0.098MPaP表＝P绝—0.098MPa负压:表压小于0时的压力。大气压力：空气作用于地球和地球物体单位表面上的压力叫大气压力。静压：水在静止时产生的压力。三温度温度:标示物体冷热的程度。

——用符号t表示。常用单位是℃温度是物体内部所拥有能量的一种体现方式，温度越高，能量越大。因此，在同一压力下，过热蒸汽就比饱和蒸汽能够做出更多的功。一般测量温度使用温度计。温度计常用的有水银或酒精玻璃管温度计，远程表盘式温度计等。

锅炉内为什么会有压力呢？蒸汽锅炉是因为锅内的水吸收热量后，由液体状态变成气体状态，其体积增大很多，例如在一个绝对大气压力下，其体积将增大1650倍。由于锅炉是密闭的容器，因而限制了水汽的自由膨胀，结果就使锅炉各受压部件受到了水汽压力的作用。而热水锅炉内压力则来自高水位形成的静压力；强制循环采暖系统的热水锅炉，其压力来源于循环泵的压力。锅炉规格型号一锅炉规格蒸汽锅炉（小时/吨）:0.10.20.512461015203565压力在4、7、10、13、16、25公斤力热水锅炉:温度分95/70115/70130/70150/7011

凡是在燃烧时(剧烈地氧化)能够放出大量的热，并且此热量能有效地被利用在工业或其他方面的物质称为燃料。所谓有效地利用是指利用这些热源在技术上是可能的、在经济上是合理的。1.燃料的定义122.对燃料的要求

（1）在当今技术条件下，单位质量(体积)燃料燃烧时所放出的热可以有效地利用。（2）燃烧生成物是气体状态，燃烧后的热量绝大部分含欲其气体生成物之中，而且可以在放热地点以外利用生成物中所含的热量。（3）燃烧产物的性质对熔炼(加热)设备不起破坏作用，无毒、无腐蚀作用。（4）燃烧过程易于控制。（5）有足够多的蕴藏量，便于开采。3.燃料的种类按物态可分固体燃料、液体燃料和气体燃料三类按来源可分天然产品和加工产品两种

燃料的物态

燃料来源

天然产品

加工产品

固体燃料

木柴、煤、油页岩等

木炭、焦炭、粉煤

液体燃料

石油

焦油、重油、煤油、汽油

气体燃料

天然煤气

高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气13工业用燃料一般分类4.常用燃料的特性燃料的化学组成必须分清哪些组成物是发热的，哪些组成物是有害的。燃料的发热量这是评价燃料质量的重要指标。1415(1)气体燃料的化学组成

气体燃料是由简单气体化合物与气体单质所组成的机械混合物。其中：CO、H2、CH4、C2H4、CmHn、H2S等是可燃性气体成分，能燃烧放出热量。CO2、N2、SO2、H2O、O2等则是不燃成分，不能燃烧放热，故其含量均不宜过多，以免降低燃料的发热能力。

CmHn总称为重碳氢化合物,，包括C3H6、C2H6、C2H2…等。每单位体积(m2)重碳氢化合物燃烧，约放出71176kJ热量。气体燃料中的氧，在高温预热的情况下，能与可燃成分作用，从而降低气体燃料燃烧时的放热量。若氧的含量超过一定数量，则有爆炸危险。因此，氧的含量应受到限制，一般应小于0.2%。A、燃料的化学组成及其成分换算16(2)气体燃料成分的表示方法气体燃料成分的表示方法有两种：即湿成分和干成分。湿成分（包括水分在内)：CO湿+H2湿+CH4湿+N2湿+···+H2O湿=100%

CO湿、N2湿···等符号分别代表湿气体燃料中各成分的体积百分含量干成分(不包括水分在内)：CO干+H2干+CH4干+N2干+···=100%

CO干、H2干···等符号则分别代表干燥气体燃料中各成分的体积百分含量。

气体燃料的水分含量可以认为等于在该温度下的饱和水蒸汽量。当气体燃料的温度变化时，饱和水蒸汽含量发生变化，因而整个燃料的湿成分亦将发生变化。因此，气体燃料的湿成分只能代表某一固定温度下的气体燃料的成分。故气体燃料的湿成分不具有代表性，在一般的情况下气体燃料的化学组成用干成分表示，而气体燃料在使用时所具有的实际成分为湿成分，所以湿成分是气体燃料的供用成分，在进行燃烧计算时必须以湿成分为依据。1718

湿成分与干成分之间可以相互换算，换算的原则质量守恒。其步骤是：先由表查出然后由(式中X表某成分)最后计算出水分的含量：干OHg2（3）气体燃料的化学组成及干湿成分换算19B、液体和固体燃料的化学组成及各成分的换算（1）液体和固体燃料的化学组成

固体和液体燃料的基本组成有C、H、O、N、S、W(水分)及A(灰分)，其中C、H、S能燃烧放热构成可燃成分，但S燃烧后生成的而氧化硫为有毒气体。所以视硫为有害成分；氧和氮的存在相对降低了可燃成分的含量，属于有害物质；水分(W)的存在不仅相对降低了可燃成分含量，而且水分在蒸发时要吸收大量的热，所以视水为有害物质；灰分的存在不仅降低了可燃成分的含量，而且影响燃烧过程的进行，在燃烧过程中易溶结成块，阻碍通讯，造成燃料浪费和增加排灰的困难。20（2）固(液)体燃料的成分分析

碳[C]：是固体和液体燃料的主要成分。常以其含量评价燃料的质量。在固体燃料中碳的含量变动在50~90%之间。氢[H]：是固体和液体燃料的第二主要成分。在燃烧中有两种存在形式：一种叫可燃氢，燃烧时能大量放热；另一种叫化合氢，与氧结合为水，不能燃烧放热。氮[N2]：氮不参加燃烧反应，不能放热，是燃料中的惰性物质。氮存在时相对降低了碳、氢等可燃物的含量，但因含量较少，通常只有l~2%左右，故危害不大。燃料燃烧后氮仍以本身形态进入废气。21

氧[O]：氧是固、液体燃料中的有害组成物，它不能燃烧，也不能助燃。因为它已和燃料中的碳、氢等可燃物形成H2O、CO等氧化物，使这部分可燃物不能燃烧放热，从而降低了燃料的发热能力。硫[S]：是有害组成物，在燃料中有三种（有机硫、、黄铁矿硫、硫酸盐硫）存在形式。前两种硫能燃烧放热，计算中把它们当作自由存在的硫，并统称挥发硫。最后一种硫不能燃烧，它以各种硫酸盐的形式存在于燃料中水分[H2O]：是有害组成物。本身不能放热，还要吸收大量热以加热其蒸汽至燃烧产物的温度。灰分[A]：是最有害的组成物。燃料中的灰分就是一些不能燃烧的矿物杂质。22（3）液体和固体燃料成分的表示方法成分表示方法有四种，即：供用成分：燃料实际使用时的成分干燥成分：燃料排除水分后的成分

可燃成分：燃料不考虑水分和灰分的成分

有机成分：燃料只含C、H、O、N四种元素的成分

C用+H用+O用+N用+S用+A用+W用=100%C干+H干+O干+N干+S干+A干=100%C燃+H燃+O燃+N燃+S燃=100%C机+H机+O机+N机=100%

已知的燃烧成分

欲换算的燃料成分有机成分“机”可燃成分“燃”干燥成分“干”供应成分“供”有机成分“机”

——(100-S燃)/100[100-(S干+A干)]/100[100-(S用+A用+W用)]/100可燃成分“燃”100/(100-S燃)

——(100-A干)/100[100-(W用+A用)]/100干燥成分“干”100/[100-(S干+A干)]100/(100-A干)

——(100-W用)/100供应成分“供”100/[100-(S用+A用+W用)]100/[100-(W用+A用)]100/(100-W用)

——23

换算的基本原理是：燃料中各种成分子任何一种表示方法中，其质量相等。（4）液体和固体燃料成分的表示方法固体、液体燃料的成分换算系数245.燃料的发热量A.燃料发热量的概念

单位质量(体积)的燃料完全燃烧时所放出的热量称为燃料的发热量，用Q表示，单位为kJ/kg或kg/m3。

根据燃烧产物的状态，燃料的发热量有高发热量(废气中的水均冷却成0℃的液态水)和低发热量(废气中的水均冷却成20℃的水蒸气)之分，在燃烧计算时一般用，高、低发热量之间有如下关系：GWQDWQDWQKgKJHWQQ用用yDWyGW

)9(17.25++=/25

三、固体燃料木材、木炭、煤、焦炭、粉煤等都是固体燃料，在冶金生产中有实用意义的是煤、焦炭和粉煤。

A、煤我国煤的特点是：煤质优良，储量丰富，分布普遍。按照煤的生成过程，煤可分为四类：泥煤、褐煤、烟煤及无烟煤。泥煤年龄最轻，无烟煤最老。工业上应用最多的是烟煤。26a、煤的工业分析煤是复杂的有机化合物，元素分析比较困难。采用工业分析法将煤分成四个组成物：挥发物、固定碳、灰分及水分。(1)挥发分煤是复杂的有机化合物，加热到一定温度，就会分解放出气体，这些加热分解出来的气体，通常称为挥发分或挥发物。根据煤的工业分析国家标准，煤在隔绝空气的条件，加热到850℃时，分解出来的气体量，作为挥发分含量。挥发分高的煤燃烧时速度快，温度高，火焰长。27(2)固定碳就是煤分解出挥发分以后，残留下来的固体可燃物质(不包括灰分)。固定碳的主要成分是C。但不是纯C。还残留有少量其他元素如H、O、N等。(3)灰分煤完全燃烧以后，残留下来的固体矿物灰渣，称为灰分。(4)水分28b、烟煤烟煤的化学特点是挥发分含量比无烟煤高，作冶金燃料时，燃烧生成的火焰较长，有利于炉内温度的分布。固定碳含量大约为50~60%。灰分一般波动于10~30%之间。水分通常在2~10%范围内。烟煤的发热量在各类煤中是最高的，低发热量大多介于27210~3l400kJ/kg之间，最高可达334g0kJ/kg左右。29c、无烟无烟煤是煤中埋藏年代最久，炭化程度最高的煤，几乎全部有碳组成。无烟煤的特点是含固定碳最多达90%以上，挥发分极少，仅3~9%。无烟煤组织致密、坚硬、不易吸水，便于长期保存。发热量可达32660kJ/kg左右，是一种很好的民用燃料。近来高炉喷吹煤粉也多由无烟煤磨制而成。30d、焦炭焦炭是结焦性烟煤在隔绝空气的条件下加温至900~1000℃进行高温干馏的产品。焦炭是银灰色或没有光泽的灰黑色块状物，每块焦炭上有许多孔隙。焦炭是冶金工业的重要固体燃料，广泛用于高炉、鼓风炉、化铁炉及竖炉。焦炭质量好坏对炉子热工作影响很大，故对冶金焦炭提出如下要求：

a)、化学成分技术条件：V燃不大于1.9%；W用不大于12%;A干在15%以下；S干不大于l.0%。

b)、机械强度31c)、块度冶金焦炭的块度一般规定为25~125毫米，小于25毫米者不超过2%。

d)、灰分冶金焦炭中灰分应尽量少

e)、反应能力冶金焦炭的反应能力是指高温下焦炭还原CO2的能力.在中性或氧化性的鼓风炉中则要求焦炭的反应能力小。在还原性的炉中，焦炭不仅是热能来源，并且起还原剂作用，以保证工艺过程在还原性气氛中进行。反应能力强，32e、粉煤将块煤或碎煤磨至0.05~0.07毫米的粒度即称粉煤。粉煤能在较小的空气消耗系数下完全燃烧，能使用预热空气，所以燃烧时能得到较高的温度。炉子燃烧空间较小，火焰要求较短时，应磨细一些。挥发物多，煤粒较易燃烧，可磨粗些。煤因表面积很大，吸附空气的能力很强，有流动性，一般使用空气输送。空气中悬浮一定浓度的煤粉时极易发生爆炸，故使用粉煤应注意安全。为防止爆炸，要求输送时空气粉煤混合物的温度不超过100~150℃，不允许在运输系统中长期停积煤粉。二锅炉型号*正确说明本单位锅炉参数1、SHL14-1.27/130/70-AⅡ(20T)

表示双锅筒横置式链条炉额定供热量为14MW供水压力为1.27MPa出水温度为130℃回水温度70℃燃用Ⅱ类烟煤。2、DHD24.5-1.27/130/70-AⅡ(35T)

表示单锅筒横置式倒转链条抛煤机炉额定供热量为24.5MW供水压力为1.27MPa出水温度为130℃回水温度70℃燃用Ⅱ类烟煤。锅炉的工作过程和工作系统一锅炉的工作过程锅炉运行同时进行三个过程⒈燃烧过程⒉传热过程⒊水的加热或汽化过程。(略作讲解)二锅炉的工作系统锅炉在工作过程中,有三个工作系