泵与风机原理

锅炉原理Boilers参考书：1.车得福，庄正宁，李军，王栋，锅炉，第2版，西安交通大学出版社，2008.102.张传聚,热水锅炉原理与设计，山东科学技术出版社，19973.陈学俊、陈听宽主编，<锅炉原理>，第二版，机械工业出版社，19914.冯俊凯、沈幼庭主编，<锅炉原理及计算>，第三版，科学出版社，20035.中国动力工程学会主编，<火力发电设备技术手册>，第一卷，锅炉，机械工业出版社，20006.奚士光、吴味隆、蒋君衍，<锅炉及锅炉房设备>，第三版，中国建筑工业出版社，1995第一章绪论§1—1能源利用现状人类告别茹毛饮血的原始生活，是从学会利用热能----火为标志的。当然，远古时代的人类主要是消耗（燃烧）木材来取得热能。2007年10月23日，美国消防人员正在奋力救火9月12日，巴拉圭山火仍然持续肆虐随着人类文明的演化，到今天为止，我们通过许多途径获得热能。也就是说，我们已经发现了多种可以利用的能源。

能量资源可分为三类：来自太阳的能量。有直接来自太阳的辐射能，即通常所说的太阳能；有间接来自太阳的能源，如化石燃料、水能、风能、海洋能。地球本身贮存的能量，如地球内部的地热能，地球上的可用铀、钍、氘、氚等裂变聚变的核能。月亮、太阳、地球之间产生的能量，如潮汐能。几个术语：常规能源：正在被人类广泛消费使用的能源，如煤、石油、天然气、水力、核裂变。除水能外，由于化石燃料和核裂变燃料的消耗速度远大于生成速度，故称为贮存性能源。新能源：由于技术、经济的限制，尚未大规模开发利用的资源，如太阳能、地热能、海洋能、生物质能、核聚变等。新能源不仅数量巨大，种类繁多，而且使用清洁，不易污染环境；又因它们(除核能外)消耗与补充速度可以持平，故又称连续性能源，或可再生能源。水能也属此类。一次能源：自然界中现成存在，可直接取用的能源，如煤、水力、太阳能等等。二次能源：经过加工或形式转换的能源，如焦炭、汽油、电力、蒸汽等等。

常规能源迅速耗竭，人类不得不努力寻求可连续再生的、无污染的替代能源。包括太阳能、风能、海洋能、地热能、生物质能、核能等。

(1)太阳能：太阳不断地进行将氢变为氦的核聚变反应。虽然地球获得的太阳能，只是太阳辐射能量的极少部分，但其数量已足够巨大。太阳能的利用方式，有直接利用太阳热能水加热、蒸发、蒸馏的装置；有将其转化为电能的太阳能电池；有光一化学转换的化学蓄热方法。太阳能安全、清洁，又取之不尽，但目前的问题是装置成本太高。（图）（位于美国加利福尼亚州巴斯托附近沙漠地区的太阳能发电厂，完成于1982年4月，是世界上第一座示范性太阳能发电厂，投资1.1415亿美元，总装机容量为1.08万千瓦。它采用了由1818块能自动跟踪太阳的日光反射镜，将日光反射到中央日光集中塔上。）太阳能供热系统飞行器上太阳能电池板(2)风能：地球表面气压高低不同便空气运动形成风。太阳热辐射对赤道与极地之间、陆地与海洋之间，以及不同季节的不均匀，形成全球效应的不同的风。达板城风力发电场王洛宾一首《达板城的姑娘》的歌曲，使新疆达板城名声远扬;其实达板城真正给你留下印象的，恐怕只有戈壁滩上100多台风力发电机组福建图片新闻――东山澳仔山风力发电站成为新景观省重点工程、年发电量为1500万千瓦时的东山澳仔山风力发电站，经过一年多建设，日前正式通过验收并入网发电。该电站总投资6000余万元，它的建成不仅改善了东山岛的电网结构，也成为东山岛旅游的一个新景观。

EbeltoftTown,DenmarkPalmSprings,CA,USA.>1000sets风电场草原上的风电机

(3)海洋能：主要包括波浪能、潮汐能、温差能。利用海浪波动，驱动涡轮机工作；目前已用于灯塔、浮标的灯光电源。潮汐能是利用潮涨潮落造成的水落差来推动水轮发电机的。法国朗斯海湾有24万kW的潮汐发电站；我国在山东、浙江等地有100～300kW的潮汐电站在运行。热带海洋表层温度约27℃，深海则为4℃，利用这个温差可使工质蒸发、冷却，以驱动涡轮机。热带海水温差的利用目前尚在试验阶段。

潮汐电站（图）（世界上第一座有效获取潮汐能源的发电站建造于法国布列塔尼地区的兰斯河口。（A）在涨潮进，借助海水和蓄水池中的高低水位差，来推动水流带动涡轮机发电。（B）为增加水位差，将池水抽出。（C）当退潮进海水流出，又开始发电。（D）为增加退潮时的水位差，提高蓄水池水位，当潮水再度来临时，就又开始另一个发电循环周期。抽水蓄能所需的电力大约是其发电量的5%。日本海啸图

(4)地热能地球内部蕴藏着巨大的热量，其分布随深度而增加，在合适的地质、水文条件下，形成热水或蒸汽的地热田。世界上已有不少地热电站。Iceland（雷克雅维克（冰岛首都））,NewZealand(罗托鲁瓦),Italy,etc.地热能利用示意图发电温室采暖洗浴孵化(5)生物质能植物利用光合作用得到的有机质，如木材、农作物废料、市政地下污水等，均可用作能源。桔杆的燃烧。河北燃烧麦秸致北京空气污染

(6)核能核能在我国通常划在新能源之列。但法国、日本、比利时、瑞典、德国，以及韩国、匈牙利等，核电占据总发电量的很大比例(30%～77%)，已不将核裂变列入新能源范围。新能源中的核能只指核聚变。将氢原子核熔合为氦原子核，即氢的聚变反应。原料氘可从海水中提取。核聚变反应堆的建造尚在初试阶段。加拿大原子能有限公司（AECL）CANDU6核电厂化石燃料指煤、石油、天然气、油页岩等。之所以叫化石燃料，是因为这类燃料是地壳内动植物遗体，经过漫长的地质年代，经历长期的化学、物理变化而形成的。化石燃料中的化学能最初来源于太阳。植物通过光合作用收集、转化了太阳能，接着转存于动植物的有机体中，成为化石燃料的原料。从数百万年前照到绿色植被的太阳能，到今天埋在地下的化石燃料的化学能，不仅需要漫长的岁月，而且转换效率极低。可见，目前地球上储存的化石燃料是多么宝贵而且有限。我国的能源利用特点：(1)能源消费规模巨大一次能源消费已处于世界第二位，年能耗（充分考虑了节能及技术进步潜力之后）将在三、四十亿吨标煤以上。建立一个这样巨大的、可持续发展的、不严重破坏环境的能源消费系统，这将是我国政府今后必须面临的最严重的、也是特有的挑战之一。

(2)人均能源消费数量少、终端能源质量低我国一次能源消费量尽管居世界第二位，但人均能源消费水平很低，终端能源质量不高。1996年商品能源人均年消费量为1.134tce，仅为世界平均值的55%，距小康年人均消费2～3tec的保守要求尚具有较大差距；居民家庭人均用电量为93kWh，为美国的2.6%。国民经济电气化程度不高，两个度量指标是：一次能源转换成电能的比重，1993年我国为28.7%，发展中国家平均为32.9%，世界平均水平为36.5%；电力占终端商品能源消费量的比重，我国为10.1%，发展中国家平均为15.3%，世界平均水平为16.0%。

(3)能源强度高，能源效率低，浪费、污染严重我国能源强度（即，单位GDP的能耗）远高于世界平均水平，为世界平均值的4.7倍，与英美加70年代的水平相近。能源转换利用效率为29%，比世界先进水平低10个百分点。1996年，我国供电煤耗为410gce/kWh（供电效率为30%）。

(4)

能源结构以煤为主1996年一次能源消费为1388.11Mtce，其中比例为煤75.0%，石油17.5%，天然气1.6%，水电5.9%，尤其是石油、天然气探明可采资源匮乏，我国人均石油探明剩余可采储量仅相当于世界平均值的1/10。煤炭开发利用所带来的环境污染和生态破坏是我国能源环境的主要问题，而利用效率低下加重了环境污染。煤炭在今后相当长的时间内都将是我国能源的主体，其在一次能源结构中的主导地位不会有太大的改变。(5)石油储量不足，进口迅速增加到1998年底，我国已经探明的石油储量仅57.15亿吨。到目前为止，已有48.7亿吨石油储量已投入开发。1998年底已采出33.3亿吨，可采储量采出程度达58.3%。我国从1993年起，就已成为一个纯粹的石油输入国，从1996年起已成为纯粹的原油输入国。(6)水电资源丰富，但开发难度巨大尽管中国是世界上水电资料最丰富的国家，但开发水电资源仍然存在巨大的困难，许多大的水电资源都远离沿海的负荷中心，给电能的传输及其由此形成的互联电力系统的稳定性带来了巨大的压力。三峡工程是当今世界上最大的水利枢纽工程。大坝为混凝土重力坝，坝顶全长约2309米，坝顶高程185米。水电站分设左、右岸两组厂房，分别安装14台和12台水轮发电机组，单机容量70万千瓦，总装机容量1820万千瓦，年平均发电量846.8亿度。工程竣工后，水库正常蓄水位175米，防洪库容221.5亿立方米，总库容达393亿立方米，可充分发挥其长江中下游防洪体系中的关键性骨干作用，使荆江河段防洪标准由现在的十年一遇提高到百年一遇，并将显著改善长江宜昌至重庆660公里的航道，万吨级船队可直达重庆港。从能源资源总量来评价，可以说我国是能源资源丰富的国家之一。但从能源品种、地区分布、以及人口等因素分析，我国能源资源的勘探和开发利用存在着先天的矛盾或问题，需要采取有效战略及措施加以妥善解决。例如，人均能源资源占有量低，能源节约是长期的任务；能源资源地区分布不均衡，要妥善解决能源长距离输送问题；能源资源结构以煤为主，应多途径优化能源消费结构。中国能源蓝皮书（2006）明确指出，我国目前的能源现状可描述为：国内能源供应紧缺、人均能源消费偏低、能源利用效率不高、人均能源资源不足、环境约束日益显现、交通运输压力过大。我国能源资源总体的地区分布是北多南少、西富东贫，能源品种的地区分布是北煤、南水和西油气，而我国经济发达、能源需求量大的地区是东部和东南沿海地区。能源资源分布和经济布局的矛盾，决定了我国能源的流向是由西向东和由北向南，“北煤南运”等能源大量输送的格局是不可避免的。研究制订和贯彻落实能源运输战略，是实施我国能源可持续发展战略的重要组成部分。“西电东送”和“西气东输”等工程对我国的经济持续、高速发展将起至关重要的作用。我国常规能源资源以煤炭为主的结构，决定了能源生产结构、能源消费结构以及电源结构以煤炭为主的特点。煤炭与其他能源相比，利用效率低，污染严重。因此，煤炭的清洁利用必须引起高度重视，这是提高我国能源效率，优化能源结构的根本出路。我国一次能源生产结构已经由20世纪50年代单一的煤炭结构发展到21世纪初煤、油、气、一次电力均有的多元能源结构。2004年我国包括核电在内的一次能源生产总量构成为：原煤占75.6％，原油占13.5％，天然气占3.0％，水电占7.9％。与2001年（即“十五”期初）相比，石油比例有一定幅度下降，而水电比例有一定程度提高，天然气比例也在逐年提高。数据显示，我国能源生产结构中煤炭的比例始终在67％及以上，煤炭是我国能源的主体。我国以煤为主的能源生产结构，是由以煤为主的能源资源结构所决定的。我国能源资源的特点是富煤贫油，相对于石油和天然气，煤炭在我国既具有储量优势，又具有成本优势，且分布广泛，因此煤炭也是我国战略上最安全和最可靠的能源。煤炭工业在我国能源经济与整个经济发展中占有十分重要的地位。在可预见的未来，煤炭仍将是我国的主要能源和重要战略物资，具有不可替代性，尽管煤炭在能源结构中的比例呈不断下降趋势，但煤炭工业在经济发展中的基础地位，将是长期和稳固的。我国煤炭资源的特点是高硫、高灰煤比重大，大部分原煤的灰分含量在25%左右，约13%的原煤含硫量高于2%，而且高硫煤产量在逐年增加。以煤为主的能源结构直接导致能源活动对环境质量和公众健康造成极大危害。我国的大气污染物排放量，已严重超过了环境容量。作为世界上同等经济规模中少数几个以煤为主要能源供应的国家，我国的能源消费结构过分依赖煤炭，带来了严重的生态破坏和环境污染。我国二氧化硫排放量居世界第一位，酸雨覆盖了近1/3的国土。从环境容量看，全国二氧化硫排放量最多的容量是1620万吨左右，氮氧化物的环境容量也不会高于1880万吨，但是目前两者实际排放量均已超出了环境容量，出现了环境的“透支”。到2020年，我国将实现经济发展翻两番，届时，我国的能源和环境将面临巨大的压力。未来15年，我国的人均能源消费量和能源消费总量将会持续增长，到2020年，我国一年的能源需求，在25亿～33亿吨标准煤之间。到2020年，二氧化硫、氮氧化物的产生量将远远超过环境容量所承受的范围。大气中总悬浮物（TSP）数量一直处于直线上升的状态中，从2000年的200万吨将会增长到2010年的300多万吨。氮氧化物的产生量到2000年已达1000万吨，根据目前的发展情况看，氮氧化物的产生量在2020年将会达到2000万吨，或超过2000万吨。由此可见，这些污染物将直接对环境造成破坏，并对人民生活健康造成巨大影响。“中国能源中长期规划”可归纳为：节能优先、效率为本；煤为基础、多元发展；城乡统筹、合理布局；立足国内、开拓国外；科学发展、创新体制、保护环境、保障供给。节能问题已经被提到了一个前所未有的高度。降低能源消耗被历史性地写入第十一个五年规划的目标：在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，要实现2010年人均国内生产总值比2000年翻一番；资源利用效率显著提高，单位国内生产总值能源消耗比‘十五’期末降低20％左右。单位GDP能源消耗指标第一次写入五年规划，将节能降耗目标与经济增长目标放在同等重要的位置，并首次列摆在全国的社会经济发展总目标中。目前，世界的能源结构为：化石燃料：煤、石油、天然气水力：核能：其它：太阳能、风能、地热、潮汐能等当代，人类利用能源的主要形式之一，是电能，利用各种能源转化成为电能。我国，发电主要靠火力（>70%），其次是水力（<30%），很小一部分是核能（0.9%），其它更少。又，我国煤炭储量丰富，已探明达16000亿t，占世界可采储量的15.4%，列世界第三；水力资源也非常丰富，储量达3.8亿kW，列NO.1(三峡1840万kW）目前我国的发电装机总容量已超过了6亿kW。发电装机容量及发电量增长情况见表1-2（表中数字不含香港、澳门特区及台湾省）。我国火力发电量占全国总发电量的80%以上，火力发电装机容量的比重则在75％左右。水力发电量和装机容量比重则分别为20％和25％左右。核电的相应比重仅为1.9%和1.1%。其它更少。自1996年起，我国发电量及发电装机容量均超过日本，跃居世界第2位。表1-2我国发电装机及发电量增长情况年份发电装机容量（万kW）发电量（亿kW·h）总计水电火电核电其他总计水电火电核电

19806586.92032.04555.03006582242419858705.32641.06064.041079243183199013789.03604.510184.5621312644950199521722.45218.416294.02101006918688073128200031932.17935.223754.021013685243111079167200551718.4811738.7939137.56684.60105.5924975.263963.9620437.30530.88200662200128574840568525328344416723573543火力发电量在总发电量中的比重，在近十几年来一直保持在80％以上，其中煤电在总火电的比重保持在90％以上。“九五”期间，煤电在火力发电中的比重更上升到95％以上，油电的比重则不到5％，气电的比重微乎其微。预计在今后相当长时期内，我国发电能源构成将继续保持以煤电为主的格局。表1-3给出了2002年～2006年的全国发电量情况。

表1-3中国2002-2006年发电量情况年份总发电量，亿kWh水电火电核电发电量，亿kWh占总量，%发电量，亿kWh占总量，%发电量，亿kWh占总量，%200216542.042745.6516.6013522.0481.74265.321.60200319052.082813.3014.7715789.6682.88438.542.30200421943.523309.9015.0818103.8082.50504.692.30200524975.263963.9615.8720437.3081.83530.882004167.0014.7023573.0083.17543.001.92我国的能源结构决定了我国电力建设的总方针：优化发展火电，大力开发水电，加快发展核电，适度发展天然气发电，积极发展新能源发电，重点是风力发电与太阳能发电以及生物质能发电，开发与节约并重，高度重视环保，提高能源利用效率。火力发电中，又以燃烧煤炭为主。石油和天然气较少用于发电。我国生产的煤炭约1/3用于发电，1/3用于工业锅炉，1/3用于化工等。火力发电和工业生产就需要燃烧燃料，就需要锅炉。随着人类征服自然和改造自然能力的增强，对能源的需求量急剧增大。锅炉越来越多、越来越大。烟囱越来越多、越来越高。Theindustrialrevolutioncontributedtoamassiveupsurgeinhumanpopulationincreasedthedemandonresources,andresultedinwidespreadpollutionandhabitatdestruction地球何堪承受！负面影响：（1）大量的非再生的一次能源被消耗，能源枯竭迫在眉睫，子孙怎么办？（2）CO2等温室气体的排放，有正反两个方面的影响，但负面影响更大。（3）烟尘、SOx、NOx、痕量重金属、二恶英等有害物质的排放，威胁人类以及动、植物的生长和生存。AustrianGlacier,Pasterze奥地利的Pasterze冰川100年的变化气候变化给北冰洋和格陵兰岛带来的变化正在消融的北冰洋

北冰洋冰盖的融化对北极熊的威胁

地球愤怒了!对人类进行惩罚。我国西部，特别是西北地区，不仅经济落后，而且生态脆弱。表现在：严重的水土流失、土地的沙漠化、草场的退化、沙尘暴的频繁发生。土地荒漠化千年胡杨鄂尔多斯高原稀疏、衰败的植被。土地几乎全部沙化。沙漠扩展大漠月色平沙莽莽水土流失陕北佳县黄河流域水土流失泥沙淤积的广阔河滩黄河入海口新增两个小岛(图)2007年10月09日01:51大众网-齐鲁晚报

黄河入海口新增小岛示意图。这些自然灾害已成为可持续发展的一个障碍。正在缩小我们的生存和发展空间。成为国际（纠纷）问题的导火索。随着人类征服自然和改造自然的能力的增强。对自然环境的破坏就越严重。

我们向往更加美好的生活！还我们一个美好家园新能源住宅生态能源房§1-2锅炉及其在国民经济中的作用Whatisaboiler?通俗的说法：锅炉=“锅”+“炉”“锅炉”是一个俗称，同时也是一个学术用语。InEnglish:Boiler锅炉是一机械产品，但不是一种通用机械。有时它是一个庞然大物----有时它又很袖珍-----只需挂在墙上。煤气锅炉电锅炉锅炉的定义：

1.组成:

2.功能:锅：烧水，生产热水或蒸汽炉：烧火，将电能或燃料的化学能转化热能动力锅炉供热锅炉或工业锅炉提供动力或发电:供热、采暖等工业用:锅炉的概念及定义：

动力之源、供热之源

多方面应用

生活中也有锅炉：

生产：动力（发电），热载体（烘干等）生活：开水，蒸饭，供往浴室，集中供热等从事锅炉工作的人在民间也称为烧水的。可见锅炉主要与水有关。水在自然界中有固态(冰)、液态(水)、气态(水蒸汽)三种形态。它具有许多优秀的品质，我们已对它有了足够的认识。表3-1不同压力下水的热物理量绝对压力(MPa)0.111022.12饱和温度（℃）99.6179.9310.9374.15液体热(kJ/kg)417.5762.614092095汽化潜热(kJ/kg)2258201413160

将lkg0℃的水在等压下加热达到一定的状态，所吸收的热量称为该状态下水或蒸汽的焓。如将水加热达到了过热蒸汽状态，其焓为液体热、汽化潜热、过热热量三部分之和。每lkg水经过锅炉加热所吸收的热量即锅炉出口蒸汽(或热水)的焓与进入锅炉水的焓之差。

锅炉为了实现对水加热、汽化、蒸汽过热的过程，必须具有:能从燃料获得足够热能的设备，即“炉子”，以及盛装水及蒸汽的耐压容器，并具有能吸收足够热量的受热面，这就是“锅”。这里所指的“足够”，取决于需要产生蒸汽的量，以及蒸汽的压力和温度。锅炉的科学定义：锅炉是一种将燃料燃烧，使其中的化学能转变为热能，并将此热能传递给水（也可能是其它工质），使工质变为具有一定压力和温度的蒸汽或热水的设备。图1-4火力发电厂生产过程示意图1一发电机2一汽轮机3一除氧器4一水箱5一煤斗6一汽包7一水冷璧8一煤输送带9一对流过热器10一屏式过热器11一省煤器12一空气预热器l3一烟囱14一灰渣泵15一引风机16一除尘器17一冲灰沟l8一送风机19一炉膛7.0一渣斗21—排粉风机22一磨煤机23一给水泵24一高压加热器25一低压加热器26一凝结水泵27一冷凝器28一主变压器锅炉的工作过程：（1）燃料的燃烧过程；（2）传热过程；（3）工质的升温、汽化、过热过程。锅炉的组成：锅炉本体（主要部件）辅助设备两类主要部件：1．炉膛2．燃烧设备3．锅筒4．水冷壁

5．过热器6．再热器7．省煤器8．空气预热器9．炉墙10．构架锅炉的辅助设备：(1)燃料供应设备(2)磨煤及制粉设备(3)送风设备(4)引风设备(5)给水设备(6)除灰除渣设备(7)除尘设备(8)自动控制设备§1-3锅炉的分类一、按用途分类

电站锅炉

用于发电，大多为大容量、高参数锅炉，火室燃烧，热效率高，出口工质为过热蒸汽。

工业锅炉

用于工业生产和采暖，大多为低压、低温、小容量锅炉，火床燃烧居多，热效率较低，出口工质为蒸汽的称为蒸汽工业锅炉，出口工质为热水的称为热水锅炉。

船用锅炉

用作船舶动力，一般采用低、中参数，大多燃油。要求锅炉体积小，重量轻。

机车锅炉

用作机车动力，一般为小容量、低参数，火床燃烧，以燃煤为主，锅炉结构紧凑，现已少用。

注汽锅炉

用于油田对稠油的注汽热采，出口工质一般为高压湿蒸汽。二、按结构分类

火管锅炉

烟气在火管内流过，一般为小容量、低参数锅炉，热效率较低，但结构简单，水质要求低，运行维修方便。

水管锅炉

汽水在管内流过，可以制成小容量，低参数锅炉，也可制成大容量、高参数锅炉。电站锅炉一般均为水管锅炉，热效率较高，但对水质和运行水平的要求也较高。三、按循环方式分类

自然循环锅筒锅炉

具有锅筒，利用下降管和上升管中工质密度差产生工质循环，只能在临界压力以下应用。

多次强制循环锅筒锅炉

也称辅助循环锅筒锅炉。具有锅筒和循环泵，利用循环回路中的工质密度差和循环泵压头建立工质循环。只能在临界压力以下应用。

低倍率循环锅炉

具有汽水分离器和循环泵。主要靠循环泵建立工质循环，可应用于亚临界压力和超临界压力，循环倍率低，一般为1.25～2.0。

直流锅炉

无锅筒，给水靠水泵压头一次通过受热面产生蒸汽，适用于高压和超临界压力锅炉。

复合循环锅炉

具有再循环泵。锅炉负荷低时按再循环方式运行，负荷高时按直流方式运行。可应用于亚临界压力和超临界压力。四、按锅炉出□工质压力分类

常压锅炉。表压为零。微压锅炉。表压为几个mm水柱。低压锅炉。小于1.275MPa。

中压锅炉。3.825MPa

。

高压锅炉。9.8MPa

。

超高压锅炉。13.73MPa

。

亚临界压力锅炉。16.67MPa。

超临界压力锅炉。大于22.13MPa。五、按燃烧方式分类火床燃烧锅炉。主要用于工业锅炉，其中包括固定炉排炉、活动手摇炉排炉、倒转炉排抛煤机炉、振动炉排炉、下饲式炉排炉和往复推饲炉排炉等。燃料主要在炉排上燃烧。火室燃烧锅炉。主要用于电站锅炉，燃用液体燃料、气体燃料和煤粉的锅炉均为火室燃烧锅炉。火室燃烧时，燃料主要在炉膛窨悬浮燃烧。沸腾炉。送入炉排的空气流速较高，使大粒燃煤在炉排上面的沸腾床中翻腾燃烧，小粒燃煤随空气上升并燃烧。目前多用于工业锅炉，大型循环沸腾燃烧锅炉可用作电站锅炉。六、按所用燃料或能源分类固体燃料锅炉。液体燃料锅炉。气体燃料锅炉。余热锅炉。原子能锅炉。废料锅炉。其他能源锅炉。七、按排渣方式分类固态排渣锅炉燃料燃烧后生成的灰渣呈固态排出，是燃煤锅炉的主要排渣方式。液态排渣锅炉燃料燃烧后生成的灰渣呈液态从渣口流出，在裂化箱的冷却水中裂化成小颗粒后排入水沟中冲走。八、按炉膛烟气压力分类负压锅炉炉膛压力保持负压，有送、引风机，是燃煤锅炉主要型式。微正压锅炉炉膛表压力为2～5kPa，不需引风机，宜于低氧燃烧。增压锅炉炉膛表压力大于0.3MPa，用于配蒸汽-燃气联合循环。九、按锅筒布置分类锅炉锅筒数一般为一个或两个，锅筒可纵置或横置布置。现代锅筒型电站锅炉都采用单锅筒型式，工业锅炉采用单锅筒或双锅筒型式。

十、按炉型分类锅炉炉型很多，有倒U型、塔型、箱型、T型、U型、N型、L型、D型、A型等。D型、A型用于工业锅炉，其他炉型一般用于电站锅炉。十一、按锅炉房型式分类

锅炉可作露天、半露天、室内、地下或洞内布置。工业锅炉一般采用室内布置，电站锅炉主要采用室内半露天或露天布置。

十二、按锅炉出厂型式分类可分为快装锅炉、组装锅炉和散装锅炉、小型锅炉可采用快装型式，电站锅炉一般为组装或散装。

§1-4锅炉的容量、参数和型号不能简单地说这台锅炉大，那台锅炉小。不能以个头大小论英雄。锅炉的大小和锅炉和锅炉单位时间内所传递的热量的多少密切相关。一般对产生蒸汽的锅炉用如下四个参数来描述：（1）蒸发量（即锅炉容量），t/h,kg/s（2）出口蒸汽压力,MPa（3）出口蒸汽温度,℃（4）给水温度,℃对产生热水的锅炉（1）热功率，MW（2）出口热水压力，MPa（3）出口热水温度，℃（4）给水温度（回水温度），℃锅炉参数一般就指:锅炉容量、蒸汽压力、蒸汽温度和给水温度或者热功率、出口热水压力、出口热水温度和给水温度（回水温度）在确保安全的前提下长期连续运行、单位时间产生蒸汽的数量，称这台锅炉的蒸发量。蒸发量又称为“出力”或“容量”。用D表示，单位t/h。蒸发量分额定蒸发量，经济蒸发量和最大蒸发量。额定蒸发量是锅炉在额定压力、蒸汽温度、额定给水温度下，使用设计燃料和保证设计效率的条件下连续运行所应达到的每小时蒸发量。新锅炉出厂时，铭牌上所标示的蒸发量就是这台锅炉的额定蒸发量。经济蒸发量是指在保证安全的前提下，锅炉连续运行，热效率最高时的蒸发量。据推算和实验证明，当锅炉的蒸发量低到额定蒸发量的60％时，锅炉的热效率比额定蒸发量时的热效率低10％～20％，只有锅炉的蒸发量在额定蒸发量的80％～100％时，其热效率为最高。因此，锅炉的经济蒸发量应在额定蒸发量的80％～100范围内。锅炉最大蒸发量（MCR）是指在规定的工作压力下或低于工作压力下，连续运行，不考虑其经济效果，每小时能产生的最大蒸发量。最大蒸发量大于额定蒸发量，最大时可大于额定蒸发量的20％。除非有特殊需要，一般不在最大蒸发量下连续运行。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。无过热器的锅炉，用主汽阀出口处的饱和蒸汽压力和温度表示。压力的单位为MPa，温度的单位为K或℃。给水温度指进省煤器的水温，无省煤器时指进锅筒的水温，K或℃。严格地讲，容量和压力及温度是相互独立的量！对产生饱和蒸汽的锅炉，蒸汽的温度和压力存在一一对应的关系。其它锅炉，温度和压力不存在这种对应关系。为了组织社会化生产，各国都制订了锅炉的参数系列。中国工业蒸汽锅炉参数系列中国热水锅炉参数系列10t/h注意：随着生产的发展，系列是可变动。受材料强度的限制，锅炉的压力和温度都有限！！锅炉型号一、工业锅炉型号为了规范锅炉的表示方法，我国制订了工业锅炉型号编制方法（JB/T1626-2002）图1-2工业蒸汽锅炉型号表示图1-3热水锅炉型号表示例如：DZL4-1.25-W表示单锅筒纵置式链条炉排炉，蒸发量4t/h，压力1.25MPa,饱和温度，燃用无烟煤，原型设计。又如：SHS10一1.25/250一A2表示双锅筒横置式室燃锅炉，蒸发量10t/h，压力1.25MPa，过热蒸汽温度250℃，燃用烟煤，第二次设计。例如：QXW2.8一0.7/95/70一A2表示强制循环式往复炉排热水锅炉，额定供热量2.8MW，额定工作压力0.7MPa，额定出水温度95℃，额定进水温度70℃。燃用烟煤，第二次设计。使用联合设计图样制造的电站锅炉型号，可在型号第一部分工厂代号后再加L表示。例如：HG一670/13.72一M表示：哈尔滨锅炉厂制造的670t/h，13.72MPa工作压力的电站锅炉，设计燃料为煤，原型设计。又如：SG一1000/16.66一YM2表示：上海锅炉厂制造的1000t/h，16.66MPa工作压力的电站锅炉，设计燃料为油煤两用，第二次变型设计。§1–5锅炉发展简史：200B.C.,古希腊HeroTillWatttimes，几乎没有发展Watt时代，由于矿井抽水的需要，对动力的需要增大。当时主要为圆筒形，筒外加热。最简单的锅炉JamesWattreasonedthatthecylinderwasfirstheatedbythesteam,thencooledbythecondensingwater.Thisalternateheatingandcoolingwastedmuchpower.Hissolutionwastoconnectaseparatetankforcondensingthesteam.Withthiscondensingtankconnectedtothecylinder,thecylindercouldbekepthotallthetime.随着工业的发展，锅炉向两个方向发展：（1）在圆筒内部增加受热面积。开始是在一个大圆筒内增加了一火筒，然后两个，直到多个。最后发展为现代的火管锅炉。（2）增加筒外部的受热面积，即增加水筒的数目。燃料在筒外燃烧，与火管锅炉的发展相似，水筒的数目不断增加，发展成为很多小直径的水管。由于水在管中流动，称为水管锅炉。烟管锅炉的特点：（1）炉膛矮小，炉膛温度低，燃烧条件差，难于燃烧劣质煤，常需炉拱。（2）受热面简单，排烟温度高，效率低，常冒黑烟。（3）锅筒大，强度低，参数难提高，几乎不用于发电，钢耗大。（4）水容量大，负荷适应性好，水质要求低，运行、维修方便。水管锅炉的特点：正好相反。§1–6锅炉技术经济指标通常用经济性、可靠性及机动性3项指标来表示。优质锅炉应保证热效率高，成本低及运行可靠。有效利用热是指单位时间内工质在锅炉中所吸收的总热量。包括水和蒸汽吸收的热量以及排污水和自用蒸汽所消耗的热量。输入热量是指随每kg或每Nm3燃料输入锅炉的总热量，它包括燃料的收到基低位发热量和显热，以及用外来热源加热燃料或空气时所带入的热量。实际中只用锅炉效率来说明锅炉运行的经济性是不够的，因为锅炉效率只反映了燃烧和传热过程的完善程度，但从火电厂锅炉的作用看，只有供出的蒸汽和热量才是锅炉的有效产品，自用蒸汽消耗及排污水的吸热量并不向外供出，而是自身消耗或损失掉了。而且，要使锅炉能正常运行，生产蒸汽，除使用燃料外，还要使其所有的辅助系统和附属设备正常运行，也都要消耗电力。锅炉运行的经济性指标，除锅炉效率外，还有一个锅炉净效率。现代电站锅炉的热效率都在90%以上。我国以水为介质的工业锅炉的热效率应不低于规定值。生活锅炉的热效率也应不低于规定值。工业锅炉热效率生活锅炉热效率2.锅炉成本锅炉成本一般用成本中的重要经济指标钢材消耗率来表示。钢材消耗率的定义为锅炉单位蒸发量所用的钢材重量，单位为t.h/t。工业锅炉的钢材消耗率在5～6t钢材·h/t左右；电站锅炉的钢材消耗率一般在2.5～5t钢材.h/t范围内。在保证锅炉安全、可靠、经济运行的基础上应合理降低钢材消耗率，尤其是耐热合金钢材的消耗率。在电厂运行中还用煤耗和厂用电量作为经济考核指标。每发出(或供应)lkW·h的电所消耗的煤量，称为发电(或供电)煤耗率。辅机设备用电量占机组发电量的比称为厂用电率。3.机动性机动性的要求是：快速改变负荷，经常停运及随后快速启动的可能性和最低允许负荷下持久运行的可能性。这些要求已成为锅炉产品的重要性能指标。燃煤锅炉在遇到煤质降低，燃用劣质燃料，燃料品种改变等都会降低机组的机动性。§1-7我国锅炉工业发展现状锅炉是国民经济和人民生活中必不可少的热能动力设备。量大、面广。与世界其他国家一样，我国的锅炉制造业实行许可证制度。锅炉制造企业的级别分为Ａ级、Ｂ级、Ｃ级、Ｄ级等。生活及生产用工业锅炉占有极大比例，而这两种用途的锅炉平均单台容量仅为２.２８ｔ/ｈ，且其中热水锅炉主要用在华北、东北及西北地区，占总量的９３％以上。我国工业锅炉目前仍存在许多问题，主要有：锅炉热效率低。几乎都是未经洗选的原煤。层燃炉内燃烧条件较差，并且煤质多变，锅炉很难完全按设计燃料运行。单台容量小，生活及生产用工业锅炉平均单台容量不超过3t/h。污染严重。2t/h以下锅炉绝大多数消烟除尘设备不完善或根本没有消烟除尘设备，同时又无脱硫设备，造成大多数锅炉烟囱排放黑烟，排烟黑度、烟尘浓度和SO2排放浓度严重超过环保标准。机械化、自动化水平低。多数还是人工添煤、人工除灰，司炉水平参差不齐。锅炉制造水平低。相当比例的小型锅炉制造企业缺少专业技术人员，图纸资料不完整、不齐全，检验设备简陋。这不仅保证不了锅炉技术经济环保指标，也难以保证制造质量。以油(气)为燃料的燃油(气)锅炉具有高效、环境污染小甚至无污染等特点，因此倍受人们青睐。尤其在国外，燃油(气)锅炉目前已得到了普遍应用。据统计，国外一些发达国家供暖用锅炉中，燃油(气)锅炉中己占有相当大的比例，俄罗斯占60%，美国占98%，日本占99%。随着我国人民生活水平的不断提高，人们对环保要求日益强烈，燃油(气)锅炉也因此得到了空前发展。燃油(气)锅炉的用户逐年增加，为改善大气质量做出了贡献。我国第一台发电机组于1882年在上海投运，到1949年我国装机容量仅185MW，发电量为43×108kW·h，几乎没有锅炉制造工业。1953年创建了上海锅炉厂，1954年又建立哈尔滨锅炉厂，以后又建立武汉锅炉厂、东方锅炉厂等锅炉制造厂以及有关科研单位。高等院校也先后设立相应的专业，形成了完整的教育、科研、设计、制造和安装体系。我国现在已能设计、制造各类锅炉，基本能满足国内的工业需要。我国大型电站锅炉已出口到10余个国家，发电设备已成为我国主要出口产品之一。全世界范围来看，目前大容量机组还以亚临界蒸汽参数为主，但由于近年来超临界压力机组可靠性不断提高，使超临界机组发展有上升趋势。从锅炉容量来看，最大容量为1300MW的超临界机组，但从燃料性质(主要燃煤)、可靠性、辅机配套等要求看，多数机组容量在600-800MW之间。压力在25-27MPa。温度540℃/540℃，但有上升趋势。§1-8锅炉发展趋势：电站锅炉：高效率（部分减少污染）、大容量、高参数、低污染、自动化、高可靠性、低成本（金属消耗量）工业锅炉：高效率、低污染、自动化、低成本（金属消耗量）生活锅炉：低污染、自动化、安全可靠锅炉有科学的定义.今天的锅炉的含义拓展了许多。比如：原来单指燃烧化石燃料即煤、石油和天然气。如今的锅炉，过去能烧的全烧，过去不能烧的今天也烧，如垃圾、废旧轮胎等，充当着环境卫士。Chap.1ends.1.容量自从20世纪70年代美国投运5台1300MW机组(锅炉容量为4227～4389t／h)以来，电站锅炉容量再无突破。甚至有专家认为，电站锅炉容量已达到极限，尤其是燃煤机组，继续增大容量已不可能再增加经济效益。就全世界范围来看，原来认为电站单位机组容量愈大，单位电能的投资费用愈小，而且设备的可用率愈高。但实践表明，随着单位机组容量的增长，单位电能投资费用并非是一直下降的。研究表明，带再热器的燃煤电站，单位机组容量超过600MW后，单位电能的投资费用已不再随机组容量增大而下降，而是近乎保持常值。对于燃油/气的带再热器锅炉，单台机组容量超过400MW后，单位电能的投资费用已保持常值。与此同时，电站的可用率并非随机组的容量增大而上升。相反，根据美国爱迪生电力研究所的统计资料，锅炉以及发电机组的可用率是随着机组容量的增加而下降的。综上所述，我们有理由预计，在今后一段时期内，电站锅炉的最大容量仍将保持在4500t/h左右的水平，电站锅炉的容量大都将保持在1500t/h到2500t/h蒸发量之间(约相当于配500MW到800MW机组)。2.参数众所周知，蒸汽压力和温度越高，机组的热效率也相应提高。例如，在汽温(538℃／538℃)不变情况下，汽压从亚临界(16.5MPa)提高到超临界(24.2MPa)，热效率可提高1.8%；在汽压(24.2MPa)不变情况下，汽温从538℃／538℃提高到621℃／621℃，热效率可提高3.7%。因此，多年来各国都在追求高参数机组，以达到高效率。长期以来，蒸汽参数的提高受到金属材料的限制，尤其是蒸汽温度更难提高，长期徘徊在540℃左右。80年代末美国首先开发了T91和P91新钢种，日本和欧洲一些国家相继引进，并进行改进，使这些国家在90年代投运的大机组参数得到了大幅度提高。事实上，第一台超临界锅炉是1957在美国投产运行的，这台125MW的锅炉设计参数当时就达到了31MPa/621℃/566℃/538℃，由于参数选得过高，超越了当时金属材料的技术水平而未能达到预定目标。所以此后，美国虽然也制造了一些超临界锅炉，但是仍以亚临界锅筒型锅炉为主。20世纪80年代，美国对超临界锅炉参数进行了最优化研究，认为在技术不必作突破的条件下，机组采用31MPa/566～593℃/566～593℃蒸汽参数，一次再热，容量在700～800MW为最佳，但是这个成果没有在美国实施，却在亚洲和欧洲某些国家得到了应用。1999年，美国提出了Vision21计划，主要是开发35MPa/760℃/760℃/760℃的超超临界机组，其热效率将高于55％，污染物排放将比亚临界机组减少30％左右。欧洲国家中，尤为突出的是丹麦。该国90年代中投运的机组虽然容量不大(400～500MW)，但采用了较高的蒸汽参数，蒸汽压力达到30～31MPa，蒸汽温度达到580～600℃。因而其机组热效率达到45%～49%。例如丹麦的425MW机组，锅炉可以兼燃煤、油和天然气，采用二次再热，蒸汽压力为28.48MPa，蒸汽温度为580℃／580℃／580℃，使该机组的热效率在燃煤时达到47%，燃天然气时达到49%，成为目前世界上热效率最高的火电机组。3.运行方式随着电网调峰的需要，火电机组普遍采用变压运行以提高负荷适应性、提高经济性。由于螺旋形管圈直流炉的各根管子吸热均匀，所以超临界压力直流炉完全可以在亚临界压力范围内作变压运行。除了德国本来就采用这种炉型作为变压运行机组之外，美国拔柏葛公司、福斯特．惠勒公司，日本的日立公司、石川岛播磨公司都相继发展了这种炉型，日本三菱公司也作过这种炉型的研制。美国、日本传统的超临界压力直流炉都是垂直管圈，基本上不适宜变压运行。对此各公司都在其传统的产品上做了不少改进。日本三菱公司在美国燃烧工程公司及苏尔寿公司的参与之下，致力于超临界压力垂直管圈变压运行机组的开发工作，锅炉机组设计上采用内螺纹管以防止工质偏离核态沸腾点；加装水冷壁节流圈以防止炉膛四角和中心部位管子的吸热偏差；在烟道内布置蒸发器以保证水冷壁出口工质即使在25％负荷下也能在湿蒸汽范围内等措施。美国燃烧工程（CE）公司和三菱公司在其辅助循环锅炉的基础上新设计了“CC+”型的低倍率循环锅炉。主要措施是采用内螺纹管，使循环倍率降低到2.67。由于循环倍率的降低，使辅助循环泵的功率消耗下降，这部分的得益完全可以补偿因采用内螺纹管而引起的成本增加。“CC+”型低倍率循环锅炉可以适应变压运行的需要。美国福斯特．惠勒（FW）公司以及日本石川岛播磨公司在其传统的多次上升—下降直流锅炉上，加装内置式分离器及变更旁路系统，可使过热器之后作变压运行。新设计的自然循环锅炉上采用内螺纹管以防止运行中工质偏离核态沸腾点以及增加机组的可靠性，进一步在一级过热器之前装设—旁路系统，以便在启动及低负荷运行时将过多的蒸汽引入到凝汽器去，使过热蒸汽温度与汽机