第一章锅炉的基本功能参数

第一章锅炉的基本功能参数锅炉的功能是向热用户输送符合要求品质和数量的蒸汽和热水。表蒸汽或热水品质特征压力和温度，通常称为参数，而表示输送热量的参数称为容量。一、锅炉的参数及容量压力：垂直均匀作用在单位面积上的力称为压强，但人们常把它称为压力，单位是MPa（兆帕）。测量压力有两种标准方法：（1）一种是以压力等于零作为测量起点，称为绝对压力。（2）另一种是以当时当地的大气压作为测量起点，也就是压力表测量出来的数值，称为表压力，或是相对压力。我们锅炉所用的压力都是表压力。锅炉产品铭牌和设计资料上标明的压力是额定的工作压力，为表压力。温度：标志物体冷热程度的物理量。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。锅炉铭牌上标明的温度是出口处介质温度，也就是额定温度。有过热器的是指过热器出口处蒸汽温度。对于热水锅炉，其额定温度是指锅炉出口处的热水温度。温度表示单位有“摄氏”和“华氏”符号分别为“℃”和“℉”，关系换算t=tF—32/1.8℃，tF=1.8t+32℉。例如：一般沸水温度是100℃，其华氏温度就是tF=1.8×100+32=212℉容量：锅炉的容量又称为锅炉出力。蒸汽锅炉用蒸发量表示，热水锅炉用热功率表示。蒸发量——蒸汽锅炉长期连续运行时，每小时所产生的蒸汽量。热功率——热水锅炉长期连续运行，在额定回水温度、压力和额定循环水量下，每小时出水有效带热量，称为锅炉的额定热功率。蒸发量和热功率的单位：蒸发量常用单位是吨/时（t/h）热功率单位是MW（兆瓦）二、水与蒸汽的性质A、水在常温下是无色无味透明的液体，具有一定的体积，但没有固定的形状。随温度的变化，水可以变成蒸汽，也可以变成冰。如图B、锅炉水位形成原理：水在连通容器内，水面始终保持一个平面，锅炉上的水位计就是利用这一原理设计的。C、饱和蒸汽和过热蒸汽的特性：在一定的压力下，饱和蒸汽的温度是恒定的，不同的压力对应一个不同的饱和温度值。要想得到理想的蒸汽品质，就必须对饱和蒸汽继续加热，提高蒸汽的干度和温度，使饱和蒸汽变为过热蒸汽。三、燃料及燃烧正确地选择燃料是锅炉经济运行的重要环节，按照锅炉设计要求的燃料种类选用燃料，掌握其特性，了解其燃烧原理，才能使锅炉达到设计要求和预期效果。燃料的分类：锅炉的燃料按物理状态可分为三大类：固体燃料：煤、木材、稻壳、甘蔗渣等；液体燃料：轻（柴）油、重油、渣油等；气体燃料：天然气、煤气、液化石油气等。固体燃料以煤为主，它分为烟煤、无烟煤、贫煤、褐煤、型煤等；液体燃料为轻油、重油和渣油，也称燃料油。它的发热量高，杂志很少，只有气体无焦炭，含氢多，燃烧后产生大量水蒸气，但是水蒸气和燃料中硫的燃烧产物生成硫酸。根据我国标准，轻油按凝固点（温度）分为10号﹏-50号六种规格，重油按黏度增大次序分成20、60、100、200四种规格。c、气体燃料，燃气就是在常温常压下呈气体状态的气体燃料，它是可燃性气体，一般俗称为燃气。。它的优点是，污染小（有绿色能源之称），发热量高，易操作调节。燃料的分析：燃料分析的目的是为了在锅炉运行中，调节控制燃料燃烧过程，已达到最佳经济指标。元素分析：固体燃料（煤）和液体燃料（油）的成分，均可用元素分析成分质量百分数来表示。燃料含有碳（C）、氢（H）、硫（S）、氧（O）、氮（N）、等元素及其他杂质，包括水分（W）和灰分（A）。工业分析：煤的工业分析项目有挥发分（V）、固定碳（FC）、灰分（A）、和水分（W）四项。发热量：1kg煤或油完全燃烧时放出的热量，称为发热量，单位为KJ/kg（千焦/千克）。燃料的发热量有高位发热量和低位发热量两种。锅炉一般采用低位发热量来计算耗煤（油）量和热效率。发热量是煤质的一个重要指标。我国将低位发热量低于14500KJ/kg和11000KJ/kg的烟煤、无烟煤和褐煤划入低质煤范围。燃气分析：燃气锅炉及生产、生活中使用的各种燃气、实际上是由多种单一的可燃气体和一些不可燃的气体组成和混合气体。燃气的发热量也有高位的和低位的两种实用中一般采用低位发热量。燃烧的基本条件燃料中的可燃物质与空气中的氧，在一定的温度下进行剧烈的化学反应，发出光和热的过程称为燃烧。燃烧的基本条件：可燃物、空气（氧）和温度三者缺一不可。燃料燃烧阶段煤从进入炉膛到燃烧完毕，一般要紧过加热干燥，逸出挥发分形成焦炭、挥发份着火燃烧、焦炭燃烧形成灰渣四个阶段。油从进入炉膛到燃烧要经过雾化、油滴的蒸发与化学反应、油与空气混合物的形成，可燃物的着火燃烧四个阶段。气体的燃烧：天然气的主要成分是甲烷。另外还有一种煤气燃烧，是将煤加入铺有底火的煤气发生室内的炉排上，空气从炉排下部通入，两者发生化学反应后出现。见22、23页四、锅炉常用名词术语：见23、24页五、锅炉构造及工作原理：A、锅炉构造：锅炉由“锅”和“炉”及其附属设备组成。B、锅炉工作原理：燃料送入炉膛与空气混合燃烧释放热量，通过各受热面传递给锅水，水温不断升高，产生汽化为饱和蒸汽，对蒸汽品质要再提高，通过过热器加热为过热蒸汽。六、锅炉水循环锅炉水循环分为自然循环和强制循环两类。蒸汽锅炉一般为自然循环，而过热锅炉一般为强制循环。七、锅炉分类概述归纳为：（1）按用途（2）按本体结构形式（3）按锅壳位置（4）按燃烧室（5）按使用燃料（6）按介质布（7）按蒸发量（8）按压力（9）按汽水在锅炉受热面中的流动（10）按安装方式。八、锅炉型号表示法工业锅炉型号由三部分组成。第一部分的形式代号、燃烧方式代号以及第三部分的燃料种类代号可通过表查出代号所标明的内容。如果是电加热锅炉，则第一部分为“DR”表示加热，无第三部分了。第二章各类锅炉结构一、锅壳锅炉A、立式横水管锅炉、B、立式横火管锅炉、C、立式双回程火管锅炉、D、立式无管锅炉、E、立式直水管锅炉、F、立式弯水管锅炉、G、卧式内燃锅炉、H、卧式外然（水火管）锅炉、（1）小型锅炉（2）中、大型锅炉二、水管锅炉A、单锅管纵置式锅炉，B、单锅管横置式锅炉，C、双锅管纵置式锅炉，D、双锅管横置式锅炉三、热水锅炉A、锅壳及水管热水锅炉，B、管架式热水锅炉（1）QXC型（2）QX型四、铸铁锅炉第三章燃烧设备第一节燃烧方式煤在燃烧中大致分为层状燃烧、悬浮燃烧、流化燃烧和气化燃烧四种方式。层状燃烧：适应不同煤种，大小一般无要求，如煤层与空气混合的不好，燃烧效率低，有黑烟。悬浮燃烧：称为火室燃烧，悬浮燃烧着火迅速，热效率高，对燃料的适应性强，不宜间断运行。流化燃烧：又叫沸腾燃烧，适应各种煤，燃料粒度有要求，效率高。气化燃烧：不适用于低挥分的煤。第二节固定炉排固定炉排（代号G）的结构：主要由铸铁制成，因它价格便宜又耐热。通常由条状炉条组成，少数为板状。适应高挥发分，有黏性的煤，漏煤较多，通风截面积比约为20%—40%。固定炉排的燃烧特点：分层燃烧，生成一氧化碳，通风不好，燃烧不完全，产生黑烟，污染环境。固定炉排的优、缺点：优点是着火条件好，燃烧时间充分，煤种适应性强。缺点：劳动强度大，燃烧呈周期性，不协调，冒黑烟，热效率低。第三节固定双层炉排固定双层炉排（代号C）的结构：分为卧式和立式锅炉，有三个门。固定双层炉排的燃烧特点：上层炉排的煤无明火，下层炉排燃烧。固定双层炉排的优、缺点：优点是煤经上、下炉两次燃烧，有利结焦性煤，燃烧正常不冒黑烟。缺点：上炉排易烧鼓包，燃烧过程缓慢，适应煤种窄。第四节抽板顶升反烧炉排抽板顶升反烧炉排（代号A）的结构：主要由顶煤器（包括柱形缸和活动板）和抽板装置两部分组成。抽板顶升反烧炉排的燃烧特点：燃烧室自上而下，燃煤和空气由下而上供给，也称明火反烧法。抽板顶升反烧炉排的优、缺点：优点是消烟除尘效果好，运行可靠；缺点：间断给煤，燃烧有明显的周期，燃烧效率差，设备密封困难，操作不便，不适应结渣和灰分大的煤种。第五节螺旋下饲式炉排螺旋下饲式炉排（代号A）的结构：给每和燃烧方式与抽板顶升反烧炉排大同小异，属同类设备。螺旋下饲式炉排的燃烧特点：煤依靠自重由煤斗落入螺旋下饲给煤机的前端，通过电机驱动螺旋片转动，将煤顶入炉膛。螺旋下饲式炉排的优、缺点：优点是：改善了操作，消烟除尘效果好。缺点：着火条件差，不适应挥发分含量少，熔点低的煤种。第六节链条炉排链条炉排（代号L）的结构：种类较多，一般有链带式、横梁式、鳞片式三种，还有大块轻型炉排。链条炉排的燃烧特点：着火条件差，有明显的区域分层。各种链条炉排的优、缺点：链带式炉排：优点，结构简单，缺点，炉排坏了要停炉；横梁式炉排：优点，炉排片受热不受力，缺点，制造要求高，笨重；鳞片式炉排：优点，炉排片损坏不停产，缺点，金属耗量大；大片轻型链条炉排：优点：工作可靠，重量轻，漏煤少，缺点，通风间隙不易调整合适。第七节倾斜往复炉排；第八节水平往复炉排；第九节水平往复抽条炉排以上三种炉排（代号均为W）的结构：它们的主要特点，往复送煤，有相对运动；它们的优点：结构比较简单，具有一定拨火能力，燃烧比较稳定，燃烧劣质煤效果甚佳。它们的缺点：炉排片易烧坏，漏风、漏煤，出渣口密封较困难。第十节抛煤机抛煤机（代号P）的结构：通常有两种结构，一是翻转炉排，另一种是倒转炉排。按动力来源大致有机械，风力、风力机械抛煤机三种。抛煤炉的燃烧特点：无炉拱，煤是悬浮燃烧，对煤粒要求比较严，播煤风嘴的风量约占总风量的10%，风压为700-800Pa。抛煤炉的优、缺点：优点是煤种适应广，调节灵敏，适应变化能力强，操作比较方便。缺点：对煤粒要求比较严，制造质量也要求高。第十一节鼓泡流化床鼓泡流化床习惯称沸腾床（代号H）的结构：由风包、布风板、风帽组成。沸腾段，一般温度控制在750-1050℃，悬浮段主要使高压一次空气从沸腾段吹的出煤粒自由沉降，落回到沸腾段再燃烧，烟气流速控制在1m/s左右。沸腾床的优、缺点：优点是煤种适应性强，缺点：埋管磨损严重，易爆管，有尘粒污染。第十二节循环流化床循环流化床不像鼓泡流化床那样有沸腾和悬浮两段。循环流化床具有燃料未燃尽的煤粒通过回料到炉膛再次燃烧。它除具有鼓泡流化床的优点外，还克服了其缺点，加入脱硫剂后，还可取得较好的环保效果。第十三节煤粉燃烧装置煤粉燃烧属室燃烧（代号S），其燃烧装置主要包括制粉设备和燃烧室。制粉设备：包括磨煤机和制粉系统。磨煤机有：锤击式、风扇式、筒式三种。制粉系统：有储仓式、直吹式两种。喷燃气：有蘑菇形和蜗壳式两种。布置形式：炉前墙、炉侧墙、炉顶、炉四角四种。第十四节水煤浆燃烧装置水煤浆燃烧装置（代号J）：结构由喷嘴和调风器组成。水煤浆燃烧装置就是燃烧器。水煤浆燃烧，可实现煤的清洁，高效燃烧，其燃烧原理与油基本相同。第十五节燃油燃烧器锅炉实现燃油、燃气大大改善了排放物对大气造成的污染。燃油燃烧器：主要由油嘴和调风器组成。油嘴：（A）机械雾化油嘴（它分为回油机械和简单机械雾化油嘴），目前使用较多。（B）蒸汽雾化油嘴（它分为外混式和Y形蒸汽雾化油嘴），目前外混式蒸汽雾化油嘴使用较多。调风器：有枪式（由自流风形成）和旋流式两种。作用：控制风和油的比例，保证空气连续、均匀与油混合，迅速着火，稳定燃烧。燃气燃烧器：关键是将整股燃气分为若干小股气流，以利于与空气混合，取得较好的燃烧效果。双燃料燃烧器：既有燃油又有燃气供给系统，便可以实现油和气切换燃烧。第四章锅炉附件及仪表锅炉主要安全附件有安全阀、水封安全装置、压力表、水位表，还有水位警报器、超温警报器、温度计、阀门、管道及附属装置等。安全阀安全阀分为静重式、弹簧式、杠杆式三种。静重式：主要用于压力为0.1MPa左右的小型锅炉。弹簧式：按使用条件可分为封闭式和不封闭式，根据阀芯在开启的提升高度可分为微启式和全启式两种。弹簧式安全阀是最常用的一种安全阀，它灵敏度高，适用压力范围广，调整方便。杠杆式：结构简单，调整方便，工作可靠主要用在压力容器温度高的容器上。安全阀的作用，主要限压、超压就泄压。水封安全装置水封安全装置：有无套管式和套管式两种，用在压力在0.1MPa以下小型锅炉压力表压力表：用来测量和指示锅炉筒内压力大小。在工业锅炉上常用的有：液柱式、弹簧式和波纹式等几种，还有膜合式（主要用来测量鼓风、引风、烟气及制粉系统等的微压和微负压）。水位表水位表：用来指示锅炉内水位高低，使之控制在正常范围内。水位表有：玻璃管（管径15-20mm）、平板式，双色水位表，还有远程显示装置，可视化水位表。低地位水位计低地位水位计：当水位表高于地面6m以上，就加装低地位水位计。装低地位水位计有重液式和轻液式两种。排污和放水装置一、排污的目的：就是将锅炉底部的泥渣，水垢、杂质通过连续和定期排污，以达到锅水和蒸汽质量合格。二、排污阀的种类：主要有旋塞式、齿条闸门式、摆动闸门式、慢开闸门式、慢开斜球形等。温度测量仪表一、温度测量仪表的作用：温度是热力系统的重要参数之一，它是测量锅炉和锅炉旁热力系统中，给水、蒸汽和烟气等介质的热力状态是否正常，风机和水泵的轴承等是否良好。二、温度测量仪表的种类：玻璃温度计、压力式温度计、热电偶温度计流量测量仪表流量测量是锅炉经济核算必不可少的数据，常用的流量测量仪表有：转子式、流速式、压差式、分流旋翼式等锅炉自动调节与控制装置锅炉运行中采用自动调节仪表，对给水、汽压、燃油（气）量自动控制，不仅提高了经济收入，更重要的是促进了安全运行，极大的改善了劳动条件。自动控制：1、给水的自动调节：A、单冲量给水自动调节系统（1）浮球式（2）电极式（3）热膨胀式，B、双冲量给水自动调节系统：决定水位和蒸汽流量变化C、三冲量给水自动调节系统：水位是主参数，给水流量和蒸汽流量是副参数。2、燃油的自动调节，3、燃烧的自动调节，4、锅炉燃烧的自动微机控制锅炉保护装置锅炉上除了安装三大安全副件，水位警报器、自动调节仪表外，还要安装自动保护装置，使锅炉运行更安全。一、水位传感器，二、温度传感器，三、压力传感器，四、火焰传感器，五、防爆门，六、防止热水锅炉锅水汽化装置。锅炉智能报警装置一、锅炉语言报警器，二、锅炉语言控制器，三、锅炉微机监控仪常用阀门型号：见162页阀门：（1）闸阀、（2）截止阀、（3）节流阀、（4）止回阀、（5）减压阀、（6）疏水阀、（7）除污器、（8）其它管道管道是连接锅炉及附属设备的“动脉”。管道的热膨胀补偿：管道的油漆、保温和标志。第五章锅炉辅助设备第一节给水设备电动离心水泵：DG6-25×7，二、蒸汽往复泵：2QS-53/17，三、注水器，压力式水箱，五、热水泵：IR80-65-160，对于150℃--250℃以下热水可用R型泵。第二节通风设备烟囱：它的抽力大小取决于烟囱的高度。烟气150℃，抽力为3Pa，400℃为7Pa。二、风机：通风阻力大，烟囱的抽力不足以克服时，应装风机加强通风。第三节上煤设备电动葫芦，二、单斗提升机，三、多斗提升机，四、刮板上煤机，五、皮带运输机第四节除渣设备人工除渣机，二、机械除渣，三、水力除渣第五节除尘脱硫设备除尘设备的分类：1、重力沉降式，2、惯性力，3、离心力，4、湿式；五、过滤式，六、电力。二、常用的除尘设备：1、沉降式、2、帽式除尘器、3、旋风除尘器（常用的有单筒、双筒、多筒等多种）、4、多筒旋风除尘器、5、袋式除尘器、6、离心式水膜除尘器三、脱硫：通常向除尘器内喷入碱性水或附加碱性水槽，对二氧化硫进行中和，已达到脱硫的目的。第六章锅炉辅水质处理第七章锅炉运行操作及维护保养第一节锅炉投入运行的必备条件：锅炉的使用证；二、健全的管理制度：A、司炉班长岗位责任制，B、司炉岗位责任制；C、交接班制度；D、安全操作制度；E设备定期维修保养及升级制度；F、巡回检查制度；G、水质管理制度；H、节能管理制度；I、环保管理制度第二节烘炉和煮炉烘炉：A：目的就是要烘干炉墙水分，防止裂缝、变形、倒塌；B：做好烘炉准备工作；C、要按烘炉方法和要求进行；D、烘炉应按标准进行；E、烟囱新建、修复后或改建后要烘干。二、煮炉：A、目的清除锅炉内的铁锈、油脂、污垢；B、药剂：氢氧化钠（NaOH）、磷酸三钠（Na3PO4.12H2O）C、方法：按要求进行第三节运行前的准备锅炉内部检查；二、锅炉外部检查；三、锅炉附件检查；四、辅助受热面检查；五、汽水管道检查，六、燃烧设备检查；七、辅助设备检查、八、自动控制系统检查，九、其他方面的检查；十、记录的检查。第四节蒸汽锅炉的启动上水；二、点火；三、升压；四、通气与并汽第五节蒸汽锅炉的运行与调节水位的调节；二、汽压的调节；三、温度的调节；四、燃烧的调节；五、炉膛负压的调节；六、除灰（除灰有蒸汽、空气、药物三种方