锅炉基础知识

关于锅炉基础知识简介锅炉的发展分锅和炉两个方面。

18世纪上半叶，英国煤矿使用的蒸汽机，包括瓦特的初期蒸汽机在内，所用的蒸汽压力等于大气压力。18世纪后半叶改用高于大气压力的蒸汽。19世纪，常用的蒸汽压力提高到0.8兆帕左右。与此相适应，最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳，后来改用卧式锅壳，在锅壳下方砖砌炉体中烧火。第2页,共49页，2024年2月25日，星期天随着锅炉越做越大，为了增加受热面积，在锅壳中加装火筒，在火筒前端烧火，烟气从火筒后面出来，通过砖砌的烟道排向烟囱并对锅壳的外部加热，称为火筒锅炉。开始只装一只火筒，称为单火筒锅炉或康尼许锅炉，后来加到两个火筒，称为双火筒锅炉或兰开夏锅炉.第3页,共49页，2024年2月25日，星期天发展历史

1830年左右，在掌握了优质钢管的生产和胀管技术之后出现了火管锅炉。一些火管装在锅壳中，构成锅炉的主要受热面，火(烟气)在管内流过。在锅壳的存水线以下装上尽量多的火管，称为卧式外燃回火管锅炉。它的金属耗量较低，但需要很大的砌体。

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19世纪中叶，出现了水管锅炉。锅炉受热面是锅壳外的水管，取代了锅壳本身和锅壳内的火筒、火管。锅炉的受热面积和蒸汽压力的增加不再受到锅壳直径的限制，有利于提高锅炉蒸发量和蒸汽压力。这种锅炉中的圆筒形锅壳遂改名为锅筒，或称为汽包。初期的水管锅炉只用直水管，直水管锅炉的压力和容量都受到限制。

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二十世纪初期，汽轮机开始发展，它要求配以容量和蒸汽参数较高的锅炉。直水管锅炉已不能满足要求。随着制造工艺和水处理技术的发展，出现了弯水管式锅炉。开始是采用多锅筒式。随着水冷壁、过热器和省煤器的应用，以及锅筒内部汽、水分离元件的改进，锅筒数目逐渐减少，既节约了金属，又有利于提高锅炉的压力、温度、容量和效率。第6页,共49页，2024年2月25日，星期天

辅助循环锅炉又称强制循环锅炉，它是在自然循环锅炉的基础上发展起来的。在下降管系统内加装循环泵，以加强蒸发受热面的水循环。直流锅炉中没有锅筒，给水由给水泵送入省煤器，经水冷壁和过热器等蒸发受热面，变成过热蒸汽送往汽轮机，各部分流动阻力全由给水泵来克服。

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第二次世界大战以后，这两种型式的锅炉得到较快发展，因为当时发电机组要求高温高压和大容量。发展这两种锅炉的目的是缩小或不用锅筒，可以采用小直径管子作受热面，可以比较自由地布置受热面。随着自动控制和水处理技术的进步，它们渐趋成熟。在超临界压力时，直流锅炉是唯一可以采用的一种锅炉，70年代最大的单台容量是27兆帕压力配1300兆瓦发电机组。后来又发展了由辅助循环锅炉和直流锅炉复合而成的复合循环锅炉。第8页,共49页，2024年2月25日，星期天在锅炉的发展过程中，燃料种类对炉膛和燃烧设备有很大的影响。因此，不但要求发展各种炉型来适应不同燃料的燃烧特点，而且还要提高燃烧效率以节约能源。此外，炉膛和燃烧设备的技术改进还要求尽量减少锅炉排烟中的污染物(硫氧化物和氮氧化物)第9页,共49页，2024年2月25日，星期天链带式链条炉排第10页,共49页，2024年2月25日，星期天早年的锅壳锅炉采用固定炉排，多燃用优质煤和木柴，加煤和除渣均用手工操作。直水管锅炉出现后开始采用机械化炉排，其中链条炉排得到了广泛的应用。炉排下送风从不分段的“统仓风”发展成分段送风。早期炉膛低矮，燃烧效率低。后来人们认识到炉膛容积和结构在燃烧中的作用，将炉膛造高，并采用炉拱和二次风，从而提高了燃烧效率。第11页,共49页，2024年2月25日，星期天发电机组功率超过6兆瓦时，以上这些层燃炉的炉排尺寸太大，结构复杂，不易布置，所以20年代开始使用室燃炉，室燃炉燃烧煤粉和油。煤由磨煤机磨成煤粉后用燃烧器喷入炉膛燃烧，发电机组的容量遂不再受燃烧设备的限制。自第二次世界大战初起，电站锅炉几乎全部采用室燃炉。第12页,共49页，2024年2月25日，星期天早年制造的煤粉炉采用了Ｕ形火焰。燃烧器喷出的煤粉气流在炉膛中先下降，再转弯上升。后来又出现了前墙布置的旋流式燃烧器，火焰在炉膛中形成Ｌ形火炬。随着锅炉容量增大，旋流式燃烧器的数目也开始增加，可以布置在两侧墙，也可以布置在前后墙。1930年左右出现了布置在炉膛四角且大多成切圆燃烧方式的直流燃烧器。第13页,共49页，2024年2月25日，星期天

第二次世界大战后，石油价廉，许多国家开始广泛采用燃油锅炉。燃油锅炉的自动化程度容易提高。70年代石油提价后，许多国家又重新转向利用煤炭资源。这时电站锅炉的容量也越来越大，要求燃烧设备不仅能燃烧完全，着火稳定，运行可靠，低负荷性能好，还必须减少排烟中的污染物质。第14页,共49页，2024年2月25日，星期天锅炉形式及分类1.什么是锅炉？

将其他热能转变成其他工质热能，生产规定参数和品质的工质的设备称为锅炉。（煤、油、天然气等转变成蒸汽）第15页,共49页，2024年2月25日，星期天

《特种设备安全监察条例》所定义的锅炉是指利用各种燃料、电或者其他能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，并对外输出热能的设备，其范围规定为最高安全水位时存水容积大于或者等于30L的承压蒸汽锅炉；出口水压大于或者等于O．1MPa(表压)，且额定功率大于或者等于O．1Mw的承压热水锅炉；有机热载体锅炉。

1.蒸汽锅炉安全技术监察规程（96版劳动部1997.1.1执行）2.特种设备安全监察条例（2003.3.11国务院373号令）（2009.1.24国务院549号令修改）第16页,共49页，2024年2月25日，星期天

锅炉形式锅炉设备中，吸热的部份称为锅，产生热量的部分称为炉。如：水冷壁、过热器、省煤器等吸热的部份可以看成锅；而炉膛、燃烧器、燃油泵、送、引风机可以看成炉。只有空气预热器既是吸热又是产生热量的部分，所以具有锅和炉两个部份的性质。第17页,共49页，2024年2月25日，星期天2.锅炉如何分类？按锅炉燃用的燃料分：燃煤炉、燃油炉和燃气炉；按燃烧方式分：层燃炉、室燃炉和沸腾炉（循环流化床）按锅炉水循环方式分：自然循环锅炉，强制循环锅炉和复合循环锅炉按有无汽包分：汽包锅炉和直流锅炉按炉膛内的压力分：负压锅炉和微正压锅炉第18页,共49页，2024年2月25日，星期天按蒸汽压力分类：低压锅炉（p＜2.45MPa）、中压锅炉（3.8＜p＜5.8MPa）、高压锅炉（5.9＜p=12.6MPa）、超高压锅炉（12.7＜p=15.8MPa）、亚临界压力锅炉（15.9＜p=18.3MPa）、超临界压力锅炉（22.115＜p＜30MPa）和超超临界压力锅炉（p＞30MPa）按传热面布置方式分：U形锅炉、倒U形锅炉和倒L形锅炉按管内通过的是水还是烟气分：火管锅炉、水管锅炉和水火管组合锅炉按用途分：生活锅炉、工业锅炉、电站锅炉

第19页,共49页，2024年2月25日，星期天3.什么分别是火管锅炉？水管锅炉？火管锅炉----就是燃料燃烧后产生的烟气在火筒或烟管中流过，对火筒或烟管外水、汽或汽水混合物加热。水管锅炉----就是水、汽或汽水混合物在管内流动，而火焰或烟气在管外燃烧和流动的锅炉。第20页,共49页，2024年2月25日，星期天第21页,共49页，2024年2月25日，星期天第22页,共49页，2024年2月25日，星期天4.什么是蒸汽锅炉参数？我国的蒸汽锅炉参数系列标准是什么？蒸汽锅炉的参数：额定蒸发量t/h（容量）、蒸汽压力(MPa)、蒸气温度(℃)和给水温度(℃)第23页,共49页，2024年2月25日，星期天5.锅炉按制造许可级别如何划分？第24页,共49页，2024年2月25日，星期天6.锅炉型号中各符号所代表的意义是什么？1.LSG1.0-0.8-AⅢ；LHG0.5-0.39-AⅢ2.DZL4-1.25-AⅡ；WNS6-1.6-Y（Q）3.SHX75-3.82/450（循环流化床锅炉）4.QZ30/950-10-0.78/179（余热锅炉）5.DG670/14-4（电站锅炉）（HG哈尔滨锅炉厂）（SG上海锅炉厂）（DG东方锅炉厂）

第25页,共49页，2024年2月25日，星期天第26页,共49页，2024年2月25日，星期天7.自然循环锅炉的原理是什么？自然循环锅炉中的汽包、下降管、下联箱和水冷壁管组成了循环回路。锅炉在冷态下，下降管中的水和水冷壁中水的温度是相同的，两者的重度是相等的，因此，炉水不会流动。在运行状态下，水冷壁吸收炉膛火焰的辐射热，产生一部分蒸汽。水冷壁管中汽水混合物的重度（r2）比炉膛外不受热的下降管中水的重度（r1）小，两者的重度差（r1-r2）与循环回路高度(h)的乘积，称为流动压头（r1-r2）*h。炉水在流动压头的推动下不断循环，没有依靠外力，故称为自然循环。第27页,共49页，2024年2月25日，星期天8.对流管束中的水循环是怎样进行的？中、小型锅炉设有对流管束作为蒸发受热面。对流管通常布置在过热器后，胀接在上下汽包之间。对流管束对于水冷壁来讲起着下降管的作用，但是对流管束本身也产生一部分蒸汽。有对流管束的锅炉，其省煤器通常为非沸腾式的，蒸汽一般不经给水清洗，所以上汽包内的水是欠热的。对流管束通常以汽包中心线为界分成两部分，靠近过热器一侧的对流管束由于接触的烟气温度较高，吸热量多，管内会发生部分蒸汽，是对流管束中的上升管。第28页,共49页，2024年2月25日，星期天9.什么是循环倍率?

对于自然循环的或强制循环的锅炉来讲,进入上升管的循环炉水吸收炉膛火焰的辐射热量后,只有一小部分蒸发成饱和蒸汽,大部分连同蒸汽回到汽包.进入上升管的循环水量与上升管中产生的蒸汽量之比称为循环倍率.常用K表示.一般随着蒸汽压力和蒸发量的增加,循环倍率下降.见下表;第29页,共49页，2024年2月25日，星期天第30页,共49页，2024年2月25日，星期天立式蒸汽锅炉第31页,共49页，2024年2月25日，星期天卧式链条炉DZL系列第32页,共49页，2024年2月25日，星期天单锅筒手烧炉双锅筒链条炉排第33页,共49页，2024年2月25日，星期天WNS系列卧式燃油、燃汽蒸汽锅炉第34页,共49页，2024年2月25日，星期天LHS立式燃油、燃汽蒸汽锅炉第35页,共49页，2024年2月25日，星期天邹县电厂1000MW超超临界锅炉第36页,共49页，2024年2月25日，星期天北仑电厂1000MW超超临界锅炉华能海门电厂1000MW超临界锅炉第37页,共49页，2024年2月25日，星期天江苏太仑电厂600MW超临界锅炉华能沁北电厂600MW超临界锅炉第38页,共49页，2024年2月25日，星期天内蒙古托克托600MW亚临界锅炉第39页,共49页，2024年2月25日，星期天第40页,共49页，2024年2月25日，星期天冶炼矿物烟气回收余热锅炉杭州锅炉股份公司68t/h第41页,共49页，2024年2月25日，星期天江西自力余热锅炉工艺流程及图片因为金属提炼过程中，根据用户提供的烟气性能指标，高温烟气含量中有很多金属氧化物，需要收集，高温烟