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1、课程简介,课程名称：锅炉及锅炉房设备 (boilers and the accessories for boiler plants)课程性质：考试（闭卷笔试）讲课课时：40学时实验课时：5学时考试时间：待定授课班级：建环08,课程性质与任务,【锅炉及锅炉房设备】课程为建筑环境与设备工程专业的专业课之一，是一门必修课程。本课程介绍供热锅炉的原理、结构以及锅炉的附属设备、锅炉房工艺设计等一整套关于锅炉和锅炉房较系统的知识。供热锅炉是一种被现代工业广泛应用并在民用领域也日益增加使用的设备。我国目前有各种供热锅炉约一百万台左右，其总消耗能源约占全国总能源耗量的三分之一。因此，供热锅炉技术对我国的经济、

2、能源技术、单位能耗水平和节能技术水平有极其重要的影响。供热锅炉房常常是企事业单位的重要部门，它的合理的设计、建造、运行常被赋予特别的关注。通过本课程的学习，学生可以比较全面地了解锅炉的内部过程，初步掌握供热锅炉房的设计、供热锅炉房设备的计算选择等实际工作中很有用的知识和技能。为今后从事锅炉或锅炉房的设计、改造设计、管理、运行、安装调试、以及节能等工作奠定坚实的基础。,第一章 锅炉及锅炉房设备的基本知识,第一节 概述,1. 锅炉 锅炉是国民经济中重要的供应蒸汽或热水的设备。 就一个供热系统而言，锅炉是供热之源。 从不同的角度，锅炉有着不同的内涵：从能量转换的角度来看，锅炉是一个能量转换设备，它将

3、燃料的化学能（或电能，核能等）转换为热能（废热锅炉例外），进而将热能传递给水，将水变成热水或蒸汽以供用户使用。从传热的角度来看，锅炉是一个热交换设备或者是由一系列特殊的换热器组成的设备。,2.锅炉房设备 锅炉房设备是锅炉本体及其辅助设备的统称。 锅炉本体只有与其它辅助设备一起才能顺利地产生用户所需的蒸汽或热水。 锅炉的辅助设备将在下节进行介绍。 3.锅炉的应用场合 主要应用在以下三个方面。 家庭：采暖，通风，空调，制冷。 工业：加热，烘干，蒸煮，消毒。 （以上两种用途的锅炉称为供热锅炉或工业锅炉，也是本课程的研究对象） 动力：拖动，发电。 （此种用途的锅炉称动力锅炉，用于发电的也叫电站锅炉。）

4、,第二节锅炉及锅炉房设备基本组成,1. 锅炉 也称锅炉本体，由汽锅(主受热面），炉子（燃烧设备），附加受热面和仪表附件四大部分组成。 汽锅由锅筒，水冷壁，对流管束，下降管和集箱组成。 炉子由煤斗，炉排，炉墙，炉膛，炉拱，排渣板，风仓等组成。 附加受热面通常有蒸汽过热器，省煤器和空气预热器等组成。 仪表附件包括安全阀，压力表，水位表，水位报警器和其他阀门组成。 2.锅炉房设备 锅炉本体及其辅助设备的总称。 锅炉房的辅助设备按锅炉的工作过程来看，有运煤系统，除灰系统，送引风系统，水、汽系统，仪表控制系统等几个系统组成。,第三节锅炉的工作过程,以燃煤锅炉为例，锅炉的工作过程有以下同时进行的三个过程。

5、 1. 燃料的燃烧过程 在送煤系统和送、引风系统的配合下，燃料在炉内燃烧，进行燃烧反应形成高温烟气。燃料燃尽后形成灰渣，经由除灰渣系统排出。这个过程称为燃料的燃烧过程。 2. 火焰和烟气向工质的传热过程 燃烧后的高温火焰和烟气首先向水冷壁内的工质进行辐射换热，然后烟气上升至炉膛出口处与防渣管（又称凝渣管，费斯顿管，拉稀管）内的工质以辐射和对流方式传递热量，之后烟气在引风机和烟囱抽力的作用下与蒸汽过热器，对流管束，省煤器，空气预热器内的工质传递热量。这个过程称为火焰和烟气向工质的传热过程。,3. 水的受热和汽化过程 它也是热水和蒸汽的生产过程，主要包括水循环和汽水分离过程。 工作时，锅炉补给水和

6、回收的凝结水经处理后，由给水泵送至省煤器进行预热，预热后的水进入上锅筒的低温水区，经下降管和低温区的对流管束后流入下锅筒和下集箱，继而在上升管中受热产生蒸汽、由于下降管和下锅筒中的水的温度相对上升管中的汽水混合物的温度低，在密度差的作用下，汽水混合物进入上锅筒的高温水区，并在高温水区汽水分离器的作用下进行汽水分离，分离后的蒸汽送往蒸汽过热器继续加热变成过热蒸汽，分离后的水则流入下锅筒和下集箱。 从以上三个同时进行的过程可以看出，锅炉要正常，安全工作，必须与辅助系统一起工作。,第四节锅炉的主要特性,1. 用途 区分各类锅炉的特点，表征锅炉各自的特点。这些特点有：锅炉构造，所用燃料，燃烧方式，容量

7、大小，参数高低，运行和投资的经济性等。 2. 主要特性,蒸发量与产热量的关系式和产热量的计算式：,第二章燃料与燃烧计算,第一节 燃料的化学成分,1.燃料的分类 按物态分：固体燃料，气体燃料，液体燃料。 获得方法：天然燃料，人工燃料。 燃料是锅炉是粮食，在我国锅炉燃料以煤为主。 燃料的特性对锅炉造型，运行，安全和经济性等有重要影响,2. 燃料的元素分析成分及其特点 燃料的化学成分及含量可由元素分析法或工业分析法进行测定，相应的成分称为元素分析成分和工业分析成分。 燃料的元素分析成分包括碳C，氢H，硫S，氧O，氮N，灰分A和水分W（M）。其特点见下表。 3. 燃料的工业分析成分及其特点 工业分析法

8、是用来测定固体燃料的组成成分的，固体燃料的工业分析成分有水分W，挥发分V，固定碳Cgd和灰分A。 其中水分，固定碳和灰分等特点，已在上表中进行了介绍。挥发分V将在下节介绍。,4. 燃料成分分析数据的基准与换算 a）基准 由于水分和灰分随外界条件的变化而变化，燃料的组成成分质量百分数与会发生变化，为明确表示各组成成分的含量，定义了以下四个计算的基准。 应用基（收到基）：以炉前燃料作为分析基准。实际应用成分，用于锅炉传热，通风和热工试验等计算。 分析基（空气干燥基）：以在实验条件下（温度为20，相对湿度为60%）进行风于后的燃料作为分析基准。实验室中采用的基准，包括全部内水分和部分外水分。 干燥基

9、：以除去全部水分的干燥燃料作为分析基准。水分变化时，不影响干燥基成分，对固体燃料，通常用干燥基灰分反映灰分的含量。 可燃基（干燥无灰基）：以除去全部水分和灰分的燃料作为分析基准。不受水分和灰分的影响，是一稳定组成成分，对煤而言，用于判断它的燃烧特性和进行分类。,从以上各处基准的定义得到各个基准下的关系式见下表：,对气体燃料，其组成成分用各组成气体的体积百分数表示。通常以干燥基作为分析基准。,b）换算：x=Kx0 K为换算系数。 若已知某一基准下各组成成分的含量，可通过各基之间的换算系数来计算其它基准下的组成成分的含量。这个系数称为燃料成分的换算系数K。,第二节 煤的燃烧特性,煤的燃烧特性是选择

10、燃烧设备，锅炉运行和节能等的重要依据。它的特性主要有：发热量，挥发分，焦结性和灰熔点。 1. 发热量 a）定义 单位质量的煤完全燃烧时所放出的热量。单位kJ/kg。 高位发热量Qgw：1kg燃料完全燃烧后所产生的热量，包括燃料燃烧时所生成的水蒸汽的汽化潜热。 低位发热量Qdw：高位发热量中扣除去全部水蒸汽的汽化潜热后的发热量。低位发热量接近锅炉运行的实际情况，因此作为锅炉设计等的重要依据。,应用基高位发热量与低位发热量之间可用以下关系式表达： 其它基下高位发热量和低位发热量之间的换算可查表2-2中的换算系数。 b） 测定 用实验方法进行测定氧弹测热器。 若有元素分析成分，也可经验关系式进行计算

11、。 c）评价 引入标准煤概念，规定标准煤的应用基低位发热量是29308kJ/kg。不同情况下锅炉煤的消耗量换算成标准煤的消耗量Bb进行比较。 d）其它 折算水分和折算灰分的概念，引入的原因。高水分和高灰分的煤的概念。,2. 挥发分 a）定义 失去水分的干燥煤样在隔绝空气下加热至一定温度时，它所析出的气态物质称为挥发物，其百分数含量即为挥发分V。其中挥发物由可燃气体和不可燃气体组成。 b）特点 挥发分的大小，与煤的形成年代有关，代表着煤的煤化程度。煤化程度越深，挥发分越少。 不同煤种的挥发分析出温度不同。 挥发分的含量对燃烧过程的发生和发展有较大影响。 c）作用 煤的一个重要燃烧特性，作为煤的分

12、类的重要依据之一。,3.焦结性 a）焦碳 煤在燃烧过程中析出水分和挥发分后所残留的物质。它包括固定碳和灰渣。 b）定义 也称粘结性，焦碳的粘结程度。这是焦碳主要特性之。 c）特点 不同的煤种有不同的焦结性，表现出不同的外观形状。 对煤在炉内的燃烧过程和燃烧效率有着很大的影响。 不粘结或强粘结的煤不宜在层燃炉中进行燃烧。,4.灰熔点 a）定义 煤燃尽后所残留的灰分的熔融性。 b）特点 对锅炉工作有较大影响。 因灰分成分变动大，严格来说没有确定的熔点，而只有一个温度变化范围。 高低与灰的成分及灰渣形成时的环境气氛有关。 c）测定 角锥法。,第三节 煤的分类,1.原因 煤的种类与锅炉的设计和燃烧设备

13、，方式有着直接关系。 鉴别和合理利用我国煤炭资源。 2.依据 分类依据很多，简单和科学的方法是按煤化程度，即可燃基挥发分多少。 3.类别 褐煤，烟煤，贫煤，无烟煤，泥煤，煤矸石和石煤等。,4.特点 主要煤种的特点如下。,5.其它 泥煤，煤矸石和石煤等都是低质煤，水分或灰分高，发热量不高，一般采用沸腾燃烧方式加以利用。 为使工业锅炉更好地适应不同燃料的燃烧，上海工业锅炉研究所提出了供热锅炉煤种分类表和设计用代表性煤种。,第四节 液体燃料和气体燃料,1.液体燃料 a）重油 主要元素是碳和氢，灰分，水分很少，发热量高，易着火和燃烧。 b）液体燃料特性指标 粘度：表征流动性能，用恩氏粘度表示，其大小与

14、成分，温度，压力有关。 闪点：油气与空气的混合物与明火接触时可发生短暂闪光时的油温。它是防止发生火灾的一个重要指标。 燃点：油气与空气的混合物与明火接触时能着火并持续燃烧不少于5秒时的油温。 凝固点：试样油在一倾斜45度的试管中冷却至油面经1分钟保持不变时的油温。重油凝固点的高低与所含石蜡有关，它关系着燃油在低温下的流动性。,2.气体燃料 天然气：主要成分是甲烷，发热量很高，燃烧方便，是优质燃料。 高炉煤气：炼铁高炉的副产品，可燃成分为CO和H2，得其含量低，故发热量很低。灰分高，使用前应净化。 焦炉煤气：炼焦的副产品。主要是H2和CH4，发热量较高，优质燃料。,第五节 燃料的燃烧计算,1.燃

15、料燃烧所需空气量计算 a）假设 完全燃烧 各组成气体，包括水蒸汽均认为是理想气体 空气为干空气，只有氧和氮，其体积比为21/79。 b）依据 可燃元素碳，氢和硫的完全燃烧化学反应方程式。,c）定义 理论空气量：1kg应用基燃料完全燃烧，无过剩氧存在时所需的空气量。单位Nm3/kg。 过量空气：实际供给的空气量与理论空气量之差。 过量空气系数：实际空气量和理论空气量之比。 d）计算 为炉膛出口处的，其值由经验给定，常用的层燃炉1.3-1.6之间。 此外，理论空气量也可用经验公式进行计算。,2.燃烧生成的烟气量计算 a）理论烟气量计算 理论烟气量：供以理论空气量，燃料完全燃烧，烟气只有CO2，SO

16、2，H2O及N2四种气体时所具有的体积。 依据：完全燃烧反应方程式。 计算：见下表。 b）实际烟气量计算 实际烟气量：理论烟气量和过量空气之和。即：,3. 烟气和空气的焓 a）定义 表示1kg固体或液体燃料燃烧生成的烟气和所需理论空气量，在等压下从0加热到所需的热量，用符号和表示，单位为kJ/kg。 b）计算 理论空气焓： 理论烟气体积下的焓： 过量空气焓： 实际烟气焓： c）例题 见教材第31页例题2-3,第 六节锅炉烟气分析及其结果的应用,1.烟气分析 目的：验证和判断锅炉实际工况与设计工况的差别。 分析内容：正在运行中的锅炉所产生的烟气的成分和含量，包括：三原子气体，氮气，氧气，水蒸汽和

17、一氧化碳。氢和碳氢化合物忽略不计。 方法：使用仪器进行测量，常用的为奥氏烟气分析仪。 奥氏烟气分析仪：原理是利用化学溶液选择性吸收气体，根据体积变化来进行测量；主要由量筒，三个吸收剂和一个水准瓶组成。 2.分析结果应用 烟气量计算：根据燃料元素分析成分，烟气分析结果和上节完全燃烧时烟气量的计算可得燃料不完全燃烧时实际烟气量的计算式为：,CO含量的计算：CO含量少，很难精确测定，一般先测出三原子气体和氧气含量，再间接求出CO含量。其计算式为： 不完全燃烧时： 为燃料特性系数，是一无因次量，只与燃料的可燃成分有关。 完全燃烧时：CO0,的计算：由过量空气系数的定义和烟气分析结果，可得到过量空气系数

18、的计算式为： 不完全燃烧时： 完全燃烧时：,实际运用计算式：忽略CO含量，干烟气中N279%，用氧化锆氧量计测定过量氧。,燃烧方程式： 不完全燃烧时： 完全燃烧时：,计算式：在理论空气量下完全燃烧时，三原子气体体积达到最大。,第三章锅 炉 的 热 平 衡,第一节 锅炉热平衡的组成,1.内容及目的 研究燃料的热量在锅炉中的利用情况：损失，损失表现和原因。目的在于有效提高锅炉热效率。 2.组成 带入锅炉的热量的利用主要包含在以下六个方面：锅炉有效利用热量，排烟热损失，气体不完全燃烧热损失，固体不完全燃烧热损失，散热损失，灰渣物理和冷却热损失。写成热平衡方程式为：,上式两边除以 ，以带入热量的百分数

19、表示热平衡方程式为： 带入锅炉的热量指由锅炉以外输入的热量，包括燃料应用基低位发热量，燃料的物理显热，蒸汽带入的热量，随同空气进入的热量等四个部分。即：,第二节 燃料消耗量及蒸发率,1. 燃料消耗量 指锅炉每小时耗用的燃料。计算式为： 当考虑不完全燃烧时，则小时计算燃料消耗量为： 2.蒸发率 对蒸汽锅炉而言，每kg燃料所能生产的蒸汽量，又称煤水比，即：,第三节 锅炉的热效率,1.定义及测定方法 锅炉有效利用热量占燃料带入锅炉热量的百分比，也叫锅炉的毛效率。 测定方法有正平衡试验和反平衡试验两种方法。 2.正平衡法 对于小型锅炉常用来测定锅炉热效率。其方法是计算出有效利用热量和带入锅炉的热量。

20、带入锅炉的热量按上述方法计算，有效利用热量只要测出燃料量，锅炉蒸发量和蒸汽压力和温度等即可计算出来。 3.反平衡法 根据测出锅炉的各项热损失来求锅炉热效率的方法。对大型锅炉来说用此法来测定锅炉热效率。 热平衡试验对热工况，负荷波动，操作要求，时间，次数，精度等都有一定的要求。 4.锅炉净效率 指在毛效率的基础上扣除锅炉用气和电能消耗后的效率。,第四节 热平衡方程式中各项热量的 形成，测定和计算,1.热量的形成，测定和计算 带入锅炉的热量和有效利用热量的计算是用于正平衡法计算锅炉热效率的，各项热损失的计算是用于反平衡法来计算锅炉热效率的。各项热量的形成，测定和计算见下表。 2.计算示例 参见教材

21、第52页例3-1和例3-2。,第四章 燃 烧 设 备,第一节 概述,1.燃烧设备的重要性 锅炉热量来源于燃料的燃烧，而燃烧必须要有燃烧设备。 燃烧设备的结构和配置直接关系到锅炉的安全，运行，操作和经济性。 2.燃烧设备的分类 按燃烧方式分有层燃炉（火床炉），室燃炉（悬浮炉）和流化床（沸腾）炉三种。 重点介绍层燃炉和沸腾炉。 3.燃烧设备的任务 为燃料的燃烧创造良好条件。 考虑锅炉运行的安全，合理及费用等问题。 适应于不同种类的燃料。,第二节 煤的燃烧过程,1.着火前的热力准备阶段 a） 过程：加热干燥水分汽化完全烘干挥发分 析出形成多孔焦炭。 b）任务：新入炉的燃料足够热量，温度迅速升高，尽

22、快完成热力准备阶段。 c）影响因素：煤的特性，所含水分，炉子结构，炉内 温度 d）采用方法：提高炉温，采用预热空气 2.挥发物与焦碳的燃烧阶段 a）过程：挥发物浓度和温度升高挥发物达到着火温度，开始燃烧挥发物燃烧，焦炭燃烧 b）特点：燃烧反应剧烈，放出大量热量。 c）影响因素：空气量，燃料与空气的接触情况，煤的 特性，炉子结构，炉内温度,3.燃尽阶段 a）特点 缓慢，放热量不大，所需空气少，处理不好会造成不完全燃烧损失。 b）采用方法 延长炉内停留时间，击破“灰衣”，维持炉内高温。 4.燃烧过程改善的措施 保持炉内高温，充足而适量的空气，燃烧与空气的良好接触，时间和空间，及时排出烟气和灰渣。,

23、第三节 层燃炉,1.手烧炉 a）构造和工作过程 由炉室，炉排，炉门，灰门和灰坑组成，见图4-1，炉排有条状和板状。 工作时，煤由人工从炉门投入，铺在炉排上，风由灰坑进入穿炉排而上进入燃料层和炉室，大渣块由人工从炉门钩出，细灰从灰门耙出，烟气出炉膛后经对流区至烟囱排出。 b）燃烧特性和工作特点 燃料分层，烟气和烟温也呈一定规律变化。 上饲式炉子，双面引火。 间歇加煤引起燃烧的周期性，存在最佳工作点。 不完全燃烧热损失大，排烟热损失也大，热效率低。 周期冒黑烟。,c）改善措施 提高操作技术，提倡“看，勤，快，少，匀”的操作方法。 改善炉门结构。 改进炉排结构，如固定炉改为摇动炉，单层炉排改为双层炉

24、排。 改顺烧炉为反烧炉。 间断送二次风，改善燃烧条件。 d）几个概念或术语 通风截面比，火口，双面引火,2.机械风力抛煤机炉 a）构造和工作过程 由机械风力抛煤机，炉膛和炉排组成，结构见图4-6。 工作时，由机械进行抛煤，并辅以风力抛煤，抛入炉膛中的煤依次通过干燥，挥发分析出，焦炭的燃烧和燃尽等阶段。 b）燃烧特性和工作特点 风力抛煤的同时起到二次风的作用。 半悬浮进行燃烧，粘结性的煤也可进行燃烧。 着火燃烧快，调节比较灵敏，对负荷变化的适应性较强。 金属耗量小，初投资低。 不设炉拱，气流扰动差，飞灰多，造成飞灰热损失大，而且严重污染环境。,3.链条炉排炉 a）构造和工作过程 链条炉是一种广泛

25、应用的层燃炉，结构图见图4-8，按燃料供给方式，是一前饲式炉子。突出特点是煤靠自重落到自前向后移动的炉排上，并随炉排一起移动。 工作时，煤自煤斗落到炉排上，随炉排徐徐运动，依次完成预热，干燥，挥发物析出，燃烧和燃尽阶段。灰渣经老鹰铁（除渣板）落入渣斗。空气从炉排下引入。煤层厚度由煤闸门调节。风量通过风仓调节。同时炉膛两侧设有防渣箱。 b）炉排结构型式 我国常用的有鳞片式和链带式链条炉排。,鳞片式炉排：其结构见图4-9，整副炉排由炉排件，夹板，主动链，圆钢拉杆，节距套管及铸铁等部件组成。 此炉排优点是运行比较可靠，维修方便，漏煤少，冷却条件好。缺点是金属耗量和机械加工量大，结构复杂，刚性差，炉排

26、不能过宽，不大于4.5米。 此炉排国内广泛应用于蒸发量在10-35t/h的锅炉中。 链带式炉排：根据炉排片的型式又可分为轻型链带式，大块型链带式和活络芯片型链带式三种。 轻型链带式结构见图4-12，主要部件是中间和两侧的链轮，众多炉排片和圆钢拉杆。其主要优点是结构简单，加工方便，金属耗量小，成本低。缺点是工作可靠性差，通风截面比大，漏煤量也大，拆装和检修不方便。 大块型链带式结构见图4-13，特点是炉排尺寸较大，运行安全可靠，节省金属，安装和检修方便。缺点是自洁能力差，易引起燃烧恶化。 总之链带式炉排虽结构简单，但不论那种型式，其一个共同的缺点是炉排的活动部分和两侧的固定墙有相对运动，其之间必

27、要存在间隙，从而引起漏风（间隙大时）或卡死炉排及与炉墙摩擦（间隙小时），必须装设侧密封装置。,c）燃烧过程和燃烧特点 从理论上来讲，其燃烧过程可分为四个区段：燃料的预热干燥区段，挥发分析出并燃烧区段，焦炭猛烈燃烧区段和燃尽阶段。 它的燃烧具有单面引火，分段燃烧图4-16，烟气成分有规律变化和需要拨火操作的特点。 d）工作特点 煤的性质对燃烧有着很大的影响，煤的水分，灰分，挥发分，焦结性及煤的颗粒有一定的要求。 燃烧调节主要进行风量和给煤量的调节，调节比较慢，影响了对负荷变化的适应性。 机械化程度高，劳动强度不高，提高了工作效率。 制造复杂，钢耗量大，初投资高。 运行稳定，故障少，效率高。 烟气

28、中原始含尘浓度低，适用范围广。 e）改善燃烧措施 进行合理配风，采用分段送风。 合理设置前，中，后拱，强化气流扰动。 送二次风。,4. 往复推饲炉排炉 a）分类 按炉排布置：倾斜式和水平式。 煤在炉排上的运动方式：顺行和逆行。 炉排冷却方式：风冷和水冷。 炉排动作情况：间隔动作和全部动作。 目前国内广泛应用的是间隔动作、风冷、顺向的倾斜式往复推饲炉排炉，其次为水平式往复炉。 b）倾斜式炉排炉 结构：见图4-21。整个炉排具有明显的台阶，可防止煤滑落和增加耙拨功能。活动炉排片往复前后运动，并可作无级调节。炉排下有几个独立的风室，达到分区配风的目的，同时保持各风室的严密性。目前主要配置于2-6t/

29、h的供热锅炉。 燃烧过程：与链条炉类似。但往复推饲炉排炉的结构形式为加强燃烧创造更良好的条件。,优缺点： 优点是实现了加煤，除渣和拨火三项工作的机械化，从而比链条炉有更好的煤种适应性；设置前，中，后拱，有利燃用低质煤，同时有良好的消除黑烟的作用；结构简单，制造方便，金属耗量低。 缺点是易漏煤和漏风，活动炉排易烧坏。 c）水平式往复炉 结构：见图4-22，结构和倾斜式基本相同。整个炉排比倾斜式更具有明显的台阶，更可防止煤滑落和耙拨功能。同时炉排面的纵剖面呈锯齿形。 优缺点：优点是对煤层的耙拨和疏松作用强烈，有利燃烧；可方便收集灰渣连续排除；可燃焦结性强和灰熔点低的煤。缺点是易漏煤和漏风，活动炉排

30、易烧坏。,第四节 室燃炉,1.特点 a）没有炉排，燃料呈悬浮燃烧。 b）燃料燃烧反应面积大，与空气混合良好，燃烧速度效率 高。 c）炉膛体积较大。 d）燃料适应性广，可燃不同物态的燃料。 e）燃烧调节，运行，管理易实现机械和自动化。 按使用燃料有煤粉炉，燃气炉和燃油炉。 2.煤粉炉 主要从煤粉制备设备，燃烧器，炉膛结构及煤粉炉特点四个方面介绍。 a）煤粉制备设备 煤粉：不规则的颗粒组成，以20-50微米颗粒居多。 煤粉有较强的空气吸附能力，有很好的流动性。同时有可能自燃，具有爆炸的危险性。 煤粉的细度是衡量煤粉品质的重要指标，一般用筛余百分数来表示。煤粉并非越细越好，是一个综合的经济性指标。

31、煤粉的均匀性是另一个衡量煤粉颗粒特性的指标。,磨煤机：原煤先经碎煤机打碎，再由磨煤机制成煤粉。磨煤机种类较多，常用的竖井式磨煤机，风扇式磨煤机和球磨机。供热锅炉上常用前两种。 竖井式磨煤机的结构见图4-28，由外壳，转子和竖井组成。它主要靠锤子在高速打击与外壳撞击成煤粉的。 b）燃烧器 作用：煤粉炉的重要组成部分，作用是将煤粉送入炉膛，并使它们良好混合，迅速燃烧和尽可能充满整个炉膛。 旋流式燃烧器：结构见图4-29，其特点是出口有一蘑菇形扩散锥，可以调节气流的旋转强度；同时还可有重油雾化喷嘴，以利燃油点火之用。 c）炉膛结构 作用：提供煤粉燃烧空间，锅炉换热的重要组成部件。 要求：有一定的空间

32、，同时要有合理的几何形状，深度和宽度要合理，防止结渣。 要便于布置水冷壁，其数量应使炉膛出口处烟温在1000-1100度。 火焰长度要适合，其值取决于煤种和锅炉容量的大小。,d）煤粉炉特点 可配置不同的磨煤机和燃烧器。 燃烧所需空气分别送入。 一次风为燃烧器送入，风温，风量，风速应适合。 二次风送入部位和时间要适当，风速要比一次风大，以利扰动。 空气过量系数比层燃炉小，其最佳值试验确定。 通常四周布置水冷壁。 适应负荷变化能力较差，不适用于供热锅炉，常用于电站锅炉。 3.燃油炉 a）概述 用于中，小容量锅炉，主要燃用重油和轻质油。 燃油实际是油气的燃烧，可认为是气相反应。 燃烧质量的好坏取决于

33、油的雾化质量和合理的配风。 燃油炉的关健设备是油燃烧器。,b）油燃烧器 油燃烧器主要由油喷嘴和调风器组成。 机械雾化喷嘴： 结构见图4-30。 雾化质量与燃料油的粘度，喷嘴结构，进油压力等有关。 油量可通过改变油压或回油等措施进行调节。 蒸汽雾化喷嘴： 结构见图4-31，利用高压蒸汽的喷射而将油雾化。 雾化质量与机械雾化喷嘴好且均匀，油粒平均直径小于100微米。 蒸汽量和油量通过改变蒸汽喷孔的截面大小来调节，负荷调节大。 因有高压蒸汽，能量大，可降低对油粘度的要求。 油压不需太高，可燃用质量较差的油。 结构简单，运行安全。 所需蒸汽量大，降低了经济性。 转杯式雾化喷嘴： 结构见图4-33。是利

34、用高速旋转转杯进行旋转，在离心力的作用下将油雾化。 离心力是油雾化根本动力，这可由转杯的转速来实现，从而使其对油的适应性较强，油量的调节较大。 有高速转动部件，制造加工复杂，振动和噪声大。,c）调风器 作用：送入炉内所需空气，组织气流形状和速度分布，使燃烧有很好的运行工况。 结构：按出口气流的流动工况可分为旋流式和直流式两种。结构见图4-34。 要求：首先送入一部分一次风与油预先混合，以防油的热分解。 在燃烧器的出口处造成一个高温烟气回流区，以使油及时着火和燃烧稳定。 二次风与油雾良好混合，并要有强烈扰动。 旋流强度应适合。 燃烧器的中心与侧墙应有一定的距离，炉膛深度也要合理。 4.燃气炉 a

35、）特点 主要燃用天然气，高炉煤气和焦炉煤气。 设备简单，操作方便，但有一定的危险性。 燃烧是单相反应，易燃。 燃烧速度和效率取决于与空气的混合。 燃用不同种类的燃料时，其热损失差别大。 燃烧器的结构与油燃烧器的相似。,第五节 沸腾炉,1.沸腾炉及其特性 a）原理 沸腾炉是将流化理论应用于锅炉而发展起来的。固体粒子经与流体而转变为类似流体的状态的过程，叫流化过程，此过程应用于燃烧称为沸腾燃烧，其炉子即叫沸腾炉或流化床炉。 b）特性 沸腾燃烧是一种介于层状燃烧和悬浮燃烧之间的燃烧方式。 物料的运动方式为气力输送，它所处的料床为沸腾床。 存在一个沸腾临界速度，这个速度与颗粒大小，筛分级别，粒子密度和气流物理性质有关。 料层要处于稳定的沸腾状态，气流速度有一个范围，燃烧率的调节也只能在这一范围。,2.沸腾炉的型式和结构 a）链带式沸腾炉 此炉子兼有链条炉和沸腾炉的特性，可弥补链条炉煤种适应性差的不足，但结构复杂，是一个半沸腾炉，目前国内不再生产。 b）鼓泡床沸腾炉 构造： 是沸腾炉的主要型式，是全沸腾炉，结构见图4-37，