锅炉设备基础

锅炉及锅炉设备的基本知识第一节概述第二节锅炉的基本构造和工作过程第三节锅炉的基本特性第四节锅炉型号与参数系列第五节锅炉房设备的组成第一节概述锅炉是供热之源。锅炉及锅炉设备的任务，在于安全可靠、经济有效的把燃料的化学能转化为热能，进而将热能传递给水，以生产热水或蒸汽。蒸汽，不仅用作将热能转变成机械能的工质产生动力，用于发电；蒸汽（或热水）也用作载热体，为工业生产、采暖通风空调等方面提供所需的热量。通常我们用于动力、发电方面的锅炉，叫做电站锅炉；把用于工业、采暖和生活方面的锅炉，称为供热锅炉，又称工业锅炉。第二节锅炉的基本构造和工作过程锅炉最根本的组成是汽锅和炉子两大部分。燃料在炉子里燃烧，将它的化学能转化为热能，高温的燃烧产物——烟气，则通过汽锅受热面把热量传递给汽锅中的温度低的水，水被加热或进而沸腾汽化，产生蒸汽。第三节锅炉的基本构造汽锅的基本构造包括锅筒（又称汽包）、管束、水冷壁、集箱和下降管组成，它是一个封闭的汽水系统。炉子包括煤斗、炉排、炉膛、除渣板、送风装置等组成，是燃烧设备。此外，为了保证锅炉的正常工作和安全，蒸汽锅炉还必须装设安全阀、水位表、高低水位警报器、压力表、主汽阀、排污阀、止回阀等；锅炉的工作过程1.燃料的燃烧过程锅炉在炉子设置在汽锅的前下方，此种炉子是供热锅炉中应用较为普遍的一种燃烧设备——链条炉排炉。为了锅炉燃烧的持续进行，还得连续进行，需连续不断地供应燃料、空气和排出烟气、灰渣。为此，就需配备送，引风设备和运煤出渣设备。2.烟气向水的传热过程由于燃料的燃烧放热，炉内温度很高。在炉膛的四周墙面上，都布置一排水管，俗称水冷壁。高温烟气与水冷壁进行强烈的辐射换热，将热量传递给管内的水3.水的受热和汽化过程这是蒸汽的生产过程，主要包括水循环和汽水分离过程。水循环：因受热强烈，相应地工质（水）的密度较小，从而密度大的工质（水）往下流入下锅筒，密度小的向上流入上锅筒，开成了锅水的自然循环。汽化过程：将水变成蒸汽的过程。第三节锅炉的基本特性为区别各类锅炉构造、燃用燃料、燃烧方式、容量大小、参数高低汽水流动方式以及运行经济等特点，常用下列锅炉基本特性表征和说明。一.蒸发量、热功率蒸发量是指蒸汽锅炉每小时所生产的额定蒸发量，用以表示锅炉容量的大小。蒸发量常用符号D来表示，单位是t/h。供热锅炉，也可以用额定热功率来表示容量的大小，以符号Q来表示，单位是MW。1t/h供热量=0.7MW=600*103kcal/h热功率与蒸发量之间的关系，可由下式表示：Q=0.278*D*(iq-igs)*10-3(MW)式中D——锅炉的蒸发量，t/h；iq，igs——分别为蒸汽和给水的焓，KJ/kg对于热水锅炉：Q=0.278*G*（irs2-irs1）*10-3(MW)式中G——热水锅炉每小时送出的水量，t/h;irs2-irs1——锅炉的进、出热水的焓，kJ/kg。二、蒸汽（或热水）参数锅炉的蒸气参数，是指锅炉出口处的蒸汽压力（压力表）和蒸汽温度。蒸汽压力，常用符号P表示，单位为MPa；蒸汽温度，常用符号t表示，单位为℃和K。对于生产过热的蒸汽或热水的锅炉，则必须同时标明其压力和温度。三、受热面蒸发率、受热面发热率锅炉受热面是指汽锅和附加受热面等与烟气接触的金属表面积，即烟气与水（或蒸汽）进行热交换的表面积。受热面的大小，工程上一般以烟气放热的一侧为基准来计算，用符号H表示，单位为M2。1m2受热面每小时所产生的蒸汽量，称为锅炉的受热面的蒸发率，用D/H[kg/(m2*h)]表示。但各受热面所处的烟气温度水平不同，它们的受热面蒸发率也有很大的差异。例如：炉内辐射受热面的蒸发率可达80kg/(m2*h)左右；对流管受热面的蒸发率就只有20~30kg/(m2*h)鉴于各种型号的锅炉参数不尽相同，为了便于比较时有共同的“参数基础”就引入了标准蒸汽的概念，如果把实际蒸发量D换算为标准蒸汽蒸发量Dbz，那么，受热面蒸率就可以D/H来表示，其换算公式：对工程单位Dbz/H=[D(iq-igs)/640H]*103kg/(m2*h)对法定计量单位Dbz/H=[D(iq-igs)/2680H]*103kg/(m2*h)工程计量单位为kcal/kg，法定计量单位为KJ/kg。对于热水锅炉，通常采用受热面发热率这个指标来表示。它指的是1M2热水锅炉受热面每小时所生产的热功率（或热量），用符号Q/H表示，单位为MW/m2。供热蒸汽锅炉，D/H一般在30~40kg/(m2*h)热水锅炉Q/H，一般在0.02325MW/m2上下受热面蒸发率或发热率越高，则表示传热好，锅炉所耗金属少，锅炉结构也紧凑。常用来表示锅炉的工作强度，但不能真实反应锅炉运行的经济性；如果锅炉的排出的烟气温度很高，D/H值虽大，但未必经济。四、锅炉的热效率锅炉的热效率是表征锅炉运行的经济性指标，是指锅炉每小时的有效利用生产热水或蒸汽的热量占输入锅炉全部热量的百分比数，常用符号ηgl表示，即ηgl=（锅炉有效利用热量/输入锅炉总热量）*100%第四节锅炉型号对于额定工作压力大于0.04MPa,但小于3.8MPa,且额定蒸发量不小于0.1t/h的以水为介质的固定钢制蒸汽锅炉和额定出水压力大于0.1MPa的固定钢制热水锅炉,其型号由三部分组成,各部分之间用短横线相连.工业锅炉产品型号组成示意图燃料种类代号燃烧设备形式或燃烧方式代号额定蒸发量(t/h)或额定热功率(MW)额定蒸汽压力或额定出水压力（MPa）蒸汽锅炉过热蒸汽温度或热水锅炉额定出水温度热水锅炉额定进水温度（℃）锅炉本体形式代号举例：如型号为LHG0.06-0.1/120-AⅡ锅炉表示为立式火管固定炉排锅炉，额定蒸发量为0.06t/h，额定工作压力为0.1MPa表大气压，出口过热蒸汽温度为120℃，燃用AⅡ类无烟煤的蒸汽锅炉又如型号为QXW2.8-1.25/95/70-AⅡ锅炉，表示为强制循环往复炉排锅炉，额定热功率为2.8MW额定出水压力为1.25MPa，额定出水温度为95℃额定进水温度为70℃，燃用AⅡ类烟煤的热水锅炉。第五节锅炉房设备的组成锅炉房是供热之源。它在工作时，源源不断的产生蒸汽（或热水），供应用用户的需要；然后通过一些辅助设备，以保证锅炉房的生产过程能继续不断的正常运行，达到安全可靠，经济有效的供热。通常将构成锅炉的基本组成部分称为锅炉本体，它包括汽锅、炉子、蒸汽过热器、省煤器和空气预热器。1.汽锅燃料在炉子内燃烧产生高温火焰和烟气，通过汽锅受热面将锅内的水加热，进而汽化产生具有一定压力和温度的蒸汽。汽锅实际上就是一个蒸汽发生器2.炉子是一种燃烧设备，将燃料燃烧放热，并生成高温烟气。3.蒸汽过热器对汽锅内产生的饱和蒸汽加热成为过热蒸气4.省煤器省煤器是一个给水预热器，锅炉给水流经省煤器被加热，能有效地降低排烟温度，节约燃料，提高锅炉效热。5.空气预热器它是安装在锅炉最末端烟道中的受热面，是利用排烟余热空气的装置。二.锅炉房辅助设备锅炉房的辅助设备是为保证锅炉正常、安全和经济运行而设置的，主要包括给水设备、通风设备、燃料供应和排渣除尘设备、汽水管道及附件以及临测仪表和自动控制设备。1.给水设备：它由水处理设备、给水箱和给水泵等组成2.通风设备：包括送风机、引风机、烟囱其作用是为给炉子送入燃料燃烧所需的空气和锅炉引出燃烧产物——烟气，保证燃烧正常运行3.燃料供应及排渣除尘设备：为了给锅炉输送燃料、排除灰渣和净化烟气而设置的4.监测仪表和自动化控制设备：水位表、压力表、安全阀、温度仪表和报警装置等