【2017年整理】锅炉基础知识

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1、筑龙网 筑龙网水暖电资料全部免费下载了！锅炉基础知识锅炉的用途及工作原理 锅炉是国民经济中重要的热能供应设备。电力、机械、冶 金、化工、纺织、造纸、食品等行业 , 以及工业和民用采暖都需要锅炉供给大量的热能。锅炉是利用燃料燃烧释放出的热能或其他能量将工质 ( 中间载热体 ) 加热到一定参数的设备。应用于加热水使之转 变为蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉 , 也称为蒸汽发生器 ; 应用于 加热水使之提高温度转变为热水的锅炉 , 称为热水锅炉而应用于加热有机热载体的锅炉称为有机热载体锅炉。从能源利用的角度看 , 锅炉是一种能源转换设备。在锅 炉中 , 一次能源 ( 燃料 ) 的化学贮藏能通过燃烧过程转化为

2、 燃烧产物 ( 烟气和灰渣 ) 所载有的热能 , 然后又通过传热过 程将热量传递给中间载热体 ( 例如水和蒸汽 ), 依靠它将热量输送到用热设备中去。这种传输热量的中间载热体属于二次能源 , 因为它的用途就是向用能设备提供能量。当中间载热体用于在热机中进 行热一功转换时 , 就叫做 “ 工质 “ 。如果中间载热体只是向热 设备传输、提供热量以进行热利用 , 则通常被称为 “ 热媒 “ 。锅炉按其用途可以分为电站锅炉、工业锅炉、船舶锅炉 和机车锅炉等四类。前两类又称为固定式锅炉 , 因为是安装在固定基础上而不可移动的。后两类则称为移动式锅炉。本 书介绍的是固定式工业锅炉。在锅炉中进行着三个主要过

3、程 :筑龙网 筑龙网水暖电资料全部免费下载了！(1) 燃料在炉内燃烧 , 其化学贮藏能以热能的形式释放出来 , 使火焰和燃烧产物 ( 烟气和灰渣 ) 具有高温。(2) 高温火焰和烟气通过 “ 受热面 “ 向工质 ( 热媒 ) 传递热量。(3) 工质 ( 热媒 ) 被加热 , 其温度升高或者汽化为饱和蒸汽 ,或再进一步被加热成为过热蒸汽。以上三个过程是互相关联并且同时进行的 , 实现着能量 的转换和传递。伴随着能量的转换和转移还进行着物质的流 动和变化 :(1) 工质 , 例如给水 ( 或回水进入锅炉 , 最后以蒸汽 ( 或热水 ) 的形式供出。(2) 燃料 , 例如煤进入炉内燃烧 , 其可燃

4、部分燃烧后连同原含水分转化为烟气 , 其原含灰分则残存为灰渣。(3) 空气送入炉内 , 其中氧气参加燃烧反应 , 过剩的空气和反应剩余的惰性气体混在烟气中排出。水一汽系统、煤一灰系统和风二烟系统是锅炉的三大主要系统, 这三个系统的工作是同时进行的。通常将燃料和烟气这一侧所进行的过程 ( 包括燃烧、放 热、排渣、气体流动等 ) 总称为 “ 炉内过程 “; 把水、汽这 -1 侧所进行的过程 ( 水和蒸汽流动、吸热、汽化、汽水分离、热 化学过程等 ) 总称为 “ 锅内过程 “ 。锅炉的主要参数 , 包括锅炉产生热能的数量和质量两个 方面的指标。如蒸汽锅炉的主要参数是生产蒸汽的数量和蒸汽的压力、温度

5、, 热水锅炉的主要参数是热水的流量和热水的压力、温度。筑龙网 筑龙网水暖电资料全部免费下载了！一、锅炉出力蒸汽锅炉的出力是指每小时所产生的蒸汽数量 , 也称为 锅炉的蒸发量 , 用以表示其产汽的能力。蒸发量又称为容量, 用符号 D 来表示 , 常用的单位是 “t/h“ 。新锅炉出厂时 , 铭牌上所标示的蒸发量 , 指的是这台锅炉的额定蒸发量。所谓额定蒸发量 , 是指锅炉燃用设计的燃 料品种 , 并在设计参数下运行 , 即在规定的压力、温度和一 定的热效率下 , 长期连续运行时每小时所产生的蒸汽量。热水锅炉的出力是指锅炉在确保安全的前提下长期连续运行 , 每小时输出热水的有效供热量 , 称为锅

6、炉的额定供热 量。热水锅炉的额定供热量用热功率表示 , 其单位为 “MW“ 。二、锅炉压力压力是指垂直作用在单位面积上的力 , 通常叫压力 ( 实际上是压强 ) 。用符号 p 表示 , 单位是 “MPa“ 。锅炉的压力是根据所用金属材料在一定温度条件下的强 度 , 受压元件的几何形状以及受压特点等条件 , 按照国家颁布的有关强度计算标准 , 对各个受压元件分别进行壁厚计算 , 然后从中选出一个所能承受的压力最低值 , 作为这台锅炉的最高允许使用压力。蒸汽锅炉内为什么会有压力呢 ? 这是因为锅炉内的水吸收热量后 , 由液体状态变成气体状态 , 体积膨胀。由于锅筒是密闭容器 , 蒸汽不能自由膨胀

7、, 而被迫压缩在锅筒内 , 因 此对筒壁就产生压力。热水锅炉压力主要由热水本身的压力造成的。热水锅炉的水是由给水泵送入锅炉的 , 给水泵的出口压力减去管道阻 力就是锅炉的给水压力。筑龙网 筑龙网水暖电资料全部免费下载了！大气压力是指空气作用在地球表面上的质量力。由于 1m3 空气在 0 。 C 时的质量为 1.29kg, 所以地球上部的大气层 对地球表面有一定的压力 , 这个压力叫大气压力。 0 。 C 时在北 纬 22.5 。的海平面上 ( 即海拔零米处 ) 大气压力是 0.1013MPa, 工程上常用工程大气压 , 它是每 kg 质量的物质 作用在 1cd 面积上的力 , 数值是 0.0

8、981MPd 工程上常把二 者简化为同一数值 , 约为 0.1MPa) 。另外 , 随着使用的场合不同 , 度量压力的单位还有水银柱高度(mmHU 、水柱高度 (mH20) 等 , 其换算关系如下 :0.0981MPa=0.9678 物理大气压 =735.6mmHg=1OmH20=1kgf/cm2表压力是指以大气压力作为测量起点 , 即压力表指示的 压力。表压力不是实际压力 , 因为当压力表指针为零时 , 实 际上已受到周围一个大气压力的作用力 , 所以压力表指的数 值 , 是指超过大气压力的部分。绝对压力是指以压力为零作为测量起点的 , 即实际压力。其数值就是表压力加 0.1013MPa(

9、大气压力 ) 。表压力与绝对压力的关系 :p 绝= p 表+(0.1013MPa)p 表 =p 绝-(0.1013MPa)负压是指低于大气压力 ( 俗称真空 ) 。通常负压燃烧的锅炉正常燃烧时 , 打开炉门会感觉到周围空气吸向炉膛 , 这是 炉膛内负压的缘故。一般炉膛出口保持负压 23mm 水柱。筑龙网 筑龙网水暖电资料全部免费下载了！三、温度温度是指物体冷热的程度 ( 通常用符号 t 表示 ) 。测量温度常用的单位是摄氏度 , 用。 C 表示。在锅炉设计计算中 , 常用绝对温度单位 , 用 K 表示。绝对温度的零度为零下 273 摄氏 度 ( 。 C) 。如果以 T 表示绝对温度的值 ,

10、以 t 表示摄氏温度的值 , 其转换公式为 :T=t+273K温度通常用摄氏温度 ( 用符号。 C 表示 ) 和华氏温度 ( 用符号下表示 ) 。目前我国常用的是摄氏温度。(1) 摄氏温度 : 以水在一个大气压下开始沸腾时的温度 ( 即沸点 ) 为 100 。 c, 水开始结冰时的温度 ( 即冰点 ) 为 0 。 c, 中 间分成 100 格 , 每格为 1 摄氏度。(2) 华氏温度 : 以水的沸点为 212 。 F, 冰点为 32 。 F, 中间分成 180 格 , 每格为 1 华氏度。两种温度的换算关系如下 :toC=(5/9)(o F-32)蒸汽锅炉的额定蒸汽温度是指锅炉输出蒸汽的最高工

11、作温度。一般锅炉铭牌上载明的蒸汽温度是以摄氏温度表示的。 对于小型锅炉 , 使用的蒸汽绝大多数是从锅筒上部的主汽阀直接引出的 , 其蒸汽温度是指该锅炉工作压力下的饱和蒸汽 温度。对于有过热器的锅炉 , 其蒸汽温度是指过热器后主汽阀出口处的过热蒸汽温度。热水锅炉的额定热水温度是指锅炉输出、热水的最高工作 温度。锅炉铭牌上载明的热水温度也是以摄氏温度表示 的。锅炉规格及型号表示法 筑龙网 筑龙网水暖电资料全部免费下载了！在我国锅炉制造业中 , 将工质出口压力在中压 (3.9MPa) 以上的锅炉划归电站锅炉行业生产 , 其产品主要 用于发电 , 但也可用于大型锅炉房内提供生产 ( 工艺和动力 )

12、用热。工质出口压力为低压 ( 不超过 2.5MPa) 的锅炉划归工 业锅炉行业生产 , 其产品主要用于为生产和生活 ( 主要是采 暖 ) 提供蒸汽和热水 , 但也有用于小型发电设备的。此外 , 往往 还从各种不同角度对锅炉进行分类和命名 , 使其名称能反映 出其某个方面的特征 , 例如 : 按工质及其输出状态分为蒸汽锅炉、热水锅炉等 ; 按能源分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、 电加热锅炉等 ; 按燃烧方式和燃烧设备分为火床燃烧锅炉 ( 层 状燃烧锅炉、炉排锅炉 ) 、火室燃烧锅炉 ( 悬浮燃烧锅炉、煤粉锅炉 ) 、沸腾燃烧锅炉 ( 流化床燃烧锅炉 ) 等 ; 按工质在锅炉内部流动方式分为自然

13、循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉 等 ; 按通风方式分为自然通风锅炉、机械通风锅炉等 ; 按锅 炉炉型结构分为锅壳 ( 火管 ) 锅炉、水管锅炉等 ; 按运输安 装方法分为快装锅炉、整装锅炉、散装锅炉等。一、工业锅炉规格系列1. 蒸汽锅炉工业蒸汽锅炉的规格系列由国家标准 GB1921 规定 , 见表 1-1 .给水温度分 20 。 C 、 60 。 C 、 105 。 C 三挡 , 由制造厂在设计时结合具体情况选取其中之一。在额定出力和额定出口蒸汽压力下 , 锅炉出口过热蒸汽温度的允许偏差为 :筑龙网 筑龙网水暖电资料全部免费下载了！对于 350 。 C 20 。 C对于 400 。 C +

14、10 。 C-20 。 C热水锅炉在按蒸发量估算供热量时 , 可以近似地取热功率为 70O KW 相当于 1t/h 蒸发量。2. 热水锅炉热水锅炉的规格系列由国家标准 GB3166 规定 , 二、工业锅炉型号表示方法 工业锅炉产品型号的表示方法采用原机械工业部标准 JB1626 。水蒸气和其他工质性质及水循环 水的分布很广 , 易于获得 , 价格便宜 无毒无嗅 , 水蒸 气又有较好的热力性质 , 因而它是热力过程中应用得最早和 最广泛的工质。另外 , 有机热载体 ( 俗称 “ 导热油 “) 也被用作锅炉的工质。一、水的性质 水是无色、元昧、透明和元嗅的液体。纯水是由氢和氧两种元素化合而成的。其

15、分子式是 H20 。其性质如下 :筑龙网 筑龙网水暖电资料全部免费下载了！(1 水有三态。随着温度的不同 , 水会呈现液态 ( 水 ) 、 气态 ( 水蒸气 ) 和固态 ( 冰 ) 三种形态。它们之间能够互相转化。锅炉中的水是通过加热沸腾蒸发而成蒸汽的。(2) 水在一个大气压下 , 温度为 4 。 C 时体积最小 , 密度最 大 ; 超过或低于 4 。 C 时 , 密度减小 , 其体积均要膨胀。所以在冬季停用的锅炉和管道内不要存水 , 以防止结冰后体积膨胀 , 冻坏设备。(3) 水的压缩性很小 , 受到压力时以相等大小的压力向 各个方向均匀传递。对锅炉及其他受压容器作水压试验 , 就 是利用这个原理 , 以检查各个部分的强度和严密性。(4) 水的内部向任何方向都有压力 , 在同一高度 , 对各 个方向的压力都相等 , 高度增加 , 压力也增加。(5) 水在连通器 ( 几个容器底部互相连通的容器 ) 内 , 当 水面上的压力相等时 , 各处的水面始终保持在同一平面上。锅 炉上的水位表就是根据这个原理装置的 , 即水位表内的水面与锅筒 ( 或汽包 ) 中的水面是一致的。通过观察水位表 , 就 能知道锅炉里水位的高低。(6) 水的比热容为 4.19kJ/(kg 。 C), 较其他液体大。即一定质量的水当温度升高时吸收的热量 ,