锅炉原理课件15章

《锅炉原理课件15章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锅炉原理课件15章（223页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、锅炉及锅炉房设备,锅炉及锅炉房设备,第一章 基本知识,第二章 燃料及燃烧计算,第三章 锅炉热平衡,第四章 燃烧原理及燃烧设备,第五章 锅炉本体布置及热力计算,第六章 锅炉设备的空气动力计算,第七章 锅炉受压元件的强度计算,第八章 锅炉水循环及汽水分离,退 出,锅炉及锅炉房设备 15章,第九章 锅炉化学水处理,第十章 锅炉房设备及其布置,1.1 概述,1.2 锅炉的基本结构及其工作过程,1.3 锅炉基本特性,1.4 锅炉房设备的组成,1.5 锅炉发展简史,返 回,第一章 基本知识,1.1 概述,发电厂锅炉部分示意图,第一章,1.1 概述,一、什么是锅炉 生产蒸汽或热水的换热设备 任务：燃料（煤、

2、油、天然气等）的化学能转化为热能 二、锅炉的重要性 1锅炉及锅炉房是供热系统中热源产生的主要设备 2锅炉是化工、石化、冶金、轻纺、造纸等工矿企业主要动 力及供热设备 3锅炉是能源工业发展的主要组成部分火力发电站三大主机之一,第一章,1.1 概述,4锅炉及锅炉房设备在节能、环保等科技改造及研究方面具有重要地位 三、锅炉的分类 1根据用途的不同分为： 电站锅炉在火电厂，蒸汽驱动汽轮机组发电 工业锅炉用于工业及采暖 动力锅炉驱动蒸汽动力装置 2按载热工质的不同分为： 蒸汽锅炉 热水锅炉,第一章,1.1 概述,3按能源分为： 燃煤锅炉 燃油锅炉 燃气锅炉 废热锅炉 太阳能锅炉 4按燃烧方式分； 5按出

3、口介质压力分； 6按锅炉容量大小分； 7按介质流动方式分； 8按组装方式分； 9按换热方式分 四、锅炉工业的研究方向及本专业的学习重点 节能降耗，提高效率 防止和降低环境污染，开发新的洁净燃烧技术 合理有效地利用地方燃料,提高机械化、自动化水平 重点在于基本原理的理解和学习，方法的应用,第一章,1.2锅炉的基本结构及其工作过程,一、基本结构 1. 锅炉本体 构成锅炉的基本组成部分称为锅炉本体，由汽锅、炉子及安全附件组成。 1）汽锅锅炉本体中汽水系统，高温燃烧产物烟气通过受热面将热量传递给汽锅内温度较低的水，水被加热，沸腾汽化，生成蒸汽。 2）炉子锅炉本体中燃烧设备，燃烧将燃料的化学能转化为热能

4、 3）安全附件水位计、压力表、安全阀 2锅炉金属钢架及平台楼梯 二、锅炉的工作过程 1. 燃料的燃烧过程,第一章,1.2锅炉的基本结构及其工作过程,定义：燃料在炉内（燃烧室内）燃烧生成高温烟气，并排出灰渣的过程 高温烟气 给煤斗 燃料（煤） 炉排面（燃烧室） 除渣板（入灰渣斗） 空气 在一定的燃烧烧设备内，正常燃烧应具备的条件： 高温环境 必需的空气量及空气与燃料的良好混合 燃料的供应机灰渣和烟气的排放,第一章,1.2锅炉的基本结构及其工作过程,2. 烟气向水(汽等工质)的传热过程 辐射 辐射+对流 对流 高温烟气 水冷壁 过热器（凝渣管） 对流管束 对流 尾部受热面(省、空) 除尘 引风机

5、烟囱 3. 工质(水)的加热和汽化过程蒸汽的生产过程 1）给水：水 省煤器 汽锅 2）水循环：汽锅 下降管 下集箱 水冷壁 3）汽水分离,第一章,1.3 锅炉基本特性,一、锅炉容量 1蒸发量（产热量）：锅炉每小时所产生的蒸汽（热水）流量 2额定蒸发量（产热量）：锅炉在额定参数(压力、温度_和保证一定热效率下，每小时最大连续蒸发量(产热量)，符号D(Q)，单位t/h（kJ/h，MW）。 二、蒸汽(热水)参数 1蒸汽参数 锅炉出口处蒸汽的额定压力(表压)和温度，符号p(t)；单位MPa,。 2热水参数 锅炉出口处热水的额定压力(表压)和温度及回水温度。,第一章,1.3 锅炉基本特性,三、受热面蒸发

6、率、受热面发热率 1受热面蒸发率 每m2蒸发受热面每小时所产生的蒸汽量，符号D/H；单位kg/m2h 2受热面发热率 每m2受热面每小时所产生的(热水)热量，符号Q/H；单位kJ/m2h 四、锅炉热效率 每小时送进锅炉的燃料（全部完全燃烧时）所能发出的热量中有有百分之几被用来产生蒸汽或加热水，以符号或表示。,第一章,1.3 锅炉基本特性,五、锅炉型号表示方法 锅炉型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连。,第一部分：表示锅炉型式，燃烧方式和蒸发量，共分三段： 第一段用两个汉语拼音字母代表锅炉本体型式； 第二段用一个汉语拼音代表燃烧方式； 第三段用阿拉伯数字表示蒸发量。,第一章,1.3 锅炉基本

7、特性,第二部分：表示蒸汽(或热水)参数，共分两段，中间一斜线分开。 第一段用阿拉伯数字表示额定蒸汽压力或允许工作压力； 第二段用阿拉伯数字表示过热蒸汽(或热水)温度，饱和蒸汽二段 第三部分：表示燃料种类，以拼音字母和罗马字分别代表燃料 类别和分类。 举例： : 双锅筒横置式链条炉排锅炉，额定蒸发量为10t/h，额定 压力为1.25MPa，出口过热蒸汽温度为饱和温度，燃用类烟煤。 : 强制循环室燃锅炉，额定热功率为120MW，允许工作压力为0.8MPa，出水温度130，进水温度为80，燃料为油。,第一章,1.4 锅炉房设备的组成,一、锅炉房设备 包括锅炉本体及其辅助设备。 锅炉本体设备包括：汽锅

8、、炉子、蒸汽过热器、省煤器和空气预热器。 锅炉附加受热面：蒸汽过热器、省煤器和空气预热器 锅炉尾部受热面：省煤器和空气预热器 二、锅炉房辅助设备 1运煤、除灰系统 2送引风系统 3水、汽系统(包括排污系统) 4仪表控制系统,第一章,1.4 锅炉房设备的组成,第一章,1.5 锅炉发展简史,锅炉沿着两个方向发展： a) 在锅筒内部增加受热面，形成烟管锅炉系列； b) 在锅筒外部发展受热面，形成水管锅炉系列。 锅炉发展的一大飞跃 一、烟管锅炉 二、水管锅炉 三、快装锅炉,第一章,2.1 燃料的化学成分及其性质,2.2 煤的燃烧特性,2.3 锅炉燃料,2.4 燃料的燃烧计算,返 回,第二章 燃料及燃烧

9、计算,2.5 锅炉运行时烟气分析及其应用,2.1 燃料的化学成分及其性质,第二章,一、燃料的化学成分及其性质 燃料（s、l、g） 可燃基：高分子化合物，成分C、H、O、N、S 惰性基：多种矿物质 灰分 1碳(C)：主要的燃烧成分，约占5095%， kJ/kg。纯碳燃点高，燃烧缓慢。燃料中的碳多以化合物形式存在 2氢(H)：重要的燃烧成分，煤中约占28%， kJ/kg。十分容易着火，燃烧迅速，易爆。液体和气体燃料氢含量较高约占从百分之十几到几十不等，燃烧室易析出碳黑而冒黑烟。 3硫(S)：是燃料中的有害成分，约占可燃成分的8%，kJ/kg，燃烧后的产物是,2.1 燃料的化学成分及其性质,SO2、

10、SO3，与水蒸汽相遇会生成亚硫酸和硫酸。 1）SO2、SO3排放造成大气污染 2）锅炉尾部受热面造成低温腐蚀 4氧和氮 氧和氮是不可燃成分。约占40%，含氧量随煤化程度增高而明显减少。 氮主要以有机氮形态存在，约占0.52%。高温燃烧生成NOx，有害。,第二章,2.1 燃料的化学成分及其性质,5水分(Water、Moisture)：燃料中的主要杂质，约占560%。 1） 水分进入炉内吸热汽化成水蒸汽，对燃烧不利； 2） 在烟气露点时，水蒸气与SO2、SO3生成亚硫酸和硫酸，造成低温腐蚀； 3） 6灰分(Ash) 燃料中主要不可燃的矿物杂质成分，与成煤条件、开采方式、运输条件 1） 可燃物减少，

11、 ，着火困难，灰渣量增加，运行操作繁重； 2） ，炉内易结渣，使受热面传热恶化， 3）,第二章,2.1 燃料的化学成分及其性质,二、燃料成分分析数据的基准及换算 1燃料成分表示方法 1）应用基以进入锅炉房准备燃烧的煤为分析基准，以次为100% 燃料的应用基成分是锅炉燃用燃料的实际应用成分，用于锅炉的燃烧、传热、通风和热工试验的计算。 2）分析基在实验室条件下（室温20，相对湿度60%）， 风干后的煤样作为分析基准 3）干燥基除去全部水分后的煤作为分析基准 4）可燃基将变化较大，对燃烧不利的杂质灰分和水分除去后的煤作为分析基准 aaa,第二章,2.1 燃料的化学成分及其性质,4）可燃基将变化较大

12、，对燃烧不利的杂质灰分和水分除去后的煤作为分析基准 燃料的可燃基成分不再受水分和灰分变化的影响，是种稳定的组成成分，常用于判断煤的燃烧特性和进行煤的分类的依据，如可燃基挥发分Vr。煤矿提供的煤质成分，通常也是可燃基各组成成分。上述基准的换算关系如图2-1 2燃料成分各种表示方法之间的换算 1）换算方法 2）换算系数k：见平衡4表2-1 3全水分计算方法 全水分是分析基水分和应用基风干水分之和，由于其基准不同，需换算： % 或 %,第二章,2.2 煤的燃烧特性,煤的燃烧特性 一、煤在炉内加热燃烧过程 1预热和干燥 2挥发物的逸出 3焦炭的形成 4灰渣的形成 二、煤的工业分析 1. 水分(Wy)

13、内在水分 外在水分 2挥发分(Vr)失去水分的干燥煤样，在隔绝空气的条件下， 加热到一定温度时，析出的气态物质的百分含量。 1）挥发 分主要有C-H化合物、H2、CO、H2S等可燃气体和少量 O2、CO2和N2组成； 2) 挥发分时煤分类的主要依据,第二章,2.2 煤的燃烧特性,3) 煤中挥发分逸出后，如与空气混合不良，在高温缺氧条件下 易化合成难以燃烧的高分子复合烃，产生碳黑，造成大量黑烟， 3灰分(Ag)焦炭燃烧后的残留物质 4固定碳(Cgd)焦炭中的可燃物质，焦炭燃烧主要是固定碳的燃烧,第二章,2.2 煤的燃烧特性,三、焦炭的性质焦结性 焦炭煤在隔绝空气加热时，水分蒸发、挥发分析出后固体

14、残余物质。 焦结性由于煤种不同，焦炭的物理性质、外观等各不相同焦结性状 1焦炭结构特征 1） 粉状 2） 粘结 3） 弱粘结 4） 不熔融粘结 5） 不膨胀熔融粘结 6） 微膨胀熔融粘结 7） 膨胀熔融粘结 8） 强膨胀熔融粘结,第二章,2.2 煤的燃烧特性,2焦结性对层燃炉燃烧过程的影响 1）粉状焦炭堆积紧密，妨碍空气流动 烟气流速过大，易被气流携带，形成火床火口； 烟气流速过小，燃烧通风不畅，易从通风孔隙中漏入灰坑 2）强焦结性煤挥发分逸出后，焦炭呈熔融状态，粘结成片 内部固定碳难于空气接触而燃尽； 燃烧层通风不畅 四、灰分的熔融特性灰熔点 灰分：焦炭燃烧后的残留物质。 灰分的组成：SiO

15、2、Al2O3、各种氧化铁、CaO、MgO、K2O、Na2O等，不是单一物质，无固定熔点，采用角锥法测定特征温度,第二章,2.2 煤的燃烧特性,t1变形温度：测试角锥开始变园或弯曲时的温度 1. t2软化温度：灰锥顶弯曲道平盘上或呈半球形时的温度 t3流动温度：灰锥熔融倒在平盘上，并开始流动时的温度,易熔性灰分 2. 可熔性灰分 难熔性灰分 3为避免炉膛出口结渣，要求锅炉设计或运行时， ,第二章,2.2 煤的燃烧特性,五、煤的可磨性衡量煤的机械强度的特性 可磨性系数：以风干状态下的硬质标准煤（一般以难磨的无烟煤Kkm=1为基准）与待磨煤在相同颗粒度的情况下，磨制成相同细度的煤粉，各自电耗量之比。 为易磨煤 为难磨煤 六、发热量 1燃料的发热量Q：单位质量的固体、液体燃料，在完全燃烧时所放出的热量(kJ/kg)；单位容积的气