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1、目 录1. 锅炉的基础知识11.1. 锅炉的发展史11.2. 锅炉的分类31.3. 锅炉的燃烧方式61.4. 锅炉的换热过程71.5. 锅炉参数与经济性指标71.6. 燃料与燃烧91.7. 蒸汽净化和汽水品质121.8. 过量空气系数141.9. 锅炉热平衡141.10. 锅炉排放物的污染控制142. 锅炉本体、辅机设备结构162.1. 锅炉基本结构162.2. 锅炉本体162.3.锅炉主要辅机设备223. 锅炉试验与启动准备273.1. 锅炉水压试验273.2. 锅炉漏风试验293.3. 锅炉烘炉、煮炉、冲管及蒸汽严密性试验304. 机组启动前的准备344.1. 锅炉启动导则344.2. 检
2、查项目354.3. 点火前的准备354.4. 锅炉上水365. 锅炉机组的运行调节365.1. 运行调节任务365.2. 汽压的调节365.3. 汽温的控制与调整375.4. 水位的监视与调整375.5. 燃烧调整385.6. 自动装置的运行385.7. 锅炉排污及加药395.8. 点火升压注意事项405.9. 锅炉并汽406. 我厂锅炉简介416.1. 锅炉概述416.2. 工艺流程426.3.燃料特性446.4. 锅炉主要尺寸及主要设备476.5. 水质标准627. 事故处理627.1. 事故处理原则627.2. 事故及故障停炉637.3. MFT647.4. 锅炉满水657.5. 锅炉缺
3、水657.6. 汽水共腾667.7. 炉膛压力高677.8. 炉膛压力低677.9. 省煤器管损坏687.10. 水冷壁管损坏687.11. 过热器损坏697.12. 烟道再燃烧707.13. 炉膛结焦及出口粘灰717.14. 燃油系统故障717.15. 锅炉灭火727.16. 厂用电中断737.17. 辅机故障减负荷737.18. 控制气源故障747.19. 引、送风机和一次风机故障7411. 锅炉的基础知识锅炉（蒸汽发生器）是利用燃料或其他能源的热能，把工质（一般为净化的水）加热到一定参数（温度、压力）的换热设备。它由通常俗称的“炉”、“锅”以及附件、仪表和附属设备构成。炉：“炉”是由燃烧
4、设备、炉墙、炉拱和钢架等部分组成的。它使燃料进行燃烧产生灼热烟气，烟气经过炉膛和各段烟道向锅炉受热面放热，最后从锅炉尾部经除尘器、烟气脱硫装置进入烟囱排出。锅：“锅”是锅炉容纳水和蒸汽的受压部件，它包括汽包（汽包）、水冷壁、对流管束、烟管、下降管、集箱（联箱）、过热器、省煤器等，并组成完整的水和蒸汽的系统，进行加热和汽化。1.1. 锅炉的发展史1.1.1.锅的发展18世纪上半叶，英国煤矿使用的蒸汽机，包括J.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
5、锅壳，后来改用卧式锅壳。锅壳下方砖砌炉体中烧火。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。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。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、
6、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汽包，或称为汽包。20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。开始是采用多汽包式。随着水冷壁、过热器和省煤器的应用和汽包内部汽水分离元件的改进，汽包数目逐渐减少，既节约了金属，又有利于提高锅炉的压力、温度、容量和效率。到30年代，已广泛应用24兆帕、385400的具有水冷壁的弯水管式锅炉配612兆瓦的火电机组。第二次世界大战以后，锅炉工业发展很快。40年代开始采用10兆帕、5
7、10左右的配50兆瓦发电机组的锅炉；50年代开始采用14兆帕左右、540570的配100200兆瓦发电机组的锅炉；60年代开始采用配300600兆瓦发电机组的亚临界压力(1718.5兆帕)锅炉；70年代最大的自然循环锅炉单台容量已达850兆瓦。以前的火筒锅炉、火管锅炉和水管锅炉都属于自然循环锅炉水汽在上升、下降管路中因受热情况不同造成密度差而产生自然流动。在发展自然循环锅炉的同时，从30年代开始应用直流锅炉。40年代开始应用辅助循环锅炉。辅助循环锅炉又称强制循环锅炉(图5辅助循环锅炉简图)，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（图6
8、直流锅炉简图）中没有汽包，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。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：缩小或不用汽包，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。70年代最大的单台辅助循环锅炉是17兆帕压力配1000兆瓦发电机组。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。
9、1.1.2. 炉的发展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）。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。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，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，将炉膛造得较高，并采用炉和二次风，从而提高了燃烧效率。链条炉排能适应大多数煤种，但不能烧强粘结烟
10、煤。下饲炉排也出现得很早，只适宜于烧优质烟煤。40年代出现了抛煤机。抛煤机可以配在固定火床上，也可以配在链条炉排上而成为抛煤机链条炉排。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。早年制造的煤粉炉采用了形火焰。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
11、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。60年代某些国家曾在多角形炉膛中应用直流燃烧器的切圆燃烧方式，用以燃烧褐煤。第二次世界大战后，石油价廉，许多国家广泛采用燃油锅炉。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*，低负荷性能好，还必须减少排烟中的污染物质。4060年代，为了强化燃烧和减少飞灰，一度采用液态排渣煤粉炉和旋风炉，但由于采用这种燃烧方式生成的氮氧化物太多，从70年代起已较少采用。在燃煤（特别是燃褐煤）的电站锅炉中采用分级燃烧或低温
12、燃烧技术，即延迟煤粉与空气的混合或在空气中掺烟气以减慢燃烧，或把燃烧器分散开来抑制炉温，不但可抑制氮氧化物生成，还能减少结渣。沸腾燃烧方式属于一种低温燃烧，除可燃用灰分十分高的固体燃料外，还可在沸腾床中掺入石灰石用以脱硫。1.2. 锅炉的分类1.2.1.按用途分类电站锅炉：大多为大容量、高参数锅炉，火室燃烧，热效率高，出口工质为过热蒸汽。工业锅炉：用于工业生产和采暖，大多为低压、低温、小容量锅炉，火床燃烧居多，热效率较低；出口工质为蒸汽的称为蒸汽工业锅炉，出口工质为热水的称为热水锅炉。船用锅炉：用作船舶动力，一般采用低、中参数，大多燃油。锅炉体积小，重量轻。机车锅炉：用作机车动力，一般为小容量
13、、低参数，火床燃烧，以燃煤为主，锅炉结构紧凑，现已少用。注汽锅炉：用于油田对稠油的注汽热采，出口工质一为高压湿蒸汽。1.2.2.按结构分类火管锅炉：烟气在火管内流过，可以制成小容量，低参数锅炉，热效率较低，但结构简单，水质要求低，运行维修方便。水管锅炉：汽水在管内流过，可以制成小容量，低参数锅炉，也可制成大容量、高参数锅炉。电站锅炉均为水管锅炉，热效率较高，但对水质和运行水平的要求也较高。1.2.3.按循环方式分类自然循环汽包锅炉：具有汽包，利用下降管和上升管中工质密度差产生工质循环，只能在临界压力以下应用。多次强制循环汽包锅炉：也称辅助循环汽包锅炉。具有汽包和循路中的工质密度差和循环泵压力建
14、立工质循环。只能在临界压力以下应用。低倍率循环锅炉：具有汽水分离器和循环泵，主要依靠循环泵建立工质循环，可应用于亚临界压力和超临界压力，循环倍率低，一般为1.252.0。直流锅炉：无汽包，给水依靠水泵压力，一次通过受热面产生蒸汽，适用于高压和超临界压力锅炉，如图1.1所示。复合循环锅炉：具有再循环泵。锅炉负荷低时按再循环方式运行，负荷高时按直流方式运行，可应用于亚临界压力和超临界压力。1.2.4.按锅炉出口工质压力分类中国电站锅炉的现行系列为：中压3.9兆帕；高压10兆帕；超高压14兆帕；亚临界压力17兆帕。具体分类如图1.2所示。中国工业锅炉的现行系列为：0.5兆帕、0.8兆帕、1.3兆帕、
15、2.5兆帕。低压锅炉：一般压力小于1.275MPa(13kgf/cm2)中压锅炉：一般压力为3.825MPa(39kgf/cm2)高压锅炉：一般压力为9.8MPa(100kgf/cm2)超高压锅炉：一般压力为1.3.73MPa(140kgf/cm2)亚临界压力锅炉：一般压力为16.67MPa(170kgf/cm2)超临界压力锅炉：压力大于22.13MPa(225.65kgf/cm2）图1.1 直流锅炉简图图1.2 自然循环锅炉简图1.2.5.按燃烧方式分类火床燃烧锅炉：主要用于工业锅炉，其中包括固定炉排炉、倒转炉排抛煤机炉、振动炉排炉；下饲式炉排炉和往复推饲炉排炉等。燃料主要在炉排上燃烧。火室燃烧锅炉：主要用于电站锅炉，燃用液体燃料、气体燃料和煤粉的锅炉均为火室燃烧锅炉。火室燃烧时，燃料主要在炉膛空间悬浮燃烧。旋风（沸腾）炉：送入炉排的空气流速较高，使大粒燃煤在炉排上面的沸腾床中翻腾燃烧，小粒燃煤随空气上升并燃烧。用于燃用劣质燃料。多为工业锅炉，大型循环沸腾燃烧锅炉可用作电站锅炉。1.2.6.按所用燃料或能源分类固体燃料锅炉：燃用煤等固
