1、第一章锅炉的工作原理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燃烧产物 ( 烟气和灰渣 ) 所载有的热能 ,然
2、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。本文介绍的是固定式工业锅炉。在锅炉中进行着三个主要过程 :（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
3、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。
4、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、汽这一侧所进行的过程 ( 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 “ 。第二章锅炉的分类一、 按用途分类：1. 电站锅炉：用于发电，大多为大容量、高参数锅炉，火室燃烧，效率高，出口工质为过热蒸汽。 2. 工业锅炉：用于工业生产和采暖，大多数为低压、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锅炉，出口工质为热水的称为热水锅炉。3.
5、船用锅炉：4. 机车锅炉：5. 注汽锅炉：用于油田对稠油的注汽热采，出口工质一般为，高压湿蒸汽。 二、 按结构分类：1. 火管锅炉：烟气在火管内流过，一般为小容量、低参数锅炉，热效率低，但结构简单，水质要求低，运行维修方便。 2. 水管锅炉：汽水在管内流过，可以制成小容量，低参数锅炉，也可以制成大容量、高参数锅炉。电站锅炉一般均为水管锅炉，热效率高，但对水质和运行水平的要求也较高。三、 按循环方式分类1. 自然循环锅筒锅炉2. 多次强制循环锅筒锅炉3. 低倍率循环锅炉4. 直流锅炉5. 复合循环锅炉 四、 按锅炉出口工质压力分类1. 低压锅炉：一般压力小于1.275MPa2. 中压锅炉：一般压
6、力为3.825MPa3. 高压锅炉：一般压力为9.8MPa4. 超高压锅炉：一般压力为13.73MPa5. 亚临界压力锅炉：一般压力为16.67MPa 6. 超临界压力锅炉：一般压力为22.13MPa五、 按燃烧方式分类 1. 火床燃烧锅炉：主要用于工业锅炉，包括固定炉排炉、往复炉排炉等。 2. 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 3. 沸腾炉：送入炉排空气流速较高，使大颗粒燃煤在炉排上面的沸腾床中翻腾燃烧，小颗粒燃煤随空气上升 并燃烧。六、 按所用燃料或能源分类 1. 固体燃料锅炉：燃用煤等固体燃料；2. 液体燃料锅炉：燃用重油等液体燃料；3.
7、 气体燃料锅炉：燃用天然气等气体燃料；七、 按排渣方式分类1. 固态排渣锅炉2. 液态排渣锅炉八、 按炉膛烟气压力 1. 负压锅炉：炉膛压力保持负压，有送、引风机，是燃煤锅炉主要型式；2. 微正压锅炉：炉膛表压25KPa，不需引风机，易于低氧燃烧；九、 锅筒布置分类1. 单锅筒2. 双锅筒 十、 余热锅炉：利用冶金、石油化工等工业的余热作热源；十一、 原子能锅炉：利用核反应堆所释放热能作为热源的蒸汽发生器； 十二、 废热锅炉：利用垃圾、树皮、废液等废料作为燃料的锅 炉； 十三、 其它能源锅炉：利用地热、太阳能等能源的蒸汽发生器或热水器。A级锅炉：额定工作压力（表压，下同）P3.8MPa的锅炉，
8、包括：1.超超临界锅炉: P27.0MPa或额定出口温度590的锅炉；2.超临界锅炉: 22.1MPaP27.0MPa；3.亚临界锅炉: 16.7MPaP22.1MPa；4.超高压锅炉: 13.7MPaP16.7MPa；5.高压锅炉: 9.8MPaP13.7MPa；6.次高压锅炉: 5.4MPaP9.8MPa；7.中压锅炉: 3.8MPaP5.4MPa。 B级锅炉；1.蒸汽锅炉： 0.8MPaP3.8MPa或额定蒸发量1.0t/h；2.热水锅炉： 额定出水温度120或额定热功率4.2MW；3.有机热载体锅炉：(1)使用气相有机热载体的锅炉； (2)液相有机热载体锅炉:额定热功率4.2MW； C
9、级锅炉，除D级锅炉外的下列锅炉：1.蒸汽锅炉: 额定工作压力0.8MPa且额定蒸发量1.0t/h的蒸汽锅炉；2.热水锅炉: 额定出水温度120且额定热功率4.2MW；3.液相有机热载体锅炉: 额定热功率4.2MW。 D级锅炉：1.蒸汽锅炉：设计正常水位时水容积50L且额定工作压力0.8MPa；2.汽水两用锅炉: 额定工作压力0.04MPa且额定蒸发量0.5t/h的锅炉； E仅用自来水加压的热水锅炉，且出水温度95。十四、 自由名称分类：燃煤锅炉 热水锅炉 燃油锅炉 蒸汽锅炉 电热锅炉 环保锅炉 特种锅炉 燃气锅炉 水管锅炉 导热油锅炉 专用锅炉 双燃料锅炉 余热锅炉 常压锅炉 电锅炉 工业锅炉
10、 热风锅炉 承压锅炉 真空锅炉 链条锅炉 家用锅炉 沼气锅炉 取暖锅炉 茶浴锅炉 电站锅炉 秸杆气化炉 焚烧炉 水煤浆锅炉 煤气发生炉 有机热载体锅炉 循环流化床锅炉 注：我们的常说的锅炉是指工业锅炉，有蒸汽锅炉、热水锅炉和有机热载体锅炉。第三章锅炉型号我国工业锅炉产品的型号的编制方法是依据JB1626标准规定进行的。其型号由三部分组成。各部分之间用短线隔开。表示方法如下：第一部分：表示锅炉型式，燃烧方式和额定蒸发量或额定热功率。共分三段：第一段用两个汉语拼音表示锅炉总体形式见表11和表12；第二段用一个汉语拼音字母代表燃烧方式（废热锅炉无燃烧方式代号）见表13；第三段用阿拉伯数字表示蒸汽锅炉
11、的额定蒸发量，单位为t/h（吨/小时），或热水锅炉的额定热功率，单位为MW（兆瓦）或废热锅炉的受热面，单位为m2（平方米）。第二部分：表示介质参数。共分两段，中间用斜线分开，第一段用阿拉伯数字表示介质出口压力，单位为MPa（兆帕）；第二段用阿拉伯数字表示过热蒸汽温度或出水温度、回水温度，单位为，生产饱和蒸汽的锅炉没有这段数字。 第三部分：表示燃料种类和设计次序。共分两段：第一段用汉语拼音字母代表燃料种类，同时以罗马数字代表燃料分类与之并列，见表14。如同时使用几种燃料，主要燃料放在前面一段连接书写。原型设计无第二段。 举例： （1）DZL41.0A，表示单锅筒纵置式链条炉排额定蒸发量为4吨/小
12、时，蒸汽压力为1.0MPa，蒸汽温度为饱和温度，燃用类烟煤，原型设计的蒸气锅炉。 （2）WNS20.7YC，表示卧式内燃室燃炉，额定蒸发量为2吨/小时，蒸汽压力为0.7 MPa，蒸汽温度为饱和温度，燃柴油原型设计的蒸气锅炉。 （3）QXS71.0/115/90QT，表示强制循环室燃炉，额定功率为7MW，供水压力为1.0 MPa，供水温度为115，回水温度为90，天然气原型设计的热水锅炉。第四章锅炉的基本部件主要部件（汽包，受热面，集箱，管道） 炉本体：炉膛、燃烧器、空气预热器、烟风道 锅本体：省煤器、汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器、再热器等。一、汽包 汽包（亦称锅筒）是自然循环锅炉中最重要
13、的受压元件，汽包的作用主要有： 1：是工质加热、蒸发、过热三过程的连接枢纽，保证锅炉正常的水循环。 2：内部有汽水分离装置和连续排污装置，保证锅炉蒸汽品质。 3：有一定水量，具有一定蓄热能力，缓和汽压的变化速度。 4：汽包上有压力表、水位计、事故放水、安全阀等设备，保证锅炉安全运行。汽包工作流程是：从水冷壁来的汽水混合物经过汽包上部引入管进入汽包内部，沿着汽包内壁与弧形衬板形成的狭窄的环形通道流下，使汽水混合物以适当的流速均匀的传热给汽包内壁，这样克服了锅炉启停时汽包上下壁温差过大的困难，可以较快的启动。进入汽包的汽水混合物分别进入汽水旋风分离器，利用改变流动方向时的惯性进行惯性分离，这是汽水
14、混合物的第一次分离。被分离出来的蒸汽仍带有不少水分，从分离器顶部进入波形板分离器，它装在旋风分离器顶部，带有部分水滴的蒸汽在波形板间的缝隙中流动，利用使水黏附在金属壁面上形成水膜往下流，将水滴再次分离出来，称为二次分离。二次分离后的蒸汽最后经过蒸汽清洗，利用水的密度差进行重力分离，这是三次分离。蒸汽经过三次分离后，达到了蒸汽质量标准，再由汽包顶部饱和蒸汽管引往屏式过热器。二，受热面锅和炉是通过传热过程相互联系在一起的。锅和炉的分界面就是受热面 , 通过受热面进行着放热介质 ( 火焰、烟 气 ) 向受热介质 ( 水、蒸汽或空气 ) 的传热。受热面从放热介质吸收热量并向受热介质放出热量。同时、连续
15、进行吸热和放热的受热面称为间壁式受热面, 放热介质和受热介质分别处于受热面的两侧。如果放热介质和受热介质分别轮流交替地、周期地与受热面相接触, 在接触中向受热面放热或从受热面吸热, 则这种受热面称为蓄热式 ( 也叫再生式 ) 受热面。主要以辐射换热的方式吸收放热介质放热量的受热面称为辐射受热面。辐射爱热面布置在炉膛内。主要以对流换热的方式吸收放热介质放热量的受热面称 为对流受热面。对流受热面布置在炉膛出口以后的、烟气温 度较低的烟道内。布置对流受热面的烟道称为对流烟道。受热面向受热介质的放热主要通过对流换热的方式进行。根据水的加热、汽化过程的顺序, 可以将受热面划分为水的预热受热面、汽化受热面 ( 也叫蒸发受热面 ) 和蒸汽过热器。水的预热受热面通常布置在低温烟气部位以回收排烟余热、节约燃料, 因而一般称之为 省煤器 。此外, 排烟余热也可以回收利用于预热助燃空气, 这种余热回收受热面叫做
