锅炉设备教案第三章.docx

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锅炉设备教案第三章

单元

单元三锅炉物质平衡和热平衡

课题

§3.1§3.2燃料燃烧所需空气量

课型

新授课

课时

2

教学目标

知识目标：

1.空气量和烟气量的计算方法；

　2.烟气分析的方法；

　3.运行时一氧化碳、过量空气系数的计算；

技能目标：

使学生会计算燃烧所需空气量和生成的烟气量；会进行烟气分析；会根据烟气分析的结果，确定过量空气系数、一氧化炭含量、烟气量；

教学重点

1.空气量和烟气量的计算方法；

　2.烟气分析的方法；

　3.运行时一氧化碳、过量空气系数的计算；

教学难点

1.空气量和烟气量的计算方法；

　2.烟气分析的方法

教学方法

讲授、分析、比较

教学媒体

黑板、粉笔

授课时间

教材分析

燃烧计算是进行锅炉设计改造及选择锅炉辅机的基础，也是正确进行锅炉经济运行调整的基础。

因此，能计算燃烧所需空气量和生成的烟气量；会进行烟气分析；会根据烟气分析的结果，确定过量空气系数、一氧化炭含量、烟气量是非常重要的。

教后记

布置作业

1.理论空气量、实际空气量、过量空气系数定义

2.烟气成分的组成及烟气容积分析方法。

作业情况

教学内容

备注

引入课题：

燃料的燃烧是指燃料中的可燃物质与空气中的氧发生强烈的化学反应，并放出大量热量的过程，反应生产的物质称为燃烧产物。

燃烧又有完全燃烧与不完全燃烧之分。

讲授新课：

一、燃料燃烧所需空气量

1.理论空气需要量V0

1kg收到基燃料完全燃烧而又没有剩余氧存在，此时所需的空气量称为理论空气量。

2．实际空气需要量

实际供到炉内的空气量称为实际空气需要量，用Vk表示。

二、过量空气系数

1、定义：

实际空气需要量与理论空气需要量的比值称为过量空气系数，用α表示

2、公式：

三、烟气的成分

1．不完全燃烧的时候烟气中的成分：

二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、氧气、氮气和水蒸气

2．完全燃烧的时候烟气中的成分：

二氧化碳、二氧化硫、氧气、氮气和水蒸气

四、根据化学反应计算烟气容积

1、理论烟气容积

1）、定义：

如果燃烧时供给的是理论空气量（即

），而且又达到完全燃烧，这时烟气所具有的容积称为理论烟气容积。

2）、理论烟气容积的成分：

二氧化碳CO2、二氧化硫SO2、氮气N2、水蒸气H2O

2、实际烟气容积实际烟气容积比理论烟气容积多过量空气中的氧气、氮气和水蒸气。

五、运行锅炉的烟气分析及计算

1.烟气成分的分析

CO2+SO2+N2+CO=100%

2、烟气分析法

奥式烟气分析仪：

吸收瓶、量管、平衡瓶、疏形瓶

小结：

本节主要掌握和燃烧有关的定义、公式

掌握烟气的组成及计算、测量方法

重点掌握理论空气量、实际空气量、过量空气系数的定义

理解烟气的组成成分

此处为难点，讲解时提炼要点。

结合图示

重点讲解

单元

单元三锅炉物质平衡和热平衡

课题

§3.3§3.4烟气的成分及其烟气量的计算

课型

新授课

课时

2

教学目标

知识目标：

1.运行时过量空气系数计算方法；漏风系数的计算。

　2.烟气和空气焓的计算

技能目标：

使学生会计算运行时过量空气系数、漏风系数

教学重点

运行时过量空气系数计算方法；漏风系数的计算。

教学难点

烟气和空气焓的计算

教学方法

讲授、分析、比较

教学媒体

黑板、粉笔

授课时间

教材分析

燃烧计算是进行锅炉设计改造及选择锅炉辅机的基础，也是正确进行锅炉经济运行调整的基础。

因此，能计算运行时过量空气系数、漏风系数，对于求解锅炉热效率是非常重要的。

教后记

布置作业

1.计算过量空气系数

2.漏风系数定义及公示

作业情况

教学内容

备注

引入课题：

过量空气系数直接影响锅炉燃烧的好坏及热损失的大小，所以，运行中必须严格控制其大小。

讲授新课：

一、燃烧方程式

（一）完全燃烧方程式

1.定义：

燃料完全燃烧时，烟气分析所得的RO2和O2与燃料特性之间必然存在一定的关系，这种关系的表达式称为完全燃烧方程。

2.公式：

：

是燃料特性系数

（二）不完全燃烧方程式

1、定义：

燃料不完全燃烧时，且烟气中只有一氧化碳时，烟气分析所得的RO2、O2、CO与燃料特性之间必然存在一定的关系，这种关系的表达式称为不完全燃烧方程。

2、公式：

CO=

二、运行时过量空气系数的计算

计算公式：

由于后一个公式涉及到燃料成分，因而准确性比较差

三、漏风系数的计算

.某级受热面的漏风系数的定义：

漏入的空气量与理论空气量的比值

四、空气和烟气焓的计算

1．理论空气和烟气的焓的定义：

每公斤固体或液体燃料燃烧所需理论空气量和生成的烟气量在等压（通常为大气压力）下从0℃加热到θ℃所需的热量。

2、理论空气焓的计算

空气焓的公式：

3、实际空气焓的计算

4、根据燃烧反应计算烟气焓

5、根据烟气成分分析数据计算烟气焓

小结：

本节主要掌握运行时过量空气系数的计算方法

掌握漏风系数的定义及算法

重点掌握运行时过量空气系数的计算方法

简要介绍

单元

单元三锅炉物质平衡和热平衡

课题

§3.5§3.6锅炉热平衡及正平衡求效率

课型

新授课

课时

2

教学目标

知识目标：

1.掌握热平衡概念及锅炉机组热平衡的意义。

　2.求锅炉热效率的方法。

技能目标：

使学生能够计算锅炉的热效率

教学重点

热平衡概念及锅炉机组热平衡的意义、求锅炉热效率的方法

教学难点

求锅炉热效率的方法

教学方法

讲授、分析、比较

教学媒体

黑板、粉笔

授课时间

教材分析

锅炉机组热平衡是计算锅炉热效率、分析影响锅炉热效率的因素、提高锅炉热效率的基础，也是锅炉热效率试验的基础。

教后记

布置作业

1.锅炉热平衡方程及各项符号含义。

2.求锅炉热效率的方法及常用方法。

作业情况

教学内容

备注

引入课题：

锅炉机组热平衡是计算锅炉热效率、分析影响锅炉热效率的因素、提高锅炉热效率的基础，也是锅炉热效率试验的基础。

讲授新课：

一、热平衡概念

1、定义

锅炉在正常工作时，输入锅炉的热量与从锅炉输出的热量相平衡，这就是锅炉的热平衡。

2、锅炉热平衡方程式

如果把燃料燃烧所放出的热量看做是100%，锅炉有效利用热量和各项热损失加起来同样是100%，则锅炉热平衡方程式为：

式中：

q1为有效利用热量占输入热量的百分数；

q2为排烟热损失占输入热量的百分数；

q3为气体未完全燃烧热损失占输入热量的百分数；

q4为固体未完全燃烧热损失占输入热量的百分数；

q5为锅炉炉体的散热损失占输入热量的百分数；

q6为灰渣物理热损失占输入热量的百分数。

二、锅炉热平衡的意义

弄清燃料中的热量，有多少被有效利用，有多少变成热损失，以及损失分别表现在哪些方面和大小如何，以便判断锅炉设计及运行水平，进而寻求提高锅炉经济性的有效途径。

三、正反平衡求锅炉热效率的方法

1．锅炉热效率

锅炉热效率就是锅炉的有效利用热量占输入锅炉热量的百分数。

用上式计算锅炉热效率的方法称为正平衡法；上式也可表示为

此式称为反平衡法，目前发电厂常用反平衡法计算锅炉热效率。

2.输入锅炉的热量及有效利用热量

一般情况下输入锅炉的热量可视为燃料的应用基低位发热量，即

锅炉有效利用热量包括过热蒸汽吸收的热量、饱和蒸汽吸收的热量以及排污水带走的热量，对于1kg燃料的锅炉有效利用热量：

四、燃料消耗量

1.实际燃料消耗量

是指单位时间内锅炉实际耗用的燃料量，用B表示。

2.计算燃料消耗量

小结：

本节主要掌握锅炉热平衡方程及意义，掌握锅炉热效率的求解方法及常用方法。

重点掌握

逐项解析

简要介绍

重点讲解

单元

单元三锅炉物质平衡和热平衡

课题

§3.7锅炉反平衡求效率及各项热损失

课型

新授课

课时

2

教学目标

知识目标：

1.掌握锅炉各项热损失名称及影响因素。

　2.掌握锅炉反平衡求热效率的公式及意义。

技能目标：

使学生能够计算锅炉的热效率

教学重点

锅炉各项热损失定义及影响因素、反平衡求热效率的公式及意义

教学难点

锅炉各项热损失名称及影响因素

教学方法

讲授、分析、比较

教学媒体

黑板、粉笔

授课时间

教材分析

锅炉机组热平衡是计算锅炉热效率、分析影响锅炉热效率的因素、提高锅炉热效率的基础，也是锅炉热效率试验的基础。

教后记

布置作业

1.锅炉反平衡求效率公式及各项符号含义。

2.影响机械和化学不完全燃烧热损失的因素。

作业情况

教学内容

备注

引入课题：

锅炉机组热平衡是计算锅炉热效率、分析影响锅炉热效率的因素、提高锅炉热效率的基础，也是锅炉热效率试验的基础。

讲授新课：

一、反平衡求效率概念

此式称为反平衡法，目前发电厂常用反平衡法计算锅炉热效率。

二、机械不完全燃烧热损失

1．定义：

机械未完全燃烧热损失

指的是未燃尽的颗粒被烟气带出炉膛和排入冷灰斗而不能被燃烧利用。

2．影响因素：

主要是燃煤性质，挥发分的多少、灰分多少、煤粉粒度。

还有运行因素，例如热风温度、过量空气系数。

至于设备因素主要是燃烧器、配风工况、炉膛结构等等。

3．机械未完全燃烧热损失是锅炉的主要损失之一，除了排烟热损失以外，就是机械未完全燃烧热损失数量大了。

对于煤粉炉通常为0.5～5%；对于链条炉为7～15%；对于燃用气体与液体燃料的锅炉为0。

三、化学未完全燃烧热损失

1、定义：

化学未完全燃烧热损失是指排烟中含有未燃尽的一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体所造成的热损失。

2、影响因素：

与机械未完全燃烧热损失相同

四．排烟热损失

1、定义：

指锅炉排烟带走一部分热量所造成的热损失

2、排烟热损失的影响因素：

排烟温度和排烟体积。

3、最佳过量空气系数的定义：

使q2+q3+q4之和最小的过量空气系数。

五．散热热损失Q5

1、定义：

通过锅炉表面向周围散失热量叫散热损失。

2、影响因素：

锅炉容量、锅炉负荷、外表面积、炉墙结构、管道保温及周围环境等。

六．灰渣物理热损失

1．定义：

灰渣物理热损失

是指灰渣带走（从炉膛排渣口排出时）的物理热损失和冷却热损失。

2．影响因素：

燃料灰分、炉渣份额及炉渣温度。

小结：

本节重点掌握锅炉各项热损失定义及影响因素。

复习锅炉

热平衡方

成引入课题。

重点讲解

逐项解析

重点介绍

分析讲解

简要介绍

单元

单元三锅炉物质平衡和热平衡

课题

§3.8§3.9锅炉机组热平衡试验方法

课型

新授课

课时

2

教学目标

知识目标：

1.掌握锅炉机组热平衡试验的目的、试验测定内容。

　2.了解锅炉机组热平衡试验的准备工作、试验的要求。

技能目标：

使学生能够了解锅炉机组热平衡试验、目的、要求、方法

教学重点

掌握锅炉机组热平衡试验的目的、要求、试验测定内容

教学难点

掌握锅炉机组热平衡试验的试验测定内容及方法

教学方法

讲授、分析、比较

教学媒体

黑板、粉笔

授课时间

教材分析

对锅炉机组进行热平衡试验是求解锅炉热效率、锅炉各项热损失，确定锅炉机组在各种负荷下的合理运行方式的有效途径。

教后记

布置作业

1.锅炉机组热平衡试验的目的、试验测定内容

2.锅炉机组热平衡试验的要求。

作业情况

教学内容

备注

引入课题：

锅炉机组热平衡是计算锅炉热效率、分析影响锅炉热效率的因素、提高锅炉热效率的基础，也是锅炉热效率试验的基础。

讲授新课：

下列情况应进行锅炉机组的热平衡试验：

①新安装锅炉的移交验收、鉴定试验中；

②新投产锅炉按设计负荷试运转结束后的运行试验中；

③改造后的锅炉进行热工技术性能鉴定试验中；

④大修后的锅炉进行检修质量鉴定和校整设备运行特性的试验中；

⑤运行锅炉由于燃料种类变化等原因进行的燃烧调整试验中。

一、热平衡试验的目的

（1）求出锅炉的热效率；

（2）求出锅炉的各项热损失并分析热损失高于设计值的原因，拟订降低热损失和使热效率达到设计值的措施；

（3）确定锅炉机组在各种负荷下的合理运行方式，主要指过量空气系数、煤粉细度、火焰位置以及燃料和空气在燃烧器及其各层之间的分配情况等。

二、热平衡试验的组织和准备工作

（1）熟悉锅炉机组的技术资料和运行特性。

（2）全面检查锅炉机组及其辅助设备、测量表计、自动调节装置等。

（3）将所检查出的设备缺陷提交有关车间处理。

（4）制定试验计划，其内容包括：

试验任务和要求

试验准备工作（如安装测点和取样设备，准备测试仪器等）

试验顺序

测试内容和方法

人员组织和进度等

试验计划应征得生技部门和有关车间同意。

（5）编写试验准备工作的任务书并提请审批。

（6）组织试验小组。

（7）准备好所需试验仪器。

（8）对试验所需配件的安装进行技术监督，并培训有关试验观测

三、热平衡试验的要求

（1）试验前，必须预先将锅炉负荷调整到试验规定的数值并稳定一个阶段。

在此阶段内可以调整燃烧工况达到试验要求

（2）在试验中应避免进行吹灰、除灰、打焦、定期排污及起停制粉系统等操作，以免影响试验的顺利进行和试验的准确性

（3）试验期间，应尽可能地维持锅炉蒸汽参数及过量空气系数等稳定，其允许波动范围一般如下：

锅炉负荷5%

汽压0.1MPa

汽温5℃

过量空气系数0.05

（4）试验每改变一种工况，原则上应重复进行两次试验。

如两次试验的结果相差过大时，需再重复进行两次试验。

（5）对于燃煤锅炉，一般规定每一工况下正平衡试验的延续时间为8小时，反平衡试验延续时间为4小时，根据具体情况可适当减少为正平衡4小时、反平衡2小时。

五、热平衡试验测定内容

（一）入炉原煤的采样

（二）飞灰取样

（三）炉渣取样

（四）烟气成分分析

（五）排烟温度的测定

（六）主要参数的记录

小结：

本节重点掌握锅炉热平衡试验的目的、方法、要求。

复习锅炉

热平衡方

成引入课题。

重点讲解

逐项解析

重点介绍

分析讲解

简要介绍