锅炉基本知识Word格式.doc

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一种是以压力等于零作为测量起点，称为绝对压力，用符号“Ｐ绝”表示；

另一种是以当时当地的大气压力作为测量起点，也就是压力表测量出来的数值，称为表压力，或称相对压力，用符号“Ｐ表”表示。

我们在锅炉上所用的压力都是表压力。

锅炉内为什么会产生压力呢？

蒸汽锅炉和热水锅炉压力产生的情况不同。

蒸汽锅炉是因为锅炉内的水吸热后，由液态变成气态，其体积增大，由于锅炉是个密闭的容器，限制了汽水的自由膨胀，结果就使锅炉各受压部件受到了汽水膨胀的作用力，而产生压力。

热水锅炉产生的压力有两种情况，一种是自然循环采暖系统的热水锅炉，其压力来自高位形成的静压力；

另一种是强制循环采暖系统的热水锅炉，其压力来源于循环水泵的压力。

锅炉产品铭牌和设计资料上标明的压力，是这台锅炉的额定工作压力，为表压力。

过去的工程计量单位是千卡力/厘米2（㎏ｆ/㎝2），现在国际计量单位是兆帕（MPａ）,因此，司炉人员一定要注意压力表的单位和锅炉额定工作压力的单位，两种压力单位换算关系如下；

1㎏ｆ/㎝2=0.098MPａ1MPａ=10㎏ｆ/㎝2

司炉人员操作锅炉时，要控制锅炉压力不能超过锅炉铭牌上标明的压力，也就是锅炉表盘上指示的压力不能超过锅炉铭牌上标明的压力。

一些进口锅炉的压力单位是“巴”，即“ｂａｒ”

1ｂａｒ=0.1MPａ

3、温度：

标志物体冷热程度的物理量，称为温度，常用符号“ｔ”表示，单位是摄氏温度（℃）。

温度是物体内部所拥有能量的一种体现方式，温度越高，能量越大。

锅炉铭牌上标明的温度是锅炉出口处介质的温度，又称额定温度。

对于无过热器的蒸汽锅炉，其额定温度是指锅炉在额定压力下的饱和蒸汽温度；

对于有过热器的蒸汽锅炉，其额定温度是指过热器出口处的蒸汽温度；

对于热水锅炉，其额定温度是指锅炉出口处的热水温度。

从欧美国家进口的锅炉，有关温度的表示为“℉”，这就是“华氏度”

ｔＦ=1.8ｔ+32℉

例如一般沸水的温度是100℃，其华氏温度就是ｔＦ=1.8*100+32=212℉

4、受热面；

从放热介质中吸收热量并传递给受热介质的表面，称为受热面，如锅炉的炉胆、筒体、管子等。

5、辐射受热面；

主要以辐射换热方式从放热介质吸收热量的受热面，一般指炉膛内能吸收辐射热（与火焰直接接触）的受热面，如水冷壁管、炉胆等。

6、对流受热面；

主要以对流换热方式从高温烟气中吸收热量的受热面，一般是烟气冲刷的受热面，如烟管、对流管束等。

7、锅炉热效率

锅炉输出的有效利用热量与同一时间内所输入的燃料热量的百分比即为锅炉热效率，常用符号“η”表示，其公式表示为：

η=

×

100%

输出有效热量

输入燃料热量

8、蒸汽品质

表示蒸汽温度和蒸汽的纯洁程度称为蒸汽品质，一般饱和蒸汽中或多或少都带有微量的饱和水分，通常把蒸汽的带水量超过标准要求称为蒸汽品质不好。

若是过热蒸汽，就表示其与额定温度的偏差值。

9、燃料消耗量

单位时间内锅炉所消耗的燃料量称为燃料消耗量。

10、排污量

锅炉排出的污水流量称为排污量。

11、水管锅炉

烟气在受热面管子外部流动，水在管子内部流动的锅炉称为水管锅炉。

12、锅壳锅炉

蒸发（加热）受热面主要布置在锅壳（筒）内的锅炉称为锅壳锅炉，又称为火管锅炉。

13、卧式锅炉

锅壳纵向轴线平行于地面的锅炉称为卧式锅炉。

它包括卧式外燃锅炉和卧式内燃锅炉。

所谓卧式外燃锅炉就是炉膛设在锅筒的外部，而卧式内燃锅炉则是炉膛设在锅筒内部。

14、立式锅炉

锅壳纵向轴线垂直于地面的锅炉称为立式锅炉。

它包括立式水管锅炉和立式火管锅炉，所谓立式水管锅炉就是烟气冲刷管子外部将热量传导给管子内部的水，而立式火管锅炉则是烟气在管自内部流动，将热量传导给管子外部的水，而管子外部的水是包在锅筒里面的。

15、蒸汽锅炉

将水加热成蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉。

一般为生产用锅炉。

16、热水锅炉

将水加热到一定温度但没有达到汽化的锅炉称为热水锅炉。

一般为采暖用锅炉。

17、自然循环锅炉

依靠下降管中的水与上升管中的热水或汽水混合物之间的重度差，使锅水进行循环的锅炉称为自然循环锅炉。

18、强制循环锅炉

除了依靠下降管中的水与上升管中的介质之间重度差之外，主要靠循环水泵的压头进行锅水循环的锅炉称为强制循环锅炉。

19、炉膛

进行燃烧和传热的空间称为炉膛。

20、微正压燃烧

炉膛中烟气压力略高于大气压（不超过0.005Mpa）的燃烧方式。

燃油、燃气锅炉大多采用微正压燃烧。

燃料及燃烧

正确的选择燃料是锅炉经济运行的重要一环，因此必须掌握燃料的特性。

了解燃烧的原理，按照锅炉设计要求的燃料种类选用燃料，才能是锅炉达到设计要求和预期效果。

燃料的分类

锅炉用燃料按物理状态可分为三大类即：

固体燃料：

煤、木柴、稻糠、甘蔗渣、油母页岩等。

液体燃料：

轻（柴）油、重油。

气体燃料：

天然气、煤气、液化石油气等。

固体燃料

锅炉用固体燃料大部分以煤为主，它分为烟煤、无烟煤、贫煤、褐煤、煤矸石等，个别地区因资源情况也有选用木柴、稻糠、甘蔗渣等作燃料的。

（1）烟煤又称长烟煤，呈灰黑色或黑色，表面无光泽或有油润的光泽。

挥发分较多，可达40%，容易着火，燃烧时火焰长，结焦性较强。

燃料的分析

为了掌握燃料的主要特性，对燃料要进行元素分析和工业分析，目的是为了在锅炉运行中，调节控制燃料燃烧过程，以达到最佳经济指标。

1.元素分析

固体燃料（煤）和液体燃料（油）的成分均可用元素分析成分来表示。

燃料含有碳（C）、氢（H）、硫（S）、氧（O）、氮（N）等元素及其他杂质，包括水分（W）和灰分（A）。

①碳（C）：

是;

燃料中的主要成分，含碳量越高，发热量越高，但碳本身要在比较高的温度下才能燃烧，纯碳是很难燃烧的。

所以，含碳量越高的燃料，越不容易着火和燃烧。

②氢（H）：

是燃料中的有一种主要成分，一般与碳成化合物存在，称碳氢化合物（化学名称叫“”），这些化合物在加热时能以气体状态挥发出来，所以含氢量越多的燃料，越容易着火和燃烧。

氢在燃烧时能放出大量的热量，年代越久的煤，含氢量越少。

③硫（S）：

燃料中的硫由两部分组成，一部分为不可燃烧部分，如无机硫，它不参加燃烧，一部分为可燃烧部分，如挥发硫，它可以燃烧放出热量。

但硫燃烧后生成二氧化硫（SO2）和三氧化硫（SO3），当烟温度低于露点时，二氧化硫及三氧化硫与烟气中的水分合成亚硫酸（H2SO3）和硫酸（H2SO4）,对锅炉尾部受热面起腐蚀作用。

另外含硫的烟气排入大气，对人体和动植物都有害，因此，燃烧中含硫量越少越好。

④氧（O）：

燃料中的氧不参加燃烧，是不可燃物质，它的量多，燃料中可燃物质就相对减少，从而降低了燃料燃烧时放出的热量。

煤生成的时间越长，氧的含量就越低。

⑤氮（N）：

是惰性气体，不参加燃烧，是不可燃物质，煤中的含氮量很少，一般为0.5%~2.0%。

⑥灰分（A）：

是燃料中不可燃烧的固体矿物杂质，它是在燃烧形成时期，开采以及运输中掺入燃料中的。

各类燃料的灰分含量相差很大，气体燃料几乎无灰，燃料油中含灰量也极少。

相比之下，固体燃料灰分含量较多。

燃料中灰分多了，可燃成分就少，燃料燃烧时放出的热量也就少，但灰分带走热量多，使热损失增加。

此外，灰分中一部分（飞灰）在锅炉中随烟气流经各受热面和引风机时，造成磨损，排入大气又污染环境，在炉膛内由于灰分的熔化还会引起结渣。

⑦水分（W）：

是燃料中有害成分，它吸收燃料燃烧时放出的热量而汽化，因而直接燃料放出的热量，使炉膛燃烧温度降低，造成燃料着火困难。

它还增加烟气体积，使得排烟带走的热量损失增加。

但固体燃料中，保持适当的水分，可以有利于通风，减少固体不完全燃烧损失，在液体燃料中掺水乳化，可以改善燃烧，节约燃料。

2.工业分析

煤的工业分析项目有挥发分（V）、固定碳（FC）、灰分（A）、水分（W）和发热量（Q）等。

①．挥发分（V）：

把煤加热，首先析出水分，继续加热到一定温度时，有碳氢化合物逸出，这种气体可以燃烧，称为挥发分。

挥发分是煤分类的主要依据，对着火和燃烧有很大影响，挥发分越高，越容易着火，因为煤中的挥发分析出后，出现许多孔隙，增加了与空气接触的面积。

②．固定碳（FC）：

煤中的水分和挥发分全部析出后残留下来的固体物质，包括固定碳和灰分两部分，总称为焦炭。

煤中的焦炭特性也很重要，焦炭成为坚硬块状叫强结焦煤，焦炭称为粉末状叫不结焦煤，属于两者之间的叫弱结焦煤。

结焦严重会增加煤层阻力，阻碍通风，燃烧不能充分完全进行，但焦炭为粉末状时，容易被风吹走而增加了不完全燃烧损失。

③.发热量（Q）：

1千克煤或油完全燃烧时放出的热量，称为发热量。

燃料的发热量有高位发热量和地位发热量两种。

所谓低位发热量是考虑到燃料燃烧时，所有的水分都要气化成蒸汽并吸收热量，而这部分热量在锅炉中随烟气排出而无法利用，因此燃料放出的热量中应扣除这部分。

包括这部分热量就称为高位发热量。

锅炉一般都采用低位发热量来计算耗煤（油）量和热效率。

燃烧的基本条件

燃料中的可燃物质与空气中的氧，在一定的温度下进行剧烈的化学反应，发出光和热的过程称为燃烧。

因此，燃烧的基本条件是可燃物质、空气（氧）和温度，三者缺一不可。

1.可燃物质

燃料中可以燃烧的元素是碳、氢和一部分硫，这些元素为可燃物质。

2.空气

由于各种燃料所含可燃物质的成分和数量不同，燃烧所需空气量也不同，当1千克或1立方米燃料完全燃烧时所需空气量为理论空气量，但实际上燃料中的可燃物质不可能与空气中的氧充分均匀混合，燃烧条件也不可能达到设计的理想程度，因此在锅炉运行中，必须多供给一些空气，即实际空气量比理论计算空气量多的部分称为过剩空气。

实际空气量与理论空气量的比值称为过剩空气系数。

3.温度

保持燃烧的最低温度称为着火温度。

煤的着火温度大致为：

烟煤450℃，无烟煤700℃，褐煤350℃。

重油的着火温度约为100~150℃。

燃气的着火温度在500℃左右。

温度越高，燃烧反应越剧烈，对提高燃烧速度和热效率有很大的作用。

燃料的燃烧

⒈煤的燃烧

煤从进入炉膛到燃烧完毕，一般要经过加热干燥、逸出挥发分形成焦炭、挥发分着火燃烧、焦炭燃烧形成灰渣这四个阶段。

①加热干燥阶段：

煤进入炉膛加热，煤中水分开始汽化蒸发，当温度升到100~105摄氏度以后，蒸发完毕，煤被完全烘干。

水分越多，干燥阶段延续越久。

②逸出挥发分形成焦炭阶段：

温度继续升高时，烘干的煤开始分解