锅炉.docx

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锅炉

锅炉，最基本的组成是汽锅和炉子两大部分。

锅炉本体包括汽锅、炉子、蒸汽过热器、省煤器和空气预热器。

汽锅包括：

锅筒，管束，水冷壁，集箱，下降管等组成，是一个封闭的汽水系统。

炉子包括：

煤斗，炉排，炉膛，除渣板，送风装置等组成，是燃烧设备

燃烧设备按照燃烧方式的不同，层燃炉、流化床炉和室燃炉

影响固体不完全燃烧热损失的因素有：

燃料特性、燃烧方式、炉膛结构和运行情况。

煤粉在炉内的燃烧过程可分为着火前的准备阶段、燃烧阶段、灰渣形成阶段。

煤的燃烧特性主要指煤的发热量、挥发分、焦结性、灰熔点。

锅炉的工作过程：

燃料的燃烧过程、烟气向水的传热过程和水的受热、汽化过程。

煤粉炉和燃油炉和燃气炉，统称为室燃炉。

锅炉三大安全附件：

压力表、安全阀、水位表。

机械通风方式：

负压通风，平衡通风，正压通风。

自然循环锅炉的水循环故障：

循环的停滞和倒流、汽水分层、下降管带汽。

锅炉热效率测定方法：

正平衡试验法：

用于中小型锅炉和手烧锅炉。

反平衡试验法：

用于大型锅炉。

锅炉热力计算有哪几类：

对流、辐射。

烟管锅炉：

锅筒内增加受热面；水管锅炉：

锅筒外增加受热面

气流向上时，（自生通风力）为正，可以用来克服流动阻力，有助于气流流动。

气流向下时,（自生通风力）为负，要消耗外界压头，阻碍气流流动。

理论燃烧温度

：

假定在绝热情况下将Ql作为烟气的理论焓而得到烟气理论温度

。

整个锅炉里可达最高温度。

炉膛绝热时对应的焓。

层燃炉炉膛的系统黑度是综合黑度，它不仅与火焰黑度ah、水冷壁壁面黑度ab有关，而且还与炉膛几何特性中水冷程度、火床与炉壁面积之比ρ相联系。

计算发热量时，各种基高位发热量间可用不同基准的换算系数进行换算，而低位发热量则不可以。

对于高位发热量来说，水分只是占据了质量的一定份额而使发热量降低；对于低位发热量，水分不仅占据了质量的一定份额，而且还要吸收汽化潜热。

因此在各种基的高位发热量之间可以用不同基准的换算系数进行换算；对于低位发热量，还必须考虑烟气中全部水蒸气的汽化潜热。

自然循环，受热面弱的上升管容易烧坏，而不是受热面强的上升管。

蒸汽中的杂质包括：

气体杂质和非气体杂质（含盐，来源于气体带水，直接溶解）。

自然循环水循环运动压头--由下降管和上升管中工质密度差引起的压头差

Pg--锅筒中蒸汽压力，Pa；

ρ’--下降管和加热水区段饱和水的密度,kg/m3；

--上升管含汽区段中汽水混合物的平均密度，kg/m3；

g--重力加速度，m/s2；

ΔPxj,ΔPss--分别为下降管系统和上升管系统的流动阻力，Pa。

有效压头：

自然循环的运动压头，扣除上升管系统阻力后的剩余部分。

用来克服下降管的阻力的压头。

有效压头愈大，可用以克服的下降管阻力的压头就愈大，也即循环的流速和水量愈大，水循环愈强烈和安全。

有效压头利于循环。

自然循环流速越大，工质放热系数越大，带走的热量越多，管壁冷却条件越好，金属超温的可能性越小。

可靠性越高，判断水循环可靠性的重要指标。

管壁温度降低，气泡少。

事实上，燃烧是一个动态过程，烟气温度的变化取决于燃烧放热与辐射换热之间的平衡。

在燃烧开始阶段前者大于后者，烟气温度升高，并达到最高值，以后，后者大于前者，烟气温度下降，烟气温度最高值及烟气流程所处位置决定于燃烧及换热的条件。

在对流为主的传热中要考虑辐射。

炉膛有效放热量,也称入炉热量，是相应于1kg真正参与燃烧的燃料所进入炉膛的热量，它计及了随它一起加进炉膛的其他热量，即

自然循环供热锅炉中循环倍率是1。

循环停滞时不存在稳定自由水面。

上升管如果在接入水空间时不存在稳定自由水面。

锅炉压力降低对水循环有利。

蒸汽带水，蒸汽压力高容易出现蒸汽带水，负荷越大，越容易带水，气空间越低，蒸汽带水增多。

循环倒流：

接入锅筒水空间的某根上升管受热极差，其有效压头小于公共下降管阻力。

运动压头小于有效压头，上升管为负值，

锅炉的输入热量有哪些？

支出热量有哪些？

怎样计算？

输入热量：

Qr=Qnet.ar+ir+Qzq+Qwl（Qnet.ar收到基低位发热量，ir燃料的物理显热，Qzq喷入锅炉的蒸汽带入的热量，Qwl用外来热源加热空气带入的热量）支出热量：

Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6（Q1锅炉输出热量，Q2排烟损失热量，Q3气体不完全燃烧损失热量，Q4固体不完全燃烧损失，Q5锅炉散热损失，Q6灰渣物理热损失）

链条炉的燃烧过程与烟气成分图

I.新煤区：

煤预热干燥；O1K斜面（等温面）:

挥发分开始析出；不需O2，烟气中O2浓度不变。

II.挥发物折出、燃烧区：

O1K至O2H区间；析出全部挥发物并燃烧；O2浓度↓，CO2浓度↑

IIIa.焦炭燃烧氧化区：

O2H开始焦炭着火燃烧；温度迅速升高，燃烧激烈；在煤层较底部为氧化区，氧化层渐厚；O2迅速降至零，α＝1，CO2出现第一个峰值。

IIIb.焦炭燃烧还原区：

氧化区产物CO2和H2O上升至还原区，被炽热的焦炭还原成CO、H2等（α<1）；温度略低于氧化区；CO2↓，CO↑，H2↑；CO和H2达到峰值后还原层渐薄,CO↓，H2↓，CO2↑；还原区消失时，CO2出现第二个峰值

IV.燃尽区：

末端焦炭的燃尽夹在上、下灰渣层中；多灰分煤,O5后延,固体不完全燃烧热损失Q4↑O2↑

改善链条炉燃烧的措施：

（1）分区配风

（2）炉拱（3）二次风

前拱作用：

①加速新煤着火。

②与后拱配合，造成一个扰动气流的“喉口”。

③高而短的前拱以及足够的开敞度，保证炉排前段有较好的热辐射条件。

后拱作用：

①把炉排后端过量氧气导向燃烧中心，使可燃气体进一步燃烧；②使气流转向，炽热炭粒从烟气中分离，投落至新煤上，改善着火条件。

循环倍率K越大，干度x越小。

水循环愈安全。

循环倍率表示单位质量的水在循环回路中全部变为蒸汽需经循环的次数。

影响因素：

循环倍率的大小决定于每一循环回路中由下降管进入上升管的水流量和同一时间内在上升管中产生的蒸汽量。

循环倍率K=G/D自然循环蒸汽锅炉的循环倍率K等于循环流量与产汽量之比值；自然循环热水锅炉的循环倍率K等于锅炉各循环回路中的循环水质量流量之和与锅炉进水量之比值。

对锅炉工作有何影响：

循环倍率大时，上升管出口汽水混合物中水分的分量增大，管壁水膜稳定，管子可充分冷却，避免超温，k过大时会使运动压力太小，可能出现循环停滞等水循环故障。

循环倍率减小时，上升管出口汽水混合物中水分的分量增大，循环流速增大，但k过小时，管中阻力增大过快，导致循环流速降低，将失去自补偿能力，造成管壁超温。

什么叫锅炉热平衡？

它在什么条件下建立的？

建立锅炉热平衡有何意义？

锅炉热平衡是指输入锅炉的热量与其输出热量的平衡。

条件：

能量守恒，质量不变规律。

意义：

弄清锅炉燃料的热量利用情况，以寻求提高锅炉热效率的途径。

锅炉热平衡方程式：

式中：

Qr——输入热量

Q1——锅炉的输出热量，即有效利用热

Q2——排烟损失热量

Q3——气体不完全燃烧热损失热量

Q4——固体不完全燃烧热损失热量

Q5——散热损失热量

Q6——灰渣物理热损失热量

自然水循环的流动压头是怎么样产生的？

水循环的流动压头与循环回路的有效流动压头有无区别？

产生原因：

上升管与下降管中工质的密度差引起的。

有区别：

流动压头用于克服整个循环回路的流动阻力，有效压头仅用来克服下降管系统阻力。

1、燃料收到基低位发热量Qnet,ar，每1Kg燃料带入锅炉的热量Qr和炉内有效放热量三者的区别何在？

又有何内在联系？

答：

低位发热量Qnet,ar是1kg燃料完全燃烧后产生的热量扣除水蒸气的汽化潜热后的发热量。

Qr是锅炉的输入热量，Qr=Qnet,ar+ir+Qzq+Qwl,ir是燃料的物理显热，Qzq喷入锅炉蒸汽带入热量，Qwl外来热源加热空气的热量。

对于燃煤锅炉，如果燃料和空气都没有利用外界热量进行预热，输入热量Qr=Qar,net。

锅炉有效热量，相应1kg已参加燃烧的燃料所带入炉膛的热量

Ql=Qr（100-q3-q4-q6）/（100-q4）+Qk。

Qk是所需空气带入的热量。

影响蒸汽带水的因素：

锅炉的负荷、蒸汽压力、蒸汽空间高度和锅炉含盐量。

2．已知煤的空气干燥基成分：

Cad=68.6%，Had=3.66%，Sad=4.84%，Oad=3.22%，Nad=0.83％，Aad=17.35%，Mad=1.5%，Vad=8.75%，空气干燥基发热量Qnet,ad=27528kJ/kg和收到基水分Mar=2.67%，煤的焦渣特性为3类，求煤的收到基其他成分、干燥无灰基挥发物及收到基低位发热量，并用门捷列夫经验公式进行校核。

解：

所以：

Car=Kad-arCad=68.6%*0.98812=67.79%

Har=Kad-arHad=3.66%*0.98812=3.62%

Sar=Kad-arSad=4.84%*0.98812=4.78%

Nar=Kad-arNad=0.83%*0.98812=0.82%

Aar=Kad-arAad=17.35%*0.98812=17.14%

2）

所以：

Vdaf=Vad*Kad-daf=8.75%*1.2323=10.78%

3）收到基低位发热量

分析基到收到基的发热量的关系为：

4）采用门捷列夫经验公式：

=27091kJ/kg

27171.32-27091=80.32<600

校核，因为Aar

2,已知煤的空气干燥基成分：

Cad=68.6%，Had=3.66%，Sad=4.84%，Oad=3.22%，Nad=0.83%，Aad=17.35%，Mad=1.5%，Vad=8.75%，空气干燥基发热量Qnet,ad=27528kJ/kg和收到基水分Mar=2.67%，煤的焦渣特性为3类，求煤的收到基其他成分,干燥无灰基挥发物及收到基低位发热量，并用门捷列夫经验公式进行校核。

（Car=67.79%，Har=3.62%，Sar=4.78%，Oar=3.18%，Nar=0.82%，Aar=17.14%，Vdaf=10.78%，Qnet，ar=27172kJ/kg;按门捷列夫经验公式Qnet,ar=26825kJ/kg）

解：

从空气干燥基转换为收到基的换算系数

从空气干燥基转换为干燥无灰基的换算系数

3）收到基低位发热量

分析基到收到基的发热量的关系为：

门捷列夫公式

4，某工厂贮存有收到基水分Mar1=11.34%及收到基低位发热量Qnet,ar1=20097kJ/kg的煤100t，由于存放时间较长，收到基水分减少到Mar2=7.18%，问这100t煤的质量变为多少？

煤的收到基低位发热量将变为多大？

解：

设减少的水分为x（t），

，所以x=4.48t，100t煤变为100-4.48=95.52t，

由收到基转为干燥基：

由干燥基转为收到基：

1.某工厂贮存有收到基水分

=11.34%及收到基低位发热量

=20097kJ/kg的煤100t，由于存放时间较长，收到基水分减少到

=7.18%，问100t煤的质量变为多少？

煤的收到基低位发热量将变为多大？

2.已知煤的成分：

=85.00%，

=4.64%,

=3.93%,

=5.11%,

=1.32%，

=30.05%，

=10.33%，求煤的收到基成分，并用门捷列夫经验公式计算煤的收到基低位发热量。

2、一台蒸发量D=4t/h的锅炉，过热蒸汽绝对压力P=1.37MPa，过热蒸汽温度t=350℃及给水温度tgs=50℃。

在没有装省煤器时测得q2=15%，B=950kg/h，Qnet,ar=18841kJ/kg；加装省煤器后测得q2=8.5%，问装省煤器后每小时节煤量为多少?

解：

查得：

①锅炉给水焓为210.41kJ/kg

②锅炉出口过热蒸汽焓为3151.29kJ/kg

1.一台蒸发量为D=4t/h的锅炉，过热蒸汽绝对压力P=1.37MPa，过热蒸汽温度t=350℃,给水温度tgs=50℃,在没有省煤器时测得q2=15%,B=950kg/h,Qnet,ar=18841kJ/kg;加装省煤器后测得q2=15%,问装省煤器每小时节煤量为多少？

解：

由题意可知：

由过热蒸汽绝对压力P=1.37MPa，过热蒸汽温度t=350℃,可得过热蒸汽焓为：

采用插值：

1MPa，350℃时，过热蒸汽焓为3157kJ/kg;

2MPa，350℃时，过热蒸汽焓为3137kJ/kg;

因此，P=1.37MPa时，过热蒸汽焓为：

3157+（1.37-1）×（3137-3157）=3149.6kJ/kg;

由给水绝对压力P=1.37MPa，给水温度tgs=50℃,采用插值：

1MPa，50℃时，给水焓为210.1kJ/kg;

2MPa，50℃时，给水焓为211.0kJ/kg;

因此，P=1.37MPa时，给水焓为：

210.1+（1.37-1）×（211.0-210.1）=210.4kJ/kg;

根据反平衡法：

q1=1-（0.15+q3+q4+0.029+q6）=65.68%

加装省煤器后：

q1=1-（0.085+q3+q4+0.021+q6）=71.38%

根据正平衡法可得

因此节省煤量为：

ΔB=B-B1=950-874.2=75.8kg/h

3.某厂SZP10-1.3型锅炉燃用收到基灰分为17.74%,低位发热量为25539kJ/kg的煤，每小时耗煤量为1544kg，在运行中测得灰渣和漏煤总量为213kg/h,其可燃物含量为17.6%，飞灰可燃物含量为50.2%，试求固体不完全燃烧热损失q4

解：

由题意可知：

灰渣和漏煤的质量为：

Ghz+Glm=213kg/h,可燃物含量C=17.6%

根据灰平衡可得：

可得：

可得飞灰质量为Gfh=188.28kg/h

可得q4热损失为

某厂SZP10-13型锅炉燃用应用基灰分为17.74%、低位发热量为6100kCal/kg的煤，每小时耗煤1544kg。

在运行中测得灰渣和漏煤总重量为213kg/h，其可燃物含量为17.6%，飞灰可燃物含量为50.2%，试求固体不完全燃烧热损失。

答：

a表示灰量占入炉燃料总灰分的质量份额！

！

！

有一台旧锅炉，炉排长3.5m、宽2m，炉膛高5m。

拟用它作为4t/h风力机械抛煤机炉，每小时燃用收到基低位发热量Qar,net=21939kJ/kg的烟煤630kg。

该锅炉炉排可见热负荷为（）kW/m2，炉膛体积可见热负荷为（）kW／m3。

该锅炉的改造（）。

A．460，102，合适

B．380，105，合适

C．460，102，不合适

D．548，110，不合适v

正确答案：

D