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毫巴（mbar），
压力单位的巴和毫巴符号为bar和mbar不要书写为Bar和mBar
4.压力计量单位的换算关系
1兆帕（MPa）＝10千克力/厘米2（kgf/cm2）＝10巴（bar）
二、温度
温度是指物体冷热的程度（通常用符号t表示）。
测量温度常用的单位是摄氏度,用°
C表示。
在锅炉设计计算中,常用绝对温度单位,用K表示。
绝对温度的零度为零下273摄氏度（°
C）。
如果以T表示绝对温度的值,以t表示摄氏温度的值,其转换公式为:
T=t+273K
温度通常用摄氏温度（用符号°
C表示）和华氏温度（用符号F表示）。
目前我国常用的是摄氏温度。
（1）摄氏温度:
以水在一个大气压下开始沸腾时的温度（即沸点）为100°
c,水开始结冰时的温度（即冰点）为0°
c,中间分成100格,每格为1摄氏度。
（2）华氏温度:
以水的沸点为212°
F,冰点为32°
F,中间分成180格,每格为1华氏度。
两种温度的换算关系如下:
t°
C=（5/9）（°
F-32）
蒸汽锅炉的额定蒸汽温度是指锅炉输出蒸汽的最高工作温度。
一般锅炉铭牌上载明的蒸汽温度是以摄氏温度表示的。
对于小型锅炉,使用的蒸汽绝大多数是从锅筒上部的主汽阀直接引出的,其蒸汽温度是指该锅炉工作压力下的饱和蒸汽温度。
对于有过热器的锅炉,其蒸汽温度是指过热器后主汽阀出口处的过热蒸汽温度。
热水锅炉的额定热水温度是指锅炉输出、热水的最高工作温度。
锅炉铭牌上载明的热水温度也是以摄氏温度表示的。
三、容量
1.蒸发量
蒸汽锅炉的出力是指每小时所产生的蒸汽数量,也称为锅炉的蒸发量,用以表示其产汽的能力。
蒸发量又称为容量,用符号D来表示,常用的单位是“t/h“指的是这台锅炉的额定蒸发量。
所谓额定蒸发量,是指锅炉燃用设计的燃料品种,并在设计参数下运行,即在规定的压力、温度和一定的热效率下,长期连续运行时每小时所产生的蒸汽量
2.热功率
热水锅炉的出力是指锅炉在确保安全的前提下长期连续运行,每小时输出热水的有效供热量,称为锅炉的额定热功率，其单位为“MW“。
第二节 水与蒸汽的性质
一、水的三态
1、固态
⑴物質分子間的距離很小，
⑵相互吸引得牢牢的，
⑶有一定的形态和体积。
⑷例如：
冰块。
2、液态：
⑴分子與分子間的距離就較大
⑵分子相互間的結合就沒有那麼緊密，所以水會流動。
⑶有固定體積，
⑷但無一定形狀。
3、氣體：
⑴分子間的距離最大，
⑵沒有固定形狀
⑶也沒有固定體積。
二、锅炉水位形成原理
三、饱和蒸汽和过热蒸汽的特性
当液体在有限的密闭空间中蒸发时，液体分子通过液面进入上面空间，成为蒸汽分子。
由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中，它们相互碰撞，并和容器壁以及液面发生碰撞，在和液面碰撞时，有的分子则被液体分子所吸引，而重新返回液体中成为液体分子。
开始蒸发时，进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目，随着蒸发的继续进行，空间蒸汽分子的密度不断增大，因而返回液体中的分子数目也增多。
当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态，这时虽然蒸发和凝结仍在进行，但空间中蒸汽分子的密度不再增大，此时的状态称为饱和状态。
在饱和状态下的液体称为饱和液体，其对应的蒸汽是饱和蒸汽，但最初只是湿饱和蒸汽，待蒸汽中的水分完全蒸发后才是干饱和蒸汽。
蒸汽从不饱和到湿饱和再到干饱和的过程温度是不增加的，干饱和之后继续加热则干饱和蒸汽温度会上升，成为过热蒸汽
第三节燃料及燃烧
一、燃料的分类
1、燃料的定义：
可以燃烧并能释放出热能加以利用的物质。
2、燃料的分类：
目前，世界上所用燃料可以分为两大类：
核燃料、有机燃料。
其中，有机燃料按用途可以分为工艺燃料、动力燃料；
按物态可以分为：
固体燃料、液体燃料、气体燃料。
固体燃料：
煤、油页岩、稻壳、甘蔗渣等。
液体燃料：
重油、渣油、轻柴油。
气体燃料：
天然气、高炉煤气、焦炉煤气、城市煤气。
二、燃料的分析
1、元素分析成分：
C、H、O、N、S、A、M
⑴、碳（C）
燃料中主要的可燃成分。
1kg碳完全燃烧时可释放33900kJ的热量。
含碳量高的煤，发热量也高。
但碳的着火点也高，所以含碳量高的煤着火和燃烧均较困难。
煤的含碳量随地质年代增长而增加。
煤的含碳量约为可燃成分总量的30～90％之间。
⑵氢（H）
燃料中重要的可燃成分。
1kg氢完全燃烧时可释放125600kJ的热量。
氢极易着火燃烧，含氢量高的燃料，不仅发热量高，而且容易着火燃烧。
煤中氢的含量只有2～4％左右。
地质年代愈久的煤，含氢量愈少。
⑶硫（S）
固体燃料中的硫包括三种形态，即有机硫、硫化铁硫和硫酸盐硫。
前两种硫能参加燃烧，称为可燃硫，后一种硫不参加燃烧，算在灰分中。
可燃硫虽然能够燃烧，但其放热量很少，仅为9050kJ/kg。
硫的燃烧产物二氧化硫和三氧化硫气体部分愈烟气中的水蒸气结合生成亚硫酸及硫酸，会对锅炉低温受热面产生腐蚀，另一部分随烟气排入大气中，会污染环境。
所以燃料中的硫是一种有害成分。
⑷、氧
燃料中的不可燃成分。
其存在使得燃料中的可燃成分相对减少，使燃烧放出的热量降低。
氧的含量随燃料地质年代的增长而降低，氧在无烟煤中仅有1～3％，在泥煤中最高可达35％。
⑸、氮是一种有害元素。
煤燃烧时，部分氮与氧化合生成有害气体，污染大气。
氮在煤中的含量占可燃成分的0.5～2.5％。
天然气中含氮量较少。
液体燃料氮含量通常在0.2％以下。
⑹、水分（M）
燃料中的主要杂质。
由于它的存在，不仅使燃料中可燃元素相对减少，发热量降低，而且燃料燃烧时水分汽化还要吸收热量，使炉膛温度降低，燃烧着火困难，排烟带走的热损失增加，同时还可能加剧尾部低温受热面的低温腐蚀和堵灰。
煤中的水分由外水分和内水分两部分组成。
内水分是凝聚或吸附在煤炭内部毛细孔中的水分，也称固有水分。
内水分要将煤加热到105℃左右并持续一段时间才能除去。
外水分是煤炭在开采、贮运过程中受外界影响而吸附或凝聚在煤炭颗粒表面的水分，它可以通过自然干燥除去。
⑺、灰分（A）
灰分是燃料中不可燃的固体矿物杂质。
它不仅使固体燃料的发热量降低，燃烧困难，而且增加运煤、出灰的工作量和运输费用。
此外，灰分中一部分飞灰在锅炉中随烟气流动，造成受热面和引风机磨损，排入大气污染环境。
若灰的熔点过低，会造成炉排和受热面结渣，影响传热和正常燃烧。
固体燃料中灰分含量变化很大，一般为5～50％。
液体燃料中灰分很少，在0.1％以下。
气体燃料基本不含灰分。
⑻、燃料成分分析基准：
四种分析基：
收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基
①、收到基：
用准备燃烧的燃料成分总量为基准进行分析得出的各种成分，称为收到基成分
②、空气干燥基：
用经自然风干除去水分的燃料成分总量为基准进行分析得出的成分，
称为空气干燥基成分
③、干燥基：
以烘干除去全部水分的燃料成分总量为基准分析得出的各种成分称为干燥基成分。
④、干燥无灰基：
以除去水分和灰分的燃料成分总量为基准分析得出的成分称为干燥无灰基
干燥无灰基因无水、无灰，故其剩下的成分便不收水分、灰分的影响，是表示C、H、O、N、S成分百分数最稳定的基准，可作为燃料分类的依据。
2、工业分析
通过煤的元素分析可以测得煤的各种元素成分含量。
但进行元素分析需要比较复杂的仪器和较高的技术，一般单位没有条件进行这项工作。
工业分析则比较简单，一般情况下常采用工业分析法。
（1）煤的工业分析
煤的工业分析是测定煤的水分（M）、挥发分（V）、固定碳（V）、和灰分（A）的含量，用以表明煤的某些燃烧特性。
在煤的着火、燃烧过程中，煤中各种成分的变化情况为：
将煤加热到一定温度时，首先水分（M）被蒸发出来，接着再加热，煤中的H、O、N、S及部分C所组成的有机化合物便分解，变成气体挥发出来，这些气体称为挥发分（V），挥发分析出后，剩下的是焦炭，焦炭就是固定碳（C）和灰分（A）。
再将焦炭加热灼烧至其质量不发生变化时取出冷却，剩余部分即灰分（A）。
（2）燃料的发热量
定义：
燃料的发热量是指1kg燃料（气体燃料为1m3）完全燃烧时所放出的热量，单位为kJ/kg（或kJ/Nm3）。
燃料的发热量分为高位发热量和低位发热量。
高位发热量：
燃料完全燃烧时放出的全部热量。
它包含燃料燃烧时产生的水蒸气的汽化潜热，即认为烟气中的水蒸气完全凝结成水并放出汽化潜热。
但是，锅炉实际运行时，烟气离开锅炉时还具有160～200℃的温度，烟气中的水蒸气不可能凝结成水而放出汽化潜热，故锅炉实际能利用的热量不包括水蒸气的汽化潜热。
低位发热量：
从高位发热量中扣除水蒸气汽化潜热后的发热量。
实际工程中常用收到基低位发热量。
（3）煤的分类
采用表征煤的煤化程度的参数，即干燥无灰基挥发分Vdaf作为分类依据，将煤分为无烟煤、烟煤、贫煤、褐煤四类。
（4）标准煤：
收到基低位发热量等于29308kJ/kg（7000kcal/kg）的煤。
（5）燃气分析：
一般将发热量低于13000kj/m3的燃气称为低热值燃气；
13000－30000kj/m3称为中热值燃气；
高于30000kj/m3称为高热值燃气。
三、燃烧的基本条件◆
任何物质发生燃烧，都有一个由未燃烧状态转向燃烧状态的过程。
燃烧过程的发生和发展，必须具备以下三个条件：
1．可燃物
凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起化学反应的物质称可燃物，如木材、汽油、煤炭、纸张、硫等。
2．氧化剂
能帮助和支持可燃物燃烧的物质，即能与可燃物发
生氧化反应的物质称氧化剂。
通常我们所讲的氧化剂是指广泛存在于空气中的氧气。
3．温度（引火源）
引火源是指供给可燃物与助燃物发生燃烧反应的能量
来源。
一般分直接火源和间接火源两大类。
直接火源：
明火、电弧、电火花、瞬间高压放电的
雷击能引燃任何可燃物。
间接火源主要有：
高温，指高温加热、烘烤、积热不散、机械设备故障发热、摩擦发热等。
自燃起火，是指在即无明火、又无外来热源的情况下，物质本身自行发热、燃烧起火。
四、燃料的燃烧
燃料的燃烧计算包括：
确定燃料燃烧所需的空气量及生成的烟气量。
1、理论空气量
当1kg收到基燃料中可燃成分完全燃烧，烟气中又无剩余氧存在时，这种理想情况下燃烧所需的空气量称为理论空气量。
2、实际空气量
在锅炉实际运行时，由于锅炉燃烧技术条件的限制，不可能做到空气与燃料理想的混合。
为使燃料尽可能的燃尽（完全燃烧），实际供给的空气量要比计算出的理论空气量多。
3、实际空气量与理论空气量之差称为过量空气（ΔV），而实际空气量与理论空气量的比值称为过量空气系数（α），即：
过量空气系数是锅炉运行的重要指标之一。
4、燃料燃烧产生的实际烟气量：
烟道中烟气流量
5、锅炉的热平衡方程
锅炉的输入热量＝锅炉有效利用热量＋各项热损失之和，即：
其中，Qr－锅炉的输入热量；
Q1－锅炉的有效利用热量；
Q2－排烟热损失；
Q3－可燃气体不完全燃烧热损失（化学不完全燃烧热损失）；
Q4－固体不完全燃烧热损失（机械不完全燃烧热损失）；
Q5－锅炉散热损失；
Q6－其他热损失（包括灰渣物理热损失及冷却热损失等）。
第四节 锅炉常用名词术语
1、锅炉：
利用燃料燃烧释放的热能或其他热能加热给水或其他工质，以获得规定参数（温度、压力）和品质的蒸汽、热水或其他工质的设备。
《特种设备安全监察条例》中的锅炉的含义是：
，是指利用各种燃料、电或者其他能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，并承载一定压力的密闭设备，其范围规定为容积大于或者等于３０Ｌ的承压蒸汽锅炉；
出口水压大于或者等于０．１ＭＰａ（表压），且额定功率大于或者等于０．１ＭＷ的承压热水锅炉；
有机热载体锅炉。
2、锅炉机组：
锅炉机组包括：
锅炉本体，锅炉范围内管道，烟、风和燃料的管道及其附属设备，测量仪表和其他锅炉附属机械等。
3、蒸汽锅炉：
用以产生蒸汽的锅炉。
4、电站锅炉：
蒸汽主要用于发电的锅炉。
《锅炉定期检验规则》中电站锅炉是指以发电或热、电联产为主要目的的锅炉，一般是指额定工作压力大于等于3.8MPa的锅炉。
5、工业锅炉：
蒸汽主要用于工业生产和采暖的锅炉。
《锅炉定期检验规则》工业锅炉是指以向工业生产或生活用途提供蒸汽、热水的锅炉，一般是指额定工作压力小于等于2.5MPa的锅炉。
6、热水锅炉：
用以产生热水的锅炉。
注：
出水温度130℃及以上的热水锅炉称为高温热水锅炉
7、快装锅炉：
按照运输条件所允许的范围，在制造厂完成总装整台发运的锅炉。
8、组装锅炉：
在制造厂内将整台锅炉分成几个装配齐全的大件，运到工地后可将诸大件方便地组合而成的锅炉。
9、散装锅炉：
安装工作主要在工地进行的锅炉。
10、超临界压力锅炉：
出口蒸汽压力超过临界压力的锅炉。
水蒸汽的临界压力为225.51绝对大气压（22.1兆帕）。
11、亚临界压力锅炉：
出口蒸汽压力为160～200表大气压（15.7～19.6兆帕，表压）的锅炉。
按我国电站锅炉现行的蒸汽参数系列，超高压锅炉出口蒸汽压力规定为140表大气压（13.7兆帕，表压）。
12、超高压锅炉：
出口蒸汽压力为120～150表大气压（11.8～14.7兆帕，表压）的锅炉。
13、高压锅炉：
出口蒸汽压力为80～110表大气压（7.84～10.8兆帕，表压）的锅炉。
按我国电站锅炉现行的蒸汽参数系列，高太锅炉出口蒸汽压力规定为100表大气压（9.81兆帕，表压）。
14、中压锅炉：
出口蒸汽压力为30～50表大气压（2.94～4.90兆帕，表压）的锅炉。
按我国电站锅炉现行的蒸汽参数系列，中压锅炉出口蒸汽压力规定为39表大气压（3.83兆帕，表压）。
15、低压锅炉：
出口蒸汽压力不大于25表大气压（2.45兆帕，表压）的锅炉。
16、自然循环锅炉：
工质依靠下降管中的水和上升管中汽水混合物之间的密度差进行循环的锅炉。
17、强制循环锅炉；
辅助循环锅炉：
除了依靠水与汽水混合物之间的密度差以外，主要靠锅水循环泵的压头进行循环的锅炉。
在水冷壁上升管入口加装节流圈的大容量强制循环锅炉可又称为控制循环锅炉
17、直流锅炉：
给水靠给水泵压头在受热面中一次通过产生蒸汽的锅炉。
工质锅炉内强制流动，并不进行水循环。
18、余热锅炉；
废热锅炉：
利用各种废气、废料或废液中显热或（和）可燃物质的锅炉。
19、水管锅炉：
烟气在受热面管子外部流动，工质在管子内部流动的锅炉。
20、锅壳锅炉：
蒸发受热面主要布置在锅壳内的锅炉，包括卧式锅壳锅炉、立式锅炉和固定式机车锅炉。
21、额定蒸发量：
蒸汽锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度、使用设计燃料并保证效率时所规定的蒸发量。
22、额定供热量：
热水锅炉在额定回水温度、额定回水压力和额定循环水量长期连续运行时应予保证的最大供热量。
23、额定蒸汽温度：
蒸汽锅炉在规定的负荷范围、额定蒸汽压力和额定给水温度下长期连续运行所必须保证的出口蒸汽温度。
24、给水温度：
蒸汽锅炉进口处给水的温度。
额定给水温度为在规定负荷范围应予保证的给水温度。
25、给水：
符合一定质量要求并用给水装置送入锅炉的水。
26、凝结水：
热力系统中蒸汽经冷凝而成的水。
27：
补给水：
热力系统中，因各种汽水损失或因无生产回水而从系统外部补充的给水。
28、烟气露点：
烟气中含有硫酸酐的水蒸汽开始凝结时的温度。
（SO3是硫酸（H2SO4）的酸酐。
因此，可以发生以下反应：
和水化合成硫酸：
SO3（l）+H2O（l）=H2SO4
第五节 锅炉构造及工作原理
一、锅炉的构造及组成
1、锅炉结构的总要求：
要用最少的金属耗量，消耗最少的燃料达到规定参数（压力、温度）的蒸发量，并在运行中符合安全可靠的要求。
要保证锅炉安全经济运行就要对受压部件进行强度校核，对燃料燃烧工况实行控制，要保证安全附件灵敏，准确和自动装置的可靠性。
但是，先要消除先天性缺陷，也就是要保证结构合理和保证制造质量。
在结构方面，具体地说，应符合下列要求：
（1）要保证受压部件有足够的强度和稳定性。
锅炉受压部件的强度是指该部件在介质压力（包括附加载荷等）作用下在预定使用寿命内不失效的能力。
材料的力学性能包括：
抗拉强度、屈服强度、蠕变强度、持久强度、延伸率、断面收缩率、冲击韧性等。
其中力学性能部分就是确定强度的基础。
确定强度的目的是要保证安全。
强度不够会导致受压部件破裂甚至爆炸，但也要从节省钢材考虑，两者兼顾。
此外，还要考虑其稳定性。
（2）要保证锅炉结构各部分在运行时能按设计预定的方向进行自由膨胀。
锅炉受压部件是由钢板或钢管组成，内部贮存水。
钢板或钢管系固体，受热后呈线膨胀。
如果锅炉受压部件两端固定，受热后膨胀受阻产生热应力，使部件发生弯曲变形，甚至损坏，特别是在锅炉起动升温过程中容易发生。
除操作时要限制升温或冷却速度外，在锅筒（锅壳）、集箱、水冷壁、钢架、炉墙等设计时要充分考虑热膨胀。
（3）要有良好的水循环来保证受热面得到可靠地冷却。
锅炉水循环是指锅炉中的水在循环回路中流动。
目的是保持受热面得到充分冷却。
如果水循环不好，会引起管壁超温使钢材强度减弱而导致损坏。
在低、中压锅炉中，一般以自然循环为主，自然循环的锅炉是以水汽比重差、密度差促使水汽流动而循环的。
锅炉水循环对锅壳锅炉来说，一般是安全的；
对于水管锅炉应该引起足够的重视。
（4）要根据锅炉参数（压力、温度）和燃料的适应性来选用锅炉结构。
根据锅炉结构和适用的燃料合理布置燃烧设备和受热面积，以保证燃烧工况稳定，适应负荷变化。
（5）要合理配置鼓风机、引风机，使燃料和风量随着燃烧工况的变化保持相应的比例。
（6）受压部件开孔和焊缝的布置应尽量避免或减少复合应力或应力集中。
（7）锅炉钢架在承受载荷时，应有足够的强度、刚度和抗腐蚀性。
（8）锅炉结构要便于安装、操作、检修和清洗内外部。
平台扶梯和门孔（人孔、手孔、清洗孔、检查孔、防爆门等）的布置要便于人员通过和保证安全。
．
（9）要考虑安全附件和自控装置的可靠性。
安全附件和自控装置是锅炉中不可缺少的组成部分。
其作用是指示运行参数，防止在运行中发生异常情况或发生异常情况时及时提出警告，及时调整燃烧工况，使工作参数恢复到正常状态，或在异常情况时自动联锁，以防止事故的发生。
但也必须指出：
不能完全依赖安全附件和自动控制装置，仍需有操作人员在岗。
（10）要保持炉墙结构有良好的耐热性和密封性，减少漏风，减少热损失，保持燃烧稳定。
此外，还有环保等方面的要求。
2、炉的组成
二、锅炉各部件的组成
锅炉是由锅筒（锅壳）、炉胆、集箱、水冷壁、对流管束、过热器、再热器、省煤器、空气预热器或其中几种部件组成。
锅炉型式的选用和受热面的布置是随锅炉蒸汽参数（压力、温度）不同而不同。
锅炉各部件的构造和作用简述于下：
1、锅筒（锅壳）、炉胆和烟管
锅筒（锅壳）是由钢板制成的筒体和封头（平封头或凸形封头）或管板组成。
其作用是：
接受和分配给水；
进行汽水分离；
贮存和输送蒸汽。
锅壳锅炉水质要求较低，但水管锅炉水质要求高，为了保证蒸汽品质，在锅筒或部分锅壳中设置汽水分离装置便于汽水分离。
炉胆和烟管是受热面的一部分。
如果炉胆很长，要求分成很多节，保持结构弹性，以减少热应力。
2、水冷壁和集箱
水冷壁是水管锅炉中不可缺少的部分，是指贴着炉膛内壁并排布置的许多水管。
水冷壁是蒸发受热面。
由锅筒、水冷壁和集箱组成循环回路。
水冷壁的作用是：
吸收炉膛高温辐射热，使管内水汽化，同时降低炉膛内壁附近的温度，保护炉墙，防止结渣，此外还节省了钢材。
在同样蒸发率下，布置水冷壁在炉膛内吸收辐射热比釆用对流管束传热效果要好，但辐
射传热要在高温区进行时，温度越高，辐射传热越有利。
3、对流管束
在低压水管锅炉中有相当数量的炉型，在烟气温度较低的区域，采用上下锅筒，中间用对流管束连接。
对流管束是以对流方式进行传热。
对流管束主要是受烟气的横向冲刷，传热效果较好。
由于对流管束各部分受热情况不同，受热较强的一部分管束相当于上升管，受热较弱的一部分管子相当于下降管，由于燃烧工况的不断变化，上升管和下降管没有明显的分界线。
对流管束本身形成水循环。
即：
上锅筒—>
下降管束一下锅筒一上升管束—）上锅筒。
4、过热器
过热器是将锅筒出来带有水分的饱和蒸汽，进行加热到规定的过热温度的受压部件。
在火力发电厂中，提高蒸汽的过热温度，可以降低蒸汽耗量，还可以防止由于蒸汽带水对汽轮机叶片的冲击和盐垢集积。
一些特殊工艺过程的单位也很需要过热
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