干熄焦锅炉的基本知识Word格式文档下载.docx
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是单位容积V所含物质的质量m。
单位为kg／m3。
ρ＝m／V
5.2重度γ：
是单位容积V所含物质的重量G。
单位为N／m3。
γ＝G／V
密度和重度的关系：
γ＝ρg
式中，g：
重力加速度g＝9.807≈9.81m／s2
6.比容ν：
是单位质量m的物质所占有的容积V。
单位是m3／kg。
ν＝V／m
7.热量和比热
7.1热量：
是能量的一种形式，它表示物体吸热和放热多少的物理量。
热量单位有焦耳〔J〕或卡〔cal〕
1J＝0.2389cal或1kJ＝0.2389kcal〔千卡或大卡〕
7.2比热：
单位质量的物体温度升高或降低1℃所吸收或放出的热量。
物体比热与物体的性质和所处温度有关。
8.导热系数〔热导率〕：
是表示材料导热性能的指标，仅与材料本身有关，是说明材料物理性质的参数。
物体的导热系数在数值上等于一个厚度为1m，外表积为1m2的平壁两侧维持1℃温差时，单位时间传导给该平壁的热量。
导热系数的单位为W／〔m·
℃〕。
导热系数该数值越小，物质的导热性能越差。
通常把导热系数低于0.2W／〔m·
℃〕的材料称为保温材料。
9.汽化：
物质由液态转变成气态的过程叫汽化。
液体的汽化有蒸发与沸腾两种方式。
9.1蒸发：
在任何温度下液体外表发生的汽化现象叫蒸发。
蒸发的速度与以下条件有关：
温度越高，蒸发越快；
蒸发外表积越大，蒸发越快；
液体外表上蒸汽分子密度越小，蒸发越快。
9.2沸腾：
当液体被加热，液体部产生汽泡，当汽泡部压力等于或大于汽泡外部所受压力时，汽泡升至液面而破裂，此时即为沸腾。
9.3沸点：
液体开场沸腾时的温度叫沸点，也称沸腾温度，或称饱和
温度。
水的沸点与压力有关，在一定压力下水沸腾时，沸点保持
不变，压力越高，沸点也越高。
蒸发与沸腾均是由液相转变为气相，但两者区别是在一定压力下，蒸发可以在任何温度下进展，而沸腾只有在液体温度到达沸点时才会发生。
10.冷凝：
物质从气态转变为液态的过程叫做冷凝。
冷凝是汽化的逆过程，冷凝时所形成的液体叫凝结液。
11.水与水蒸汽的性质：
11.1水的特性：
水的一个特性是水在4℃时，密度最大、体积最小；
当水温低于4℃或高于4℃时，其密度逐渐减小，体积逐渐增大。
水的另一特性是比热容较大。
由于水有上述两个特性，又容易获得，因此常被用来作为吸热和放热〔如冷却和采暖〕的介质。
11.2水蒸汽的焓：
热焓简称焓，是热工计算中常用的一个复合的状态参数。
焓常用符号i表示，单位是J/kg。
从热力学的观点，蒸汽的热焓就是蒸汽的能量，对于一定状态下〔温度、压力〕单位重量的蒸汽，其热焓是一定的。
11.3熵：
是一个常用导出的状态参数，是表示工况状态变化时，其热量传递的程度。
在一定条件下，熵在数值上等于热量除以温度的值。
单位是J／K。
11.4汽化潜热：
将1千克处于沸腾温度下的水，全部变为干饱和蒸汽时所消耗的热量叫做汽化潜热。
单位是kJ／kg。
水的汽化潜热是随压力的升高而减小的。
11.5.水的三相点：
是指固态、液态、汽态三相共存的状态点。
11.6.水蒸汽：
水在一定温度和压力时的沸腾汽态即为水蒸汽。
蒸汽分为饱和蒸汽和过热蒸汽。
在封闭容器，当蒸发与凝结进展到一定时，液、汽两相动态平衡时为饱和状态，此时蒸汽为饱和蒸汽，液体为饱和液体，液、汽两相温度为饱和温度，对应的压力为饱和压力。
饱和蒸汽又分为干饱和蒸汽和湿饱和蒸汽。
干饱和蒸汽即组成局部均为饱和蒸汽，湿饱和蒸汽即组成局部为饱和蒸汽和饱和液体，由饱和液体变成干饱和蒸汽所吸收的热量称汽化潜热。
其过程温度不变。
通常所说蒸汽是指干饱和蒸汽。
在一定压力下，对干饱和蒸汽继续加热使其温度升高，此时蒸汽为过热蒸汽。
其过热温度又称为过热度。
11.6.3蒸汽的干度、湿度：
干度：
水蒸汽中干饱和蒸汽所占的重量百分数叫蒸汽的干度。
湿度：
水蒸汽中干饱和水所占的重量百分数叫蒸汽的湿度。
对于干饱和蒸汽，其干度为1。
11.6.4蒸汽的状态参数：
说明蒸汽状态特征的物理量称为蒸汽的状态参数。
蒸汽状态参数有压力、温度、比容、热焓、能和熵。
12.热量传递的方式〔传热〕
传热现象是一个非常复杂的过程，通常将它分为三种根本方式：
热传导、对流和热辐射。
12.1热传导〔导热〕：
是指物体或相邻两个物体热量从一方转移到另一方，各局部之间无相对位移。
这种现象在气体、液体、固体中均可能发生。
12.2对流：
只能在气体、液体中产生，它是流体所特有的一种传热方式，它是由于各局部之间发生相对位移而引起了热量传递。
对流换热的强弱与流体的种类、流速、温度、固体壁外表形状及大小等因素有关。
12.3热辐射：
热辐射现象与导热、对流都不同，是通过电磁波进展热量传递。
物体在任何温度下都要放射和吸收辐射能。
温度越高辐射越强。
13.闪点：
标准条件下，能够使液体释放出足够的蒸气而形成能发生闪燃的爆炸性气体混合物的液体最低温度叫闪点。
14.功、功率：
功是力所作用的物体在力的方向上的位移与作用力的乘积。
功的大小根据物体在力的作用下，沿力的作用方向移动的位移来决定，改变它的位移，就改变了功的大小。
功的单位为焦耳。
其计算式为：
W=FS〔J〕
式中：
F-作用力，N
S-位移，m.
功率是功与完成功所用的时间之比，也就是单位时间所做的功。
功率的单位为瓦特。
P=W／tW
式中W－功，J
t-做功的时间，s
15.能：
物质作功的能力称为能。
能的形式一般有：
动能、位能、光能、电能、热能等。
热力学中应用的有动能、位能和热能等。
15.1动能：
物体因为运动而具有作功的本领叫动能。
动能与物体的质量和运动的速度有关。
速度越大，动能就越大；
质量越大，动能就越大。
动能按下式计算：
EK＝mc2/2kJ
式中m-物体质量，kg
c-物体速度，m/s
15.2位能：
由于相互作用，物体之间的相互位置决定的能称为位能。
物体所处高度位置不同，受地球的吸引力不同而具有的能，称为重力位能。
15.3热能：
物体部大量分子不规那么的运动称为热运动。
这种热运动所具有的能量叫做热能，它是物体的能。
16机械能：
物质有规律的运动称为机械运动。
机械运动一般表现为宏观运动。
物质机械运动所具有的能量叫做机械能。
17.热力循环：
工质从某一状态点开场，经过一系列的状态变化又回到原来这一状态点的封闭变化过程。
18.循环热效率：
工质每完成一个循环所做的净功W和工质在循环中从高温热源吸收的热量q的比值，即：
η＝W/q
19.节流：
工质在管流动时，由于通道截面突然缩小，使工质流速突然增加，压力降低的现象。
20.爆炸极限：
易燃气体、易燃液体的蒸气或薄雾，及易燃固体的粉尘或纤维等与空气混合，形成爆炸性气体混合物的浓度，叫爆炸极限。
其最低浓度叫爆炸下限，最高浓度叫爆炸上限。
爆炸极限通常以可燃介质在混合物中的体积百分比表示
21.设计压力、设计温度：
设计压力：
一般指设备或管道运行中，部介质的最大工作压力。
设计温度：
一般指设备或管道运行中，部介质的最高工作温度。
三、锅炉的专业知识
1.锅炉、水管锅炉、火管锅炉、蒸汽锅炉、热水锅炉：
锅炉：
是利用燃料燃烧释放的热能或其它热能加热传递给水或其它工质，以获得额定参数〔温度和压力〕和品质的蒸汽、热水或其它工质的一种受压、受热设备。
水管锅炉：
是指水和蒸汽在锅筒和水管部流动，高温烟气在管外流动并冲刷管壁的一种锅炉。
反之为火管锅炉。
现代锅炉一般均采用水管锅炉。
锅炉按所生产的工质不同，分为蒸汽锅炉和热水锅炉。
蒸汽锅炉：
用以生产蒸汽的锅炉，锅炉的水发生物态的变化，由液态汽化成蒸汽。
热水锅炉：
用以生产热水的锅炉，锅炉的水未发生物态的变化，只是提高了水温。
锅炉机组包括：
锅炉本体、附属设备、管道及测量仪表等。
2.干熄焦锅炉：
是吸收干法熄灭赤热焦炭的局部热量后，又将热量传递给水，从而产生额定参数〔温度和压力〕和品质的蒸汽，并输送给热用户的一种受压、受热的设备。
3.干熄焦锅炉系统：
是保证干熄焦锅炉能正常生产，包括所必需的介质供给设备及附件的组合。
4.干熄焦锅炉的热平衡：
干熄焦锅炉的热平衡是计算外部热量在锅炉中利用的情况，如热量的有效利用情况、热损失情况等，其目的是为了研究有效地提高锅炉的热效率。
干熄焦锅炉热平衡的计算是为了使进入锅炉的热量Q’与有效利用热量Q1及各种损失的总和相平衡，再在热平衡的根底上计算干熄焦锅炉的产汽量。
锅炉热平衡方程式如下：
Q，＝Q1＋Q2＋Q3＋Q4kJ／h
式中：
Q，—进入锅炉的总热量；
kJ／h
Q1—锅炉的有效利用热量；
Q2—排烟损失；
Q3—散热损失；
Q4—其它热损失；
进入锅炉的总热量包括烟气带入的热量Qy、烟尘带入的热量Qh、漏入空气带入的热量QLk。
干熄焦循环气体系统中，对漏入系统的空气处理方法，无论采用完全燃烧或不完全燃烧等方式，其可能发生的反响一般均不设在干熄焦锅炉区域，其对锅炉循环气体入口侧的变化主要表达在循环气体量的变化或温度的变化。
因此，如考虑因锅炉密封不严密等各种原因而漏入锅炉的空气，因其带入的热量很少，一般QLk可不计，那么进入锅炉的热量可按下式计算：
Q’＝Qy＋QhkJ／h
锅炉热损失中，因干熄焦循环气体的循环流动特点，锅炉排烟损失Q2最大。
锅炉的散热损失Q3，主要与炉温度、炉墙构造及保温情况有关。
锅炉有排污、有放汽、有疏放水等，均属于其它热损失Q4。
5.干熄焦锅炉烟道阻力计算：
锅炉烟道阻力计算的目的，在于求得烟气通过炉时的阻力，为整个干熄焦工艺系统的循环气体系统选择循环风机时提供数据。
同时，通过烟道阻力计算，还可以发现并纠正锅炉受热面和烟道的不合理布置。
5.1锅炉烟道阻力一般可分为摩擦阻力和局部阻力两类。
摩擦阻力是指气流在等断面的直流通道中流动时因介质粘性引起的阻力。
局部阻力是指气流在断面的形状或方向改变的通道中流动时因涡流耗能引起的阻力。
5.2锅炉烟气阻力计算时，通常把阻力分成以下三个局部来考虑：
a.摩擦阻力：
包括烟气等在断面的直流通道中流动时的阻力和烟气纵向冲刷管束的阻力。
b.局部阻力：
烟气在断面的形状或方向改变的通道中流动时〔包括分流、合流〕的阻力。
c.烟气横向冲刷管束的阻力。
烟气通过干熄焦锅炉的总阻力，为上述三者之和。
即：
ΔP＝ΔP1＋ΔP2＋ΔP3Pa
式中ΔP－烟气流动的总阻力Pa
ΔP1－烟气的摩擦阻力Pa
ΔP2－烟气的局部阻力Pa
ΔP3－烟气横向冲刷管束的阻力Pa
6.锅炉蒸发量、额定蒸发量：
锅炉蒸发量：
又叫锅炉出力，表示锅炉每小时能够产生的蒸汽量。
额定蒸发量：
设计制造锅炉时，按额定蒸汽参数、给水温度和烟气参数所保证的蒸发量称为额定蒸发量或额定出力。
锅炉蒸发量常用符号“D〞来表示，单位是“t/h〞或“kg/h〞。
7.额定蒸汽压力：
是指蒸汽锅炉在规定的给水压力和负荷围，长期连续运行时应予保证的出口蒸汽压力。
8.额定蒸汽温度：
是指蒸汽锅炉在规定的负荷围、规定的蒸汽压力和额定给水温度下，长期连续运行时必须保证的出口蒸汽温度。
9.给水温度：
蒸汽锅炉进口处给水的温度。
10.锅炉给水：
是指符合一定质量要求，并用给水装置送入锅炉的水。
11.凝结水：
热力系统中蒸汽经冷凝而成的水。
12.补给水：
热力系统中因各种汽水损失或无生产回水而从热力系统外部补充的给水。
13.炉水：
锅炉循环回路中的水。
14.疏水：
将受热面或管道中所产生的凝结水放出。
15.排污量：
连续排污的排污水流量。
16.排污率：
排污量占锅炉蒸发量的百分数。
17.喷水量：
喷入减温器的减温水量。
18.锅炉效率：
是指锅炉有效利用热量与单位时间输入锅炉热量的百分比。
又叫锅炉热效率。
19.受热面：
是指锅炉中凡一面有火焰或烟气加热，另一面有水或蒸汽等介质吸收热量进展热交换的外表称为的受热面，其面积〔从烟气侧计算〕称为受热面积，单位是“m2〞。
按烟气放热的性质进展划分，受热面有辐射受热面和对流受热面。
20.锅炉金属耗率：
锅炉制造时耗用的金属重量与其额定蒸发量之比，称为锅炉金属耗率，俗称“钢水比〞。
21.锅筒：
锅炉的锅筒，又称为汽包或汽锅，是用钢板制成的圆柱形容器，两端是凸形的封头。
在锅筒的一端或两端的封头上开有人孔，以便安装和检修锅筒部装置。
干熄焦锅炉的锅筒是聚集汽水混合物和使汽水别离的装置，它同时承受从省煤器来的给水，并承受蒸发器和锅炉水冷壁产生的饱和蒸汽，经别离后向过热器输送饱和蒸汽。
因此，锅筒是炉水加热、蒸发、过热这三个过程的连接枢纽。
为了改善炉水的品质，锅筒装有汽水别离器和连续排污装置、定期排污装置等。
由于锅筒部储存一定数量的水，对于锅炉来说，短时间的供水中断，不会立即发生事故，增加了锅炉的平安性，同时，如外界负荷改变，锅筒部储存一定数量的水又能维持锅炉相对的稳定性。
22.省煤器：
省煤器是由钢管或铸铁管组成的受热面，一般装设在锅炉尾部的烟道中，管流过给水，管外为烟气。
给水经省煤器加热后进入锅炉的蒸发受热面。
简单的说，省煤器的作用是将锅炉排烟余热用来加热锅炉的给水。
装设省煤器是为了利用锅炉烟道尾部低温烟气的热量来加热给水，以降低排烟温度，提高锅炉效率。
装设省煤器还可以减少锅炉蒸发受热面，节约金属耗量，降低制造本钱。
给水在省煤器可加热至接近或等于饱和温度。
当给水经省煤器加热后进入锅筒时，防止了较冷的给水同锅筒接触时因壁温不均而引起的热应力，改善了锅筒的工作条件。
23.蒸发器：
是干熄焦锅炉主要产生蒸汽的局部，一般被设置在干熄焦锅炉的中部区域。
从锅筒中引出的饱和水通过强制循环水泵压入蒸发器，在蒸发器中与炉烟气换热，产生的汽水混合物回到锅筒后，经锅筒汽水装置别离后产生饱和蒸汽供出。
干熄焦锅炉蒸发器一般包括光管蒸发器和鳍片管蒸发器两种形式。
24过热器：
是将从锅筒引出的饱和蒸汽或一定温度的过热蒸汽加热枯燥，并到达一定的过热温度，从而提高蒸汽过热度，增加蒸汽热焓。
干熄焦锅炉过热器一般由两级过热器组成，下段的部件称为一级过热器，上段的部件称为二级过热器，在一级过热器和二级过热器之间安装了喷水减温器，通过喷入冷水到达控制二级过热器出口过热蒸汽温度的目的。
25.水冷壁
在水管式锅炉的蒸发设备中，使炉水受热、蒸发产生饱和蒸汽的受热面是由许多管子组成的，这种管子称为沸腾管。
沸腾管按水循环的流向看，可分成上升管和下降管。
所谓水冷壁，是指在炉墙的一部或全部外表上敷设水管，以吸收热量，降低炉墙外表温度。
常见的锅炉水冷壁有光管式、膜式、刺管式三种。
干熄焦锅炉一般采用膜式水冷壁构造。
膜式水冷壁：
是在光管上焊接或直接轧制鳍片，将各管的鳍片焊接起来，组成整块的水冷壁受热面。
采用膜式水冷壁的主要优点：
a.具有良好的炉膛密封性，可提高锅炉效率。
b.不需要耐火衬砖，只需要采用轻型的绝热材料，使炉墙重量减轻50%～60%，从而可大大减轻锅炉构架负荷及地基荷载，减少了材料用量，降低了本钱，而且便于使用悬吊构造。
c.便于制造厂采用半自动化和全自动化生产，同时也减少了锅炉的安装量。
在锅炉设计中，正确的选择管子的节距和鳍片的尺寸对膜式水冷壁管运行的可靠性是非常重要的。
26．锅炉炉墙：
锅炉炉墙是锅炉的隔绝外壳，起着绝热和密封的作用，形成烟气的通道，并构成了炉膛和烟道等的外形。
锅炉炉墙的性能要求：
a.具有足够的耐热性，能承受很大的温度变化，并有抵抗高温烟气侵蚀的能力。
b.较好的绝热性。
为了降低散热损失和保证良好的运行条件，要求锅炉外壁温度不能过高。
c.良好的密封性。
d.具有一定的机械强度，同时要求构造简单、质轻、低价和施工方便。
锅炉炉墙按构造形式一般可分为三种：
重型炉墙、轻型炉墙和敷管式炉墙。
现在的干熄焦锅炉一般都采用敷管式炉墙，锅炉受热面管子采用小节距管或膜式水冷壁等。
该种炉墙特别适合采用悬吊组合形式安装的锅炉。
27.平安阀：
当阀门进口侧静压超过其起座压力时，能突然跳起至全开的自动泄压器
件。
是保证受压设备和管道在一定压力下平安运行的平安附件。
干熄焦锅炉系统的平安阀按设置位置分为锅炉平安阀、除氧器平安阀。
27.1锅炉平安阀
其作用是保障锅炉不在超过规定的蒸汽压力下工作，以免发生爆炸的危险。
锅炉蒸汽平安阀装在锅炉的锅筒上和过热器出口管道上，分别保护蒸发受热面和过热器。
为了防止许多平安阀同时开启，排汽过多，锅筒上的平安阀分为控制平安阀和工作平安阀两种。
控制平安阀的开启压力应低于工作平安阀的开启压力。
为了保护过热器，应使过热器的平安阀先行开启，这样可使蒸汽流过过热器进展冷却，以免金属过热。
27.2除氧器平安阀
其作用是保障除氧器不在超过规定的蒸汽压力下工作，以免发生爆炸的危险。
除氧器平安阀装在除氧器的除氧头及除氧水箱上。
28.水位计：
用以指示锅炉锅筒或其它容器中水位的上下液位测量装置。
29.锅炉钢架：
在锅炉中用来支撑锅筒、联箱、受热面管子、平台、扶梯及局部炉墙的金属构件，称为锅炉钢架。
30.锅炉水循环：
水和汽水混合物在锅炉蒸发受热面的循环回路中的连续流动的过程，叫做锅炉水循环。
锅炉水循环方式主要有两种：
自然循环和强制循环。
30.1自然循环：
由于汽水混合物的密度比水小，利用这种密度差产生水和汽水混合物的循环流动，称为自然循环。
30.2强制循环：
是利用循环水泵机械力的强制作用使炉水循环流动换热的方式。
强制循环是通过强制循环水泵来实现动力供给的，强制循环水泵的流量和压头与锅炉的循环倍率选择及锅筒高度、水循环回路阻力、蒸汽压力等因素均有关。
30.3循环流量：
指单位时间进入循环回路的水流量。
单位kg／h。
30.4循环倍率：
循环流量G和蒸汽流量D之比称为循环倍率K。
其关系式为：
K＝G／D
强制循环锅炉设计中，循环倍率应根据工质情况和受热面条件进展详细计算。
这是由于如循环倍率选用过大，将增大循环水泵的电力消耗。
而循环倍率选用过小，将有使个别管子发生“过热〞和由于热负荷分配不均匀而可能导致水循环破坏的事故。
31.强制循环水泵：
是将锅炉锅筒中的炉水送入蒸发器吸热汽化成为汽水混合物后再返回锅筒的设备。
强制循环水泵的流量通常为锅炉蒸汽产量的5～6倍。
32.锅炉消音器：
是减小锅炉平安阀、放散阀向大气放散时产生噪音的设备。
33.锅炉减温器：
是将冷却水〔锅炉减温水〕参加过热蒸汽中，保证锅炉出口蒸汽温度，起到调节过热蒸汽的作用。
34.锅炉的磨损：
由于烟气中含有较多的烟尘，如处理不当，受热面就会产生严重的磨损。
影响磨损的因素总的说来有三个方面：
即烟气流条件,如气流速度、温度、含尘量以及对受热面冲刷的角度；
烟尘的性质,如粒子大小、形状、重度、硬度、破碎性等；
被冲刷面的性质,如金属组织、硬度、外表形状等。
这些因素对磨损的影响不是孤立的，而是综合地表现出来。
磨损一般是不均匀的,大多数首先在局部发生,然后逐步扩展。
另外,材料本身的缺陷也会加速它的磨损过程。
35.锅炉排污：
锅炉运行时，通过锅炉给水进入锅炉的杂质，仅有很少局部会被饱和蒸汽带走，大局部留在锅炉水中。
如不采取措施，随时间的推移，炉水中含盐量、水渣量将越积越多，不仅会影响蒸汽品质，而且可能造成炉管堵塞，危及锅炉的平安运行。
因此，为了使锅炉水的含盐量和含硅量能维持在极限容许值以下和排除锅炉水中的水渣，在锅炉运行中，必须经常放掉一局部锅炉水，并补入一样量的给水，这叫作锅炉排污。
锅炉排污分连续排污和定期排污两种方式：
35.1连续排污：
也叫外表排污或上部排污，这种排污方式是从锅炉锅筒含盐浓度最大的部位连续放出锅水，以维持额定的锅水含盐量。
35.2定期排污：
也叫连续排污或底部排污，这种排污方式是补充连续排污的缺乏，定期从锅炉水循环系统的最低点，短时间快速排放锅炉水，从而排除锅炉水中的沉淀物，以改善锅炉水的品质。
进展定期排污时，应注意以下几点：
a.排放速度应很快，以利于水渣和沉淀物的排出。
b.每次排放的时间应很短，因排放时间过长会影响锅炉水循环的平安。
c.定期排污的间隔时间，应根据锅炉水水质来确定。
d.定期排污一般最好在锅炉低负荷时进展，因为此时水循环速度低，水渣下沉，排放的效果较好。
e.定期排污前应适当提高水位，以免锅炉缺水。
f.锅炉发生事故时〔满水事故除外〕，应立即停顿排污。
g.定期排污水的温度和压力都很高，只有降温降压后才能排
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