锅炉系统运行原理和维护Word文档下载推荐.docx
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（3）热辐射---指所有物体一固体.液体和气体都
能以电磁波的形式辐射出热能称为热辐射。
1、按锅炉使用燃料分
l燃煤炉：
烟煤、无烟煤、煤粉、煤矸石（沸腾炉）
l燃油炉：
原油、重油、柴油
l燃气炉：
人造燃气（焦炉煤气）、液化气、天燃气
2、按运行的炉膛压力不同分
l正压炉
l负压炉
3、按输出介质不同分
l热水炉
l蒸汽炉4、按出口介质温度不同分
l低温热水炉l高温热水炉l饱和蒸汽炉l过热蒸汽炉
5、按锅炉出力分（6，10，20，272吨/时）
l小型
l中型
l大型
6、按出口压力：
l低压（＜25公斤力/平方厘米）
l中压（25~40公斤力/平方厘米）
l高压（＞40公斤力／平方厘米）7、按制作材料分
l钢制l铸铁
8、按锅炉本体结构分
l火管炉（锅壳）l水管炉
9、按控制方式分
l全自动（链排炉）
l半自动（抛煤机炉）
l手工操作炉
10、按安装形式分
l快装炉l组装炉l散装炉11、按锅桶位置分
l立式炉l卧式炉四、锅炉结构
我们主要研究一以下几种：
1、水管锅炉与火管锅炉
l水管锅炉---管里走水，水管炉更好的增加受热面
积。
l火管锅炉---管里走火
（1）水管锅炉
大中型锅炉、高中压锅炉：
结构复杂，热效率要
求高，水处理要求高，安装制造工艺难度大。
有
空气预热器、省煤器、过热器、等等。
（电站锅
炉、工业锅炉）
（2）火管锅炉
比较普遍使用的民用锅炉均属于此类
工作压力<
1.6mp/cm²
出力<
10吨/时
2、燃煤炉，燃气炉.（燃油炉目前使用很少，略）
目前因为环保污染的原因，燃煤炉使用受到
限制，在北京市区基本上没有使用了。
（1）燃煤炉（简介）
l手烧炉
l抛煤机炉
l倒转炉排抛煤机炉
l链排炉
l煤粉炉
（2）燃气炉
l锅壳炉
l卧式
l天然气
l火管锅炉五、民用建筑经常使用的锅炉
1、火管锅炉，锅壳炉卧式天燃气炉。
l锅壳锅炉的受热面布置在锅壳之内.锅筒称为锅壳,
内设火管（烟管）,又称为内燃式锅炉.内燃室称为”
炉胆”
l三回程,（见附图）
l湿背式,（见附图）（1800,500,200）
l干背式，（附图说明）2、我集团常用的锅炉基本有蒸汽锅炉和热水锅炉
两种。
（1）蒸汽锅炉：
名称---湿背式全自动燃气蒸汽锅
炉.主要指标：
l额定蒸发量:
4吨/时
l额定压力;
1.0MPa
l额定蒸汽温度：
184℃（饱和蒸汽）（沸点和压力的关系）
l给水温度:
20℃
l试验压力：
14MPa（新锅炉可以用这个压力试验
，使用一段时间要就降低试验压力）
（2）热水锅炉:
名称:
湿背式全自动燃气热水锅炉.主要指标:
l额定热功率:
4.2MW
l额定出水压力：
1.0MP
l额定出口水温：
110℃（可以供这么高的温度，
但是为了节能和安全，运行是可以降低供水温度）
l额定进口水温：
70℃
14MPa（安装验收的压力，运行一段
时间后可以降低试验压力）六、锅炉的主要技术指标
1、压力:
压力、压强
（1）压力:
物体表面受到的垂直作用力叫压力；
压强:
单位面积上的压力称为压强
压力用P表示
压强单位用”帕”符号为Pa
在工程中习惯把压强称为压力
P=F/A
F垂直作用力A面积P压强.
（2）空气压力：
绝对压力、表压力和真空度
l大气压力：
地面表面上一层很厚的空气对地面所形成
的压力,就是空气压力
大气压力随地区的海拔高度不同而不同,也因季
节等气候的变化而稍有变化.以纬度45度处海平面上
的平均压力为标准称为一个标准大气压（atm）。
l工程上为计算方便把一个大气压做为0.98ⅹ10
5Pa来计
算,称一个工程大气压（at）,
1at=0.98ⅹ10
5pa=98kpa
1mpa=10
6pa
l常用的换算：
1kg力/平方厘米=0.1mpa=10米高水柱l绝对压力：
容器内的的气体（或液体）做用于容器
内壁的真实压力,用符号P绝表示
l表压力：
设备上某一处通过压力表所指示的压力
数值。
其值为绝对压力和当地大气压力之差.用P表表示
P表=P绝-B（当地大气压）
l工程上用工程大气压B为0.98ⅹ105pa
P绝=P表+B=P表+（0.98ⅹ105pa）
（单位Pa）l真空度：
真空度指被测容器内的压力低于大气压
力的数值.
当表针为-0.05Mpa时说明是真空状态低于当
地大气压0.05Mpa
真空压力表为0时容器内外压力相等
真空度P真=B-P绝
l额定出口蒸汽压力：
蒸汽锅炉连续运行保证的出
口压力。
热水锅炉在额定循环水量的条件
下,由循环泵在锅炉出口所维持的压力；
单位为
MPa。
2、温度---额定蒸汽温度额定出水温度
温度：
温标及常用的温标
（1）温度是表明物质冷热程度的物理量,它的高低
反映物体内部分子无规则运动的激烈程度.是物质
状态的基本参数之一.
（2）测量温度的标尺称为温标
热量是从温度高的物质传向温度低的物质,温
差是热传导的必要条件.l摄氏温度：
符号℃常用符号t
一个标准大气压下，纯水的冰点的温度确定
为0℃，为纯水沸点的温度确定为100℃，两者之
间分100等份，每份叫1℃。
l华氏温度：
欧洲、美国常用。
符号F
换算tF=9/5tc
+32度
tc
=5/9（tF-32度）
l绝对温标又称绝对温度，10K和1℃的间隔是相等
的，但绝对温度的起标点比摄氏温标低273℃。
l饱和温度：
水蒸发时的温度叫沸点，也是饱和温
度，随压力的升高而升高。
3、锅炉容量（出力）
（1）热量
l物体温度的高低表示,组成物体的分子热运动的
激烈程度.温度的高低也表示物体所具有的能量的
高低。
这种能量称为热能。
l当温度不同的两个物体相接触时，两者的温度慢
慢趋向于一致。
发生了热能从温度较高的物体向
温度较低的物理转移。
此时物体所放出和吸收的
能量称为热量。
或者说是物体内能改变的量度。
热量表示：
Q
单位：
”焦耳”-“J”工程上用千焦耳”KJ”
热量单位换算:
1KWH=861.83Kcal
1KJ=0.239Kcal
1冷顿=3.516kwh（空调用）l显热
物质在吸收或放出热量时，温度上升或下降，
但物质的形态不发生变化，这种热称为显热。
如
水、空气升温和降温吸收和放出的热量，可以用
温度计测量温度的变化。
l潜热：
融解热、汽化潜热
潜热：
当单位质量的物体在吸收和放出热量时，
其形态发生变化，但温度不发生变化，这种热量
无法用温度计测量出来，这种热量称为潜热。
l融解热：
单位质量的物质在温度不变时，从固态
变为液态所需的热量，反之为凝固潜热。
l汽化潜热：
单位质量的液态物质在温度不升高
的情况下，从液态变为汽态所需的热量，反之吸
收的热量是相等的。
Q=rⅹm
r.单位物质的潜热m.物质的质量
l物态的变化有时可以由固态直接变为汽态，这种
变化称为升华。
l1公斤水升高1度.吸收的热量1Kcal
l1公斤水在8kg/cm2压力时变为蒸汽吸收的热量为
526Kcal/kg
l1公斤冰溶解为水吸收的热量为80千卡，是1公斤
水升高1度吸收的热量的80倍。
（冰蓄冷的原理）
（2）额定蒸发量：
指蒸汽锅炉在额定参数（压力、
温度），额定的给水温度、使用设计燃料并保证锅
炉效率，连续运行时的最大蒸发量；
单位是吨/时
t/h。
（3）额定热功率：
指热水锅炉在额定回水温度，额
定的回水压力和额定的循环水量的情况下，长期
连续运行时保证的最大供热量；
其单位是兆瓦MW。
4、锅炉的效率：
指锅炉输出的蒸汽或热水有效供热量
Q1与同一时间进入锅炉的燃料完全燃烧放出的热量Q的
比值。
影响效率的因素：
（提高锅炉效率的方向）
l排烟热损失（锅桶内结垢造成传热不良排烟热损失
增加）（排烟的热回收装置）
l燃气未完全燃烧热损失（过剩空气系数）
l散热损失，锅炉的和水管的保温
l烧煤的锅炉还有炉渣的物理热损失
5、燃料消耗量：
单位时间内锅炉消耗的燃料量m3/h七、燃气及其燃烧
1、燃气中的主要八种成分
l可燃气（四种）：
一氢化碳（CO）氢气（H2）
气态碳氢化合物（CmHm）
硫化氢（H2S）
l不可燃气（四种）：
氧气（02）氮气（N2）
二氧化碳气（CO2）
水蒸汽（H2O）
l我们使用的天燃气其中的甲烷气CH4占96%2、燃气的主要使用特性:
（1）发热量：
标准状态下,单位体积的发热量（单位KJ.千焦耳）
l标准状态：
一个标准大气压，温度为0℃时的发热量。
l发热量分高位发热量和低度位发热量.l低位发热量：
燃气燃烧后，烟气中的水蒸汽的汽化潜
热未放出的发热量，水蒸汽没有凝结而随烟气跑掉，
所以实用中使用低位发热量，常见天燃气的低位发热
量是可查表得到。
l天然气的低位发热量35500—41900KJ/标准立方米
（2）密度（单位体积气体的重量）
l燃气广泛使用的是相对密度
l相对密度就是燃气的密度与在标准大气压下空气
的标准密度的比值.
相对密度用符号”S”表示
S=P0/1.293
P0------标准大气压下的燃气的标准密度
1.293---空气的标准密度
lS越小,燃气越轻向上飘浮
lS越大,燃气越重在地面附近
l天燃气的相对密度0.58-0.62
l液化石油气的相对密度1.5-2.0（3）爆炸极限
l爆炸极限是指燃气（或燃油蒸汽）与空气混合后
遇火种能够发生高速燃烧的浓度（一般指体积浓
度）范围，这个范围的最低值称为爆炸下限，最
高值称为爆炸上限。
l天燃气的爆炸极限5%-15%（燃气在空气中的含
量）
l液化石油气爆炸极限是1.6%-11.1%
l爆炸下限越低的燃气，其爆炸的危险越大。
燃气锅炉及锅炉房防止燃气泄漏至关重要，特别
是天燃气。
因其无色无味（加臭少）发生泄漏不
易觉察，所以对燃烧器和锅炉房都必须设置相应
的自动程序点火，熄火保护和通风及防火防爆措
施。
3、燃气的燃烧
（1）甲烷----天燃气中含有96%的体积含量
CH4+2O2---650℃---CO2+2H20+产生的热量
天然气在650℃时燃烧。
l产生冷凝水的主要原因：
1M3天燃气可产生2M3的
水蒸汽。
（2）过剩空气系数l大气中氧气占21%，氮气占79%，每燃烧一立方天
然气，需耗9—11立方米的空气，产生11—13立方
米的烟气。
l为使燃料得到充分的燃烧，实际空气量总是供给
得比理论空气的多，以利将燃料燃尽，空气量太
大锅炉烟气带走的热量太多，空气量小燃烧的不
完全，通常将实际空气量与理论空气量的比值称
为过剩空气系数。
Φ=VK/V0Φ过剩空气系数
VK实际供给的空气量V0理论空气量l在民用天然气锅炉中一般控制在1.3—1.8.过剩
空气系数过大会使预算内烟气量增大,炉膛温度过
低,增加了排烟热损失.过小会燃烧不完全,造成燃
气的损失.先进的燃烧设备应该尽量使过剩空气系
数越小越好.l燃气的过剩空气系数在1.3-1.8
l燃煤的过剩空气系数是,1.14、对燃烧器的基本要求:
①要有高的燃烧效率,雾化好,雾化角得当,增大油
雾与空气的接触面积.满足锅炉的额定出力.②合理的配风保证燃烧完全,着火迅速燃烧稳定.③火焰的形状和炉膛结构相适应,火焰充满度好.④调节幅度大,适应负荷变化的要求.⑤点火,着火,调节操作方便,安全可靠运行噪音小.⑥结构紧凑,运行可靠,便于修理,易于实现燃烧中
的自动控制.5、燃烧器雾化不好或配风不好会造成以下不良影响.①燃烧不完全，污染尾部受热面，排烟温度过高。
②可燃气体未完全燃烧，热损失增加。
③熄火，打火炮甚至炉膛爆炸。
八、锅炉水处理
1、水中的的杂质
l不溶于水中的：
如泥土、沙粒等；
l能溶于水中的：
主要杂质有钙、镁、钠三种阳离
子和碳酸根、硫酸根、氯根三种阳离子。
2、水中杂质的危害
（1）使得炉受热面结垢
（含有钙盐、镁盐的水称为硬水；
水垢是钢铁导
热力的1/30—1/50，1mm水垢多消耗8%的燃料。
）
（2）水垢导致温差加大，金属壁温度过高；
（3）如：
炉管壁温度280℃，当有水垢时达580℃
时，金属强度下降，鼓起，爆炸）热阻是钢铁的
30倍。
（4）结垢增加管道的阻力。
（5）缩短锅炉寿命，产生泄漏、裂纹、变形、腐蚀；
（6）氧腐蚀和荷性脆化
（7）恶化炉水品质和蒸汽品质，造成汽水共腾。
3、锅炉用水的主要指标
不同锅炉有不同的要求，有国家标准可依。
（1）总硬度
l总硬度=暂时硬度+永久硬度
l表示水中钙盐和镁盐的总含量，其中重碳酸钙和重碳酸
镁的含量在加热到沸腾时，这类盐分以泥渣状态沉淀下来，
所以又称暂时硬度，其中的氯化钙、氯化镁、硫酸钙等盐
类，在沸腾时是不沉淀的，称为永久硬度。
这类硬度之和
成为总硬度。
硬度单位以每升毫摩尔表示。
（mmol/L）
（2）总碱度：
表示水中与强酸发生作用的所有碱
性物质的含量
碱度过高易引起碱性腐蚀和荷性脆化；
碱度过低
则锅炉易产生水垢.（3）PH值热水锅炉锅水PH控制在10-12,最高不
得大于20.（4）氧含量小于0.1mg/L1、钠离子交换的原理
l当含有钙、镁离子的生水,流经离子交换器中的钠离子交
换剂层时,水中的钙、镁离子被交换剂中的钠离子所置换,
从而将在锅炉中可能形成水垢的钙、镁盐类,转变为易溶
性钠盐,而使水得以软化。
l用反应方程式表示如下:
Ca2++2NaR=CaR2+2Na+
Mg2++2NaR=MgR2+2Na+.式中:
NaR一一代表离子交换剂;
Na+一一代表交换剂中的交换离子;
R一一表示交换离子以外的母体部分,它并不参加反应。
九、锅外水处理------离子交换水处理2、钠离子交换的特点
（1）生水硬度大大降低或基本消除。
（2）碱度保持不变。
l经钠型离子交换树脂软化后的水质，由于碳酸盐硬
度等量地转变成了碳酸氢钠，所以软化水中碱度与进
水中的碱度相等。
（3）钠离子交换器的运行
l钠离子交换器的运行一般分为四个步骤（从交换器失
效算起〉:
反洗、再生、正洗和交换（即运行）这四步
组成一个运行循环,通常称为一个周期,现分述如下:
（A）.反洗
l当交换器出水硬度超过规定水质标准，即为失效。
失效后停止软化，先用一定压力的水自下而上对
树脂层进行短时间的强烈反洗。
l反洗的目的是：
松动交换剂层，为再生打下良好基础。
在交
换过程中，由于水自上而下地通过交换剂层，使
交换剂层被压实，再生时就会造成交换剂与再生
液接触不充分。
所以再生前要反洗，使交换剂层
得到充分松动，为再生打下良好基础。
l冲掉交换剂表层中截留的悬浮物、碎粒和气泡。
在交换过程中，交换剂表层也起着过滤作用，水
中的悬浮物被截留在表层上，致使压力增大，还
会使交换剂污染结块，从而使交换容量下降；
另
外，交换剂碎粒也影响水流通过。
反洗时可以冲
掉这些悬浮物和碎粒，还可以排除交换剂层中的
气泡。
（B）再生
l在钠离子交换过程中，当软水中出现了硬度，而且
超过了标准时，则证明钠型离子交换树脂已经失效。
为了恢复其再交换的能力，就需要对此树脂进行再生。
在再生过程中，就是使含有大量钠离子的氯化钠
（NaCl）溶液，通过失效的树脂层，从而将离子交换树
脂中的钙、镁离子排到溶液中去，钠离子则被树脂所
吸附，使树脂重新又恢复了交换能力。
l钠型离子交换树脂的再生过程,可以下列反应式表示:
CaR2十2NaC1=2NaR+CaCl2
MgR2+2NaCl=2NaR+MgCl2（C）.正洗
正洗的目的就是清除交换器中残留的再生剂和
再生产物（CaCL、MgCl2）。
正洗初期实际上是再生
的继续，流速不要太大，可掌握在3~5m/h。
当正
洗出水基本不咸时，可将流速加大到10~15m/h；
正洗后期应经常取样化验出水硬度，当出水硬度
达到标准时，且氯化物不超过原水氯根
50~100mg/L时，即可投入交换运行。
（氯离子的危
害）
（D）.交换器运行
正洗结束后,钠离子交换器即可投入运行。
十、锅外水处理:
除氧
1、为什么要除氧
l除氧在锅炉给水处理工艺过程中，除氧是非常关
键的一个环节。
氧是锅炉给水系统的主要腐蚀性物
质，给水系统中的氧应当迅速得到清除，否则它会
腐蚀锅炉的给水系统和部件，腐蚀性物质氧化铁会
进入锅炉内，沉积或附着在锅炉管壁和受热面上，
形成难溶而传热不良的铁垢，腐蚀的铁垢会造成管
道内壁出现点坑，阻力系数增大。
管道腐蚀严重时，
甚至会发生管道爆炸事故。
l国家规定蒸发量大于等于2吨每小时的蒸汽锅炉
和水温大于等于95℃的热水锅炉都必须除氧。
多
年来许多锅炉给水处理工作者一直都在探求既高
效又经济的除氧方法。
2、除氧的方式
l物理除氧--热力除氧
l化学除氧--钢屑除氧十一
、锅炉安全
1、汽水爆炸事故及防止
（1）爆炸的机理
（2）爆炸的原因
（3）防止措施
2、锅炉燃气爆炸的预防及措施
（1）认真执行规范吹扫炉膛
（2）防爆门3、锅炉三大安全附件
安全阀、水位计、压力表
（1）安全阀属于自动阀类，主要用于锅炉、压力容
器和管道上，控制压力不超过规定值，对人身安
全和设备运行起重要保护作用。
l安全阀必须经过压力试验才能使用。
l安全阀的作用是当锅炉内蒸汽压力超过允许值时，
安全阀自动开放，向外排汽。
当压力降到规定值
时自动关闭，防止锅炉因超压而发生爆炸事故。
l安全阀分全启式和微启式；
用于蒸汽和热水锅炉。
（2）压力表是用来测量锅炉内蒸汽压力大小的仪
表，用来监视锅炉内蒸汽压力的变化。
选择压力表根据锅炉的工作压力确定，量程
刻度为工作压力的1.5-3.0倍，最好是2倍。
（3）水位表是用以反映锅筒内水位状况的直读仪表，
用来监视锅筒水位的变化。
包括水连管、气连管，
放水旋塞及玻璃板（管）锅炉冲洗水位表的步骤：
①开启放水旋塞，冲洗气连管，水连管及玻璃板。
②关闭水连管，单独冲洗气连管及玻璃板
③开启水连管，后关闭气连管，单独冲洗水连管。
④开启气连管，关闭放水旋塞，恢复水位表的正常
运行。
关闭放水旋塞后，水位很快上升，并有轻
微波动说明水位表正常。
l操作时人脸不可正对水位表。
l关于汽水共腾:
蒸汽锅炉缺水l叫水法判断是否严重缺水十二、锅炉节能的方向
1.定期检查水垢，检查集灰情况。
2.在满足需要的情况下调整燃气的用量和出水温度。
3.蒸汽锅炉在保证炉水品质的情况下,保持合理的排
污量
4.排烟温度过高式可安装尾气热回收装置.
5.锅炉负荷合理，使锅炉稳定燃烧不要频繁的开启锅
炉。
6.做好管道的保温,尽量减少散热损失
7.必要时可检测排烟情况,CO的含量应小于30%或趋
于0.太高说明燃烧不完全。
8.选择质量好的燃烧器，调整合理的过剩空气系数，
确保燃烧充分。
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