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最新锅炉培训内容
锅炉培训内容
第一讲
一、介绍锅炉本体设备和附件
1、什么是锅炉
“锅”——省、汽包、水冷壁、过热器、再热器等汽水系统；
“炉”——炉膛、烟道、燃烧器、空气预热器等燃烧系统；
2、锅炉的分类
A、按锅炉容量分：
小、中、大
B、按锅炉压力分：
低压（1.27MPa）、中压（2.4—3.8MPa）
高压（9.8MPa）、超高压（13.7MPa）亚临界（16.7MPa）
超亚临界（≥22.1MPa）（什么是临界状态：
液体与饱和汽重度现相等，水的临界压力是22.1MPa）
C、按燃用燃料分：
燃煤、燃气、燃油
D、按燃烧方式分：
层燃炉、室燃炉（煤粉炉、燃油炉）、旋风炉、沸腾炉等
E、按布置方式分：
屋内式、半露天式、露天式
F、按工质的流动特性即水循环特性分：
自然循环锅炉、强制循环锅炉、复合循环锅炉、直流锅炉（循环倍率K）K小和大的问题K大安全，过大会使循环流速低（0.5－1.5m/s）
G、按排渣方式分：
固体排渣锅炉、液体排渣锅炉
3、水变化为汽的过程
锅炉内的水变成过热蒸汽经历了加热、汽化、过热三个阶段
给水—等压升温—饱和水—等温等压汽化—饱和蒸汽—等压升温—过热蒸汽（省煤器内完成，液体热；水冷壁内完成，汽化潜热；过热器内完成，过热热；）
4、锅炉三大安全附件：
安全阀、压力表、水位计
二、各设备规范及作用
1、汽包用钢要求：
强度高；塑性、韧性和冷弯性好；焊接性能好；
看规程记住汽包长度、壁厚等
作用：
教科书上有
干锅时间计算（近似长方体体积＋近似圆柱体体积）×13.7MPa下水的比重（0.625）＝汽包内水的重量（X）
X÷440/3600＝Y秒
汽包内径1.6米筒身长15.6米汽包封头半径＝（17.55－15.6－0.095×2）÷2＝0.88米正常水位到极限低水位高度＝0.3米
（15.6×1.6＋3.1416×0.882）×0.3×0.625＝5.14吨
5.14÷440/3600＝42秒
2、汽包内部设备的工作原理
旋风分离器、清洗孔板、波形板分离器和顶部多孔板、及排污管、加药管、事故放水管等位置
3、水冷壁分类（光管、膜式、刺管优缺点）属于辐射式受热面，看规范作用教科书上有有的书上还介绍凝渣管（费斯登管）、折烟角等优缺点。
4、过热器、再热器（要记住辐射式受热面、对流式受热面的工作特性）布置方式等
主要说一下过热器
A、按布置方式分立式（水平烟道）和卧式（垂直烟道）;
B、按蒸汽和烟气流向分：
顺流、逆流、双逆流、混流四种
C、按传热方式分：
对流式过热器（对流冷热段）辐射式过热器（水冷壁、前屏、顶棚）半辐射式过热器（后屏）
5、一、二、三次风的作用
A、一次风：
是用来输送加热煤粉，使煤粉通过一次风管送入炉膛，一次风量应满足煤粉挥发分的着火燃烧为宜。
B、二次风：
一般是高温风，配合一次风搅拌混合煤粉，提供煤粉燃烧所需要的氧量。
C、三次风：
一般是中间储仓式热风送粉（乏气送粉），由制粉系统的乏气从单独布置的喷口（三次风口）送入炉膛，以利用未分离掉少量煤粉燃烧产生热量。
（影响锅炉燃烧的稳定性）
第二讲燃料
何谓燃料——一般是指能与氧发生强烈放热化学反应的物质。
燃料按物态分：
固、液、气三种状态
火力发电厂所用燃料一般只能取其热量，故一般采用劣质燃料——指挥发分、灰分或含硫较多，燃烧较困难，在其他方面没有多大经济价值的燃料。
一、煤的组成及性质
元素分析法C、H、O、N、S、A（灰分）、M（水分）
煤的组成
工业分析法水分（M）、挥发分（V）、固定炭（Fc）、灰分（A）
元素分析法
1、碳（C）是煤中最主要的可燃元素，40—90％，煤中碳一部分与氢、氮、硫结合成挥发性的化合物，另一部分呈游离状态，称为固定碳。
碳的燃烧：
不易着火、燃烧缓慢、火焰短、碳含量越多着火和燃烧越困难。
2、氢（H）煤中单位发热量最高的元素，含量3—6％，煤中氢一部分与氧结合成稳定的化合物不能燃烧，一部分存在有机物中，加热是挥发出来燃烧放出热量。
氢的燃烧：
极易着火燃烧，燃烧速度快。
3、氧（O）是煤中的杂质，不能产生热量，游离态可助燃，化合态不能助燃，含量越多，煤的发热量降低。
4、氮（N）是煤中杂质，既不能燃烧也不能助燃，并在煤燃烧过程中生成氮化物污染空气。
5、硫（S）有机硫、黄铁矿硫、（均称可燃硫Sy），硫酸盐硫（不可燃）
可燃硫燃烧生成二氧化硫和三氧化硫，与水蒸汽结合生成亚硫酸和硫酸蒸汽，达到露点腐蚀尾部受热面，排大气污染空气。
6、灰分（A）是煤中主要杂质，是煤中不可燃的矿物质，煤在燃烧后剩下的固体矿物质残渣。
危害：
A、灰含量大，煤发热量降低，增加制粉电耗；B、灰分易隔绝可燃质与氧化剂的接触，使不完全燃烧损失增加、受热面磨损；C、灰含量大易结焦，影响传热；D、灰含量大，排渣、灰量多带走热量多，热损失增加；等等。
7、水分（M）是煤中杂质
表面水分－外在水分（自然风干除去），固有水分－内在水分，
（必须加热到102℃－105℃，保持2小时才能除去）和称全水分。
危害：
A、使煤中可燃元素相对减少，燃烧时水蒸发要吸收热量，使煤的实际发热量降低；B、使煤粉着火困难，延长燃烧过程，降低炉膛温度，增加不完全燃烧损失和排烟热损失，同时增加吸风机电耗；C、对制粉系统影响：
堵煤仓、粉仓，煤粉细度大，制粉出力降低；
总之：
碳是煤中最主要的可燃元素，氢是煤中单位发热量最高
的元素，硫是部分可燃而有害的元素，氮、氧、水分、灰分是杂质。
工业分析法
元素分析法很复杂，所以火电厂一般采用工业分析法（比较简单，同时通过工业分析了解煤在燃烧方面的特性）。
工业分析法是在实验室内进行的，以去掉表面水分的煤作为试样进行分析。
1、水分（M）把试样放入烘干箱内，保持102℃－105℃2小时，失去重量占原试样百分数。
2、挥发分（V）把失去水分的试样置于不通风的条件下，加热到850℃±20℃，这时挥发气体不断析出，约7分钟。
挥发分不是现成状态存在煤中，而是煤在加热时才形成的，它不是煤中含有挥发物质的多少，而是加热到一定条件下能够分解生成的挥发物的数量。
3、固定碳（Fc）和灰分（A）当水、挥发分析出后剩下的是焦炭，将焦炭在空气中加热至815℃±10℃灼烧至基本烧烬，剩下的是灰分，烧掉的就是固定碳。
二、煤成分基准及其换算
煤成分有各种不同的基准：
应用基ar（收到基）、分析基ad（空气干燥基）、干燥基d、可燃基daf（干燥无灰基）四种。
已知基
换算后基
收到基
空气干燥基
干燥基
干燥无灰基
收到基
1
（100-Mad）/
（100-Mt）
100/
（100-Mt）
100/
（100-Mt-Aar）
空气干燥基
（100-Mt）/
（100-Mad）
1
100/
（100-Mad）
100/
（100-Mad-Aad）
干燥基
（100-Mt）/
100
（100-Mad）/
100
1
100/
（100-Ad）
干燥无灰基
（100-Mt-Aar）/
100
（100-Mad-Aad）/
100
（100-Ad/
100
1
基准关系：
收到基准可以理解成电厂所收到的原煤所处的状态；空气干燥基准是测定煤质特性指标时试样所处的状态；干燥基准是除去了全部水分的干燥所处的状态；干燥无灰基准是假想不计算不可燃组分即只有可燃组分的煤所处的状态。
基准差异：
收到基与空气干燥基的差异即相差煤的外在水分；收到基与干燥基的差异，则是相差煤的全水分；收到基与干燥无灰基的差异，则是相差煤的全水分和收到基灰分。
空气干燥基与干燥基的的差异，即相差煤的空干基水分；空气干燥基与干燥无灰基的的差异，则是相差煤的空干基水分及空干基灰分。
干燥基与干燥无灰基的差异，即相差煤的干燥基灰分。
实际上不同基准之间的关系，就是相差水分或灰分，有时则同时相差水分和灰分。
当一种煤质特性指标用不同基准表示时，就有不同的数值，收到基的数值最小，空气干燥基次之，干燥基较大，干燥无灰基最大。
无论何种基准煤炭各成分之和一定是是100％，不同基准特性指标不可以直接相加减。
干燥无灰基Vdaf＝100/（100－Mad－Aad）×Vad
三、煤的主要特性
1、发热量单位重量的煤完全燃烧时所放出的热量，称为煤的发热量。
有高位、低位之分。
高位发热量（Qgr）一公斤燃料完全燃烧时放出的全部热量包括烟气中水蒸气凝结成水所放出的汽化热。
低位发热量（Qnet）高位发热量中扣除水蒸气凝结成水放出的热量。
煤的发热量往往相差很大2000大卡/公斤－7000大卡/公斤，机组的经济性单看耗煤量是不确切的，引入标准煤概念。
规定：
标准煤的低位发热量为7000大卡/公斤（29310kj/kg），煤耗要换算成标准煤来算。
Bb＝B×Qnetar/7000（要记住其他经济指标的计算公式）
2、挥发分
燃料中的挥发物质随温度的不断升高而挥发出来，即燃料的挥发分――主要由一些可燃气体组成，极易着火，它着火后对煤未挥发部分进行强烈加热，使其迅速着火燃烧，同时挥发分逸出后煤会变的比较松散，孔隙较多增加了煤的燃烧面积，也增加了与氧接触面积，加速了燃烧过程。
V越大越好，燃烧越完全，燃烧效率越高。
3、焦结性
煤加热——挥发分逸出后剩下的是焦炭，有的较松散，有的则结成不同硬度的焦块，焦炭这种不同焦结程度的性质称煤的焦结性。
当燃用焦结性强的煤时极易形成坚实的焦粒，焦粒内部的可燃物质又很难与空气接触使燃烧困难，损失增大。
（细度要小、单耗增加）
4、煤灰的熔融性是指煤中灰分熔点的高低
灰分熔点的测定采用（角锥法）即等边三角锥体（底边7mm，高20mm）
T1——灰锥尖端弯曲时温度——变形温度－1240℃
T2——灰锥变成球状时温度——软化温度－1400℃
T3——灰锥完全熔融成液态并能流动时温度——融化温度－1400℃
控制炉膛出口温度比T1低50℃－100℃
不同的煤具有不同的灰熔点，就是同一种煤其灰熔点也不是固定不变的，影响的因素有：
灰的化学成分、灰周围介质性质及煤中含灰量。
5、可磨性
是表明煤的机械强度的大小，即煤是否易于磨成煤粉的特性，它用可磨性系数Kkm表示，
某种煤的可磨性系数通常是指标准煤（k＝1）与所测定煤在风干状态下，由相同粒度磨制成同样细度时所耗电能的比值，或消耗同样的电能所得煤粉细度的比值。
Kkm＝Eb/Ex（Eb磨标煤电量）Kkm越大煤越易磨
四、煤的分类
1、无烟煤碳化程度高、挥发分低、不易燃烧V＝10﹪以下
2、贫煤碳化程度比无烟煤稍低、较易燃烧V＝10﹪－20﹪（烟煤）
3、烟煤碳化程度较高、挥发分较高、易燃烧V＝20﹪－40﹪
4、褐煤碳化成度低、挥发分高、易燃烧易自然V＝40﹪以上
第三讲制粉系统及设备
一、煤粉的一般性质
流动性自然性爆炸性煤粉细度和均匀性
1、流动性要求制粉系统严密性要好
短期堆放煤粉重度约0.45－0.5t/m3，长期堆放煤粉重度约0.8－0.9t/m3，平均可取0.7t/m3。
―（测算出粉仓内煤粉重量，确定滑停时停运制粉系统的时间）
2、自燃及爆炸
长期存积的煤粉受空气氧化作用，缓慢地发出热量当散热条件不好时，煤粉温度逐渐上升到其燃点就会发生自燃，煤粉自燃常引起周围气粉混合物的爆炸而形成煤粉爆炸。
因素：
挥发分含量煤粉细度气粉混合物的浓度流速温度湿度和输送煤粉的气体中氧成分的比例。
措施：
制粉系统无死角、无水平管道
流速不要太低一般16－30m/s
加强原煤管理以防易燃易爆混入
控制磨煤机出口温度
①中间储仓式（无烟煤不受限制、贫煤130℃、烟煤80℃、褐煤70℃）
②直吹式（贫煤150℃、烟煤130℃、褐煤100℃）
3、煤粉细度和均匀度
煤粉细度:
煤粉经过专门的筛子筛分，残留在筛子上的煤粉重量占筛分前煤粉总重量的百分数叫煤粉细度。
R＝
×100％a－残留在筛子上的煤粉重量
b－通过筛子的煤粉重量
表示方法：
过去是用筛号表示如R70R30R50
现在是用筛空宽度来表示R90（R70）R200（R30）
筛号每厘米长度上的筛空数每平方厘米上的筛空数
70704900
80806400
筛空宽度（微米）金属丝宽度（微米）
9055
7550
常用R90
①煤粉细度的控制：
以前R90＝4＋0.5×n×Vdaf
n－煤粉均匀性指数（通常取1.1）
Vdaf－干燥无灰基挥发分
②煤粉经济细度燃烧损失和制粉系统电耗之和为最小时的细度
一般是通过试验求出曲线而定
2002年制粉系统运行导则确定煤粉经济细度为
R90＝4＋0.5×n×Vdaf（烟煤）经验值R90＝10％－14％
R90＝2＋0.5×n×Vdaf（贫煤）经验值R90＝9％－12％
R90＝0.5×n×Vdaf（无烟煤）经验值R90＝6％－7％
2004年制粉系统运行导则重新确定煤粉经济细度为
R90＝0.5×n×Vdaf（无论什么煤）变细了
为什么R90下降了？
下降带来的问题是什么？
煤价上涨过快，电价上涨缓慢；磨煤机出力下降、烟煤着火提前喷燃器处“回火”烧坏喷燃器；
③煤粉均匀性煤粉颗粒特性单用细度表示是不全面的，还要看煤粉的均匀性，均匀性越好越经济，煤粉燃烬所需时间与煤粉粒径的平方成正比。
（同样细度残留在筛子上的颗粒大小不均）
用n表示n＝
n主要取决于采用的磨煤机和粗粉分离器的型式
二、磨煤机
工作原理：
通常是靠撞击、挤压和碾压的作用将煤磨成煤粉的。
按转速分:
低速――球磨机16－25转/分
中速――平盘磨40－300转/分
高速――风扇磨500－1500转/分
转速的选择：
过低――钢球上升高度不够
过快――钢球与筒体一起旋转
一般工作转速应低于临界转速通过试验n＝
临界转速――转速达到某一数值时作用在钢球上的离心力等于钢球的重量。
D－筒体内径（m）
在上海，随着轨道交通的发展，地铁商铺应运而生，并且在重要的商业圈已经形成一定的气候，投资经营地铁商铺逐渐成为一大热门。
在人民广场地下“的美”购物中心，有一家DIY自制饰品店---“碧芝自制饰品店”。
钢球装载量最适宜的装载量是由磨煤和通风的单位电耗的之和
为最小值时决定，实验证明合适的装载量约为球磨机筒体容积的20
％－35％
结构：
看教课书
参考文献与网址：
三、中间储仓式制粉系统
三、主要竞争者分析比直吹式多了粉仓、旋风分离器、给粉机等设备，最大的特点是磨煤机的出力不受锅炉负荷限制。
（要比较优缺点）
主要设备：
原煤仓、给煤机、粗粉分离器、细粉分离器、给粉机、锁气器、防爆门（作用、工作原理）
大学生对手工艺制作兴趣的调研制粉系统中锁气器为什么两两串联布置？
翻板式（重锤式）、草帽式（锥式）
5、就业机会和问题分析四、再循环风主要是增加通风量和调节磨煤机出口温度。
为什么不用冷风来调节磨出口温度？
五、铭牌出力和实际出力
铭牌出力是在特定条件下的出力K＝1水分＝7％R90＝8％
实际出力与原煤粒度、水分、可磨系数、煤粉细度等有关。
第四讲燃烧原理及燃烧设备
300-400元1632%所谓燃烧就是燃料中的可燃质和空气中的氧进行剧烈化合放出大量热量的化学反应过程。
（4）创新能力薄弱一、煤粉的燃烧阶段（三个阶段）
1、着火前的准备阶段
煤粉进入炉膛至着火前的这一阶段为着火前准备阶段，在此阶段内主要是对煤粉进行加热，使其尽快达到着火温度，煤粉加热后水分要蒸发，挥发分要逸出，这个阶段是一个吸热阶段。
体现市民生活质量状况的指标---恩格尔系数，上海也从1995年的53.4%下降到了2003年的37.2%，虽然与恩格尔系数多在20%以下的发达国家相比仍有差距，但按照联合国粮农组织的划分，表明上海消费已开始进入富裕状态（联合国粮农组织曾依据恩格尔系数，将恩格尔系数在40%-50%定为小康水平的消费，20%-40%定为富裕状态的消费）。
影响因素：
除喷燃器结构外，主要与炉内热烟气对煤粉的加热程度、煤粉气流的数量、浓度、温度有关。
如何强化此阶段：
①、控制一次风量和风速（尽量小、不堵管），关小风门，降低风压。
风量过大，煤粉气流加热至着火热量就多，使着火推迟；风量过小着火阶段部分挥发分和细粉燃烧得不到足够的氧，将限制燃烧阶段的发展。
一次风速过大，气粉混合物流经着火区的容积流量大，要求加热至着火所需热量也多，使着火推迟；一次风速过小，紊流扩散减弱，卷吸能力减弱，不利于高温烟气对煤粉气流的加热，着火推迟，同时可能造成燃烧器烧坏、堵管等。
②、提高一次风温（提高排烟温度）和煤粉温度（提高磨出口温度）。
（五）DIY手工艺品的“价格弹性化”2、燃烧阶段
当煤粉温度升高至着火点，而浓度又合适时，开始着火燃烧进入燃烧阶段，首先是挥发分着火燃烧，并放出大量的热，这些热量对焦炭加热使其迅速燃烧，这一阶段是发热阶段，此阶段快慢取决于煤粉与氧的化学反应速度和混合接触速度。
如何强化此阶段：
①、化学反应速度煤粉着火后要及时混入二次风（过早过晚均不好）补充氧量来强化燃烧，提高炉膛温度，温度提高增加化学反应速度（氧化剂），燃烧更快、更好，产生良性循环。
②、混合接触速度及时混入二次风搅拌，还起到了紊流扩散作用，使混合接触速度快（也可将煤粉磨细、相当接触面积增大）。
（五）DIY手工艺品的“价格弹性化”3、燃烬阶段
在燃烧阶段未燃烬而被灰包围的少量固定碳，在燃烬阶段继续燃烧直到燃烬。
此阶段氧量不足，气流混合较弱，炉温低，此阶段需要时间较长，放热阶段，要及时补氧。
此阶段主要控制煤粉在炉内停留时间。
如何强化此阶段：
①、改善火焰充满程度，相对延长可燃物在炉内停留时间（折烟角）。
②、强化前两个阶段，使它们时间缩短，相对延长可燃物在炉内停留时间。
③、开大上排二次风，起到补氧压火作用，适当减小下排二次风，相对延长可燃物在炉内停留时间。
④、保证煤粉细度，提高煤粉均匀度。
根据三个燃烧阶段可分三个区即着火区、燃烧区、燃烬区。
喷燃器附近为着火区，炉膛中部及稍高区域为燃烧区，高于燃烧区直至锅炉出口的区域都是燃烬区。
总之，燃料的燃烧是一个非常复杂的过程，三个阶段和三个区域是没有明显的分界线，三个阶段实际上是交错进行的。
二、燃烧速度与燃烧程度
燃烧速度表现为单位时间内烧去燃料量的多少；燃烧程度即燃烧完全的程度，表现为烟气离开炉膛时带走的可燃质的多少。
燃烧速度越快，燃烧程度越好，燃烧损失越少。
煤粉的燃烧速度决定两个因素：
①、氧何和碳化合的速度，这个速度大小取决于炉膛温度。
②、氧的供应速度，这个速度大小取决于炉内气体的扩散情况，即氧和碳混合情况。
所以，要想煤粉燃烧迅速，必须炉膛温度较高，气体混合要重
充分。
三、煤粉迅速而完全燃烧的条件
①、相当高的炉内温度；
②、合适的空气量（大炉温下降，小燃烧不完全）；
③、煤粉与空气的良好混合（一、二此风的配比）
④、充足的燃烧时间（足够的炉内停留时间）
四、影响煤粉着火和燃烧的因素
①、煤的挥发分和灰分；②、煤粉细度；③、炉膛温度；④、空气量；⑤、一、二风的混合（早使着火延迟，迟着火缺氧）故煤粉着火后二次风及时混入；⑥、热风温度；⑦、燃烧时间（炉膛容积、高度、折烟角）
五、煤粉喷燃器
一般按气流形式分：
直流喷燃器气流是平直射入炉膛的。
旋流喷燃器气流是旋转进入炉膛的。
我公司采用的是四角布置直流喷燃器切园燃烧，煤粉气流射入炉膛后，高温烟气只能在气流周围混入，首先着火的是气流周界上的煤粉，然后逐渐点燃气流中心的煤粉，这种喷燃器能否迅速着火，一方面看烟气能否很快混入，另一方面看迎火周界的大小。
①、气流偏斜问题因气流与两边炉墙的夹角一般不可能为45℃常常是一边大一边小，故产生偏斜，火焰偏斜易使炉墙结焦，它与切园的直径有关，也与炉膛深度和宽度比有关。
②、配风问题有均等配风和分级配风
均等配风：
一二一二一二…….
分级配风：
特点一次风相对集中布置，可行成相对集中的高温燃烧区，有利于煤粉的着火。
缺点：
着火区供氧不足，一次风附近高温易将喷燃器烧坏（周界风、夹心风）
切园直径大小有何危害：
切园大：
贴墙，着火区温度高喷口烧坏，炉膛出口残余旋转大，出口烟温布置不均，设备易过热损坏。
切园小：
对角气流对撞，火焰推迟，四角火焰“自点燃”减弱，燃烧不稳，炉出口烟温高等不良现象。
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