1、锅 炉 基 础 知 识 生产物控部生产物控部 邱伟邱伟 2011.05.222011.05.22简介锅炉的发展分锅和炉两个方面。18世纪上半叶，英国煤矿使用的蒸汽机，包括瓦特的初期蒸汽机在内，所用的蒸汽压力等于大气压力。18世纪后半叶改用高于大气压力的蒸汽。19世纪，常用的蒸汽压力提高到0.8兆帕左右。与此相适应，最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳，后来改用卧式锅壳，在锅壳下方砖砌炉体中烧火。随着锅炉越做越大，为了增加受热面积，在锅壳中加装火筒，在火筒前端烧火，烟气从火筒后面出来，通过砖砌的烟道排向烟囱并对锅壳的外部加热，称为火筒锅炉。开始只装一只火筒，称为单火筒锅炉或康尼许锅炉，
2、后来加到两个火筒，称为双火筒锅炉或兰开夏锅炉.发展历史发展历史1830年左右，在掌握了优质钢管的生产和胀管技术之后出现了火管锅炉。一些火管装在锅壳中，构成锅炉的主要受热面，火(烟气)在管内流过。在锅壳的存水线以下装上尽量多的火管，称为卧式外燃回火管锅炉。它的金属耗量较低，但需要很大的砌体。19世纪中叶，出现了水管锅炉。锅炉受热面是锅壳外的水管，取代了锅壳本身和锅壳内的火筒、火管。锅炉的受热面积和蒸汽压力的增加不再受到锅壳直径的限制，有利于提高锅炉蒸发量和蒸汽压力。这种锅炉中的圆筒形锅壳遂改名为锅筒，或称为汽包。初期的水管锅炉只用直水管，直水管锅炉的压力和容量都受到限制。二十世纪初期，汽轮机开始
3、发展，它要求配以容量和蒸汽参数较高的锅炉。直水管锅炉已不能满足要求。随着制造工艺和水处理技术的发展，出现了弯水管式锅炉。开始是采用多锅筒式。随着水冷壁、过热器和省煤器的应用，以及锅筒内部汽、水分离元件的改进，锅筒数目逐渐减少，既节约了金属，又有利于提高锅炉的压力、温度、容量和效率。辅助循环锅炉又称强制循环锅炉，它是在自然循环锅炉的基础上发展起来的。在下降管系统内加装循环泵，以加强蒸发受热面的水循环。直流锅炉中没有锅筒，给水由给水泵送入省煤器，经水冷壁和过热器等蒸发受热面，变成过热蒸汽送往汽轮机，各部分流动阻力全由给水泵来克服。第二次世界大战以后，这两种型式的锅炉得到较快发展，因为当时发电机组要
4、求高温高压和大容量。发展这两种锅炉的目的是缩小或不用锅筒，可以采用小直径管子作受热面，可以比较自由地布置受热面。随着自动控制和水处理技术的进步，它们渐趋成熟。在超临界压力时，直流锅炉是唯一可以采用的一种锅炉，70年代最大的单台容量是27兆帕压力配1300兆瓦发电机组。后来又发展了由辅助循环锅炉和直流锅炉复合而成的复合循环锅炉。在锅炉的发展过程中，燃料种类对炉膛和燃烧设备有很大的影响。因此，不但要求发展各种炉型来适应不同燃料的燃烧特点，而且还要提高燃烧效率以节约能源。此外，炉膛和燃烧设备的技术改进还要求尽量减少锅炉排烟中的污染物(硫氧化物和氮氧化物)链带式链条炉排早年的锅壳锅炉采用固定炉排，多燃
5、用优质煤和木柴，加煤和除渣均用手工操作。直水管锅炉出现后开始采用机械化炉排，其中链条炉排得到了广泛的应用。炉排下送风从不分段的“统仓风”发展成分段送风。早期炉膛低矮，燃烧效率低。后来人们认识到炉膛容积和结构在燃烧中的作用，将炉膛造高，并采用炉拱和二次风，从而提高了燃烧效率。发电机组功率超过6兆瓦时，以上这些层燃炉的炉排尺寸太大，结构复杂，不易布置，所以20年代开始使用室燃炉，室燃炉燃烧煤粉和油。煤由磨煤机磨成煤粉后用燃烧器喷入炉膛燃烧，发电机组的容量遂不再受燃烧设备的限制。自第二次世界大战初起，电站锅炉几乎全部采用室燃炉。早年制造的煤粉炉采用了形火焰。燃烧器喷出的煤粉气流在炉膛中先下降，再转弯
6、上升。后来又出现了前墙布置的旋流式燃烧器，火焰在炉膛中形成形火炬。随着锅炉容量增大，旋流式燃烧器的数目也开始增加，可以布置在两侧墙，也可以布置在前后墙。1930年左右出现了布置在炉膛四角且大多成切圆燃烧方式的直流燃烧器。第二次世界大战后，石油价廉，许多国家开始广泛采用燃油锅炉。燃油锅炉的自动化程度容易提高。70年代石油提价后，许多国家又重新转向利用煤炭资源。这时电站锅炉的容量也越来越大，要求燃烧设备不仅能燃烧完全，着火稳定，运行可靠，低负荷性能好，还必须减少排烟中的污染物质。锅 炉 形 式 及 分 类1.什么是锅炉？将其他热能转变成其他工质热能，生产规定参数和品质的工质的设备称为锅炉。（煤、油
7、天然气等转变成蒸汽）特种设备安全监察条特种设备安全监察条例例所定义的锅炉是指利用所定义的锅炉是指利用各种燃料、电或者其他能源，各种燃料、电或者其他能源，将所盛装的液体加热到一定将所盛装的液体加热到一定的参数，并对外输出热能的的参数，并对外输出热能的设备，其范围规定为最高安设备，其范围规定为最高安全水位时存水容积大于或者全水位时存水容积大于或者等于等于30L30L的承压蒸汽锅炉；的承压蒸汽锅炉；出口水压大于或者等于出口水压大于或者等于O O1MPa(1MPa(表压表压)，且额定功率大，且额定功率大于或者等于于或者等于O O1Mw1Mw的承压热的承压热水锅炉；有机热载体锅炉。水锅炉；有机热载体锅
8、炉。1.1.蒸汽锅炉安全技术监察规蒸汽锅炉安全技术监察规程程（9696版劳动部版劳动部1997.1.11997.1.1执行）执行）2.2.特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例（2003.3.112003.3.11国务院国务院373373号令）号令）（2009.1.242009.1.24国务院国务院549549号令修号令修改）改）锅 炉 形 式锅炉设备中，吸热的部份称为锅，产生热量的部分称为炉。如：水冷壁、过热器、省煤器等吸热的部份可以看成锅；而炉膛、燃烧器、燃油泵、送、引风机可以看成炉。只有空气预热器既是吸热又是产生热量的部分，所以具有锅和炉两个部份的性质。2.锅炉如何分类？p按锅炉燃用的
9、燃料分：燃煤炉、燃油炉和燃气炉；p按燃烧方式分：层燃炉、室燃炉和沸腾炉（循环流化床）p按锅炉水循环方式分：自然循环锅炉，强制循环锅炉和复 合循环锅炉p按有无汽包分：汽包锅炉和直流锅炉p按炉膛内的压力分：负压锅炉和微正压锅炉p按蒸汽压力分类：低压锅炉（p2.45MPa）、中压锅炉（3.8p5.8MPa）、高压锅炉（5.9p=12.6MPa）、超高压锅炉（12.7p=15.8MPa）、亚临界压力锅炉（15.9p=18.3MPa）、超临界压力锅炉（22.115p 30 MPa）和超超临界压力锅炉（p30 MPa）p 按传热面布置方式分：U形锅炉、倒U形锅炉和倒L形锅炉p按管内通过的是水还是烟气分：火
10、管锅炉、水管锅炉和水火管组合锅炉p按用途分：生活锅炉、工业锅炉、电站锅炉 3.什么分别是火管锅炉？水管锅炉？火管锅炉-就是燃料燃烧后产生的烟气在火筒或烟管中流过，对火筒或烟管外水、汽或汽水混合物加热。水管锅炉-就是水、汽或汽水混合物在管内流动，而火焰或烟气在管外燃烧和流动的锅炉。4.4.什么是蒸汽锅炉参数？我国的蒸汽锅炉参数系列标准是什么什么是蒸汽锅炉参数？我国的蒸汽锅炉参数系列标准是什么？蒸汽锅炉的参数：额定蒸发量蒸汽锅炉的参数：额定蒸发量t/ht/h（容量）、蒸汽压力（容量）、蒸汽压力(MPaMPa)、蒸气温度蒸气温度()()和给水温度和给水温度()()蒸汽压力蒸汽温度额定蒸发量（t/h）
11、给水温度()0.5饱和0.05，0.1，0.2200.8饱和0.4，0.7，1.0，1.5，2，4201.3饱和2503003501，2，4，6，（6.5），10，2020，60，1052.5饱和4001，2，4，6，（6.5），10，2020，60，1053.945020，35，65，（75），130（120，（140）150，17010510，540220，（230），41021514540/570555/555400，67024017570/570540/5401000，20502605.锅炉按制造许可级别如何划分？制造级别制造级别制造锅炉的范围制造锅炉的范围 A A不限不限 (额定蒸汽
12、压力额定蒸汽压力P3.82MPa)P3.82MPa)B B额定蒸汽压力额定蒸汽压力0.80.8P2.5MPaP2.5MPa（科达洁能准备要取（科达洁能准备要取B B级证）级证）C C额定蒸汽压力额定蒸汽压力P0.8MPa,P0.8MPa,且蒸发量小于或等于且蒸发量小于或等于1t/h1t/h的蒸汽锅炉；额定出水温度小于的蒸汽锅炉；额定出水温度小于120 120 D D额定蒸汽压力小于或等于额定蒸汽压力小于或等于0.1MPa0.1MPa的蒸汽锅炉的蒸汽锅炉额定出水温度小于额定出水温度小于120 120，额定热功率小于2.8MW的热水锅炉备备 注注1.持C级以上证可制造有机热载体锅炉2.持证锅炉制造
13、企业可制造相应级别锅炉配套的分汽缸、分水缸。6.锅炉型号中各符号所代表的意义是什么？1 1.LSG1.0-0.8-A.LSG1.0-0.8-A；LHG0.5-0.39-ALHG0.5-0.39-A2 2.DZL4-1.25-A.DZL4-1.25-A ；WNS6-1.6-YWNS6-1.6-Y（QQ）3 3.SHX75-3.82/450.SHX75-3.82/450（循环流化床锅炉循环流化床锅炉）4 4.QZ30/950-10-0.78/179.QZ30/950-10-0.78/179（余热锅炉余热锅炉）5 5.DG670/14-4.DG670/14-4（电站锅炉电站锅炉）（HGHG哈尔滨锅炉
14、厂哈尔滨锅炉厂）（SGSG上海锅炉厂上海锅炉厂）（DGDG东方锅炉厂东方锅炉厂）7.自然循环锅炉的原理是什么？自然循环锅炉中的汽包、下降管、下联箱和水冷壁管组成了自然循环锅炉中的汽包、下降管、下联箱和水冷壁管组成了循环回路。循环回路。锅炉在冷态下，下降管中的水和水冷壁中水的温度是相同的，锅炉在冷态下，下降管中的水和水冷壁中水的温度是相同的，两者的重度是相等的，因此，炉水不会流动。在运行状态下，两者的重度是相等的，因此，炉水不会流动。在运行状态下，水冷壁吸收炉膛火焰的辐射热，产生一部分蒸汽。水冷壁管水冷壁吸收炉膛火焰的辐射热，产生一部分蒸汽。水冷壁管中汽水混合物的重度（中汽水混合物的重度（r r
15、2 2）比炉膛外不受热的下降管中水的）比炉膛外不受热的下降管中水的重度（重度（r r1 1）小，两者的重度差（）小，两者的重度差（r r1 1-r-r2 2）与循环回路高度）与循环回路高度(h)(h)的乘积，称为流动压头（的乘积，称为流动压头（r r1 1-r-r2 2）*h h。炉水在流动压头。炉水在流动压头的推动下不断循环，没有依靠外力，故称为自然循环。的推动下不断循环，没有依靠外力，故称为自然循环。8.对流管束中的水循环是怎样进行的？中、小型锅炉设有对流管束作为蒸发受热面。对流中、小型锅炉设有对流管束作为蒸发受热面。对流管通常布置在过热器后，胀接在上下汽包之间。对管通常布置在过热器后，胀
16、接在上下汽包之间。对流管束对于水冷壁来讲起着下降管的作用，但是对流管束对于水冷壁来讲起着下降管的作用，但是对流管束本身也产生一部分蒸汽。流管束本身也产生一部分蒸汽。有对流管束的锅炉，其省煤器通常为非沸腾式的，有对流管束的锅炉，其省煤器通常为非沸腾式的，蒸汽一般不经给水清洗，所以上汽包内的水是欠热蒸汽一般不经给水清洗，所以上汽包内的水是欠热的。对流管束通常的。对流管束通常 以汽包中心线为界分成两部分，以汽包中心线为界分成两部分，靠近过热器一侧的对流管束由于接触的烟气温度较靠近过热器一侧的对流管束由于接触的烟气温度较高，吸热量多，管内会发生部分蒸汽，是对流管束高，吸热量多，管内会发生部分蒸汽，是对
17、流管束中的上升管。中的上升管。9.什么是循环倍率?对于自然循环的或强制循环的锅炉来讲,进入上升管的循环炉水吸收炉膛火焰的辐射热量后,只有一小部分蒸发成饱和蒸汽,大部分连同蒸汽回到汽包.进入上升管的循环水量与上升管中产生的蒸汽量之比称为循环倍率.常用K表示.一般随着蒸汽压力和蒸发量的增加,循环倍率下降.见下表;立式蒸汽锅炉卧式链条炉DZL系列单锅筒手烧炉双锅筒链条炉排WNS系列卧式燃油、燃汽蒸汽锅炉LHS立式燃油、燃汽蒸汽锅炉邹县电厂1000MW超超临界锅炉北仑电厂1000MW超超临界锅炉华能海门电厂1000MW超临界锅炉江苏太仑电厂600MW超临界锅炉华能沁北电厂600MW超临界锅炉内蒙古托克
18、托600MW亚临界锅炉冶炼矿物烟气回收余热锅炉杭州锅炉股份公司 68t/h江西自力余热锅炉工艺流程及图片 因为金属提炼过程中，根据用户提供的烟气性能指标，因为金属提炼过程中，根据用户提供的烟气性能指标，高温烟气含量中有很多金属氧化物，需要收集，高温烟气在高温烟气含量中有很多金属氧化物，需要收集，高温烟气在950-650950-650此温度段在水冷壁冷却室是以气态存在，不存在此温度段在水冷壁冷却室是以气态存在，不存在粘壁的现象，因此锅炉不再设计吹灰装置，但用户可以每月粘壁的现象，因此锅炉不再设计吹灰装置，但用户可以每月停车一次，清理水冷壁冷却室内受热面；停车一次，清理水冷壁冷却室内受热面；U U
19、型管板换热器的型管板换热器的入口温度为入口温度为650650，出口温度为，出口温度为350350，烟气温度在此温度段，烟气温度在此温度段发生相变，以固态形态存在，发生相变，以固态形态存在，U U型管板换执器受热面粘壁现型管板换执器受热面粘壁现象严重，故考虑备用一台象严重，故考虑备用一台U U型管板换热器作为锅炉运行中在型管板换热器作为锅炉运行中在线清理用，当线清理用，当U U型管板换热器出口温度大于型管板换热器出口温度大于400400时，就应即时，就应即时清理，确保换热面积和金属氧化物的回收效果；烟气冷到时清理，确保换热面积和金属氧化物的回收效果；烟气冷到350350时，进入省煤器，省煤器的出口温度为时，进入省煤器，省煤器的出口温度为200200，烟气在，烟气在350-200350-200此温度段，烟气已经发生固化，工艺设计中采用此温度段，烟气已经发生固化，工艺设计中采用提高流速的办法，避免粘壁现象的发生，但仍需要每月停车提高流速的办法，避免粘壁现象的发生，但仍需要每月停车清理一次清理一次
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