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干熄焦高温高压余热锅炉水质指标自动检测系统的原理与设计
作者：谷毅
来源：《中国科技纵横》2018年第09期
摘要：利用干熄焦高温高压余热锅炉产生蒸汽已经是当前余热发电主要的工艺手段之
一。而干熄焦高温高压余热锅炉水质指标的检测是影响该工艺是否能够大范围推广和发展重要影响因素。基于此本文主要对干熄焦高温高压余热锅炉水质指标自动检测系统的原理和相关设计方案进行阐述，旨在对干熄焦高温高野余热锅炉有一个初步的认识。
关键词：干熄焦；余热锅炉；水质指标；自动检测
中图分类号：TK227 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）09-0050-01
“所谓干熄焦，主要是指采用惰性气体将红焦降温冷却的一种熄焦方式。”随着绿色节能环保的提出，干熄焦高温高压余热锅炉产生蒸汽，具有多方面的优势。第一是能够吸收红焦的热量，节约能源，即通过干熄焦所产生的蒸汽高于湿熄焦；第二是能够改善环境，减少污染。
干熄焦工艺中所采用的熄焦水主要来自于车间的冷却水，两者在冷却过程中会产生硫化物等腐蚀性介质，最终会侵蚀周边环境，造成大面积空气污染。所以对干熄焦高温高压余热锅炉水质指标的检测能够直接影响到发电量以及对周边环境的影响程度。实现对水质指标的自动检测能够节约人工，高效及时地对蒸汽的质量指标提出评价，保证不影响下一道工序的开展。
1 系统的构成
为提高系统的适应性该系统采用现场总线与工厂底层自动化及信息集成技术。通过检测电极传感器、检测仪表（变送器等），将锅炉水质检测参数的非电量信号转换成电量信号或小电量信号转换成大电量信号，送入工控机由工控机进行实时数据采集处理。
信号采集与处理选用工业计算机，采用PC采集卡可完成，对模拟量转换，并配接口板与检测仪器连接。操作系统与工控组态软件开发的检测应用软件，实现友好的用户操作界面HMI，支持Internet网络系统。
变换器的任务是将传感器输出的电位信号进行阻抗变换，并加以放大，处理成计算机所能接收的标准电压信号或电流信号。信号由多芯电缆线传送给计算机采样接口板的输入端。
由于被测水中可能含有导致电极污染的物质，为了保证电极能长期连续使用，在电极附近安装一个超声波清洗头，将附着在电极上的污染物吸引和剥离下来。为了减少流水速度的影响，安装了电磁搅拌器。
锅炉原理课程设计
《锅炉原理》课程设计 姓名 班级 指导教师
1.设计任务书 设计题目WG－220/9.8－W改烧煤种、变负荷、变运行参数热力计算 2. 原始资料 锅炉型式：WG－220/9.8－W带有屏式过热器的汽包锅炉 额定蒸发量：D＝220t/h 过热器温度：t＝540℃ 过热器压力：p sh＝9.8MPa（表压） 给水温度：t fw＝215℃ 热空气温度：t ha＝400℃ 排烟温度：θ＝130℃ 冷空气温度：t ca＝30℃ 设计煤种：某无烟煤，成分如下， C ar=63%，H ar＝1.938%，O ar＝2.16%，N ar ＝0.555%，S ar＝2.16%，A ar＝22.017%，
W ar＝9.71%，Q ar，net＝22558 kJ/kg 制粉系统：本锅炉采用钢球磨煤机中间贮仓式热风送粉系统 锅炉给定参数： 给水温度：t fw＝℃，锅炉负荷：D＝ t/h，过热蒸汽压力：p sh＝MPa（表压），过热蒸汽温度：t sh＝℃汽包工作压 力：p= MPa（绝对） 3.改烧煤种的元素分析数据校核和煤种判别 3.1 改烧煤种数据 表1 3.2 元素成分校核 C ar＋H ar＋O ar＋N ar＋S ar＋A ar＋M ar＝ 100.00%？ 3.3 发热量计算 Q ar, net=339C ar+1030 H ar-109(O ar- S ar)-25M ar 3.4 煤种判别 挥发份V daf 折算成分S ar,red，A ar,red，M ar,red 4.锅炉结构特性（见结构计算书） 5.锅炉汽水系统（见任务书） 6.燃烧产物和锅炉热平衡计算
2019年余热锅炉行业分析 一、环保和收益兼顾，工业余热锅炉2010-2011年间快速增长 (2) 二、未来工业余热锅炉将从全面增长转变为差异化发展 (2) 1、水泥行业余热利用普及率较高，空间有限 (3) 2、钢铁行业:当前余热利用较低，未来提升空间很大 (4) （1）干熄焦余热锅炉 (6) （2）烧结机余热锅炉 (8) （3）氧气转炉余热锅炉 (9) （4）高炉煤气余热锅炉 (10) 3、有色冶金行业:中小企业市场有待挖掘 (11) 4、化工行业:硫酸工业是主要市场 (12) 5、石化行业:余热资源丰富 (13) 三、市场竞争格局:细分领域集中度高 (14) 四、主要行业壁垒:五大进入壁垒 (15)
一、环保和收益兼顾，工业余热锅炉2010-2011年间快速增长 工业余热锅炉的热源来自于工业生产过程中所产生的气体、液体及固体物料的高温余热，以及工艺流程中所发生的高温废热等。一方而，通过余热(废热)的回收过程，余热锅炉可以对烟气排放和废气中污染物进行减排处理，达到保护环境的目的;另一方而，余热锅炉可以将回收的余热用来发电，从而直接获取经济收益，一般一个余热利用的项目，三到五年就可以回本。 2000-2011年间，我国余热锅炉工业产值(含燃机余热锅炉)由2.0亿元提高到40.3亿元，年均增速高达40.1%。除燃机余热锅炉外，工业余热锅炉产量也由2351蒸吨提高到34081蒸吨，年均增速达33.1 %。 二、未来工业余热锅炉将从全面增长转变为差异化发展 2012年2月27日，工业和信息化部印发《工业节能“十二五”规划》，规划指出，要“在钢铁、有色金属、化工、建材、轻工等余
锅炉基础知识及锅炉结构 第一章锅炉基础知识 第一节锅炉概述 锅炉由“锅”和“炉”两个部分组成； “锅”是锅炉中盛水和汽的部分，他的作用是吸收“炉”放出来的热量，使水加热到一定的温度和压力（热水锅炉），或者转变为蒸汽（蒸气锅炉）。 “炉”是锅炉中燃烧燃料的部分，他的作用是尽量地把燃料的热能释放出来，传递给锅内介质，产生热量供“锅”吸收。 锅炉的分类方法，大体有以下几种： 1、按用途分类： 有电站锅炉，工业锅炉和生活用锅炉等； 2、按输出介质分类： 有蒸汽锅炉、热水锅炉和汽水两用锅炉等； 3、按使用燃料分类： 有燃油锅炉、燃煤锅炉和燃气锅炉等； 4、按蒸发量分类： 有 小型锅炉（蒸发量小于20吨/时） 中型锅炉（蒸发量20~75吨/时） 大型锅炉（蒸发量大于75吨）等； 5、按压力分类： 有 低压锅炉（工作压力小于等于2.5MPa） 中压锅炉(工作压力大于等于3.8MPa，小于5.3MPa) 高压锅炉(工作压力大于等于5.3MPa)等 6、按锅炉结构形式分类： 有 水管锅炉（火包水） 火管锅炉（水包火）等 第二节锅炉参数 表示锅炉工作特性的基本参数，主要有锅炉的出力、压力和温度三项。 1、锅炉出力 锅炉出力又称锅炉容量，蒸汽锅炉用蒸发量表示，热水锅炉用供热量表示。
1.1 蒸发量 蒸汽锅炉连续运行时每小时所产生蒸汽的数量。用符号“D”表示， 常用单位：吨/小时（t/h）。锅炉马力（BHP），千瓦（Kw）； 1吨/时=64马力=628Kw 1.2 供热量 热水锅炉连续运行时每小时出水有效带热量，用符号Q“表示”， 常用单位：万大卡/时（104kal/h），千瓦（Kw），英热单位/时Btu/h； 1万大卡/时=0.01163 Kw=39.7英热单位/时 2、压力 垂直均匀作用在物体表面上的力，称为压力。用符号“F”表示，单位是牛顿； 垂直作用在物体单位面积上的压力，称为压强，用符号“P”表示，单位是兆帕（MPa）。在习惯上，常把压强称为压力，在工程技术上所提到的压力，实际上压强。测量压力有2种标准：一种是以压力等于0作为测量起点，称为绝对压力；另一种是以当时当地的大气压作为测量起点，也就是压力表测出的压力数值，称为表压力或相对压力。绝对压力等于表压力加上当时当地的大气压力（大气压力一般取近似值0.1MPa）。 即：P绝=P表+0.1MPa P表=P绝-0.1MPa 锅炉内的压力是怎样产生的 蒸汽锅炉是因为锅内的水吸收热量后,由液体状态变为气体状态，其体积增大很多，例如在一个绝对大气压力下，其体积将增大1650倍。由于锅炉是密闭的容器，因而限制了水汽的自由膨胀，结果就使锅炉个受压部件受到了水汽压力的作用。 热水锅炉内压力的产生分2种情况，自然循环采暖系统的热水锅炉，其压力来自于高水位形成的静压力；强制循环采暖系统的热水锅炉，其压力来自于循环泵的压力。 锅炉产品铭牌上标示的压力，是这台锅炉的设计工作压力，单位是MPa（表压力）。表示锅炉内部水或汽的最大允许压力值。 锅炉设计工作压力又称为额定出口压力。对有过热蒸汽的锅炉，是指过热器出口处的蒸汽压力；对无过热器的蒸汽锅炉，是指锅筒主汽阀出口处的蒸汽压力，对热水锅炉，是指锅炉出口出的水压力。 3、温度 标志物体冷热的程度，称为温度，用符号“t”表示。温度是物体内部所拥有能量的一种体现方式，温度越高，能量越大。因此，在同一压力下，过热蒸汽就比饱和蒸汽能够做出更多的功。 要了解物体温度的高低，需用温度计来测量。温度计上的刻度常用摄氏温标来表示，即在一个标准大气压下，把水开始结冰的温度（冰点）定为零度，把水沸腾时的温度（沸点）
工业锅炉水质标准 一、范围 本标准规定了工业锅炉运行时的水质要求。 本标准适用于额定出口蒸汽压力小于等于2.5MPa，以水为介质的固定式蒸汽锅炉和汽水两用锅炉也适用于以水为介质的固定式承压热水锅炉和常压热水锅炉。 二、水质标准 1、蒸汽锅炉和汽水两用锅炉的给水一般应采用锅外化学水处理，水质应符合下表规定： 项目给水锅水 额定蒸汽压力, MPa≤1.0＞1.0＞1.6 ≤1.0 ＞1.0＞1.6≤1.6≤2.5≤1.6≤2.5 悬浮物，mg/L≤5≤5≤5总硬度，mmol/L1)≤0.03≤0.03≤0.03 总碱度，mmol/L 无过热器6-266-246-16有过热器≤14≤12 pH(25℃)≥7≥7≥710-1210-1210-12溶解氧，mg/L3）≤0.1≤0.1≤0.05 溶解固形物，mg/L 无过热器 ＜ 4000 ＜3500＜3000有过热器＜3000＜2500 SO2-3，mg/L10-3010-30 PO3-4，mg/L10-3010-30 相对碱度游离NaOH/溶解固形物＜0.2＜0.2 含油量，mg/L≤2≤2≤2 含铁量，mg/L6)≤0.3≤0.3≤0.3 1) 硬度mmol/L的基本单元为c(1/2Ca2+、1/2Mg2+)，下同。 2) 碱度mmo1/L的基本单元为c(OH-、1/2CO2-3、HC03-)，下同。 对蒸汽品质要求不高，且不带过热器的锅炉，使用单位在报当地锅炉压力容器安全监察机构同意后，碱度指标上限值可适当放宽。 3) 当锅炉额定蒸发量大于等于6t/h时应除氧，额定蒸发量小于6t/h的锅炉如发现局部腐蚀时，给水应采取除氧措施，对于供汽轮机用汽的锅炉给水含氧量应小于等于0.05mg/L。 4) 如测定溶解固形物有困难时，可采用测定电导率或氯离子(C1-)的方法来间接控制，但溶解固形物与电导率或与氯离子(Cl-)的比值关系应根据试验确定。并应定期复试和修正比值关系。 5) 全焊接结构锅炉相对碱度可不控制。 6) 仅限燃油、燃气锅炉 2、额定蒸发量小于等于2t/h，且额定蒸汽压力小于等于1.0MPa的蒸汽锅炉和汽水两用锅炉（如对汽、水品质无特殊要求）也可采用锅内加药处理。但必须对锅炉的结垢、腐蚀和水质加强监督，认真做好加药、排污和清洗工作，其水质应符合下表规定。 项目给水锅炉水 悬浮物，mg/L≤20
课程 设计 姓名： 学号：xxxxxxxx 时间： 地点：教学楼指导老师：
热能与动力工程系 目录 第一节设计任务书 3 - 第二节煤的元素分析数据校核和煤种判别3- 第三节锅炉整体布置的确定5- 第四节燃烧产物和锅炉热平衡计算 5 第五节炉膛设计和热力计算55555555555555555555555555135 第六节后屏过热器热力计算55555555555555555555555555235 第七节对流过热器设计和热力计算55555555555555555555555275 第八节高温 再热器设计和热力计算55555555555555555555555335 第九节第一、二、三转向室及低温再热器 引出管的热力计算55555555555555555555555 3585 第十节低温再热器热力计算55555555555555555555555555465 第十一节旁路省煤器热力计算55555555555555555555555555495 第十二节减温水量校核55555555555555555555555555 5535 第十三节主省煤器设计和热力计算555555555555555555555555553 第十四节空气预热器热力计算55555555555555555555555555575 第十五节热力计算数据的修正和计算结果汇总555555555555555555651 第十六节锅炉设计说明书555555555555555555555555555654 5
第一节设计任务书设计题目400t/h再热煤粉锅炉 原始材料 1。锅炉蒸发量D1 40t/h 2。再热蒸汽流量D2 350t/h 3。给水温度t gs 235 C 4。给水压力p gs 15.6MPa(表压) 5。过热蒸汽温度t1 540 C 6。过热蒸汽压力p1 13.7M Pa(表 ) 7。再热蒸汽进入锅炉机组时温度F t 2 330 C &再热蒸汽离开锅炉机组时温度rr t 2 540 C 9。再热蒸汽进入锅炉机组时压力 F P2 2.5M Pa（表 压） 10。再热蒸汽离开锅炉机组时压力rr P2 2.3M Pa 表压） 11。周围环境温度t lk 20C 12。燃料特性 (1)燃料名称：阜新烟煤 (2) 煤的应用基成分( %): C y= 48.3 : O y= 8.6 ; S y= 1 ; H y= 3.3 N y= 0.8 : W y= 15 : A y= 23 _____ (3) 煤的可燃基挥发分V r= . 4J ________ % (4) 煤的低位发热量Q dw= 18645 kJ/kg (5) 灰融点：t1、t2、t3>1500 C 13。制粉系统中间贮仓式，闭式热风送粉，筒式钢球磨煤机 14。汽包工作压力15.2MPa(表压) 提示数据：排烟温度假定值0 py=135 C;热空气温度假定值t rk=320 C 第二节煤的元素分析数据校核和煤种判别、煤的元素各成分之和为100%的校核
干熄焦余热发电技术 目录 一、基本原理和工艺流程 1、干熄焦概念：所谓干熄焦是相对于湿熄焦而言的，干熄焦是采用惰性气体将红焦在无氧的环境下降温冷却的一种熄焦方法。 2、干熄焦流程：在干熄焦过程中，红焦从干熄炉的顶部装入，低温惰性气体由循环风机鼓入干熄炉冷却段红焦层内，冷却后的焦炭从干熄炉底部排除；吸收红焦潜热后温度升高的惰性循环气体从干熄炉环形烟道排出后，进入干熄焦余热锅炉进行换热，锅炉产生的蒸汽进入汽轮机带动发电机发电，从干熄焦余热锅炉冷却后的低温惰性气体进入循环风机重新鼓入干熄炉。 二、干熄焦技术优势及与湿熄焦的比较 1、干法熄焦能够提高焦炭强度和降低焦炭反应性，与传统湿法熄焦相比，M40可以提高3~5%，入炉焦比降低2~5%，高炉的常能可以提高1%； 2、同湿法熄焦相比，干熄焦可回收83%的红焦显热，采用干法熄焦，每处理1t焦炭，可以回收约为1.35GJ的热量，每干熄1t焦炭可以产生压力为3.8MPa,450℃的蒸汽0.54t.而传统的湿法熄焦不论采用低水分熄焦还是压力蒸汽熄焦的方法，都不能把这部分热量回收回来； 3、湿法熄焦过程中，红焦和水基础产生大量的酚、氰化合物和硫化物等有害物质，熄焦产生的蒸汽也被自由排放，严重腐蚀周围设备并污染大气，而干法熄焦采用惰性气体在密闭的系统中循环使用，可以有效降低排放污染； 4、利用熄焦产生的大量余热可以用来发电，降低企业电耗，发电后的蒸汽还可以作为参与到其它生产工序中； 三、应用条件及案例 对于年产100万吨焦炭，2.3亿立方米燃气的原工艺采用湿法熄焦，总投资约1.4亿元，建设处理能力为125T/H干熄焦工程项目并配套12MW次
辽宁工程技术大学课程设计说明书 课程名称锅炉及锅炉房设备设计 院（系）建筑工程学院 专业建筑环境与能源应用工程 姓名王宇鹏 学号1323020123 起讫日期2016年 5月23日至2016年6月3日指导教师刘成丹 2016 年月日
题目：SHL20-1.0/350-WI型锅炉热力计算 一、锅炉课程设计的目的 锅炉课程设计是“锅炉原理”课程的重要教学实践环节。通过课程设计应达到一下目的：对锅炉原理课程的知识得以巩固、充实提高：掌握锅炉机组的热力计算方法，学会使用《锅炉机组热力计算标准方法》，并具有综合考虑锅炉机组设计与布置的初步能力；培养学生查阅资料、合理选择和分析数据的能力；培养学生对工程技术问题的严肃认真和负责的态度。 二、锅炉课程设计热力计算方法 根据计算任务的不同，可分为计算（结构）热力计算和校核热力计算两种。 设计热力计算：设计热力计算的任务是在锅炉容量和参数、燃料性质及某些受热面边界处的水、汽、风、烟温度给定的情况下，选择合理的炉子结构和尺寸，并计算出各个受热面上的数值，同时也为锅炉其他一些热力计算提供必要的原始资料。 三、校核热力计算主要内容 1.锅炉辅助设计计算；这部分计算的目的是为后面受热面的热力计算提供必要的基本计算数据或图表。 2.受热面热力计算：其中包含为热力计算提供结构数据的各受热面的结构计算。 3.计算数据的分析：这部分内容往往是鉴定设计质量、考核学生专业知识水平的主要依据。 四、锅炉课程设计应提供的必备资料 1.课程设计任务及其要求； 2.给定的燃料及其特性； 3.锅炉的主要参数，如锅炉蒸发量、给谁的压力和温度、过热蒸汽和再热蒸汽的主要参数等； 4.锅炉概况，如锅炉结构的基本特点、制粉设备及其系统、燃烧及排渣方式以及连续排污量等； 5.锅炉结构简图、烟气和汽水系统流程简图、受热面和烟道的主要尺寸等。 6.蒸汽流程：汽包→顶棚管→低温对流过热器→屏式过热器→高温对流过热器冷段→高温对流过热器热段→汽轮机 7.烟气流程：炉膛→屏式过热器→高温对流过热器→低温对流过热器→高温省煤器→高温空预器→低温省煤器→低温空预器 五、锅炉的辅助计算 （一）锅炉参数 1．额定蒸发量D：20t/h； 2．蒸汽压力P：1.3MPa 3．蒸汽温度t gr ：350℃； 4．給水温度t gs ：105℃； 5．冷空气温度t lk ：30℃； 6．预热空气温度t r ：150℃；
给水：送进锅炉的水。主要由汽轮机的凝结水、补给水、生产返回水和各种热力设备的疏水等组成。 锅水：指在锅炉本体的蒸发系统中流动着受热沸腾而产生蒸汽的水。 GB1576-2008《工业锅炉水质》 2009.3.23
《工业锅炉水质》 一、修订概况 《工业锅炉水质》标准是根据国家标准化管理委员会2006年的国家标准修订计划（项目计划编号：20064862-T-469），对GB1576-2001《工业锅炉水质》进行的修订。 1、修订原则 工业锅炉水质标准修订遵循以下原则： （1）规范性 按GB/T1.1-2000《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》和GB/T1.2-2002《标准化工作导则第2部分：标准中规范性技术要素内容的确定方法》的要求进行修订。 （2）连续性 GB1576自1979年颁布以来，经历了1985年、1996年和2001年三次修订，是一个比较成熟的标准，具有较好的适用性。近三十多年的实践证明，该标准为确保我国工业锅炉安全运行发挥了很大的作用。鉴于此，凡是实践证明符合我国国情，且能确保锅炉安全运行、执行有效的内容，在新标准中均予以保留。GB/T1576-2008是在GB1576-2001基础上进行修改、充实、完善的。 （3）适用性 随着我国国民经济的迅速发展和技术的不断进步，对节能降耗和环境保护提出了更高要求。根据工业锅炉产品发展趋势，JB/T10094－2002《工业锅炉通用技术条件》的适用范围在2002年修订时已将工业锅炉额定压力扩大至小于3.8MPa，本标准在修订时适用范围随之扩大到小于3.8MPa。为适应社会需求的变化，近几年贯流锅炉、直流锅炉得到广泛应用，这种锅炉对水质提出了更高的要求，原标准已不适用于这类锅炉的要求；再则，用于工业锅炉的阻垢剂和除氧剂的种类日渐增多，效果也比原标准规定的药剂有所提高，新标准应适应发展的要求；另外，在保证锅炉安全运行的前提下，为了促进工业锅炉节能减排，修订标准时，对有关指标作出相应的规定。 （4）可操作性 充分考虑我国锅炉水处理现状和现有的分析条件、技术水平、可能达到的程度进行修订。针对原标准中个别水质指标的测试方法难度较大，例如悬浮物测定，不少单位不具备测试条件，为此参照了国外和国内同类标准作了修改，以便使标准更具有可操作性。 （5）先进性 参考国际标准和先进国家的标准，在原标准的基础上，使修订后标准的技术性、科学性、先进性有所提高。在修订本标准时，充分参考了ISO(国际标准)、JIS(日本标准) 、BS(英国标准)、美国ASME的锅炉水质导则等。 （6）针对原标准在执行过程中存在的问题和标准本身的不足进行修订。 （7）根据试验结果和锅炉用户的实践经验修订水质控制项目的具体指标。 2、本标准与GB1576-2001的主要差异 ——根据我国政府入世时的承诺，使标准符合《贸易技术壁垒协议（TBT）》的规定，本标准性质由强制标准修订为推荐标准； ——按GB/T1.1-2000《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》要求进行编写，增加了目次、规范性引用文件、术语和定义章节； ——适用范围扩大到额定压力小于3.8MPa的锅炉，并规定了本标准不适用
1. 题目：《锅炉及锅炉房设备》课程设计 - 机械类工厂的蒸汽锅炉房工艺设计：三台SZL4-1.25-P型炉 2. 目的：课程设计是锅炉及锅炉房设备的重要实践教学环节，课程设计对课程的教学效果影响甚大，它不仅可以锻炼学生的实践能力，同时也可以加深学生对课堂讲授内容的理解和记忆。 3. 考核内容与方法 锅炉及锅炉房设备课程设计主要考核查阅资料的能力、计算的准确性、设计方案及绘制施工图的能力。 4. 设计具体任务 1）设计概述 2）设计原始资料 3）设计内容 3.1）热负荷计算 3.2）锅炉型号和台数的确定 3.3）水处理设备的选择及计算 3.4）汽水系统的确定及其设备选择计算 3.5）引，送风系统的确定及设备选择计算 3.6）运煤除灰渣系统的确定及设备选择计算 3.7）锅炉房设备明细表 3.8）设计主要附图 5. 参考资料： 1.《锅炉及锅炉房设备》作者：吴味隆等，中国建筑工业出版社，第一版 2.《锅炉原理》陈学俊主编，机械工业出版社， 1991年版。 3.《工业锅炉》张永照，机械工业出版社，1982年版。
4.《锅炉原理》范从振，中国电力出版社，2006年版。 5.《锅炉房工艺与设备》，刘新旺，科学出版社，2002 6.《锅炉与锅炉房设备》，奚士光、吴味隆、蒋君衍，中国建筑工业出版社，1995 7.《锅炉及锅炉房设备》，刘艳华，化学工业出版社，2010 8.《锅炉及锅炉房设备》，杜渐，中国电力出版社，2011 9.《供热工程》，贺平等，中国建筑工业出版社，2009 10..《集中供热设计手册》李善化，康慧等编中国电力出版社 11.《锅炉习题实验及课程设计》同济大学等院校著中国建筑工业出版社 12.《实用供热空调设计手册》陆耀庆主编中国建工出版社 13.《锅炉房设计规范》GB50041-92 中国机械电子工业部主编中国计划出版社 14.《城镇直埋供热管道工程技术规程》CJJ/T-98 唐山市热力总公司主编中国建 筑工业出版社 指导教师签字：2014年12 月25 日 教研室主任签字：年月日 6、课程设计摘要（中文） 热能动力设备和系统是电力生产和热能应用领域中最重要的生产系统和设备，它直接关系到生产的安全性和经济性。学生通过本专业的
余热锅炉炉管爆漏分析及其预防 朱长军 （首钢京唐钢铁联合有限公司） 摘要本文主要论述了干熄焦锅炉各部炉管爆漏的判断和原因分析，结合首钢干熄焦锅炉实际情况提出了预防方法。 关键词干熄焦炉管爆漏 余热锅炉是干熄焦工艺实现热能转换的核心设备，在影响锅炉安全运行因素中，炉管爆漏事故是检修时间较长的恶性事故，对焦化和后续生产会造成较大影响。因此，稳定干熄焦生产减少锅炉炉管爆漏次数，降低锅炉被迫停运时间，是提高锅炉运行可靠性和经济性的关键因素。本文综合分析了余热锅炉炉管爆漏事故的原因，并提出了防止炉管爆漏事故措施。 一、干熄焦余热锅炉特点 首钢京唐西山焦化部干熄焦工程采用的锅炉是室外自然循环型单汽包余热锅炉，设计参数为：蒸汽压力9.81 MPa、温度540℃、流量134T/H，锅炉入口温度980℃，属电站高压锅炉。环境特点是：循环气体内含有大量的焦粉颗粒，同时循环气体内的化学物质易与管壁形成露点腐蚀，在腐蚀、结垢、磨损的作用下造成管壁变薄，力学性能下降，最终导致泄漏频发。干熄焦流程及主要参数如图一所示。 二、锅炉炉管爆漏现象
锅炉炉管爆漏后会产生高频啸叫声，但由于现场比较嘈杂难于分辨，可用听针进行分辨（也可以在锅炉本体安装检测仪表）。在泄露发生一段时间后可由预存段压力调节阀放散点（将军帽处）看到白色蒸汽冒出，当爆漏扩大后可由锅炉本体外壳和循环风机泄水点排出水来，循环气体系统的H2含量上升，以及因粉尘灰变潮湿堵塞排灰口因而无法正常排灰等一系列直观现象。 1、副省煤器管爆漏 副省煤器出口气体温度较正常工况有所下降，循环风机泄水有水排出，将军帽处有少量蒸汽。严重时进入除氧器的给水减少，除氧器水位调节阀开度逐渐增加。 2、省煤器管 锅炉出口循环气体温度较正常工况有所下降，锅炉下部出口泄灰阀处有潮湿或有水滴出，将军帽处有少量蒸汽。严重时进入锅炉汽包的给水明显减少，水位连续下降。 3、蒸发区管 蒸发区管件发生爆管时，有沉闷振动声，将军帽处有大量蒸汽冒出，锅炉内气体阻力上升，循环气体系统的H2含量上升，循环风机底部泄水有蒸汽排出，当爆漏扩大后可由锅炉本体外壳和循环风机泄水点排出水来。 4、过热器管 炉膛内发出清脆的尖啸声伴随着蒸汽的喷射声，将军帽处有大量蒸汽冒出，循环气体系统的H2含量上升。 5、水冷壁管 外护板处有大量或间断热气或水流涌出。将军帽处有大量蒸汽，严重时汽包水位迅速下降，且无法维持。 三、锅炉炉管爆漏原因分析 引起锅炉爆漏的原因较多，其中磨损、腐蚀、过热、焊接质量差是导致炉管爆漏的主要原因。 1、磨损 干熄焦锅炉受热面粉尘磨损和机械磨损，是影响锅炉长期安全运行的主要原因。粉尘磨损的机理是携带有灰粒的高速气体（干熄焦锅炉入口循环气体速度可达6.3m/s）通过受热面时，粒子对受热面的每次撞击都会肃离掉极微量的金属，从而逐渐使受热面管壁变薄、循环气体携带的粉尘越多，撞击的次数就越多，其结果都将加速受热面的磨损。长时间受磨损而变薄的管壁，由于强度降低造成管子泄漏。由于干熄焦锅炉二次过热器部位冲刷过于严重因此悬吊管都装有护板，一旦开焊松脱将会造成管壁磨损，这也是年修需要检查的重点部位。 造成严重粉尘磨损的原因主要有进口含尘量超标、结构因素、设计/安装与检修的不足。1DC不及时排灰可造成进入锅炉的粉尘含量超标（设计≤6g/m3,如1DC不及时排灰含量可达到12 g/m3）。正压区的副省煤器、锅炉炉管的弯头及管卡附近的边排管和穿墙管部位是粉尘磨损较为严重的部位。 除粉尘磨损外当悬吊管等炉管本身固定不当在大循环风量吹动下发生震颤或共振时的
锅炉水质指标及水质标准 （一） 水质指标 水质指标时表示水的质量好坏的技术指标。主要有以下几项： 1．悬浮物。在规定的试验条件下，将水过滤分离得到的不溶于水的物质的含量，单位mg/L 。 2．硬度（YD ）。水中能够形成水垢或水渣的钙、镁盐的总含量，包括暂时硬度和永久硬度。 暂时硬度直重碳酸盐硬度，即23)(HCO Ca ，23)(HCO Mg 硬度，可以再加热煮沸过程 中使之沉淀消除；永久硬度指非碳酸盐硬度，包括钙，镁的硫酸盐和氯化物等。暂时硬度和水永久硬度简称暂硬和水硬。 表示硬度的单位有以下几种，其中（1）为我国法定单位，（2）及（3）是国外常见单位，也是国内过去的惯用单位。 （1）mmol/L （毫摩尔/升）：每升水中含有钙、镁离子的一价毫摩尔数或钙、镁盐的一介毫摩尔数，及以一价离子为基点的毫摩尔数。它在数值上与过去使用的毫克当量/升相同。采用本单位便于进行化学反应计算；同时，既可以表示某种物质，也可以表示该物质中的正离子或负离子。 （2）德国度：与每升水中含10mg CaO 相当的钙、镁盐或钙、镁离子的含量，叫做1德国度或简称1度。 由于1mmol/L 的CaO 是28mg/L ，所以， 1度= 28 10 mmol/L=0.357mmol/L 1mmol/L=2.8度 （3）ppm （百万分单位）：指1百万份水中含有1份3CaCO ，或者每升水中含有 1mg 3CaCO 这样的硬度。 由于3CaCO 的一价摩尔质量为50g/mol ，1mmol/L 3CaCO 是50mg/L 3CaCO ，所以有： 1ppm= 50 1 mmol/L=0.02mmol/L 1ppm=0.02×2.8度=0.056度 1mmol/L=50ppm 1度=17.86ppm 3．碱度（JD ）。水中由于离解或者水解而使- OH 浓度增加的物质的总含量，称为碱度。 水中碱度主要由碱及碳酸盐、重碳酸盐、磷酸盐等构成。由碱直接离解出- OH 者叫氢 氧根碱度；由碳酸根、重碳酸根水解出- OH 者叫碳酸根碱度及重碳酸根碱度。 水中暂硬是钙、镁的重碳酸盐，在水中也水解出- OH ，因此暂硬也构成碱度，叫暂硬 碱度。暂硬碱度是碳酸盐碱度及重碳酸盐碱度的一部分。 纳与负离子构成的碱度，如NaOH ，3NaHCO ，32CO Na ，43PO Na 等，叫钠盐碱
课程设计报告 ( –年度第学期) 名称：锅炉课程设计 题目：WGZ670/140-Ⅱ型锅炉 变工况热力计算 院系：能源与动力工程学院班级： 学号： 学生姓名： 同组人员： 指导教师： 设计周数：两周 成绩： 日期：
《锅炉原理》课程设计 任务书 一、目的与要求 1.目的 锅炉课程设计是《锅炉原理》课程的重要教学环节。通过课程设计可以达到如下目的： 1)使学生对锅炉原理课程的知识得以巩固、充实和提高； 2)掌握锅炉机组的热力计算方法，并学会使用热力计算标准和具有综合考虑机组设计 与布置的初步能力； 3)培养学生查阅资料、合理选择和分析数据的能力，提高学生运算、制图等基本技能； 4)培养学生对工程技术问题的严肃认真和负责的态度。 2.要求 1)熟悉所设计锅炉的结构和特点，包括主要工况参数、烟气流程、蒸汽流程等； 2)掌握锅炉热力计算方法，如烟气焓的计算、炉膛热力计算、对流受热面热力计算等； 3)各个计算环节要达到相应误差要求，如排烟温度校核、对流受热面传热量校核等； 4)计算过程合理、结果可信； 5)提交的报告格式规范，有条理。 二、主要内容 按照本组选定的工况参数（煤种、负荷、冷空气温度），结合《锅炉课程设计相关资料》中提供的结构等数据，完成WGZ670/140-2型锅炉的变工况热力计算。 序号设计(实验)内容完成时间备注 1 熟悉设计要求和锅炉的结构 2 完成烟气焓的计算、炉膛计算 3 完成各对流受热面计算 4 提交报告并答辩 四、设计成果要求 学生须提交热力设计计算书，正文格式为宋体，五号字，行间距为21，图表、公式及其标注清楚，数据可靠。 五、考核方式 提交报告并以组为单位进行答辩。 学生姓名(签名)： 指导教师(签名)：
水质指标及其监测意义 《工业锅炉水质》标准中各项水质指标及其监测意义如下： (1)悬浮物指经过滤后分离出来的不溶于水的固体混合物的含量。悬浮物含量越高，水就越混浊。对于小型工业锅炉，如采用澄清的自来水作水源，运行中可不监测悬浮物含量。 (2)总硬度通常指水中钙、镁离子的总含量，是防止锅炉结垢的一项很重要的指标。对锅炉来说，水中的硬度越小越有利于防止结垢。 (3)总碱度指水中能接受氢离子的一类物质的含量。由于碱度物质能与硬度物质反应，生成疏松的水渣，可随排污除去，从而防止锅炉结垢，所以工业锅炉的锅水必须保持一定的碱度。但锅水碱度太高，易影响蒸汽品质，有时还会引起碱性腐蚀，因此锅水碱度应维持在一定的范围内。 (4)pH值即氢离子浓度的负对数，是表示溶液酸碱性的一项指标。pH值的范围为0～14，pH＝7时为中性，pH<7时为酸性，pH>7时为碱性。通常要求锅炉水质达到一定的碱性，有利于防止腐蚀和防垢。 (5)溶解氧指溶解在水中的氧气含量。水中的溶解氧易造成锅炉设备和给水管道的腐蚀，所以应尽量除去。 (6)溶解固形物、电导率和氯离子溶解固形物也称为蒸发残渣，可近似地表示水中的总含盐量。锅水溶解固形物含量的变化可直接反映出锅水的浓缩程度，当其含量过高时，易造成蒸汽大量带水，恶化蒸汽品质，严重时还会发生汽水共腾，因此需通过合理的排污来控制其含量。由于溶解固形物的测定较为繁杂且费时，一般锅炉运行中常用测定方法简便的电导率或氯离子来代替，但它们之间的比值关系需
经测试确定，并定期校正。 (7)SO32-(亚硫酸根) 该项指标是为采用加亚硫酸钠来除氧的锅炉而设的，不加亚硫酸钠的锅水无亚硫酸根。 (8)PO43-(磷酸根) 磷酸根可消除残余硬度，防止结垢，并可在金属表面形成磷酸铁保护膜，减缓腐蚀，所以锅内常加入磷酸盐水处理剂。监测磷酸根可更好地控制磷酸盐的加入量。 (9)相对碱度指锅水中游离氢氧化钠的量与溶解固形物的量之比值。是为防止锅炉胀接或铆接部位产生苛性脆化而定的一项指标。对于全焊接锅炉，一般不会发生苛性脆化，所以可不控制该项指标。 (10)含油量天然水一般不含油，所以平时可不作监测，但当水源水受油污染时，应监测含油量，以确定是否可作锅炉给水。 (11)含铁量指水中所含有的总铁离子含量。这是2001年水质标准修订时，针对燃油燃气锅炉的给水新增的控制指标。这主要是由于通常燃油燃气锅炉受热面的热负荷较高，如给水含铁量较高，易造成锅炉结生氧化铁垢，并会引起沉积物下的腐蚀。 三、锅炉水质日常控制及锅炉的排污 1．水质简化分析指标及其控制 工业锅炉水质标准的各项指标中有的只需定期监测即可，有的则需每班监测，即称为日常简化分析。一般简化分析的控制指标为：pH 值、硬度、碱度和氯离子；对于用除氧器除氧的还需测给水的含氧量；对于额定工作压力大于1．0hPa的锅炉，还应监测锅水磷酸根含量。 一般日常运行中，水质不合格的原因及其解决方法大致有以下几种： (1)给水硬度偏高采用钠离子交换处理时，给水硬度超标常由
题目 锅炉课程设计 学生姓名 学号 院 ( 系 ) 专业 指导教师 报告日期2016年12月28日 目录 前言 第一章锅炉课程设计任务书 (3) 第二章煤的元素分析数据校核和煤种判别 (5) 第三章燃料燃烧计算 (7) 第四章锅炉热平衡计算 (9) 第五章炉膛设计和热力计算 (10) 第六章前屏过热器设计和热力计算 (15) 第七章后屏过热器设计和热力计算 (20) 第八章温再热器设计和高热力计算 (24) 第九章第一悬吊管热力计算 (28) 第十章高温对流过热器设计和热力计算 (30) 第十一章第二悬吊管热力计算 (33) 第十二章低温再热器垂直段设计和热力计算 (35)
第十三章转向室热力计算 (39) 第十四章低温再热器水平段设计和热力计算 (41) 第十五章省煤器设计及热力计算 (45) 第十六章分离器气温和前屏进口气温的校核 (48) 第十七章空气预热器设计和热力计算 (49) 第十八章锅炉整体热平衡校核 (56) 第十九章热力计算结果的汇总 (57)
前言 《锅炉原理》是一门涉及基础理论面较广，而专业实践性较强的课程。该课程的教学必须有相应的实践教学环节相配合，而课程设计就是让学生全面运用所学的锅炉原理知识设计一台锅炉，因此，它是《锅炉原理》课程理论联系实际的重要教学环节。它对加强学生的能力培养起着重要的作用。 本设计说明书详细的记录了锅炉本体各受热面的结构特征和工作过程，内容包括锅炉受热面，锅炉炉膛的辐射传热及计算。对流受热面的传热及计算，锅炉受热面的布置原理和热力计算，受热面外部工作过程，锅炉蒸汽参数的变化特性与调节空气动力计算等。 由于知识掌握程度有限以及三周的设计时间对于我们难免有些仓促，此次设计一定存在一些错误和遗漏。 第一章锅炉课程设计任务书 引言 锅炉课程设计是巩固我们理论知识和提高实践能力的重要环节。它不仅使我们对锅炉原理课程的知识得以巩固、充实和提高掌握了锅炉机组的热力计算方法，学会使用锅炉机组热力计算标准方法，并具有综合考虑锅炉机组设计与布置的初步能力而且培养了我们查阅资料，合理选择和分析数据的能力，培养了我们严肃认真和负责的态度。 我国的锅炉目前以煤为主要燃料。锅炉的结构设计和参数的设计与选择以及煤种的选择与应用等都将会对燃料效率、锅炉安全经济运行水平以及环境污染等问题有影响。因为在锅炉设计中对锅炉的性能、
杭州锅炉集团股份有限公司 干熄焦余热锅炉 简介 1
干熄焦的含义及特点 所谓干熄焦英文简称为CDQ是相对湿熄焦而言的是指采用惰所谓干熄焦，英文简称为CDQ ，是相对湿熄焦而言的，是指采用惰性气体将红焦降温冷却的一种熄焦方法。 干熄焦特点： 一焦炭质量明显提高 一、焦炭质量明显提高; 焦炭的强度提高，块度的均匀性提高，反应性降低，有利高炉的操作。 二、充分利用红焦显热，节约能源； 二充分利用红焦显热节约能源 干熄焦可以回收红焦83%左右的显热。 三、降低有害物质的排放，保护环境。 采用惰性循环气体冷却红焦。 2
Cylinder Steam Turbine 2SH 1SH 冷却室 EV A Cooling Chamber ECO Gas Blower G Bl Coke Bucket 除氧器 Deoxidizer 二次除尘器 Secondary Dust Catcher
干熄焦锅炉作原及类型 干熄焦锅炉工作原理及类型 干熄焦锅炉是干熄焦系统的重要组成部分，服务于焦炉。 工作原理：干熄焦锅炉是利用吸收了红焦显热的高温循环气体与除盐除氧纯水热交换，产生额定参数（温度和压力）和品质的蒸 交换产度 汽，并输送给热用户的一种受热、受压设备，是一种特殊的余热锅炉。 目前杭锅干熄焦的几种类型：高温高压的自然循环干熄焦、高温高压强制自然循环、中温中压（含次高温次高压）的强制自然++ 循环干熄焦、双压干熄焦（高温高压自然循环）。 根据结构特点，目前杭锅干熄焦主要有两种炉型新日铁的干根据结构特点，目前杭锅干熄焦主要有两种炉型：新日铁的干熄焦炉型、杭锅自主知识产权干熄焦炉型。 4
GB/T 1576-2008 GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法（GB/T 5682-2008，ISO 3696：1987，MOD） GB/T 6903 GB/T 6904 GB/T 6907 GB/T 6908 GB/T 6909 GB/T 6913锅炉用水和冷却水分析方法通则 工业循环冷却水及锅炉用水中pH 的测定 锅炉用水和冷却水分析方法水样的采集方法 锅炉用水和冷却水分析方法电导率的测定 锅炉用水和冷却水分析方法硬度的测定 锅炉用水和冷却水分析方法磷酸盐的测定（ GB/T 6913-2008，ISO 6878：2004，Water quality-Determination of phosphorus-Ammonium molybdate spectrometric method ， NEQ） GB/T 12145 GB/T 12151 GB/T 12152 GB/T 12157火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量 锅炉用水和冷却水分析方法浊度的测定（福马肼浊度） 锅炉用水和冷却水中油含量的测定 工业循环冷却水和锅炉用水中溶解氧的测定（GB/T 12157-2007，ISO 5813：1983，Water quality-Determination of dissolved oxygen-Iodimetric method ，NEQ） GB/T 15453 工业循环冷却水和锅炉用水中氯离子的测定 DL/T 火力发电厂水汽分析方法第 1 部分：总则 DL/T火力发电厂水汽分析方法第25部分：全铁的测定（磺基水杨酸分光光度法） 3术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 原水 raw water 未经过任何处理的水。 软化水softened water 除掉全部或大部分钙、镁离子后的水。
符合国家或行业锅炉给水标准（GB1576－79、DL/T561-95） 一、范围 本标准规定了工业锅炉运行时的水质要求。 本标准适用于额定出口蒸汽压力小于等于2.5MPa，以水为介质的固定式蒸汽锅炉和汽水两用锅炉也适用于以水为介质的固定式承压热水锅炉和常压热水锅炉。 二、水质标准 1、蒸汽锅炉和汽水两用锅炉的给水一般应采用锅外化学水处理，水质应符合表1规定 表1 国家质量技术监督局2001-01-10批准2001-10-01实施 表1(完)
对蒸汽品质要求不高，且不带过热器的锅炉，使用单位在报当地锅炉压力容器 安全监察机 构同意后，碱度指标上限值可适当放宽。 3) 当锅炉额定蒸发量大于等于6t/h时应除氧，额定蒸发量小于6t/h的锅炉如发现 局部腐蚀 时，给水应采取除氧措施，对于供汽轮机用汽的锅炉给水含氧量应小于等于 0.05mg/L。 4) 如测定溶解固形物有困难时，可采用测定电导率或氯离子(C1-)的方法来间接控 制，但溶 解固形物与电导率或与氯离子(Cl-)的比值关系应根据试验确定。并应定期复 试和修正此 比值关系。 5) 全焊接结构锅炉相对碱度可不控制。 6) 仅限燃油、燃气锅炉 2、额定蒸发量小于等于2t/h，且额定蒸汽压力小于等于1.0MPa的蒸汽锅炉和汽 水两用锅炉（如对汽、水品质无特殊要求）也可采用锅内加药处理。但必须对锅炉 的结垢、腐蚀和水质加强监督，认真做好加药、排污和清洗工作，其水质应符合表 2规定。 表2 3 、承压热水锅炉给水应进行锅外水处理，对于额定功率小于等于4.2MW非管架式承压的热水锅炉和常压热水锅炉，可采用锅内加药处理，但必须对锅炉的结垢、腐蚀和水质加强监督，认真做好加药工作，其水质应符合表3的规定。 表3
山东潍焦集团 140t/h干熄焦运行情况分析（2011年10月—2013年4月） 焦化厂 焦化一车间刘松松
内容简介 山东潍焦集团干熄焦于2011年10月20日投产，由山东道城有限公司承建，干熄炉基础预制由潍建施工，干熄炉、提升机钢架结构和筑路由三冶施工，余热锅炉安装由陕西建工施工。 焦化厂焦化一车间干熄焦部分主要包括干熄炉、干熄余热锅炉系统、工艺除尘系统、环境除尘系统、提升机系统、装入装置系统、排焦系统、副省煤器、风机系统等，现分别从以上各系统在施工安装、生产运行以及年修三方面进行简要分析。
一、干熄焦余热锅炉系统 焦化厂焦化一车间干熄焦余热锅炉型号QC199/960-78-9.81/540，锅炉由江苏海陆重工设计，陕西建工安装，除氧器由青岛现代锅炉厂设计，设计安装锅炉给水泵2台，博泵生产，电机为高压10KV630kw国产电机，给水泵轴温采用稀油站冷却。 主要备件：给水泵机械密封、电机测温仪表、泵测温、测传感器、锅炉排污、放空阀门、现场压力表等。 1、施工中出现的问题 （1）因场地限制，我厂余热锅炉本体与给水泵设计距离较近，无专用锅炉给水泵房设计，在遇雨、雪、大风天气时因密封不严造成室内积水或积尘，对设备造成一定影响，虽在后期安装板房，但效果不佳，建议在场地条件允许情况下设专用锅炉给水泵房（可参考济钢160t/h干熄焦和潍钢干熄焦）。（2）我厂锅炉水质取样设备自安装后，因取样装置分析用水样需降低至一定温度以下（35℃），实际取样装置冷却水采用除盐水，因水温较高无法将高温水和高温蒸汽冷却至35℃以下，故该设备目前为止无法有效利用，建议在设计要求中提出采用低温水冷却要求（循环水受天气影响较大，夏季循环水温度在35℃左右，故一般循环水无法满足要求，建议采用一次地下水，水温在20℃左右）。 （3）锅炉加药装置（除垢剂和除氧剂）受场地限制安装位置不佳，造成雨雪天气时室内积水，对设备和药剂造成影响，建议将锅炉水质取样装置、锅炉加药装置单独设计一室安装（可参考济钢160t/h干熄焦和潍钢干熄焦）。（4）在投产前进行气密性试验时，发现锅炉本体各集箱密封处有漏点，因生产时整个锅炉系统属于负压低温区，极易吸入空气，且直接带入干熄炉内，造成焦炭烧损。锅炉蒸发器集箱采用薄不锈钢板密封，受施工人员焊接水平影响有不同程度漏点，鉴于余热锅炉密封焊点极多，建议设专人负责锅炉焊接检查。 （5）余热锅炉作为高压设备，各阀门均采用焊接式，在阀门出现问题时必须停产处理，建议锅炉各阀门选用最优质阀门，严禁采用劣质阀门；其中汽包液位调节阀、喷水减温调节阀、主蒸汽压力调节阀、主蒸汽放散电动阀、蒸汽放散气动阀等电气动阀门优先使用进口设备，大修用备件必须采用原厂原件。 （6）我厂余热锅炉系统未设计除盐水槽和除氧器给水泵，在其他干熄焦系统极