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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=628Kw1.2 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。
第一章：锅炉的工作原理锅炉的用途及工作原理锅炉是国民经济中重要的热能供应设备。
电力、机械、冶金、化工、纺织、造纸、食品等行业, 以及工业和民用采暖都需要锅炉供给大量的热能。
)锅炉是利用燃料燃烧释放出的热能或其他能量将工质( 中间载热体) 加热到一定参数的设备。
应用于加热水使之转变为蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉,也称为蒸汽发生器; 应用于加热水使之提高温度转变为热水的锅炉, 称为热水锅炉；而应用于加热有机热载体的锅炉称为有机热载体锅炉。
从能源利用的角度看,锅炉是一种能源转换设备。
在锅炉中,一次能源( 燃料) 的化学贮藏能通过燃烧过程转化为燃烧产物( 烟气和灰渣) 所载有的热能,然后又通过传热过程将热量传递给中间载热体( 例如水和蒸汽), 依靠它将热量输送到用热设备中去。
这种传输热量的中间载热体属于二次能源,因为它的用途就是向用能设备提供能量。
当中间载热体用于在热机中进行热一功转换时, 就叫做“工质“。
如果中间载热体只是向热设备传输、提供热量以进行热利用,则通常被称为“热媒“。
锅炉按其用途可以分为电站锅炉、工业锅炉、船舶锅炉和机车锅炉等四类。
前两类又称为固定式锅炉,因为是安装在固定基础上而不可移动的。
后两类则称为移动式锅炉。
本书介绍的是固定式工业锅炉。
在锅炉中进行着三个主要过程:1) 燃料在炉内燃烧,其化学贮藏能以热能的形式释放出来,使火焰和燃烧产物( 烟气和灰渣) 具有高温。
2) 高温火焰和烟气通过“受热面“向工质( 热媒) 传递热量。
3) 工质(热媒) 被加热,其温度升高或者汽化为饱和蒸汽,或再进一步被加热成为过热蒸汽。
以上三个过程是互相关联并且同时进行的,实现着能量的转换和传递。
伴随着能量的转换和转移还进行着物质的流动和变化:(1) 工质,例如给水( 或回水〉进入锅炉,最后以蒸汽( 或热水) 的形式供出。
(2) 燃料,例如煤进入炉内燃烧,其可燃部分燃烧后连同原含水分转化为烟气,其原含灰分则残存为灰渣。
锅炉基础知识及工作原理第一讲：锅炉的类别、参数及型号一、锅炉及其分类锅炉也称蒸汽发生器，是利用燃料或工业生产中余热的热能，将工质加热到一定温度和压力的换热设备。
锅炉用途广泛，型式众多，一般可按下列方法分类：1、按用途分类电站锅炉：大多为大容量、高参数锅炉，火室燃烧，热效率高，出口工质为过热蒸汽。
工业锅炉：用于工业生产和采暖，大多为低压、低温、小容量锅炉，火床燃烧居多，热效率较低；出口工质为蒸汽的称为蒸汽工业锅炉，出口工质为热水的称为热水锅炉。
船用锅炉：用作船舶动力，一般采用低、中参数，大多燃油。
锅炉体积小，重量轻。
机车锅炉：用作机车动力，一般为小容量、低参数，火床燃烧，以燃煤为主，锅炉结构紧凑，现已少用。
注汽锅炉：用于油田对稠油的注汽热采，出口工质一般为高压湿蒸汽。
2、按结构分类火管锅炉：烟气在火管内流过，可以制成小容量，低参数锅炉，热效率较低，但结构简单，水质要求低，运行维修方便。
水管锅炉：汽水在管内流过，可以制成小容量，低参数锅炉，也可制成大容量、高参数锅炉。
电站锅炉均为水管锅炉，热效率较高，但对水质和运行水平的要求也较高。
3、按循环方式分类自然循环锅筒锅炉：具有锅筒，利用下降管和上升管中工质密度差产生工质循环，只能在临界压力以下应用。
多次强制循环锅筒锅炉：也称辅助循环锅筒锅炉。
具有锅筒和循环泵，利用循环回路中的工质密度差和循环泵压力建立工质循环。
只能在临界压力以下应用。
低倍率循环锅炉：具有汽水分离器和循环泵，主要*循环泵建立工质循环，可应用于亚临界压力和超临界压力，循环倍率低，一般为1.25~2.0。
直流锅炉：无锅筒，给水*水泵压力，一次通过受热面产生蒸汽，适用于高压和超临界压力锅炉。
复合循环锅炉：具有再循环泵。
锅炉负荷低时按再循环方式运行，负荷高时按直流方式运行，可应用于亚临界压力和超临界压力。
4、按锅炉出口工质压力分类低压锅炉一般压力小于1.275MPa(13kgf/cm2)中压锅炉一般压力为3.825MPa(39kgf/cm2)高压锅炉一般压力为9.8MPa(100kgf/cm2)超高压锅炉一般压力为1.3.73MPa(140kgf/cm2)亚临界压力锅炉一般压力为16.67MPa(170kgf/cm2)超临界压力锅炉压力大于22.13MPa(225.65kgf/cm2)5、按燃烧方式分类火床燃烧锅炉：主要用于工业锅炉，其中包括固定炉排炉、倒转炉排抛煤机炉、振动炉排炉；下饲式炉排炉和往复推饲炉排炉等。
锅炉原理课程设计本文提供一个针对锅炉原理的课程设计方案，帮助学生了解锅炉的基本原理和操作过程。
1. 课程概述本课程旨在介绍锅炉的基本原理和操作过程，包括锅炉的工作原理、热力学基础、燃烧过程、调节与控制、故障诊断与排除等内容。
2. 教学内容2.1 锅炉工作原理介绍锅炉的基本原理和不同类型的锅炉，如火管锅炉、水管锅炉、循环流化床锅炉、煤粉锅炉等等。
2.2 热力学基础讲解热力学基本概念，如物态方程、热力学第一定律、热力学第二定律等，为理解锅炉的热力学原理打下基础。
2.3 燃烧过程介绍不同类型的燃料及其特点，讲解燃烧过程中的氧化反应、热量释放、烟气产生等过程，并配合实验演示燃烧过程。
2.4 调节与控制讲解锅炉的调节与控制方法，包括手动和自动两种方法，介绍自动控制系统的基本原理。
2.5 故障诊断与排除介绍常见故障的诊断方法和处理措施，如燃烧不良、积灰过多、排烟不畅等。
3. 实践活动3.1 锅炉安全实验进行锅炉安全实验，测试锅炉的安全性并记录数据，如水位是否合适、压力是否稳定、运行是否正常等。
在实验过程中需要注意安全操作，防止意外事故。
3.2 燃料燃烧实验进行燃料燃烧实验，了解不同类型的燃料的特点和燃烧过程，以及不同温度和氧气量对燃烧的影响。
3.3 锅炉系统调节实验通过实验演示锅炉系统的调节和控制，让学生体验手动和自动控制的差异，了解控制系统的基本原理。
3.4 故障诊断实验通过模拟常见故障的场景，让学生进行故障诊断和排除，提高学生的实际操作能力。
4. 课程评估4.1 考试评估通过课堂测试或期末考试，考核学生对锅炉原理的掌握程度，包括理论知识和实践操作。
4.2 实验报告评估对学生的实验报告进行评估，检查学生的实验过程和结果，评估学生的实际操作能力。
4.3 学生参与度评估评估学生的参与度和课堂表现，参考学生课堂提问、讨论和合作等因素。
5. 教学资源支持5.1 锅炉实验室建立锅炉实验室作为课程的实践教学平台，包括锅炉设备、燃料存储设备、控制系统等。
循环流化床锅炉结构原理及运行资料讲解一、循环流化床锅炉的结构1.炉膛：炉膛是循环流化床锅炉的燃烧区，通过给燃料和气体供应，将燃料在悬浮状态下燃烧，从而释放热能。
2.燃烧器：燃烧器是燃料进入循环床的通道，它将燃料和氧气混合并点燃，形成高温气流。
3.空气预热器：空气预热器用于对燃烧所需的空气进行预热，以提高燃烧效率，并减少燃料消耗。
4.循环床：循环床由大量细颗粒物质组成，可以是砂、矿渣等，它起到支撑燃料和增大反应面积的作用。
在循环床中，床料循环流动，保持悬浮状态，使燃料充分接触氧气，加快燃烧速度。
5.分离器：分离器用于将循环床中的固体颗粒与燃烧产物分离，确保床料的循环正常进行。
6.尾气换热器：尾气换热器用于回收废气中的热能，并将其传递给水蒸汽，提高锅炉的热效率。
7.省煤器：省煤器用于对锅炉排出的烟气进行冷却，并从中回收热能，用于预热给水，减少燃料的消耗。
8.除尘器：除尘器用于对燃烧产生的烟尘进行收集和过滤，保证热空气的洁净排放。
二、循环流化床锅炉的原理循环流化床锅炉的工作原理是利用气体和固体颗粒的流态化来进行燃烧。
在循环床中，床料被高速空气一同悬浮并形成流化状态，颗粒间相互碰撞并形成干燥、氧化和燃烧等反应过程。
通过床料的循环和燃料的补给，保持循环床内的温度和反应区的平衡。
循环流化床锅炉的燃烧过程主要包括迅速燃烧区、燃烧工质区和氧化还原区。
迅速燃烧区是燃料在高速空气中的氧化和挥发过程，燃料开始燃烧并释放大量热能。
燃烧工质区是氧化剂和燃料完全混合燃烧的区域，燃料被完全氧化，产生大量的热能。
氧化还原区是氧化剂与燃料反应的区域，会产生一些复杂的氧化反应。
三、循环流化床锅炉的运行资料1.安装要求：循环流化床锅炉的安装位置应有良好的通风条件，并与电源、给水、排烟等系统连接良好。
锅炉应安装在水平坚固的基础上，并具备良好的防震措施。
安装完成后，需要对各个系统进行调试，确保锅炉的正常运行。
2.运行参数：循环流化床锅炉的运行参数包括供热温度、供热压力、燃料含硫量、床温、床压等。
循环流化床锅炉基础及工作原理固体粒子经与气体或液体接触而转变为类似流体状态的过程，称为流化过程。
流化过程用于燃料燃烧，即为流化燃烧，其炉子称为流化床锅炉。
循环流化床锅炉是在鼓泡流化床锅炉技术的基础上发展起来的新炉型，它与鼓泡床锅炉的最大区别在于炉内流化风速较高（一般为4～8m/s），在炉膛出口加装了气固物料分离器。
被烟气携带排出炉膛的细小固体颗粒，经分离器分离后，再送回炉内循环燃烧。
循环流化床锅炉可分为两个部分：第一部分由炉膛（快速流化床）、气固物料分离器、固体物料再循环设备和外置热交换器（有些循环流化床锅炉没有该设备）等组成，上述部件形成了一个固体物料循环回路。
第二部分为对流烟道，布置有过热器、再热器、省煤器和空气预热器等，与其它常规锅炉相近。
循环流化床锅炉燃烧所需的一次风和二次风分别从炉膛的底部和侧墙送入，燃料的燃烧主要在炉膛中完成，炉膛四周布置有水冷壁用于吸收燃烧所产生的部分热量。
由气流带出炉膛的固体物料在气固分离装置中被收集并通过返料装置送回炉膛。
循环流化床燃烧锅炉的基本技术特点：(1)低温的动力控制燃烧循环流化床燃烧是一种在炉内使高速运动的烟气与其所携带的湍流扰动极强的固体颗粒密切接触，并具有大量颗粒返混的流态化燃烧反应过程；同时，在炉外将绝大部分高温的固体颗粒捕集，并将它们送回炉内再次参与燃烧过程,反复循环地组织燃烧。
显然，燃料在炉膛内燃烧的时间延长了。
在这种燃烧方式下，炉内温度水平因受脱硫最佳温度限制，一般850℃左右。
这样的温度远低于普通煤粉炉中的温度水平，并低于一般煤的灰熔点，这就免去了灰熔化带来的种种烦恼。
这种“低温燃烧”方式好处甚多，炉内结渣及碱金属析出均比煤粉炉中要改善很多，对灰特性的敏感性减低，也无须很大空间去使高温灰冷却下来，氮氧化物生成量低，可于炉内组织廉价而高效的脱硫工艺，等等。
从燃烧反应动力学角度看，循环流化床锅炉内的燃烧反应控制在动力燃烧区(或过渡区)内。
由于循环流化床锅炉内相对来说温度不高，并有大量固体颗粒的强烈混合，这种情况下的燃烧速率主要取决于化学反应速率，也就是决定于温度水平，而物理因素不再是控制燃烧速率的主导因素。
