锅炉原理6-过热器
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锅炉的构成及工作原理锅炉是一种重要的热能转换设备,广泛应用于工业、民用和发电等场所。
它通过将燃料燃烧产生的热能转化为水或其他流体的蒸汽,从而完成能量转化。
本文将介绍锅炉的基本构成和工作原理。
一、锅炉的构成锅炉主要由炉膛、水冷壁、空气预热器、过热器、汽水分离器、蓄热器、引风机、鼓风机、除尘器、废气排放设备等组成。
1. 炉膛:炉膛是燃烧区域,是燃料燃烧和传热的场所。
炉膛的结构因不同类型的锅炉而异,一般可分为层燃式、室燃式、流化床式等。
2. 水冷壁:水冷壁是炉膛的外壁,由管子组成,内部通过循环水或其他介质来吸收燃烧火焰的热量,防止炉壁过热。
3. 空气预热器:空气预热器用于加热炉膛所需的空气,提高燃料的燃烧效率。
它通过将废气和进入锅炉的空气进行热交换,使空气温度升高。
4. 过热器:过热器位于锅炉出口处,用于将蒸汽从饱和状态进一步加热,提高蒸汽的温度和有效压力。
5. 汽水分离器:汽水分离器用于将蒸汽中的水分离出来,保证蒸汽的干燥度。
它通过设置旋转分离板或雾化分离器来实现。
6. 蓄热器:蓄热器是一种热能储存设备,主要用于平衡锅炉的热负荷和供热系统的需求之间的差异。
它通过储存燃烧过程中产生的多余热量,以供冷却期间使用。
7. 引风机:引风机用于将空气送入炉膛,提供燃料燃烧所需的氧气。
它通过排出废气来形成空气流动,实现炉膛内的正常燃烧。
8. 鼓风机:鼓风机用于增加炉膛内的燃气流量和压力,改善燃料的燃烧稳定性。
它通过增加空气流动压力来增强炉膛内的燃烧氧供应。
9. 除尘器:除尘器用于去除锅炉废气中的颗粒物、烟尘和灰渣等固体物质,净化废气排放。
10. 废气排放设备:废气排放设备用于将燃烧废气排放到大气中。
根据环保要求,一般还会设置烟囱和废气处理装置。
二、锅炉的工作原理锅炉的工作原理主要包括燃料燃烧、热能转换和热效率三个过程。
1. 燃料燃烧:燃料进入炉膛后,在适当的氧气供应下发生燃烧反应,产生高温燃烧气体和火焰。
不同类型的锅炉采用不同的燃烧方式,如层燃式锅炉采用固定层燃烧,流化床式锅炉采用颗粒燃烧等。
第4章过热器与再热器4.1 过热器与再热器的结构型式过热器的作用是将蒸汽从饱和温度加热到额定的过热温度。
在锅炉负荷或其它工况变动时,应保证过热温度的波动处在允许的范围之内。
在现代电站锅炉中,蒸汽过热器是锅炉的一个必备的重要部件,在很大程度上影响着锅炉的经济性和运行安全性。
在工业锅炉中,一般采用饱和蒸汽,常把过热器看作为辅助受热面,过热汽温不超过400℃,通常布置在对流管束中间的烟温小于700~800℃的区域中,工作是可靠的。
在电站锅炉中,提高过热蒸汽的参数是提高火力发电站热经济性的重要途径。
过热蒸汽参数的提高受到金属材料的限制。
过热器的设计必须确保受热面管子的外壁温度低于钢材的抗氧化允许温度并保证其机械强度。
随着锅炉用金属材料的发展,我国电站锅炉已普遍采用了高压高温(9.8MPa,540℃)和超高压参数(13.7MPa,540和555℃),并已发展亚临界压力参数(16.7MPa,540和555℃),国外已有不少锅炉采用超临界压力(24.5MPa,540~570℃)参数,也有个别机组采用更高的压力和温度参数。
随着蒸汽压力的提高,为了减少汽轮机尾部的蒸汽湿度以及进一步提高电站的热经济性,在高参数电站中普通采用中间再热系统,即将汽轮机高压缸的排汽再回到锅炉中加热到高温,然后再送到汽轮机的中压缸及低压缸中膨胀作功。
这个再加热的部件称为再热器。
通常把高压过热器中加热的蒸汽称为(一次)过热蒸汽,再热器中加热的蒸汽称为再热蒸汽(二次过热蒸汽)。
再热蒸汽的参数与热力循环的经济性有关。
一般,再热蒸汽的压力大致为过热蒸汽压力的五分之一左右,温度与一次过热汽温相近。
例如我国125MW,400t/h锅炉中,过热蒸汽的参数为13.7MPa,555℃;再热蒸汽的进出口压力为2.5/2.35MPa,温度也为555℃。
200MW,670t/h锅炉中,过热蒸汽的参数为13.7MPa,540℃;再热蒸汽进出口压力为2.7/2.5MPa,温度也为540℃。
锅炉的工作原理及工作特性锅炉是一种将液体(通常是水)加热转化为蒸汽或者热水的设备。
它是工业生产和生活中常用的热能转换设备之一。
下面将详细介绍锅炉的工作原理及工作特性。
一、锅炉的工作原理锅炉的工作原理基于热力学第一定律,即能量守恒定律。
锅炉通过燃烧燃料产生热能,将热能传递给锅炉内的工质(通常是水),使其温度升高或者转化为蒸汽。
锅炉的主要组成部份包括炉膛、燃烧器、烟道、水冷壁、过热器、再热器、空气预热器、除尘器等。
1. 燃烧系统:燃烧系统由燃料供应系统和空气供应系统组成。
燃料供应系统将燃料输送到燃烧器中,空气供应系统提供所需的氧气。
燃烧器中的燃料与空气混合后,在炉膛中燃烧产生高温燃烧气体。
2. 烟道系统:燃烧产生的烟气通过烟道系统排出。
烟道系统包括烟道、烟囱和风机。
烟道中的烟气在与锅炉内的工质进行热交换后,温度降低,通过烟囱排出。
3. 水冷壁系统:水冷壁是锅炉内部的一种冷却设备,用于吸收炉膛中高温燃烧气体的热量。
水冷壁由管子组成,内部通过循环水来吸收热量,保持壁面温度在安全范围内。
4. 过热器和再热器:过热器和再热器用于进一步提高工质的温度。
过热器将蒸汽加热至高温高压状态,再热器将蒸汽再次加热,提高其能量利用效率。
5. 空气预热器:空气预热器用于提高燃料燃烧的效率。
它通过将烟气中的余热传递给空气,使空气预热,减少燃料的消耗。
6. 除尘器:除尘器用于净化烟气中的固体颗粒物。
它通过过滤或者静电除尘等方法,将烟气中的灰尘和颗粒物去除,保护环境。
二、锅炉的工作特性1. 热效率高:锅炉的热效率是衡量锅炉性能的重要指标之一。
热效率高意味着锅炉能够更有效地利用燃料产生热能。
现代高效锅炉的热效率可以达到90%以上。
2. 稳定可靠:锅炉在工作过程中需要保持稳定的燃烧和热交换。
稳定可靠的锅炉能够提供稳定的热能输出,满足工业生产和生活的需求。
3. 调节性能好:锅炉需要根据实际需要进行热负荷的调节。
调节性能好的锅炉能够快速响应负荷变化,并保持稳定的工作状态。
一.名词解释1.自然循环锅炉:蒸发受热面内的工质,依靠下降管中的水与上升管中的汽水混合物之间的密度差所产生的压力差进行循环的锅炉。
2.直流锅炉:给水靠给水泵的压头,一次通过锅炉各受热面产生蒸汽的锅炉。
3.强制循环锅炉:蒸发受热面内的工质,除了依靠水与汽水混合物的密度差以外,主要依靠锅水循环泵的压头进行循环的锅炉。
4.控制循环锅炉:在水冷壁上升管的入口处加装了节流圈的强制循环锅炉。
5.层燃炉:燃料在锅炉中的三种燃烧方式为层状燃烧、沸腾式燃烧、悬浮式燃烧。
层状燃烧就是将燃料置于固定或移动的炉排上,形成均匀的、有一定厚度的燃料层,空气从炉排底部通入,通过燃料层进行燃烧反应,采用层状燃烧的锅炉叫层燃炉。
6.流化床锅炉:流化床燃烧方式就是燃料颗粒在大于临界风速(由固定床转化为流化床的风速)的空气流速作用下,在流化床上呈流化状态的燃烧方式。
采用流化床燃烧方式的锅炉称为流化床锅炉。
7.煤粉炉:将煤磨制成煤粉,然后送入锅炉炉膛中燃烧,这种锅炉便是煤粉炉。
8.锅炉效率:锅炉效率是指锅炉有效利用热与单位时间内所消耗燃料的输入热量的百分比。
9.锅炉净效率:指扣除了锅炉机组运行时的自用能耗(热耗和电耗)以后的锅炉效率。
10.余热锅炉:指利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的余热及其可燃物质燃烧后产生的热量把水加热到一定工质的锅炉。
11.火管锅炉: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。
火管锅炉又称锅壳式锅炉。
12.水管锅炉:所谓水管锅炉就是水、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。
13.温室气体:温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射,并重新发射辐射的一些气体,如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。
它们的作用是使地球表面变得更暖,类似于温室截留太阳辐射,并加热温室内空气。
14.省煤器:是为了是给水在进入汽包先在尾部烟道吸收烟气热量,以降低排烟温度,提高锅炉效率,节约燃煤量,所以称为省煤器。
锅炉过热器原理
锅炉过热器是锅炉系统中的一个重要组件,通常位于锅炉的炉膛之后,用于将水蒸汽加热至高温高压状态,以提供给汽轮机或其他热能设备使用。
锅炉过热器的工作原理基于传热学和热力学的基本原理。
当燃烧炉燃烧燃料,并通过锅炉的炉膛产生燃烧产物时,燃烧产物与壁管上的水蒸汽进行对流和辐射传热。
过热器中的壁管通常由高温合金钢或不锈钢制成。
水蒸汽在管内流动,而燃烧产物围绕着每个壁管流过。
这种水蒸汽和燃烧产物之间的热量传递方式可以分为两种:对流传热和辐射传热。
在对流传热过程中,燃烧产物周围的分子和水蒸汽之间会发生碰撞并传递热量。
这种传热方式在过热器中起主导作用。
此外,辐射传热是指热辐射通过能量传递,而不需要物质之间的接触。
燃烧产物和壁管之间的辐射传热通常是通过燃烧产物的高温和壁管表面的温度差来实现的。
在过热器中,燃烧产物中的热量通过对流和辐射的传递方式,逐渐传递给内部的水蒸汽。
这使得水蒸汽的温度和压力不断升高,直至达到设计要求。
同时,过热器还具有防止锅炉过热的重要作用。
当过热器中的水蒸汽温度超过设计温度时,过热器会自动控制燃烧产物的通量,通过增加冷却水的流量和温度,来降低过热器的温度。
总体而言,锅炉过热器通过对燃烧产物和水蒸汽之间的传热,使水蒸汽达到高温高压状态,以满足高温高压蒸汽所需的工业和能源领域的应用。
锅炉的构成及工作原理锅炉是一种重要的热能转换设备,广泛应用于工业、建筑、供暖、制造等领域。
锅炉的主要功能是将燃料热值转化为蒸汽或热水,供给各种设备使用。
本篇文档将详细介绍锅炉的构成和工作原理。
一、锅炉的构成锅炉是由多个部分组成的,常见的锅炉主要由以下几个部分组成:1.炉膛:炉膛是锅炉的核心部件,也是热能转换的主要场所。
其由锅炉壳体和砖石材料构成,炉膛内燃料燃烧释放的热量被进一步加热,产生高温烟气,经过烟道排出锅炉。
2.水冷壁:水冷壁是锅炉的主要换热部件之一,用于将炉膛内产生的高温烟气换热给水,同时水也起到冷却炉膛的作用。
3.排污器:排污器是指锅炉中用于排放废水的设施,主要由泄水阀和排污阀组成,用于清洗锅炉内部的杂物。
4.汽包:汽包是锅炉中用于储存蒸汽的设施,主要由水位计、水位控制阀、底部放水阀等组成。
5.过热器:过热器是锅炉的重要换热设备,其主要功能是将锅炉中产生的饱和蒸汽加热至高温干燥状态,并送入蒸汽轮机产生动力。
6.空预器:空气预热器,主要用于将锅炉烟气中的余热用于热力循环,提高锅炉的热效率。
二、锅炉的工作原理1.燃料的燃烧:锅炉启动后通过自动或人工点火将燃料点燃。
燃料通过燃气进风机送入炉膛中,在空气的氧化作用下发生燃烧,并产生高温的烟气。
烟气中的热能被转移到炉外的水冷壁上,加热水成蒸汽。
2.蒸汽的产生:产生的蒸汽通过上升管进入汽包,进而储存在汽包中。
随着蒸汽的产生,水位会不断降低,此时水位控制阀会向锅炉中注入新的水。
3.蒸汽的超温:在蒸汽产生后,通过过热器对蒸汽进行加热,使蒸汽处于干燥状态。
过热后的蒸汽通过管道输送到蒸汽轮机,产生动力。
4.烟气排放:燃料燃烧后产生的烟气通过锅炉壳体中的烟道排放出去。
5.理化循环:锅炉中的水不断循环,通过机械泵送回炉膛,进行新一轮的循环。
三、锅炉的使用注意事项1.锅炉的日常检查:锅炉应每周定期检查,包括检查烟道和抽出器清洁情况、燃气温度、壳体温度等。
2.锅炉的安全问题:锅炉在运行过程中应定期检查锅炉的安全阀、水位计和自动控制系统是否正常运行。
电厂锅炉工作原理电厂锅炉是发电厂三大主要设备中重要的能量转换设备。
它的作用是将燃料的化学能转变为热能,并利用热能加热锅内的水使之成为具有足够数量和一定质量(汽温、汽压)的过热蒸汽,供汽轮机使用。
现在火力发电厂的锅炉容量大、参数高、技术复杂、机械化和自动化水平高,所以燃料主要是煤,并且煤在燃烧之前先制成煤粉,然后送入锅炉在炉膛中燃烧放热。
概括地说,锅炉是主要工作过程就燃料的燃烧、热量的传递、水的加热与汽化和蒸汽的过热等。
整个锅炉由锅炉本体和辅助设备两部分组成。
锅炉本体:锅炉本体是锅炉设备的主要部分,是由“锅”和“炉”两部分组成的。
“锅”是汽水系统,它主要任务是吸引收燃料放出的热量,使水加热、蒸发并最后变成具有一定参数的过热蒸汽。
它由省煤器、汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器和再热器等设备及其连接管道和阀门组成。
(1) 省煤器。
位于锅炉尾部垂直烟道,利用烟气余热加热锅炉给水, 降低排烟温度,提高锅炉效率,节约燃料。
(2) 汽包。
位于锅炉顶部,是一个圆筒形的承压容器,其下是水,上部是汽,它接受省煤器的来水,同时又与下降管、联箱、水冷壁共同组成水循环回路。
水在水冷壁中吸热而生成的汽水混合物汇集于汽包,经汽水分离后向过热器输送饱和蒸汽。
(3) 下降管。
是水冷壁的供水管道,其作用是把汽包中的水引入下联箱再分配到各个水冷管中。
分小直径分散下降管和大直径集中下降管两种。
小直径下降管管径小,对水循环不利。
(4) 水冷壁下联箱。
联箱主要作用是将质汇集起来,或将工质通过联箱通过联箱重新分配到其它管道中。
水冷壁下联箱是一根较粗两端封闭的管子,其作用是把下降管与水冷壁连接在一起,以便起到汇集、混合、再分配工质的作用。
(5) 水冷壁。
位于炉膛四周,其主要任务是吸收炉内的辐射热,使水蒸发,它是现代锅炉的主要受热面,同时还可以保护炉墙。
(6) 过热器。
其作用是将汽包来的饱和蒸汽加热上成具有一定温度的过热蒸汽。
(7) 再热器。
其作用是将汽轮机中做过部分功的蒸汽再次进行加热升温,然后再送到汽轮机中继续做功。
1、锅炉工作原理锅炉工作原理一、基本概念什么是锅炉利用燃料燃烧释放的热能或其他热能加热水或其他工质,以生产规定参数(温度、压力)和品质的蒸汽、热水或其他工质的设备。
锅炉是一种能量转换设备,向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式,而经过锅炉转换,向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。
锅的原义指在火上加热的盛水容器,炉指燃烧燃料的场所,锅炉包括锅和炉两大部分。
锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能,也可通过蒸汽动力装置转换为机械能,或再通过发电机将机械能转换为电能。
提供热水的锅炉称为热水锅炉,主要用于生活,工业生产中也有少量应用。
产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉,常简称为锅炉,多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。
锅炉是一种利用燃料燃烧后释放的热能或工业生产中的余热传递给容器内的水,使水达到所需要的温度(热水)或一定压力蒸汽的热力设备。
它是由“锅”(即锅炉本体水压部分、吸热的部分称为锅)、“炉”(即燃烧设备部分、产生热量的部分称为炉)、附件仪表及附属设备构成的一个完整体。
例如水冷壁、过热器、省煤器等吸热的部分可以看成是锅;而炉膛、燃烧器、燃油泵,送、引风机可以看成是炉。
锅炉在“锅”与“炉”两部分同时进行,水进入锅炉以后,在汽水系统中锅炉受热面将吸收的热量传递给水,使水加热成一定温度和压力的热水或生成蒸汽,被引出应用。
在燃烧设备部分,燃料燃烧不断放出热量,燃烧产生的高温烟气通过热的传播,将热量传递给锅炉受热面,而本身温度逐渐降低,最后由烟囱排出。
锅炉的主要工作过程:1) 燃料燃烧过程:层燃:煤?煤斗?炉排—(完成燃烧)?高温烟气2) 烟气向工质传热过程:高温烟气—(辐射)?水冷壁—(辐射对流)?凝渣管—(辐射对流)?过热、再热管—(对流)?省煤器—(除尘脱硫)?低温烟气排向大气3) 工质的加热汽化过程:给水(系统用水补给水)?给水箱?泵?省煤器?锅筒—(下降管)?下集箱?水冷壁管束—(辐射对流汽水混合物)?分离器?饱和蒸汽?过热器?过热蒸汽?用户参数是表示锅炉性能的主要指标,包括锅炉容量、蒸汽压力、蒸汽温度、给水温度等.锅炉容量可用额定蒸发量或最大连续蒸发量来表示。
锅炉过热器和再热器课件过热器1.设备概述本炉过热器由顶棚过热器、包覆过热器、低温过热器、前屏辐射式过热器和末级过热器五个部分组成,现场布置情况如下:1.1顶棚过热器:布置在炉膛及水平烟道的顶部。
因其吸热量很小,故其主要作用是构成轻型平炉顶顶棚过热器由232根管及进出口联箱组成,管子中63.5x5.7,平均节距115mm,管长18697mm,顶棚管自顶棚过热器入口联箱引出,从炉膛前墙顶部呈水平方向并延伸至再热器之后的顶棚过热器出口联箱(即包覆管过热器入口联箱)。
顶棚管及其敷设炉墙的重量由进出口联箱及设置在管段中间的吊杆来承受,经吊杆及与之相连接的吊杆将其传至锅炉横梁上。
1.2包覆管过热器:是布置在锅炉转向室顶部和竖井烟道四周的贴墙管,因其吸热量很小,其作用主要在于简化烟道部分炉墙,将包覆管过热器悬吊在炉顶梁上,在包覆管上敷设炉墙,可以简化炉墙结构,并减轻炉墙重量。
包覆管过热器由出入口联箱以及转向室顶部包覆管、前后墙包覆管(均为232根,节距为115mm)以及两侧墙包覆管组成,管子规格为①64.5x4.5,节距为115mm。
包覆管过热器进口联箱横卧在转向室顶部的入口部位,标高55627mm o顶棚过热器出来的一部分蒸汽经与入口联箱相连的单排对流管束引入前包覆管。
对流管束构成了水平烟道和尾部烟道的结合面。
对流管束管径为,管节距为230mm o一部分蒸汽顺着顶棚管的流动方向进入转向室顶部包覆管,蒸汽在右后墙改变方向进入后墙包覆管,将蒸汽引入包覆管出口环行联箱;另一部分由入口联箱引出的侧包墙连通管将蒸汽引入两侧包墙管后进入包覆管出口环行联箱,即低温省煤器入口联箱;所有包覆管过热器均通过联箱及其所连接的吊杆悬吊在炉顶梁上。
1.3低温过热器:由蛇行管及其进出口联箱组成。
蛇行管沿竖井高度分为三段:入口段和中间段管组采用逆流水平布置,中间留有1150mm的检修空间;出口管段的管组采用立式顺流布置;全部管子均为平行顺列布置。