锅炉原理第1章绪论

锅炉原理精品课程第一章：锅炉基本概念和分类1.1 锅炉的定义及作用锅炉是一种将液体（水）加热转化为蒸汽或热水的设备，常用于供暖、发电和工业生产等领域。

它能够通过燃烧燃料释放的热能，将水加热到饱和温度或超饱和温度，从而产生蒸汽或热水供应给其他设备或系统使用。

1.2 锅炉的分类及特点根据工作原理和结构特点，锅炉可分为循环流化床锅炉、流化床锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电锅炉等多种类型。

不同类型的锅炉在燃料、热效率、使用环境等方面有着各自的特点。

第二章：燃烧过程及燃料选择2.1 燃烧过程及要素燃烧是指燃料与氧气在适当的温度和压力条件下发生的氧化反应。

燃烧过程包括点火、燃烧和燃尽三个阶段。

点火是指将燃料加热到其自燃温度，使其自行燃烧；燃烧是指燃料与氧气在一定的温度和压力下发生氧化反应，释放出热能；燃尽是指燃料完全燃烧，生成二氧化碳和水等无害物质。

2.2 燃料的选择原则在选择锅炉燃料时，需要考虑燃料的能量密度、供应可靠性、环境影响、成本等因素。

常用的锅炉燃料包括燃煤、燃油、天然气、生物质等。

不同燃料的选择应根据实际情况进行综合考量。

第三章：锅炉热传递和热效率3.1 热传递的基本原理锅炉中的热传递主要通过辐射、对流和传导三种方式进行。

辐射是指热能以电磁波的形式传递；对流是指热能通过液体或气体的流动传递；传导是指热能通过物质内部分子之间的碰撞传递。

3.2 热效率的计算和提高锅炉的热效率是指燃料转化为有效热量的比例，通常以百分比表示。

提高锅炉的热效率可以通过改善燃烧过程、优化锅炉结构、加强热传递等方式实现。

合理选择锅炉燃料、提高燃料的利用率、改善烟气排放等措施也能有效提高锅炉的热效率。

第四章：锅炉控制及安全保护4.1 锅炉控制系统锅炉控制系统包括自动控制、调节和保护等功能。

自动控制系统能够根据锅炉负荷和运行状态自动调节燃料供给、风量、水位等参数，以实现稳定的锅炉运行。

调节系统能够根据负荷变化及时调整锅炉运行参数，以满足不同负荷的需求。

锅炉原理第一章 绪论一、锅炉的组成1.主体：锅+炉。

（汽包、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空气预热器、燃烧器、及其连接管道、构架、炉墙组成的整体。

）2.辅助：燃料供应系统、煤粉制备系统、给水系统、通风系统、出灰除尘系统、水处理系统、测量及控制系统、脱硫系统、脱硝系统。

<考点：判断设备归属>二、工作原理1.汽水系统：2.燃烧系统：三、锅炉的分类1、按用途分：电站锅炉、工业锅炉（pmax=2.45MPa 、65t/h)、热水锅炉。

2、按容量分目前分：大（>300MW 、1000t/h ）；中（50－100MW 、220－410t/h ）；小（<50MW 、220t/h ）。

3、按锅炉蒸汽压力分（见p.4）（表压）：低压（<2.45MPa ）——工业锅炉；中压（2.94－4.9MPa ）；高压（7.84－10.8MPa ）；超高压（11.8－14.7MPa ）；亚临界压力（15.7－19.6）（> 300MW ）；超临界压力（绝对压力>临界压力22.1MPa ）（>300MW ）。

4、按锅炉燃烧方式分：层燃炉——链条炉（p.5）；室燃炉——煤粉锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉；流化床（沸腾炉）——FBC （第一代鼓泡床）、CFBC （第二代）（p.6，7）。

5、按蒸发受热面内工质流动方式分：自然循环锅炉——靠水和汽水混合物比重差循环；强制循环锅炉——靠循环泵的压头进行循环（下降管中；直流锅炉——靠给水泵压头一次产汽。

复合循环锅炉——直流炉+强制炉 。

6、按锅炉排渣的相态分：固态排渣；液态排渣。

7、按锅炉燃烧室内压力分（炉膛出口烟气静压）：负压燃烧锅炉（<大气压力）；压力燃烧锅炉（>大气压力）；微正压燃烧锅炉（1.96－4.92MPa ＝200－500mmH2O ）。

第二章 锅炉受热面一、锅炉受热面的组成汽水系统（水冷壁；过热器；再热器；省煤器）；风烟系统（空气预热器）。

第一章：绪论1、计算1台1025t/h 亚临界压力自然循环锅炉的年耗煤量、灰渣排放量。

已知，锅炉每年的运行小时数为6000h ，每小时耗煤128t ，煤的收到基灰分为A ar =8%。

答：解：（1）每年的煤耗量Ba=6000×128=76.8×104×8/100=6.144×104（t/a ）（2）每年的灰渣（飞灰、沉降灰、底渣之和）排放量44hz 876.810 6.14410(/)100100ar aA MB t a ==⨯⨯=⨯ 计算结果分析与讨论：（1）燃煤锅炉是一种煤炭消耗量很大的发电设备。

（2）1台300MW 机组每年排放的灰渣总量达到6.144万t ，应当对电厂燃煤锅炉排放的固体废弃物进行资源化利用，以便降低对环境的污染。

2、分析煤粉炉传热过程热阻的主要构成及提高煤粉炉容量的技术瓶颈。

答：传热系数的倒数2111()()()g m h K δδδαλλλα=++++ 其中，蒸汽或者水侧的对流放热系数α2=2000~4000W/(m2•K)，烟气侧的对流放热系数α1=50~80W/(2m •K)。

导热热阻相对较小，可以忽略不计。

因此锅炉的主要热阻出现在烟气侧。

要提高锅炉的容量，必须设法增加烟气侧的对流换热系数或者受热面面积。

煤粉炉提高容量的技术瓶颈就是烟气侧对流放热系数太小。

3、分析随着锅炉容量增加，锅炉给水温度提高的原因。

答：（1）锅炉的容量越大（即蒸汽流量D 越大），水蒸气的压力就会越高。

根据水的热力学性质，压力越高，水的饱和温度越高。

（2）为了保证水冷壁的系热量主要用于蒸发，而不是用于未饱和水的加热。

进入水冷壁的水的温度与对应压力下的饱和温度之间的差值基本上是常数。

（3）水在省煤器中吸热提高温度基本上是常数。

（4）综合分析（1）、（2），随着锅炉容量增加、水蒸气的压力就会提高。

来自省煤器出口的水与未饱和温度之间的差值等于常数，因此省煤器出口的水温会随着锅炉的容量的提高而提高，有因为水在省煤器中吸热提高温度基本上是常数，所以省煤器的入口水温，即给水温度随着锅炉容量的提高而提高。

电厂锅炉原理第一章 绪论一、名词解释1.锅炉的主要参数：锅炉容量（锅炉的蒸发量，是指每小时所产生的蒸汽量）蒸汽参数（锅炉出口处的压力和温度）给水温度（给水灾省煤器入口处的温度）2.锅炉额定蒸发量：蒸汽锅炉在额定蒸汽参数，额定给水温度，使用设计燃料并保证效率是多规定的蒸汽产量。

二、填空题1.会理发电厂的三大主要设备为锅炉、汽轮机、发电机。

三、判断题1.电站锅炉燃烧的煤粉是由磨煤机制成的。

（√）四、问答题1.电站锅炉本体由哪些部件组成？答：其组成主要包括“炉”和“锅”两部分。

“炉”主要包括炉膛、燃烧器、空气预热器、烟道和钢架等。

“锅”主要包括汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器和省煤器等受热面。

2.多大机组陪多大锅炉？30万机组配1000t/h ，60万机组配2000t/h 。

3.火力发电厂中存在几次能量转换？各在什么设备中完成？答：火力发电厂存在着三次能量转换，其中在锅炉中燃烧的化学能转化为蒸汽的热能，在汽轮机中蒸汽的热能转化为轴的机械能，在发电机中的机械能转化为电能。

第二章 锅炉燃料一、名词解释1.高位发热量gr Q ：单位量燃料完全燃烧，而燃烧产物中的水蒸汽全部凝结成水时所放出的全部热量，称为燃料的高位发热量。

低位发热量net Q ：单位燃料完全燃烧，而燃烧产物中的水蒸汽全部保持蒸汽状态时所放出的全部热量。

2.标准煤：规定收到基低位发热量net Q =29270kJ/kg 的煤。

3.折算成分：指燃料对应于每4182kJ/kg 收到基低位发热量的成分。

4.煤灰熔融性：在规定条件下随加热温度的变化灰的变形、软化、流动等物理状态的变化特性。

5.灰熔点：是固体燃料中的灰分，达到一定温度以后，发生变形，软化和熔融时的温度。

二、填空题1.煤的元素分析法测定煤的组成成分有C 、H 、O 、N 、S 、M （水分）、A （灰分），其中C 、H 、S 是可燃成分，S 、M 、A 是有害成分。

2.煤的工业分析成分有水分、挥发分、固定碳和灰分。

第1章绪论锅炉构成：锅炉本体（燃烧系统、汽水系统）和辅助设备。

锅炉的工作过程：锅炉内部同事进行着燃料燃烧、烟气想工质传热、工质受热汽化三过程。

锅炉分类：用途生活，工业，电站蒸汽压力低压锅炉（出口蒸汽压<=2.45）、中压锅炉（表压2.94-4.9）、高压锅炉（7.84-10.8）、超高压锅炉（11.8-14.7）、亚临界压力锅炉（15.7-19.6）、超临界压力锅炉（24.0-28.0）、超超临界机组（表压28.0以上，或主蒸汽温度和再热蒸汽温度为593℃以上）。

锅炉主要形式：层燃燃烧锅炉、循环流化床锅炉、自然循环锅炉、控制循环锅炉、超临界直流锅炉、预热锅炉、导热油锅炉。

锅炉额定蒸发量：锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度和使用设计燃料，并保证热效率是的蒸发量。

锅炉最大连续蒸发量：锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度和使用设计燃料，长期连续运行是所能达到的最大蒸发量。

热效率（锅炉效率一般指锅炉热效率）有效利用的热量Q1与燃料输入热量Qr的百分比锅炉净效率：有效利用热量Q1与燃料输入热加锅炉自用热耗和锅炉辅助设备消耗功率之比。

第2章锅炉燃料1. 煤的元素分析成分2. 煤的工业分析成分3. 燃料的发热量的三种表示方法：弹筒发热量、高位发热量和低位发热量。

4. 折算成分5. 煤的工业分类6. 煤灰熔性7. 灰熔性地狱锅炉影响8. 常用液体燃料第3章燃料燃烧计算及锅炉平衡理论空气量：1kg（或标况下1m3）燃料完全燃烧且燃烧产物中又没有氧气存在时所需的空气量。

实际空气量：一般燃烧设备很难保证氧气和燃料完全燃烧，通常实际空气量大于理论空气量。

空气系数：实际空气量与理论空气量之比。

完全燃耗时烟气成分：CO2、SO2、N2、H2O。

烟气分析方法：化学吸收法、色谱分析法、红外吸收法、电化学传感器法。

实际燃烧温度：实际燃烧过程中，烟气可能达到的温度。

理论燃烧温度：绝热条件下完全燃烧，不考虑对外做功时，烟气可能达到的最高温度。