鍋爐及鍋爐房設(shè)備培訓(xùn)教材

鍋爐及鍋爐房設(shè)備龐鳳皎第一章鍋爐與鍋爐房設(shè)備的基本知識第一節(jié)概述鍋爐及鍋爐房設(shè)備的任務(wù)它的本質(zhì)是熱源。安全可靠、經(jīng)濟(jì)有效地把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，進(jìn)而將熱能傳遞給水，以產(chǎn)生熱水或蒸汽。分類1.按用途分類電站鍋爐：用于發(fā)電，大多為大容量、高參數(shù)鍋爐，火室燃燒，效率高，出口工質(zhì)為過熱蒸汽。工業(yè)鍋爐（供熱鍋爐）：用于工業(yè)生產(chǎn)和采暖，大多數(shù)為低壓、低溫、小容量鍋爐，火床燃燒居多，熱效率較低，出口工質(zhì)為蒸汽的稱為蒸汽工業(yè)鍋爐，出口工質(zhì)為熱水的稱為熱水鍋爐。船用鍋爐機(jī)車鍋爐注汽鍋爐：用于油田對稠油的注汽熱采，出口工質(zhì)一般為高壓濕蒸汽。2.按結(jié)構(gòu)分類火（煙）管鍋爐：煙氣在火管內(nèi)流過，一般為小容量、低參數(shù)鍋爐，熱效率低，但結(jié)構(gòu)簡單，水質(zhì)要求低，運(yùn)行維修方便。（干背、濕背）水管鍋爐：汽水在管內(nèi)流過，可以制成小容量，低參數(shù)鍋爐，也可以制成大容量、高參數(shù)鍋爐。3.按循環(huán)方式分類（自然循環(huán)、強(qiáng)制循環(huán)）自然循環(huán)鍋筒鍋爐多次強(qiáng)制循環(huán)鍋筒鍋爐低倍率循環(huán)鍋爐直流鍋爐復(fù)合循環(huán)鍋爐4.按鍋爐出口工質(zhì)壓力分類低壓鍋爐：一般壓力小于1.275MPa中壓鍋爐：一般壓力為3.825MPa高壓鍋爐：一般壓力為9.8MPa超高壓鍋爐：一般壓力為13.73MPa亞臨界壓力鍋爐：一般壓力為16.67MPa超臨界壓力鍋爐：一般壓力為22.13MPa5.按燃燒方式分類火床燃燒鍋爐（層燃爐）：主要用于工業(yè)鍋爐，包括固定爐排爐、往復(fù)爐排爐等。火室燃燒鍋爐（室燃爐）：主要用于電站鍋爐，燃用液體燃料、氣體燃料和煤粉的鍋爐均為火室燃燒鍋爐。沸騰爐：送入爐排空氣流速較高，使大顆粒燃煤在爐排上面的沸騰床中翻騰燃燒，小顆粒燃煤隨空氣上升并燃燒。6.按所用燃料或能源分類固體燃料鍋爐：燃用煤等固體燃料；液體燃料鍋爐：燃用重油等液體燃料；氣體燃料鍋爐：燃用天然氣等氣體燃料；余熱鍋爐：利用冶金、石油化工等工業(yè)的余熱作熱源；原子能鍋爐：利用核反應(yīng)堆所釋放熱能作為熱源的蒸汽發(fā)生器；廢熱鍋爐：利用垃圾、樹皮、廢液等廢料作為燃料的鍋爐；其它能源鍋爐：利用地?zé)?、太陽能等能源的蒸汽發(fā)生器或熱水器。7.按排渣方式分類固態(tài)排渣鍋爐液態(tài)排渣鍋爐8.按爐膛煙氣壓力負(fù)壓鍋爐：爐膛壓力保持負(fù)壓，有送、引風(fēng)機(jī)，是燃煤鍋爐主要型式；微正壓鍋爐：爐膛表壓2—5KPa，不需引風(fēng)機(jī)，易于低氧燃燒；9.按鍋筒布置分類鍋爐鍋筒數(shù)一般為一個或兩個，鍋筒可縱置或橫置布置，現(xiàn)代鍋筒型電站鍋爐都采用單鍋筒型式，工業(yè)鍋爐采用單鍋筒或雙鍋筒型式。10.按爐型分類鍋爐爐型很多，有倒U型、塔型、箱型、T型、U型、N型、L型、D型、A型等。D型、A型用于工業(yè)鍋爐，其它爐型一般用于電站鍋爐。11.按鍋爐房型式分類鍋爐可作露天、半露天、室內(nèi)、地下或洞內(nèi)布置，工業(yè)鍋爐一般采用室內(nèi)布置，電站鍋爐主要采用室內(nèi)半露天或露天布置。12.按鍋爐出廠型式分類可分為快裝鍋爐、組裝鍋爐和散裝鍋爐；小型鍋爐可采用快裝型式，電站鍋爐一般為組裝或散裝。內(nèi)容鍋爐工作過程的基本理論和鍋爐房設(shè)計(jì)的計(jì)算基礎(chǔ)和基本方法。本門課程主要講授章節(jié)：1，12，5，10，8，11(2，3，9).目的通過本課程的學(xué)習(xí)，具有鍋爐房工藝設(shè)計(jì)以及運(yùn)行管理的初步能力。第五節(jié)鍋爐房設(shè)備的組成鍋爐本體鍋爐：汽鍋、爐子附加受熱面：蒸汽過熱器，省煤器，空氣預(yù)熱器省煤器和空氣預(yù)熱器稱為尾部受熱面。20t以下的鍋爐無空氣預(yù)熱器，蒸汽過熱器只在生產(chǎn)工藝上有要求時設(shè)置，一般較少設(shè)置蒸汽過熱器；而省煤器則是大多設(shè)置的受熱面。鍋爐房的輔助系統(tǒng)汽水系統(tǒng)熱水系統(tǒng)蒸汽系統(tǒng)送、引風(fēng)系統(tǒng)（單獨(dú)配置）運(yùn)煤除渣系統(tǒng)計(jì)量、監(jiān)測、自動控制鍋爐的構(gòu)造和工作過程鍋爐的基本構(gòu)造（圖1-1，圖1-3）汽鍋:鍋筒、管束、水冷壁、集箱、下降管（一個封閉的汽水系統(tǒng)）。爐子：煤斗、爐排、爐膛、除渣板、送風(fēng)裝置等（燃燒設(shè)備）。工作過程燃料的燃燒過程、煙氣向水的傳熱過程和水的受熱、汽化過程，三個過程同時進(jìn)行。燃料的燃燒過程煤—煤斗——爐排——爐內(nèi)——灰渣——除渣板——灰渣斗空氣——空氣預(yù)熱器——風(fēng)倉——爐排面——煙氣定義：燃料在爐內(nèi)（燃燒室內(nèi)）燃燒生成高溫?zé)煔?，并排出灰渣的過程高溫?zé)煔饨o煤斗燃料（煤）→爐排面（燃燒室）→除渣板（入灰渣斗）

空氣在一定的燃燒燒設(shè)備內(nèi)，正常燃燒應(yīng)具備的條件：

高溫環(huán)境

必需的空氣量及空氣與燃料的良好混合

燃料的供應(yīng)及灰渣和煙氣的排放煙氣向水（汽等工質(zhì)）的傳熱過程輻射輻射+對流對流高溫?zé)煔狻浔冢ㄝ椛鋼Q熱）————向爐膛上方流動——蒸汽過熱器——對流管束——尾部煙道（省煤器、空氣預(yù)熱器）——除塵——引風(fēng)機(jī)——煙囪水的受熱汽化過程給水：水——省煤器——汽鍋2）水循環(huán)：汽鍋——下降管——下集箱——水冷壁——汽鍋3）汽水分離

鍋爐的基本特性蒸發(fā)量、熱功率蒸發(fā)量：鍋爐每小時產(chǎn)生的蒸汽量，表征鍋爐容量的大小，用D表示，單位t/h.額定熱功率表征鍋爐容量，用Q表示，單位MW。簡單換算關(guān)系：1t/h=0.7MW.蒸汽（熱水）參數(shù)鍋爐的蒸汽參數(shù)：鍋爐出口處的蒸汽壓力P，溫度t。飽和蒸汽：P；過熱蒸汽P，t;熱水P，。受熱面蒸發(fā)率、受熱面發(fā)熱率蒸汽鍋爐：受熱面蒸發(fā)率D/H。熱水鍋爐：受熱面發(fā)熱率Q/H。鍋爐的熱效率鍋爐的金屬耗率及耗電率應(yīng)綜合考慮鍋爐的熱效率、鍋爐的金屬耗率及耗電率。鍋爐型號及參數(shù)系列鍋爐的型號型號的第一部分表示鍋爐和燃燒設(shè)備的形式。共分三段，第一段用兩個漢語拼音字母代表鍋爐總體形式(見表1—1)；第二段用一個漢語拼音字母代表燃燒設(shè)備(見表1—2)；第三段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示蒸汽鍋爐額定蒸發(fā)量為若干t／h或熱水鍋爐額定熱功率為若干MW。各段應(yīng)連續(xù)書寫，互相銜接。鼓泡流化床燃燒F；循環(huán)流化床燃燒X。型號的第二部分表示介質(zhì)參數(shù)。共分兩段，中間以斜線相連。第一段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示額定蒸汽壓力或允許工作壓力為若干MPa；第二段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示過熱蒸汽溫度或熱水鍋爐的進(jìn)、出水溫度為若干℃。蒸汽溫度為飽和溫度時，型號的第二部分無斜線和第二段。型號的第三部分表示燃料種類。以漢語拼音字母代表燃料種類，同時以羅馬數(shù)字代表燃料品種分類，并與其并列(見表1－3)。如同時使用幾種燃料，則主要燃料應(yīng)放在前面。對于汽水(熱水、開水)兩用或三用鍋爐，似鍋爐主要功能來編制產(chǎn)品型號，銘牌上用中文說明。參數(shù)系列第十二章鍋爐房設(shè)計(jì)及汽水系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和方法鍋爐房設(shè)計(jì)的一般原則符合有關(guān)基本建設(shè)的方針政策、能源政策；遵守《鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范》，有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。如《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、《熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、《工業(yè)鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》和《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》等。根據(jù)城市或單位的總體規(guī)劃，對鍋爐房進(jìn)行設(shè)計(jì)。鍋爐房設(shè)計(jì)程序和方法鍋爐房的整體設(shè)計(jì)，包括工藝設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、水、暖、電、自動控制及儀表設(shè)計(jì)，本專業(yè)所從事的設(shè)計(jì)工作是鍋爐房的工藝設(shè)計(jì)。鍋爐房的工藝設(shè)計(jì)，可按初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)三個階段進(jìn)行。現(xiàn)在一般趨向于按初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)兩個階段進(jìn)行。鍋爐房容量及鍋爐選擇一、鍋爐房容量的確定1．鍋爐房最大熱負(fù)荷的確定式中：——分別為生產(chǎn)工藝、采暖、通風(fēng)、生活用熱負(fù)荷，t/h；K——供熱管網(wǎng)熱損失及鍋爐自用汽的利用系數(shù)，K=1.1~1.2，取1.05；K1——生產(chǎn)工藝用熱負(fù)荷的利用系數(shù)，一般取K1=0.7~0.9；K2,K3——為采暖、通風(fēng)用熱負(fù)荷的利用系數(shù)，取K2=1.0,K3=0.7~1.0；K4——日常生活用熱負(fù)荷的利用系數(shù)，取K4=0.5。2.鍋爐房平均熱負(fù)荷的確定t/h其中：采暖（通風(fēng)）平均熱負(fù)荷的確定： t/h3．鍋爐全年熱負(fù)荷的確定 式中：——分別為一年生產(chǎn)工藝、采暖、通風(fēng)、生活用熱小時數(shù)。其中采暖熱負(fù)荷：MW二、供熱介質(zhì)和參數(shù)的選擇蒸汽、熱水參數(shù)滿足用戶用熱參數(shù)和合理用熱的要求，但不宜使鍋爐的額定出口壓力和溫度與用戶使用的壓力火熱溫度相差過大。三、鍋爐型號和臺數(shù)（備用、平均熱負(fù)荷）1．鍋爐型號1）根據(jù)熱用戶的要求及特點(diǎn)確定鍋爐型號首先滿足供熱負(fù)荷的需要，選用介質(zhì)、參數(shù)及供熱管線的介質(zhì)壓力及溫降的考慮。2）同一鍋爐房內(nèi)盡可能采用系統(tǒng)類型、容量的鍋爐，以利于設(shè)計(jì)、施工、安裝和運(yùn)行管理（熱用戶的特殊要求除外）。3）對專供采暖的鍋爐房宜選用熱水鍋爐。2．燃燒設(shè)備1）就近取材，保護(hù)環(huán)境2）

高效、清潔燃燒設(shè)備3）能適應(yīng)熱負(fù)荷變化，自動化程度高、電耗金屬耗量低的設(shè)備3．經(jīng)濟(jì)性問題1）

選用燃燒效率高和熱效率高的鍋爐2）

選用投資和運(yùn)行管理費(fèi)用低的鍋爐3）

選用熱負(fù)荷調(diào)節(jié)方便的鍋爐4．鍋爐臺數(shù)1）

鍋爐房鍋爐總臺數(shù)的確定，應(yīng)按所有鍋爐在額定蒸發(fā)量運(yùn)行工作時，能滿足最大熱負(fù)荷為原則來考慮；2）同一鍋爐房，新建時不宜超過五臺，改擴(kuò)建不宜超過七臺；3）當(dāng)熱負(fù)荷一年中變化較大時，主要以調(diào)整運(yùn)行鍋爐臺數(shù)的方法來適應(yīng)負(fù)荷變化，從而使運(yùn)行的鍋爐接近額定蒸發(fā)量下工作。5．熱備用第三節(jié)鍋爐房的布置一、鍋爐房的區(qū)域布置1．鍋爐房位置力求布置在供熱比較集中的地區(qū)；2．鍋爐房位置力求布置在便于燃料的儲運(yùn)和灰渣的排放的地區(qū)3．應(yīng)有利于環(huán)境保護(hù)，應(yīng)有利于自然通風(fēng)和采光；4．應(yīng)符合《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范等5．鍋爐房的位置應(yīng)根據(jù)遠(yuǎn)期規(guī)劃，在擴(kuò)建端宜留有余地；6．區(qū)域鍋爐房位置的選擇，除應(yīng)符合上述規(guī)定外，尚應(yīng)根據(jù)區(qū)域的供熱規(guī)劃，城市發(fā)展規(guī)劃以及交通和環(huán)保等因素確定。二、鍋爐房的建筑形式1．鍋爐房的建筑布置應(yīng)符合鍋爐房工藝布置的要求，同時應(yīng)照顧到土建工程中通用的模數(shù)；2．鍋爐房應(yīng)根據(jù)鍋爐的容量，類型，燃燒和除灰渣方式來決定采用單層或多層布置。①小容量和組裝的燃煤鍋爐以及燃油，燃?xì)忮仩t宜采用單層布置；②蒸發(fā)量較大，采用機(jī)械化運(yùn)煤、除渣的散裝燃煤鍋爐宜采用雙層布置。3．鍋爐房建筑要求①

屋頂結(jié)構(gòu)的荷重<0.9kPa，以整片為宜；②

為了保證鍋爐房工作人員的出入，或當(dāng)緊急狀況時，便于迅速離開現(xiàn)場，鍋爐房的各層出入口不應(yīng)少于2個，樓層上的出入口，應(yīng)有通向地面的安全梯。③

鍋爐房通向室外的門應(yīng)向外開啟，鍋爐房內(nèi)工作間或生活間直接通向鍋爐間的門應(yīng)向鍋爐間內(nèi)開啟。4.平面布置和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮擴(kuò)建的可能性。其附屬間應(yīng)布置在固定端，取樣分析、鍋內(nèi)加藥裝置一般應(yīng)布置在固定端，上煤棧橋應(yīng)布置在固定端，檢修設(shè)備吊裝孔應(yīng)開設(shè)在鍋爐房大門附近。5.鍋爐房地平標(biāo)高（室內(nèi)）至少比室外地平高出150mm；煙囪中心距鍋爐房后墻中心線一般不小于10m；若無引風(fēng)機(jī)、除塵器可為6~8m。三、鍋爐房工藝布置1．鍋爐布置基本尺寸要求1）爐前①

蒸汽鍋爐1~4t/h、熱水鍋爐0.7~2.8MW不宜小于3.0m;②

蒸汽鍋爐6~20t/h、熱水鍋爐4.2~14MW不宜小于4.0m;③

蒸汽鍋爐35~65t/h，熱水鍋爐29~58MW不宜小于5.0m；④

當(dāng)需在爐前更換鍋管時，爐前凈距應(yīng)能滿足操作要求。對6~65t/h的蒸汽鍋爐，4.2~58MW的熱水鍋爐，當(dāng)爐前設(shè)置儀表控制室時，鍋爐前端至儀表控制室的凈距可為3m。2）爐間——鍋爐側(cè)面和后面的通道凈距：蒸汽鍋爐1~4t/h，熱水鍋爐0.7~2.8MW不宜小于0.8m;蒸汽鍋爐6~20t/h，熱水鍋爐4.2~14MW不宜小于1.5m;蒸汽鍋爐35~65t/h、熱水鍋爐29~58MW不宜小于1.8m。3）操作地點(diǎn)和通道的凈空高度不應(yīng)小于2m，并應(yīng)滿足起吊設(shè)備操作高度的要求。在鍋筒，省煤器及其它發(fā)熱部位的上方，當(dāng)不需操作和通行時，其凈空高度可縮小為0.7m。2．輔助設(shè)備的布置1）

送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和水泵等設(shè)備2）機(jī)械過濾器、離子交換器、連排擴(kuò)容器、除氧水箱等大設(shè)備3）分汽缸、水箱等3．油、氣、煤粉等室燃爐均應(yīng)設(shè)置有利于泄壓位置的防暴門4．平臺、樓梯第四節(jié)協(xié)作關(guān)系1.土建2.給排水3.電氣及自控4.其他第五節(jié)蒸汽鍋爐房的汽水系統(tǒng)汽水系統(tǒng)一般由給水、蒸汽和排污三個系統(tǒng)。（回顧熱力系統(tǒng)圖）一、熱力系統(tǒng)圖鍋爐房的熱力系統(tǒng)圖是按鍋爐房內(nèi)的汽水系統(tǒng)實(shí)有設(shè)備繪制的，作為鍋爐房內(nèi)設(shè)備和管道布置的依據(jù)，也是鍋爐房設(shè)計(jì)、施工與運(yùn)行的重要文件之一。1）應(yīng)保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠、調(diào)度靈活及局部設(shè)備在鍋爐運(yùn)行下檢修的可行性；2）應(yīng)考慮到熱力設(shè)備投資與運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性二、給水系統(tǒng)（給水=凝結(jié)水+補(bǔ)給水）給水系統(tǒng)包括：給水箱、給水泵、給水管道、凝結(jié)水箱和凝結(jié)水泵及閥門等1．給水管道給水泵進(jìn)水管：由給水箱或除氧水箱到給水泵的一段管道鍋爐給水管：由給水泵到鍋爐的一段管道這兩段管道組成給水管道。1）給水管道一般分為：單母管和雙母管系統(tǒng)（1）單母管系統(tǒng)——適用于一般供熱鍋爐房的給水系統(tǒng)（2）雙母管系統(tǒng)——適用于常年不能間斷供熱的鍋爐房給水系統(tǒng)2）給水管道布置安裝時，應(yīng)有一定的坡度(0.003)，坡度方向與水流方向相反。最高處裝排氣閥，最低處裝排水閥。3）在鍋爐的每一個進(jìn)水口上，都應(yīng)裝置截止閥和止回閥。省煤器進(jìn)口應(yīng)設(shè)置安全閥、出口處需設(shè)放氣閥。4）每臺鍋爐給水管上應(yīng)裝調(diào)節(jié)閥，手動調(diào)節(jié)閥應(yīng)設(shè)置于便于操作處5）在給水泵的出口管至止回閥之間，應(yīng)設(shè)置再循環(huán)管，以保證離心式給水泵在鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時有足夠的水量通過水泵6）給水管道的直徑由管內(nèi)的推薦流速決定。2.給水泵常用的有：電動(離心式)給水泵、汽動(往復(fù)式)給水泵、蒸汽注水器等1）在母管制給水系統(tǒng)中，采用兩臺給水泵時，每臺泵的流量應(yīng)滿足所有運(yùn)行鍋爐的額定蒸發(fā)量所需的給水量的110%2）采用三臺或三臺以上的給水泵時：(1)

其中一臺本停運(yùn)時，其余兩臺并聯(lián)運(yùn)行的給水泵應(yīng)滿足所有運(yùn)行鍋爐額定蒸發(fā)量所需給水量的110%；(2)

汽動給水泵其流量應(yīng)滿足所有運(yùn)行鍋爐額定蒸發(fā)量所需給水量的20~40%，作為電動給水泵的備用泵；3）給水泵的揚(yáng)程應(yīng)根據(jù)鍋筒安全閥開啟壓力、省煤器、給水系統(tǒng)壓力降、水位差及一定富裕量來確定。3．凝結(jié)水泵和軟水泵和中間水泵1）凝結(jié)水泵一般一開一備，每臺泵總流量不應(yīng)小于每小時回水量的1.2倍；2）當(dāng)凝結(jié)水和軟化水混合輸送時，總流量應(yīng)滿足所有運(yùn)行鍋爐的額定蒸發(fā)量所需的給水量的10%；3）軟水泵一開一備，軟水泵總流量應(yīng)滿足鍋爐房所需軟水量的要求。4）凝結(jié)水泵的揚(yáng)程應(yīng)按凝結(jié)水泵的壓力損失、泵站至凝結(jié)水箱的提升高度和凝結(jié)水箱的壓力進(jìn)行計(jì)算。4．給水箱和凝結(jié)水箱1）給水箱或除氧水箱一般設(shè)一個，給水箱所需有效容量一般為鍋爐房所有運(yùn)行鍋爐額定蒸發(fā)量時所需20~60min的給水量；2）凝結(jié)水箱宜選用一個，總有效容量一般為20~40min的凝結(jié)水回收量；3）軟水箱的總有效容量應(yīng)根據(jù)軟水設(shè)備的設(shè)計(jì)和運(yùn)行方式來確定，當(dāng)設(shè)有再生備用軟化設(shè)備時，軟化水箱的總有效容量宜為30~60min的軟化水消耗量。4）鍋爐房的水箱應(yīng)注意防腐，水溫大于50℃時，需保溫，保溫層外表溫度不大于40~50℃。5.給水箱的高度確定給水箱高度時，應(yīng)使給水泵有一定的灌注頭（水箱最低液面與給水泵中心線的高差）。給水泵的灌注頭不應(yīng)小于給水泵進(jìn)水口處水的氣話壓力和給水箱的工作壓力之差、給水泵的汽蝕余量、給水泵進(jìn)水管的壓力損失和采用3~5kPa的富余量總和。三、蒸汽系統(tǒng)主蒸汽管：由鍋筒——分汽缸———用戶副蒸汽管：用于鍋爐本身吹灰、汽動泵、除氧器。蒸汽系統(tǒng)包括：蒸汽管道（主、副）、閥門（截止閥、調(diào)節(jié)閥、安全閥）、分汽缸和疏水器等1．為了安全，在鍋爐主蒸汽管上均應(yīng)安裝兩個閥門2．

鍋爐房內(nèi)連接相同參數(shù)鍋爐的蒸汽管，宜采用單母管，對常年不間斷供熱的鍋爐房，宜采用雙母管3．在蒸汽管道的最高點(diǎn)處需裝放空氣閥，在低處應(yīng)裝疏水器或放水閥；4．分汽缸的設(shè)置應(yīng)按用汽需要和管理方便的原則進(jìn)行5.分汽缸可根據(jù)蒸汽壓力、流量、連接管的直徑及數(shù)量等要求進(jìn)行設(shè)計(jì)四、排污系統(tǒng)連續(xù)排污和定期排污。1．定期排污是周期性的，排污時間短，故利用余熱價(jià)值較小，一般是將它引入排污降溫池中與冷水混合后再排入下水道。鍋爐下集箱設(shè)置定期排污管道及排污閥門，閥門應(yīng)串聯(lián)裝設(shè)兩只（閘閥、截止閥），其中一只作為開關(guān)閥(全開或全關(guān))，另一只作為調(diào)節(jié)閥。2．連續(xù)排污水的熱量，應(yīng)盡量予以利用,在鍋爐出口處的連續(xù)排污管上，應(yīng)裝設(shè)節(jié)流閥。在鍋爐出口和連續(xù)排污擴(kuò)容器進(jìn)口處，應(yīng)各設(shè)一個切斷閥。連續(xù)排污擴(kuò)容器應(yīng)裝安全閥。2～4臺鍋爐宜合設(shè)一臺連續(xù)排污擴(kuò)容器。第六節(jié)熱水鍋爐房的熱力系統(tǒng)回顧熱力系統(tǒng)圖一、循環(huán)系統(tǒng)1、主循環(huán)量（選流速計(jì)算管徑）2、分集水器的選擇3、循環(huán)水泵1）循環(huán)水泵的流量應(yīng)按鍋爐進(jìn)出水溫度差，各熱用戶的耗熱量和管網(wǎng)損失等因素確定。2）揚(yáng)程:≥鍋爐房內(nèi)部壓力降（10~15mH2O）+熱用戶（30~50kPa）+管網(wǎng)壓力損失3）循環(huán)水泵不應(yīng)小于兩臺，其中一臺運(yùn)行時，其余水泵的總流量應(yīng)滿足最大循環(huán)水量的要求。4）并聯(lián)運(yùn)行的循環(huán)水泵，應(yīng)選擇特性曲線比較平緩的泵性，而且宜相同或近似。二、補(bǔ)水系統(tǒng)1）正常補(bǔ)水量宜為系統(tǒng)水容量的1%。2）補(bǔ)水泵的流量：宜為正常補(bǔ)給水量的4~5倍，一般熱水系統(tǒng)實(shí)際水容量的4%~5%計(jì)算3）補(bǔ)水泵的揚(yáng)程：（系統(tǒng)靜水壓線）系統(tǒng)最高點(diǎn)壓力+30~50kPa。4）補(bǔ)水泵不宜少于2臺、其中一臺備用。三、恒壓裝置氮?dú)?、蒸汽加壓膨脹水箱，補(bǔ)給水泵、高位膨脹水箱、補(bǔ)給水箱（運(yùn)行時）、鍋爐自生蒸汽定壓。采用補(bǔ)給水泵作恒壓裝置時，當(dāng)引入鍋爐房的給水壓力高于熱水系統(tǒng)靜壓線，在循環(huán)水泵停止運(yùn)行時，宜用給水保持靜壓；間歇補(bǔ)水時，補(bǔ)給水泵啟動時的補(bǔ)水點(diǎn)壓力必須保證系統(tǒng)不發(fā)生汽化；由于系統(tǒng)不具備吸收水容積膨脹的能力，系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)泄壓裝置。四、排污系統(tǒng)定期排污：排污閥鍋爐的入水口：止回閥、閘閥水泵出口：止回閥五、換熱站的熱力系統(tǒng)換熱器：民用板式；工業(yè)用管殼式一、循環(huán)系統(tǒng)二、補(bǔ)水系統(tǒng)三、定壓系統(tǒng)第七節(jié)鍋爐房布置舉例第四章燃燒設(shè)備層燃爐：固體燃料被層鋪在爐排上進(jìn)行層狀燃燒的爐子。固定爐排（G），鏈條爐（L），往復(fù)爐（F），震動（Z），下飼爐（A）室燃爐：燃料呈霧狀細(xì)顆粒隨空氣噴入爐內(nèi)呈懸浮狀燃燒的爐子。煤粉爐（S），Y，Q沸騰爐（F）--劣質(zhì)煤（循環(huán)流化床、鼓泡床）1.燃料的燃燒過程（1）煤的燃燒過程燃燒的準(zhǔn)備階段燃料的燃燒階段燃盡階段三個階段雖有先有后，但不是截然分開的。根據(jù)燃煤的特性、燃燒方式及燃燒設(shè)備的不同，燃燒的各個階段?；ハ嘤绊懞突ハ嘀丿B交叉進(jìn)行。（2）液體燃料和氣體燃料的燃燒過程油滴的燃燒過程：蒸發(fā)、擴(kuò)散、燃燒。燃油在爐膛內(nèi)燃燒的過程：油的霧化過程油滴的蒸發(fā)和熱分解過程油氣與空氣混合過程可燃?xì)怏w混合物的著火與燃燒過程氣體燃料的燃燒非常容易、簡單，只有與空氣和混合和燃燒兩個過程。（3）燃燒設(shè)備的分類燃燒設(shè)備一般按燃料在爐內(nèi)燃燒方式的不同，分為層燃爐、懸燃爐和沸騰爐三類。層燃爐燃料在爐排上鋪成層狀進(jìn)行燃燒的鍋爐。層燃爐在供熱鍋爐中用得最為廣泛。常用的層燃爐有火上加煤的固定爐排爐、火前給煤的鏈條爐排爐、往復(fù)推動爐排爐及振動爐排爐等。懸燃爐燃料在燃燒空間內(nèi)呈懸浮狀態(tài)進(jìn)行燃燒的鍋爐，又稱室燃爐。懸燃爐有燃用煤粉的煤粉爐，燃用液體燃料的燃油爐和燃用氣體燃料的燃?xì)鉅t。沸騰爐一定粒徑的煤在燃燒室內(nèi)被自下而上送入的空氣流托起，并上下翻滾進(jìn)行燃燒。2.燃料完全燃燒的必備條件保持一定的高溫環(huán)境；供給足夠而適度的空氣量，并確保燃料與空氣有良好的接觸和充分混合的氛圍；燃料要有一定的燃燒時間及燃燒空間；及時排出低溫燃燒產(chǎn)物（如：低溫?zé)煔夂突以?.爐膛爐膛又稱燃燒室，它是供燃料燃燒的場所。層燃爐的爐膛由爐墻、爐拱及爐排組成；懸燃爐的爐膛是一個由爐墻圍起來供燃料燃燒的立體空間；而沸騰爐的爐膛則是由爐墻和布風(fēng)裝置構(gòu)成的燃燒空間。（1）爐膛容積熱強(qiáng)度爐膛容積熱強(qiáng)度是指單位爐膛容積、單位時間內(nèi)燃料燃燒所放出的熱量。即：（2）爐排面積熱強(qiáng)度爐排面積熱強(qiáng)度是指單位爐排面積上、在單位時間內(nèi)燃料燃燒所放出的熱量。即：燃料在爐膛內(nèi)燃燒的強(qiáng)烈程度通常采用爐膛容積熱強(qiáng)度和爐排面積熱強(qiáng)度來表示，這是鍋爐設(shè)計(jì)與運(yùn)行的重要熱力特性參數(shù)。3.手燒爐手燒爐是最簡單的一種層燃爐。它的加煤、撥火和除灰渣等操作均由人工完成。因此，爐膛的深度和寬度都受到操作的限制，不能太大，鍋爐的容量則均在1t/h以下。鍋爐在生火點(diǎn)燃燃料后，新燃料由人力經(jīng)爐門鋪撒在爐排上燃燒。燃燒所需的空氣經(jīng)灰坑穿過爐排進(jìn)入爐內(nèi)。燃盡的大塊灰渣定期由爐門鉤出，而較細(xì)的漏煤和灰渣落入灰坑，再從灰門扒出。手燒爐具有“雙面引火”的著火條件，使得其煤種適應(yīng)性廣，可以燃用各種固體燃料。爐排常用鑄鐵制造，有板狀爐排和條狀爐排兩種。為了改善手燒爐得燃燒，克服冒黑煙得缺點(diǎn)，在對手燒爐技術(shù)的改造中，發(fā)展形成了具有雙層爐排的燃燒設(shè)備。雙層爐排爐的煤層阻力較大，一般需要引風(fēng)機(jī)來增強(qiáng)爐內(nèi)的煙氣流通。如果采用自然通風(fēng)，則要求減小爐排面積熱負(fù)荷和增加煙囪高度。鏈條爐排爐鏈條爐排爐是一種結(jié)構(gòu)比較完善的機(jī)械化層燃爐。它是靠移動的鏈條爐排來完成連續(xù)給煤和出灰的燃燒設(shè)備，簡稱鏈條爐。目前國內(nèi)生產(chǎn)的工業(yè)鍋爐中，鏈條爐的最大容量可達(dá)65t/h。（1）鏈條爐的結(jié)構(gòu)鏈條爐主要由主動鏈輪、鏈條爐排、煤斗、煤閘門、前后拱、防焦箱、分區(qū)送風(fēng)倉、老鷹鐵、落渣口、灰斗等部分組成。（2）鏈條爐排的種類和結(jié)構(gòu)工業(yè)鍋爐常用的鏈條爐排有：鱗片式、鏈帶式和橫梁式。鏈帶式爐排（也稱輕型爐排）一般只用在10t/h以下的鍋爐中；鱗片式爐排用在容量較大的10～35t/h鍋爐中；橫梁式爐排常用在大型鍋爐中。為了確保鏈條爐安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，無論哪一種形式的鏈條爐排，都還應(yīng)有以下裝置：擋渣設(shè)備、爐排密封裝置。（3）鏈條爐的燃燒過程鏈條爐中煤的燃燒過程是沿著爐排長度由前往后分階段進(jìn)行的。鏈條爐屬于“單面引火”，著火條件較差。燃煤隨著爐排一同移動，整個燃燒過程燃煤沒有擾動。因此，鏈條爐對燃煤是有選擇的，對煤質(zhì)的變化較為敏感，直接影響鍋爐的運(yùn)行和出力。鏈條爐

1．鏈條爐的構(gòu)造爐排爐排重力煤斗運(yùn)動爐排的有效長度冷卻煤閘門送風(fēng)除渣板（老鷹鐵）升降控制渣斗燃燒1）鏈條爐排有效長度：煤閘門到除渣板的爐排長度，實(shí)際參與燃燒的爐排有效面積的深度。2）防焦箱：縱向安裝在爐膛兩側(cè)，一般嵌入爐墻，一般貼近運(yùn)動著的爐排，主要作用有：保護(hù)爐墻防止側(cè)墻粘渣結(jié)瘤，確保爐排上煤的橫向均布2.鏈條爐排結(jié)構(gòu)1）爐排通風(fēng)截面比：爐排通風(fēng)孔隙總截面積與爐排有效面積的百分比。2）結(jié)構(gòu)型式

鱗片式：p58鏈帶式：p593.鏈條爐燃燒層結(jié)構(gòu)及其特性(1)煤在鏈條爐排層面上，燃料燃燒層的各個燃燒階段分界面與爐排面有一定的傾斜角。(2)煤在排層面上的燃燒過程分四個燃燒區(qū)段：Ⅰ—新煤預(yù)熱、干燥區(qū)(距煤閘門200~300mm范圍內(nèi))；Ⅱ—揮發(fā)份逸出著火、焦炭形成區(qū)；Ⅲ—焦炭燃燒區(qū)：Ⅲa—焦炭氧化燃燒區(qū)；Ⅲb—焦炭燃燒還原區(qū)；Ⅳ—灰渣形成、余燃、冷卻區(qū)（在擋渣器尖端之前400~500mm范圍內(nèi)）。(3)新煤進(jìn)入爐內(nèi)呈“單向引火”，燃用低揮發(fā)份的煤，必須借助于爐拱加強(qiáng)著火，其煤種適應(yīng)能力差。單面引火：雙面引火：機(jī)械化操作：(4)機(jī)械化連續(xù)上煤，克服了手燒爐間斷上煤的周期性；(5)沿爐排有效長度方向的上方空間氣體成分變化情況（呈不均勻的變化）。4.鏈條爐燃燒改善措施：1）分段送風(fēng)：a-b—曲線為統(tǒng)倉送風(fēng)時爐內(nèi)空氣量分布情況；c-d—曲線為鏈條爐燃燒理論空氣量分布情況；1-4為鏈條爐分段送風(fēng)后各個燃燒區(qū)段實(shí)際空氣量分布情況。褐煤煙煤無煙煤h11400～2200mm1600～2600mm1600～2600mmα1(0.3～0.4)l(0.1～0.2)l(0.1～0.25)lh2800～1100mm800～1100mm900～1300mmα2(0.25～0.35)l(0.25～0.35)l(0.6～0.7)lh400～550mm400～550mm400～550mmα12°～18°12°～18°8°～10°注：鏈條爐燃用高揮發(fā)份優(yōu)質(zhì)煙煤時，一般采用開式爐膛。(2)鏈條爐爐拱的作用鏈條爐前拱（點(diǎn)火拱）主要將爐內(nèi)火焰和高溫?zé)煔獾妮椛錈峋奂跔t排前端的新煤區(qū)，加速新煤著火前的熱力準(zhǔn)備階段及揮發(fā)份逸出著火形成的完成；并和后拱形成喉口，加速爐內(nèi)高溫?zé)煔獾臄_動。鏈條爐后拱主要利用爐膛負(fù)壓，有效地將爐排后端上方空間的高溫?zé)煔饬骱瓦^量空氣流導(dǎo)向燃燒中心，在喉口形成高速旋渦流，將煙氣中灼熱的焦炭粒子拋撒到新煤層面上，形成“火雨”加速新煤的引燃；同時，使煙氣中的焦炭粒子和CO延長了在爐內(nèi)的燃燒時間，與過量氧充分混合完全燃燒。(3)爐拱設(shè)置原則對劣質(zhì)煙煤：低而長的后拱和高的前拱相結(jié)合對難著火的無煙煤：同上，且是唯一選擇對揮發(fā)分高，熱量高的煙煤和部分褐煤：采用短而較高的前拱對于難燃煤（無煙煤、貧煤、發(fā)熱量低的劣質(zhì)煤）：除設(shè)置前拱外，還需采用低而長的后拱3）增設(shè)二次風(fēng)：作用:鏈條爐二次風(fēng)(熱空氣、蒸汽)一般布置在前、后拱喉口部位向下傾斜5~10°（嚴(yán)禁二次風(fēng)在有效射程內(nèi)直接吹射到煤的燃燒層面上），主要用來加速爐內(nèi)高溫?zé)煔獾臄_動：使煙氣中的焦炭粒子和CO延長了在爐內(nèi)的燃燒時間，與過量氧充分混合完全燃燒降低、提高；調(diào)節(jié)控制爐內(nèi)高溫?zé)煔饬鲃恿觯纳茽t膛充滿度，防止水冷壁局部結(jié)渣及局部煙氣短路，造成升高，增大。①當(dāng)燃用高揮發(fā)份優(yōu)質(zhì)煙煤時，二次風(fēng)一般布置在前拱，除加速爐內(nèi)高溫?zé)煔獾臄_動外，還可以將火焰和高溫?zé)煔獾妮椛錈釋?dǎo)向燃燒中心，防止前拱區(qū)的新煤提前著火、引燃；②當(dāng)燃用低揮發(fā)份優(yōu)質(zhì)煙煤時，二次風(fēng)一般布置在后拱，除加速爐內(nèi)高溫?zé)煔獾臄_動外，還可以將火焰和高溫?zé)煔獾妮椛錈釋?dǎo)向前拱區(qū)，加速新煤著火前的熱力準(zhǔn)備階段及揮發(fā)份逸出著火。二次風(fēng)的風(fēng)壓一般為2000～4000Pa；二次風(fēng)的風(fēng)量及風(fēng)速：褐煤煙煤無煙煤占總給風(fēng)量（％）875出口風(fēng)速（m/s）6560～6550～60二次風(fēng)的布置方法和原則:前墻布置——產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)四角切園5．鏈條爐的運(yùn)行(1)煤的粒度：堆積，通風(fēng)阻力(2)煤的粘結(jié)性：通風(fēng)(3)水分：與著火燃盡的關(guān)系(4)灰分：灰熔點(diǎn)2）鏈條爐的燃燒調(diào)節(jié)出力主要取決于燃料層厚度、送風(fēng)量和爐排速度。(1)燃料層厚度的調(diào)節(jié)：100～150mm(2)給料速度(3)送風(fēng)量調(diào)節(jié)：對適應(yīng)負(fù)荷的變動最為靈敏當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化時，總是先調(diào)節(jié)送風(fēng)量，隨即調(diào)節(jié)爐排速度與之配合5、拋煤機(jī)爐將拋煤機(jī)和翻轉(zhuǎn)爐排或鏈條爐排配合起來使用的燃燒設(shè)備稱為拋煤機(jī)爐。配備翻轉(zhuǎn)爐排的拋煤機(jī)主要用6～10t/h鍋爐，這類鍋爐50年代在我國使用的很多，現(xiàn)在已逐步被淘汰。拋煤機(jī)按拋煤方式可分為：機(jī)械拋煤、風(fēng)力拋煤、風(fēng)力機(jī)械拋煤。機(jī)械拋煤機(jī)是利用旋轉(zhuǎn)的葉輪將煤拋撒到爐膛中；風(fēng)力拋煤機(jī)是利用空氣流（風(fēng)力）將煤吹撒到爐膛中；而風(fēng)力機(jī)械拋煤機(jī)是通過機(jī)械拋撒和風(fēng)力吹撒結(jié)合在一起將煤拋進(jìn)爐膛內(nèi)。風(fēng)力拋煤機(jī)由電動機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)驅(qū)動，通過偏心輪、曲柄連桿機(jī)構(gòu)和搖桿使給煤板做往復(fù)運(yùn)動，從而把從煤斗下來的煤推給轉(zhuǎn)子，經(jīng)轉(zhuǎn)動的鋼制葉片拋出。拋煤機(jī)鏈條爐1.拋煤機(jī)鏈條爐的結(jié)構(gòu)及工作原理拋煤機(jī)鏈條爐是由爐子前墻布置2~3臺機(jī)械、風(fēng)力拋煤機(jī)，將煤自前而后地均勻拋撒在倒轉(zhuǎn)鏈條爐排上燃燒2.拋煤機(jī)鏈條爐的燃燒過程及其特點(diǎn)煤的顆粒大小經(jīng)拋煤機(jī)拋撒，基本上沿爐膛深度上方空間篩分均勻，落到火床上與燃燒層中的焦炭顆粒大小基本相同。連續(xù)拋落的新煤顆?？偸蔷鶆驈?fù)蓋在熾熱的焦炭燃燒層上，呈“雙向引火”著火條件優(yōu)越，煤種適應(yīng)性廣；燃燒強(qiáng)烈，爐子熱慣性小，負(fù)荷調(diào)節(jié)靈敏度高，不易結(jié)渣在爐排與熾熱的焦炭燃燒層之間有120~150mm的灰渣層，爐排的冷卻度較好，提高了爐排熱強(qiáng)度。煤的燃燒層呈簿煤層的燃燒特點(diǎn)，火床上方空間的氣體成分變化情況比鏈條爐均勻,故拋煤機(jī)鏈條爐的分段送風(fēng)，相對比鏈條爐分段送風(fēng)分的段數(shù)少一些。3.拋煤機(jī)鏈條爐的爐膛結(jié)構(gòu)及其二次風(fēng)（1）由于拋煤機(jī)鏈條爐的著火條件優(yōu)越，及其火床上方空間的氣體成分變化情況比較均勻，一般采用無拱的開式爐膛；由于拋煤機(jī)使煙氣中飛灰較大，為此，拋煤機(jī)鏈條爐的爐膛比鏈條爐爐膛高一些。（2）拋煤機(jī)鏈條爐的二次風(fēng)，一般布置在拋煤機(jī)上方和后墻水冷壁下方：布置在拋煤機(jī)上方的二次風(fēng)略向下傾斜一些，原則上二次風(fēng)的有效射程不干擾拋煤行程為上；主要將由拋煤機(jī)拋出的(0~1mm)細(xì)小煤屑壓回火床上燃燒，以此減少飛灰損失；在后墻水冷壁下方布置的二次風(fēng)略向上傾斜一些，主要防止由拋煤機(jī)拋出的大顆粒的煤(~30mm)拋落時，會對后墻下部水冷壁管和后墻等造成磨損或砸壞事故。6.往復(fù)推動爐排爐往復(fù)推動爐排爐是利用爐排的往復(fù)運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)機(jī)械給煤、排渣的燃燒設(shè)備。按爐排布置可分為傾斜式往復(fù)推動爐排爐和水平往復(fù)推動爐排爐。傾斜式往復(fù)推動爐排爐的整個爐排由相間布置的固定和可動爐排片組成。其缺點(diǎn)是爐體較高，增加了鍋爐房的高度。水平往復(fù)推動爐排的結(jié)構(gòu)與傾斜式的相同。但其框架是水平的，爐排片略往上翹。往復(fù)推動爐排爐的燃燒特性基本上和鏈條爐相同，即著火性能差，爐內(nèi)應(yīng)配置拱和二次風(fēng)。煤在爐排上的燃燒過程也是沿長度分布的。因此，爐排也才采用分區(qū)送風(fēng)。往復(fù)推動爐排爐還具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、金屬耗量小、耗電量少及消煙除塵效果較好等優(yōu)點(diǎn)。其最大的缺點(diǎn)是爐排冷卻性能較差，主燃燒區(qū)爐排因溫度高容易燒壞，水平往復(fù)爐排爐尤應(yīng)注意。因此，往復(fù)推動爐排爐不宜燃用優(yōu)質(zhì)煤。目前我國生產(chǎn)的往復(fù)推動爐排爐容量躲在6t/h以下。7．煤粉爐煤粉爐是將煤在磨煤機(jī)中制成煤粉，然后用空氣將煤粉噴入爐膛內(nèi)，呈懸浮狀態(tài)燃燒的燃燒設(shè)備。煤粉爐能適應(yīng)多種煤質(zhì)，并且燃燒也較完全，鍋爐熱效率達(dá)90％以上，我國電站鍋爐幾乎都采用這種燃燒方式。但這種鍋爐需要配備一套復(fù)雜的制粉系統(tǒng)，運(yùn)行耗電較大。此外，煤粉燃燒不穩(wěn)定，排煙的粉塵濃度大，污染嚴(yán)重。使得煤粉爐的應(yīng)用受到一定限制。煤粉爐除爐膛外，主要包括磨煤機(jī)、噴燃器兩大部分。爐膛一般工業(yè)鍋爐采用固態(tài)排渣的煤粉爐。其爐膛結(jié)構(gòu)很簡單，爐墻內(nèi)壁四周布滿水冷壁。下部是由前、后墻水冷壁管傾斜形成一個錐形的渣斗。煤粉燃燒后分離下來的高溫爐渣冷卻后從渣斗排出。爐膛后墻的上方為爐膛出口，燃燒后的高溫?zé)煔馔ㄟ^防渣管由此流出爐膛。磨煤機(jī)磨煤機(jī)是將煤塊粉碎而獲得煤粉的設(shè)備。目前在小型工業(yè)鍋爐中常用的是風(fēng)扇式和錘擊式高速磨煤機(jī)。燃燒器燃燒器是煤粉爐的重要部件。燃燒工況組織的如何，首先取決于燃燒器及其布置。燃燒器的作用是將煤粉和空氣噴入爐膛中燃燒。在小型煤粉爐中常采用蝸殼旋流煤粉燃燒器或軸向可調(diào)葉片式旋流燃燒器。8．沸騰爐在層燃爐中，煤鋪在爐排上，一定流速的空氣穿過煤層同煤一起進(jìn)行燃燒。由于風(fēng)速較小，煤層固定在爐排上不動，這種燃燒稱為“固定床”燃燒。當(dāng)通過煤層的風(fēng)速達(dá)到一定程度，空氣流向上的吹力超過煤粒的重力，煤粒就被吹起，進(jìn)行漂浮運(yùn)動，于是煤層體積逐漸增大。隨著煤層內(nèi)煤粒之間空隙的增大，煤層內(nèi)的風(fēng)速相對減小。當(dāng)風(fēng)速向上的吹力等于煤粒重力時，煤粒即被托住，在浮動的煤層中不停地翻動。燃料在這種情況下的燃燒稱為沸騰燃燒，其燃燒設(shè)備稱為沸騰爐。在化工行業(yè)中，將固體粒子和空氣接觸而具有類似流體一樣的流動性的狀態(tài)，稱為流化態(tài)，簡稱流化。將這一概念運(yùn)用到鍋爐上，沸騰爐又稱作流化床爐。沸騰爐分為采用固定爐排的全沸騰爐和采用鏈條爐排的半沸騰爐。目前鍋內(nèi)采用的是全沸騰爐，半沸騰爐已不再生產(chǎn)。沸騰爐主要由給煤裝置、布風(fēng)裝置、埋管受熱面、灰渣溢流口及爐膛幾部分組成。沸騰爐結(jié)構(gòu)簡單，煤種適應(yīng)范圍廣，可燃用劣質(zhì)煤。還可在爐內(nèi)加入石灰石等脫硫劑，降低煙氣中SO2的含量，利于環(huán)保。但沸騰爐由于電耗高、飛灰多，且飛灰中的可燃物含量一般較高，使得該爐型熱效率不高。9燃油、燃?xì)忮仩t燃油鍋爐燃用液體燃料，燃?xì)忮仩t燃用氣體燃料。這兩種鍋爐所用燃料均由燃燒器噴入爐膛內(nèi)燃燒，并且燃料燃燒后不產(chǎn)生灰渣。因此，不需像燃煤鍋爐那樣設(shè)置復(fù)雜龐大的破碎、輸送燃煤設(shè)施和燃燒及除塵設(shè)備。燃油、燃?xì)忮仩t結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、占地面積小。這些都迎合了目前國內(nèi)節(jié)省用地和能源、減少建設(shè)投資和環(huán)保的需要。對環(huán)保要求高，禁止使用燃煤鍋爐的城市，民用建筑采暖應(yīng)用燃油、燃?xì)忮仩t非常普遍。（1）燃油鍋爐燃油的燃燒是在氣態(tài)下進(jìn)行的。燃油在爐內(nèi)受熱首先氣化為油氣，爾后遇氧開始著火燃燒。為了強(qiáng)化燃油的氣化過程，常將燃油霧化成霧狀油滴噴入爐膛。油霧與空氣充分混合后，在爐膛中呈懸浮狀燃燒。燃油霧化裝置稱為油噴嘴。油燃燒得是否完全，主要取決于油霧化質(zhì)量，燃油霧化得越好，即油滴越小，則油和空氣混合得越好，燃燒越完全。燃油霧化得質(zhì)量與油噴嘴的結(jié)構(gòu)和燃油的粒度有關(guān)。影響燃油完全燃燒的另一個因素是供給的空氣量及空氣和燃油的混合程度。燃燒器是燃油鍋爐的關(guān)鍵設(shè)備。主要由油噴嘴和調(diào)風(fēng)器兩部分組成。油噴嘴常用的油噴嘴有機(jī)械霧化噴嘴、蒸汽霧化噴嘴和低壓空氣霧化噴嘴。調(diào)風(fēng)器調(diào)風(fēng)器不僅起供給空氣的作用，還能形成有利的氣流條件，使油霧與空氣充分地混合，著火及時、火焰穩(wěn)定、燃燒完全。調(diào)風(fēng)器按出口氣流流動地方式分為平流式和旋流式兩種。（2）燃?xì)忮仩t氣體燃料是一種比較清潔的燃料，主要有城市燃?xì)?、天然氣。它的灰分、含硫量和含氮量比煤及燃油要低很多。其燃燒所產(chǎn)生的煙氣含塵量極少，煙氣中SOX量可忽略不計(jì)，燃燒中轉(zhuǎn)化的NOX也很少，為環(huán)保提供了十分有利的條件。隨著國家對環(huán)境保護(hù)要求的提高，以及氣體燃料的開發(fā)和利用，燃?xì)忮仩t的使用將會日益增多。（3）燃油、燃?xì)忮仩t的安全與防爆燃油經(jīng)霧化產(chǎn)生的油霧以及燃?xì)馀c空氣混合達(dá)到一定濃度，均能形成易燃易爆性混合氣體。因此，燃油、燃?xì)忮仩t的安全與防爆問題要引起足夠的重視。燃油、燃?xì)忮仩t設(shè)有點(diǎn)火程序控制、熄火保護(hù)、燃燒自動調(diào)節(jié)等裝置，可防止事故發(fā)生。另外，為了減輕爐膛和煙道發(fā)生爆炸的破壞程度，應(yīng)在爐膛和煙道的適當(dāng)位置設(shè)置防爆門。供熱鍋爐鍋爐的發(fā)展（圖5-1）鍋爐沿著兩個方向發(fā)展：a)

在鍋筒內(nèi)部增加受熱面，形成煙管鍋爐系列；其特點(diǎn)是高溫?zé)煔庠诨鹜不驘熗矁?nèi)流動放熱，低溫工質(zhì)——水則在火筒或煙管外側(cè)吸熱、升溫和汽化。b)

在鍋筒外部發(fā)展受熱面，形成水管鍋爐系列?！仩t發(fā)展的一大飛躍；其特點(diǎn)是：煙氣在管外流動放熱，水在管內(nèi)流動吸熱、汽化。（大容量、高參數(shù)）第三節(jié)蒸汽鍋爐按煙氣與受熱面的相對位置，分煙管鍋爐、煙水管組合鍋爐和水管鍋爐。煙管鍋爐煙管鍋爐：立式、臥式立式：立式套筒鍋爐、立式煙管鍋爐。特點(diǎn)：鍋筒垂直于地面設(shè)置，又稱立式鍋殼鍋爐。這種內(nèi)燃式鍋爐的爐膛容積小、熱效率低、金屬耗電量大。但因其結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、安裝和移動方便及操作簡單，在臨時工地、小型建筑、生活和供暖用熱不多且蒸汽壓力較低的場合還有所應(yīng)用。臥式：分爐子置于鍋筒外的外燃式和置于鍋筒內(nèi)的內(nèi)燃式。特點(diǎn)：鍋筒垂直于地面設(shè)置，又稱立式鍋殼鍋爐。這種內(nèi)燃式鍋爐的爐膛容積小、熱效率低、金屬耗電量大。但因其結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、安裝和移動方便及操作簡單，在臨時工地、小型建筑、生活和供暖用熱不多且蒸汽壓力較低的場合還有所應(yīng)用。煙水管鍋爐臥式煙水管鍋爐是水管與煙管組合在一起的臥式外燃鍋爐。（增加水冷壁、下降管、后棚管）此種鍋爐的容量為0.5～6t/h，工作壓力小于1.25MPa。鍋爐的爐排多為鏈條爐排、往復(fù)推動爐排，也可以采用其他形式的爐排。三．水管鍋爐水管鍋爐由于在結(jié)構(gòu)上沒有特大直徑的鍋筒，富有彈性的彎水管代替了直的煙管，不但節(jié)省金屬，也為提高鍋爐容量和蒸汽參數(shù)創(chuàng)造了條件。并且在布置上煙氣在管外做橫向流動，較縱向沖刷換熱增強(qiáng)了傳熱效果，使鍋爐的蒸發(fā)量和效率明顯地提高。由水管構(gòu)成的受熱面布置簡便、水循環(huán)合理，可以有效的根據(jù)燃料特性組織爐內(nèi)的燃燒，提高了鍋爐對燃料的適應(yīng)性。因此，水管鍋爐得到迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。水管鍋爐形式很多，按鍋筒數(shù)目分為單鍋筒、雙鍋筒。工業(yè)鍋爐多采用雙鍋筒水管鍋爐，也有采用單鍋筒的，但其對流管束布置困難，安裝與檢修也不方便。按鍋筒放置的方式，鍋爐可分為縱置式和橫置式鍋爐、立置式。常見的分類有：自然立置式強(qiáng)制水管橫置式單鍋筒縱置式D雙鍋筒上長O上短目前鍋內(nèi)常用的典型水管鍋爐有：1）雙鍋筒橫置式水管鍋爐這種鍋爐的兩個鍋筒橫置于爐膛后部，或上鍋筒在爐膛中間，下鍋筒在爐膛后部。多數(shù)為容量大于6t/h的鍋爐所采用。2)雙鍋筒縱置式水管鍋爐(看圖5-12)根據(jù)與爐膛布置的相對位置不同，這種鍋爐可分為“D”型和“O”型兩種結(jié)構(gòu)。3)單鍋筒縱置式水管鍋爐‰第四節(jié)熱水鍋爐國家規(guī)定：“民用建筑的集中采暖應(yīng)采用熱水作為熱煤”。熱水鍋爐與蒸汽鍋爐相比具有如下特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡單、耗鋼量?。?）對水質(zhì)要求較低，但必須除氧（3）安全可靠性耗，操作簡便（4）熱水鍋爐的循環(huán)水量大（5）熱水鍋爐不允許發(fā)生汽化分類：1.結(jié)構(gòu)形式：煙管、水管、煙水管2.熱水溫度：高溫水、低溫水（不高于95℃）3.熱水在鍋內(nèi)的流動方式：強(qiáng)制循環(huán)和自然循環(huán)一、強(qiáng)制循環(huán)其實(shí)水在鍋爐內(nèi)并非循環(huán)流動，而是作一次性通過的強(qiáng)制流動。只有在整個供熱系統(tǒng)內(nèi)、熱水才是強(qiáng)制循環(huán)流動的。二、自然循環(huán)自然循環(huán)鍋爐流動壓頭小，設(shè)計(jì)是要特別注意水循環(huán)的可靠性。三.半自然循環(huán)輻射受熱面為自然循環(huán)，對流受熱面則采用強(qiáng)制流動?？捎行У姆乐咕植抗芏伟l(fā)生過冷沸騰，其停電保護(hù)能力也得到了一定的增強(qiáng)。第五節(jié)余熱鍋爐（HRSG）余熱鍋爐，一般由省煤器、蒸發(fā)器和蒸汽過熱器幾部分組成，除有特殊要求廢熱鍋爐一般都不配置燃燒器。余熱鍋爐分為自然循環(huán)式和強(qiáng)制循環(huán)式。強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐從燃?xì)廨啓C(jī)出口的煙氣，經(jīng)煙道到余熱鍋爐入口，煙氣自下而上流動，流經(jīng)過熱器、兩組蒸發(fā)器和省煤器，最后排入煙囪。排煙溫度約為150－180℃，煙氣溫度從540℃降到排煙溫度，所放出的熱量用來使水變成蒸汽。進(jìn)入余熱鍋爐的給水，其溫度約為105℃左右，先進(jìn)入上部的省煤器，水在省煤器內(nèi)吸收熱量使水溫上升，水溫升到略低于汽包壓力下的飽和溫度，就離開省煤器進(jìn)入汽包。進(jìn)入汽包的水與汽包內(nèi)的飽和水混合后，沿汽包下方的下降管到循環(huán)泵，水在循環(huán)泵中壓力升高，分別進(jìn)入兩組蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)的水吸熱開始產(chǎn)汽，通常是只有一部份水變成汽，所以在蒸發(fā)器管內(nèi)流動的是汽水混合物。汽水混合物離開蒸發(fā)器進(jìn)入汽包上部。在汽包內(nèi)裝有汽水分離設(shè)備，可以把汽和水分開，水落到汽包內(nèi)水空間，而蒸汽從汽包頂部出來到過熱器。在過熱器內(nèi)吸收熱量，使飽和蒸汽變成過熱蒸汽。根據(jù)產(chǎn)汽過程有三個階段，對應(yīng)的應(yīng)該要有三個受熱面，即省煤器、蒸發(fā)器和過熱器。如果不需要過熱蒸汽，只需要飽和蒸汽，可以不裝過熱器。自然循環(huán)余熱鍋爐，全部受熱面組件的管子是垂直的。給水進(jìn)入省煤器吸熱后，進(jìn)入汽包。汽包有下降管與蒸發(fā)部的下聯(lián)箱相連，下降管位于煙道外面，不吸收煙氣的熱量。汽包還與蒸發(fā)器的上聯(lián)箱相連。直立管簇吸收煙氣的熱量。當(dāng)水吸收煙氣熱量就有部份水變成蒸汽，由于蒸汽的密度比水的密度要小得多，所以直立管內(nèi)汽和水混合物的平均密度要小于下降管中水的密度，兩者密度差形成了水的循環(huán)。也就是說：不吸熱的下降管內(nèi)的水比較重，向下流動。直立管內(nèi)的汽水混合物向上流動，形成連續(xù)產(chǎn)汽過程。此時進(jìn)入蒸發(fā)器的水不是靠循環(huán)泵的動力，而是靠流體的密度差而流動，這種余熱鍋爐稱為“自然循環(huán)余熱鍋爐”。其特點(diǎn)是：省去循環(huán)泵，使運(yùn)行和維修簡單。但各受熱面是沿水平方向布置，占地面積大，在排煙處所需煙囪的高度要高。自然循環(huán)余熱鍋爐第六節(jié)輔助受熱面一、蒸汽過熱器作用：把飽和蒸汽加熱成為具有一定溫度的過熱蒸汽的裝置。類型：根據(jù)布置位置和傳熱方式，可分為對流式、半輻射式和輻射式三種。供熱鍋爐均為對流式過熱器。按對流式蒸汽過熱器按蛇形管的放置形式可分為立式和臥式。國內(nèi)目前以采用立式放置的居多。按管子的排列方式：順列、錯列按蒸汽與煙氣的流動方向：順流、逆流、和混合流。一般采用混合流。供熱鍋爐的過熱器一般布置在煙溫為850~950℃的煙道中。有時，也將過熱器分成兩級、中間設(shè)置集箱，并將蒸汽左右交叉混合，以減少煙道寬度方向溫度偏差的影響。二、省煤器作用：給水的預(yù)熱設(shè)備。裝置在鍋爐的尾部煙道。對于供熱鍋爐，一般用鑄鐵省煤器。分類：按制造材料不同，可分為鑄鐵省煤器和鋼管省煤器按水被預(yù)熱的程度，則又可分為沸騰式和非沸騰式鑄鐵省煤器的構(gòu)造：看圖5-24、圖5-26特點(diǎn)：只能用作非沸騰式省煤器。管壁厚、體積和重量較大，鰭片間毛糙容易積灰、堵灰。但是他對管內(nèi)水中溶解氧和管外煙氣中的硫氧化物等腐蝕性氣體有較好的抗蝕能力，對高速灰粒由=有較強(qiáng)的耐磨性能。三、空氣預(yù)熱器作用：預(yù)熱空氣。裝置在鍋爐的尾部煙道分類：按傳熱方式分為：導(dǎo)熱式和再生式導(dǎo)熱式又分為板式和管式。供熱鍋爐大多采用管式。還可分為立式和臥式。四、尾部受熱面煙氣側(cè)的腐蝕低溫腐蝕：水蒸氣在受熱面上冷凝引起氧腐蝕，硫酸蒸汽的凝結(jié)液與金屬接觸則發(fā)生酸腐蝕。低溫腐蝕主要發(fā)生于空氣預(yù)熱器的冷空氣入口段，省煤器中也會發(fā)生低溫腐蝕。鍋爐低溫腐蝕的根本原因是煙氣中存在SO3氣體，發(fā)生腐蝕的條件是金屬壁溫低于煙氣露點(diǎn)溫度。排煙溫度一般為160℃~180℃，防止尾部低溫腐蝕。第七節(jié)鍋爐安全附件三大安全附件：壓力表，安全閥、水位表一、壓力表鍋爐、省煤器出口、過熱器和主蒸汽閥之間，給水管的調(diào)節(jié)閥之前鍋爐常用彈簧式壓力表。壓力表下應(yīng)裝置存水彎管。二、安全閥是一種泄壓、報(bào)警裝置。鍋爐、省煤器出口處（入口處）、蒸汽過熱器出口處安全閥有凈重式、杠桿式、彈簧式、和脈沖式。供熱鍋爐做常用杠桿式和彈簧式。安全閥可分為全啟式和微啟式。全啟式適用于氣體介質(zhì)的泄壓，微啟式一般適合液體介質(zhì)的泄壓。蒸汽安全閥都采用全啟式，省煤器或其他水管系統(tǒng)上則采用微啟式安全閥。安全閥一般應(yīng)裝設(shè)排汽管，疏水管。在排汽管和疏水管上均不允許裝置閥門。三、水位表（蒸汽鍋爐采用）用于顯示鍋爐水位，常見的水位表有玻璃管式和平板式。四、高低水位報(bào)警器高低水位警報(bào)器，是一種當(dāng)鍋內(nèi)水位達(dá)到最高或最低允許限度時，能自動發(fā)出報(bào)警信號的裝置。一般是利用浮體隨鍋內(nèi)水位的升降變化而自動發(fā)出警報(bào)信號的；還有電導(dǎo)式水位報(bào)警器。第十章供熱鍋爐水處理自然界中的各種水源都含有一些雜質(zhì)，不能直接用于鍋爐給水，必須經(jīng)過處理符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后才能供鍋爐使用，否則會影響鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，鍋爐房必須設(shè)置合適的水處理設(shè)備。鍋爐給水處理分鍋外水處理和鍋內(nèi)水處理。第一節(jié)水中雜質(zhì)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)一、水中的雜質(zhì)雜質(zhì)按其顆粒大小的不同可分成三類：顆粒最大的稱為懸浮物，其次是膠體，最小是離子和分子，即溶解物質(zhì)。1）懸浮物懸浮物是指水流動時呈懸浮狀態(tài)存在，但不溶于水的顆粒物質(zhì)，其顆粒直徑在10-4mm以上，通過濾紙可以被分離出來。主要是砂子，粘土以及動植物的腐敗物質(zhì)。2）膠體膠體是顆粒直徑在10-6~10-4mm之間的微粒，是許多分子和離子的集合體，通過濾紙不能分離出來。它們在水中不能相互粘合，而是穩(wěn)定在微小的膠體顆粒狀態(tài)下，不能依靠重力自行下沉。天然水中的有機(jī)膠體多半是由動植物腐爛和分解后生成的腐植質(zhì)，同時還帶有一部分礦物膠質(zhì)體，主要是鐵、鋁和硅等的化合物。3）溶解物質(zhì)天然水中的溶解物質(zhì)主要是鈣、鎂、鉀、鈉等鹽類和一些溶解氣體。（1）鹽類這些鹽類大都是以離子狀態(tài)存在，其顆粒小于10-6mm。Ca2+：石灰石(CaCO3)和石膏(CaSO4?2H2O)的水溶解后；Mg2+：白云石(MgCO3·CaCO3)受含CO2的水溶解而成。（2）分子天然水中的溶解氣體主要有氧O2和二氧化碳(CO2)O2：水中溶解了大氣中的氧。CO2：主要是水中或泥土中有機(jī)物的分解和氧化的產(chǎn)物。二、水中雜質(zhì)的危害天然水中的懸浮物和膠體雜質(zhì)是在水廠里通過混凝和過濾處理后大部分被清除。水中的一部分溶解鹽類(主要是鈣、鎂鹽類)會析出或濃縮沉淀出來。水渣——是鍋爐給水中的一部分溶解鹽類(主要是鈣、鎂鹽類)析出或濃縮沉淀出來并以懸游的形式存在的雜質(zhì)。水垢——是鍋爐給水中的一部分溶解鹽類(主要是鈣、鎂鹽類)析出或濃縮沉淀出來，附著受熱面的內(nèi)壁的雜質(zhì)。1）水渣使管內(nèi)流通截面減小，容易造成堵塞，水循環(huán)受到破壞2）水垢導(dǎo)熱性能很差(比鋼小30~50倍)，使受熱面的傳熱情況惡化，從而使鍋爐的排煙溫度升高，降低了鍋爐的出力和效率。（1）在汽鍋內(nèi)壁附著1mm厚的水垢，就要多消耗煤2~3%左右（2）受熱面的壁溫大為增高，引起金屬的過熱而使其機(jī)械強(qiáng)度降低，導(dǎo)致管壁起皰或出現(xiàn)裂縫。（3）鍋爐水管內(nèi)壁結(jié)垢后，使管內(nèi)流通截面減小，水循環(huán)的流動阻力增大，甚至堵塞，導(dǎo)致爆管。3）當(dāng)懸浮物、油脂及鹽分等濃度達(dá)到某一限度時，鍋水的蒸發(fā)面上便會產(chǎn)生大量泡沫和形成汽水共騰現(xiàn)象，造成蒸汽大量帶水（或假水位），嚴(yán)重影響蒸汽品質(zhì)，同時還會造成過熱器及蒸汽管道中的積鹽及結(jié)垢現(xiàn)象。而使管壁溫度增高，以致燒損。4）O2和CO2會對鍋爐的受熱面產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。鍋爐的給水和鍋水又都是電解質(zhì)(酸、堿、鹽的水溶解)，金屬在電解質(zhì)中會產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕作用。這兩種腐蝕均為局部腐蝕，即在金屬表面產(chǎn)生潰傷性或點(diǎn)狀腐蝕，俗稱“起麻點(diǎn)”。腐蝕到一定階段，常形成穿孔，造成鍋爐事故。3．鍋爐水處理的方式和任務(wù)1）水處理的任務(wù)（1）

軟化——降低水中鈣、鎂鹽類的含量，防止鍋內(nèi)結(jié)垢；（2）

除氧——減少水中的溶解氣體，以減輕對受熱面的腐蝕2）水處理方式鍋外水處理——給水經(jīng)預(yù)先處理后進(jìn)入鍋爐，大部分供熱鍋爐；鍋內(nèi)水處理——水處理在鍋內(nèi)部進(jìn)行，對一些小容量的供熱鍋爐三、水質(zhì)指標(biāo)1．懸浮固形物——水通過濾紙后被分離出來的固形物，經(jīng)干燥至恒重，是以1L水中所含固形物的mg數(shù)來表示，單位：(mg/L)2．溶解固形物——已分離出懸浮固形物后的水，經(jīng)蒸發(fā)、干燥后所得的殘?jiān)?，單位為mg/L。含鹽量：水中全部陽離子和陰離子的質(zhì)量總和。通常用溶解固形物作為含鹽量的近似值。3．硬度(H)——指溶解于水中能形成水垢的物質(zhì)(鈣、鎂)的含量，單位mmol/L總硬度(H)——水中鈣(Ca2+)，鎂(Mg2+)離子的總含量，即：1）暫時硬度(HT)碳酸鹽硬度：是指溶解于水中的重碳酸鈣Ca(HCO3)2、重碳酸鎂Mg(HCO3)2和鈣、鎂的碳酸鹽。一般天然水中重碳酸鈣、鎂在水加熱至沸騰后能轉(zhuǎn)變?yōu)槌恋砦镂龀?。由于水中尚溶解少量的CaCO3，故暫時硬度近似于碳酸鹽硬度。2）永久硬度(HFT)非碳酸鹽硬度：CaCl2、MgCl2、CaSO4、MgSO4等。這些鹽類在加熱至沸騰時不會立即沉淀，只有在水不斷蒸發(fā)后使水中所含的濃度超過飽和極限時才會沉淀析出?？傆捕?暫時硬度+永久硬度=碳酸鹽硬度+非碳酸鹽硬度4．堿度(A)——指水中含有能接受氫離子的物質(zhì)的量，單位為mmol/L。常見的堿性物質(zhì)：、、、以及其他一些弱酸鹽類(諸如硅酸鹽、亞硫酸鹽，腐植酸鹽)和氨等。在天然水中，堿度主要由和的鹽類組成，單位用mmol/L表示。水中所含的各種硬度和堿度之間有內(nèi)在的聯(lián)系和制約。1）水中不可能同時存在堿度和堿度，二者會起反應(yīng)，即2）水中暫時硬度是鈣、鎂與及根的鹽類，屬于水中的堿度。3）當(dāng)水中含有鈉鹽堿度時，應(yīng)不會存在非碳酸鹽硬度(永硬)，所以鈉鹽堿度被稱之為“負(fù)硬”。(“永硬”和“負(fù)硬”不能共存)5）測定：酚酞堿度（PH8.3）甲基橙堿度（PH4.2）6)關(guān)系：00007）堿度和硬度的關(guān)系（看表10-1）硬度分析結(jié)果HFT“負(fù)硬度”A0A0005．相對堿度——鍋水中游離的NaOH和溶解固形物含量之比值游離NaOH是指水中氫氧根堿度折算成NaOH的含量。它是為防止鍋爐苛性脆化而規(guī)定的一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。我國規(guī)定的相對堿度值必須小于0.2。6．pH值——表示水的酸堿性指標(biāo)當(dāng)pH=7時，水呈中性，pH<7時，水呈酸性，pH>7時，水則呈堿性。天然水的pH值一般在6~8.5范圍內(nèi)。呈酸性的水會對金屬有腐蝕性，因此鍋爐給水都要求pH>7，而鍋水的pH值通?？刂圃?0~127．溶解氧(O2)——?dú)怏w能溶解于水中，諸如氧、氮和二氧化碳等氣體水溫愈高，則氣體溶解度愈小。其中溶解氧會腐蝕金屬，所以對壓力較高、容量較大的鍋爐，給水必須除去溶解氧。含氧量的單位是mg/L。8．磷酸根——為消除鍋爐給水的殘留硬度或防止鍋內(nèi)壁腐蝕向鍋內(nèi)加入一定量的磷酸鹽，磷酸根也作為鍋水的一項(xiàng)控制指標(biāo)。9．亞硫酸根——化學(xué)方法除氧，常用的化學(xué)藥劑為，因此鍋水中亞硫酸根的含量也是控制指標(biāo)。10.含油量，鍋爐水中的含油量也成為一項(xiàng)鍋水的控制指標(biāo)。11.，用滴定。間接控制含鹽量。四、水質(zhì)指標(biāo)的單位1．mmol/L——每升水中所含有硬度或堿度物質(zhì)的摩爾數(shù)，它是以一價(jià)離子作為基本單元，，，2．德國度——1L水中含有硬度或堿度的物質(zhì)其總量相當(dāng)于10mgCaO,的摩爾質(zhì)量為28，因此3．ppm——百萬分之一，以重量或體積計(jì)算，鍋爐分析水中雜質(zhì)都折算為CaCO3，同時水的密度視為1。因此鍋爐的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（看表10-2）為防止鍋爐由于結(jié)垢、腐蝕及鍋水起沫而影響鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，鍋爐給水及鍋水均要達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。我國現(xiàn)行的《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)（GB1576—2001）適用于額定出口蒸汽壓力小于等于2.5MPa，以水為介質(zhì)的固定式蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐，也適用于以水為介質(zhì)的固定式承壓熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐。補(bǔ)充：水處理設(shè)備容量的確定1.水處理設(shè)備的容量D(t/h)式中：K—富裕系數(shù)，K=1.20；D1—蒸汽用戶凝結(jié)水損失量，t/h。D2—鍋爐房內(nèi)部汽水損失量，t/h（按鍋爐房負(fù)荷的5%考慮）；D3—鍋爐排污損失量，t/h（按實(shí)際計(jì)算，估算時按按額定蒸發(fā)量的5%~10%考慮）；D4—熱網(wǎng)漏損量，t/h（蒸汽系統(tǒng)按鍋爐房負(fù)荷的2%~5%考慮；熱水系統(tǒng)按系統(tǒng)水容量的1%考慮，方案設(shè)計(jì)中可按系統(tǒng)循環(huán)量的0.5%（△t=25℃）~1%（△t=40℃）估算）；D5—水處理系統(tǒng)自耗軟化水量，t/h；D6—其他工藝裝置及用戶需要的軟換水量，t/h；2.采用單臺離子交換器時的水處理設(shè)備容量D′(t/h)式中：D7—滿足在離子交換器還原期間不影響供應(yīng)的折算水量，t/h。Z—運(yùn)行周期，h。第二節(jié)鈉離子交換軟化陽離子交換法—陽離子交換劑（由陽離子和復(fù)合陰離子組成）一、離子交換劑常用的離子交換劑：合成樹脂，磺化煤。常用的陽離子交換水處理有：鈉離子、氫離子、氨離子交換等。二、鈉離子交換軟化處理1）對碳酸鹽硬度作用：2）對非碳酸鹽硬度作用：3）特點(diǎn)①

經(jīng)鈉離子交換后，水中的鈣、鎂鹽類轉(zhuǎn)化為鈉鹽，除去水中硬度；②

原水中的中碳酸鹽堿度均轉(zhuǎn)變?yōu)殁c鹽堿度(NaHCO3)，因此，其只能軟化水，但不能除堿，即水中堿度不變；③

由于Na+的當(dāng)量值比Ca+、Mg+的當(dāng)量值大，水中含鹽量有所增加；④

交換后，軟化水殘留硬度一般控制在0.03~0.1mmol/L。2．再生原理失效后的鈉離子交換劑需要用濃度為5%~8%的食鹽（NaCl）溶液進(jìn)行還原。還原1mol鈣、鎂硬度需要2molNaCl,即117gNaCl.但在實(shí)際使用時，所需的NaCl為理論值的1.2~1.7倍才能還原完全，一般采用指標(biāo)140~200g/mol。三、固定床鈉離子交換設(shè)備及運(yùn)行是指運(yùn)行時交換器中的交換劑層是固定而不流動的，一般原水由上而下經(jīng)過交換劑層，使水得到軟化，簡稱固定床。固定床交換器常用的規(guī)格用筒體的直徑表示。有φ500mm--φ2000mm等多種。交換劑層高有1.5m、2m、2.5m。固定床離子交換按其再生運(yùn)行方式不同，可分為順流再生和逆流再生兩種。1．順流式再生1）基本構(gòu)造1—進(jìn)水閥2—排水閥3—分配漏斗4—法蘭5—環(huán)行管6—噴嘴7—排水閥8—軟水出水閥9—沖洗水進(jìn)水閥10—三通11—泄水帽12—集水管13—排氣管14—排水管15—排氣閥16—泄水管2）鹽水的制備（鹽池）一、再生液（食鹽溶液）制備系統(tǒng)工業(yè)鍋爐房常用的鹽液制備系統(tǒng)有壓力鹽溶解器和鹽液池配鹽液泵兩種。1、壓力式鹽溶解器1)構(gòu)造壓力式鹽溶解器為密閉鋼制容器，上部有加料口。內(nèi)壁涂有防腐層。其中設(shè)有進(jìn)液和排液裝置。（1）進(jìn)水（液）裝置：分配漏斗。（2）排液裝置：多孔板。多孔板上部鋪有三層石英砂，有溶解食鹽和對鹽水過濾的雙重作用另外，頂部設(shè)有排氣管，底部設(shè)有排污閥。2）工作過程(1)裝鹽:開啟頂蓋→裝入食鹽→密封頂蓋。（2）運(yùn)行：水→進(jìn)水裝置→分配漏斗→鹽層→石英砂墊層→多孔板→鹽液→交換器。（3）反洗目的：清除溶解器內(nèi)石英砂層上的雜質(zhì)。鹽溶解器1—反洗水；2—進(jìn)水；3—食鹽水出口；4—反洗排水方法：水從下進(jìn)入，從上排出。3、配管及操作1）配管（見左圖）2）操作運(yùn)行（溶鹽）：開1、4。反洗：開3、2。3)特點(diǎn)：設(shè)備簡單，占地面積小。易腐蝕，加鹽麻煩，鹽液濃度變化大，鹽液濃度不易控制。2、鹽液池配鹽液泵系統(tǒng)鹽液池配鹽液泵系統(tǒng)是當(dāng)前工業(yè)鍋爐房用得最多的系統(tǒng)。1）制作材料：混凝土、塑料。2）組成：包括濃鹽液池和稀鹽液池兩部分。濃鹽液池（溶鹽池）用于濕法貯存并配制飽和含量的鹽溶液。?。ê猓}液池：用于配制所需含量（5%～8%）的鹽液。鹽池的排列方法：并列排列（二池高度相同）（右圖）上下排列：溶鹽池在上，稀鹽池在下。鹽掖池配鹽液泵系統(tǒng)1—食鹽溶解池2—稀鹽液計(jì)量箱3—鹽液泵；4—鹽液過濾器3—鹽掖泵；4—鹽掖過濾器配制鹽液時，先將食鹽放入濃鹽池加水（最好是軟水）溶解，鹽液經(jīng)濃鹽液池底部的砂石過濾層過濾，經(jīng)連通管流入衡鹽液池，用比重計(jì)指示加水量，使衡鹽液調(diào)節(jié)到所需要的濃度。鹽液泵為耐腐蝕的塑料泵，出口壓力一般取0.1～0.2MPa（揚(yáng)程10～20m水柱），一般不設(shè)備用泵。3）運(yùn)行——運(yùn)行中，有反洗、還原、正洗和交換的四個步驟（1）軟化目的：使原水軟化。過程：上進(jìn)下出。操作：閥門1和2開起，其余閥門關(guān)閉。要求：應(yīng)定時對水質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)；當(dāng)出水硬度超過規(guī)定的允許值時，應(yīng)立即停止軟化。（2）反洗目的：①松動軟化時被壓實(shí)了的交換劑層，為還原創(chuàng)造條件。②帶走交換劑表層的污物和破碎的交換劑顆粒。過程：下進(jìn)上出。順流再生離子交換器操作示意圖操作：閥門3和5開起，其余閥門關(guān)閉。要求：反洗強(qiáng)度以不沖走完好的交換劑顆粒為宜，一般為15m/h，反洗時間一般為10～15min。（3）再生目的：使失效的交換劑恢復(fù)交換能力。過程：再生液上進(jìn)下出。操作：閥門4和6開起，其余閥門關(guān)閉。要求：再生流速一般為4～8m/h。（4）正洗目的：清除交換劑中殘余的再生劑和再生產(chǎn)物。過程：廢鹽液放盡后，開始正洗，上進(jìn)下出。操作：閥門1和6開起，其余閥門關(guān)閉。4）順流再生固定床的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行維修方便，水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)。缺點(diǎn)：再生鹽液耗量大。2．逆流式再生為了克服順流再生時底層部分交換劑再生較差的缺陷，采用逆流再生法。1）特點(diǎn)（1）逆流再生離子交換出水質(zhì)量高，鹽耗低；（2）當(dāng)再生液流速較高時，就會和反洗時一樣的使交換劑層產(chǎn)生擾動現(xiàn)象。這樣，交換劑層上下層次被打亂，通常稱為亂層。為了防止亂層現(xiàn)象，逆流再生交換器在結(jié)構(gòu)和運(yùn)行上都有一些措施。設(shè)中間排水裝置使向上流動的再生液或沖洗水能均勻地從中間排水裝置排走，而不使交換劑層發(fā)生擾動。壓實(shí)層鋪設(shè)150～200mm厚的壓實(shí)層。壓實(shí)層：25～30目的聚乙烯白球或直接用失效樹脂作為壓實(shí)層。壓實(shí)層還可以起過濾的作用，把水中帶進(jìn)的懸浮物擋住，保護(hù)交換劑。頂壓壓縮空氣頂壓法是從交換器頂部送入0.03～0.05MPa的壓縮空氣。2）構(gòu)造1—廢再生掖出口2—進(jìn)水閥3—沖洗水閥4—再生掖進(jìn)口5—排水6—軟化出水7—排水8—小反洗進(jìn)水9—進(jìn)氣管10—排氣管11—壓實(shí)層12—中間排水裝置3）運(yùn)行步驟a）小反洗b）排水c）頂壓d）再生e）逆流沖洗f）小正洗g）正洗（1）小反洗目的：沖去積聚在表面層（壓實(shí)層）及中排裝置以上的污物。方法：交換劑失效時停止運(yùn)行，反洗水從中排裝置引進(jìn)，經(jīng)進(jìn)水裝置排走。要求：反洗流速控制在5～10m/h，時間3～5min。如圖a所示。（2）排水目的：放掉中排管上部的水，使壓實(shí)層呈干態(tài)。方法：開起空氣閥和中間排水閥。如圖b所示。（3）頂壓目的：防止再生時亂層。方法：關(guān)閉空氣閥和中間排水閥，開起壓縮空氣閥，從頂部通入壓縮空氣，并維持0.03～0.05MPa頂壓，如圖c所示。（4）再生目的：使失效的交換劑恢復(fù)交換能力。方法：在頂壓情況下，開起底部進(jìn)再生液閥門，再生液從下部送入，隨適量空氣從中排裝置排出，如圖d所示。要求：流速為2～5m/h，再生時間一般為40～50min。（5）逆流沖洗目的：清除交換劑中殘余的再生劑和再生產(chǎn)物。方法：關(guān)閉再生閥門，開啟底部進(jìn)水閥，在有頂壓的狀態(tài)下進(jìn)行逆流沖洗，從中排裝置排水，如圖e所示。要求：時間一般為30～40min。（6）小正洗目的：清洗滲入壓實(shí)層中及其上部的再生液。方法：放盡交換器內(nèi)的剩余空氣，從頂部進(jìn)水，由中間排水裝置放水，如圖f所示。要求：流速為10～15m/h，時間約為10min。（7）正洗方法：水從上部進(jìn)入，由下部排放。如圖g所示。直到出水符合給水標(biāo)準(zhǔn)，即可投入運(yùn)行。大反洗時間：交換器在運(yùn)行20個周期之后，要進(jìn)行一次大反洗。目的：除去交換劑層中的污物和破碎的交換劑顆粒。方法：從交換器底部進(jìn)水，從頂部排水裝置排水。由于大反洗松動了整個交換劑層，所以大反洗第一次再生時，再生劑用量要加大一些。再生劑耗量應(yīng)加大0.5~1倍以上。鈉離子交換系統(tǒng)單級鈉離子交換系統(tǒng)：當(dāng)原水硬度<8mmol/L時采用雙級鈉離子交換系統(tǒng)：當(dāng)生水硬度>8mmol/L時采用第三節(jié)離子交換除堿一、氫—鈉離子交換原理及系統(tǒng)如果我們將離子交換劑用酸（H2SO4）溶液去還原，則變成氫離子交換劑（HR），原水流經(jīng)氫離子交換劑后，水同樣可以得到軟化，其化學(xué)反應(yīng)方程式如下CaR2+H2SO4===2HR+CaSO4MgR2+H2SO4===2HR+MgSO4對碳酸鹽硬度Ca(HCO3)2+2HR===CaR2+2H2O+2CO2↑Mg(HCO3)2+2HR===MgR2+2H2O+2CO2↑對非碳酸鹽硬度CaSO4+2HR===CaR2+H2SO4MgCl2+2HR===MgR2+2HClCaCl2+2HR===CaR2+2HClMgSO4+2HR===MgR2+H2SO4由以上化學(xué)反應(yīng)方程式可見；1）水中的暫時硬度轉(zhuǎn)變成水和二氧化碳，在消除硬度的同時降低了水的堿度和鹽分，其除鹽、除堿的量與原水中的暫時硬度的量相等。2）在消除永久硬度的同時生成了等量的酸。由于出水呈酸性和用酸作為再生劑，因此氫離子交換劑及其管道要有防腐措施，且處理后的水不能直接送入鍋爐，所以它不能單獨(dú)使用，通常必須與鈉離子交換聯(lián)合使用，稱為氫-鈉離子交換，使氫離子交換后產(chǎn)生的游離酸與經(jīng)鈉離子交換生成的堿相互中和，達(dá)到除堿的目的，即H2SO4+2NaHCO3===Na2SO4+2H2O+2CO2↑HCl+NaHCO3===NaCl+H2O+CO2↑這樣既消除了酸性，降低了堿度，又消除了硬度，并使水中的含鹽量有所降低。失效的氫離子交換劑還原時，用濃度分?jǐn)?shù)2%的硫酸或不超過5%的鹽酸。并聯(lián)系統(tǒng)如下圖所示。原水按比例一部分經(jīng)過鈉離子交換器，其余的經(jīng)過氫離子交換器，兩部分軟化水匯集后，經(jīng)除二氧化碳器除去生成的二氧化碳，軟水存入水箱由水泵送走。并聯(lián)H-Na離子交換系統(tǒng)1--H離子交換器2—Na離子交換器3—CO2除氣器；4—水箱當(dāng)H>A時：當(dāng)H=A時：當(dāng)H<A時：串聯(lián)系統(tǒng)如圖所示。進(jìn)水也分兩部分，一部分原水進(jìn)入氫離子交換器，其出水與另一部分原水混合，出水中的酸度和原水中的堿度中和，中和反應(yīng)產(chǎn)生的CO2由除二氧化碳器去除，再經(jīng)鈉離子交換器，除去未經(jīng)氫離子交換器的另一部分原水中的硬度，出水即為除硬脫堿了的軟化水。串聯(lián)H-Na離子交換系統(tǒng)1—H離子交換器2—CO2除氣器3—水箱4—泵5—Na離子交換器氫-鈉串聯(lián)離子交換軟化脫堿系統(tǒng)中，一定要先除去CO2后，再經(jīng)鈉離子交換器，防止CO2形成碳酸后再流經(jīng)鈉離子交換器使出水又重新出現(xiàn)堿度。同樣，為保證出水不呈酸性，應(yīng)使出水具有一定的殘余堿度。對氫離子交換器常以不足量酸的方法進(jìn)行還原，不足量酸法可以節(jié)省用還原酸和防止處酸性水。不足量酸還原法只適用于磺化煤交換劑和弱酸性陽離子交換樹脂。綜合式系統(tǒng)串聯(lián)系統(tǒng)與并聯(lián)系統(tǒng)的比較：串聯(lián)系統(tǒng)投資高，但可靠性好。并聯(lián)系統(tǒng)需要嚴(yán)格控制水量比例。二、氨—鈉離子交換原理及系統(tǒng)銨-鈉離子交換與氫-鈉離子交換工作原理相同，只是用氯化銨為還原液，使之成為銨離子交換劑NH4R，即CaR2+2NH4Cl===2NH4R+CaCl2MgR2+2NH4Cl===2NH4R+MgCl2銨離子交換劑使水中暫時硬度軟化Ca(HCO3)2+2NH4R===CaR2+2NH4HCO3Mg(HCO3)2+2NH4R===MgR2+2NH4HCO3重碳酸銨（NH4HCO3）在鍋內(nèi)受熱以后可以分解NH4HCO3=NH3↑+H2O+CO2↑水中永久硬度軟化CaSO4+2NH4R===CaR2+(NH4)2SO4CaCl2+2NH4R===CaR2+2NH4ClMgSO4+2NH4R===MgR2+(NH4)2SO4MgCl2+2NH4R===MgR2+2NH4Cl硫酸銨及氯化銨在鍋內(nèi)受熱分解而形成酸：(NH4)2SO4=2NH3↑+H2SO4NH4Cl=NH3↑+HCl銨離子交換一般與鈉離子交換并聯(lián)使用，使銨鹽受熱分解所生成的酸與鈉離子交換后的NaHCO3加熱分解所生成的堿中和，既去除了酸，又降低了鍋水