鍋爐基礎知識

關于鍋爐基礎知識簡介鍋爐的發(fā)展分鍋和爐兩個方面。

18世紀上半葉，英國煤礦使用的蒸汽機，包括瓦特的初期蒸汽機在內(nèi)，所用的蒸汽壓力等于大氣壓力。18世紀后半葉改用高于大氣壓力的蒸汽。19世紀，常用的蒸汽壓力提高到0.8兆帕左右。與此相適應，最早的蒸汽鍋爐是一個盛水的大直徑圓筒形立式鍋殼，后來改用臥式鍋殼，在鍋殼下方磚砌爐體中燒火。第2頁,共49頁，2024年2月25日，星期天隨著鍋爐越做越大，為了增加受熱面積，在鍋殼中加裝火筒，在火筒前端燒火，煙氣從火筒后面出來，通過磚砌的煙道排向煙囪并對鍋殼的外部加熱，稱為火筒鍋爐。開始只裝一只火筒，稱為單火筒鍋爐或康尼許鍋爐，后來加到兩個火筒，稱為雙火筒鍋爐或蘭開夏鍋爐.第3頁,共49頁，2024年2月25日，星期天發(fā)展歷史

1830年左右，在掌握了優(yōu)質(zhì)鋼管的生產(chǎn)和脹管技術之后出現(xiàn)了火管鍋爐。一些火管裝在鍋殼中，構成鍋爐的主要受熱面，火(煙氣)在管內(nèi)流過。在鍋殼的存水線以下裝上盡量多的火管，稱為臥式外燃回火管鍋爐。它的金屬耗量較低，但需要很大的砌體。

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19世紀中葉，出現(xiàn)了水管鍋爐。鍋爐受熱面是鍋殼外的水管，取代了鍋殼本身和鍋殼內(nèi)的火筒、火管。鍋爐的受熱面積和蒸汽壓力的增加不再受到鍋殼直徑的限制，有利于提高鍋爐蒸發(fā)量和蒸汽壓力。這種鍋爐中的圓筒形鍋殼遂改名為鍋筒，或稱為汽包。初期的水管鍋爐只用直水管，直水管鍋爐的壓力和容量都受到限制。

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二十世紀初期，汽輪機開始發(fā)展，它要求配以容量和蒸汽參數(shù)較高的鍋爐。直水管鍋爐已不能滿足要求。隨著制造工藝和水處理技術的發(fā)展，出現(xiàn)了彎水管式鍋爐。開始是采用多鍋筒式。隨著水冷壁、過熱器和省煤器的應用，以及鍋筒內(nèi)部汽、水分離元件的改進，鍋筒數(shù)目逐漸減少，既節(jié)約了金屬，又有利于提高鍋爐的壓力、溫度、容量和效率。第6頁,共49頁，2024年2月25日，星期天

輔助循環(huán)鍋爐又稱強制循環(huán)鍋爐，它是在自然循環(huán)鍋爐的基礎上發(fā)展起來的。在下降管系統(tǒng)內(nèi)加裝循環(huán)泵，以加強蒸發(fā)受熱面的水循環(huán)。直流鍋爐中沒有鍋筒，給水由給水泵送入省煤器，經(jīng)水冷壁和過熱器等蒸發(fā)受熱面，變成過熱蒸汽送往汽輪機，各部分流動阻力全由給水泵來克服。

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第二次世界大戰(zhàn)以后，這兩種型式的鍋爐得到較快發(fā)展，因為當時發(fā)電機組要求高溫高壓和大容量。發(fā)展這兩種鍋爐的目的是縮小或不用鍋筒，可以采用小直徑管子作受熱面，可以比較自由地布置受熱面。隨著自動控制和水處理技術的進步，它們漸趨成熟。在超臨界壓力時，直流鍋爐是唯一可以采用的一種鍋爐，70年代最大的單臺容量是27兆帕壓力配1300兆瓦發(fā)電機組。后來又發(fā)展了由輔助循環(huán)鍋爐和直流鍋爐復合而成的復合循環(huán)鍋爐。第8頁,共49頁，2024年2月25日，星期天在鍋爐的發(fā)展過程中，燃料種類對爐膛和燃燒設備有很大的影響。因此，不但要求發(fā)展各種爐型來適應不同燃料的燃燒特點，而且還要提高燃燒效率以節(jié)約能源。此外，爐膛和燃燒設備的技術改進還要求盡量減少鍋爐排煙中的污染物(硫氧化物和氮氧化物)第9頁,共49頁，2024年2月25日，星期天鏈帶式鏈條爐排第10頁,共49頁，2024年2月25日，星期天早年的鍋殼鍋爐采用固定爐排，多燃用優(yōu)質(zhì)煤和木柴，加煤和除渣均用手工操作。直水管鍋爐出現(xiàn)后開始采用機械化爐排，其中鏈條爐排得到了廣泛的應用。爐排下送風從不分段的“統(tǒng)倉風”發(fā)展成分段送風。早期爐膛低矮，燃燒效率低。后來人們認識到爐膛容積和結構在燃燒中的作用，將爐膛造高，并采用爐拱和二次風，從而提高了燃燒效率。第11頁,共49頁，2024年2月25日，星期天發(fā)電機組功率超過6兆瓦時，以上這些層燃爐的爐排尺寸太大，結構復雜，不易布置，所以20年代開始使用室燃爐，室燃爐燃燒煤粉和油。煤由磨煤機磨成煤粉后用燃燒器噴入爐膛燃燒，發(fā)電機組的容量遂不再受燃燒設備的限制。自第二次世界大戰(zhàn)初起，電站鍋爐幾乎全部采用室燃爐。第12頁,共49頁，2024年2月25日，星期天早年制造的煤粉爐采用了Ｕ形火焰。燃燒器噴出的煤粉氣流在爐膛中先下降，再轉彎上升。后來又出現(xiàn)了前墻布置的旋流式燃燒器，火焰在爐膛中形成Ｌ形火炬。隨著鍋爐容量增大，旋流式燃燒器的數(shù)目也開始增加，可以布置在兩側墻，也可以布置在前后墻。1930年左右出現(xiàn)了布置在爐膛四角且大多成切圓燃燒方式的直流燃燒器。第13頁,共49頁，2024年2月25日，星期天

第二次世界大戰(zhàn)后，石油價廉，許多國家開始廣泛采用燃油鍋爐。燃油鍋爐的自動化程度容易提高。70年代石油提價后，許多國家又重新轉向利用煤炭資源。這時電站鍋爐的容量也越來越大，要求燃燒設備不僅能燃燒完全，著火穩(wěn)定，運行可靠，低負荷性能好，還必須減少排煙中的污染物質(zhì)。第14頁,共49頁，2024年2月25日，星期天鍋爐形式及分類1.什么是鍋爐？

將其他熱能轉變成其他工質(zhì)熱能，生產(chǎn)規(guī)定參數(shù)和品質(zhì)的工質(zhì)的設備稱為鍋爐。（煤、油、天然氣等轉變成蒸汽）第15頁,共49頁，2024年2月25日，星期天

《特種設備安全監(jiān)察條例》所定義的鍋爐是指利用各種燃料、電或者其他能源，將所盛裝的液體加熱到一定的參數(shù)，并對外輸出熱能的設備，其范圍規(guī)定為最高安全水位時存水容積大于或者等于30L的承壓蒸汽鍋爐；出口水壓大于或者等于O．1MPa(表壓)，且額定功率大于或者等于O．1Mw的承壓熱水鍋爐；有機熱載體鍋爐。

1.蒸汽鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程（96版勞動部1997.1.1執(zhí)行）2.特種設備安全監(jiān)察條例（2003.3.11國務院373號令）（2009.1.24國務院549號令修改）第16頁,共49頁，2024年2月25日，星期天

鍋爐形式鍋爐設備中，吸熱的部份稱為鍋，產(chǎn)生熱量的部分稱為爐。如：水冷壁、過熱器、省煤器等吸熱的部份可以看成鍋；而爐膛、燃燒器、燃油泵、送、引風機可以看成爐。只有空氣預熱器既是吸熱又是產(chǎn)生熱量的部分，所以具有鍋和爐兩個部份的性質(zhì)。第17頁,共49頁，2024年2月25日，星期天2.鍋爐如何分類？按鍋爐燃用的燃料分：燃煤爐、燃油爐和燃氣爐；按燃燒方式分：層燃爐、室燃爐和沸騰爐（循環(huán)流化床）按鍋爐水循環(huán)方式分：自然循環(huán)鍋爐，強制循環(huán)鍋爐和復合循環(huán)鍋爐按有無汽包分：汽包鍋爐和直流鍋爐按爐膛內(nèi)的壓力分：負壓鍋爐和微正壓鍋爐第18頁,共49頁，2024年2月25日，星期天按蒸汽壓力分類：低壓鍋爐（p＜2.45MPa）、中壓鍋爐（3.8＜p＜5.8MPa）、高壓鍋爐（5.9＜p=12.6MPa）、超高壓鍋爐（12.7＜p=15.8MPa）、亞臨界壓力鍋爐（15.9＜p=18.3MPa）、超臨界壓力鍋爐（22.115＜p＜30MPa）和超超臨界壓力鍋爐（p＞30MPa）按傳熱面布置方式分：U形鍋爐、倒U形鍋爐和倒L形鍋爐按管內(nèi)通過的是水還是煙氣分：火管鍋爐、水管鍋爐和水火管組合鍋爐按用途分：生活鍋爐、工業(yè)鍋爐、電站鍋爐

第19頁,共49頁，2024年2月25日，星期天3.什么分別是火管鍋爐？水管鍋爐？火管鍋爐----就是燃料燃燒后產(chǎn)生的煙氣在火筒或煙管中流過，對火筒或煙管外水、汽或汽水混合物加熱。水管鍋爐----就是水、汽或汽水混合物在管內(nèi)流動，而火焰或煙氣在管外燃燒和流動的鍋爐。第20頁,共49頁，2024年2月25日，星期天第21頁,共49頁，2024年2月25日，星期天第22頁,共49頁，2024年2月25日，星期天4.什么是蒸汽鍋爐參數(shù)？我國的蒸汽鍋爐參數(shù)系列標準是什么？蒸汽鍋爐的參數(shù)：額定蒸發(fā)量t/h（容量）、蒸汽壓力(MPa)、蒸氣溫度(℃)和給水溫度(℃)第23頁,共49頁，2024年2月25日，星期天5.鍋爐按制造許可級別如何劃分？第24頁,共49頁，2024年2月25日，星期天6.鍋爐型號中各符號所代表的意義是什么？1.LSG1.0-0.8-AⅢ；LHG0.5-0.39-AⅢ2.DZL4-1.25-AⅡ；WNS6-1.6-Y（Q）3.SHX75-3.82/450（循環(huán)流化床鍋爐）4.QZ30/950-10-0.78/179（余熱鍋爐）5.DG670/14-4（電站鍋爐）（HG哈爾濱鍋爐廠）（SG上海鍋爐廠）（DG東方鍋爐廠）

第25頁,共49頁，2024年2月25日，星期天第26頁,共49頁，2024年2月25日，星期天7.自然循環(huán)鍋爐的原理是什么？自然循環(huán)鍋爐中的汽包、下降管、下聯(lián)箱和水冷壁管組成了循環(huán)回路。鍋爐在冷態(tài)下，下降管中的水和水冷壁中水的溫度是相同的，兩者的重度是相等的，因此，爐水不會流動。在運行狀態(tài)下，水冷壁吸收爐膛火焰的輻射熱，產(chǎn)生一部分蒸汽。水冷壁管中汽水混合物的重度（r2）比爐膛外不受熱的下降管中水的重度（r1）小，兩者的重度差（r1-r2）與循環(huán)回路高度(h)的乘積，稱為流動壓頭（r1-r2）*h。爐水在流動壓頭的推動下不斷循環(huán)，沒有依靠外力，故稱為自然循環(huán)。第27頁,共49頁，2024年2月25日，星期天8.對流管束中的水循環(huán)是怎樣進行的？中、小型鍋爐設有對流管束作為蒸發(fā)受熱面。對流管通常布置在過熱器后，脹接在上下汽包之間。對流管束對于水冷壁來講起著下降管的作用，但是對流管束本身也產(chǎn)生一部分蒸汽。有對流管束的鍋爐，其省煤器通常為非沸騰式的，蒸汽一般不經(jīng)給水清洗，所以上汽包內(nèi)的水是欠熱的。對流管束通常以汽包中心線為界分成兩部分，靠近過熱器一側的對流管束由于接觸的煙氣溫度較高，吸熱量多，管內(nèi)會發(fā)生部分蒸汽，是對流管束中的上升管。第28頁,共49頁，2024年2月25日，星期天9.什么是循環(huán)倍率?

對于自然循環(huán)的或強制循環(huán)的鍋爐來講,進入上升管的循環(huán)爐水吸收爐膛火焰的輻射熱量后,只有一小部分蒸發(fā)成飽和蒸汽,大部分連同蒸汽回到汽包.進入上升管的循環(huán)水量與上升管中產(chǎn)生的蒸汽量之比稱為循環(huán)倍率.常用K表示.一般隨著蒸汽壓力和蒸發(fā)量的增加,循環(huán)倍率下降.見下表;第29頁,共49頁，2024年2月25日，星期天第30頁,共49頁，2024年2月25日，星期天立式蒸汽鍋爐第31頁,共49頁，2024年2月25日，星期天臥式鏈條爐DZL系列第32頁,共49頁，2024年2月25日，星期天單鍋筒手燒爐雙鍋筒鏈條爐排第33頁,共49頁，2024年2月25日，星期天WNS系列臥式燃油、燃汽蒸汽鍋爐第34頁,共49頁，2024年2月25日，星期天LHS立式燃油、燃汽蒸汽鍋爐第35頁,共49頁，2024年2月25日，星期天鄒縣電廠1000MW超超臨界鍋爐第36頁,共49頁，2024年2月25日，星期天北侖電廠1000MW超超臨界鍋爐華能海門電廠1000MW超臨界鍋爐第37頁,共49頁，2024年2月25日，星期天江蘇太侖電廠600MW超臨界鍋爐華能沁北電廠600MW超臨界鍋爐第38頁,共49頁，2024年2月25日，星期天內(nèi)蒙古托克托600MW亞臨界鍋爐第39頁,共49頁，2024年2月25日，星期天第40頁,共49頁，2024年2月25日，星期天冶煉礦物煙氣回收余熱鍋爐杭州鍋爐股份公司68t/h第41頁,共49頁，2024年2月25日，星期天江西自力余熱鍋爐工藝流程及圖片因為金屬提煉過程中，根據(jù)用戶提供的煙氣性能指標，高溫煙氣含量中有很多金屬氧化物，需要收集，高溫煙