1、锅炉及锅炉房设备课程复习大纲第一章 锅炉设备的构成、分类和工作过程1、锅炉是一种将化石燃料和有机燃料所储藏的化学能以及工业生产中的余热或其他热源，转化为一定温度和压力的热水、蒸汽或其他工质热能的热交换设备。锅炉是由锅炉本体和辅助设备组成。2、锅炉的工作过程包括炉内过程及锅内过程。3、锅炉的参数包括锅炉容量、工作压力、工质温度。4、锅炉的热效率是指每小时送进锅炉的燃料完全燃烧时所能发出的热量中有百分之几被用来产生蒸汽或加热水，以符号gl表示。它是一个能真实说明锅炉运行的经济性的指标。5、锅炉分类： 按用途分类：包括工业锅炉、电站锅炉、船用锅炉、机车锅炉。 按锅炉出口工质压力分类：包括常压热水锅炉
2、、低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉、亚临界锅炉、超临界锅炉。 按锅炉所用燃料或能源分类：包括燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、混合燃料锅炉、废热锅炉、余热锅炉、新能源锅炉等。 4.按燃烧方式来分：火床锅炉、火室锅炉、流化床燃烧锅炉、旋风炉。 按通风方式来分：自然通风锅炉、机械送风锅炉、机械引风锅炉、平衡通风锅炉等。 按炉膛烟气压力来分：负压锅炉、微正压锅炉、增压锅炉等。 按循环方式来分：自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉 按锅炉结构来分：火管锅炉、水火锅炉、水管锅炉、铸铁锅炉。 按锅炉布置形式来分：包括锅筒纵置式锅炉、锅筒横置式锅炉。 按锅炉出厂形式来分：快装锅炉、组装锅炉、散装锅炉。6
3、、锅炉型号编制方法：如以型号为QXW2.8-1.25/90/70-A锅炉，其中2.8表示额定蒸发量为2.8T/h，出水温度为90，进水温度为70。7、锅炉按照出厂形式的不同可分为快装锅炉、 组装锅炉、散装锅炉。第二章锅炉燃料及其热工计算1、燃料包括固体燃料、液体燃料及气体燃料。2、燃料煤的主要成分包括碳（C）、氢（H）、硫（S）、氧（O）、氮（N）、灰分（A）和水分（M）组成，但燃料不是这些成分的机械混合，而是一种极为复杂的化合物。3、煤在限定条件下隔绝空气加热后，所得挥发性有机物质称为挥发分；4、煤的各种“基”的表示方法。包括接收基、空气干燥基、干基、干燥无灰基。1）接收基（应用基）：接收基
4、表示实际应用的煤（炉前煤）中各组成成分的质量百分比总和。用下角标ar表示。其表达式为Car + Har + Oar + Nar+ Sar + Aar + Mar = 100%2）空气干燥基表示不含外水分条件下，煤中各组成成分的质量百分比总和，用下角标ad表示。其表达式为：Cad + Had + Oad + Nad + Sad + Aad + Mad = 100%；3）干基：干基表示不含水分条件下，煤中各组成成分的质量分数总和。它用下角标d表示。其表达式为Cd + Hd + Od + Nd + Sd + Ad + Md =100%所以干基与接收基的换算系数K=100/(100-Mar)，通过此计
5、算可以求得对应表示方式下的含量。如Cd=K*Car。5、煤的分类：按煤的接收基水分及灰分含量，将煤分为无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤、劣质煤等五类。6、燃料油的特性包括密度、相对密度、比热容、热导率、凝固点与沸点、粘度、闪点、燃点和自燃点、静电特性、残碳、稳定性、发热量等。其中粘度是流体流动时的内部阻力，表征流体流动性能的指标；闪点是油温升高时油面上的油蒸气增多，其与空气的混合气和明火接触后发生一闪就灭的短暂闪光，这时的油温就称为该种燃料油的闪点；残炭是当重油加热到很高的温度时聚合形成的坚固油垢沉淀物。7、目前工业锅炉使用的液体燃料主要是重油、渣油和轻柴油。8、气体燃料燃气是多种气体的混合气体，由可
6、燃组分、不可燃组分与有害杂质三大部分组成。9、燃气的发热量是指标准状态下，单位数量燃气完全燃烧时所放出来的全部热量。燃气的发热量包括高位发热量与低位发热量两种。高位发热量是指单位数量的燃气完全燃烧后，其燃烧产物和周围环境恢复至燃烧前温度，而其中的水蒸气被完全凝结成同温度水后放出的全部热量；低位发热量是指单位数量燃气完全燃烧后，其燃烧产物和周围环境恢复至燃烧前温度，所放出的全部热量中扣除掉水蒸气的凝结热。10、锅炉常用的气体燃料包括天然气、人工燃气、液化石油气、生物气等。11、燃烧燃烧过程中，必须提供适当的过量空气。实际供给的空气量与理论空气量之比值称为过量空气系数。过量空气系数值的确定原则是：
7、在保证完全燃烧的前提下，尽量减小过量空气系数，值的选取要考虑燃料种类、燃烧方式、燃烧设备结构形式等因素。对于各种层燃炉，过量空气系数1；对于各种小容量的煤粉炉，过量空气系数1.21.35；对于各种燃油锅炉炉，过量空气系数1.11.2。12、烟气焓包括理论烟气量的焓、过量空气的焓及飞灰的焓。13、锅炉热热平衡：Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6式中：Qr为输入锅炉的热量，Q1为锅炉有效利用的热量，Q2为排烟热损失，Q3气体未完全燃烧热损失，Q4为固体未完全燃烧热损失，Q5为散热损失，Q6为灰渣物理热损失。14、在测量锅炉热效率的方法中，通过测出锅炉的各项热损失来求得锅炉热效率的方法称为反平
8、衡法。第三章工业锅炉的本体结构1、工业锅炉的本体结构可分为火管锅炉、水火管锅炉和水管锅炉。2、火管锅炉包括卧式火管锅炉、立式火管锅炉两种。其中卧式火管锅炉分单火筒锅炉、双火筒锅炉；立式火管锅炉又分为立式火管锅炉、立式弯水管火管锅炉、立式无管锅炉等。3、水火管锅炉是火管和水管组合的卧式外燃快装锅炉。锅炉的主要受压部件有锅壳（由壳节和前、后平封头组成）、前后烟箱、烟管、水冷壁、下降管、后棚管、集箱等。4、汽水在管内流动吸热，烟气在管外冲刷放热的锅炉称之为水管锅炉。5、热水锅炉为分高温热水锅炉，出水温度在120为分界温度，即出水温度高于120的为高温热水锅炉，出水温度在120以下的为低温热水锅炉。6
9、、锅炉的辅助受热面是指蒸汽过热器、省煤器和空气预热器。7、锅炉空气预热器产生腐蚀的原因是空气预热器布置在锅炉较低烟温区，因而常发生受热面的低温腐蚀，尤其是冷空气入口段更为严重。烟气的水蒸气露点，随烟气中水蒸气含量的高低而变化，一般在3060之间。壁温低于此值时，水蒸气将凝结在管壁上造成氧腐蚀。水蒸气的露点温度随着烟气的含量的高低而变换，当烟气中含有SO3时它与水蒸气的露点会很高，引起受热金属面的严重腐蚀。为减轻腐蚀，设计中常采用将锅炉送风机吸风道的空气吸入口置于锅炉炉顶上部，此处温度较高，使空气预热器进口风温增高，从而提高了金属壁温，使腐蚀减轻。将空气预热器最底段单独制成一个管箱也是解决腐蚀问
10、题的措施之一，这样便于修补和更换受腐蚀的金属管子。另外可以采用将最底段的金属管子用耐热玻璃管或陶瓷管取代的办法。7、工业锅炉的安全附件是指压力表、安全阀和水位计，它们是保证蒸汽锅炉安全运行极为重要的附件，因此，被称为工业锅炉的三大安全附件。8、为了防止水位表发生故障时无法如实显示锅内水位，规定每台蒸汽锅炉都应设置2个彼此独立的水位表。9、根据安全技术监察规定，蒸发量0.5t/h的蒸汽锅炉或额定功率350KW的热水锅炉，至少应装设2个安全阀；第四章工业锅炉的燃烧设备1、锅炉的燃烧设备是锅炉的重要组成部分。它是由炉排、炉膛、炉墙、炉拱等组成。锅炉燃烧设备按照组织燃烧过程的基本原理和特点分为火床燃烧
11、、流化床燃烧、火室燃烧和旋涡燃烧等四种。2、煤的燃烧过程包括煤的干燥阶段、挥发物析出及焦炭形成阶段、挥发分与焦炭的着火燃烧阶段、灰渣形成阶段四个阶段。油的燃烧过程包括雾化阶段、蒸发阶段、“油气”与空气的混合阶段与着火燃烧阶段。燃烧方式分为预蒸发燃烧与喷雾燃烧。锅炉燃用重质油首先要将油进行雾化，才能保证燃烧效果。气体的燃烧过程包括可燃气体与空气的混合与燃气的着火燃烧阶段。按燃烧方式分为扩散式燃烧、部分预混式燃烧、完全预混式燃烧。3、层燃炉包括固定炉排炉、下饲式炉、链条炉排炉、往复炉排炉、抛煤机炉、振动炉排炉。4、流化床锅炉包括鼓泡流化床、沸腾流化床、湍流流化床、循环流化床等。5、气流作用于固体颗
12、粒的向上阻力与颗粒在气体中受到的浮力之和恰好等于颗粒的重力，这是颗粒开始漂浮，这一状态称为床层开始流化，此时，对应的气流速度称为临界流化速度。6、我们把燃烧层上方借喷嘴送入炉膛的高速气流以增强炉内扰动的气流称为二次风7、室燃炉随空气流喷入炉膛呈悬浮状态燃烧的锅炉称为室燃炉。习惯上将燃用煤粉的室燃炉称为煤粉炉，将燃用液体、气体的锅炉称为燃油锅炉、燃气锅炉。第五章工业锅炉的水循环及汽水分离1、工业锅炉的水力系统：一般包括加热系统（从过冷水到饱和水）、蒸发系统（从饱和水到饱和蒸汽）、过热系统（从饱和蒸汽到过热蒸汽）。2、锅炉水循环是指水和汽水混合物在锅炉蒸发受热面回路中的循环流动。一般包括自然循环和
13、强制循环。自然循环是依靠上升管和下降管内工质密度差作为水循环动力的蒸发系统，称为自然循环；强制循环是蒸发系统中工质的流动是依靠水泵的扬程使工质在受热面内流动的循环。5、循环倍率：循环流量与产汽量之比值，称作循环倍率。工业蒸汽锅炉的工作压力都比较低，循环倍率一般都较高，约20倍左右。自然循环热水锅炉的循环倍率等于锅炉各循环回路中的循环水质量流量之和与锅炉进水量之比值。对于强制循环水锅炉，其循环倍率K=1。6、自然循环锅炉的水循环故障包括循环的停滞和倒流、汽水分层、下降管带汽等。7、蒸汽品质是指蒸汽中杂质含量的多少。饱和蒸汽的杂质主要来源于蒸汽所携带的含盐水滴。8、蒸汽带水的原因：从锅筒水位面以上
14、进入锅筒，汽水混合物从锅筒水位面以下进入锅筒，依靠动能穿越水面，较小直径的水滴被蒸汽带走。9、影响蒸汽带水的因素：锅炉负荷，蒸汽空间高度，炉水含盐量。10、汽水分离类型：重力分离、惯性力分离、离心力分离、水膜分离等。粗分离阶段一般采用旋风分离器、进口挡板、水下孔板；细分离阶段一般采用顶部均汽孔板、集汽管、百叶窗、钢丝网、蜗壳式分离器等。第六章工业锅炉的通风阻力计算1、根据空气或烟气的流动动力不同，锅炉的通风方式可分为自然通风和机械通风两种。机械通风是借助风机所提供的压头来克服空气和烟气的流动阻力。目前采用的通风方式有三种：负压通风、正压通风和平衡通风。2、按烟气流程的顺序，锅炉烟气系统总阻力p
15、y 包括炉膛负压 p1 、锅炉本体阻力pg 、省煤器阻力ps 、空气预热器烟气侧阻力 pk-y、除尘器阻力pc、烟道阻力py 、烟囱阻力pyc。3、烟囱按其材料不同可以分为砖烟囱、钢筋混凝土烟囱和钢板烟囱三种。4、烟囱高度：对于采用机械通风的锅炉，烟道阻力主要由风机来克服，烟囱的作用主要是将烟尘排至高空扩散，减轻飞灰和烟气对环境的污染，使附近的环境处于允许污染程度之下。因此，烟囱高度应符合锅炉大气污染物排放标准（GB132712001）的规定，其高度应根据锅炉房总容量按表6-2选取。当锅炉房总容量大于28MW（40t/h）时，其烟囱高度应按环境影响评价要求确定，但不得低于45m。一般烟囱高度应
16、高出在半径200m范围内最高建筑物3m以上，以减轻对环境的影响。如锅炉房在机场附近时，烟囱高度尚应征得有关部门的同意。 表6-2 烟囱最低允许高度表锅炉房总容量t/h1122441010202040MW0.70.71.41.42.82.877141428烟囱允许最低高度m202530354045第七章工业锅炉的水处理1、天然水中的杂质是多种多样的，这些杂质按其颗粒大小可分为三类：颗粒最大的称为悬浮物，其次是胶体，最小的是离子和分子，即溶解物质。2、水质指标主要包括悬浮物、溶解固形物、硬度（H）、碱度（A）、相对碱度、PH值、溶解氧、磷酸根、亚硫酸根、含油量等指标。其中水中碱性物质的总含量为碱度
17、。溶解与水中能形成水垢的两种主要盐类-钙、镁离子的总含量称为硬度。3、水处理的主要任务是软化、除碱与除氧。在固定床钠离子交换设备中，使失效离子交换剂恢复其软化能力的步骤称为再生。4、对小容量的锅炉，对锅炉给水水质标准要求较低，常采用锅内水处理的方法。锅内水处理就是向锅炉（或给水箱）内投加药剂，使水中结垢物质生成松散的水渣，通过排污排出，达到防止结垢和减轻腐蚀的目的。一般采用钠盐法与综合防垢剂法。加药方法包括间断加药和连续加药。5、钠盐法俗称加碱水处理法，常用的有磷酸三钠、纯碱和火碱（氢氧化钠），其中纯碱最普遍。原水中的碳酸盐硬度在锅内自身受热分解，在碱性环境中生成松散的碳酸钙沉淀随排污排出。6
18、、水的软化主要是采用离子交换软化法。常用的交换剂有磺化煤和合成树脂两种。7、在离子交换剂中，用R表示交换剂中复合阴离子根。8、为了降低经钠离子交换处理后水中的碱度，最简单的方法是向软水中加酸。9、氢钠离子交换系统既消除了酸性，降低了碱度，又消除了硬度，并使水中的含盐量有所降低。10、常用的除氧方法包括热力除氧、真空除氧、解吸除氧、化学除氧等。 热力除氧：由气体溶解定律可知，气体在水中的溶解度与该气体在气水界面上的分压力成正比，与水温成反比。在敞开的设备中将水加热，水温升高，汽水界面上的水蒸汽分压增大，其他气体的分压降低，当水达到沸点时，水界面上的水蒸汽分压力和外界压力相等，其他气体的分压力趋于
19、零，水中溶解气体的含量也趋于零。这是热力降氧的工作原理。 真空除氧：要使水温达到沸点，也可采用抽真空的方法（真空除氧）。 解吸除氧：使界面上的空间充满不含氧的气体，使界面上的氧气分压力降低（解吸除氧）。解吸除氧的过程：软水经水泵加压后，送至喷射器高速喷出，将由反应器来的无氧气体吸入并与水强烈混合，软水中的溶解氧向无氧气体中扩散，然后流入解吸器中，水与气体分离，无氧水从解吸器流入无氧水箱，含氧气体从解吸器上部经冷却器、汽水分离器后，进入反应器中。反应器中装有催化脱氧剂，采用自动控制温度电加热至300左右。在反应器中氧气与催化脱氧剂反应，将氧气消耗，不含氧气体被喷嘴吸走，往复循环工作。无氧水箱可用
20、胶囊密封，保证无氧水不与空气接触。解吸除氧可在常温下除氧，初投资较低。化学除氧：采用水中加药来消除溶解氧的方法（化学除氧）。化学除氧的方法包括钢屑除氧、海绵铁除氧、药剂除氧和树脂除氧等。在除氧器中装入钢屑，当水流经除氧器，水中的氧与钢屑发生氧化反应，以达到除氧的目的除氧方式是钢屑除氧。11、锅炉的排污形式有连续排污与定期排污两种。定期排污主要是排除沉积在底部的水渣和沉淀物，同时也排除盐分，所以定期排污管开设在锅筒、水冷壁各下集箱的最底部，也称底部排污。连续排污是排除锅水中的盐分杂质，由于上锅筒蒸发面附件的盐分浓度较高，所以连续排污管设在上锅筒低水位下面，也称表面排污。第九章锅炉的烟气净化1、锅
21、炉烟尘由气体和固体组成。气体中除了CO2、水蒸气、N2、O2外，还有CO、SOx、NOx等有害气体。2、烟尘浓度通常是以1m3排烟体积中含有的烟尘质量来表示，单位mg/m3。3、烟气中有害气体的净化，目前主要采用脱硫和脱氮。4、工业锅炉烟气除尘中，采用了各种各样的分离装置，实质就是利用不同的作用力（包括重力、惯性力、离心力、扩散附着力、电力等）达到将颗粒从烟气中分离和收集的目的。从含尘气流中将灰尘分离出来并加以捕集的装置称为除尘装置或除尘器。常见的除尘装置包括机械力除尘（重力除尘、惯性除尘、离心力除尘）、过滤式除尘、电除尘、管式水膜除尘器、旋风水膜除尘器等。5、锅炉脱硫主要技术措施是：煤燃烧前
22、脱硫、煤在燃烧过程中脱硫和烟气脱硫等三种途径。烟气脱硫方法又包括抛弃法与回收法两种。6、从烟气中去除氮氧化物的过程与烟气脱硫相似，也是应用液态或固态吸收剂和吸附剂来吸收、吸附NOx，以达到脱氮的目的。可分为：催化还原法、吸收法和吸附法脱氮。第十章工业锅炉的运行调整及自动控制1、锅炉启动包括起动前的检查、锅炉上水、点火和升压、并汽等步骤。上水速度必须合适，避免使锅筒壁因受热不均而产生热应力导致泄漏。一般夏季不少于1h，冬季不少于2h，小容量锅炉可以适当缩短。上水的同时检查跑、冒、滴、漏现象。点火后，燃烧要缓慢加强，升温不能太快，以免使锅炉各部分受热不均，损坏锅炉部件或炉墙。一般升温时间为：火管锅
23、炉为56h，水管锅炉为34h，水火管锅炉为23h。2、蒸汽锅炉的运行调整包括水位调节、汽压调节、炉膛负压的调节、燃烧调节及水质控制。热水锅炉的运行调整包括供水温度的控制、供水压力的控制。3、工业锅炉的停炉保养包括干法保养和湿法保养、热力保养、充气保养等方法。4、锅炉事故包括爆炸事故、重大事故和一般事故。5、锅炉的常见事故包括锅内缺水、锅内满水、汽水共腾、炉管爆破、炉膛爆炸等。第十一章 工业锅炉房的工艺设计1、锅炉的选择主要根据锅炉房热负荷、介质参数和燃料种类等因素选择，并应考虑技术经济方面的合理性，使锅炉房在冬、夏季均能达到经济可靠运行。2、锅炉房设计规范规定：当锅炉房内最大一台锅炉检修时，其
24、余锅炉应能满足工艺连续生产所需的热负荷和采暖通风及生活用热所允许的最低热负荷。锅炉房的锅炉台数一般不宜小于2台；当选用一台锅炉能满足热负荷和检修需要时，也可只选用一台。新建锅炉房时，如采用机械加煤锅炉时，锅炉房内装设的锅炉最佳台数为3台。3、选择水泵时，应注意水泵工作的水温必须符合其技术文件中所规定大的数据。给水泵台数的选择，应能适应锅炉房全年负荷变化的要求，且不小于2台，并使水泵在高效率下运行。具有一级电力负荷的锅炉房或停电后锅炉停止运行且不会造成锅炉缺水事故的锅炉房，可不设置事故备用启动给水泵。4、锅炉房内的蒸汽管道一般可分为主蒸汽管和副蒸汽管。5、锅炉给水箱的总有效容积应根据锅炉房的容量确定，一般为所有运行锅炉在额定蒸发量时所需2060min的给水量。凝结水箱的总有效容量宜为2040min的凝结水回收量。软化水箱的总有效容量一般为3060min的软化水消耗量。
