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第一章 锅炉及锅炉设备基本知识.
能源可分
按能源的形态 化学能 热能、 太阳能、 电能、 核能、 水力能 海洋能、生物能等。 以原始状态存在于自 然界中的能源叫做一 次能源(或初级能 源),如煤炭、石油、 天然气、水力等; 把一次能源经过各种 方式加工转换后得到 的能源叫二次能源, 如电能、蒸汽、热水 等
二、能源的重要性
能源是现代社会和生活的物质基础。 经济、技术发展程度越高,能源的消耗量也就 越多。 在正常情况下,各国工业化初期,能源消耗量 (包括电能消耗在内)与国民生产总值同步增长。 人的生活与能源消费息息相关,人们生活中衣、 食、住、行、文化娱乐等等。 采暖和空气调节方面的能耗占能源总用量的比 例很大,欧洲约占50%,美国和日本也占到 33%左右,每年平均以4~5%的速度增长
从能源利用的角度看,锅炉是一种能源 转换设备。 在锅炉中,一次能源(燃料)的化学贮 藏能通过燃烧过程转化为燃烧产物(烟 气和灰渣)所载有的热能,然后又通过 传热过程将热量传递给中间载体(例如 水和蒸汽),依靠它将热量输送到用热 设备中去。
一、能源的形式
太阳能 一切能源的主要来源 它是无穷无尽的、无公害的干净能源 二十二亿分之一 达地球 全球1998年消耗能量=1/18000 引起:水力电、风能、潮流、生物能
(二)炉本体 指燃料燃烧、助燃空气和燃烧产物流经的所有 设备组成的系统。包括: 1.燃烧室和燃烧设备: 燃烧室根据燃烧形式不同,有 层燃室 室燃室 沸腾燃烧室 燃烧设备包括:给煤、除渣机械、炉排等. 2.空气预热器 一般布置在尾部烟道中,使空气先预热,既可改 善燃料着火和燃烧条件,又可利用烟气余热, 提高锅炉效率。
(三)炉墙和构架 锅炉的燃烧室和烟道需要耐火砖、保温 砖和普通砖封闭起来,使火焰和烟气与 外界隔绝,减少热量向外散失。 构架为钢结构或钢筋混凝土结构. (四)辅助设备 1.通风设备:送、引风机、烟道、烟囱 2.燃料输送设备:储煤场、破碎、运输 3.除尘和除灰设备:清除排烟中的飞灰 4.给水设备:水泵、给水管道、阀门
工业锅炉
锅炉厂生产的蒸汽常常直接供给其他工业生产,例如 化肥厂、造纸 厂、制药厂、印染厂、糖厂等。因此, 锅炉也是各种业生产的动力设备。
船舶锅炉 机车锅炉
其中:电站锅炉和工业锅炉为固定式锅
炉 船舶锅炉和机车锅炉为移动式锅炉
②
按蒸汽压力分 低压锅炉(2.5MPa 以下) 中压锅炉(3.9MPa) 高压锅炉(10MPa) 超高压锅炉(界压力锅炉(超过 22.19MPa 临 界压)
3. 二者换算关系式 热功率(供热量)与蒸发量之间的关系为
Q 0.000278D(iq igs )
式中: D——锅炉的蒸发量, t/h; iq,igs———蒸汽和给水的焓,kJ/kg. 对于热水锅炉
Q 0.000278G(irs irs )
式中: G—热水锅炉的每小时送出的水量, t/h; irs/,irs//———供水和给水的焓,kJ/kg.
b.下降管:接在汽包底部,将水引出接到下集 箱。本身不受热,起到汇集和分配汽水作用。 作用:将水引向水冷壁等受热面加热。 C.水冷壁:由装在燃烧室内壁四周的许多管子 组成,是主要蒸发受热面。 作用:水冷壁接受燃料燃烧产生的强烈辐射热, 同时降低炉墙内壁温度,保护炉墙. 2.过热设备 将汽包内产生的饱和蒸汽引入布置在燃烧室出 口后烟道中的一组管道内,使之升高温度成为 过热蒸汽。 3.省煤器 在尾部烟道中,由许多蛇形钢管或铸铁管组成。 锅炉给水先进入省煤器受烟气加热,使水温提 高到接近饱和温度在进入汽包
三、现有能源的有限性
世界能源消费大幅度地增长。 全世界每年所消耗的矿物燃料相当于地球史前 二百万年地球所储存的。 如仍按现在的消费增长率持续下去,估计在今 后30~40年内矿物燃料即将枯竭。
人口急剧增长加剧能源枯竭
世界人口的急剧增长,是人类将面临的最
重要的问题之一。 世界的总人口在 15世纪时,据估算不过 3 亿人左右, 自公元 1400 至 1900 年间,人口的年增长 率O~0.75%,人口的增长较缓慢。 20 世纪,人口年增长率约达 2% 。这意味 着,30多年,人口就要翻一番。
(五)锅炉附件
计量锅炉水位、压力、温度、流量的热 工仪表和自控设备
介绍锅炉的基本构造,以SHL(双锅筒横
置式链条炉排 )型锅炉为例。 锅炉的基本构造见图所示 P9图
SHL型锅炉
1-上锅筒;2-下锅筒; 3-对流管束;4-炉膛; 5-侧墙水冷; 6-侧水冷壁上集箱; 7-侧水冷壁下集箱; 8-前水冷壁; 9-后墙水冷壁; 10-前水冷壁下集箱; 11-后水冷壁下集箱; 12-下降管; 13-链条炉排; 14-加煤斗;15-风仓; 16-蒸汽过热器; 17-省煤器; 18-空气预热器; 19-烟窗及防渣管; 20-二次风管
t
% mm mm
1
1.25
2
1.25
4
1.25
6
1.25
6
1.6
8
1.6
额定压力 Mpa
热效率
主蒸汽出 口
79 50 32 20
160
79 65 40 20
320
79 100 40 20
640
80 125 50 105
945
80 125 50 105
948
81 150 65 105
1134
进水口
给水温度 ℃ 燃料消耗 Kg 量
锅炉及锅炉房设备 多媒体课件
2012
第一部分 燃煤锅炉
第一章 锅炉及锅炉房设备的基本知识
1.1 概述 1.2 锅炉的基本构造和工作过程 1.3 锅炉基本特性的表示 1.4 锅炉房设备的组成
1.1 概述
什么是锅炉呢?通过燃料的燃烧,将化学能释 放出来转变成热能,再将热能传递给工质,将 其转变为更高压力和(或)温度的热水或蒸汽 的一种换热设备。 简单的说:锅炉就是:锅 + 炉 锅炉设备的任务是:安全可靠、经济有效地使 燃料通过燃烧将化学能转变为热能,并以此热 能加热水,使其成为一定数量和质量的水蒸汽。
四、能源的可持续性
虽然地球上及浩瀚的宇宙中蕴藏的能量
是无穷无尽的,但是,在现有的技术水平 和经济条件下,地球上可被人类利用的 能源却是非常有限的。 大力开发新能源 大力提倡节约能源(节能)
能源可持续性战略
一次能源战略储备 我国一次能源结构 世界一次能源结构 大力开发新能源 大力提倡节约能源(节能):2001年全球能源 消耗200亿吨标煤,为了减缓能源枯竭的进程, 我们必须提高能源利用率,节约能源,目前世 界上仍然存在能源供应紧张,产品能耗偏高, 能源利用率偏低、浪费严重的现象,在我国犹 为突出。与发达国家存在很大差距。
五、锅炉分类
① 按用途分 生活锅炉 锅炉所生产的蒸汽或热水也常常供生产和日 常生活取暖之用。通常把取暖用的蒸汽锅炉 归并在工业锅炉中,而只生产热水的取暖用 锅炉常称为热水锅炉
电站锅炉
火力发电厂中三大主机之一,它所产生的 具有一定热能的蒸汽进入汽轮机,推动汽轮 机转动,使热能转变为机械能。
3.水的受热和汽化过程
a.水由水泵加压流经省煤器预热,进入锅炉汽锅,
是饱和的汽水混合物。自然循环 b.锅筒内设有汽水分离装置,及重力作用使汽水 混合物得到分离。蒸汽进入蒸汽过热器,分离 下来的水落到上锅筒下半部的水空间。
其中任何一个过程进行得正常与否,都 会影响锅炉运行的安全性和经济性。
能源决定热源设备多样性
1.2 锅炉的基本构造和工作过程
一.锅炉的基本构造 包括:本体、炉墙、构架、辅助设备、附件 (一)锅本体 指水和蒸汽流经的全部设备所组成的系统。 1.蒸发设备:使水受热蒸发而成饱和蒸汽的部分, 由汽包、下降管、水冷壁和集箱组成。 a.汽包:是圆筒形受压容器,水平安装. 下半部为水,既贮存一定水量,也与下降管和 水冷壁连接,组成水的循环回路。 上半部为蒸汽空间,内有净化设备以保证蒸汽 品质
③ 按燃料分 燃煤锅炉 燃油锅炉 燃气锅炉
④ 按燃烧方式分: 层燃炉 室燃炉 沸腾炉
⑤ 按汽水流 动的情分:
自然循环锅炉 强制循环锅炉 直流锅炉
⑥按工质及其输出状 态分: 蒸汽锅炉 热水锅炉
⑦
按通风方式分
⑧ 按锅炉炉型结构 分:
锅壳(火管)锅炉 水管锅炉 水火管混合式锅炉
自然通风锅炉 机械通风锅炉
2.烟气向水的传递过程
高温烟气与炉膛四周墙面上的水冷壁景象强列辐射换 热,能量传给管内工质。然后烟气在引风机、烟囱的引里 力向炉膛上方流动。烟气出炉膛后冲刷蒸汽过热器,使饱 和蒸汽过热,后流经上、下锅筒间的对流管束,以对流方 式传热给管束内的工质。沿途降低温度的烟气最后到尾部 烟道,排出锅炉。
炉排面 积.
平米
2
3.17
4.94
8.49
8.49
10.04
韩国斯大卧式常压热水锅炉技术参数
型号 单位
工作压 Mpa 力 额定功 MW 率 0.35 0 .48 0.58 CWNS 0.35 CWNS0. CWNS0. CWN 48 58 S0.7 常压 0.7 1.0 1.4 CWNS 1.0 CWNS 1.4
锅炉的水汽系统循环
归纳为:
制粉系统
燃料输送碎煤机除铁器磨煤机 由一次风送入炉内 风烟系统 送风机 引风机 一、二次风 汽水系统 省煤器汽包水冷壁过热器
1.3 锅炉基本特性的表示
为了表明锅炉的构造、容量、参数和运行的 经济性等特点,通常用下述指标来表示锅炉的基 本特性。
对于热水锅炉则有额定出口热水温度和
额定的进口(回水)温度之分。 额定循环水量:与额定热功率、额定热 水温度及额定回水温度相对应的通过热 水锅炉的水流量,常用符号 G 表示,单 位是t/h。