第一章锅炉及锅炉房设备的基本知 识
第一章 锅炉及锅炉房设备的基 本知识
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锅炉动画
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循环流化床锅炉
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锅炉是能量转换装置，它是把燃料的化学能转化为热能，进而将热能传
递给水，以产生热水或蒸汽。(教科书定义)
锅炉——是一种将煤炭、石油、可燃气体等能源 所储藏的化学能转化为一定温度和压力的水或蒸 汽的换热设备。
• 锅炉是利用燃料或其他能源的热能，把水加热成为 热水或蒸汽的设备。锅炉中产生的热水或蒸汽可直 接为生产和生活提供所需要的热能，也可通过蒸汽 动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能 转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，产生 蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉。
锅炉是指利用各种燃料、电或者其它能源，将所盛装的液体加热到一定
的参数，并承载一定压力的密闭设备。(《特种设备安全监察条例》)
锅分炉。最根第本一的章组锅炉成及是锅“识炉锅房设”备和的“基本炉知”两大部
吸热
加热
传热
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第一节 概述
• 供热系统
– 组成 热源、热网和热用户
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炉膛
蒸汽过热器 上锅筒
对流管束 省煤器
空气预热器 下锅筒
风仓 灰斗
集箱
炉排
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部燃 分油
锅 炉 的 基 本 组 成
锅筒 传热面
炉膛(炉胆) 控制系统
安全附件 燃烧器
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第一章锅炉及锅炉房设备的基本知 识
管。二十世纪初期，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ轮机开始发展，它要求配以容量和蒸汽参数较高 的锅炉。直水管锅炉已不能满足要求。随着制造工艺和水处理技术的发 展，出现了弯水管式锅炉。为了布置更多的受热面，锅筒的数目也随之 增多。随着传热学的发展，证实炉膛中设置的水冷壁管吸收火焰的辐射 传热，比一般对流管束的吸热强度高得多。尽可能增加水冷壁的数量， 减少对流管束的数量，导致锅筒的数目也随之减少，既节约了金属，又 有利于提高锅炉的压力、温度、容量和效率。现在已出现了单锅筒的大 容量锅炉和无锅筒的直流锅炉。
– 效率较低 炉胆被水包围，炉温难以提高，不 利于燃烧；烟气纵向冲刷，传热差，排烟温度 较高。“煤老虎”
– 水容量大、启动较慢 – 烟管内易积灰，烟管外难清垢
• 优点
– 结构简单，操作容易，维修方便 – 水质要求低 – 水容积大,能较好地适应负荷的变化
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• 第二个方向,增加筒外部的受热面积,火包水, 火在水外,即水管锅炉.
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• 锅炉由“锅”和“炉”两部分组成， “锅” 是指被加热的盛水和蒸汽的容器。其作用是吸 收燃料在炉中释放的热能，将水加热成热水或 蒸汽。“炉”是锅炉中燃料燃烧的场所，其作 用是将燃料的化学能转化为热能。“锅”与 “炉”以换热表面分开，一侧是“锅”，另一 侧则是“炉”。 为了保证锅炉的正常、安全 运行，还需要配置必要的附件、仪表、自控装 置和辅助设备。
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第二节 锅炉的基本构造和 工作过程
• 一、锅炉的基本构成：汽锅(drum)和炉子 （furnace）
• 炉子（以SHL型锅炉为例）：是将燃料的化 学能转变为热能的燃烧系统。包括煤斗、炉 排、炉膛、除渣板、送风装置等。
• 汽锅：是接受高温烟气的热量并将其传给工 质的受热面系统。包括锅筒（汽包）、管束、 集箱、和下降管等组成的一个封闭汽水系统。
• （1）炉膛 提供燃料燃烧及辐射受热面布置的空间，保 证燃料燃烬并使出口烟气温度冷却到对流受热面能安全 工作的数值。
• （2）燃烧设备 将燃料和燃烧所需空气送入炉膛并使燃 料及时着火和稳定燃烧。
• （3）锅筒 连接锅炉各受热面，组成水循环回路；实现 汽、水分离；适应负荷变化。
• （4）水冷壁 吸收炉膛辐射热并保护炉墙。 • （5）对流管束 以对流方式吸收烟气热量，加热工质水
• 在结构方面，克服了火管锅炉都有一个大的锅 壳，即浪费金属又不能扩大容量和参数的缺陷
• 在燃烧方面，内燃变外燃，燃烧条件改善了； • 传热方面，克服了锅壳锅炉烟气纵向冲刷受热
面的缺陷，传热增强了； • 管理方面，克服了锅壳锅炉清灰除垢不便的缺
陷，管理较方便了 • 水管锅炉的发展有两个分支：横水管锅炉和竖
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• 锅炉的发展
Hero发明的装置
最简单的锅炉
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• 锅炉更新主要从两个方向进行，即“水 包火”（即火管方向）和“火包水” （即水管方向）。或者说两个阶段：锅 壳锅炉发展阶段和水管锅炉发展阶段
• 水在火外，即管外壁与锅壳间流动的是 水，管内流动的是烟气或火焰
水管锅炉。
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圆筒锅炉——〉 多水筒锅炉——〉 整联箱式锅炉 ——〉纵锅筒分 联箱式锅炉——〉 横锅筒分联箱式 锅炉
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总之，锅炉的发展史 就是为了增加蒸发量、 提高蒸汽参数、减少 煤耗、节省钢材和改 进工艺过程的历史。 竖水管锅炉是现代锅炉的主要形式。它出现于1900年，初期采用直水
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•
——〉火管锅炉 圆筒锅炉——〉单火筒锅炉——〉
双火筒锅炉 ——〉烟管-火管 锅炉 • ——〉立式火管锅炉
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• 缺点
– 有一个大直径的锅壳，所以金属耗量大，“钢 老虎”
– 大直径的锅壳，导致锅炉的承压能力受限，蒸 汽参数受限
– 燃烧室布置在锅壳内，属内燃式，使燃烧空间 受限，燃料耗量不易增大，所以蒸发量难以增 大
使之汽化。 • （6）过热器 将饱和蒸汽加热成过热蒸汽。 • （7）省煤器 吸收锅炉尾部烟气的热量加热给水，以降
锅炉与锅炉房工艺
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锅炉与锅炉房工艺
• 通过本课程使学生掌握锅炉与锅炉房工 艺的基本知识，能够合理选择锅炉及锅 炉房设备，以及进行锅炉房工艺设计。
• 掌握锅炉的构造,锅炉工作基本原理；燃 料的燃烧计算；各种燃烧设备的燃烧特 点；锅炉设备的选择；锅炉及锅炉房设 计与计算。