锅炉及锅炉房设备1

1、锅炉及锅炉房设备庞凤皎第一章 锅炉与锅炉房设备的基本知识第一节 概述一、 锅炉及锅炉房设备的任务 它的本质是热源。安全可靠、经济有效地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。二、 分类1. 按用途分类 电站锅炉：用于发电，大多为大容量、高参数锅炉，火室燃烧，效率高，出口工质为过热蒸汽。 工业锅炉（供热锅炉）：用于工业生产和采暖，大多数为低压、低温、 小容量锅炉，火床燃烧居多，热效率较低，出口工质为蒸汽的称为蒸汽工业锅炉，出口工质为热水的称为热水锅炉。船用锅炉 机车锅炉 注汽锅炉：用于油田对稠油的注汽热采，出口工质一般为高压湿蒸汽。2. 按结构分类 火（烟）管锅炉：烟气在

2、火管内流过，一般为小容量、低参数锅 炉，热效率低，但结构简单，水质要求低，运行维修方便。（干背、湿背） 水管锅炉：汽水在管内流过，可以制成小容量，低参数锅炉，也可以制成大容量、高参数锅炉。3. 按循环方式分类（自然循环、强制循环） 自然循环锅筒锅炉 多次强制循环锅筒锅炉 低倍率循环锅炉 直流锅炉 复合循环锅炉4. 按锅炉出口工质压力分类 低压锅炉：一般压力小于1.275MPa 中压锅炉：一般压力为3.825MPa 高压锅炉：一般压力为9.8MPa 超高压锅炉：一般压力为13.73MPa 亚临界压力锅炉：一般压力为16.67MPa 超临界压力锅炉：一般压力为22.13MPa5. 按燃烧方式分类

3、火床燃烧锅炉（层燃炉）：主要用于工业锅炉，包括固定炉排炉、往复炉排炉等。 火室燃烧锅炉（室燃炉）：主要用于电站锅炉，燃用液体燃料、气体燃料和煤粉的锅炉均为火室燃烧锅炉。 沸腾炉：送入炉排空气流速较高，使大颗粒燃煤在炉排上面的沸腾床中翻腾燃烧，小颗粒燃煤随空气上升并燃烧。 6. 按所用燃料或能源分类 固体燃料锅炉：燃用煤等固体燃料； 液体燃料锅炉：燃用重油等液体燃料； 气体燃料锅炉：燃用天然气等气体燃料； 余热锅炉：利用冶金、石油化工等工业的余热作热源； 原子能锅炉：利用核反应堆所释放热能作为热源的蒸汽发生器；废热锅炉：利用垃圾、树皮、废液等废料作为燃料的锅炉； 其它能源锅炉：利用地热、太阳能等

4、能源的蒸汽发生器或热水器。 7. 按排渣方式分类 固态排渣锅炉 液态排渣锅炉 8. 按炉膛烟气压力 负压锅炉：炉膛压力保持负压，有送、引风机，是燃煤锅炉主要型式； 微正压锅炉：炉膛表压25KPa，不需引风机，易于低氧燃烧； 9. 按锅筒布置分类 锅炉锅筒数一般为一个或两个，锅筒可纵置或横置布置，现代锅筒型电站锅炉都采用单锅筒型式，工业锅炉采用单锅筒或双锅筒型式。10. 按炉型分类 锅炉炉型很多，有倒U型、塔型、箱型、T型、U型、N 型、L型、D型、A型等。D型、A型用于工业锅炉，其它炉型一般用于电站锅炉。 11. 按锅炉房型式分类 锅炉可作露天、半露天、室内、地下或洞内布置，工业锅炉一般采用室

5、内布置，电站锅炉主要采用室内半露天或露天布置。 12. 按锅炉出厂型式分类 可分为快装锅炉、组装锅炉和散装锅炉；小型锅炉可采用快装型式，电站锅炉一般为组装或散装。三、 内容 锅炉工作过程的基本理论和锅炉房设计的计算基础和基本方法。 本门课程主要讲授章节：1，12，5，10，8，11(2，3，9).四、 目的通过本课程的学习，具有锅炉房工艺设计以及运行管理的初步能力。第五节 锅炉房设备的组成一、 锅炉本体锅炉：汽锅、炉子附加受热面：蒸汽过热器，省煤器，空气预热器 省煤器和空气预热器称为尾部受热面。20t以下的锅炉无空气预热器，蒸汽过热器只在生产工艺上有要求时设置，一般较少设置蒸汽过热器；而省煤器

6、则是大多设置的受热面。二、 锅炉房的辅助系统1. 汽水系统 热水系统蒸汽系统2. 送、引风系统（单独配置） 3. 运煤除渣系统4. 计量、监测、自动控制第二节 锅炉的构造和工作过程一、 锅炉的基本构造（图1-1，图1-3）汽锅: 锅筒、管束、水冷壁、集箱、下降管（一个封闭的汽水系统）。炉子：煤斗、炉排、炉膛、除渣板、送风装置等（燃烧设备）。二、 工作过程燃料的燃烧过程、烟气向水的传热过程和水的受热、汽化过程，三个过程同时进行。1. 燃料的燃烧过程煤煤斗炉排炉内灰渣除渣板灰渣斗空气空气预热器风仓炉排面烟气定义：燃料在炉内（燃烧室内）燃烧生成高温烟气，并排出灰渣的过程 高温烟气 给煤斗燃料（煤）

7、炉排面（燃烧室） 除渣板（入灰渣斗） 空气在一定的燃烧烧设备内，正常燃烧应具备的条件： 高温环境 必需的空气量及空气与燃料的良好混合 燃料的供应及灰渣和烟气的排放2. 烟气向水（汽等工质）的传热过程辐射 辐射+对流 对流高温烟气水冷壁（辐射换热）向炉膛上方流动蒸汽过热器对流管束尾部烟道（省煤器、空气预热器）除尘引风机烟囱3. 水的受热汽化过程1） 给水：水省煤器汽锅2）水循环：汽锅下降管下集箱水冷壁汽锅 3）汽水分离第三节 锅炉的基本特性一、 蒸发量、热功率 蒸发量：锅炉每小时产生的蒸汽量，表征锅炉容量的大小，用D表示，单位t/h. 额定热功率表征锅炉容量，用Q表示，单位MW。简单换算关系：1

8、t/h=0.7MW.二、 蒸汽（热水）参数锅炉的蒸汽参数：锅炉出口处的蒸汽压力P，温度t。饱和蒸汽：P；过热蒸汽P，t; 热水P，。三、 受热面蒸发率、受热面发热率蒸汽锅炉：受热面蒸发率D/H。热水锅炉：受热面发热率Q/H。四、 锅炉的热效率五、 锅炉的金属耗率及耗电率应综合考虑锅炉的热效率、锅炉的金属耗率及耗电率。第四节 锅炉型号及参数系列一、 锅炉的型号型号的第一部分表示锅炉和燃烧设备的形式。共分三段，第一段用两个汉语拼音字母代表锅炉总体形式(见表11)；第二段用一个汉语拼音字母代表燃烧设备(见表12)；第三段用阿拉伯数字表示蒸汽锅炉额定蒸发量为若干th或热水锅炉额定热功率为若干MW。各段

9、应连续书写，互相衔接。鼓泡流化床燃烧 F；循环流化床燃烧X。 型号的第二部分表示介质参数。共分两段，中间以斜线相连。第一段用阿拉伯数字表示额定蒸汽压力或允许工作压力为若干MPa；第二段用阿拉伯数字表示过热蒸汽温度或热水锅炉的进、出水温度为若干。蒸汽温度为饱和温度时，型号的第二部分无斜线和第二段。型号的第三部分表示燃料种类。以汉语拼音字母代表燃料种类，同时以罗马数字代表燃料品种分类，并与其并列(见表13)。如同时使用几种燃料，则主要燃料应放在前面。对于汽水(热水、开水)两用或三用锅炉，似锅炉主要功能来编制产品型号，铭牌上用中文说明。二、 参数系列第十二章 锅炉房设计及汽水系统第一节 设计原则和方

10、法一、 锅炉房设计的一般原则符合有关基本建设的方针政策、能源政策；遵守锅炉房设计规范，有关法规和标准。如蒸汽锅炉安全技术监察规程、热水锅炉安全技术监察规程、工业锅炉水质标准、建筑设计防火规范、锅炉大气污染物排放标准和工业企业设计卫生标准等。根据城市或单位的总体规划，对锅炉房进行设计。二、 锅炉房设计程序和方法锅炉房的整体设计，包括工艺设计、建筑设计、结构设计、水、暖、电、自动控制及仪表设计，本专业所从事的设计工作是锅炉房的工艺设计。锅炉房的工艺设计，可按初步设计、技术设计和施工设计三个阶段进行。现在一般趋向于按初步设计和施工图设计两个阶段进行。第二节 锅炉房容量及锅炉选择一、锅炉房容量的确定1

11、锅炉房最大热负荷的确定式中： 分别为生产工艺、采暖、通风、生活用热负荷，t/h； K 供热管网热损失及锅炉自用汽的利用系数，K=1.11.2，取1.05； K1生产工艺用热负荷的利用系数，一般取K1=0.70.9；K2,K3 为采暖、通风用热负荷的利用系数，取K2=1.0, K3= 0.71.0； K4 日常生活用热负荷的利用系数，取K4=0.5。2. 锅炉房平均热负荷的确定 t/h其中：采暖（通风）平均热负荷的确定： t/h3锅炉全年热负荷的确定式中：分别为一年生产工艺、采暖、通风、生活用热小时数。 其中采暖热负荷： MW二、供热介质和参数的选择蒸汽、热水参数满足用户用热参数和合理用热的要求

12、，但不宜使锅炉的额定出口压力和温度与用户使用的压力火热温度相差过大。三、锅炉型号和台数（备用、平均热负荷）1锅炉型号1）根据热用户的要求及特点确定锅炉型号首先满足供热负荷的需要，选用介质、参数及供热管线的介质压力及温降的考虑。2）同一锅炉房内尽可能采用系统类型、容量的锅炉，以利于设计、施工、安装和运行管理（热用户的特殊要求除外）。3）对专供采暖的锅炉房宜选用热水锅炉。2燃烧设备1） 就近取材，保护环境2）高效、清洁燃烧设备3）能适应热负荷变化，自动化程度高、电耗金属耗量低的设备 3经济性问题 1） 选用燃烧效率高和热效率高的锅炉 2） 选用投资和运行管理费用低的锅炉 3） 选用热负荷调节方便的

13、锅炉4锅炉台数 1）锅炉房锅炉总台数的确定，应按所有锅炉在额定蒸发量运行工作时，能满足最大热负荷为原则来考虑； 2）同一锅炉房，新建时不宜超过五台，改扩建不宜超过七台； 3）当热负荷一年中变化较大时，主要以调整运行锅炉台数的方法来适应负荷变化，从而使运行的锅炉接近额定蒸发量下工作。5热备用第三节 锅炉房的布置一、锅炉房的区域布置 1 锅炉房位置力求布置在供热比较集中的地区； 2锅炉房位置力求布置在便于燃料的储运和灰渣的排放的地区 3 应有利于环境保护，应有利于自然通风和采光； 4 应符合工业企业设计卫生标准，建筑设计防火规范等 5 锅炉房的位置应根据远期规划，在扩建端宜留有余地； 6区域锅炉房

14、位置的选择，除应符合上述规定外，尚应根据区域的供热规划，城市发展规划以及交通和环保等因素确定。二、 锅炉房的建筑形式1锅炉房的建筑布置应符合锅炉房工艺布置的要求，同时应照顾到土建工程中通用的模数；2锅炉房应根据锅炉的容量，类型，燃烧和除灰渣方式来决定采用单层或多层布置。 小容量和组装的燃煤锅炉以及燃油，燃气锅炉宜采用单层布置； 蒸发量较大，采用机械化运煤、除渣的散装燃煤锅炉宜采用双层布置。3锅炉房建筑要求 屋顶结构的荷重0.9kPa，以整片为宜； 为了保证锅炉房工作人员的出入，或当紧急状况时，便于迅速离开现场，锅炉房的各层出入口不应少于2个，楼层上的出入口，应有通向地面的安全梯。 锅炉房通向室

15、外的门应向外开启，锅炉房内工作间或生活间直接通向锅炉间的门应向锅炉间内开启。4. 平面布置和结构设计应考虑扩建的可能性。其附属间应布置在固定端，取样分析、锅内加药装置一般应布置在固定端，上煤栈桥应布置在固定端，检修设备吊装孔应开设在锅炉房大门附近。5. 锅炉房地平标高（室内）至少比室外地平高出150mm；烟囱中心距锅炉房后墙中心线一般不小于10m；若无引风机、除尘器可为68m。三、 锅炉房工艺布置1 锅炉布置基本尺寸要求1）炉前 蒸汽锅炉14t/h、热水锅炉0.72.8MW不宜小于3.0m; 蒸汽锅炉620t/h、热水锅炉4.214MW不宜小于4.0m; 蒸汽锅炉3565t/h，热水锅炉295

16、8MW不宜小于5.0m； 当需在炉前更换锅管时，炉前净距应能满足操作要求。 对665t/h的蒸汽锅炉，4.258MW的热水锅炉，当炉前设置仪表控制室时，锅炉前端至仪表控制室的净距可为3m。2）炉间锅炉侧面和后面的通道净距： 蒸汽锅炉14t/h，热水锅炉0.72.8MW不宜小于0.8m; 蒸汽锅炉620t/h，热水锅炉4.214MW不宜小于1.5m;蒸汽锅炉3565t/h、热水锅炉2958MW不宜小于1.8m。3）操作地点和通道的净空高度不应小于2m，并应满足起吊设备操作高度的要求。在锅筒，省煤器及其它发热部位的上方，当不需操作和通行时，其净空高度可缩小为0.7m。 2辅助设备的布置 1） 送风

17、机、引风机和水泵等设备2）机械过滤器、离子交换器、连排扩容器、除氧水箱等大设备 3） 分汽缸、水箱等 3油、气、煤粉等室燃炉均应设置有利于泄压位置的防暴门 4平台、楼梯第四节 协作关系1. 土建2. 给排水3. 电气及自控4. 其他第五节 蒸汽锅炉房的汽水系统汽水系统一般由给水、蒸汽和排污三个系统。（回顾热力系统图）一、 热力系统图锅炉房的热力系统图是按锅炉房内的汽水系统实有设备绘制的，作为锅炉房内设备和管道布置的依据，也是锅炉房设计、施工与运行的重要文件之一。 1）应保证系统运行的安全可靠、调度灵活及局部设备在锅炉 运行下检修的可行性； 2）应考虑到热力设备投资与运行的经济性二、给水系统（给

18、水=凝结水+补给水） 给水系统包括：给水箱、给水泵、给水管道、凝结水箱和凝结水泵及阀门等1给水管道给水泵进水管：由给水箱或除氧水箱到给水泵的一段管道锅炉给水管：由给水泵到锅炉的一段管道这两段管道组成给水管道。1）给水管道一般分为：单母管和双母管系统 （1）单母管系统适用于一般供热锅炉房的给水系统 （2）双母管系统适用于常年不能间断供热的锅炉房给水系统2）给水管道布置安装时，应有一定的坡度(0.003)，坡度方向与水流方向相反。最高处装排气阀，最低处装排水阀。3）在锅炉的每一个进水口上，都应装置截止阀和止回阀。省煤器进口应设置安全阀、出口处需设放气阀。 4）每台锅炉给水管上应装调节阀，手动调节阀

19、应设置于便于操作处5）在给水泵的出口管至止回阀之间，应设置再循环管，以保证离心式给水泵在锅炉低负荷运行时有足够的水量通过水泵6） 给水管道的直径由管内的推荐流速决定。2. 给水泵常用的有：电动(离心式)给水泵、汽动(往复式)给水泵、蒸汽注水器等1）在母管制给水系统中，采用两台给水泵时，每台泵的流量应满足所有运行锅炉的额定蒸发量所需的给水量的110%2）采用三台或三台以上的给水泵时： (1) 其中一台本停运时，其余两台并联运行的给水泵应满足所有运行锅炉额定蒸发量所需给水量的110%；(2)汽动给水泵其流量应满足所有运行锅炉额定蒸发量所需给水量的2040%，作为电动给水泵的备用泵；3）给水泵的扬程

20、应根据锅筒安全阀开启压力、省煤器、给水系统压力降、水位差及一定富裕量来确定。3凝结水泵和软水泵和中间水泵1）凝结水泵一般一开一备，每台泵总流量不应小于每小时回水量的1.2倍； 2）当凝结水和软化水混合输送时，总流量应满足所有运行锅炉的额定蒸发量所需的给水量的10%；3）软水泵一开一备，软水泵总流量应满足锅炉房所需软水量的要求。4）凝结水泵的扬程应按凝结水泵的压力损失、泵站至凝结水箱的提升高度和凝结水箱的压力进行计算。4给水箱和凝结水箱 1）给水箱或除氧水箱一般设一个，给水箱所需有效容量一般为锅炉房所有运行锅炉额定蒸发量时所需2060min的给水量； 2）凝结水箱宜选用一个，总有效容量一般为20

21、40min的凝结水回收量； 3）软水箱的总有效容量应根据软水设备的设计和运行方式来确定，当设有再生备用软化设备时，软化水箱的总有效容量宜为3060min的软化水消耗量。4）锅炉房的水箱应注意防腐，水温大于50时，需保温，保温层外表温度不大于4050。5. 给水箱的高度 确定给水箱高度时，应使给水泵有一定的灌注头（水箱最低液面与给水泵中心线的高差）。给水泵的灌注头不应小于给水泵进水口处水的气话压力和给水箱的工作压力之差、给水泵的汽蚀余量、给水泵进水管的压力损失和采用35kPa的富余量总和。三、蒸汽系统主蒸汽管：由锅筒分汽缸用户副蒸汽管：用于锅炉本身吹灰、汽动泵、除氧器。蒸汽系统包括：蒸汽管道（主

22、、副）、阀门（截止阀、调节阀、安全阀）、分汽缸和疏水器等 1为了安全，在锅炉主蒸汽管上均应安装两个阀门 2锅炉房内连接相同参数锅炉的蒸汽管，宜采用单母管，对常年不间断供热的锅炉房，宜采用双母管 3在蒸汽管道的最高点处需装放空气阀，在低处应装疏水器或放水阀； 4分汽缸的设置应按用汽需要和管理方便的原则进行 5. 分汽缸可根据蒸汽压力、流量、连接管的直径及数量等要求进行设计四、排污系统连续排污和定期排污。1定期排污是周期性的，排污时间短，故利用余热价值较小，一般是将它引入排污降温池中与冷水混合后再排入下水道。锅炉下集箱设置定期排污管道及排污阀门，阀门应串联装设两只（闸阀、截止阀），其中一只作为开关

23、阀(全开或全关)，另一只作为调节阀。 2连续排污水的热量，应尽量予以利用,在锅炉出口处的连续排污管上，应装设节流阀。在锅炉出口和连续排污扩容器进口处，应各设一个切断阀。连续排污扩容器应装安全阀。24台锅炉宜合设一台连续排污扩容器。第六节 热水锅炉房的热力系统回顾热力系统图一、 循环系统1、 主循环量 （选流速计算管径）2、分集水器的选择3、循环水泵1）循环水泵的流量应按锅炉进出水温度差，各热用户的耗热量和管网损失等因素确定。2）扬程: 锅炉房内部压力降（1015mH2O）+热用户（3050kPa）+管网压力损失3）循环水泵不应小于两台，其中一台运行时，其余水泵的总流量应满足最大循环水量的要求。

24、4）并联运行的循环水泵，应选择特性曲线比较平缓的泵性，而且宜相同或近似。二、 补水系统1）正常补水量宜为系统水容量的1%。2）补水泵的流量：宜为正常补给水量的45倍，一般热水系统实际水容量的4%5%计算3）补水泵的扬程：（系统静水压线）系统最高点压力+3050kPa。4）补水泵不宜少于2台、其中一台备用。三、恒压装置氮气、蒸汽加压膨胀水箱，补给水泵、高位膨胀水箱、补给水箱（运行时）、锅炉自生蒸汽定压。采用补给水泵作恒压装置时，当引入锅炉房的给水压力高于热水系统静压线，在循环水泵停止运行时，宜用给水保持静压；间歇补水时，补给水泵启动时的补水点压力必须保证系统不发生汽化；由于系统不具备吸收水容积膨

25、胀的能力，系统中应设泄压装置。四、排污系统定期排污：排污阀锅炉的入水口：止回阀、闸阀 水泵出口：止回阀五、 换热站的热力系统换热器：民用板式；工业用管壳式一、循环系统 二、补水系统 三、定压系统第七节 锅炉房布置举例第四章 燃烧设备一、 层燃炉：固体燃料被层铺在炉排上进行层状燃烧的炉子。固定炉排（G），链条炉（L），往复炉（F），震动（Z），下饲炉（A）二、 室燃炉：燃料呈雾状细颗粒随空气喷入炉内呈悬浮状燃烧的炉子。三、 煤粉炉（S），Y，Q四、 沸腾炉（F）-劣质煤（循环流化床、鼓泡床）1. 燃料的燃烧过程（1）煤的燃烧过程 燃烧的准备阶段 燃料的燃烧阶段 燃尽阶段 三个阶段虽有先有后，但不

26、是截然分开的。根据燃煤的特性、燃烧方式及燃烧设备的不同，燃烧的各个阶段常互相影响和互相重叠交叉进行。（2）液体燃料和气体燃料的燃烧过程 油滴的燃烧过程：蒸发、扩散、燃烧。 燃油在炉膛内燃烧的过程： 油的雾化过程 油滴的蒸发和热分解过程 油气与空气混合过程 可燃气体混合物的着火与燃烧过程 气体燃料的燃烧非常容易、简单，只有与空气和混合和燃烧两个过程。（3）燃烧设备的分类 燃烧设备一般按燃料在炉内燃烧方式的不同，分为层燃炉、悬燃炉和沸腾炉三类。 层燃炉 燃料在炉排上铺成层状进行燃烧的锅炉。层燃炉在供热锅炉中用得最为广泛。常用的层燃炉有火上加煤的固定炉排炉、火前给煤的链条炉排炉、往复推动炉排炉及振动

27、炉排炉等。 悬燃炉 燃料在燃烧空间内呈悬浮状态进行燃烧的锅炉，又称室燃炉。 悬燃炉有燃用煤粉的煤粉炉，燃用液体燃料的燃油炉和燃用气体燃料的燃气炉。 沸腾炉 一定粒径的煤在燃烧室内被自下而上送入的空气流托起，并上下翻滚进行燃烧。 2. 燃料完全燃烧的必备条件保持一定的高温环境； 供给足够而适度的空气量，并确保燃料与空气有良好 的接触和充分混合的氛围； 燃料要有一定的燃烧时间及燃烧空间； 及时排出低温燃烧产物（如：低温烟气和灰渣）。 2. 炉膛 炉膛又称燃烧室，它是供燃料燃烧的场所。层燃炉的炉膛由炉墙、炉拱及炉排组成；悬燃炉的炉膛是一个由炉墙围起来供燃料燃烧的立体空间；而沸腾炉的炉膛则是由炉墙和布

28、风装置构成的燃烧空间。（1）炉膛容积热强度 炉膛容积热强度是指单位炉膛容积、单位时间内燃料燃烧所放出的热量。即：（2）炉排面积热强度炉排面积热强度是指单位炉排面积上、在单位时间内燃料燃烧所放出的热量。即：燃料在炉膛内燃烧的强烈程度通常采用炉膛容积热强度和炉排面积热强度来表示，这是锅炉设计与运行的重要热力特性参数。3. 手烧炉手烧炉是最简单的一种层燃炉。它的加煤、拨火和除灰渣等操作均由人工完成。因此，炉膛的深度和宽度都受到操作的限制，不能太大，锅炉的容量则均在1t/h以下。锅炉在生火点燃燃料后，新燃料由人力经炉门铺撒在炉排上燃烧。燃烧所需的空气经灰坑穿过炉排进入炉内。燃尽的大块灰渣定期由炉门钩出

29、，而较细的漏煤和灰渣落入灰坑，再从灰门扒出。手烧炉具有“双面引火”的着火条件，使得其煤种适应性广，可以燃用各种固体燃料。炉排常用铸铁制造，有板状炉排和条状炉排两种。为了改善手烧炉得燃烧，克服冒黑烟得缺点，在对手烧炉技术的改造中，发展形成了具有双层炉排的燃烧设备。双层炉排炉的煤层阻力较大，一般需要引风机来增强炉内的烟气流通。如果采用自然通风，则要求减小炉排面积热负荷和增加烟囱高度。4. 链条炉排炉链条炉排炉是一种结构比较完善的机械化层燃炉。它是靠移动的链条炉排来完成连续给煤和出灰的燃烧设备，简称链条炉。目前国内生产的工业锅炉中，链条炉的最大容量可达65t/h。（1）链条炉的结构链条炉主要由主动链

30、轮、链条炉排、煤斗、煤闸门、前后拱、防焦箱、分区送风仓、老鹰铁、落渣口、灰斗等部分组成。（2）链条炉排的种类和结构工业锅炉常用的链条炉排有：鳞片式、链带式和横梁式。链带式炉排（也称轻型炉排）一般只用在10t/h以下的锅炉中；鳞片式炉排用在容量较大的1035t/h锅炉中；横梁式炉排常用在大型锅炉中。为了确保链条炉安全、经济的运行，无论哪一种形式的链条炉排，都还应有以下装置：挡渣设备、炉排密封装置。（3）链条炉的燃烧过程链条炉中煤的燃烧过程是沿着炉排长度由前往后分阶段进行的。链条炉属于“单面引火”，着火条件较差。燃煤随着炉排一同移动，整个燃烧过程燃煤没有扰动。因此，链条炉对燃煤是有选择的，对煤质的

31、变化较为敏感，直接影响锅炉的运行和出力。链条炉1链条炉的构造 炉排重力煤斗运动炉排的有效长度冷却煤闸门送风除渣板（老鹰铁）升降控制渣斗燃烧1）链条炉排有效长度：煤闸门到除渣板的炉排长度，实际参与燃烧的炉排有效面积的深度。2）防焦箱：纵向安装在炉膛两侧，一般嵌入炉墙，一般贴近运动着的炉排，主要作用有： 保护炉墙 防止侧墙粘渣结瘤，确保炉排上煤的横向均布 2. 链条炉排结构1）炉排通风截面比：炉排通风孔隙总截面积与炉排有效 面积的百分比。2）结构型式 鳞片式：p58 链 带式：p593. 链条炉燃烧层结构及其特性 (1) 煤在链条炉排层面上，燃料燃烧层的各个燃烧阶段分界面与炉排面有一定的倾斜角。

32、(2) 煤在排层面上的燃烧过程分四个燃烧区段： 新煤预热、干燥区(距煤闸门200300mm范围内)； 挥发份逸出着火、焦炭形成区； 焦炭燃烧区：a焦炭氧化燃烧区；b焦炭燃烧还原区；灰渣形成、余燃、冷却区（在挡渣器尖端之前400500mm范 围内）。 (3) 新煤进入炉内呈“单向引火”，燃用低挥发份的煤，必须借助于 炉拱加强着火，其煤种适应能力差。 单面引火： 双面引火： 机械化操作： (4) 机械化连续上煤，克服了手烧炉间断上煤的周期性； (5) 沿炉排有效长度方向的上方空间气体成分变化情况（呈不均匀的变化）。 4. 链条炉燃烧改善措施： 1）分段送风：a-b曲线为统仓送风时炉内空气量分布情况

33、；c-d曲线为链条炉燃烧理论空气量分布情况；1-4 为链条炉分段送风后各个燃烧区段实际空气量分布情况。 褐 煤烟煤无 烟 煤h114002200mm16002600mm16002600 mm1(0.30.4)l(0.10.2)l(0.10.25)lh28001100 mm8001100 mm9001300 mm2(0.250.35)l(0.250.35)l(0.60.7)lh400550 mm400550 mm400550 mm12181218810注：链条炉燃用高挥发份优质烟煤时，一般采用开式炉膛。 (2) 链条炉炉拱的作用 链条炉前拱（点火拱）主要将炉内火焰和高温烟气的辐射热聚集于炉排前端

34、的新煤区，加速新煤着火前的热力准备阶段及挥发份逸出着火形成的完成；并和后拱形成喉口，加速炉内高温烟气的扰动。 链条炉后拱主要利用炉膛负压，有效地将炉排后端上方空间的高温烟气流和过量空气流导向燃烧中心，在喉口形成高速旋涡流，将烟气中灼热的焦炭粒子抛撒到新煤层面上，形成“火雨”加速新煤的引燃；同时，使烟气中的焦炭粒子和CO延长了在炉内的燃烧时间，与过量氧充分混合完全燃烧。 (3) 炉拱设置原则 对劣质烟煤：低而长的后拱和高的前拱相结合 对难着火的无烟煤：同上，且是唯一选择对挥发分高，热量高的烟煤和部分褐煤：采用短而较高的前拱对于难燃煤（无烟煤、贫煤、发热量低的劣质煤）：除设置前拱外，还需采用低而长

35、的后拱3）增设二次风： 作用 : 链条炉二次风(热空气、蒸汽)一般布置在前、后拱喉口部位向下倾斜510（严禁二次风在有效射程内直接吹射到煤的燃烧层面上），主要用来加速炉内高温烟气的扰动：使烟气中的焦炭粒子和CO延长了在炉内的燃烧时间，与过量氧充分混合完全燃烧降低、提高；调节控制炉内高温烟气流动力场，改善炉膛充满度，防止水冷壁局部结渣及局部烟气短路，造成升高，增大。 当燃用高挥发份优质烟煤时，二次风一般布置在前拱，除加速炉内高温烟气的扰动外，还可以将火焰和高温烟气的辐射热导向燃烧中心，防止前拱区的新煤提前着火、引燃； 当燃用低挥发份优质烟煤时，二次风一般布置在后拱，除加速炉内高温烟气的扰动外，还

36、可以将火焰和高温烟气的辐射热导向前拱区，加速新煤着火前的热力准备阶段及挥发份逸出着火。二次风的风压一般为20004000Pa；二次风的风量及风速： 褐 煤烟 煤无 烟 煤占总给风量（）875出口风速 （m/s）6560655060二次风的布置方法和原则:前墙布置产生旋转 四角切园 5链条炉的运行 (1) 煤的粒度：堆积，通风阻力 (2) 煤的粘结性：通风 (3) 水分：与着火燃尽的关系 (4) 灰分：灰熔点 2）链条炉的燃烧调节 出力主要取决于燃料层厚度、送风量和炉排速度。 (1) 燃料层厚度的调节：100150mm (2) 给料速度 (3) 送风量调节：对适应负荷的变动最为灵敏当锅炉负荷变化

37、时，总是先调节送风量，随即调节炉排速度与之配合 5、抛煤机炉将抛煤机和翻转炉排或链条炉排配合起来使用的燃烧设备称为抛煤机炉。配备翻转炉排的抛煤机主要用610t/h锅炉，这类锅炉50年代在我国使用的很多，现在已逐步被淘汰。抛煤机按抛煤方式可分为：机械抛煤、风力抛煤、风力机械抛煤。 机械抛煤机是利用旋转的叶轮将煤抛撒到炉膛中； 风力抛煤机是利用空气流（风力）将煤吹撒到炉膛中；而风力机械抛煤机是通过机械抛撒和风力吹撒结合在一起将煤抛进炉膛内。 风力抛煤机由电动机通过减速机构驱动，通过偏心轮、曲柄连杆机构和摇杆使给煤板做往复运动，从而把从煤斗下来的煤推给转子，经转动的钢制叶片抛出。抛煤机链条炉1. 抛

38、煤机链条炉的结构及工作原理抛煤机链条炉是由炉子前墙布置23台机械、风力抛煤机，将煤自前而后地均匀抛撒在倒转链条炉排上燃烧 2. 抛煤机链条炉的燃烧过程及其特点 煤的颗粒大小经抛煤机抛撒，基本上沿炉膛深度上方空间筛分均匀，落到火床上与燃烧层中的焦炭颗粒大小基本相同。 连续抛落的新煤颗粒总是均匀复盖在炽热的焦炭燃烧层上，呈“双向引火”着火条件优越，煤种适应性广；燃烧强烈，炉子热惯性小，负荷调节灵敏度高，不易结渣 在炉排与炽热的焦炭燃烧层之间有120150mm的灰渣层，炉排的冷却度较好，提高了炉排热强度。 煤的燃烧层呈簿煤层的燃烧特点，火床上方空间的气体成分变化情况比链条炉均匀,故抛煤机链条炉的分段

39、送风，相对比链条炉分段送风分的段数少一些。 3. 抛煤机链条炉的炉膛结构及其二次风 （1）由于抛煤机链条炉的着火条件优越，及其火床上方空间的气体成分变化情况比较均匀，一般采用无拱的开式炉膛；由于抛煤机使烟气中飞灰较大，为此，抛煤机链条炉的炉膛比链条炉炉膛高一些。（2）抛煤机链条炉的二次风，一般布置在抛煤机上方和后墙水冷壁下方： 布置在抛煤机上方的二次风略向下倾斜一些，原则上二次风的有效射程不干扰抛煤行程为上；主要将由抛煤机抛出的(01mm)细小煤屑压回火床上燃烧，以此减少飞灰损失；在后墙水冷壁下方布置的二次风略向上倾斜一些，主要防止由抛煤机抛出的大颗粒的煤(30mm)抛落时，会对后墙下部水冷壁

40、管和后墙等造成磨损或砸坏事故。6. 往复推动炉排炉往复推动炉排炉是利用炉排的往复运动来实现机械给煤、排渣的燃烧设备。按炉排布置可分为倾斜式往复推动炉排炉和水平往复推动炉排炉。倾斜式往复推动炉排炉的整个炉排由相间布置的固定和可动炉排片组成。其缺点是炉体较高，增加了锅炉房的高度。水平往复推动炉排的结构与倾斜式的相同。但其框架是水平的，炉排片略往上翘。往复推动炉排炉的燃烧特性基本上和链条炉相同，即着火性能差，炉内应配置拱和二次风。煤在炉排上的燃烧过程也是沿长度分布的。因此，炉排也才采用分区送风。往复推动炉排炉还具有结构简单、制造方便、金属耗量小、耗电量少及消烟除尘效果较好等优点。其最大的缺点是炉排冷

41、却性能较差，主燃烧区炉排因温度高容易烧坏，水平往复炉排炉尤应注意。因此，往复推动炉排炉不宜燃用优质煤。目前我国生产的往复推动炉排炉容量躲在6t/h以下。7煤粉炉煤粉炉是将煤在磨煤机中制成煤粉，然后用空气将煤粉喷入炉膛内，呈悬浮状态燃烧的燃烧设备。煤粉炉能适应多种煤质，并且燃烧也较完全，锅炉热效率达90以上，我国电站锅炉几乎都采用这种燃烧方式。但这种锅炉需要配备一套复杂的制粉系统，运行耗电较大。此外，煤粉燃烧不稳定，排烟的 粉尘浓度大，污染严重。使得煤粉炉的应用受到一定限制。煤粉炉除炉膛外，主要包括磨煤机、喷燃器两大部分。 炉膛一般工业锅炉采用固态排渣的煤粉炉。其炉膛结构很简单，炉墙内壁四周布满

42、水冷壁。下部是由前、后墙水冷壁管倾斜形成一个锥形的渣斗。煤粉燃烧后分离下来的高温炉渣冷却后从渣斗排出。炉膛后墙的上方为炉膛出口，燃烧后的高温烟气通过防渣管由此流出炉膛。 磨煤机磨煤机是将煤块粉碎而获得煤粉的设备。目前在小型工业锅炉中常用的是风扇式和锤击式高速磨煤机。 燃烧器燃烧器是煤粉炉的重要部件。燃烧工况组织的如何，首先取决于燃烧器及其布置。燃烧器的作用是将煤粉和空气喷入炉膛中燃烧。在小型煤粉炉中常采用蜗壳旋流煤粉燃烧器或轴向可调叶片式旋流燃烧器。8沸腾炉在层燃炉中，煤铺在炉排上，一定流速的空气穿过煤层同煤一起进行燃烧。由于风速较小，煤层固定在炉排上不动，这种燃烧称为“固定床”燃烧。当通过煤

43、层的风速达到一定程度，空气流向上的吹力超过煤粒的重力，煤粒就被吹起，进行漂浮运动，于是煤层体积逐渐增大。随着煤层内煤粒之间空隙的增大，煤层内的风速相对减小。当风速向上的吹力等于煤粒重力时，煤粒即被托住，在浮动的煤层中不停地翻动。燃料在这种情况下的燃烧称为沸腾燃烧，其燃烧设备称为沸腾炉。在化工行业中，将固体粒子和空气接触而具有类似流体一样的流动性的状态，称为流化态，简称流化。将这一概念运用到锅炉上，沸腾炉又称作流化床炉。沸腾炉分为采用固定炉排的全沸腾炉和采用链条炉排的半沸腾炉。目前锅内采用的是全沸腾炉，半沸腾炉已不再生产。沸腾炉主要由给煤装置、布风装置、埋管受热面、灰渣溢流口及炉膛几部分组成。

44、沸腾炉结构简单，煤种适应范围广，可燃用劣质煤。还可在炉内加入石灰石等脱硫剂，降低烟气中SO2的含量，利于环保。但沸腾炉由于电耗高、飞灰多，且飞灰中的可燃物含量一般较高，使得该炉型热效率不高。9燃油、燃气锅炉燃油锅炉燃用液体燃料，燃气锅炉燃用气体燃料。这两种锅炉所用燃料均由燃烧器喷入炉膛内燃烧，并且燃料燃烧后不产生灰渣。因此，不需像燃煤锅炉那样设置复杂庞大的破碎、输送燃煤设施和燃烧及除尘设备。燃油、燃气锅炉结构紧凑、体积小、重量轻、占地面积小。这些都迎合了目前国内节省用地和能源、减少建设投资和环保的需要。对环保要求高，禁止使用燃煤锅炉的城市，民用建筑采暖应用燃油、燃气锅炉非常普遍。（1）燃油锅炉

45、燃油的燃烧是在气态下进行的。燃油在炉内受热首先气化为油气，尔后遇氧开始着火燃烧。为了强化燃油的气化过程，常将燃油雾化成雾状油滴喷入炉膛。油雾与空气充分混合后，在炉膛中呈悬浮状燃烧。燃油雾化装置称为油喷嘴。油燃烧得是否完全，主要取决于油雾化质量，燃油雾化得越好，即油滴越小，则油和空气混合得越好，燃烧越完全。燃油雾化得质量与油喷嘴的结构和燃油的粒度有关。影响燃油完全燃烧的另一个因素是供给的空气量及空气和燃油的混合程度。燃烧器是燃油锅炉的关键设备。主要由油喷嘴和调风器两部分组成。 油喷嘴常用的油喷嘴有机械雾化喷嘴、蒸汽雾化喷嘴和低压空气雾化喷嘴。 调风器调风器不仅起供给空气的作用，还能形成有利的气流

46、条件，使油雾与空气充分地混合，着火及时、火焰稳定、燃烧完全。调风器按出口气流流动地方式分为平流式和旋流式两种。（2）燃气锅炉气体燃料是一种比较清洁的燃料，主要有城市燃气、天然气。它的灰分、含硫量和含氮量比煤及燃油要低很多。其燃烧所产生的烟气含尘量极少，烟气中SOX量可忽略不计，燃烧中转化的NOX也很少，为环保提供了十分有利的条件。随着国家对环境保护要求的提高，以及气体燃料的开发和利用，燃气锅炉的使用将会日益增多。（3）燃油、燃气锅炉的安全与防爆燃油经雾化产生的油雾以及燃气与空气混合达到一定浓度，均能形成易燃易爆性混合气体。因此，燃油、燃气锅炉的安全与防爆问题要引起足够的重视。燃油、燃气锅炉设有

47、点火程序控制、熄火保护、燃烧自动调节等装置，可防止事故发生。另外，为了减轻炉膛和烟道发生爆炸的破坏程度，应在炉膛和烟道的适当位置设置防爆门 。第五章 供热锅炉第二节 锅炉的发展（图5-1）锅炉沿着两个方向发展： a)在锅筒内部增加受热面，形成烟管锅炉系列；其特点是高温烟气在火筒或烟筒内流动放热，低温工质水则在火筒或烟管外侧吸热、升温和汽化。 b)在锅筒外部发展受热面，形成水管锅炉系列。锅炉发展的一大飞跃；其特点是：烟气在管外流动放热，水在管内流动吸热、汽化。（大容量、高参数）第三节 蒸汽锅炉按烟气与受热面的相对位置，分烟管锅炉、烟水管组合锅炉和水管锅炉。一、 烟管锅炉烟管锅炉：立式、卧式立式：

48、立式套筒锅炉、立式烟管锅炉。特点： 锅筒垂直于地面设置，又称立式锅壳锅炉。这种内燃式锅炉的炉膛容积小、热效率低、金属耗电量大。但因其结构简单、占地面积小、安装和移动方便及操作简单，在临时工地、小型建筑、生活和供暖用热不多且蒸汽压力较低的场合还有所应用。卧式：分炉子置于锅筒外的外燃式和置于锅筒内的内燃式。特点：锅筒垂直于地面设置，又称立式锅壳锅炉。这种内燃式锅炉的炉膛容积小、热效率低、金属耗电量大。但因其结构简单、占地面积小、安装和移动方便及操作简单，在临时工地、小型建筑、生活和供暖用热不多且蒸汽压力较低的场合还有所应用。二、 烟水管锅炉卧式烟水管锅炉是水管与烟管组合在一起的卧式外燃锅炉。（增加

49、水冷壁、下降管、后棚管） 此种锅炉的容量为0.56t/h，工作压力小于1.25MPa。锅炉的炉排多为链条炉排、往复推动炉排，也可以采用其他形式的炉排。三水管锅炉 水管锅炉由于在结构上没有特大直径的锅筒，富有弹性的弯水管代替了直的烟管，不但节省金属，也为提高锅炉容量和蒸汽参数创造了条件。并且在布置上烟气在管外做横向流动，较纵向冲刷换热增强了传热效果，使锅炉的蒸发量和效率明显地提高。 由水管构成的受热面布置简便、水循环合理，可以有效的根据燃料特性组织炉内的燃烧，提高了锅炉对燃料的适应性。因此，水管锅炉得到迅速的发展和广泛的应用。水管锅炉形式很多，按锅筒数目分为单锅筒、双锅筒。工业锅炉多采用双锅筒水

50、管锅炉，也有采用单锅筒的，但其对流管束布置困难，安装与检修也不方便。按锅筒放置的方式，锅炉可分为纵置式和横置式锅炉、立置式。常见的分类有：自然 立置式 强制水管 横置式 单锅筒 纵置式 D 双锅筒 上长 O 上短目前锅内常用的典型水管锅炉有：1）双锅筒横置式水管锅炉 这种锅炉的两个锅筒横置于炉膛后部，或上锅筒在炉膛中间，下锅筒在炉膛后部。多数为容量大于6t/h的锅炉所采用。2)双锅筒纵置式水管锅炉(看图5-12) 根据与炉膛布置的相对位置不同，这种锅炉可分为“D”型和“O”型两种结构。3)单锅筒纵置式水管锅炉第四节 热水锅炉国家规定：“民用建筑的集中采暖应采用热水作为热煤”。热水锅炉与蒸汽锅炉

51、相比具有如下特点：（1）结构简单、耗钢量小（2）对水质要求较低，但必须除氧（3）安全可靠性耗，操作简便（4）热水锅炉的循环水量大（5）热水锅炉不允许发生汽化分类： 1.结构形式： 烟管、水管、烟水管2.热水温度：高温水、低温水（不高于95）3.热水在锅内的流动方式：强制循环和自然循环一、强制循环其实水在锅炉内并非循环流动，而是作一次性通过的强制流动。只有在整个供热系统内、热水才是强制循环流动的。二、自然循环自然循环锅炉流动压头小，设计是要特别注意水循环的可靠性。三. 半自然循环辐射受热面为自然循环，对流受热面则采用强制流动。可有效的防止局部管段发生过冷沸腾，其停电保护能力也得到了一定的增强。第五节 余热锅炉（HRSG）余热锅炉，一般由省煤器、蒸发器和蒸汽过热器几部分组成，除有特殊要求废热锅炉一般都不配置燃烧器。余热锅炉分为自然循环式和强制循环式。强制循环余热锅炉从燃气轮机出口的烟气，经烟道到余热锅炉入口，烟气自下而上流动，流经过热器、两组蒸发器和省煤器，最后排入烟囱。排烟温度约为150180，烟气温度从540降到排烟温度，所放出的热量用来使水变成蒸汽。进入余热锅炉的给水，其温度约为105左右，先进入上部的省煤器，水在省煤器内吸收热量使水温上升，水温升到略低于汽包压力下的饱和温度，就离开省煤器进入