锅炉及锅炉房设备的基本知识

1、热源热源 供热之源供热之源供热系统供热系统 热电厂热电厂 区域锅炉房区域锅炉房 换热站换热站 直燃机房直燃机房 热泵热泵利用高位能使利用高位能使热量从低位热源流向高热量从低位热源流向高位热源的装置位热源的装置 空气源热泵空气源热泵 水源热泵水源热泵 地源热泵地源热泵 复合热泵复合热泵锅炉及锅炉房设备锅炉及锅炉房设备以应用为主以应用为主3台台SHL型燃煤锅炉房设计型燃煤锅炉房设计燃煤锅炉房布置及汽水系统燃煤锅炉房布置及汽水系统 p363 总蒸发量总蒸发量30th，设三台设三台SHL10-1.3-A型型锅炉（一台缓建）锅炉（一台缓建） 燃料供应燃料供应 水处理设备：两台水处理设备：两台DN2000

2、钠离子交换器钠离子交换器和热力除氧器和热力除氧器 送、引风机、除尘设备送、引风机、除尘设备 辅助设备间辅助设备间锅炉房底层平面图锅炉房底层平面图锅炉房设计基本流程锅炉房设计基本流程 热负荷计算和锅炉选择热负荷计算和锅炉选择 水处理设备选择水处理设备选择 给水设备和主要管道选择给水设备和主要管道选择 送引风系统设计送引风系统设计 燃料供应系统设计燃料供应系统设计 锅炉房布置及绘图锅炉房布置及绘图燃油锅炉房设计燃油锅炉房设计不不同同燃燃料料锅锅炉炉房房比比较较不同燃料锅炉房比较不同燃料锅炉房比较 热力系统、水处理系统等具有共性。主要不同热力系统、水处理系统等具有共性。主要不同点在于燃烧系统：点在于

3、燃烧系统： 燃料供应系统和燃烧设备比较简单，辅助设施和非标准设燃料供应系统和燃烧设备比较简单，辅助设施和非标准设备少备少设计、安装、运行和维修简便设计、安装、运行和维修简便 输送和使用过程中没有灰渣对环境的污染，燃烧产物也比输送和使用过程中没有灰渣对环境的污染，燃烧产物也比较清沽较清沽环保环保 不需相当大的储备燃料、堆放灰渣、布置除尘设备的场所；不需相当大的储备燃料、堆放灰渣、布置除尘设备的场所；锅炉本身体积较小锅炉本身体积较小缩小了锅炉房的占地面积和建筑面缩小了锅炉房的占地面积和建筑面积积 同等规模下，基建投资和管理费用较少，施工周期短同等规模下，基建投资和管理费用较少，施工周期短 燃油燃气

4、锅炉房的火灾及爆炸危险性大燃油燃气锅炉房的火灾及爆炸危险性大 燃料来源燃料来源第一章第一章 锅炉及锅炉房锅炉及锅炉房设备的基本知识设备的基本知识第一节第一节 概述概述 锅炉及锅炉房设备的任务锅炉及锅炉房设备的任务：安全可靠、经：安全可靠、经济有效地把燃料的化学能转化为热能，进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，以生产热水或蒸汽而将热能传递给水，以生产热水或蒸汽 燃烧学、传热学、流体力学、材料力学、热力学燃烧学、传热学、流体力学、材料力学、热力学 分类分类1（按用途（按用途） 动力锅炉动力锅炉：用于动力：用于动力(船用、机车等船用、机车等)；发电；发电高压、高温、大容量高压、高

5、温、大容量 供热（工业）锅炉供热（工业）锅炉：用于工业、暖通空调：用于工业、暖通空调低低参数、小容量参数、小容量与本专业联系紧密与本专业联系紧密 分类分类2（按生产产品）：（按生产产品）：热水锅炉、蒸汽热水锅炉、蒸汽锅炉锅炉 分类分类3（按所用燃料或能源）：（按所用燃料或能源）： 燃煤锅炉燃煤锅炉煤为主要燃料煤为主要燃料 燃油锅炉燃油锅炉轻柴油、重油等液体燃料轻柴油、重油等液体燃料 燃气锅炉燃气锅炉天然气、液化石油气、人工燃气天然气、液化石油气、人工燃气等气体燃料等气体燃料 混合燃料锅炉混合燃料锅炉煤、油、气等混合燃料煤、油、气等混合燃料 废料锅炉废料锅炉垃圾、树皮、甘蔗渣等废料垃圾、树皮、甘

6、蔗渣等废料 余热锅炉余热锅炉以冶金、石油、化工等工业余热、以冶金、石油、化工等工业余热、余气为加热介质的锅炉燃料余气为加热介质的锅炉燃料 其他能源锅炉其他能源锅炉以原子能、太阳能、地热能、以原子能、太阳能、地热能、电能等能源为热源的锅炉电能等能源为热源的锅炉课程任务课程任务 掌握解决以下问题的基本方向和手段掌握解决以下问题的基本方向和手段 节能节能有效利用燃料有效利用燃料 公共建筑节能设计标准公共建筑节能设计标准 居住建筑节能设计标准居住建筑节能设计标准 环保环保烟尘污染烟尘污染 合理选用锅炉及锅炉房设备、进行锅炉合理选用锅炉及锅炉房设备、进行锅炉房工艺设计房工艺设计第二节第二节 锅炉的基本构

7、造和工作过程锅炉的基本构造和工作过程 锅炉是一种锅炉是一种将能源将能源(煤炭等煤炭等)所储藏的化学能以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水或蒸汽的温度和压力的水或蒸汽的换热设备换热设备 将燃料的化学能转化为热能、生产蒸汽或热水将燃料的化学能转化为热能、生产蒸汽或热水的设备的设备蒸汽蒸汽热水热水锅锅(汽锅汽锅)烧水（传热烧水（传热）炉炉(炉子炉子)烧火（化学能烧火（化学能热能）热能）接受高温烟气的热量并将其传给工质的受热面系统接受高温烟气的热量并将其传给工质的受热面系统将燃料的化学能转化为热能的燃烧系统将燃料的化学能转化为

8、热能的燃烧系统汽锅汽锅封闭汽封闭汽水系统水系统锅筒锅筒管束管束水冷壁水冷壁集箱集箱下降管下降管炉子炉子燃烧燃烧设备设备煤斗煤斗炉排炉排炉膛炉膛除渣板除渣板送风装置送风装置阀门仪表阀门仪表封闭汽水系统封闭汽水系统 锅筒（汽包）锅筒（汽包）：用以进行蒸汽分离净化，组成：用以进行蒸汽分离净化，组成循环回路和蓄水的筒形压力容器，上锅筒内有循环回路和蓄水的筒形压力容器，上锅筒内有汽、水空间，下锅筒只有水空间汽、水空间，下锅筒只有水空间 锅炉管束锅炉管束：用作对流受热面的管束，其外部受：用作对流受热面的管束，其外部受烟气冲刷，管内由水流动吸热，按管束中汽、烟气冲刷，管内由水流动吸热，按管束中汽、水向上或向

9、下流动，分上升管束和下降管束水向上或向下流动，分上升管束和下降管束 水冷壁水冷壁：布置在炉膛内壁，用水冷却辐射受热：布置在炉膛内壁，用水冷却辐射受热面，管外壁直接受火焰辐射，管内走水面，管外壁直接受火焰辐射，管内走水 集箱集箱：用以汇集或分配多根管子中介质的筒形：用以汇集或分配多根管子中介质的筒形压力容器，分前后集箱、左右集箱、上下集箱压力容器，分前后集箱、左右集箱、上下集箱和中间集箱等和中间集箱等 下降管下降管锅炉工作过程锅炉工作过程燃料的燃烧过程燃烧学烟气向水（汽等工质）的传热过程传热学水的受热和汽化过程流体力学一、燃料的燃烧过程一、燃料的燃烧过程 链条炉排炉链条炉排炉 燃烧过程：燃料燃烧

10、过程：燃料煤斗煤斗炉排（高温烟炉排（高温烟气辐射、风仓送风）气辐射、风仓送风）煤渣（老鹰铁）煤渣（老鹰铁）渣坑渣坑送出送出固体燃料：固体燃料：C+O2 CO2+热量热量气、液体燃料：气、液体燃料： CO+O2 CO2 +热量热量 锅炉能否正常工作的根本条件锅炉能否正常工作的根本条件燃烧燃烧过程进行得完善与否过程进行得完善与否 高温环境、必须的空气量、空气燃料的良好混高温环境、必须的空气量、空气燃料的良好混合合配备送、引风设备和运煤出渣设备配备送、引风设备和运煤出渣设备燃油燃气燃烧过程燃油燃气燃烧过程 燃油经雾化燃油经雾化(油雾化器将油滴雾化成油雾油雾化器将油滴雾化成油雾) 配风，燃配风，燃气经

11、配风后燃烧，均需使用燃烧器喷入锅炉炉膛气经配风后燃烧，均需使用燃烧器喷入锅炉炉膛 采用火室燃烧而无需炉排设施采用火室燃烧而无需炉排设施 无需排渣出口及排渣设施无需排渣出口及排渣设施油、气燃烧后均不产生炉渣油、气燃烧后均不产生炉渣 需采用自动化燃烧系统需采用自动化燃烧系统(火焰监测、熄火保护、防暴安全设施火焰监测、熄火保护、防暴安全设施)雾雾化油或燃气如熄火或与空气在一定范围内混合，易形成爆炸性气化油或燃气如熄火或与空气在一定范围内混合，易形成爆炸性气体体返回二、烟气向工质的传热过程二、烟气向工质的传热过程 烟气（火焰辐射）烟气（火焰辐射）水冷壁水冷壁烟窗烟窗防防渣管（拉稀水冷壁）渣管（拉稀水冷

12、壁）过热器（对流、过热器（对流、辐射）辐射）对流管束（对流）对流管束（对流） 省煤器、省煤器、空气预热器（尾部受热面）空气预热器（尾部受热面）紧密布置：有效吸收紧密布置：有效吸收烟气热能、保护炉墙烟气热能、保护炉墙防止熔融灰渣凝结于管外壁，导致烟防止熔融灰渣凝结于管外壁，导致烟气流通通道堵塞；保护蒸汽过热器气流通通道堵塞；保护蒸汽过热器返返回回三、水的受热和汽化过程三、水的受热和汽化过程 即蒸汽的生产过程：包括即蒸汽的生产过程：包括 锅炉水循环锅炉水循环SHL 锅炉长期安全可靠运行的必要条件锅炉长期安全可靠运行的必要条件汽锅中汽锅中的水循环，保证了与高温烟气相接触的金属受的水循环，保证了与高温

13、烟气相接触的金属受热面得以冷却而不会烧坏热面得以冷却而不会烧坏 汽水分离过程汽水分离过程 保证蒸汽品质和蒸汽过热器可靠工作的必要设保证蒸汽品质和蒸汽过热器可靠工作的必要设备备汽水混合物的分离设备汽水混合物的分离设备锅炉汽、水系统框图锅炉汽、水系统框图返返回回自来水自来水水处理水处理软化、软化、除氧水除氧水给水泵给水泵省煤器省煤器上锅筒上锅筒锅炉管束锅炉管束下锅筒下锅筒侧、后水冷壁侧、后水冷壁锅炉管束锅炉管束上锅筒上锅筒过热器过热器前下降管前下降管前水冷壁前水冷壁热用户热用户第三节第三节 锅炉的基本特性锅炉的基本特性 工业锅炉量大面广、种类繁多工业锅炉量大面广、种类繁多 结构特征、燃烧方式、燃料

14、品种、容量大小、参结构特征、燃烧方式、燃料品种、容量大小、参数高低、经济性等数高低、经济性等 为便于设计、制造、选型、运行、维修和管理标为便于设计、制造、选型、运行、维修和管理标准化，引进锅炉参数和技术经济指标准化，引进锅炉参数和技术经济指标 蒸发量、热功率蒸发量、热功率 蒸汽（热水）参数蒸汽（热水）参数 受热面蒸发率、受热面发热率受热面蒸发率、受热面发热率 锅炉的热效率锅炉的热效率 锅炉的金属耗率及耗电率锅炉的金属耗率及耗电率一一 蒸发量、热功率蒸发量、热功率 （额定）（额定）蒸发量蒸发量锅炉在额定参数（压力、温锅炉在额定参数（压力、温度额定给水温度和使用设计燃料时，并保证一定度额定给水温度

15、和使用设计燃料时，并保证一定效率下的最大连续蒸汽产量效率下的最大连续蒸汽产量 表征锅炉容量大小（表征锅炉容量大小（D0.165th） 铭牌所标蒸汽量即为该锅炉的额定蒸发量铭牌所标蒸汽量即为该锅炉的额定蒸发量 也可用也可用额定热功率额定热功率Q表示表示 MW 两者关系：两者关系：蒸汽锅炉蒸汽锅炉 Q0.000278D(iq-igs) MW热水锅炉热水锅炉 Q0.000278G(irs-irs) MW蒸汽和给水的焓蒸汽和给水的焓kJkg锅炉进、出热锅炉进、出热水的焓水的焓kJkg热水锅炉每小时送热水锅炉每小时送出的水量出的水量 th 为什么表示蒸汽锅炉容量大小的参数为什么表示蒸汽锅炉容量大小的参数

16、额定蒸发量，额定蒸发量，要用在要用在额定压力、温度额定压力、温度和保证达到和保证达到规定热效率规定热效率指标条件下，指标条件下，长时期连续长时期连续安全可靠运行的最大蒸发量来表示？安全可靠运行的最大蒸发量来表示？ 能不能用短时间达到的最大蒸发量，作为它的额定蒸发量？能不能用短时间达到的最大蒸发量，作为它的额定蒸发量？ 能不能用在非额定压力和温度条件下达到的最大蒸发量，能不能用在非额定压力和温度条件下达到的最大蒸发量，作为它的额定蒸发量？作为它的额定蒸发量？ 能不能在不考虑热效率指标条件下达到的最大蒸发量，能不能在不考虑热效率指标条件下达到的最大蒸发量，作为它的额定蒸发量？作为它的额定蒸发量？思

17、考思考二二 蒸汽（热水）参数蒸汽（热水）参数 锅炉出口处工作压力锅炉出口处工作压力(表压力表压力) 、工质温、工质温度度 蒸汽锅炉蒸汽锅炉 生产饱和蒸汽生产饱和蒸汽上锅筒主蒸汽阀门出口处的上锅筒主蒸汽阀门出口处的额定饱和蒸汽压力额定饱和蒸汽压力 生产过热蒸汽生产过热蒸汽过热器出口集箱主蒸汽阀门过热器出口集箱主蒸汽阀门出口处的额定蒸汽压力和过热蒸汽温度出口处的额定蒸汽压力和过热蒸汽温度 锅炉给水温度指进省煤器的给水温度，无省煤锅炉给水温度指进省煤器的给水温度，无省煤器指进锅筒的给水温度器指进锅筒的给水温度 蒸汽锅炉设计时的给水温度分别为蒸汽锅炉设计时的给水温度分别为20、60、105，由制造厂在

18、设计时结合具体情况确定，由制造厂在设计时结合具体情况确定 热水锅炉参数热水锅炉参数高温热水供水阀门出高温热水供水阀门出口处的额定压力、热水温度及回水阀门口处的额定压力、热水温度及回水阀门进口处的水温度进口处的水温度 常压热水锅炉常压热水锅炉以水为介质、表压力以水为介质、表压力为零的固定式锅炉。锅炉本体开孔与大为零的固定式锅炉。锅炉本体开孔与大气相通，以此来保证在任何情况下，锅气相通，以此来保证在任何情况下，锅炉水位线表压力始终保持为零炉水位线表压力始终保持为零 热水供水阀门出口处的额定热水温度及回水阀热水供水阀门出口处的额定热水温度及回水阀门进口处的水温度门进口处的水温度三三 受热面蒸发率、发

19、热率受热面蒸发率、发热率 锅炉受热面锅炉受热面汽锅和附加受热面等与烟气汽锅和附加受热面等与烟气接触的金属表面积接触的金属表面积 烟气与工质进行热交换的表面积烟气与工质进行热交换的表面积 受热面积以烟气侧放热面积计算，符号受热面积以烟气侧放热面积计算，符号H，m2 受热面蒸发率受热面蒸发率DH每每m2受热面每小时受热面每小时所产生的蒸汽量所产生的蒸汽量 (3040 kgm2h) 反映整台锅炉总受热面蒸发率的一个平均值反映整台锅炉总受热面蒸发率的一个平均值 标准蒸汽标准蒸汽1标准大气压下的干饱和蒸汽，焓值标准大气压下的干饱和蒸汽，焓值为为2680kJkg （工程单位为（工程单位为640kcalkg

20、） DbzH103D(iq-igs) 2680H (kgm2h)受热面发热率受热面发热率 QH 对热水锅炉，每对热水锅炉，每m2受热面每小时所产生的热量受热面每小时所产生的热量 83700 kJm2h 或或0.02325MWm2 DH或或QH越高，表示传热好，锅炉越高，表示传热好，锅炉所耗金属量少，锅炉结构紧凑所耗金属量少，锅炉结构紧凑 不能真实反映锅炉运行的经济性不能真实反映锅炉运行的经济性 四四 锅炉的热效率锅炉的热效率 真实说明锅炉运行的热经济性指标真实说明锅炉运行的热经济性指标 煤煤=6085； 油气油气=8592%100gl输入锅炉总热量锅炉有效利用热量五五 锅炉的金属耗率及耗电率锅

21、炉的金属耗率及耗电率 金属耗率金属耗率制造成本。相应于锅炉每吨蒸发制造成本。相应于锅炉每吨蒸发量所耗用的金属材料的重量量所耗用的金属材料的重量(26tt) 耗电率耗电率运行成本。产生运行成本。产生1t蒸汽耗用电的度蒸汽耗用电的度数数(10kWht)，计算时，涉及到辅助设备的耗，计算时，涉及到辅助设备的耗电量电量 衡量锅炉总的经济性衡量锅炉总的经济性热效率高，金属耗量热效率高，金属耗量低，耗电量少低，耗电量少 三方面常相互制约三方面常相互制约综合考虑综合考虑第四节第四节 锅炉型号与参数系列锅炉型号与参数系列一、锅炉型号一、锅炉型号 由三部分组由三部分组成，之间用成，之间用短横线相连短横线相连工业

22、锅炉如为汽水两用，以锅炉主要工业锅炉如为汽水两用，以锅炉主要功能来编制产品型号，注明功能来编制产品型号，注明“汽水两用汽水两用”电加热锅炉型号电加热锅炉型号只由两部分组成只由两部分组成第一部分第一部分第三部分第三部分燃料种类燃料种类如同时使用几种燃料，则设计主要燃料代号放在前面如同时使用几种燃料，则设计主要燃料代号放在前面型号举例型号举例 SHL10-1.25350-WII QXW2.8-1.259070 AII LDR0.5-0.4 燃油燃气锅炉系列燃油燃气锅炉系列 WNS系列系列卧式内燃三回程火管锅炉卧式内燃三回程火管锅炉 SZS系列系列双锅筒纵置式内燃水管锅炉双锅筒纵置式内燃水管锅炉 S

23、HS系列系列双锅筒横置式内燃水管锅炉双锅筒横置式内燃水管锅炉 LHS系列系列立式内燃水管锅炉立式内燃水管锅炉 WNS10-1.25-YC、QT WNS4.2-111570-QJ 二二 锅炉参数系列锅炉参数系列 供热锅炉的容量、参数，既要满足生产供热锅炉的容量、参数，既要满足生产工艺上对蒸汽的要求，又要便于锅炉房工艺上对蒸汽的要求，又要便于锅炉房的设计，锅炉配套设备的供应以及锅炉的设计，锅炉配套设备的供应以及锅炉本身的标准化。要求有一定的锅炉参数本身的标准化。要求有一定的锅炉参数系列系列第四节第四节 锅炉房设备的组成锅炉房设备的组成 锅炉房源源不断地产生蒸汽锅炉房源源不断地产生蒸汽(热水热水)，

24、供应，供应用户的需要；工作后的冷凝水用户的需要；工作后的冷凝水(回水回水)，送，送回锅炉房，与经水处理后的补给水一起，回锅炉房，与经水处理后的补给水一起，再进入锅炉继续受热、汽化再进入锅炉继续受热、汽化 锅炉房设备锅炉房设备 锅炉本体锅炉本体 辅助设备辅助设备 水泵、风机、水处理水泵、风机、水处理锅炉房设备简图锅炉房设备简图一、锅炉本体一、锅炉本体 构成锅炉的基本组成部分构成锅炉的基本组成部分 汽锅、炉子、锅炉附加受热面（蒸汽过热器、汽锅、炉子、锅炉附加受热面（蒸汽过热器、省煤器、空气预热器）省煤器、空气预热器）二、锅炉房的二、锅炉房的辅助设备辅助设备 运煤、除灰系统运煤、除灰系统 煤物煤物（皮带）输送机（皮带）输送机 （磁铁吸附）（磁铁吸附）碎煤碎煤机（煤粉）机（煤粉） 炉膛炉膛渣坑渣坑刮渣器刮渣器渣场渣场 送、引风系统送、引风系统