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锅炉学习资料 锅炉的定义 锅炉的发展 锅炉的分类 锅炉的结构 锅炉工作原理 锅炉的燃烧方式 目录 锅炉的定义 中文名称 锅炉英文名称 boiler定义 利用燃料燃烧释放的热能或其他热能加热水或其他工质 以生产规定参数 温度 压力 和品质的蒸汽 热水或其他工质的设备 所属学科 电力 一级学科 锅炉 二级学科 锅炉是一种生产蒸汽的换热设备 它通过煤 油 天然气等燃料时放出化学能 通过传热过程将能量传递给水 使水转变成蒸汽 蒸汽直接供给工业生产中所需的各种形式的能源 锅炉的发展 锅炉的发展分锅和炉两个方面 18世纪上半叶 英国煤矿使用的蒸汽机 包括瓦特的初期蒸汽机在内 所用的蒸汽压力等于大气压力 18世纪后半叶改用高于大气压力的蒸汽 19世纪 常用的蒸汽压力提高到0 8兆帕左右 与此相适应 最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳 后来改用卧式锅壳 在锅壳下方砖砌炉体中烧火 随着锅炉越做越大 为了增加受热面积 在锅壳中加装火筒 在火筒前端烧火 烟气从火筒后面出来 通过砖砌的烟道排向烟囱并对锅壳的外部加热 称为火筒锅炉 开始只装一只火筒 称为单火筒锅炉或康尼许锅炉 后来加到两个火筒 称为双火筒锅炉或兰开夏锅炉 锅炉的发展 锅炉的发展历史 1830年左右 在掌握了优质钢管的生产和胀管技术之后出现了火管锅炉 一些火管装在锅壳中 构成锅炉的主要受热面 火 烟气 在管内流过 在锅壳的存水线以下装上尽量多的火管 称为卧式外燃回火管锅炉 它的金属耗量较低 但需要很大的砌体 19世纪中叶 出现了水管锅炉 锅炉受热面是锅壳外的水管 取代了锅壳本身和锅壳内的火筒 火管 锅炉的受热面积和蒸汽压力的增加不再受到锅壳直径的限制 有利于提高锅炉蒸发量和蒸汽压力 这种锅炉中的圆筒形锅壳遂改名为锅筒 或称为汽包 初期的水管锅炉只用直水管 直水管锅炉的压力和容量都受到限制 二十世纪初期 汽轮机开始发展 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 开始是采用多锅筒式 随着水冷壁 过热器和省煤器的应用 以及锅筒内部汽 水分离元件的改进 锅筒数目逐渐减少 既节约了金属 又有利于提高锅炉的压力 温度 容量和效率 锅炉的发展 锅炉的发展历史 在水汽系统方面 给水在加热器中加热到一定温度后 经给水管道进入省煤器 进一步加热以后送入锅筒 与锅水混合后沿下降管下行至水冷壁进口集箱 水在水冷壁管内吸收炉膛辐射热形成汽水混合物经上升管到达锅筒中 由汽水分离装置使水 汽分离 分离出来的饱和蒸汽由锅筒上部流往过热器 继续吸热成为一定温度的过热蒸汽 目前大多300MW 600MW机组主汽温度约为540 左右 然后送往汽轮机 在燃烧和烟风系统方面 送风机将空气送入空气预热器加热到一定温度 在磨煤机中被磨成一定细度的煤粉 由来自空气预热器的一部分热空气携带经燃烧器喷入炉膛 燃烧器喷出的煤粉与空气混合物在炉膛中与其余的热空气混合燃烧 放出大量热量 燃烧后的热烟气顺序流经炉膛 凝渣管束 过热器 省煤器和空气预热器后 再经过除尘装置 除去其中的飞灰 最后由引风机送往烟囱排向大气 锅炉的分类 锅炉的分类方法很多 每一种分类方法都反映某一方面的特征 按照不同的方法进行分类 1 按用途可分为 工业锅炉 电站锅炉 船用锅炉和机车锅炉等 2 按工质的种业和输出状态分类 蒸汽锅炉 热水锅炉 特种工质锅炉 3 按锅炉本体结构分类 火筒锅炉 火管锅炉 水管锅炉 铸铁锅炉 其中火筒锅炉和火管锅炉又合称为锅壳锅炉 4 按循环方式可分为 自然循环锅炉 控制循环锅炉 即强制循环锅炉 直流锅炉和复合循环锅炉 5 按锅炉出口压力可分为 低压锅炉 中压锅炉 高压锅炉 超高压锅炉 亚临界压力锅炉 超亚临界压力锅炉 高效超临界压力等锅炉 中压锅炉 出口蒸汽压力为30 50表大气压 我国规定为此3 82Mpa 高压锅炉 出口蒸汽压力为80 110表大气压 我国规定为此9 8Mpa 超高压锅炉 出口蒸汽压力为120 150表大气压 我国规定为此13 7Mpa 亚临界压力锅炉 出口蒸汽压力为160 200表大气压 我国规定为此22 1Mpa 超亚临界压力锅炉 出口蒸汽压力超过亚临界压力 水蒸汽的临界压力为22 1Mpa 超高效超临界压力锅炉 出口蒸汽压力超过28Mpa 锅炉的分类 锅炉的分类 6 按燃烧方式 锅炉分为室燃炉 层燃炉和沸腾炉等 7 按燃料性质或能源分类 固体燃料锅炉 液体燃料锅炉 气体燃料锅炉 余热锅炉 核燃料锅炉 其它能源锅炉 8 按排渣方式分类 固体排渣锅炉 液体排渣锅炉 9 按炉内烟气压力分类 平衡通风锅炉 负压锅炉 微正压锅炉 不设引风机 适用燃油 燃气 增压锅炉 适用燃油 淘气时的蒸汽 燃气联合循环锅炉 10 按炉型分类 U型 N型 L型 箱型 塔型 11 按运输方式分类 快装锅炉 组装锅炉 散装锅炉 12 按运行方式分类 定压运行锅炉 变压运行锅炉 复合变压运行锅炉 锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分 锅炉中的炉膛 锅筒 燃烧器 水冷壁 过热器 省煤器 空气预热器 构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分 称为锅炉本体 1 锅炉本体分为 炉膛 燃烧器 水冷壁 过热器 省煤器 再热器 空气预热器以及钢架炉壁 锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒 1 炉膛 又称燃烧室 是供燃料燃烧的空间 将固体燃料放在炉排上 进行火床燃烧的炉膛称为层燃炉 又称火床炉 将液体 气体或磨成粉状的固体燃料 喷入火室燃烧的炉膛称为室燃炉 又称火室炉 空气将煤粒托起使其呈沸腾状态燃烧 并适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉 又称流化床炉 利用空气流使煤粒高速旋转 并强烈火烧的圆筒形炉膛称为旋风炉 炉膛设计需要充分考虑使用燃料的特性 每台锅炉应尽量燃用原设计的燃料 燃用特性差别较大的燃料时锅炉运行的经济性和可靠性都可能降低 2 锅筒是自然循环和多次强制循环锅炉中 接受省煤器来的给水 联接循环回路 并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器 锅筒简体由优质厚钢板制成 是锅炉中最重的部件之一 锅筒的主要功能是储水 进行汽水分离 在运行中排除锅水中的盐水和泥渣 避免含有高浓度盐分和杂质的锅水随蒸汽进入过热器和汽轮机中 锅筒内部装置包括汽水分离和蒸汽清洗装置 给水分配管 排污和加药设备等 其中汽水分离装置的作用是将从水冷壁来的饱和蒸汽与水分离开来 并尽量减少蒸汽中携带的细小水滴 中 低压锅炉常用挡板和缝隙挡板作为粗分离元件 中压以上的锅炉除广泛采用多种型式的旋风分离器进行粗分离外 还用百页窗 钢丝网或均汽板等进行进一步分离 锅筒上还装有水位表 安全阀等监测和保护设施 锅炉的结构 一 锅炉的基本构成锅炉由 锅 和 炉 两大部分构成 锅是容纳水和蒸汽的承压受热部件 炉是燃料燃烧的场所 锅 和 炉 的分界面是受热面 布置在炉膛内的受热面如水冷壁 吸收火焰和高温烟气的辐射放热为主 称为辐射受热面 布置在炉膛出口以后烟道中的受热面如省煤器 过热器等 以吸收烟气的对流换热为主 称为对流受热面 汽包 受热面 联箱及它们之间的连接管道组成 锅 燃烧设备和炉膛组成 炉 水和蒸汽流动 吸热及化学反应等称为锅内过程 燃料燃烧 放热及排渣称为炉内过程 炉膛 燃烧器 出渣设备 汽包 受热面 连箱 炉墙 构架称为锅炉本体 由锅炉本体 自动控制设备 测量仪表 吹灰器 除尘器 以及制粉设备 风机系统等辅助设备组成整套装置 称为锅炉机组 锅炉的结构 图为 法国电力公司600MW超临界直流锅炉 二 锅炉结构详解 锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分 锅炉中的炉膛 锅筒 燃烧器 水冷壁 过热器 省煤器 空气预热器 构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分 称为锅炉本体 1 锅炉本体分为 炉膛 燃烧器 水冷壁 过热器 省煤器 再热器 空气预热器以及钢架炉壁 锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒 3 燃烧器 使燃料合理燃烧 4 水冷壁 吸收炉膛辐射热 汽化水 5 过热器 饱和蒸汽加热到过热蒸汽 6 再热器 将透平中低温蒸汽加热 以提高做功能力 7 省煤器 把低温给水加热成温度较高的水 8 空气预热器 预热空气 利用低温烟气加热进入锅炉的空气 提高其温度 9 炉墙 减少锅炉散热损失 起保护作用 锅炉的结构 2 辅助装置 1 磨煤装置 磨煤机 排粉机 粗粉及细粉分离器 2 送风装置 送风机 风道 送风机将空气通过空气预热器送往炉子中 3 引风装置 引风机 烟囱 将炉子中排出的烟气送入大气中 4 给水装置 给水泵 给水管道 水处理设备 5 燃料供应装置 将燃料由储煤场送到锅炉房 6 除灰装置 从锅炉中除去灰渣并送出电厂 7 除尘装置 出去锅炉烟气中的飞灰 改善环境卫生 8 自动控制与仪表 包括热工测量仪表及自动之控制设备 9 锅炉的经济指标 热效率 成本及工作可靠程度 锅炉的结构 锅炉的工作原理 锅炉的工作原理 利用燃料燃烧释放出的热能将工质 水或其它流体 加到一定参数的换热设备 绝大部分锅炉用于加热水使之变为蒸汽 有时也将锅炉称为蒸汽发生器 锅炉工作原理图 1 层燃燃烧 原煤中只有特别