燃气锅炉 (1)

1、燃气锅炉目录页CONTENTS 一、燃气锅炉基础知识 二、燃气锅炉的基本参数 三、燃气锅炉的分类及特点 四、燃气锅炉型号 五、燃气锅炉安全附件与仪表Part泛能站系统概览泛能站系统概览14567891011121314151617181920212223燃气锅炉的定义24锅炉定义锅炉定义一一锅炉锅炉是能量转换装置，它是把燃料的是能量转换装置，它是把燃料的化学能化学能转化为转化为热能热能，进而将热能，进而将热能传递给传递给水水，以产生，以产生热水或蒸汽热水或蒸汽。(教科书定义教科书定义)锅炉最根本的组成是锅炉最根本的组成是“锅锅”和和“炉炉”两大部两大部分。分。锅炉锅炉是指利用是指利用各种燃料、

2、电或者其它能源各种燃料、电或者其它能源，将所盛装的，将所盛装的液体液体加热到一定加热到一定的参数，并的参数，并承载一定压力承载一定压力的的密闭密闭设备。设备。(特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例)25 锅炉结构锅炉结构定义： 容纳水和蒸汽的受压部件组成：锅筒（汽包）或锅壳、受热面、集箱（联箱）过程：水的加热和汽化、水和蒸汽的流动、汽水分离等1 12 2燃气锅炉的类型及结构燃气锅炉的类型及结构定义：燃料燃烧的场所组成：燃烧设备和燃烧室（炉膛）广义炉概念：燃料、烟气侧的全部空间锅锅炉炉一一锅炉定义锅炉定义2626 冷空气冷空气 烟气烟气 烟气烟气 烟气烟气 烟囱烟囱 引引风机风机 空气预热器

3、空气预热器 （一次风）（一次风） 烟气烟气 烟气烟气 燃气燃气 燃烧器燃烧器 炉膛炉膛 水平烟道水平烟道 尾部烟道尾部烟道 锅炉的工作过程及系统锅炉的工作过程及系统燃气燃气、风、烟系统风、烟系统2727汽机主凝结水汽机主凝结水 水水 水水 汽水混合物汽水混合物 给水泵给水泵 省煤器省煤器 汽包汽包 汽水分离器汽水分离器 化学补充水化学补充水 汽水混合物汽水混合物 下降管下降管 下联箱下联箱 水冷壁水冷壁 上联箱上联箱 导汽管导汽管 水水 水水 水水 汽水混合物汽水混合物 汽水混合物汽水混合物饱和蒸汽饱和蒸汽 过热蒸汽过热蒸汽 过热器过热器 汽轮机调节级汽轮机调节级锅炉的工作过程及系统锅炉的工作

4、过程及系统汽汽 水水 系系 统统2828锅锅炉炉锅炉锅炉本燃烧体本燃烧体辅助设备辅助设备锅炉机组锅炉机组锅炉的组成锅炉的组成送风机、引风机、燃料供应送风机、引风机、燃料供应及制备、除灰、除渣、测量及制备、除灰、除渣、测量与控制等与控制等锅炉的燃烧系统锅炉的燃烧系统，用以完成燃料，用以完成燃料燃烧过程。由燃烧过程。由炉膛、燃炉膛、燃烧器烧器、烟、烟道、炉墙构架等非承压部件组成道、炉墙构架等非承压部件组成锅炉的汽水系统，用以完成水变锅炉的汽水系统，用以完成水变成蒸汽的吸热过程。由汽包、下成蒸汽的吸热过程。由汽包、下降管、联箱、导管及各热交换受降管、联箱、导管及各热交换受热面等承压部件组成热面等承压

5、部件组成29主要部件：1、炉膛：保证锅炉燃料燃尽并使出口烟气温度冷却到对流受热面能够安全工作的数值；2、省煤器：利用锅炉尾部烟气的热量加热给水，以降低排烟温度，并起到节约燃料的作用。30 3、锅筒：将锅炉各受热面联结在一起并和水冷壁，下降管等组成水循环回路。锅筒储存汽水，可适应负荷变化，内部设有汽水分离装置以保证汽水品质，直流锅炉无锅筒。 4、水冷壁：锅炉的主要辐射受热面，吸收炉膛辐射热，加热工质，保护炉墙等。31 5、燃烧设备：将燃料和燃烧所需空气送入炉膛并使燃料着火稳定，燃烧良好； 6、空气预热器：加热燃料用的空气，以加强着火和燃烧；吸收烟气余热，降低排烟温度，提高锅炉效率。32 7、炉墙

6、：是锅炉的保护外壳，起密封和保温作用。小型锅炉的重型炉墙也可起支承锅炉部件的作用。 8、构架：支承和固定锅炉部件。3334纸品加工纸品加工包装材料，发泡胶包装材料，发泡胶制衣，洗衣制衣，洗衣纺织，印染纺织，印染酒店酒店食品加工食品加工发电厂发电厂饲料加工饲料加工化工生产化工生产皮革加工皮革加工木业，家私加工木业，家私加工电镀，酸洗电镀，酸洗洗浴洗浴水泥制品水泥制品医院医院其它用途其它用途35锅炉一般工作原理及基本技术指标锅炉一般工作原理及基本技术指标二二加热传热吸热36锅炉一般工作原理及基本技术指标锅炉一般工作原理及基本技术指标二二压力：物体单位面积上所受的压力强度，SI单位为Pa(帕)。1

7、Pa1 N/m2 1 MPa(兆帕)=106 Pa1 大气压0.1013 MPa 1kgf/cm2=0.098 MPa锅炉运行常用“表压力”，即锅炉压力表所显示的压力。1 绝对压力MPa1 表压力MPa0.1MPa (大气压力)0.1 MPa=10 米水柱1mbar 100 Pa37 额定蒸汽压力额定蒸汽压力 是指在规定的给水压力和负荷范围内长期连续运行所必须保是指在规定的给水压力和负荷范围内长期连续运行所必须保证的锅炉出口的蒸汽压力，也就是锅炉铭牌上标明的压力。单位证的锅炉出口的蒸汽压力，也就是锅炉铭牌上标明的压力。单位为为MPaMPa。我国工业锅炉参数系列规定有。我国工业锅炉参数系列规定有

8、6 6个压力级别，即个压力级别，即0.40.4，0.70.7，1.01.0，1.251.25，1.61.6和和2.5MPa2.5MPa（表压）（表压）。 额定出水压力额定出水压力 热水锅炉在额定循环水量的条件下，由循环泵在锅炉出口所热水锅炉在额定循环水量的条件下，由循环泵在锅炉出口所维持的压力。单位亦为维持的压力。单位亦为MPaMPa。我国的热水锅炉参数规定的出水压力。我国的热水锅炉参数规定的出水压力级别与蒸汽锅炉相同。级别与蒸汽锅炉相同。 一些进口的锅炉，其压力单位为巴（一些进口的锅炉，其压力单位为巴（barbar）或磅力平方英寸，）或磅力平方英寸，即即1bf/in1bf/in2 2, ,亦

9、即亦即PSiPSi。其换算关系是：。其换算关系是： 1bar1bar0.1MPa0.1MPa 1bf/in 1bf/in2 2（PSiPSi）0.00689476MPa0.00689476MPa 38锅炉一般工作原理及基本技术指标锅炉一般工作原理及基本技术指标二二温度：用来度量物体冷热程度的标尺的度数。摄氏温度t 热力学温度(绝对温度)T KTt273.15 KF=1.8t32 oF热力学零度(0 K)是宇宙永恒“沉寂”的温度。华氏温度F oF (欧美国家常用)39 额定蒸汽温度额定蒸汽温度 蒸汽锅炉在规定的负荷范围、额定蒸汽压力和额定给水温度下蒸汽锅炉在规定的负荷范围、额定蒸汽压力和额定给水

10、温度下连续运行必须保证的锅炉出口的蒸汽温度。单位为连续运行必须保证的锅炉出口的蒸汽温度。单位为。对于有过热。对于有过热器的锅炉，就是过热器出口的蒸汽温度；对没有过热器的锅炉，就器的锅炉，就是过热器出口的蒸汽温度；对没有过热器的锅炉，就是其相应额定压力下的饱和温度。工业锅炉的出口蒸汽温度参数系是其相应额定压力下的饱和温度。工业锅炉的出口蒸汽温度参数系列，除饱和蒸汽温度外，还有列，除饱和蒸汽温度外，还有250250，350350，400400三个过热温度三个过热温度。 额定出水温度额定出水温度 热水锅炉在额定回水温度、额定回水压力和额定循环水量的条热水锅炉在额定回水温度、额定回水压力和额定循环水量

11、的条件下，长期连续运行时应保证的出口热水温度。单位也是件下，长期连续运行时应保证的出口热水温度。单位也是。热水。热水锅炉标准参数系列有锅炉标准参数系列有5 5个出水温度，即个出水温度，即9595，115115，130130，150150和和180180。40锅炉一般工作原理及基本技术指标锅炉一般工作原理及基本技术指标二二额定温度、额定压力：锅炉设计规定的生产温度或压力。额定蒸发量：锅炉额定参数下每小时生产的水蒸气的质量。一般用吨/小时，即 t/h 表示额定热负荷：锅炉额定参数下每小时通过生产的热媒所提供热量。一般用兆瓦，即 MW 表示关于热负荷，某些老锅炉常用大卡/时(kcal/h)来表示热水

12、锅炉的热负荷，其与兆瓦(MW)的对应关系为： 60104 kcal/h = 0.7 MW (1 t/h) 41锅炉一般工作原理及基本技术指标锅炉一般工作原理及基本技术指标二二 为了从能量转换的角度评价锅炉产生蒸汽和热水的能力，常常将热水锅炉生产热水的能力换算成生产蒸汽的能力，即“标准蒸吨”，其换算关系为：1 t/h = 0.7 MW标准蒸吨42 额定热功率额定热功率 热水锅炉在额定回水温度、额定回水压力和额定循环水量的情热水锅炉在额定回水温度、额定回水压力和额定循环水量的情况下，长期连续运行时应保证的最大供热量。其单位为兆瓦，即况下，长期连续运行时应保证的最大供热量。其单位为兆瓦，即MWMW。

13、热水锅炉标准参数系列有热水锅炉标准参数系列有0.10.1，0.20.2，0.350.35，0.70.7，1.41.4，2.82.8，4.24.2，7.07.0，10.510.5，14.014.0，29.029.0，46.046.0，58.058.0和和116.0MW116.0MW，共共1414个热个热功率级别。功率级别。 额定蒸发量额定蒸发量 蒸汽锅炉在额定参数（压力、温度）、额定给水温度、使用设蒸汽锅炉在额定参数（压力、温度）、额定给水温度、使用设计燃料并保证锅炉效率、连续运行时的最大蒸发量。其单位为吨计燃料并保证锅炉效率、连续运行时的最大蒸发量。其单位为吨/ /时（时（t/ht/h）或公斤

14、）或公斤/ /时（时（kg/hkg/h）工业锅炉标准参数系列有工业锅炉标准参数系列有0.10.1，0.20.2，0.50.5，1 1，2 2，4 4，6 6，8 8，1010，1515，2020，3535和和65t/h65t/h，共，共1313个蒸发量级个蒸发量级别。别。43锅炉一般工作原理及基本技术指标锅炉一般工作原理及基本技术指标二二锅炉热效率锅炉热效率是反映锅炉对燃料所放出的热量的有效利用程度的参数。锅炉热效率是反映锅炉对燃料所放出的热量的有效利用程度的参数。锅炉热效率是反映锅炉是否符合节约能源的标准，是锅炉经济运行的锅炉热效率是反映锅炉是否符合节约能源的标准，是锅炉经济运行的重要指标。

15、重要指标。锅炉热效率锅炉热效率() =有效利用的热量有效利用的热量燃料放出的总热量燃料放出的总热量100%燃料放出的总热量燃料放出的总热量=燃料消耗量燃料消耗量燃料低位热值燃料低位热值 (国内计算方法国内计算方法)燃料放出的总热量燃料放出的总热量=燃料消耗量燃料消耗量燃料高位热值燃料高位热值 (国外某些国家计算方法国外某些国家计算方法)燃料高位热值燃料高位热值燃料低位热值燃料低位热值44热效率%排 烟 温 度锅 炉 热 效 率 计 算 图燃 用 液 化 石 油 气 锅 炉45燃 用 1 0 0 重 油 锅 炉热效率%排 烟 温 度锅 炉 热 效 率 计 算 图#46排 烟 温 度热效率%燃 用

16、 0 轻 柴 油 锅 炉#锅 炉 热 效 率 计 算 图47工业蒸汽锅炉散热损失工业蒸汽锅炉散热损失q5推荐值推荐值(%)额定蒸发量(t/h)22461015203565无尾部受热面5832.11.5有尾部受热面3.52.92.41.71.51.31.10.8 热水锅炉散热损失热水锅炉散热损失q5推荐值推荐值(%)锅炉出力(MW)0MPa0MPa特种设备安全监察条例0MPa30L0.1MW0.1MPa特区锅炉条例0.1MPa蒸汽锅炉安全技术监察规程0MPa30L热水锅炉安全技术监察规程0.1MW0.1MPa小型和常压热水锅炉安全监察规定小型汽水两用锅炉 0.5t/h0.04MPa小型热水锅炉

17、0.1MPa自来水加压小型蒸汽锅炉 0.7MPa50L小型铝制铝制承压锅炉 0.2t/h0.04MPa常压热水锅炉 0MPa法规等规定的锅炉范围法规等规定的锅炉范围53锅炉的结构特点及类型锅炉的结构特点及类型三三锅炉的基本组成部分锅炉的基本组成部分传热面传热面循环水泵循环水泵炉膛炉膛( (炉胆炉胆) )控制系统控制系统燃烧器燃烧器安全附件安全附件锅筒锅筒54锅炉的结构特点及类型锅炉的结构特点及类型三三锅炉传热过程的基本公式锅炉传热过程的基本公式mtFKQ式中：Q：锅炉中介质的吸热量；K：传热系数，表征传热过程中热量传递能力的参数，与燃烧过程，流动状况等有关；F：传热面积；tm：锅炉中介质与烟气

18、的平均温度差。锅炉结构的发展变化过程也是以这个公式为基础，从以下两个方向展开的： 火管锅炉：增加传热面积F。 水管锅炉：增大传热系数K，即强化烟气侧传热，提高传热效果。55火管锅炉：增加传热面积火管锅炉：增加传热面积F构造简单；水及蒸汽容积大，对负荷变动适应性较好；对水质要求比水管锅炉低；维修方便。工作压力低，热容量低；锅炉热效率低；水容积大，受热面金属易发生损裂爆破，易发生爆炸事故；金属耗量大。56水管锅炉：增加传热系数水管锅炉：增加传热系数K可以达到高参数和高容量；金属耗量低；热效率高；锅炉结构复杂；对锅炉水质要求较高；57 燃气锅炉分类 （1）锅炉 间壁式换热 锅/炉 接触式换热浸没接触

19、燃烧火管锅壳式水管水火管58（2）锅炉结构现状 1）燃气锅壳式和水管构成的二元锅炉组成； 2）14MW的一般选用锅壳式热水锅炉； 3）14MW的选用水管热水锅炉，无水火管； 4）水火管极少，直接接触浸没燃烧更少。59（3）锅壳式锅炉结构锅壳+炉胆+2程烟管标准结构2.8MW(4t/h)锅壳+双炉胆+2程烟管衍生结构14MW（20t/h）锅壳+双炉胆+2程烟管+SH+ECO.衍生结构20t/h锅壳+炉胆+1程烟管衍生结构2.8MW60（4）水管锅炉结构双锅筒+膜式水冷壁+对流管束中、大容量标准结构4t/h美国、日本单锅筒+膜式水冷壁+旗式/蛇形管束中、大容量的衍生结构4t/h德国、欧洲单锅筒+膜

20、式水冷壁+蛇形管束大容量标准结构35t/h世界各国日本Ebara/Miura,意大利、美国小容量2.8MW(4t/h)61 1）设计压力：0.1MPa，真空或常压热水锅炉； 0.1MPa，压力热水锅炉； 2）设计容量：80kW，热水器；80kW，热水锅炉。（5）小容量燃气热水锅炉 冷凝热水器 冷凝式锅炉 铸铝冷凝式锅炉 真空热水锅炉62 1）设计参数：1.251.6MPa/110130/70； 2）锅炉本体结构：绝大多数锅炉采用D型SZS热水锅炉结构，极少采用A型或O型DZS结构；北京市：已经有采用无锅筒、无对流管束的角管、水管强制循环热水锅炉结构。（6）大容量燃气热水锅炉6364 3）D型炉

21、膛采用膜式水冷壁，对流管束2回程/1回程顺列。 烟冷器燃烧器 对流管束1、2 对流管束1燃烧器65 4）对流强化传热技术：锅炉本体无对流传热强化技术；布置烟气深度冷却器，H型、螺旋形翅片管结构，也有采用铸铁方型翅片结构的，未见针形管结构。66 1）扩散式燃烧器：空气和燃气不预混，后混。 2）大气式燃烧器：部分空气和燃气预混。 3）无焰燃烧器：全部空气和燃气预混（1）燃烧器类型67 1）烟气再循环内循环，NOx 80100 mg/m3 （3）低NOx燃气燃烧器68 1）烟气再循环外循环 ，NOx 60100 mg/m3（3）低NOx燃气燃烧器69 2）烟气再循环+燃料和空气分级自由火焰燃烧头 （

22、3）低NOx燃气燃烧器火焰燃烧区烟气/空气/燃料混合区火焰NOx 60100 mg/m370 2）烟气再循环+燃料和空气分级 （3）低NOx燃气燃烧器71 3）全预混无焰燃烧超低NOx排放 （3）低NOx燃气燃烧器NOx: 1050 mg/m372 3）全预混无焰燃烧超低NOx排放 （3）低NOx燃气燃烧器73 3）全预混无焰燃烧超低NOx排放 （3）低NOx燃气燃烧器NOx: 1050 mg/m374 4）不同NOx排放的技术需求 （3）低NOx燃气燃烧器75 1）燃烧器个数：多数单个燃烧器布置，模块式26个。 2）燃烧方式：部分预混或全预混无焰燃烧器（4）小容量燃气热水锅炉76 1）燃烧器

23、个数：多数单个、水平布置，少数2排23个； 2）燃烧方式：扩散式黄焰燃烧。116MW70MW29MW1燃烧器2 燃烧器1燃烧器2 燃烧器（5）大容量燃气热水锅炉77燃气蒸汽锅炉传统炉型10t/h78（2）燃气蒸汽锅炉传统炉型10t/h79（3）多数燃气热水锅炉结构选型错误，选蒸汽锅炉炉型802.3 锅炉热工性能（1）蒸汽锅炉性能：当锅炉额定功率运行时，排烟温度在一般比饱和温度高2050，排烟温度在150230，多数锅炉平均运行效率在89%92%左右，尚有提高的余地。（2）热水锅炉性能： 当锅炉额定功率运行时，排烟温度在80100，偏离设计参数运行时，排烟温度在5080，多数锅炉平均运行效率在9

24、6%98%左右不排除有效率更高的。 从锅炉热效率上讲，已投运大容量燃气热水锅炉的热效率达到国际领先水平（德国大型燃气热水锅炉的热效率一般为92%94%，排烟温度在120160左右）。81锅炉型号识别锅炉型号识别四四蒸汽锅炉型号表示方法蒸汽锅炉型号表示方法总体型式代号燃烧设备代号额定蒸发量(t/h)额定蒸汽压力(MPa)过热蒸汽温度(饱和蒸汽无此项)燃料种类代号第一部分第二部分第三部分例如：例如：WNS10-1.25-Yc 表示燃用柴油的卧式内燃室燃炉，额表示燃用柴油的卧式内燃室燃炉，额定蒸发量定蒸发量10t/h，额定蒸汽压力，额定蒸汽压力1.25MPa。82锅炉型号识别锅炉型号识别四四热水锅炉

25、型号表示方法热水锅炉型号表示方法总体型式代号燃烧设备代号额定热功率(MW)允许工作压力(MPa)燃料种类代号第一部分第二部分第三部分例如：例如：LSS1.4-0.7/110/70-Yc 表示燃用柴油的立式水管室燃表示燃用柴油的立式水管室燃炉，额定热功率炉，额定热功率1.4MW，允许工作压力，允许工作压力0.7MPa(表压表压)，出水，出水温度为温度为110 ，进水温度为，进水温度为70 。进水温度出水温度83锅炉型式代号锅炉型式代号锅壳锅炉立式水管LS水管锅炉单锅筒立式DL立式火管LH单锅筒纵置式DZ卧式外燃WW单锅筒横置式DH卧式内燃WN双锅筒纵置式SZ双锅筒横置式SH纵横锅筒式ZH强制循环

26、式QX锅炉总体型式代号锅炉总体型式代号84燃烧设备代号燃烧设备代号燃烧设备代号燃烧设备代号固定炉排G抛煤机P固定双层炉排C振动炉排Z活动手摇炉排H下饲炉排A链条炉排L沸腾炉F往复炉排W室燃炉S85燃料种类代号燃料种类代号燃料品种代号燃料品种代号I类劣质煤LI木柴MII类劣质煤LII稻糠DI类无烟煤WI甘蔗渣GII类无烟煤WII柴油YcIII类无烟煤WIII重油YzI类烟煤AI天然气QTII类烟煤AII焦炉煤气QJIII类烟煤AIII液化石油气QY褐煤H油母页岩YM贫煤P其他燃料T型煤X86锅炉主要安全附件与仪表锅炉主要安全附件与仪表五五安全阀安全阀 安全阀是锅炉上最重要的安全附件之一，它对锅炉

27、安全阀是锅炉上最重要的安全附件之一，它对锅炉内部压力上极限值的控制及对锅炉的安全保护均起着重内部压力上极限值的控制及对锅炉的安全保护均起着重要的作用。当锅炉内的压力升高到超过规定值时，安全要的作用。当锅炉内的压力升高到超过规定值时，安全阀自动开启排放蒸汽。当锅炉内的压力降到安全阀的回阀自动开启排放蒸汽。当锅炉内的压力降到安全阀的回座压力时，安全阀自动关闭，使锅炉在规定的压力内安座压力时，安全阀自动关闭，使锅炉在规定的压力内安全运行。全运行。 热水锅炉上装安全阀也同样为了泄压、报警、安全热水锅炉上装安全阀也同样为了泄压、报警、安全运行。安全阀也可作放气阀，在水压试验和进水升压时运行。安全阀也可作

28、放气阀，在水压试验和进水升压时作排气用。作排气用。 蒸发量蒸发量0.5t/h的蒸汽锅炉，至少要装设两个安全阀；蒸发量的蒸汽锅炉，至少要装设两个安全阀；蒸发量0.5t/h的蒸汽的蒸汽锅炉，至少装设一个安全阀。锅炉，至少装设一个安全阀。 热水锅炉的额定出力热水锅炉的额定出力0.35MW时，至少要装设两个安全阀；额定出力时，至少要装设两个安全阀；额定出力0.35MW的，至少要装设一个安全阀。的，至少要装设一个安全阀。8788锅炉主要安全附件与仪表锅炉主要安全附件与仪表五五压力表压力表压力表的量程一般为其工作压力的压力表的量程一般为其工作压力的1.53倍倍8990锅炉主要安全附件与仪表锅炉主要安全附件

29、与仪表五五水位表水位表 水是锅炉的工作介质，水位则是锅炉安全经济运行水是锅炉的工作介质，水位则是锅炉安全经济运行的重要标志。水位表是用来显示锅炉水位的一种安全附的重要标志。水位表是用来显示锅炉水位的一种安全附件，安装合理的水位表能使司炉工正确地控制水位，防件，安装合理的水位表能使司炉工正确地控制水位，防止发生事故，是锅炉上非常重要的安全附件之一。止发生事故，是锅炉上非常重要的安全附件之一。 每台锅炉至少装两个彼此独立的水位表，但额定蒸每台锅炉至少装两个彼此独立的水位表，但额定蒸发量小于或等于发量小于或等于0.2t/h的锅炉也可以装设一个水位表。的锅炉也可以装设一个水位表。91锅炉主要安全附件与仪表锅炉主要安全附件与仪表五五高低水位报警控制器高低水位报警控制器 高低水位报警控制器是有高低水位报警器加上控制高低水位报警控制器是有高低水位报警器加上控制装置组合而成。锅炉上安装高低水位控制器能够监控水装置组合而成。锅炉上安装高低水位控制器能够监控水位，在锅筒内水位过高或过低时能自动报警，避免发生位，在锅筒内水位过高或过低时能自动报警，避免发生缺水或满水事故。高低水位报警控制器与其它控制装置缺水或满水事故。高低水位报警控制