供热锅炉课件

第2篇热源及热源设备

热源是能源的一种形式，在现代建筑中，需要大量的热水或蒸汽，以便为用户提供采暖、生活热水的热源。有3种方式：一种是利用燃料的化学能，通过燃烧转化即采用锅炉设备；第二种是用电能加热水或生产蒸汽；第三种是通过热泵从低温热源中提取热量，加热热媒(水、空气等)。

建筑物供热方式有：中、小型锅炉房，大型区域锅炉房，热电站，电阻式加热装置，热泵，太阳能供热等等。锅炉房供热是目前我国主要的供热方式。但从能源消耗观点看，锅炉房供热的能量利用系数不高，尤其是小型锅炉房。因此，当前一些地区积极发展热电站供热。电阻式加热装置的能量利用系数低，但由于使用方便、容易控制、无污染的优点，在国外经常采用。

我国由于电力缺乏，直接用电采暖或供应热水并不多见。热泵供热，当有较合适的低位热源时，有比较高的能量利用系数，是一种比较合理的、新型的供热方式。

锅炉及锅炉房设备的任务，在于安全可靠、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，以生产热水或蒸汽。

用于动力、发电方面的锅炉，叫做动力锅炉；把用于工业及采暖方面的锅炉，称为供热锅炉，又称工业锅炉。按锅炉燃用的燃料不同，又分为燃气锅炉，燃油锅炉，汽油两用锅炉以及燃煤锅炉等。

随着我国改革开放的不断深化，全国各地经济建设的迅速发展，高层民用建筑的快速崛起，国家对环保工作提出更高要求，油气资源的大力开发，燃气燃油锅炉应用逐年上升，燃气燃油锅炉房建设进入新的发展时期。

我国使用天然气的前景十分广阔。因此，锅炉制造厂可设计高效、无污染、安全可靠的新型多品种燃气锅炉，以适应市场需要。德国菲斯曼锅炉公司的冷凝式低温燃气热水锅炉具有高效、无污染、排烟温度仅比回水温度高5～15℃等优点，可以借鉴。第二节锅炉的工作过程

锅炉，最根本的组成是汽锅和炉子两大部分。燃料在炉子里进行燃烧，将它的化学能转化为热能；高温的燃烧产物——烟气则通过汽锅受热面将热量传递给汽锅内温度较低的水，水被加热、进而沸腾汽化，生成蒸汽。

汽锅的基本构造包括锅壳(或称锅筒)、管束受热面等组成的一个水系统。炉子包括燃烧器、燃烧室等组成的燃烧设备。为了保证锅炉的正常工作和安全，锅炉还必须装设安全阀、压力表、排污阀、止回阀等。还有用来消除受热面上积灰以利传热的吹灰器，以提高锅炉运行的经济性。一、燃料的燃烧过程

燃料（燃气或柴油）通过送风机经过燃烧器与空气混合送入燃烧室，进行燃烧反应形成高温烟气。整个过程称为燃烧过程。

要保证良好的燃烧必须要有高温的环境，充足的空气量和空气与燃料的良好混合。当然为了锅炉燃烧的持续进行，还得连续不断地供应燃料、空气和排出烟气。烟气掠过管束受热面，与管壁发生对流换热，从而将烟气的热量传递给水，为了增大受热面的面积，降低排烟温度，提高锅炉热效率，烟气从后部进入部分烟管，在前烟箱汇集后，再从前烟箱进入另一部分烟管，最后在后烟箱汇集排出炉外，从而节省了燃料。三、水的受热升温（或汽化）过程它也是热水的生产过程。经过水处理的锅炉补给水和管网回水是由水泵加压后进入锅筒内，它属于直流锅炉。由于生产的是90℃的热水，锅壳中的水始终处于过冷状态，因此，不可能产生汽化。四、锅炉房设备的组成

锅炉房中除锅炉本体以外，还必须装置象水泵、风机、水处理等等一类辅助设备，以保证锅炉房的生产过程能继续不断地正常运行，达到安全可靠、经济有效地供热。

锅炉本体和它的辅助设备，总称为锅炉房设备。

1.燃料供应系统其作用是保证为锅炉送入燃料，根据锅炉燃用的燃料不同，燃料供应系统是不一样的，如燃气输配管道、供油系统及运煤系统。

2.送、引风系统为了给炉子送入燃烧所需空气和从锅炉引出燃烧产物——烟气，以保证燃烧正常进行，并使烟气以必需的流速冲刷受热面，有时只需单独设置送风机或引风机，有时两者需同时设置。

4.仪表控制系统除了锅炉本体上装有的仪表外，为监督锅炉设备安全经济运行，还常设有一系列的仪表和控制设备，如蒸汽流量计、水量表、烟温计、风压计、排烟二氧化碳指示仪等常用仪表。第三节锅炉基本特性的表示

为区别各类锅炉构造、燃用燃料、燃烧方式、容量大小、参数高低以及运行经济性等特点，常用下列的锅炉基本特性来说明。

供热锅炉，可用额定热功率来表征容量的大小，常以符号Q来表示，单位是MW。

热功率与蒸发量之间的关系，可由下式表示：

Q=0.000278D(iq-igs)(5-1)对于热水锅炉：Q=0.000278G(irs″-irs′)(5-2)二、蒸汽(或热水)参数

锅炉产生蒸汽的参数，是指锅炉出口处蒸汽的额定压力(表压力)和温度。对生产饱和蒸汽的锅炉来说，一般只标明蒸汽压力；对生产过热蒸汽(或热水)的锅炉，则需标明压力和蒸汽(或热水)温度。额定蒸发量t/h额定出口蒸汽压力MPa（表压）0.40.71.01.251.62.5额定出口蒸汽蒸汽温度℃饱和饱和饱和饱和250350饱和350饱和3504000.1Δ0.2Δ0.5ΔΔ1ΔΔΔ2ΔΔΔΔ4ΔΔΔΔΔ6ΔΔΔΔΔΔΔ8ΔΔΔΔΔΔΔ10ΔΔΔΔΔΔΔΔΔ15ΔΔΔΔΔΔΔΔ20ΔΔΔΔΔΔΔ35ΔΔΔΔΔΔ65ΔΔ蒸汽锅炉参数系列表5-1额定热功率MW额定出口/进口水温度℃95/70115/70139/70150/90180/110允许工作压力MP(表压)0.40.71.00.71.01.01.251.251.62.50.1Δ0.2Δ0.35ΔΔ0.7ΔΔΔ1.4ΔΔΔ2.8ΔΔΔΔΔΔΔΔ4.2ΔΔΔΔΔΔΔ7.0ΔΔΔΔΔΔΔ10.5ΔΔΔ14.0ΔΔΔΔ29.0ΔΔΔΔ46.0ΔΔ58.0ΔΔ116.0ΔΔ热水锅炉参数系列表5-2三、受热面蒸发率、受热面发热率

受热面是指汽锅和附加受热面等与烟气接触的金属表面积，即烟气与水(或蒸汽)进行热交换的表面积。受热面的大小，工程上一般以烟气放热的一侧来计算，用符号H表示，单位为m2。

每m2受热面每小时所产生的蒸汽量，就叫做锅炉受热面的蒸发率，用D/H(kg/m2.h)表示。四、锅炉的热效率

锅炉的热效率是指每小时送进锅炉的燃料(全部完全燃烧时)所能发出的热量中有百分之几被用来产生蒸汽或加热水，以符号ηgl表示。它是一个能真实说明锅炉运行的热经济性的指标。目前生产的供热锅炉，其效率ηgl≈60～80%。1）连续运行小时数

指锅炉两次被迫停炉进行检修之间的运行小时数。2）事故率指在统计期间，锅炉总事故停炉小时数，与总运行小时数和总事故停炉小时数之和的百分比。安全性指标3）可用率

指在统计期间，锅炉总运行小时数及总备用小时数之和，与该统计期间总小时数的百分比。安全性指标

五、锅炉型号的表示方法我国供热(工业)锅炉型号由三部分组成，各部分之间用横线相连，

××——××/×××——×如表5-3所示：第一部分第二部分第三部分ΔΔΔ××××/××××本体型式燃烧设备额定蒸发量或热功率额定蒸汽压力或工作压力过热蒸汽温度或出/进水温度燃料种类锅炉型号表示表5-3

型号的第一部分表示锅炉型式，燃烧方式和蒸发量。共分三段：第一段用两个汉语拼音字母代表锅炉本体型式，其意义见表5-4；第二段用一个汉语拼音字母代表燃烧方式(废热锅炉无燃烧方式代号)，其意义见表5-5；第三段用阿拉伯数字表示蒸发量为若干t／h(热水锅炉则用热功率MW表示，废热锅炉则以受热面m2表示)。火管锅炉水管锅炉锅炉本体型式代号锅炉本体型式代号立式水管LS(立、水)单锅筒立式单锅筒纵置式DL(单、立)DZ(单、纵)立式火管LH(立、火)单锅筒横置式双锅筒纵置式DH(单、横)SZ(双、纵)卧式内燃WN(卧、内)双锅筒横置式纵横锅筒式强制循环式SH(双、横)ZH(纵、横)QX(强、循)

锅炉本体型式代号表5-4燃烧方式代号燃烧方式代号室燃炉固定炉排固定双层炉排活动手摇炉排链条炉排抛煤机倒转炉排加抛煤机S(室)G(固)C(层)H(活)L(链)P(抛)D(倒)振动炉排下饲式炉排往复推饲炉排沸腾炉半沸腾炉旋风炉Z(振)A(下)W(往)F(沸)B(半)X(旋)燃烧方式代号表5-5

型号的第二部分表示蒸汽(或热水)参数，共分两段，中间以斜线分开。第一段用阿拉伯数字表示额定蒸汽压力或允许工作压力；第二段用阿拉伯数字表示过热蒸汽(或热水)温度为若干度。生产饱和蒸汽的锅炉，无第二段和斜线。

型号的第三部分表示燃料种类。以汉语拼音字母代表燃料类别，同时以罗马字代表燃料品种分类与其并列，见表5-6，如同时使用几种燃料，则设计主要燃料代号放在前面。/p-73717447.html

燃料品种代号燃料品种代号天然气QT柴油Yc焦炉煤气Qs重油Yz液化石油气Qy油母页岩Ym劣质煤Ⅰ类劣质煤LⅠ褐煤HⅡ类劣质煤LⅡ贫煤P无烟煤Ⅰ类无烟煤WⅠ型煤XⅡ类无烟煤WⅡ木柴MⅢ类无烟煤WⅢ稻糠D烟煤Ⅰ类烟煤AⅠ甘蔗渣GⅡ类烟煤AⅡ其它燃料T燃料品种代号表5-6

第六章燃料与燃烧计算

燃料是锅炉的“粮食”，是用以生产蒸汽或热水的能量来源。目前，用于锅炉的燃料主要是矿物燃料，如气体燃料天然气、液体燃料石油制品和固体燃料煤等。根据我国现行的燃料政策，建筑用供热锅炉燃料在有条件的地区尽量以气体燃料和液体燃料为主，以减少环境污染。

不同的燃料因其性质各异，需采用不同的燃烧方式和燃烧设备。燃料的种类和特性与锅炉造型、运行操作以及锅炉工作的安全性和经济性有着密切的关系。因此，了解锅炉燃料的分类、组成、特性以及分析这些特性在燃烧过程中所起的作用是有重要意义的。

燃烧计算包括燃料燃烧所需提供的空气量、燃烧生成的烟气量和空气及烟气的焓的计算，是锅炉热力计算的一部分。燃烧计算的结果，为锅炉的热平衡计算、传热计算和通风设备选择计算提供可靠的依据。第二节燃料种类及特性

燃料按其物态可分气体、液体和固体燃料三大类。如按获得的方法分，则有天然和人工燃料(经过一定加工处理)两类。燃料的类别和性质直接关系到燃烧方式和燃烧设备的选择以及锅炉本体的设计。一、气体燃料

常用的城市燃气主要有天然气和人工燃气，以天然气较为普遍。天然气是指直接从自然界得到的气体燃料，即基本上只经开采和收集的燃气。天然气主要有3种：

(1)油田伴生气伴生气是石油开采过程中自原油中析出的气体，在分离器中由于压力降低而进一步析出。它的主要成分是甲烷(体积百分数为80%左右)，另外还含有一些其它烃类。伴生气的发热量约为45000kJ/Nm3。标态下密度约为0.6~0.8kg/Nm3，但燃烧速度与气井气差不多。

(2)气井气气井气是埋藏在地下深处(2000~3000m或更深)的气态燃料。在地层压力作用下燃气具有很高的压力，往往达到1.0~10.0MPa。它的主要成分是甲烷，体积百分数约为95%左右，还含有少量的二氧化碳、硫化氢、氮、和氩、氖等气体。

(3)矿井气矿井气是从煤矿矿井中抽出的燃气。在新开凿的矿井中充满着俗称“矿井瓦斯”的气体。这种气体含有大量甲烷，除了有爆炸危险外，还对人体有窒息性。因此，在人进入矿井坑道采煤前须用空气将它充分置换出来，所以它也是一种气体燃料资源。矿井气中甲烷含量约占一半，其它主要成分是空气和氮。它的发热量较低，标态下一般不超过21000kJ/Nm3。

在城市燃气的可燃成分中，最具有剧毒而含量较多者为一氧化碳。故把含有一氧化碳的燃气视为“有毒燃气”，而规定了对有毒而无臭味的燃气应加臭，使有毒燃气在达到允许有害含量之前，应能察觉。对于无毒燃气在相当于爆炸下限（容积百分数）20%的含量时，应能察觉。3.轻柴油柴油分轻柴油和重柴油2种。轻柴油由石油的各种直馏柴油馏分、催化柴油馏分和混有热裂化柴油馏分等制成。其产品按质量分为优等品、一级品和合格品3个等级，每个等级按凝点分为10、0、―10、―20、―35和―50等6个牌号。目前，小型