锅炉基础知识培训讲义

锅炉基础知识培训讲义1第一章锅炉基本知识第一节概论一、锅炉定义构成和分类锅炉是将燃料内储藏的能量，经过焚烧开释，把工质加热到规定温度和压力供生产和生活使用的一种热能设施。锅炉是由“锅”和“炉”以及为保证“锅”和“炉”安全运转所必需的附件、控制仪表、隶属设施三大多半构成。锅──指锅炉中盛水和蒸汽的密封受压部分，其作用是工质汲取“炉”开释出的热量，从而使工质达到必定参数。主要包含：汽包、水冷壁、对流管、集箱（联箱）、过热器和省煤器等。炉──指锅炉中将燃料进行焚烧产生热源的部分，其作用是将燃料焚烧时放出的热量供“锅”汲取。主要包含：焚烧设施、炉墙、炉拱、隔烟箱、烟囱和钢架等。燃料在“炉”内经过焚烧所产生的高温烟气，经过炉膛和各烟道向锅炉受热面放热，最后从锅炉尾部烟囱排出。锅炉附件仪表——指安装在锅炉受压零件上用来控制锅炉安全和经济运转的一些附件与仪表装置。主要包含：安全阀、压力表、水位表、高低水位警报器、排污装置、给水系统、锅炉的汽水管道、常用阀门和有关仪表等。别的，最近几年出处于对锅炉的机械化和自动化要求不断提升，工业锅炉上配置机械操作和自动控制的附件及仪表也愈来愈多，如给水自动调理装置、焚烧自动调理装置、自动点火熄火保护装置以及鼓、引风机联锁装置等。锅炉隶属设施──指燃料的供应与制备系统。主要包含：上煤、磨粉、燃煤、燃油、燃气装置以及鼓、引风机、出渣、清灰、空气预热、除尘等装置。锅内工质为水，从低温水变为高温水的称之为热水锅炉。锅内工质为水，加热转变为蒸汽的称之为蒸汽锅炉。锅内工质为导热油的，加热有机热载体的称之为有机热载体锅炉。有机热载体锅炉分为液相炉和汽相炉。锅炉按其用途可分为电站锅炉、工业锅炉、船舶锅炉和机车锅炉等四类。锅炉按燃料分类可分为煤炉、油炉、气炉和电加热锅炉。二、锅炉的工作过程锅炉的工作包含三个连续进行的过程，即：燃料的焚烧放热过程、热量向锅水的传热过程和水被加热和汽化的热力过程。1．燃料的焚烧放热过程指燃料在炉膛内，在必定的温度下，与空气中的氧气发生化学反响（焚烧）放出热量的过程。焚烧过程能否完美，是锅炉工作正常的根本条件之一。要保证燃料进行优秀的焚烧，一定要在必定的高温环境下，有适当的空气与燃料作优秀的混淆，并且燃料在炉膛中逗留足够长的时间。为了使焚烧能稳固、连续地进行下去，还应连续不断地向炉膛供应燃料和空气，同时排出烟气及灰渣，目的是为了产生高温的烟热。锅炉基础知识培训讲义22．热量向锅水的传热过程指燃料焚烧放出的热量，经过炉膛内部署的水冷壁受热面、烟道内部署的对流受热面，将热量传达给锅水的过程。传热过程在炉膛内主要以辐射的方式进行；在烟道内因为烟温渐渐降低，烟气向受热面的放热主要以对流的方式进行；而受热面金属内部，主要以传导的方式将热量由高温（烟气侧）传至低温（水侧），由锅水不断地流动循环将热量汲取，目的是为了提升受热面内部工质的热焓。传热过程可否优秀地进行，直接关系到锅炉运转的安全性和经济性。当受热面水侧沉结水垢时，会以致受热面金属壁温高升，甚至会过热破坏且浪费燃料；当受热面烟气侧积蓄灰垢，将以致热阻增添，使传热发生困难，从而以致锅炉热效率降落而浪费燃料。3．水被加热或汽化的过程关于热水锅炉是指锅水从受热面上不断吸收热量，使水温高升至规定的温度范围，并从锅炉出口输出的过程。关于蒸汽锅炉是指锅水从受热面上不断汲取热量后变为饱和水从而转变为汽水混淆物，并在锅内使汽水获取分别，以干净的蒸汽从锅炉出口输出的过程，目的是为了产生规定参数的蒸汽。第二节锅炉的工作参数锅炉的主要参数，包含锅炉产生热能的数目和质量两个方面的指标。如蒸汽锅炉的主要参数是生产蒸汽的数目和蒸汽的压力、温度，热水锅炉的主要参数是热水的流量和热水的压力、温度。一、锅炉卖力蒸汽锅炉的卖力是指每小时所产生的蒸汽数目，也称为锅炉的蒸发量，用以表示其产汽的能力。蒸发量又称为容量，用符号D来表示，常用的单位是“t/h。”新锅炉出厂时，铭牌上标示的蒸发量，指的是这台锅炉的额定蒸发量。所谓额定蒸发量，是指锅炉燃用设计的燃料品种，并在设计参数下运转，即在规定的压力、温度和必定的热效率下，长久连续运转时每小时所产生的蒸发量。热水锅炉的卖力是指锅炉在保证安全的前提下长久连续运转，每小时输出热水的有效供热量，称为锅炉的额定供热量。热水锅炉的额定供热量用热功率表示，符号用Q表示。单位是兆瓦（Mw）。热水锅炉产生0.7兆瓦（60x104千卡/时）的热量，大概相当于蒸汽锅炉产生1吨／时蒸汽的热量。二、锅炉压力压力是指垂直作用在单位面积上的力，用符号p表示，单位是“MPa。”锅炉的压力是依据所用金属资料在必定温度条件下的强度，受压元件的几何形状以及受压特色等条件，依据国家宣布的有关强度计算标准，对各个受压元件分别进行壁厚计算，而后从中选出一个所能承受的压力最低值，作为这台锅炉的最高同意使用压力。锅炉基础知识培训讲义3蒸汽锅炉内为何会有压力呢?这是因为锅炉内的水汲取热量后，由液体状态变为气体状态，体积膨胀。因为锅筒是密闭容器，蒸汽不可以自由膨胀，而被迫压缩在锅筒内，所以对筒壁就产生压力。热水锅炉压力主要由热水自己的压力造成的。热水锅炉的水是由给水泵送入锅炉的。给水泵的出口压力减去管道阻力就是锅炉的给水压力。大气压力是指空气作用在地球表面上的质量力。因为1m3空气在0℃时的质量为1.29kg，所以地球上部的大气层对地球表面有必定的压力，这个压力叫大气压力。0℃时北纬22.5°的海平面上（即海拔零米处）大气压力是0.1013MPa，工程上常用工程大气压，它是每kg质量的物质作用在1cm2面积上的力，数值是0.0981MPa（工程上常把二者简化为同一数值，约为0.1MPa）。此外，跟着使用的场合不一样，胸怀压力的单位还有水银柱高度（mmHg）、水柱高度（mH2O）等，其换算关系以下：0.0981MPa=0.9678物理大气压=735.6mmHg=10mH2O=1kgfcm2表压力是指以大气压力作为丈量起点，即压力表指示的压力。表压力不是实质压力，因为当压力表指针为零时，实质上巳遇到四周一个大气压力的作使劲，所以压力表指的数值，是指超出大气压力的部分。绝对压力是指以压力为零作为丈量起点的，即实质压力。其数值就是表压力加0.1013MPa（大气压力）。表压力与绝对压力的关系：p绝=p表+（0.1013MPa）p表=p绝-（0.1013MPa）负压是指低于大气压力（俗称真空）。往常负压焚烧的锅炉正常焚烧时，翻开炉门会感觉到四周空气吸向炉膛，这是炉膛内负压的缘由。一般炉膛出口保持负压2~3mm水柱。三、温度温度是指物体冷热的程度（往常用符号t表示）。丈量温度常用的单位是摄氏度，用℃表示。在锅炉设计计算中，常用绝对温度单位，用K表示。绝对温度的零度为零下273摄氏度（℃）。假如以T表示绝对温度的值，以t表示摄氏温度的值，其变换公式为：T=t+273K温度往常用摄氏温度（用符号℃表示）和华氏温度（用符号°F表示）。当前我国常用的是摄氏温度。（—）摄氏温度：以水在一个大气压下开始沸腾时的温度（即沸点）为100℃，水开始结冰时的温度（即冰点）为0℃，中间分红100格，每格为1摄氏度。（二）华氏温度：以水的沸点为212°F，冰点为32°F，中间分红180格，每格为1华氏度。两种温度的换算关系以下：t℃=(5／9)（°F—32）蒸汽锅炉的额定蒸汽温度是指锅炉输出蒸汽的最高工作温度。一般锅炉铭牌上载明的蒸汽温度是以摄氏温度表示的。关于小型锅炉，使用的蒸汽绝大多半是从锅筒上部的主汽阀直接引出的，其锅炉基础知识培训讲义4蒸汽温度是指该锅炉工作压力下的饱和蒸汽温度。关于有过热器的锅炉，其蒸汽温度是指过热器后主汽阀出口处的过热蒸汽温度。热水锅炉的额定热水温度是指锅炉输出热水的最高工作温度。锅炉铭牌上载明的热水温度也是以摄氏温度表示的。第三节锅炉水循环一、自然循环的原理锅炉在运转中，只有在炉膛及高温烟道内的受热面所接受的热量不断被受热面内的工质汲取，保证受热面获取靠谱的冷却，才能达到安全和经济运转的目的。这就要求锅炉中的水或汽水混淆物，一定在闭合的回路中连续而有规律地流动，也就是连续不断地进行水循环。低、中压锅炉的水循环，一般都是因为锅炉内各部分汲取的热量不相等，而使工质产生了密度差形成的，这类循环称为自然循环，如图1-1所示。锅炉的锅筒2和下集箱6由左右两根管道连通，其中降落管5位于炉墙外不受热，因此管中是温度较低的水，因为密度大而向下贱动；上涨管1位于炉膛内，吸收热量，管中的水有一部分汽化成气泡，形成汽水混淆物，因为密度减小而向上流动，上涨管中的汽水混淆物进入锅筒后，蒸汽被分别出来，水连续流入降落管进行再循环。在一台锅炉内，水循环的回路起码是一条，也能够有几条。自然循环时，水经过一个循环周期是不行能所有变为蒸汽的，往常汽化的只好是此中的极少部分。进入循环回路的水量，称为“循环流量”，它与该回路所产生的蒸汽量的比值，称为“循环倍率”，即：循环流量循环倍率=───────────回路所产生的蒸汽量关于工作压力1.25MPa、蒸发量10t/h以下的小型锅炉，循环倍率约在150~200之间。水循环好的锅炉，各受压零件受热平均，热应力小，工质的升平和汽化能够加快，从而缩短点火至正常供汽的时间。图1-1单回路水循环表示图1—上涨管2—锅筒3—蒸汽出口管4—给水管5—降落管6—下集箱锅炉基础知识培训讲义5二、水循环故障改良锅炉水循环，是保证锅炉安全、经济运转的重点之一。当锅炉结构不合理或运转不妥时，简单出现以下水循环故障：1．汽水分层：当锅炉的水冷壁管水平设置时，管中流动的汽水混淆物因蒸汽比水轻，气泡就要上调集聚，使蒸汽和水在管子内分层流动。因为蒸汽的导热性能差，管子上部简单过热烧坏。所以，水冷壁管经过炉膛顶部（有的称为“天棚管”）时的倾斜角，一般不该小于15°。2．汽水阻滞：因为结构原由造成锅炉局部受热面管子供水不足，或许在同一个水循环回路的上涨管群中，假如各水管之间受热状况相差太大，就会使受热弱的管内水流迟缓，循环动力不足，甚至因为受其余管子对循环水的抢夺影响，使管内的汽水停止流动，造成过热爆管事故。所以，对锅炉的结构和运转，应保持供水充分并尽量使每排管子平衡吸热，保证水循环通畅。3．降落管带汽：为了保证锅炉的水循环稳固靠谱，降落管中是不允许有蒸汽的。不然，水要向下贱，汽要向上调，二者相互顶嘴，既增加了流动阻力，又减少了循环水量，可能造成缺水事故，将管子烧坏。所以，降落管口与锅筒最低水位间的高度不得小于降落管直径的4倍，最好将降落管接在上锅筒的底部，免得因为水进入降落管时产生的抽力，把蒸汽带进管内，或许因为水在降落管人口处的流速加快后压力降低，而自行汽化。三、强迫水循环有些锅炉中水在受热面管子里的流动，是靠出、进口之间的压力差强制流动的。这类锅炉称为强迫循环锅炉。常有的一些热水锅炉，靠循环水泵，将循环水沿固定的流通路线，在锅炉内流动受热升温，就是强迫循环锅炉。这类锅炉往常采纳“下进上出”水的流向。有些也有上下交替的流程，但都要求在各受热面内有必定流动速度，以防备出现汽化、积垢和腐化。蒸汽锅炉中的省煤器也属于强迫循环。锅炉基础知识培训讲义6第二章工业锅炉的结构第一节锅炉结构的基本要求锅炉结构的总要求是要用最少的金属耗量，耗费最少的燃料达到规定参数（压力、温度）的蒸发量，并在运转中切合安全靠谱的要求。要保证锅炉安全经济运转就要对受压零件进行强度校核、对燃料焚烧工况推行控制，并要保证安全附件敏捷正确和自动装置的靠谱性。可是，先要除去先本性缺点，也就是要保证结构合理和保证制造质量。在结构方面，详细地说，应切合以下要求：1．要保证受压零件有足够的强度和稳固性。锅炉受压零件的强度是指该零件在介质压力（包含附带载荷等）作用下在预约使用寿命内不无效的能力。资料的机械性能包含：抗拉强度、折服强度、蠕变强度、长久强度、延长率、断面缩短率、冲击韧性等。此中强度部分就是确定强度的基础。确立强度的目的是要保证安全。强度不够会以致受压零件破裂甚至爆炸，但也要从节俭钢材考虑，做到二者兼备。别的，还要考虑其稳固性。所以，强度计算标准中规定受压元件的最小壁厚。2．要保证锅炉结构各部分在运转时能进行自由膨胀。锅炉受压零件是由钢板构成，内部储存水。钢板系固体，受热后呈线膨胀；水为液体，受热后呈体膨胀。假如锅炉受压零件两头固定，受热后膨胀受阻产生热应力，使零件发生曲折变形，甚至破坏，特别是在锅炉起动升温过程中简单发惹祸故。为此除操作时要限制升温或冷却速度外，在锅筒（锅壳）、集箱、水冷壁、钢架、炉墙等设计时要充分考虑热膨胀。3．要有优秀的水循环来保证受热面获取靠谱的冷却。锅炉水循环是指锅炉中的水在循环回路中流动。目的是保持受热面获取充分冷却。假如水循环不好，会惹起元件超温使强度减弱而以致破坏。在低、中压锅炉中，一般以自然循环为主，自然循环的锅炉是以水汽比重差(压力差)促进水流动而循环的。锅炉水循环对锅壳锅炉来说，一般是安全的，关于水管锅炉应当惹起足够的重视。4．要依据锅炉参数（压力、温度）和燃料的适应性来采纳锅炉结构。依据锅炉结构和合用的燃料合理部署焚烧设施和受热面积，以保证焚烧工况稳固，适应负荷变化。5．要合理配置鼓风机、引风机，使燃料微风量跟着焚烧工况的变化保持相应的比率。6．受压零件开孔和焊缝的部署应尽量防止或减少应力集中。如：胀接收孔不要开在焊缝上，焊接收孔尽量防止开在焊缝上，必需时只同意开个别孔。7．锅炉钢架在承受载荷时，应有足够的强度、刚度和抗腐化性。8．锅炉结构要便于安装，便于操作、检修和冲洗内部。平台扶梯和门孔（人孔、手孔、冲洗孔、检查孔、防爆门等）的部署要便于人员经过和保证安全。9．要考虑安全附件和自控装置的靠谱性。安全附件和自控装置是锅炉中不行缺乏的构成部分。其作用是指示运转参数，帮助人们防备在运转中发生异样状况或发生异样状况时实时提出警示，及锅炉基础知识培训讲义7时调整焚烧工况，使工作参数恢复到正常状态，以防备事故的发生。但也一定指出：不可以完整依靠安全附件和自动控制装置，要有人看管。10．要保持炉墙结构有优秀的耐热性和密封性，减少漏风，减少热损失，保持焚烧稳固。别的，还有环保等方面的要求。如：消烟除尘；关于水管锅炉水质要求严格；关于空气预热器在燃油锅炉设计方面要考虑防备二次焚烧等。第二节锅炉结构中的主要受压零件构成锅炉本体的主要受压零件指承受内部或外面介质压力作用的零件、零件。一般有：锅筒、集箱、防焦箱、对流管制、水冷壁、防渣管以及烟管和炉胆。1．锅筒（也称“汽包”）和锅壳锅筒是水管锅炉用以进行蒸汽净化、构成水循环回路和蓄水的筒形压力容器，由筒体和封头构成。主要作用是聚集、储存、净化蒸汽和增补给水。工业锅炉的锅筒一般是由12～40毫米厚的锅炉钢板或低合金钢板20g或16Mng）制成的圆筒形容器。在一台锅炉上，往常有一个或两个锅筒。因为其地点和作用的不一样，一般又将上锅筒称为“汽包”或“汽鼓”；下锅筒称为“水鼓”或“泥鼓”。上锅筒的内部一般装有平均分派给水用的配水槽、改良蒸汽质量用的汽水分别器和连续排污装置。上锅筒的外面装有主汽阀、副汽阀、安全阀、排空阀、压力表和水位表连结收。为了安装和检修方便，在锅筒的一端或顶部还开有人孔。下锅筒的一端封头上也要开人孔，底部还装有按期排污装置。上下锅筒之间用很多上涨管和降落管连结，整个零件呈弹性结构。2．集箱（又称联箱）用以聚集或分派多根管子中工质（水、汽水混合物、蒸汽）的筒形压力容器，由筒体、端盖构成。其作用是聚集、分派锅水，保证对受热面靠谱供水。3．防焦箱装设在炉排双侧炉墙内壁的水冷集箱，它除有集箱的功能外，还有防备炉墙粘附熔渣，起到保护炉墙和炉排的作用。4．对流管制在对流烟道内部署的对流蒸发受热面的管群，起汲取热量的作用。对流管制又称为“对流排管”，置于上下锅筒之间，一般用直径38~51毫米的锅炉钢管构成。它的作用是汲取高温烟气的热量，是中、小型水管锅炉的主要受热面。为了充分地汲取热量，往常在对流管制中间，用隔墙构成几个烟道，指引烟气来回冲洗管制。往常被烟气先冲洗的管制，因为传热许多，管内汽水混淆物重度小，成为上升管。被烟气后冲洗的管制，因为传热较少，管内汽水混淆物重度大，成为降落管。烟气冲洗管制一般犹如图2-1所示的几种形式。当横向冲洗时，烟气流动方向与管制垂直，传热成效优于纵向冲洗形式，同属横向冲洗时，管子错排(叉排)的传热成效优于顺排形式。锅炉基础知识培训讲义8横向冲洗纵向冲洗错排(叉排)顺排(a)(b)(c)(d)图2-1烟气冲洗管制形式85．水冷壁沿炉膛内壁部署的管子汲取辐射热的受热面，起汲取炉膛高温热、降低炉膛温度、保护炉墙、防备焚烧层结焦的作用。一般水冷壁的上部与上锅筒直接连结，或许先经过上集箱再与上锅筒连结。相同，水冷壁的下部也与下锅筒或下集箱连结，上锅筒内的锅水，经过对流管流入下锅筒及下集箱，而后经过水冷壁被汲取热量，渐渐形成汽水混淆物，再回到上锅筒，构成了一个闭合的自然循环系统。在水冷壁下集箱的底部，设有排污管，用来按期清除堆积在集箱底部的泥渣和水垢。集箱一端的封头上开设手孔，便于内部清理。6．防渣管水管锅炉部署在炉膛出口拥有较大管节距的对流蒸发受热面，起防备炉膛出口温度过高而惹起结渣的作用。7．烟管（又称火管）烟气在管内流动冲洗的蒸发受热面，起汲取热量的作用。8．炉胆承受外压的筒形炉膛，作为内燃式锅壳锅炉的焚烧空间和辐射受热面起焚烧和汲取热量的作用。9．降落管降落管的作用是把锅水送到下集箱，使受热面管子有足够的循环水量，保证运转，降落管应绝热。第三节锅炉的发展过程蒸汽锅炉被人们开始使用到现在，已有二百多年的历史。在结构上从最简单的圆球型锅炉开始，跟着社会生产力的不断发展，经过多次的改造、改革、演变为此刻使用中的各样型式。现除电站锅炉外，将工业锅炉的一般分类简介以下：从工业锅炉分类图中可知，工业锅炉的结构演变大概沿着两个方向发展，基本形成了锅壳锅炉与水管锅炉两大类。锅炉基础知识培训讲义9锅壳锅炉——指蒸发受热面部署在锅壳内的锅炉。一般包含立式锅壳锅炉、卧式锅壳锅炉和固定式机车锅炉。水管锅炉——指烟气在受热面管子外面流动，水或汽水混淆物在管子内部流动的锅炉。一般包含横锅筒锅炉和纵锅筒锅炉。年来，也发展了一些水火管组合式锅炉。如快装锅炉、组装锅炉等。快装锅炉指依据运输条件所同意的范围，在锅炉制造厂达成总装整台发运出厂的锅炉。组装锅炉指在锅炉制造厂内将整台锅炉分红二个或几个装置齐备的大件，运到安装工地后能够将它们方便地组合而成的锅炉。第四节锅炉的结构一、火管锅炉结构在火管锅炉中，烟气在火筒（俗称炉胆）和烟管中流动，以辐射和对流方式将热量传达给工质，使之受热形成蒸汽。容纳水和蒸汽并兼作锅炉外壳的筒形受压容器称为锅壳。锅炉受热面──火筒和烟管即部署在锅壳之中。焚烧装置部署在火筒之中，并以火筒为炉膛的焚烧方式称为内燃；反之，焚烧装置部署在锅壳以外者则称为外燃。火管锅炉依据其部署方式可分为卧式和立式两种。前者的锅壳纵向中心线平行于地面，后者的锅壳纵向中心线则垂直于地面。卧式火管锅炉又可分为单火筒（炉胆）锅炉（也称康尼许锅炉）、双火筒（炉胆）锅炉（亦称兰开夏锅炉）、烟管锅炉（外燃锅炉）和烟火锅炉（内燃锅炉）。立式火管锅炉可分为立式横烟管锅炉和立式竖烟管锅炉两种。过去曾宽泛使用的考克兰锅炉就属于前者。由锅炉基础知识培训讲义10于这类纯火管立式锅炉结构复杂、受热面部署受限制、热效率过低，故我国已不再制造。一种撤消此种锅炉中的烟管、增设水管而形成的立式水火管组合锅炉在中国获取了宽泛的采纳，并获取很大的发展。此刻这类立式水火管组合锅炉已有多种型式。包含立式大横水管锅炉、立式小横水管锅炉、立式直水管锅炉和立式弯水管锅炉。二、水管锅炉结构水管锅炉的明显特色是汽水在管内流动，烟气在管外冲洗流动。与火管锅炉对比，它在结构上没有大直径的锅壳，并以富裕弹性的弯水管取代刚性较大的直烟管，这不单可节俭金属，并且更加增大容量和提升蒸汽参数创建了条件。采纳外燃方式可不受锅壳的限制，焚烧的规模和燃料的适应范围能够扩大。从传热学的看法来看，能够采纳高效的传热方式，适合增大辐射受热面，组织烟气对水管受热面的横向冲洗，必需时还可将管子交织摆列。同时，水管受热面部署简易、清垢除灰简单，能够在最适合的烟温区间部署蒸汽过热器，以及在尾部部署省煤器及空气预热器。自然这类锅炉对水质要求高，但这对大容量、高参数锅炉和现代水办理技术来说，不是什么麻烦。总之，关于大容量、高参数锅炉来说，水管锅炉拥有极大的优胜性、并且常常是独一的选择，而关于小容量低压锅炉来说，水火管锅炉以致火管锅炉则保持很大的优势。水管锅炉按管子的部署方向能够分为横水管锅炉和竖水管锅炉，依据管子的形状又可分为直水管锅炉和弯水管锅炉。横水管锅炉中水管呈水平或微倾斜部署对水循环很不利，而直水管锅炉中水管挺直，刚性大而缺乏弹性，对缓解热效应力和制造应力不利。但直水管用于横水管锅炉中时，各直水管用整集箱或波形分集箱相连，集箱上各相连管端的对壁的相当地点上开有手孔，可用以冲洗管内水垢。可是，因为整集箱尺寸大，形状不利于承压，因此承压能力差，波形分集箱和手孔的制造比较麻烦、维修工作量大、金属耗量也大，故现已为拥有少许锅筒的竖弯水管所取代。竖弯水管锅炉依据锅筒的数目可分为单锅筒和双锅筒；依据锅筒的部署方向可分为纵置式和横置式两种。三、UG-35／3.82-M型锅炉UG—35／3.82-M型锅炉是由无锡锅炉厂设计制造的（见图2-2），设计参数为p=3.82MPa（39千克力／厘米2），D=35吨/时，t=450℃，配3000千瓦汽轮发电机组的链条炉，固态排渣。该锅炉采纳Π形部署，单锅筒，自然循环，装有加煤斗及顺转的鳞片式不漏煤炉排的焚烧设施。炉膛内四周充满水冷壁管，炉膛出口处部署有拉稀的凝渣管。水平烟道内垂直部署对流式过热器，按蒸汽流通方向分为高温段和低温段二级。采纳螺旋管式面式减温器来调理蒸汽温度，减温器位于高平和低温段过热器中间。锅炉尾部竖井中单级部署有钢管式省煤器和管式空气预热器。锅炉的出渣设施采纳马丁式出渣机。锅筒资料为20g，其内径为φ1500毫米，壁厚为46毫米，筒身长度6.7米，所有采纳焊接收接头与水冷壁管、降落管联接。为了便于制造和检修，锅筒两头封头均有人孔门φ320×425毫米。锅炉基础知识培训讲义11图2-2UG-35/3.82-M型锅炉锅炉基础知识培训讲义12第五节协助受热面锅炉的协助受热面一般有蒸汽过热器、省煤器和空气预热器三种。一、过热器一般锅炉产生的蒸汽是饱和蒸汽，而饱和蒸汽在有些生产部门中尚不可以知足要求，需送入特意的设施中进行加热，提升温度，以获取过热蒸汽，这类设施就叫过热器。（一）过热器的结构过热器是由直径较小的无缝钢管和集箱构成，见图2-3。常用的管子外径有32、38毫米两种，壁厚一般为2.5~4毫米。管子曲折成蛇形或盘香形，因此又称为蛇形管或盘香管。管子两头分别与过热器进、出口集箱连结。（二）过热器分类l．按搁置形式分为立式和卧式。立式过热器易吹灰，吊装简单，但不易放存水，见图2-4。卧式过热器简单放存水，吊装复杂，但不易吹灰，见图2-5。图2-3蒸汽过热器图2-4立式过热器2．按烟气和蒸汽的相对流向可分为顺向式（烟气和蒸汽流向相同）、逆向式(烟气和蒸汽流向相反)和混向式（烟气和蒸汽流向部分相同、部分相反），见图2-6。（三）注意事项1．过热器出口集箱上应装有安全阀、图2-5卧式过热器锅炉基础知识培训讲义13压力表、温度计和排汽阀。2．过热器的出进口集箱上均应装有疏水阀。二、省煤器省煤器是装置在给水泵与锅筒之间，利用烟气余热来加热给水的一种设施。锅炉中加装了省煤器后能够提升锅炉效率和节俭燃料。（一）省煤器的分类1．按资料分：有铸铁式和钢管式。图2—6过热器烟气和蒸汽流向表示图132．按炉烟与给水的相对流向分：有顺向式和逆向式。3．按加热状况分：有沸腾式(即不行分式)和非沸腾式(即可分式)。4．按装置形式分：有立式和卧式。（二）非沸腾式省煤器非沸腾式省煤器（可分式），一般采纳鳍片式铸铁省煤器，见图2-7。这类省煤器体积小，管外带有肋片，以增添受热面积。肋管是次序摆列。装置为卧式，有的附有吹灰器。在非沸腾式省煤器内水温应低于沸腾温度，一般图2-7铸铁式省煤器省煤器出口水温常控制在低于锅水饱和温度40℃左右。所以非沸腾式省煤器在砌烟道时，应当设置旁烟道和严实的烟道闸门，以便在生火时和运转中水温达到限度时，使炉烟临时不经过省煤器而由旁烟道经过。老式的锅炉中，假如没有旁烟道时，应当另装支水管，使支水管接通到给水箱。这样，能够保障省煤器不被烧坏，见图2-8。1．放空气阀;2、9．.温度计;3、10．压力表；4、15．安全阀'；5、7、12、14．给水截止阀；6、11．给水逆止阀；8．回水管；13．旁路水管；16．给水泵；17．排污阀图2-8非沸腾式省煤器旁烟道装置锅炉基础知识培训讲义14（三）沸腾式省煤器这类省煤器由很多平行的蛇形管和进、出口集箱构成，见图2-9。它的结构比较简单，造价也低。给水由下部进入省煤器，在蛇形管内自下向上流动，烟气则由上向下贱动，这类省煤器不单将进入锅炉的水加热到饱和温度，并且还产生部分蒸汽，产生的蒸汽量为总给水量的10~15％，是锅炉不行切割的一部分。省煤器与锅炉之间不装设任何阀门，也不装旁烟道，而在省煤器进口集箱上装一根再循环水管与下锅筒相连。升火时，锅水由下锅筒经再循环管、省煤器进人上锅筒，形成水循环，以防备省煤器烧坏。（四）对省煤器的安全要求1．非沸腾式省煤器上应装有压力表、温度表和安全阀。2．进水应尽量平均。3．应常常除去积灰。三、空气预热器空气预热器是利用炉烟余热对进入炉膛的空气进行加热，以达到提升锅炉效率的一种设施。空气预热器装在省煤器以后。它一般分为板式、重生式和管式三种。现将管式空气预热器介绍一下：管式空气预热器由外径40～53毫米，厚为1.2~2毫米的钢管制成，空气在管外横向流动，烟气在管内垂直流动，见图2-10。其弊端是管子易拥塞，体积大。图2-10管式空气预热器图2-9省煤器循环管锅炉基础知识培训讲义15第三章焚烧与加热设施第一节焚烧方式焚烧设施是锅炉整体的重要构成部分，属“炉”的部分，其作用是将燃料焚烧开释的热量供“锅”汲取。焚烧设施是按锅炉焚烧方式进行分类的。燃料在焚烧设施中的焚烧方式，大概能够分为层状焚烧、悬浮焚烧、沸腾焚烧、气化焚烧四种。一、层状焚烧层状焚烧又称火床焚烧，仅合用于固体燃料，是小型锅炉的主要焚烧方式。由人工或机械将煤送到固定或活动炉排上形成煤层，空气从炉排下边送入，经炉排的空隙并穿过燃料层使燃料焚烧。层状焚烧设施型式许多，有手烧炉炉排、双层炉排、链条炉排、来去炉排和抛煤机炉等。层状焚烧能适应不一样煤种的焚烧特征，煤粒无需特别加工，在炉膛里都能较好地着火。但空气与煤层混淆不良，焚烧反响较慢，有时出现冒黑烟现象。二、悬浮焚烧悬浮焚烧又称火室焚烧，合用于固体、液体或气体燃料。是大中型锅炉的主要焚烧方式。煤被磨成细粉（煤粉）由空气携带经焚烧器喷入炉膛，在悬浮状态下焚烧。采纳悬浮焚烧方式的锅炉又称室燃炉，如煤粉炉、燃油炉、燃气炉。室燃炉不用炉排，燃料与空气接触面积大，着火快速，燃尽率高，焚烧效率和锅炉热效率高，简单实现自动控制。但设施多，系统复杂，对锅炉运转要求高。三、沸腾焚烧煤被破裂成小于2mm的煤粒后送入炉膛，空气从布风板上的风帽进入，使煤上下翻腾，呈近似液体沸腾状态焚烧。沸腾焚烧对煤种的适应性强，我国现多用于烧低质煤。其焚烧特色介于层状焚烧和悬浮焚烧之间。沸腾焚烧设施的蓄热量大，焚烧反响激烈，特别合用于一般层状和悬浮焚烧所不可以燃用的高灰份和低热值的低质煤，如石煤、煤矸石等。但耗电量大，埋管磨损严重，运转要求高。这类方式焚烧温度在900℃左右，可大大减少氮氧化物的生成，并可方便地采纳脱硫举措，有益于环境保护，故大有发展前程。四、气化焚烧气化焚烧是指投入炉膛的煤同时进行气化和直接焚烧，合用于蒸发量1t/h以下的锅炉。气化焚烧设施简单、管理方便，消烟除尘成效好，但不宜用于烧低挥发份的煤，并且出渣劳动强度大，对运转安全要求严格。以上四种焚烧方式中，在中小型锅炉上最常用的是层状焚烧，且焚烧设施以链条炉排为主。但跟着环境保护要求的日趋严格，沸腾床焚烧在中小型锅炉上的应用也将不断增加。锅炉基础知识培训讲义16第二节链条炉排链条炉排是工业锅炉中历史悠长、结构靠谱、运转稳固的一种机械化燃煤设施，获取了宽泛的应用。一、链条炉排的结构链条炉排的外形仿佛皮带输送机，其结构如图3-1所示。其运转过程是煤从煤斗内依靠自重落到炉排前端，随炉排自前向后迟缓挪动，经煤闸板进入炉膛。煤闸板的高度能够自由调理以控制煤层的厚度。空气从炉排下边分区送风室引入；与煤层运动方向订交。煤在炉膛内受到辐射加热，挨次达成预热、干燥、着火、焚烧，直到燃尽。灰渣则随炉排挪动到后部，经过挡渣板（俗称老鹰铁）落入后部水冷灰渣斗，由除渣机排出。链条炉排的结构形式一般可分链带式、横梁式和鳞片式三种。1．链带式炉排链带式炉排属于轻型炉排合用于蒸发量10t/h下的锅炉，其炉排片连结结构如图3-2所示。炉排片分为主动炉排片和从动炉排片两种，用圆钢拉杆串连在一同。形成一条宽幅的链带，环绕在前链轮和后滚筒上。主动炉排片担负传达整个炉排运动的拉力，所以其厚度比从动炉排片厚，由可锻铸铁制成。一台蒸发量4t/h的锅炉，由主动炉排片构成的主动链条共有三条(双侧和中间)直接与前轴（主动轴）上的三个链轮相啮合，从动炉排锅炉基础知识培训讲义17片因为不承受拉力，可由强度低的一般灰口铸铁制成。链带式炉排的长处是：比其余链条炉排金属耗量低，结构简单，制造、安装和运转都比较方便，弊端是炉排片用圆钢串连，一定保证加工和装置质量。不然简单折断，并且不便于检修和改换，长时间运转后，因为炉排片相互磨损严重，使炉排空隙增大，漏煤损失增加。2．横梁式炉排横梁式炉排合用于蒸发量20～40t／h甚至更大的锅炉。其结构与链带式炉排的主要差异在于采纳了很多刚性较大的横梁，如图3—3所示。炉排片装在横梁的相应槽内，横梁固定在传动链条上、传动链条一般是两条（当炉排很宽时，可装置多条），由装在前轴（主动轴）上的链轮带动。横梁式炉排的长处是结构刚性大，炉排片受热不受力，而横梁和链条受力不受热，比较安全耐用；炉排场积能够较大，阻力小而风量散布平均运转中漏煤漏风量少。弊端是：结构粗笨，金属耗量多，约是链带式炉排的2.7倍；制造和安装要求高；受热不均时，横梁易出现歪曲、跑偏等故障。3．鳞片式炉排鳞片式炉排合用于蒸发量10～60t/h的锅炉。其炉排场往常由4～12根相互平行的链条（近似自行车上的链条结构）构成。每根链条用铆栓将若干个由大环、小环、垫圈、衬管等组件构成的链条串在一同，如图3-4所示，炉排片经过夹板组装在链条上，前后交迭，相互紧贴，呈鱼鳞状，其工作过程如图3-5所示。当炉排片行至尾部向下转入空程此后，便依靠自重挨次翻转过来，倒挂在夹板上，能自动除去灰渣，并获取冷却。各相邻链条之间，用拉杆与套管相连，使链条之间的距离保持不变。鳞片式炉排的长处是：煤层与整个炉排场接触，而链条不直接受热，运转安全靠谱；炉排空隙甚小，漏煤极少；护排片较薄．冷却条件好，能图3—51一大环

鳞片式炉排的工作过程图3—4鳞排片式炉排的链条结构2一小环3一垫圈4一铆栓5一大孔(穿拉杆)6一小孔（装夹板）

7一套管

8一螺栓

9一螺帽

10一张口销锅炉基础知识培训讲义18够不断炉改换；因为链条为柔性结构，当主动轴上链轮的齿形略有参差时，能自行调整其松紧度，保持啮合优秀。弊端是：结构复杂、金属耗量多，该炉排比链带式炉排约高30％；当炉排较宽时，炉排片简单零落或卡住。在当前的引进技术中采纳层状焚烧的焚烧设施，基本上为以上几种形式的链条炉排。因为引进外国先进的炉排生产线，炉排片的锻造精度和整体装置水平都有很大提升，不只减少漏煤并且减少运转故障率。二、链条炉排的焚烧特色链条炉排的着火条件较差，煤的着火主要依靠炉膛火焰和拱的辐射热，因此上边的煤先着火，而后逐渐向下焚烧，这样的焚烧过程，在炉排上就出现了显然的地区分层，如图3-6所示。煤进入炉膛后，随炉排渐渐由前向后迟缓挪动。在炉排的前部，是新煤焚烧准备区，主要进行煤的预热和干燥。紧接着是挥发剖析出着火并开始进入焚烧区。在炉排的中部是焦炭焚烧区，该区温度很高，同时进行着氧化和复原反响过程，放出大批热量。在炉排的后部，是灰渣燃尽区，对灰渣中节余的焦炭连续焚烧。在焚烧准备区和燃尽区都不需要好多空气，而在焦炭焚烧区则一定保证有足够的空气，假如不采纳分段送风，会出现空气在炉膛前后两头节余，在中部不足的弊端。为了改良上述焚烧状况，往常采纳以下三种举措1．炉拱部署炉墙向炉膛内突出的部分称为炉拱。炉拱的主要作用是积蓄热量，调整焚烧中心，提升炉膛温度，加快新煤着火。其次是延长烟气流程，促进燃料充分焚烧。炉拱有前拱、中拱和后拱三种。此中常常使用的是前拱和后拱。中拱多用于锅炉改造中，当供应的煤质较差时，作为改良焚烧条件的增补举措。前拱：前拱位于炉排上方的前炉墙下部，一般由引燃拱（又称点火拱）和混淆拱（又称大拱）两部分构成。引燃拱的地点较低，凑近煤闸门，一般距炉排场约300~400mm，主要作用是汲取高温烟气中的热量，再反射到炉排前部加快新煤的着火焚烧。混淆拱的地点较高，主要作用是促进烟气和空气优秀混淆；延长烟气流程，使其充分焚烧。图3-7所示是常有的几种前拱结构形状。图3—6链条炉焚烧的地区分层锅炉基础知识培训讲义19图3-7（a）所示的前拱，由小斜型引燃拱和低而长的混淆拱构成，起掩盖作用。可减少炉排前部双侧的水冷壁管吸热，保持炉膛前部有较高的温度，以利于新煤烘干和着火。图3-7（b）所示的前拱，由倾斜型引燃拱和较高的水平混淆拱构成，能有效地将热量反射到新煤上，改良焚烧条件。图3-7（c）所示的前拱，由抛物线型引燃拱和较高的水平混淆拱组成，可将热量集中反射到新煤上，即起到“聚焦”的作用，使焚烧条件更好。但这类拱的曲线复杂，砌筑和悬挂困难，表面不行能光洁，不简单收到理想的反射成效，所以实质应用不多。中拱：中拱位于炉排的中上方，如图3-8所示。中拱的作用是将主焚烧区的高温烟气指引到炉膛前部，促进新煤快速着火。同时，能够积蓄热量，保证主焚烧区的煤充分焚烧。中拱往常呈前高后低倾斜部署，倾角为12°左右，倾角越大，从主燃区导入着火区的烟肚量越多，越有益于煤的引燃。但倾角过大时，则中拱前部出口端过高，使烟气流速降低，不利于传热。中拱后部出口端的高度应尽可能地低，中拱的长度以能掩盖主焚烧区为宜。后拱：后拱位于炉排上方的后炉墙下部，如图3-9所示。后拱的作用是将燃尽区的高温烟气和节余的空气指引到炉瞠中部和前部，以延长烟气流程，保证主焚烧区所需要的热量，以及促进新煤引燃，同时提升炉排后部温度，使灰渣中的固定炭燃尽。锅炉炉拱的部署是一个相当复杂的问题。炉拱的

图3—9

焚烧无烟煤的炉拱图3—8链条炉中宣部署表示图形状和尺寸与燃用的煤种亲密有关，一定有针对性地采纳，同时各拱之间还需相互当合，才能收到显然的成效。当前常用拱的形状大多是经过运转的实践经验来确立的，上海地域锅炉大多半采纳定型拱和弧型拱，有的也采纳“现场浇筑”法。2．分段送风为了适应链条炉排焚烧各区段需要不一样风量的特色在炉排下边隔成几个风室进行分段进风（一次风），如图3-10所示，每个风室之间应严实不漏，以防短路而失掉调理作用。为使整个炉排宽度的风量散布平均，宜采纳双侧进风。每个风室的风量，均用独自的挡风板分别调理。各挡风板的开度，需依据不一样煤种的特征，经过频频运转试验，找出使煤焚烧最正确的开启地点。当煤种变图3—10链条炉风门调整表示图锅炉基础知识培训讲义20化时，还需要从头调整，以达到最经济的运转成效。一台锅炉最多采用5～6个风室，送风分段越多，风量越简单切合焚烧需要，见图3-11，但分段过多，将使结构复杂，总的经济成效其实不理想。3．二次风在层燃炉中，从炉排下方送入炉膛的空气称为一次风，从炉排上方高速吹入炉膛的气流称为二次风。在室燃炉中，随燃料进入炉膛的空气称为一次风，为增强扰动、混淆和燃尽而喷人炉膛的气流称为二次风。二次风的作用：1）搅动烟气使烟气与空气很好混淆，减少气体未完整焚烧热损失。图3—11统仓送风和分段送风比较202）造成烟气旋涡延长烟气流程，使飞灰中可燃物质在炉膛内逗留较长时间，获取充分燃尽。3）依靠旋涡的分别作用，把未燃尽的炭粒甩回火床复燃，降低飞灰含炭量，减少固体未完整焚烧热损失，降低锅炉初始排尘浓度。4）当用空气做二次风时，还可增补一次风的不足，促进完整焚烧。合理的部署与使用二次风，一般可提升锅炉热效率5％左右。二次风多半使用空气，有时使用蒸汽、烟气，或许以上两种气体的混淆物；如用空气作二次风，最好是热风，以利于提升炉膛温度。风速一般为40～70m/s，但要采纳较狂风压约2000～4000Pa的风机。二次风量占总风量的百分比：对挥发分含量较少的无烟煤约为5％，对挥发分含量许多的烟煤约为7％～8％，对挥发分和水分含量都许多的褐煤约为10％。二次风量不宜过大，不然对焚烧不利，并且增添排烟热损失，降低锅炉热效率。如用蒸汽作二次风，即便锅炉在低负荷运转时也不会造成炉膛空气节余系数太高，但其弊端是要耗用蒸汽，影响锅炉净效率。如混淆使用蒸汽和空气作二次风，即利用高速蒸汽的引射作用，将空气带入炉膛，能够综合提升锅炉运转的经济性。二次风可独自由前墙或后墙一面引入，也可由前、后墙同时引入，主要依据炉膛出口方向与炉膛深度而定。当由前、后墙同时引入时，应将风嘴设在炉膛喉部，并且要将风嘴的方向错开部署，如图3-10所示。也有将二次风嘴部署在炉膛四角，负气流相切于一个“设想圆”，从而促进炉膛烟气形成旋涡，以利激烈混淆。二次风嘴设置高度，应在炉排场以上约1.5～2.0m处，水平或向下倾斜10°～25°角，风嘴多用灰口铸铁制成。在锅炉升火前，应先开启二次风，当锅炉停用时，应后封闭二次风，免得炉膛高温辐射热将风嘴烧坏。炉拱、分段送风、二次风等改良焚烧工况的举措，除用于链条炉外，还可用于其余层燃炉上，特别是二次风用于抛煤机链条炉上，关于飞灰的燃尽除去锅炉冒黑烟作用较大。锅炉基础知识培训讲义21第三节流化床焚烧固体粒子经与气体接触而转变为近似流体状态的过程，称为流化过程。流化过程用于燃料焚烧，即为沸腾焚烧，其炉子称为沸腾炉或流化床炉。因为能源紧缺和环境保护要求的日趋提升，流化床炉不单因拥有增强焚烧、传热成效好以及结构简单、钢耗量低等长处，特别是它的燃料适应性广，能燃用包含煤矸石、石煤、油叶岩等低质煤在内的所有固体燃料，以及能够实现炉内脱硫及降低氮氧化物（NOx），遇到人们的广泛重视并获取快速发展。除了早巳宽泛使用的鼓泡床炉外，又发展到更具优势的循环流化床锅炉，其焚烧效率可达99％以上。并且为大型化供应了技术保证。