锅炉设备教案

《锅炉设备及运行》

教案

（2015-2016第2学期）

教师授课教案

单元单元一电站锅炉基础知识

课题§1.1电站锅炉的构成及工作过程

课型新授课课时2

知识目标：1、了解电厂锅炉的主要作用

教学目标2、掌握锅炉的基本工作过程和组成

技能目标：培养同学们认识锅炉在发电厂工作过程中的作用

1、锅炉的基本工作过程

教学重点

2、锅炉的基本组成部分

一、锅炉的基本工作过程

教学难点

二、锅炉的基本组成部分

教学方法讲授、分析、比较

教学媒体黑板、粉笔

授课时间

锅炉是火力发电厂中的重要组成部分，在电厂工作中起着重要作用。因此，

教材分析了解锅炉在电厂中的作用、锅炉的组成及工作过程是非常重要的。使学生

对锅炉在发电厂工作中的作用有了初步认识。

教后记

布置作业1.电厂锅炉的组成及工作过程

作业情况

教学内容备注

引入课题：

电能是工农业生产的主要动力，是国民经济发展的基础，是社会文

明进步的标志。主要有火力发电厂、水力发电厂和核能发电厂。

讲授新课：

一、电厂锅炉的作用、组成及工作过程

（一）火力发电厂生产过程

1.火力发电厂生产过程

重点掌握锅炉

在电厂中的位

过热蒸汽

发电机

目

乏

铝

原水汽

炉炉膛

省煤器凝

j水枪型也系统汽

器>)

给不障水

水给水泵，

婚

&-©4Z_l_S-e—水

高压雌器除氧器低压加快事

宴

图1火电厂■生产过程示意图

2.火力发电厂能量转换过程

燃木斗锅炉汽轮机发电机

（化学能，/热能）t机械能）（电能）

明确锅炉各组

成部分的作用

（二）电厂锅炉的作用

及组成各过

利用燃料的化学能将给水加热成具有一定压力和温度的过热蒸汽。

（三）锅炉的组成

组成：锅炉本体、锅炉辅助设备、锅炉附件。

I、本体：“锅”和“炉二

锅：汽水系统,

任务：吸收燃料放出的热量，将水加热成过热蒸汽。

组成：省煤器、汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器、联

此处为难点，

箱等。

结合图示讲解

炉：燃烧系统,

任务：使燃料在炉内良好燃烧，放出热量。

组成：炉膛、烟道、燃烧器、空气预热器、炉强等。

2、辅助设备：通风设备、输煤设备、制粉设备、给水设备、除尘设

备、除灰设备、自动控制设备、水处理设备。

3、附件：安全门、水位计、热工仪表等。

（四）锅炉工作过程

2

1、汽水系统流程：

给水_____►省煤器____►水冷壁_____►过热器_►汽轮机高压缸

排气_____►锅炉再热器____►汽轮机中低压缸

2、燃烧系统流程：

煤粉、空气_____►燃烧器_____►炉膛_____>过热器_____►再热器

_____►省煤器____►空气预热器_____►除尘器_____►引风机

----->烟囱-----►大气

小结：本节主要介绍了锅炉在电厂中的位置及锅炉的组成和工作过程

,重点掌握锅炉的组成及工作过程。

单元单元一电站锅炉基础知识

课题§1.2§1.3电站锅炉的规范、型号、安全指标及分类

课型新授课课时2

知识目标：了解电厂锅炉的主要性质、型号安全指标及分类

教学目标

技能目标：培养同学们认识锅炉主要特性参数、能识别锅炉的型号

3

及常用类型。

1、锅炉主要特性参数

教学重点

2、锅炉型号的组成及锅炉的分类

1、锅炉主要特性参数

教学难点

2、锅炉型号的组成

教学方法讲授、分析、比较

教学媒体黑板、粉笔

授课时间

在热力发电厂中，利用锅炉生产一定参数的蒸汽，因而了解锅

教材分析炉的技术规范、型号及安全技术指标，对锅炉的安全经济运行时至

关重要的。

教后记

1.锅炉容量、蒸汽参数、给水温度定义

布置作业

2.识别锅炉型号

作业情况

教学内容备注

引入课题：

研究锅炉的组成及工作过程时，必须首先分析电厂锅炉的主要特性

参数。

讲授新课：

一、电厂锅炉的主要特性

4

（一）锅炉容量

1、定义：即锅炉的蒸发量，指锅炉每小时所产生的蒸发量。

2、分类：额定蒸发量和最大连续蒸发量在理解的基

额定蒸发量：在额定给水温度和额定蒸汽参数,使用设计燃料并保础上掌握

证设计热效率时锅炉每小时的最大连续蒸发量，又称额定容量。用符号

De表示，单位t/h。

（二）锅炉蒸汽参数

1、定义：指锅炉过热器出口处的蒸汽压力和蒸汽温度。

2、额定蒸汽温度：在规定的负荷范围、额定蒸汽压力和额定给水温

度下，锅炉长期连续运行所必须保证的过热器出口蒸汽温度，符号用t

表示，单位为。C。

3、额定蒸汽压力：在规定的给水压力和负荷范围内，锅炉长期连续

运行时所保证的过热器出口蒸汽压力（表），符号用p表示，单位MPa。

（三）给水温度

锅炉设计时规定的进水温度，一般指省煤器入口处的给水温度，符

号用辿表示，单位。C。

（四）.锅炉热效率

1、定义：锅炉有效利用热量Qi与输入热力Q「之比的百分比，常用符号

n表示

2、公式：Y=2x100%明确各种压

Q,力锅炉的压

（五）.锅炉净效率力范围

定义：扣除机组运行时的自用能耗后的锅炉效率

二、电厂锅炉的分类

1.按蒸汽压力分

低压锅炉（pW2.45MPa）；

中压锅炉（p=2.94〜4.92MPa）；

高压锅炉（p=7.84-10.8MPa）；

超高压锅炉（p=11.8〜14.7MPa）；

亚临界锅炉（p=16.7〜19.6MPa）；

5

超临界锅炉(p>22.lMPa)o

2.按燃烧方式分

分为：层燃炉、室燃炉、旋风炉、流化床锅炉°

流化床锅炉包括：鼓泡床锅炉(沸腾炉)和循环流化床锅炉。此处为重点，

3.按工质在蒸发受热面中的流动分类结合实例讲

分为：自然循环锅炉、强迫流动锅炉。解

在自然循环锅炉中，工质在蒸发受热面内的流动是依靠下降管和水

冷壁中的工质的重度差所形成的运动压头进行的。

强迫流动锅炉又分为多次强制循环锅炉、直流锅炉和复合循环锅炉。

三、电厂锅炉的型号

我国电厂锅炉型号一般采用3组或4组字码表示，

一般形式：锅炉制造厂家一一锅炉额定容量/过热蒸汽额定压力一一

过热蒸汽额定温度/再热蒸汽额定温度一一设计序号。

中、高压的型号用3组字码表示,如HG-410/9.8-1。

超高压及以上压力均采用中间再热，其型号用4组字码表示，如

DG-670/13.7-54()/54()-M8:表示东方锅炉厂制造，容量为670t/h,过热蒸

汽压力为13.7MPa,过热蒸汽温度为540y，再热蒸汽温度为54(TC,设

计燃料为煤，设计序号为8。

小结：重点掌握锅炉的特性参数，锅炉型号的组成及识读，了解电厂锅

炉的类型

单元单元二锅炉燃料

课题§2.1§2.2煤的成分及性质

课型新授课课时2

6

知识目标：1、煤的组成成分

教学目标2、煤的成分分析基准

技能目标：培养同学们认识电厂发电过程中燃料的重要作用

1、煤的组成成分

教学重点

2、煤的成分分析基准

1、煤的组成成分

教学难点

2、煤的成分分析基准

教学方法讲授、分析、比较

教学媒体黑板、粉笔

授课时间

电站锅炉使用的燃料主要以煤为主，其工作的安全性和经济性

教材分析与煤的性质密切相关。因此，了解煤的组成成分及性质对锅炉运行

的影响是十分重要的。

教后记

1.煤的元素分析成分组成及影响

布置作业

2.煤的工业分析成分组成及影响

作业情况

教学内容备注

引入课题：

电厂锅炉是耗用大量燃料的动力设备，其工作的安全性和经济性与燃料

性质密切相关。因此了解燃料性质及其多锅炉的影响是十分重要的。讲

授新课：

7

一、燃料介绍

目前所用的燃料分类：一、核燃料，主要用于核电站；

二、有机燃料，用于常规电厂锅炉。

由于发电厂锅炉耗用大量的燃料，且仅利用其热量，所以对燃料的

使用有一个原则：

一、尽量不用优质燃料，并通过技术经济比较尽量利用劣质燃料，

使燃料资源得以充分、合理利用。

二、尽量利用当地燃料，减轻运输负担。

二、煤的元素分析成分及性质重点掌握和分

1.定义：煤的元素分析，就是借助燃烧、利用化学分析的方法，来测析煤中各种成

定出煤中的碳、氢、氧、氮、硫5种组成元素占煤的质量百分含量，而分对煤粉燃烧

对5种元素以外的部分，划分为灰分和水分两种化合物。特性的影响

煤的元素组成是燃烧计算和锅炉设计及进行实验的依据，也是对燃

料分类、研究燃料性质的重要依据。

2.组成成分

（1）碳。煤中含量最多的可燃元素，也是煤的基本成分。含量约占

4（）%~85%。

（2）氢。煤中发热量最高的可燃元素。一般在3%~6%。

（3）氧。煤中不可燃元素，是煤中的杂质，不仅使可燃元素含量相

对减少，还会与可燃元素结合成稳定的化合物。

（4）氮。另一种不可燃元素。一般只有0.5%〜20%。

（5）硫。有害的可燃元素。一般为1.0%〜1.5%。

（6）水分。主要杂质之一。含量少的仅2%,多可达5%~1（）%。

（7）灰分。另一主要杂质。煤燃烧后，不可燃物质所形成的残留

物。一般在5%~10%范围内。

三、煤的工业分析

1.定义：煤的工业分析法就是通过对煤进行干燥、加热以及使煤燃烧

等手段，来测定煤中固定碳、挥发分、灰分和水分这4种成分的质量分此处为难点,

8

数。结合实际讲解

基本方法及步骤：（1）取样。（2）制样。（3）分析制定。

2.组成成分

（2）水分：分表面水分和固有水分

（3）挥发分：由可燃气体和不可燃气体组成

（4）固定碳和灰分：统称焦炭

四、煤的成分分析基准

常用的成分分析基准有以下4种：

（1）收到基：以收到状态的煤为基准计算煤中全部成分，包括全水

分

（2）空气干燥基：常温下自然干燥失去外部水分

（3）干燥基：以假想无水状态的煤为基准

（4）干燥无灰基：假想无水无灰

小结：本节介绍了煤的组成成分及分析基准，重点掌握煤中各组成成分

的性质及对锅炉工作的影响。

单元单元二锅炉燃料

课题§2.3§2.4煤的特性及分类液体和气体燃料

课型新授课课时2

9

知识目标：1、了解电厂锅炉用煤的特性及分类

教学目标2、了解液体和气体燃料的组成成分及性质

技能目标：培养同学们认识电厂发电过程中燃料的重要作用

1、电厂锅炉用煤的特性

教学重点

2、电厂锅炉用煤的分类

教学难点电厂锅炉用煤的特性

教学方法讲授、分析、比较

教学媒体黑板、粉笔

授课时间

电站锅炉使用的燃料主要以煤为主，其工作的安全性和经济性

教材分析与煤的性质密切相关。因此，了解煤的特性及种类对锅炉运行的影

响是十分重要的。

教后记

1.煤的发热量的定义及分类高低位发热量的区别

布置作业2.动力煤的分类及特性

作业情况

教学内容备注

引入课题：

煤的主要特性包括煤的发热是、灰的熔融性、煤的可磨性等。它们对锅

炉及其制粉系统的工作影响较大，分别介绍如下。

讲授新课：

一、煤的发热量

10

（一）定义

单位质量的煤在完全燃烧时所放出的热量称为煤的发热量。通常用

Q来表示，单位为kJ/kg。

（二）煤的发热量常用表示方法

1、高位发热量Qgr

包括煤完全燃烧所生成的水蒸气全部凝结成水时所放出的汽化潜

热。重点掌握煤的

2、低位发热量Qn”：主要特性参数

不包括煤完全燃烧所生成的水蒸气全部凝结成水时所放出的汽化的定义

潜热。

以收到基发热量为基准的两个重要概念。

（三）折算成分

折算成分是指煤对应与每4182kJ/kg收到基低位发热量的成分。当煤

的折算成分Aar.zs>4%,Sar,zs>0.2%时，分别称为高水分、高灰

分、高硫分煤。

（四）标准煤

以收到基低位发热量Qarm”为29270kJ/kg的燃料称为标准煤。

二、煤灰的熔融特性

（一）煤灰的熔融性及其3个特征温度

用3种不同的灰锥形态所对应的特性温度来表示灰的熔融性。

（1）变形温度DTo此处为难点，

（2）软化温度ST。结合图示讲解

（3）流动温度FT。

（二）影响煤灰熔融性的因素

1.煤的化学成分

2.煤灰周围高温介质的影响

3.煤中灰分含量

三、动力煤的分类

1.无烟煤

11

2.贫煤

3.烟煤重点讲解

4.褐煤

四、液体燃料

(一)燃油

重油和渣油

(三)物理特性

1.粘度：燃油的流动特性

2.凝固点：和石蜡含量成正比

3.闪点和燃点：燃点比闪点高2()〜3()<C。

4.密度：密度越大粘度越大闪点越高

五、气体燃料

1.天然气

2.高炉煤气

3.焦炉煤气

小结：本节主要内容为煤的主要特性参数及液体和气体燃料。重点理解

和掌握煤的主要特性参数的定义

单元单元三锅炉物质平衡和热平衡

课题§3.1§3.2燃料燃烧所需空气量

课型新授课课时2

知识目标：1.空气量和烟气量的计算方法；

2.烟气分析的方法；

教学目标3.运行时一氧化碳、过量空气系数的计算；

技能目标：使学生会计算燃烧所需空气量和生成的烟气量；会进行

烟气分析；会根据烟气分析的结果，确定过量空气系数、一氧化炭

含量、烟气量；

1.空气量和烟气量的计算方法；

教学重点2.烟气分析的方法；

3.运行时一氧化碳、过量空气系数的计算；

1.空气量和烟气量的计算方法；

教学难点

2.烟气分析的方法

教学方法讲授、分析、比较

教学媒体黑板、粉笔

授课时间

燃烧计算是进行锅炉设计改造及选择锅炉辅机的基础，也是正

确进行锅炉经济运行调整的基础。因此，能计算燃烧所需空气量和

教材分析

生成的烟气量；会进行烟气分析；会根据烟气分析的结果，确定

过量空气系数、一氧化炭含量、烟气量是非常重要的。

教后记

2.理论空气量、实际空气量、过量空气系数定义

布置作业

2.烟气成分的组成及烟气容积分析方法。

作业情况

13

教学内容备注

引入课题：

燃料的燃烧是指燃料中的可燃物质与空气中的氧发生强烈的化学反应，

并放出大量热量的过程，反应生产的物质称为燃烧产物。燃烧又有完全

燃烧与不完全燃烧之分。

讲授新课：

一、燃料燃烧所需空气量

1.理论空气需要量v°

1kg收到基燃料完全燃烧而乂没有剩余氧存在，此时所需的空气

量称为理论空气量。

V0=0.0889（Car+0.375Sar）+0.2657T"-0.0333Oar

重点掌握理论

2.实际空气需要量

实际供到炉内的空气量称为实际空气需要量，用丫卜表示。空气量、实际

二、过量空气系数空气量、过量

1、定义：实际空气需要量与理论空气需要量的比值称为过量空气系数，空气系数的定

用a表示义

2、公式：

V*

cc=——

V0

三、烟气的成分

1.不完全燃烧的时候烟气中的成分：二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、

氧气、氮气和水蒸气

2.完全燃烧的时候烟气中的成分：二氧化碳、二氧化硫、氧气、氮气和理解烟气的组

水蒸气成成分

四、根据化学反应计算烟气容积

1、理论烟气容积

1）、定义：如果燃烧时供给的是理论空气量（即a=l）,而且又达到完

全燃烧，这时烟气所具有的容积称为理论烟气容积。此处为难点，

2）、理论烟气容积的成分：二氧化碳CO2、二氧化硫SO2、氮气N2、水讲解时提炼要

蒸气HiO点。

2、实际烟气容积实际烟气容积比理论烟气容积多过量空气中的氧气、

氮气和水蒸气。

吟=V：+(a-1)V°+0.0161(a-1)V°

五、运行锅炉的烟气分析及计算

14

1.烟气成分的分析

CO2+SO2+N2+C0100%

2、烟气分析法结合图示

奥式烟气分析仪：吸收瓶、量管、平衡瓶、疏形瓶重点讲解

小结：本节主要掌握和燃烧有关的定义、公式

掌握烟气的组成及计算、测量方法

单元单元三锅炉物质平衡和热平衡

课题§3.3§3.4烟气的成分及其烟气量的计算

课型新授课课时2

知识目标:1.运行时过量空气系?故计算方法；漏风系数的计算。

教学目标2.烟气和空气焰的计g¥

技能目标：便学生会计算运行时i寸量空气系数、漏风系数

15

教学重点运行时过量空气系数计算方法；漏风系数的计算。

教学难点烟气和空气焰的计算

教学方法讲授、分析、比较

教学媒体黑板、粉笔

授课时间

燃烧计算是进行锅炉设计改造及选择锅炉辅机的基础，也是正

教材分析确进行锅炉经济运行调整的基础。因此，能计算运行时过量空气系

数、漏风系数，对于求解锅炉热效率是非常重要的。

教后记

1.计算过量空气系数

布置作业2.漏风系数定义及公示

作业情况

教学内容备注

引入课题：

过量空气系数直接影响锅炉燃烧的好坏及热损失的大小，所以，运行中

必须严格控制其大小。

讲授新课：

一、燃烧方程式

（-）完全燃烧方程式

1.定义：燃料完全燃烧时，烟气分析所得的RO2和02与燃料特性之间

必然存在一定的关系，这种关系的表达式称为完全燃烧方程。

16

2.公式:：

皿=21-%

21+/7°

仅是燃料特性系数

（二）不完全燃烧方程式

1、定义：燃料不完全燃烧时，且烟气中只有一氧化碳时，烟气分析所得

的R02、02.CO与燃料特性之间必然存在一定的关系，这种关系的

重点掌握运行

表达式称为不完全燃烧方程。

时过量空气系

2、公式：C0=

数的计算方法

二、运行时过量空气系数的计算

21

计算公式:CL-------=---=--

2i-aRO2

由于后一个公式涉及到燃料成分，因而准确性比较差

三、漏风系数的计算

.某级受热面的漏风系数的定义：漏入的空气量与理论空气量的比值

四、空气和烟气熔的计算

简要介绍

1.理论空气和烟气的烂的定义：每公斤固体或液体燃料燃烧所需理论空

气量和生成的烟气量在等压（通常为大气压力）下从o°c加热到所

需的热量。

2、理论空气焰的计算

空气焰的公式：ll=V\cO）k

3、实际空气焰的计算

4、根据燃烧反应计算烟气焰

5、根据烟气成分分析数据计算烟气焰

小结：本节主要掌握运行时过量空气系数的计算方法

17

掌握漏风系数的定义及算法

单元单元三锅炉物质平衡和热平衡

课题§3.5§3.6锅炉热平衡及正平衡求效率

课型新授课课时2

知识目标：1.掌握热平衡概念及锅炉机组热平衡的意义。

教学目标2.求锅炉热效率的方法。

技能目标：使学生能够计算锅炉的热效率

18

教学重点热平衡概念及锅炉机组热平衡的意义、求锅炉热效率的方法

教学难点求锅炉热效率的方法

教学方法讲授、分析、比较

教学媒体黑板、粉笔

授课时间

锅炉机组热平衡是计算锅炉热效率、分析影响锅炉热效率的因

教材分析

素、提高锅炉热效率的基础，也是锅炉热效率试验的基础。

教后记

1.锅炉热平衡方程及各项符号含义。

布置作业2.求锅炉热效率的方法及常用方法。

作业情况

教学内容备注

引入课题：

锅炉机组热平衡是计算锅炉热效率、分析影响锅炉热效率的因素、提高

锅炉热效率的基础，也是锅炉热效率试验的基础。

讲授新课：

一、热平衡概念

1、定义

锅炉在正常工作时，输入锅炉的热量与从锅炉输出的热量相平衡，

这就是锅炉的热平衡。

2、锅炉热平衡方程式

19

如果把燃料燃烧所放出的热量看做是100%,锅炉有效利用热量和各

项热损失加起来同样是100%,则锅炉热平衡方程式为：

%+92+(13+^4+^5+夕6=10°%

重点掌握

式中：qi为有效利用热量占输入热量的百分数；

逐项解析

q2为排烟热损失占输入热量的百分数；

q3为气体未完全燃烧热损失占输入热量的百分数；

串为固体未完全燃烧热损失占输入热量的百分数；

qs为锅炉炉体的散热损失占输入热量的百分数；

为灰渣物理热损失占输入热量的百分数。

二、锅炉热平衡的意义

弄清燃料中的热量，有多少被有效利用，有多少变成热损失，以及损失

简要介绍

分别表现在哪些方面和大小如何，以便判断锅炉设计及运行水平，进而

寻求提高锅炉经济性的有效途径。

三、正反平衡求锅炉热效率的方法

1.锅炉热效率

锅炉热效率就是锅炉的有效利用热量占输入锅炉热量的百分数。

重点讲解

用上式计算锅炉热效率的方法称为正平衡法；上式也可表示为

Z1=4=100-(%+%+/+%+%)

此式称为反平衡法，目前发电厂常用反平衡法计算锅炉热效率。

2.输入锅炉的热量及有效利用热量

一般情况下输入锅炉的热量可视为燃料的应用基低位发热量，即

QrHQ

锅炉有效利用热量包括过热蒸汽吸收的热量、饱和蒸汽吸收的热量

以及排污水带走的热量，对于1kg燃料的锅炉有效利用热量：

四、燃料消耗量

1.实际燃料消耗量

20

是指单位时间内锅炉实际耗用的燃料量，用B表示。

§二.的.即―4，)x]0O

2.计算燃料消耗量

k=B(i-a

小结：本节主要掌握锅炉热平衡方程及意义，掌握锅炉热效率的求解方

法及常用方法。

单元单元三锅炉物质平衡和热平衡

课题§3.7锅炉反平衡求效率及各项热损失

课型新授课课时2

知识目标：1.掌握锅炉各项热损失名称及影响因素。

教学目标2.掌握锅炉反平衡求热效率的公式及意义。

技能目标：使学生能够计算锅炉的热效率

教学重点锅炉各项热损失定义及影响因素、反平衡求热效率的公式及意义

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教学难点锅炉各项热损失名称及影响因素

教学方法讲授、分析、比较

教学媒体黑板、粉笔

授课时间

锅炉机组热平衡是计算锅炉热效率、分析影响锅炉热效率的因

教材分析

素、提高锅炉热效率的基础，也是锅炉热效率试验的基础。

教后记

1.锅炉反平衡求效率公式及各项符号含义。

布置作业2.影响机械和化学不完全燃烧热损失的因素。

作业情况

教学内容备注

引入课题：

锅炉机组热平衡是计算锅炉热效率、分析影响锅炉热效率的因素、提高

锅炉热效率的基础，也是锅炉热效率试验的基础。

讲授新课：

一、反平衡求效率概念复习锅炉

77gl=%=100—（以+%+%+/+%）热平衡方

成引入课题。

此式称为反平衡法，目前发电厂常用反平衡法计算锅炉热效率。

二、机械不完全燃烧热损失

1.定义：

机械未完全燃烧热损失。4指的是未燃尽的颗粒被烟气带出炉膛和排入

22

冷灰斗而不能被燃烧利用。

2.影响因素：

主要是燃煤性质，挥发分的多少、灰分多少、煤粉粒度。还有运行

因素，例如热风温度、过量空气系数。至于设备因素主要是燃烧器、配重点讲解

风工况、炉膛结构等等。逐项解析

3.机械未完全燃烧热损失是锅炉的主要损失之一，除了排烟热损失以外,

就是机械未完全燃烧热损失数量大了。对于煤粉炉通常为0.5〜5%；对

于链条炉为7〜15%；对于燃用气体与液体燃料的锅炉为0。

三、化学未完全燃烧热损失乌

1、定义：

化学未完全燃烧热损失是指排烟中含有未燃尽的一氧化碳、氢气、甲烷

重点介绍

等可燃气体所造成的热损失。

2、影响因素：与机械未完全燃烧热损失相同

四.排烟热损失Q?

1、定义：

指锅炉排烟带走一部分热量所造成的热损失

2、排烟热损失的影响因素：排烟温度和排烟体积。

分析讲解

3、最佳过量空气系数的定义：使q2+q3+q4之和最小的过量空气系数。

五.散热热损失Q5

1、定义：通过锅炉表面向周围散失热量叫散热损失。

2、影响因素：

简要介绍

锅炉容量、锅炉负荷、外表面积、炉墙结构、管道俣温及周围环境等。

六.灰渣物理热损失已

1.定义：灰渣物理热损失。是指灰渣带走（从炉膛排渣口排出时）

的物理热损失和冷却热损失。

2.影响因素：燃料灰分、炉渣份额及炉渣温度。

小结：本节重点掌握锅炉各项热损失定义及影响因素。

单元单元三锅炉物质平衡和热平衡

课题§3.8§3.9锅炉机组热平衡试验方法

课型新授课课时2

知识目标：1.掌握锅炉机组热平衡试验的目的、试验测定内容。

2.了解锅炉机组热平衡试验的准备工作、试验的要求。

教学目标

技能目标：使学生能够了解锅炉机组热平衡试验、目的、要求、方

法

教学重点掌握锅炉机组热平衡试验的目的、要求、试验测定内容

教学难点掌握锅炉机组热平衡试验的试验测定内容及方法

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教学方法讲授、分析、比较

教学媒体黑板、粉笔

授课时间

对锅炉机组进行热平衡试验是求解锅炉热效率、锅炉各项热损

教材分析失，确定锅炉机组在各种负荷下的合理运行方式的有效途径。

教后记

L锅炉机组热平衡试验的目的、试验测定内容

布置作业

2.锅炉机组热平衡试验的要求。

作业情况

教学内容备注

引入课题：

锅炉机组热平衡是计算锅炉热效率、分析影响锅炉热效率的因素、提高

锅炉热效率的基础，也是锅炉热效率试验的基础。

讲授新课：

下列情况应进行锅炉机组的热平衡试验：复习锅炉

①新安装锅炉的移交验收、鉴定试验中；热平衡方

②新投产锅炉按设计负荷试运转结束后的运行试验中：成引入课题.

③改造后的锅炉进行热工技术性能鉴定试验中；

④大修后的锅炉进行检修质量鉴定和校整设备运行特性的试验中；

⑤运行锅炉由于燃料种类变化等原因进行的燃烧调整试验中。

一、热平衡试验的目的

（1）求出锅炉的热效率；

（2）求出锅炉的各项热损失并分析热损失高于设计值的原因，拟订降低

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热损失和使热效率达到设计值的措施；

（3）确定锅炉机组在各种负荷下的合理运行方式，主要指过量空气系数、重点讲解

煤粉细度、火焰位置以及燃料和空气在燃烧器及其各层之间的分配情况逐项解析

等。

二、热平衡试验的组织和准备工作

（1）熟悉锅炉机组的技术资料和运行特性。

（2）全面检查锅炉机组及其辅助设备、测量表计、自动调节装置等。

（3）将所检查出的设备缺陷提交有关车间处理。

（4）制定试验计划，其内容包括：

试验任务和要求重点介绍

试验准备工作（如安装测点和取样设备，准备测试仪器等）

试验顺序

测试内容和方法

人员组织和进度等

试验计划应征得生技部门和有关车间同意。

（5）编写试验准备工作的任务书并提请审批。分析讲解

（6）组织试验小组。

（7）准备好所需试验仪器。

（8）对试验所需配件的安装进行技术监督，并培训有关试验观测

三、热平衡试验的要求

（1）试验前，必须预先将锅炉负荷调整到试验规定的数值并稳定一个阶简要介绍

段。在此阶段内可以调整燃烧工况达到试验要求

（2）在试验中应避免进行吹灰、除灰、打焦、定期排污及起停制粉系统

等操作，以免影响试验的顺利进行和试验的准确性

（3）试验期间，应尽可能地维持锅炉蒸汽参数及过量空气系数等稳定，

其允许波动范围一般如下：

锅炉负荷5%

汽压0.1MPa

汽温5℃

过量空气系数0.05

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（4）试验每改变一种工况，原则上应重复进行两次试验。如两次试验的

结果相差过大时，需再重复进行两次试验。

（5）对于燃煤锅炉，一般规定每一工况下正平衡试验的延续时间为8

小时，反平衡试验延续时间为4小时，根据具体情况可适当减少为正平

衡4小时、反平衡2小时。

五、热平衡试验测定内容

（一）入炉原煤的采样

（二）飞灰取样

（三）炉渣取样

（四）烟气成分分析

（五）排烟温度的测定

（六）主要参数的记录

小结：本节重点掌握锅炉热平衡试验的目的、方法、要求。

第五章煤粉燃烧的理论基础和燃烧设备

课题

授课类型新授课授课课时授课时间

知识目标能力（技能）目标

1.掌握炭粒的三个1.掌握炭粒的三个燃烧区域，理解

燃烧区域，理解影响燃烧影响燃烧反应的化学因素和物理因素

反应的化学因素和物理2.掌握煤粉气流着火的影响因素

因素和完全燃烧的条件

2.掌握煤粉气流着

火的影响因素和完全燃

教学

烧的条件

目标3.了解直流射流的

特性，理解直流燃烧器的

结构型式及其布置情况

4.了解旋流射流的

特性，理解旋流燃烧器的

结构型式及其布置情况

5.了解W型火焰燃烧

技术

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教学任务1.掌握炭粒的三个燃烧区域，理解影响燃烧反应的化学因素和

物理因素

2.掌握煤粉气流着火的影响因素利完全燃烧的条件

教学重点1.炭粒熟烧的动力燃烧区、扩散燃烧区、过渡燃烧器三个区域

2.煤粉气流着火的影响因素

3.煤粉完全燃烧的条件

教学难点1.直流燃烧器的结构型式及其布置情况

2.旋流燃烧器的结构型式及其布置情况

课堂讲授、多媒体教要注课堂讨论及现场模

教法学子体型

板书设计

第一节燃烧的基本理论

复习几种热损失。为了减小热损失，锅炉燃烧需要作到：稳定着火、快速燃

尽。为实现该目的，需寻找强化燃烧的方法，这就要认识燃烧过程的本质。从而，

需要学习基础燃烧理论。

燃烧是气体、液体或固体燃料与氧化剂之间发生的一种强烈的化学反应；同时伴

随各种物理过程

燃烧反应根据参加反应的物质不同分为：

「均相反应一燃料和氧化剂是同一形态的。气体燃料在空气中燃烧

1异相反应一燃料和氧化剂是不同形态的。固体燃料在空气中燃烧，煤粉燃烧

一、化学反应速度

aA+bB—>gG+hH

某一反应物浓度的减少速度或生成物浓度的增加速度表示。

1.浓度

浓度越大，反应速度越快。

质量作用定律：对于均相反应，在一定温度下化学反应速度与参加反应的各

反应物的浓度乘积成正比，而各反应物浓度项的方次等于化学反应式中相应的反

应系数。

w=kC[C^

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对于异相反应：化学反应在炭粒表面进行，认为碳粒浓度不变，化学反应速

度指单位时间内碳粒表面上氧浓度的变化。

WB=kC；

质量作用定律说明：在温度不变的情况下，反应物的浓度越高，分子的碰撞

机会越多，化学反应速度就越快。

2.温度

阿累尼乌斯定律：温度增加，反应速度近似成指数关系增加，体现在反应速度常

数。反应物浓度不变时，反应速度常数k随温度变化的关系

互

k=k°cRT

3.压力

在反应容积不变的情义下，反应系统压力增高，就意味着反应物浓度增加，

化学反应速度增加。

4.催化反应

加入催化剂，化学反应速度增加

催化剂在化学反应中的作用主要是降低反应物分子发生反应所需的活化能并

形成活化中心，从而使反应速度加快。

5.连锁反应

二、氧的扩散速度

氧的扩散速度与氧的浓度、碳粒直径、碳粒与气流相对速度有关。

WLS-CB）

三、燃烧速度和燃烧区域

炭燃烧的反应环节：

大致分为几个串联环节：

■炭反应速度决定于（1）和（3）,总体速度决定于二者较慢的一个。

扩散到表面的氧量"%一。屋。。一Cr）

消耗的氧量wH=kCH

=必$=叫

叼=~~~Lj—Co=k.Co式中k.一折算速度系数

—+——

k处,

1.动力区（化学动力控制区）

温度较低（＜1000℃）:碳表面化学反应速度远小于氧气向表面的扩散速度，氧

气供应充分，足够反应所需。燃烧速度取决于化学反应速度，反应处于动力区。

■K很小（温度很低），1/k很大，所以

卬=2

提高温度是强化动力燃烧工况的有效措施。

2.扩散区（扩散控制区）

温度增加（＞1400℃）,k急剧增大，耗氧量急剧增加，燃烧速度取决于扩

散，反应处于扩散区。

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k很大（温度很高），1/k很小，所以，

11

%<<£卬=40。

改善扩散条件，加大气流与炭粒的相对速度，或减小炭粒直径都可提高

燃烧速度。

3.过渡燃烧区

在过渡燃烧区内，既要改善化学反应条件，提高反应系统温度；又要改善氧

的扩散混合条件，强化扩散，才能使燃烧速度加快。

图5T.一般的锅炉炉膛内的原粉燃烧，是处于动力区，温度高的进入过渡

燃烧区，只有高负荷时火焰中心的燃烧处于扩散燃烧区的初期。

第二节煤粉气流的着火和燃烧

一.煤粉燃烧过程

（一）三个阶段

1着火前的准备阶段

水分蒸发（大量吸热）〜挥发分析出〜挥发分着火（少量放热）

氧浓度和飞灰含碳量变化不大

2燃烧阶段

碳粒着火燃烧，烟温迅速升高到最大（大量放热）

氧浓度和飞灰含碳量急剧下降

3燃尽阶段

残余的焦炭最后燃尽，成为灰渣（少量放热）——时间最长

着火过程主要取决于煤中挥发分的大小，而溢尽过程主要取决于焦碳的

燃烧速度。

对应于煤粉燃烧的三个阶段，从燃烧器出口至炉膛出口可分为三个区域.即着火

区、燃烧区与燃尽区。图5-2

着火不可过早或过迟，根据煤种调节

二次风

延长停留时间降低煤粉细度

二、燃烧过程着火和熄火的热力条件

由缓慢的氧化状态转化到快速的燃烧状态的瞬间过程称为着火，转变时的瞬

间温度称为着火温度

着火过程有两层意义：一是着火是否可能发生？二是能否稳定着火？

实现稳定着火的两个条件：

A、放热量和