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主讲：赵斌教授河北理工大学本科优秀课程第一章绪论河北理工大学--锅炉原理1245锅炉及其在国民经济中的作用锅炉设备的作用及构成锅炉的安全和经济指标能源利用现状3锅炉的分类河北理工大学--锅炉原理人类告别茹毛饮血的原始生活，是从学会利用热能----火为标志的。当然，远古时代的人类主要是消耗（燃烧）木材来取得热能。第一节能源利用现状河北理工大学--锅炉原理第一节能源利用现状有直接来自太阳的辐射能，即通常所说的太阳能；有间接来自太阳的能源，如化石燃料、水能、风能、海洋能。如地球内部的地热能，地球上的可用铀、钍、氘、氚等裂变聚变的核能。如潮汐能。来自太阳的能量地球本身贮存的能量月亮、太阳和地球之间产生的能量河北理工大学--锅炉原理常规能源煤、石油、天然气、水力、核裂变等第一节能源利用现状新能源太阳能、地热能、海洋能、生物质能、核聚变等。河北理工大学--锅炉原理图1潮汐电站第一节能源利用现状河北理工大学--锅炉原理图2地热能利用分类发电温室采暖洗浴孵化第一节能源利用现状河北理工大学--锅炉原理第一节能源利用现状能源消费规模巨大；人均能源消费数量少、终端能源质量低能源强度高，能源效率低，浪费、污染严重；能源结构以煤为主；石油储量不足，进口迅速增加；水电资源丰富，但开发难度巨大。能源利用现状河北理工大学--锅炉原理第一节能源利用现状图3三峡工程三峡工程是当今世界上最大的水利枢纽工程。总装机容量1820万千瓦，年平均发电量846.8亿度。河北理工大学--锅炉原理化石燃料：煤、石油、天然气。水力核能其它：太阳能、风能、地热、潮汐能等第一节能源利用现状世界能源结构河北理工大学--锅炉原理第二节锅炉及其在国民经济中的作用锅炉的组成(炉内、锅内)炉煤、空气、烟制粉系统燃烧系统风烟系统锅水、汽汽水系统河北理工大学--锅炉原理水在自然界中有固态(冰)、液态(水)、气态(水蒸汽)三种形态。表1不同压力下水的热物理量绝对压力(MPa)0.111022.12饱和温度（℃）99.6179.9310.9374.15液体热(kJ/kg)417.5762.614092095汽化潜热(kJ/kg)2258201413160第二节锅炉及其在国民经济中的作用河北理工大学--锅炉原理将lkg0℃的水在等压下加热达到一定的状态，所吸收的热量称为该状态下水或蒸汽的焓。如将水加热达到了过热蒸汽状态，其焓为液体热、汽化潜热、过热热量三部分之和。每lkg水经过锅炉加热所吸收的热量即锅炉出口蒸汽(或热水)的焓与进入锅炉水的焓之差。第二节锅炉及其在国民经济中的作用河北理工大学--锅炉原理锅炉的定义：锅炉是一种将燃料燃烧，使其中的化学能转变为热能，并将此热能传递给水（也可能是其它工质），使工质变为具有一定压力和温度的蒸汽或热水的设备。第二节锅炉及其在国民经济中的作用河北理工大学--锅炉原理图4火力发电厂生产过程示意图第二节锅炉及其在国民经济中的作用河北理工大学--锅炉原理锅炉的组成：锅炉本体（主要部件）①炉膛②燃烧设备③锅筒④水冷壁⑤过热器⑥再热器⑦省煤器⑧空气预热器⑨炉墙构架辅助设备①燃料供应设备②磨煤及制粉设备③送风设备④引风设备⑤给水设备⑥除灰除渣设备⑦除尘设备⑧自动控制设备第三节锅炉设备的作用及构成河北理工大学--锅炉原理图5锅炉给水泵第三节锅炉设备的作用及构成河北理工大学--锅炉原理图6离心式锅炉给水泵（剖面）第三节锅炉设备的作用及构成河北理工大学--锅炉原理图7锅炉送风机第三节锅炉设备的作用及构成河北理工大学--锅炉原理图8锅炉引风机第三节锅炉设备的作用及构成河北理工大学--锅炉原理图9离心引风机第三节锅炉设备的作用及构成河北理工大学--锅炉原理MotorGasoutletInletvaneRotorFoundationCouplingShaftSuctionboxGasinletPedestalbearingMotorGasoutletInletvaneRotorFoundationCouplingShaftSuctionboxGasinletPedestalbearing图10离心风机第三节锅炉设备的作用及构成河北理工大学--锅炉原理MotorGasoutletImpellerwithbladeadjustmentRotorFoundationCouplingPedestalbearingShaftSuctionboxGasinletMotorGasoutletImpellerwithbladeadjustmentRotorFoundationCouplingPedestalbearingShaftSuctionboxGasinlet图11轴流风机第三节锅炉设备的作用及构成河北理工大学--锅炉原理第三节锅炉设备的作用及构成图12静电除尘器河北理工大学--锅炉原理第三节锅炉设备的作用及构成河北理工大学--锅炉原理第三节锅炉设备的作用及构成河北理工大学--锅炉原理第三节锅炉设备的作用及构成图13锅炉机组的工作过程示意河北理工大学--锅炉原理第四节锅炉的分类锅炉类别特点电站锅炉大容量、高参数锅炉，火室燃烧，热效率高工业锅炉低压、低温、小容量锅炉，热效率较低船用锅炉低、中参数，大多燃油。要求锅炉体积小，重量轻机车锅炉小容量、低参数，火床燃烧，以燃煤为主，锅炉结构紧凑注汽锅炉用于油田对稠油的注汽热采，出口工质一般为高压湿蒸汽。表2锅炉按用途分类河北理工大学--锅炉原理按结构分类火管锅炉烟气在火管内流过，一般为小容量、低参数锅炉，热效率较低，但结构简单，水质要求低，运行维修方便。水管锅炉汽水在管内流过，可以制成小容量，低参数锅炉，也可制成大容量、高参数锅炉。电站锅炉一般均为水管锅炉，热效率较高，但对水质和运行水平的要求也较高。第四节锅炉的分类河北理工大学--锅炉原理第四节锅炉的分类循环方式自然循环锅筒锅炉强制循环锅筒锅炉低倍率循环锅炉直流锅炉复合循环锅炉利用下降管和上升管中工质密度差产生工质循环利用循环回路中的工质密度差和循环泵压头具有汽水分离器和循环泵给水靠水泵压头一次通过受热面产生蒸汽具有再循环泵河北理工大学--锅炉原理第四节锅炉的分类图14自然循环锅炉简图图15控制循环锅炉简图河北理工大学--锅炉原理表3锅炉出口工质压力分类第四节锅炉的分类压力类别蒸汽压力压力类别蒸汽压力常压锅炉零高压锅炉9.8MPa微压锅炉表压为几个mm水柱超高压锅炉13.73MPa低压锅炉小于1.275MPa亚临界压力锅炉16.67MPa中压锅炉3.825MPa超临界压力锅炉大于22.13MPa河北理工大学--锅炉原理燃烧方式第四节锅炉的分类火床燃烧锅炉火室燃烧锅炉沸腾炉主要用于工业锅炉，固定炉排炉、活动手摇炉排炉、倒转炉排抛煤机炉等主要用于电站锅炉，燃用液体燃料、气体燃料和煤粉的锅炉送入炉排的空气流速较高，使大粒燃煤在炉排上面的沸腾床中翻腾燃烧河北理工大学--锅炉原理第四节锅炉的分类所用燃料能源固体燃料锅炉原子能锅炉液体燃料锅炉余热锅炉气体燃料锅炉其他能源锅炉废料锅炉表4锅炉按所用燃料及能源河北理工大学--锅炉原理固态排渣液态排渣锅炉第四节锅炉的分类负压锅炉微正压锅炉增压锅炉排渣方式炉膛烟气压力河北理工大学--锅炉原理第四节锅炉的分类锅筒布置锅炉锅筒数一般为一个或两个，锅筒可纵置或横置布置炉型分类倒U型、塔型、箱型、T型、U型、N型、L型、D型、A型等锅炉房型式锅炉可作露天、半露天、室内、地下或洞内布置锅炉出厂型式快装锅炉、组装锅炉和散装锅炉河北理工大学--锅炉原理（1）蒸发量（即锅炉容量），t/h，kg/s（2）出口蒸汽压力,MPa（3）出口蒸汽温度，℃（4）给水温度，℃第五节锅炉的安全和经济指标锅炉参数常规蒸汽锅炉的主要参数为：河北理工大学--锅炉原理（1）热功率，MW（2）出口热水压力，MPa（3）出口热水温度，℃（4）给水温度（回水温度），℃第五节锅炉的安全和经济指标锅炉参数对产生热水的锅炉河北理工大学--锅炉原理锅炉在确保安全的前提下长期连续运行、每小时所产生蒸汽的数量，称为这台锅炉的蒸发量。蒸发量又称为“出力”或“容量”，一般用符号“D”来表示，常用的单位为t／h。锅炉蒸发量可分为额定蒸发量，经济蒸发量和最大蒸发量三种。第五节锅炉的安全和经济指标河北理工大学--锅炉原理指锅炉在额定压力，蒸汽温度、额定给水温度下，使用设计燃料和保证设计效率的条件下连续运行所应达到的每小时蒸发量。第五节锅炉的安全和经济指标经济蒸发量额定蒸发量锅炉最大蒸发量（MCR）指在规定的工作压力下或低于工作压力下，连续运行，不考虑其经济效果，每小时能产生的最大蒸发量。指在保证安全的前提下，锅炉连续运行，热效率最高时的蒸发量。河北理工大学--锅炉原理第五节锅炉的安全和经济指标表4中国电站锅炉的蒸汽参数及容量河北理工大学--锅炉原理表5中国工业蒸汽锅炉参数系列第五节锅炉的安全和经济指标河北理工大学--锅炉原理表6中国热水锅炉参数系列第五节锅炉的安全和经济指标河北理工大学--锅炉原理第五节锅炉的安全和经济指标表7亚临界压力自然循环及控制循环锅炉的容量和参数河北理工大学--锅炉原理第五节锅炉的安全和经济指标表8超临界压力直流循环及低倍率循环锅炉的容量和参数河北理工大学--锅炉原理第五节锅炉的安全和经济指标表9国外超临界参数机组的发展方向河北理工大学--锅炉原理第五节锅炉的安全和经济指标图16工业蒸汽锅炉型号形式河北理工大学--锅炉原理第五节锅炉的安全和经济指标图17热水锅炉型号形式河北理工大学--锅炉原理表10燃料方式代号表11燃料种类代号第五节锅炉的安全和经济指标河北理工大学--锅炉原理第五节锅炉的安全和经济指标表12工业锅炉型式代号河北理工大学--锅炉原理第五节锅炉的安全和经济指标图18电站锅炉产品型号编制方法河北理工大学--锅炉原理QXW2.8-0.7/95/70-A2第五节锅炉的安全和经济指标强制循环式往复炉排热水锅炉额定供热量2.8MW额定工作压力0.7MPa额定出水温度95℃燃用烟煤第二次设计额定进水温度70℃河北理工大学--锅炉原理表13电站锅炉制造厂代号表14设计燃料代号第五节锅炉的安全和经济指标河北理工大学--锅炉原理第五节锅炉的安全和经济指标HG-670/13.72-M13.72MPa哈尔滨锅炉厂蒸汽量为670t/h蒸汽压力为13.72MPa燃煤河北理工大学--锅炉原理锅炉运行的经济性指标1.锅炉效率指锅炉有效利用热Q1与单位时间所消耗燃料的输入热量Qr的百分比。2.锅炉净效率锅炉净效率指扣除了锅炉机组运行时的自用能耗以后的锅炉效率。其公式如下：%1001rglQQ%100292701pBbQQQzyrj第五节锅炉的安全和经济指标河北理工大学--锅炉原理锅炉运行的安全性指标锅炉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。锅炉的可用率指在统计期间内，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，即%100统计期间总小时数总备用小时数运行总小时数可用率第五节锅炉的安全和经济指标河北理工大学--锅炉原理锅炉事故率锅炉事故率是指在统计期间内，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，即%100事故停炉总小时数总运行小时数事故停炉总小时数事故率第五节锅炉的安全和经济指标