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锅炉培训教材2011年12月锅炉基础知识一、锅炉基本知识二、各类锅炉结构三、燃烧设备四、锅炉附件及仪表五、锅炉附属设备六、锅炉水质处理七、锅炉运行及维护保养八、常见故障及锅炉事故一、锅炉基础知识第一节锅炉容量及参数1、容量锅炉容量又称锅炉出力，是锅炉的基本特性参数，对于蒸汽锅炉用蒸发量表示。1蒸发量蒸汽锅炉长时间运行时，每小时所产生的蒸汽量，称为这台锅炉的蒸发量。常有符号“D”表示，常用单位是吨/时（t/h）。2、压力垂直均匀作用在单位面积上的力，称为压强，人们常把它称为压力，用符号“P”表示，单位是兆帕（MPa）;测量压力有两种标准方法：一种是以压力等于零作为测量点，成为绝对压力，另一种时以当时当地的大气压力作为测量起点，也就是压力表测出来的数值，称为表压力，或称为相对压力。压力单位换算表公斤力/㎝2（kgf/cm2）兆帕（Mpa）公斤力/㎝2（kgf/cm2）兆帕（Mpa）12345670.098≈0.10.196≈0.20.294≈0.30.392≈0.40.49≈0.50.588≈0.60.686≈0.78910132539600.784≈0.80.882≈0.90.98≈11.274≈1.32.45≈2.53.82≈3.85.88≈5.93、温度标示物体冷热程度的物理量，称为温度，常用符号“t”表示，单位是摄氏度（℃）。温度是物体内所拥有能量的一种体现方式，温度越高，能量越大。第二节锅炉常用名词术语1.受热面：从放热介质中吸收热量并传递给受热接的便面，成为受热面，如锅炉的炉胆、筒体、管子等。2.辐射受热面：主要已辐射换热的方式从放热介质吸收热量的受热面，一般指炉膛内能吸收辐射热（与火焰直接接触）的受热面，如水冷壁管、炉胆等。3.对流受热面：主要以对流换热的方式从高温烟气中吸收热量的受热面，一般是烟气冲刷的受热面，如烟道、对流管束等。4.锅炉热效率：锅炉输出的有效利用热量与同一时间输入的燃料热量的百分比即为锅炉热效率。5.蒸汽品质：表示蒸汽温度和蒸汽的纯洁度称为蒸汽品质，一般饱和蒸汽中或多或少都带有微凉的饱和水分，通常蒸汽的带水量超过标准要求称为蒸汽品质不好。若是过热器就表示其余额定温度的偏差值。6.燃料消耗量：单位时间内锅炉所消耗的燃料量称为燃料消耗量。7.排污量：锅炉排除的无水流量称为排污量。8.水管锅炉：烟气在受热面管子外部流动，水在管子内部流动的锅炉称为水管锅炉。9.锅壳锅炉：蒸发（加热）受热面主要布置在锅壳（筒）内的锅炉称为锅壳锅炉，又称火管锅炉10.卧式锅炉：锅壳纵向轴线平行于地面的锅炉称为卧式锅炉。它包括卧式外然锅炉和卧式内燃锅炉。所谓卧式外然锅炉就是就是炉膛设在锅筒的外部，而卧式内燃锅炉就炉膛设在锅筒内部。11.立式锅炉：锅壳纵向轴线垂直于地面的的锅炉称为立式锅炉。它包括立式水管锅炉和立式火管锅炉，所谓立式水管锅炉就是烟气冲刷管子外部将热量传给管子内部的水，而立式火管锅炉则是烟气在管子内部流动，将热量传导给管子外部的水，而管子外部的水是包在锅筒里面的。12.蒸汽锅炉：将水加热成蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉。一般为生产用锅炉。13.热水锅炉：将水加热到一定温度但没有达到汽化的锅炉称为热水锅炉。一般为采暖用锅炉。14.自然循环锅炉：依靠下降管中的水与上升管中的热水或气水混合物之间的重度差，使锅水进行循环的锅炉称为自然循环锅炉。15.强制循环锅炉：除了依靠下降管中的水与上升管中介质之间重度差之外，主要靠循环水泵的压头进行锅水循环的锅炉称为强制循环锅炉。16.炉膛：进行燃烧和传热的空间称为炉膛。17.微正压锅炉：炉膛中烟气压力略高于大气压（不超过0.005Mpa）的燃烧方式。燃油燃气锅炉大多采用微正压锅炉。第三节燃料及燃烧燃料的分类锅炉用的燃料俺屋里状态可分为三大类：1、固体燃料：煤、木柴、稻糠、甘蔗渣、油母页岩等。2、液体燃料：轻（柴）油、重油。3、气体燃料：天然气、煤气、液化石油。什么是燃烧燃烧是燃料中的可燃物质与氧进行强烈氧化化反应的过程，这是一种复杂的物理化学综合过程。它需要具有一定的温度和浓度条件、一定的时间和空间条件。燃料燃烧的过程燃料的加热（预热）放出挥发物和形成焦炭挥发物着火燃烧焦炭燃烧火焰颜色与火焰温度的关系火焰颜色火焰温度（℃）较暗的的深红色约520暗红色约700红色约850亮红色（橙色）约950黄红色（红色）约1100红白色（白色）约1300亮白色（耀眼的白色）约1500燃烧的主要因素要燃烧，必须同时具备以下三个因素1、必须有可燃物（燃料）。2、具有能使可燃物着火燃烧的温度。3、必须备有充分提供氧或新鲜空气的助燃物。缺少上述其中任意一因素，燃烧是不能进行的。只有三个因素同时存在，才能引起燃烧完全燃烧与不完全燃烧完全燃烧完全燃烧是指燃料中的可燃成分，在空气供应量和空气供应方法都很合适以至几乎完全不冒黑烟时能全部燃烧。不完全燃烧空气量供应不足或因空气供给方法不合适及燃烧温度降低等原因冒出大量黑烟的燃烧状态，就是所谓不完全燃烧。完全燃烧的必要条件一般来说，使燃料完全燃烧，除上述燃烧的主要因素外，还有以下必要条件。1、必须把燃料的温度水平维持在着火温度以上。2、必须保持一定的空气量3、必须把适当的空气量以正确的方法供应给燃料能充分的与空气接触。4、必须提供燃料必需的足够空间（炉膛）和时间燃料进入锅炉燃烧的基本过程：燃烧炉膛(或炉排)除渣设备。烟气的基本流程是：高温烟气水冷壁过热器对流管束尾部受热面(省、空)引风机除尘烟囱辐射辐射+对流对流对流锅炉用煤煤的热稳定性煤的热稳定性是指煤块在加热时保持原有粒度的性能。热稳定性好的煤在燃烧或气化过程中不破碎或破碎较少。锅炉或煤气发生炉炉如使用热稳定性差的煤，将导致煤层气流阻力增加，气流带出物（飞灰量）增加，甚至形成风沟和结渣，使燃烧或气化不能正常进行。煤的粘结性和结焦性煤的粘结性指煤在隔绝空气受热后能否粘结其本身或惰性物质或焦块的性质；煤的结焦性是指煤粒在隔绝空气受热后能否生成优质焦碳（焦碳的强度和块度符合治金焦的要求）的性质。粘结性强是结焦性好的必要条件，即结焦性好的煤其粘结性也好，但粘结性好的煤，结焦性不一定好。例如气肥煤，其粘结很好，但生成的焦碳裂隙多、强度差，故结焦性不好。煤的结渣性煤的结渣性是反映煤灰在燃烧或气化过程中的成渣特性。对于煤的燃烧与气化，结渣率高都是不利的，会造成气流分布不均，给操作造成困难，增加灰渣中的含炭量等。影响结渣性的主要因素是煤灰分和灰熔点。煤的灰分高、灰熔占低，结渣率就高。此外，煤灰周围的气氛对结渣性也有影响，还原气氛下的结渣率就高于氧化气氛下的。煤灰的熔融性煤的灰分是煤在完全燃烧后形成的残渣，主要成分是煤中矿物质燃烧后生成的金属和非金属的氧化物与盐类，是多种成分的复合物和混合物，因此它没有明显的由固相转化为液相的熔点，开始熔融到完全熔融，要经过一个较大的温度区域，一般测定它的三个熔融特征温度；变形温度（DT）、软化温度（ST）、流动温度（FT）。影响灰熔点的因素很多，主要与煤灰的组成成分和煤灰周围燃烧介质气氛有关。煤灰中熔点高的物质愈多，灰熔点愈高；煤灰周围介质还原性气体存在时，灰熔点会降低。煤的发热量煤的发热量Q：单位质量的煤在完全燃烧时所放出的热量(kJ/kg)。煤的发热量根据生成烟气中的水蒸气状态不同分为高位发热量和低位发热量。高位发热量Q是指每千克煤完全燃烧后其烟气中的水蒸气以凝结水状态存在时所放出的热量，用Qgr表示。低位发热量是指每千克煤完全燃烧后其烟气中的水仍保持蒸汽状态时所放出的热量，用Qnet表示。很显然燃料高位发热量要大于低位发热量，其差值即是燃烧产物中所含水蒸气的法汽化潜热。一般而言，工程中燃烧后烟气中的水均呈水蒸气状态排出，所以常用的是燃料低位发热量。第四节锅炉的基本构造什么是锅炉定义：锅炉是一种生产蒸汽或热水的换热设备，按功能包括两大部分。一部分是通过燃烧煤、油、气及其他燃料，将化学能转化为热能；另一部分是各种形式的受热面，将燃料燃烧释放出的热能通过各种传热方式，传递给炉水使之升温、汽化、过热以产生所需要的蒸汽，或加热所需要的高温热水供动力机械或其他设备使用。锅炉的组成通常燃料的燃烧过程在炉膛内进行，形成炉的概念；蒸汽或热水在锅筒、水冷壁、对流受热面等内部形成，形成锅的概念。形象理解锅：用来装要被加热的水(或其它介质)的容器；炉：加热锅的装置。炉锅锅炉几个重要概念：锅的组成部分：汽包(锅筒)、水冷壁、过热器、省煤器；炉的组成部分：炉膛、燃烧器。锅炉本体：炉膛、燃烧器、锅筒、水冷壁、对流受热面、钢架和炉墙等组成锅炉的主要部件，称为锅炉本体。锅炉的其他重要辅机：燃料输配送装置、鼓引风装置、给排水装置、水处理设备及管道、除尘及除灰系统、控制系统等锅炉的构造锅的构造⑴锅筒：锅筒的作用是汇集、储存、精华蒸汽和补充给水。热水锅炉锅筒内全部装的是热水，而蒸汽锅炉锅筒装的是热水喝蒸汽。单锅筒的蒸汽锅炉，锅筒的下半部全部是热水，锅筒的上半部为蒸汽空间；双锅筒的蒸汽锅炉，下锅筒全部是热水，伤过痛的下半部为热水，上半部为蒸汽空间，蒸汽与热水分界的位置叫水位线。⑵水冷壁：水冷壁是布置在水管锅炉炉膛四周的辐射受热面。它是锅炉的主要受热面，有些水冷壁管两侧焊有或带有翼片。翼片睁大了对炉墙的遮挡面积，可以更多接受炉膛辐射热量，提高锅炉产气量，降低炉膛内壁的温度，保护炉墙，防止炉墙结渣。⑶对流管束：对流管束是锅炉的对流受热面。它的作用是吸收高温烟气的热量，增加锅炉受热面，对流管束吸热情况，与烟气流速、管子排列方式、烟气冲刷的方式都有关。⑷烟管、火管：烟管时锅壳锅炉的的对流受热管，它与水管对流管束的作用相同，不同的是水管对流管束烟气流经管外，而烟管时烟气流经管内。火管有两种情况，直径较大的火管一般称为炉胆（膛），里面可以装置炉排，时立式锅炉和卧式内燃锅炉的主要辐射受热面；直径较小的火管又称为烟管。⑸下降管：下降管的作用是把锅筒里的水输送到下集箱，使受热管子有足够的循环水量，以保证可靠的运行。下降管必须采取绝热措施。⑹集箱：集箱也称联箱，它的作用是汇集、分配锅水，保证各受热面管子可靠地的供水或汇集各管子的水或气水混合物。集箱按其布置位置有上集箱、下集箱、左集箱、右集箱等之分。对于炉排两侧的下集箱又俗称为防焦箱。⑺过热器：过热器是过路的辅助受热面，它的作用是压力不变的情况下，从锅筒中引出饱和蒸汽，再经加热，使饱和蒸汽整的水分蒸发并使蒸汽温度升高，提高蒸汽品质，成为过热蒸汽。⑻省煤器：省煤器是布置在锅炉尾部烟道内，利用排烟余热来提高给水温度的热交换器，作用是体改给水温度，减少排烟损失，提高锅炉热效率。一般来说，省煤器出口水温升高1℃，锅炉排烟温度平均降低2-3℃，给水温度升高6-7℃，省煤1%，一般加装省煤器的锅炉，可节约煤5%-10%。炉的构造“炉”是由燃烧设备、炉墙、炉拱和钢架等部分组成的。它使燃料进行燃烧产生灼热烟气，烟气经过炉膛和各段烟道向锅炉受热面放热，最后从裸露尾部进入烟囱排出。附件仪表为保证锅炉的正常安全运行，锅炉上需装置一些附件仪表，有安全阀（包括水封式安全装置）、压力表、水位表（包括双色水位计、高低水位报警器、低地位水位计）、低水位连锁保护装置、温度仪表、超温报警器、流量仪表、排污装置、防爆门、常有阀门以及自动调节装置等。附属设备附属设备是安装在锅炉本体之外的必备设备，它是供应燃料系统、通风系统、、给水系统、除渣除尘系统等装置设备，如：运煤设备、水泵、水处理设备、鼓风机引风机、除渣机、除尘器以及吹灰装置等。锅炉的工作原理锅炉与运行时，燃料中的可燃物质在适当温度下，与通风系统输送给炉膛内的空气混合燃烧，释放出热量，通过各受热面传递给锅水，水温不断升高，产生汽化，这时为饱和蒸汽，经过汽水分离进入主汽阀输出使用。如果对蒸汽品质要求较高，可将饱和蒸汽进入过热器中再进行加热，称为过热蒸汽输出使用。第五节锅炉水循环锅炉本体是由锅筒、下降管、水冷壁管、集箱、对流管束等受压部件组成的封闭式回路。锅炉中的水或气水混合物在这个回路中，循着一定