绪论
锅炉的概念:是生产蒸汽或加热水的设备
分类
蒸汽锅炉:生产蒸汽的锅炉 热水锅炉:加热水而不使水转变为蒸汽的锅炉
组成
锅。水、汽系统。炉。风、煤、烟系统。辅机、附件和仪表。
技术指标
压力。温度。额度温度,额定压力。额定蒸发量(锅炉额定参数下每小时生产的水蒸气的质量。一般用吨/小时,即 t/h 表示)。额定热负荷(锅炉额定参数下每小时通过生产的热水所提供热量。一般用兆瓦,即 MW 表示)。标准蒸吨( 为了从能量转换的角度评价锅炉产生蒸汽和热水的能力,常常将热水锅炉生产热水的能力换算成生产蒸汽的能力,即“标准蒸吨”,其换算关系为:1 t/h = 0.7 MW)
锅炉功能
1提供动力或发电
2供热、采暖等工业用
压力容器的概念
压力容器的概念:泛指承受流体压力的密闭容器。
同时具备三个条件
1最高工作压力大于或等于0.1MPa (不含液体静压力);
2内直径(非圆形截面指断面最大尺寸)大于或等于0.15m, 且容积(V )大于或等于0.025m3; 3介质为气体、液化气或最高工作温度高于或等于标准沸点的液体;
锅炉是特殊的压力容器,是受火焰加热的压力容器系统。
锅炉压力容器安全的重要性
1、锅炉压力容器应用广(必要性)
2、锅炉压力容器事故多(可能性)
3、锅炉压力容器危害大(严重性)
锅炉压力容器事故分类
特别重大事故. 特大事故. 重大事故. 严重事故. 一般事故。
事故原因
锅炉压力容器易发生事故的原因:
1)、承受压力及温度。
2)、接触腐蚀性介质。
3)、局部应力比较复杂。
4)、连续运转不易检验。
避免事故的途径
1).用法规指导锅炉压力容器的设计、制造、安装、使用、检验、修理、改造等环节。
2). 实行官方或第三方监督。
避免破裂爆炸事故的对策
1)、选用的材料及设备应满足正常工作 条件的要求;
2)、避免工作条件恶化;
3)、防止和消除设备缺陷。
第一章——锅炉压力容器分类
与结构
锅炉压力容器分类
按锅炉结构形式不同:锅壳锅炉(火管锅炉) 、水管锅炉和水火管锅炉。
压力容器的分类
按压力大小分类
内压:
低压容器(L ) 0.1MPa ≤ P
中压容器(M ) 1.6MPa ≤ P
高压容器(H ) 10.0MPa ≤ P
超高压容器(U ) P ≥100MPa
其中,p 为压力容器的设计压力。
外压:
容器外部压力大于内部压力时
容器的内压力
. 按用途分类
反应压力容器(R )
换热压力容器(E )
分离压力容器(S )
贮存压力容器(C ,球罐B )
压力的来源
1、介质在容器外通过加压或增压后送入容器内,使容器壳体承受压力;(气体压缩机、液体
泵或蒸汽锅炉)
2、介质送入容器后,其物理状态、密度、温度发生变化,或在容器内发生体积增大的化学
反应,使容器壳体承受压力。
按压力容器综合分类
据容器压力的高低、介质的危害程度以及在使用中的重要性。将压力容器分为以下三类:
1)三类容器;
2)二类容器;
3)一类容器。
球 壳
一般是焊接结构。球体下部的壳板才比上部的壳板要稍微厚一些。球面板的形状不完全相同,
但板厚一般都相同。
球形壳体的应力是圆筒形壳体的1/2,板材也少,再加上需要的壁厚较薄,因而制造同样容
积的容器,球形容器要比圆筒形容器节省板材约30% — 40%,是球形容器的优点。球形
容器的缺点:
1、制造比较困难,工时成本较高;
2、组装焊接质量难以保证。因为大型球罐必须在使用场地组焊,否则无法运输;
3、作为反应或传热、传质用容器,既不便于在内部安装工艺附件装置,也不便于内部相互作用的介质的流动,因此球形容器仅用作贮存容器。
二 圆筒壳
薄壁圆通壳
应力分布比较均匀,承载能力较高,且易于制造,因圆筒体的周向(环向) 应力是轴向应力的两倍,故制造圆筒时一般使纵焊缝减至最少。
厚壁圆筒壳
结构可分为:A 、单层筒体;B 、多层板筒体;C 、绕带式筒体。
单层筒体的缺点
裂纹将沿着壳壁扩展,最后导致整个壳体的破坏,厚板不如薄板的抗脆性好,综合性能也差一些。壁厚越厚,内外壁上的应力差别也越大。单层筒体无法改变这种应力分布不均匀的状况。
多层板筒体的优点
壳壁由数层或数十层紧密结合的金属板构成。可通过制造工艺在各层板间产生预应力,使壳壁上的应力沿壁厚分布比较均匀,壳体材料可以得到较充分的利用。壳壁材料中存在裂纹等严重缺陷时,缺陷一般不易扩散到其他各层,同时各层均是薄板,具有较好的抗脆断性能。
多层板筒体按其制造工艺的不同可以分为:
a 、多层包扎焊接式;
b 、多层绕板式;
c 、多层热套式;
d 、多层卷焊式等形式。
容器封头(端盖)
凸形封头(半球,椭圆,碟形,球冠形封头)
锥形封头
平板封头
封头的选择
封头的选择主要根据设计对象的要求,
并考虑经济技术指标。
单位容积的表面积,半球形封头为最小。
椭圆形和碟形封头的容积和表面积基本相同,
可以认为近似相等。
半球形封头的应力分布最好
椭圆形封头应力情况第二
碟形封头在力学上的最大缺点在于其具有较小的折边半径r
平板受力情况最差
封头愈深,直径和厚度愈大,制造愈困难。
封头定义
在中、低压压力容器中,与筒体焊接连接而不可拆的端部结构称为封头,与筒体以法兰等连接的可拆端部结构称为端盖。
锅壳锅炉结构
锅壳式锅炉是指蒸发受热面主要布置在锅壳内的锅炉,
锅壳锅炉的特点
1、“锅”和“炉”都包在一个壳体—锅壳中。
2、炉膛矮小,水冷程度大(整个金属炉膛浸泡在水中) ,燃烧条件差,必须烧优质燃料。
3、受热面少,蒸发量低,常装水管或烟火管以增加受热面。
4、壳体直径较大,开孔多,形状不规则,内部受热部分与不受热部分连接在一起度不一致,热胀冷缩程度不同,对安全工作不利。
5、系统比较简单,一般没有砌砖炉墙及尾部受热面,便于运输安装、运行管理及检查维修。对水质要求也比较低。
锅壳锅炉分类
1立式锅壳锅炉(立式直水管锅壳锅炉,立式弯水管锅壳锅炉) 特点; 下脚圈。该部位受力情况比较复杂,容易沉积水渣,严重时会影响炉胆下部的正常传热;外部接近地面,易受腐蚀。下脚圈的结构主要有u 形和s 形两种。
2卧式锅壳锅炉 特点; 卧式锅壳锅炉,其锅壳是卧置的,具有结构紧凑、操作方便、水位气压较稳定、对水质要求较低等优点。其出力(蒸发量也称容量)锅炉的比立式锅壳锅炉大,蒸发量一般不超过4t/h,蒸汽压力不超过125MPa 。
3水管锅炉 定义; 水管锅炉是指水在管内流动,烟气在管外流动,锅筒内无蒸发受热面的锅炉
水管锅炉的特点;
1炉膛置于筒体之外,“炉”不受“锅”的限制,体积可大可小,可以满足燃烧及增加蒸发量的要求。
2以容纳水汽的管子置于炉膛、烟道中作受热面,锅筒一般不直接受热,传热性能及安全性能都显著改善。
3水的预热、汽化及蒸汽过程在不同的受热面中完成,这些受热面分别叫省煤器、水冷壁与对流管束、过热器。
4水汽系统、燃烧系统及辅助系统比较复杂,但单个承压部件的结构比较简单。
5由于水的预热、汽化及蒸汽过热都是在管内完成的,管子结垢难于清除,因而对水质要求
较高,对运行、操作、管理水平也要求较高。
水管锅炉主要部件主要包括
锅筒、(锅筒则是水汽系统中容积最大的部件,锅筒上连接着作为蒸发受热面的管子,锅筒则是循环流动的起始点和结束点)
集箱、(集箱用来分配和汇集管内工质,)
水冷壁、(吸收炉膛高温辐射热量,使管内的水汽化;降低炉膛内壁温度,保护炉墙,防止结焦)
对流管束、(是吸收烟气的对流放热量,使管束内的水不断汽化。)
省煤器、(降低排烟温度,减少热损失,提高锅炉热效率;提高给水温度,改善水的品质,减轻有害气体对钢板的腐蚀。)
过热器等部件。(将一定压力下的饱和蒸汽加热干燥成具有一定温度的过热蒸汽。) 燃烧系统主要包括燃烧装置、
炉膛和烟道、
空气预热器(是降低排烟温度,减少排烟热损失;热空气送入炉膛可保证燃料及时着火,稳定和完善燃烧,提高锅炉的热效率。
)
水管锅炉的型号
第二章
煤的成分 C +H +O +N +S +A +W =100%
灰分 煤灰分是指煤完全燃烧后剩下来的残渣。这些残渣几乎全部来
自煤中的矿物质
灰分对锅炉工作的危害:
1降低发热量
2阻碍着火及燃烧
3烟气携带飞灰流过受热面产生结渣、积灰、磨损、腐蚀等有害现象
4飞灰对大气的污染
煤的性能指标
发热量 定义:一千克煤完全燃烧所能放出的热量。作用:发热量是区别煤质好坏的重要指标之一,在锅炉出力不变的情况下,燃用发热量高的煤时,耗煤量就小,燃用发热量低的煤时,其耗煤量必然增加。
挥发分 定义:指含水的煤样在隔绝空气的条件下加热时,煤中分解逸出的气体。作用:它是表征煤的燃烧性能的重要指标。挥发分含量对燃烧过程影响很大,挥发分多的煤,容易着火和燃烧;挥发分少的煤,着火困难,燃烧也不容易稳定和完全。
灰熔点 定义:指使灰熔融的最低温度。作用:灰熔点低的煤燃烧后易在受热面、炉排或炉墙上结渣,影响锅炉的正常运行。由此看出,煤的灰熔点高低关系到锅炉运行的安全可靠性。
煤质分析通常分为元素分析和工业分析两种。
元素分析: 收到基分析(ar ) 空气干燥基分析(ad ) 干燥基分析(d ) 干燥无灰基分析(daf )
不同的方法元素分析有; Cdaf >Cd >Cad >Car
工业分析 作用:用以确定煤中水分、灰分、挥发分、发热量,以鉴定煤的质量,正确进行锅炉的燃烧调整
煤的分类
石煤 :是一种劣质无烟煤
煤矸石 ;是采煤时带出的废料或原煤筛选后的副产品
褐煤 呈棕褐色,发热量低,容易着火,但有时并不容易燃烧
无烟煤 质硬,色黑,有光泽,挥发分少,着火困难,燃烧时有短蓝色火焰
贫煤 其挥发分含量及发热量介于烟煤与无烟煤之间
烟煤 其挥发分及含碳量都高,容易着火及燃烧;
煤燃烧过程;
1预热干燥和干馏阶段;煤中水分即汽化析出;升温至130~400℃时,即分解析出可燃性挥发分,并形成焦炭。
2挥发分着火和燃烧阶段(此阶段焦炭未燃烧)
3焦炭燃烧阶段
4燃尽阶段
煤燃烧的条件
1足够的炉温 2适量的空气 3一定的时间和空间
锅炉的燃烧装置和炉膛是否合理,就看是否能满足上述三个条件。
通常将锅炉中燃料的燃烧方式分为三类:
1层燃(只用于固态燃料) 2室燃(气体、液体、固体燃料均可以燃烧) 3沸腾燃烧(层燃与室燃两种方式之间)
五锅炉用燃油,燃气及其燃烧
锅炉燃油;指渣油和重油
燃油中硫含量较高导致使得燃油锅炉尾部的低温硫腐蚀较燃煤锅炉突出和严重。重油中氧、氯含量很低,灰分和水分很少,对锅炉燃烧及安全影响较小。
重油的物性指标
粘度:反映流体流动时层间摩擦力的大小。燃油的粘度随温度的升高而减小,因而燃油输送与雾化前应适当加热。
闪点、燃点及自燃点。闪点只是瞬间现象,它并不能继续燃烧。
凝固点:指燃油丧失流动状态的最高温度。重油的凝固点约为15~36℃。
燃油特点及其燃烧工程
燃油的沸点低于其燃点,因而燃油总是先气化,后着火燃烧。
雾化是燃油是否完全燃烧的首要条件
燃烧过程是雾化—蒸发—适当配风与油气混合—燃烧并继续配风。
锅炉燃气
在燃气的性能指标中,除发热量之外,还有燃点、爆炸极限等反映燃爆性能的指标
空气及烟气在锅炉中流动要克服一定的阻力、其动力来自烟囱及通风机械
单纯依靠烟囱抽力通风的,叫自然通风;
主要依靠通风机械通风的,叫强制通风。
锅炉中的传热
传热方式 :1传导(热导) 、如果受热面钢材上积有烟灰或沉结水垢,就会明显降低热量传导,影响锅炉的安全性及经济性。
2对流、流体在流动中与和它直接接触的固体壁面间进行的热量传递,叫对流放热,简称放热,影响对流放热的因素,流体特性,流速及流动特征,其他因素
3辐射 物体的热能不断地以电磁波的形式向四面八方发射,这种形式的能量称为热辐射能 因而辐射换热是真空中唯一的热传递方式。
锅炉中的传热分析
锅炉的受热面分别布置在炉膛和烟道中,三种传热方式同时都在起作用。
传热与安全
传热过程出现障碍(①缺水;②受热面上沉积水垢;③水循环故障)——使受热面低温侧的传热阻力增大,(降低传热量,降低锅炉的经济性)——剧烈升高受热面的温度水平—— 超过受热面的承受温度——金属强度降低——引发安全事故
热平衡方程
q 1+q 2+q 3+q 4+q 5+q 6=100%
q1 锅炉热效率
q2排烟热损失
q3气体不完全燃烧损失
q4固体不完全燃烧损失
q5散热损失
q6灰渣物理热损失
通常锅炉设计时所做的热平衡预算,包括预算各项热损失及热效率,是基于经验数据的估算。
正平衡试验(小型锅炉) ;反平衡试验(大中型锅炉)。
第四节 锅炉水循环和汽水分离
工质的定压加热工程
水的预热:未饱和水在锅炉中逐步受热升温,直至升到饱和温度。
饱和水的沸腾汽化:水升温至相应压力下的饱和温度之后,即不再继续升温,此时的水如继续吸热.则就会部分转变为蒸汽。这部分蒸汽的温度与水的温度相同,是饱和温度下的蒸汽,叫饱和蒸汽。
湿饱和蒸汽中蒸汽质量占汽水混合物总质量的比例,叫湿蒸汽的干度
如果饱和水全部转变成了蒸汽,其干度x=1,则被称做干饱和蒸汽。
1kg 饱和水全部转变为饱和蒸汽所需要吸收的热量,叫汽化潜热
饱和蒸汽的过热,对饱和蒸汽继续加热,使其温度高于相应压力下的饱和温度。高出饱和温度的部分叫蒸汽的过热度。
绪论
锅炉的概念:是生产蒸汽或加热水的设备
分类
蒸汽锅炉:生产蒸汽的锅炉 热水锅炉:加热水而不使水转变为蒸汽的锅炉
组成
锅。水、汽系统。炉。风、煤、烟系统。辅机、附件和仪表。
技术指标
压力。温度。额度温度,额定压力。额定蒸发量(锅炉额定参数下每小时生产的水蒸气的质量。一般用吨/小时,即 t/h 表示)。额定热负荷(锅炉额定参数下每小时通过生产的热水所提供热量。一般用兆瓦,即 MW 表示)。标准蒸吨( 为了从能量转换的角度评价锅炉产生蒸汽和热水的能力,常常将热水锅炉生产热水的能力换算成生产蒸汽的能力,即“标准蒸吨”,其换算关系为:1 t/h = 0.7 MW)
锅炉功能
1提供动力或发电
2供热、采暖等工业用
压力容器的概念
压力容器的概念:泛指承受流体压力的密闭容器。
同时具备三个条件
1最高工作压力大于或等于0.1MPa (不含液体静压力);
2内直径(非圆形截面指断面最大尺寸)大于或等于0.15m, 且容积(V )大于或等于0.025m3; 3介质为气体、液化气或最高工作温度高于或等于标准沸点的液体;
锅炉是特殊的压力容器,是受火焰加热的压力容器系统。
锅炉压力容器安全的重要性
1、锅炉压力容器应用广(必要性)
2、锅炉压力容器事故多(可能性)
3、锅炉压力容器危害大(严重性)
锅炉压力容器事故分类
特别重大事故. 特大事故. 重大事故. 严重事故. 一般事故。
事故原因
锅炉压力容器易发生事故的原因:
1)、承受压力及温度。
2)、接触腐蚀性介质。
3)、局部应力比较复杂。
4)、连续运转不易检验。
避免事故的途径
1).用法规指导锅炉压力容器的设计、制造、安装、使用、检验、修理、改造等环节。
2). 实行官方或第三方监督。
避免破裂爆炸事故的对策
1)、选用的材料及设备应满足正常工作 条件的要求;
2)、避免工作条件恶化;
3)、防止和消除设备缺陷。
第一章——锅炉压力容器分类
与结构
锅炉压力容器分类
按锅炉结构形式不同:锅壳锅炉(火管锅炉) 、水管锅炉和水火管锅炉。
压力容器的分类
按压力大小分类
内压:
低压容器(L ) 0.1MPa ≤ P
中压容器(M ) 1.6MPa ≤ P
高压容器(H ) 10.0MPa ≤ P
超高压容器(U ) P ≥100MPa
其中,p 为压力容器的设计压力。
外压:
容器外部压力大于内部压力时
容器的内压力
. 按用途分类
反应压力容器(R )
换热压力容器(E )
分离压力容器(S )
贮存压力容器(C ,球罐B )
压力的来源
1、介质在容器外通过加压或增压后送入容器内,使容器壳体承受压力;(气体压缩机、液体
泵或蒸汽锅炉)
2、介质送入容器后,其物理状态、密度、温度发生变化,或在容器内发生体积增大的化学
反应,使容器壳体承受压力。
按压力容器综合分类
据容器压力的高低、介质的危害程度以及在使用中的重要性。将压力容器分为以下三类:
1)三类容器;
2)二类容器;
3)一类容器。
球 壳
一般是焊接结构。球体下部的壳板才比上部的壳板要稍微厚一些。球面板的形状不完全相同,
但板厚一般都相同。
球形壳体的应力是圆筒形壳体的1/2,板材也少,再加上需要的壁厚较薄,因而制造同样容
积的容器,球形容器要比圆筒形容器节省板材约30% — 40%,是球形容器的优点。球形
容器的缺点:
1、制造比较困难,工时成本较高;
2、组装焊接质量难以保证。因为大型球罐必须在使用场地组焊,否则无法运输;
3、作为反应或传热、传质用容器,既不便于在内部安装工艺附件装置,也不便于内部相互作用的介质的流动,因此球形容器仅用作贮存容器。
二 圆筒壳
薄壁圆通壳
应力分布比较均匀,承载能力较高,且易于制造,因圆筒体的周向(环向) 应力是轴向应力的两倍,故制造圆筒时一般使纵焊缝减至最少。
厚壁圆筒壳
结构可分为:A 、单层筒体;B 、多层板筒体;C 、绕带式筒体。
单层筒体的缺点
裂纹将沿着壳壁扩展,最后导致整个壳体的破坏,厚板不如薄板的抗脆性好,综合性能也差一些。壁厚越厚,内外壁上的应力差别也越大。单层筒体无法改变这种应力分布不均匀的状况。
多层板筒体的优点
壳壁由数层或数十层紧密结合的金属板构成。可通过制造工艺在各层板间产生预应力,使壳壁上的应力沿壁厚分布比较均匀,壳体材料可以得到较充分的利用。壳壁材料中存在裂纹等严重缺陷时,缺陷一般不易扩散到其他各层,同时各层均是薄板,具有较好的抗脆断性能。
多层板筒体按其制造工艺的不同可以分为:
a 、多层包扎焊接式;
b 、多层绕板式;
c 、多层热套式;
d 、多层卷焊式等形式。
容器封头(端盖)
凸形封头(半球,椭圆,碟形,球冠形封头)
锥形封头
平板封头
封头的选择
封头的选择主要根据设计对象的要求,
并考虑经济技术指标。
单位容积的表面积,半球形封头为最小。
椭圆形和碟形封头的容积和表面积基本相同,
可以认为近似相等。
半球形封头的应力分布最好
椭圆形封头应力情况第二
碟形封头在力学上的最大缺点在于其具有较小的折边半径r
平板受力情况最差
封头愈深,直径和厚度愈大,制造愈困难。
封头定义
在中、低压压力容器中,与筒体焊接连接而不可拆的端部结构称为封头,与筒体以法兰等连接的可拆端部结构称为端盖。
锅壳锅炉结构
锅壳式锅炉是指蒸发受热面主要布置在锅壳内的锅炉,
锅壳锅炉的特点
1、“锅”和“炉”都包在一个壳体—锅壳中。
2、炉膛矮小,水冷程度大(整个金属炉膛浸泡在水中) ,燃烧条件差,必须烧优质燃料。
3、受热面少,蒸发量低,常装水管或烟火管以增加受热面。
4、壳体直径较大,开孔多,形状不规则,内部受热部分与不受热部分连接在一起度不一致,热胀冷缩程度不同,对安全工作不利。
5、系统比较简单,一般没有砌砖炉墙及尾部受热面,便于运输安装、运行管理及检查维修。对水质要求也比较低。
锅壳锅炉分类
1立式锅壳锅炉(立式直水管锅壳锅炉,立式弯水管锅壳锅炉) 特点; 下脚圈。该部位受力情况比较复杂,容易沉积水渣,严重时会影响炉胆下部的正常传热;外部接近地面,易受腐蚀。下脚圈的结构主要有u 形和s 形两种。
2卧式锅壳锅炉 特点; 卧式锅壳锅炉,其锅壳是卧置的,具有结构紧凑、操作方便、水位气压较稳定、对水质要求较低等优点。其出力(蒸发量也称容量)锅炉的比立式锅壳锅炉大,蒸发量一般不超过4t/h,蒸汽压力不超过125MPa 。
3水管锅炉 定义; 水管锅炉是指水在管内流动,烟气在管外流动,锅筒内无蒸发受热面的锅炉
水管锅炉的特点;
1炉膛置于筒体之外,“炉”不受“锅”的限制,体积可大可小,可以满足燃烧及增加蒸发量的要求。
2以容纳水汽的管子置于炉膛、烟道中作受热面,锅筒一般不直接受热,传热性能及安全性能都显著改善。
3水的预热、汽化及蒸汽过程在不同的受热面中完成,这些受热面分别叫省煤器、水冷壁与对流管束、过热器。
4水汽系统、燃烧系统及辅助系统比较复杂,但单个承压部件的结构比较简单。
5由于水的预热、汽化及蒸汽过热都是在管内完成的,管子结垢难于清除,因而对水质要求
较高,对运行、操作、管理水平也要求较高。
水管锅炉主要部件主要包括
锅筒、(锅筒则是水汽系统中容积最大的部件,锅筒上连接着作为蒸发受热面的管子,锅筒则是循环流动的起始点和结束点)
集箱、(集箱用来分配和汇集管内工质,)
水冷壁、(吸收炉膛高温辐射热量,使管内的水汽化;降低炉膛内壁温度,保护炉墙,防止结焦)
对流管束、(是吸收烟气的对流放热量,使管束内的水不断汽化。)
省煤器、(降低排烟温度,减少热损失,提高锅炉热效率;提高给水温度,改善水的品质,减轻有害气体对钢板的腐蚀。)
过热器等部件。(将一定压力下的饱和蒸汽加热干燥成具有一定温度的过热蒸汽。) 燃烧系统主要包括燃烧装置、
炉膛和烟道、
空气预热器(是降低排烟温度,减少排烟热损失;热空气送入炉膛可保证燃料及时着火,稳定和完善燃烧,提高锅炉的热效率。
)
水管锅炉的型号
第二章
煤的成分 C +H +O +N +S +A +W =100%
灰分 煤灰分是指煤完全燃烧后剩下来的残渣。这些残渣几乎全部来
自煤中的矿物质
灰分对锅炉工作的危害:
1降低发热量
2阻碍着火及燃烧
3烟气携带飞灰流过受热面产生结渣、积灰、磨损、腐蚀等有害现象
4飞灰对大气的污染
煤的性能指标
发热量 定义:一千克煤完全燃烧所能放出的热量。作用:发热量是区别煤质好坏的重要指标之一,在锅炉出力不变的情况下,燃用发热量高的煤时,耗煤量就小,燃用发热量低的煤时,其耗煤量必然增加。
挥发分 定义:指含水的煤样在隔绝空气的条件下加热时,煤中分解逸出的气体。作用:它是表征煤的燃烧性能的重要指标。挥发分含量对燃烧过程影响很大,挥发分多的煤,容易着火和燃烧;挥发分少的煤,着火困难,燃烧也不容易稳定和完全。
灰熔点 定义:指使灰熔融的最低温度。作用:灰熔点低的煤燃烧后易在受热面、炉排或炉墙上结渣,影响锅炉的正常运行。由此看出,煤的灰熔点高低关系到锅炉运行的安全可靠性。
煤质分析通常分为元素分析和工业分析两种。
元素分析: 收到基分析(ar ) 空气干燥基分析(ad ) 干燥基分析(d ) 干燥无灰基分析(daf )
不同的方法元素分析有; Cdaf >Cd >Cad >Car
工业分析 作用:用以确定煤中水分、灰分、挥发分、发热量,以鉴定煤的质量,正确进行锅炉的燃烧调整
煤的分类
石煤 :是一种劣质无烟煤
煤矸石 ;是采煤时带出的废料或原煤筛选后的副产品
褐煤 呈棕褐色,发热量低,容易着火,但有时并不容易燃烧
无烟煤 质硬,色黑,有光泽,挥发分少,着火困难,燃烧时有短蓝色火焰
贫煤 其挥发分含量及发热量介于烟煤与无烟煤之间
烟煤 其挥发分及含碳量都高,容易着火及燃烧;
煤燃烧过程;
1预热干燥和干馏阶段;煤中水分即汽化析出;升温至130~400℃时,即分解析出可燃性挥发分,并形成焦炭。
2挥发分着火和燃烧阶段(此阶段焦炭未燃烧)
3焦炭燃烧阶段
4燃尽阶段
煤燃烧的条件
1足够的炉温 2适量的空气 3一定的时间和空间
锅炉的燃烧装置和炉膛是否合理,就看是否能满足上述三个条件。
通常将锅炉中燃料的燃烧方式分为三类:
1层燃(只用于固态燃料) 2室燃(气体、液体、固体燃料均可以燃烧) 3沸腾燃烧(层燃与室燃两种方式之间)
五锅炉用燃油,燃气及其燃烧
锅炉燃油;指渣油和重油
燃油中硫含量较高导致使得燃油锅炉尾部的低温硫腐蚀较燃煤锅炉突出和严重。重油中氧、氯含量很低,灰分和水分很少,对锅炉燃烧及安全影响较小。
重油的物性指标
粘度:反映流体流动时层间摩擦力的大小。燃油的粘度随温度的升高而减小,因而燃油输送与雾化前应适当加热。
闪点、燃点及自燃点。闪点只是瞬间现象,它并不能继续燃烧。
凝固点:指燃油丧失流动状态的最高温度。重油的凝固点约为15~36℃。
燃油特点及其燃烧工程
燃油的沸点低于其燃点,因而燃油总是先气化,后着火燃烧。
雾化是燃油是否完全燃烧的首要条件
燃烧过程是雾化—蒸发—适当配风与油气混合—燃烧并继续配风。
锅炉燃气
在燃气的性能指标中,除发热量之外,还有燃点、爆炸极限等反映燃爆性能的指标
空气及烟气在锅炉中流动要克服一定的阻力、其动力来自烟囱及通风机械
单纯依靠烟囱抽力通风的,叫自然通风;
主要依靠通风机械通风的,叫强制通风。
锅炉中的传热
传热方式 :1传导(热导) 、如果受热面钢材上积有烟灰或沉结水垢,就会明显降低热量传导,影响锅炉的安全性及经济性。
2对流、流体在流动中与和它直接接触的固体壁面间进行的热量传递,叫对流放热,简称放热,影响对流放热的因素,流体特性,流速及流动特征,其他因素
3辐射 物体的热能不断地以电磁波的形式向四面八方发射,这种形式的能量称为热辐射能 因而辐射换热是真空中唯一的热传递方式。
锅炉中的传热分析
锅炉的受热面分别布置在炉膛和烟道中,三种传热方式同时都在起作用。
传热与安全
传热过程出现障碍(①缺水;②受热面上沉积水垢;③水循环故障)——使受热面低温侧的传热阻力增大,(降低传热量,降低锅炉的经济性)——剧烈升高受热面的温度水平—— 超过受热面的承受温度——金属强度降低——引发安全事故
热平衡方程
q 1+q 2+q 3+q 4+q 5+q 6=100%
q1 锅炉热效率
q2排烟热损失
q3气体不完全燃烧损失
q4固体不完全燃烧损失
q5散热损失
q6灰渣物理热损失
通常锅炉设计时所做的热平衡预算,包括预算各项热损失及热效率,是基于经验数据的估算。
正平衡试验(小型锅炉) ;反平衡试验(大中型锅炉)。
第四节 锅炉水循环和汽水分离
工质的定压加热工程
水的预热:未饱和水在锅炉中逐步受热升温,直至升到饱和温度。
饱和水的沸腾汽化:水升温至相应压力下的饱和温度之后,即不再继续升温,此时的水如继续吸热.则就会部分转变为蒸汽。这部分蒸汽的温度与水的温度相同,是饱和温度下的蒸汽,叫饱和蒸汽。
湿饱和蒸汽中蒸汽质量占汽水混合物总质量的比例,叫湿蒸汽的干度
如果饱和水全部转变成了蒸汽,其干度x=1,则被称做干饱和蒸汽。
1kg 饱和水全部转变为饱和蒸汽所需要吸收的热量,叫汽化潜热
饱和蒸汽的过热,对饱和蒸汽继续加热,使其温度高于相应压力下的饱和温度。高出饱和温度的部分叫蒸汽的过热度。