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1、编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共53页第 1 页 共 53 页锅炉原理备课笔记 2第二章燃料2-1 锅炉用燃料1 电厂是消耗燃料的大户，越发达的国家电厂消耗的燃料越多。2 三种状态的燃料：固体、液体、气体。我国煤是主要燃料，占总燃料发热量的 90%，其他的燃料很少。石油不到 10%，天然气不到 10%（石油和天然气之和为 10%左右）。而美国的石油和天然气之和高达 50%，比我国的条件好。3 我国电站锅炉利用燃料的原则：电站锅炉尽量利用比较差的燃料，把好燃料让给其他的部门，因为电站对燃料的燃烧研究最好。4 我们
2、这个锅炉原理课程介绍的是燃煤锅炉。2-2 煤的成分一元素分析和工业分析元素分析定义：元素分析一般指分析燃料中的碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）五种元素。这个方法、这个结果叫元素分析。1 为什么要用元素分析：现有的分析方法中不能直接分析煤中有机物的各种化合物，很多物质在分析的过程中分解。所以一般用煤的元素分析表示煤的有机物特性。2为什么不是完全彻底的元素分析？有一些化合物在煤的燃烧前后没有改变，就是他们不参与燃烧。分析他们的元素组成对于锅炉燃烧没用。这里指的就是煤的水分和煤的灰分。3元素分析成分：碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）、灰分、水分。4元素分析方法的简单介
3、绍。有这个方面的国家标准，可以查阅。简单说来就是把煤制成煤样（磨成煤粉），在炉子里加热。先失去的是水分。紧接着燃烧煤粉。分析燃烧产物可以知道煤粉的元素分析成分。最后剩下的是灰分。5为什么在定义中只有碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）五种成分。因为这个五种成分和燃烧有关。其余的灰分和水分和燃烧无关（不参与燃烧）。但是灰分和水分是煤里面都有的，也占一定的百分比，因此元素分析成分包括七种成分。工业分析的定义：分析煤粉中的灰分、水分、挥发分和固定碳的分析。1为什么发电厂要用煤的工业分析。元素分析比较复杂，一般发电厂不能做。而煤又要进行快速分析，以指导运行。所以用比较简单的工业分析。2工业
4、分析成分：灰分、水分、挥发分和固定碳。3工业分析简单介绍：和元素分析近似，也借助于燃烧。把煤样加热，先失去水分，然后隔绝空气继续加热，再失去的是挥发分。剩下的是焦碳（固定碳和灰分之和）。把焦碳燃烧，失去的是固定碳，余下的是灰分。4发电厂每天都要对煤进行工业分析，让运行人员掌握煤种的变化情况，有利于锅炉运行。二煤的成分 常将各个成分用百分比表示。1碳 是煤的各个成分中含量最多的元素，有的高达 90%，最少也有 50%。是煤的发热量的主要来源。其中一部分与其他元素化合，其余是单质状态，称为固定碳。固定碳多了不容易着火。所以含碳多的煤不好着火。2氢大部分含量在 36%的范围内。一部分和氧结合成水；另
5、一部分在有机物中，我们在元素分析中的氢就是这一部分。在加热的时候形成氢气或各种碳氢化合物，容易着火编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页 共53页第 2 页 共 53 页和燃烧。氢的发热量很高。3氧一部分和氢化合成水，不能燃烧；另一部分和碳化合成碳氢化合物，可以燃烧。含量差距很大，最高达 40%。随着煤化程度的提高，含量降低。4氮煤中的氮的含量不多，只有 0.52.0%。在燃烧的时候有很少一部分与氧化合成氧化氮（xNO）。5硫煤中的硫有三种形态存在：有机硫、黄铁矿硫（FeS2）和硫酸盐硫（CaSO4、MgSO4、FeSO
6、4等）。一般来说，硫酸盐是灰分，不参与燃烧。6水分把煤样在 102105条件下干燥带恒重，失去的就是水分。一般地质年代增加，水分减少。还和运输、贮藏的方法有关。两个概念：内在水分（固有水分、分析水分）和外在水分（外部水分）。长期放在阴凉的地方，使水分的逸出和水分的吸收平衡时的水分叫内在水分。用自然干燥法失去的水分为外在水分。两部分之和叫全水分。7灰分把煤样加热到 80025，灼烧二小时，余下的就是灰分。最少为 10%，最多可以达到 50%以上。灰分由多种元素组成，和开采方法、运输、贮存方法有关。三煤中某些成分对锅炉工作的影响1硫分与氧气作用有一部分形成 SO3，进而形成硫酸，腐蚀尾部受热面；在
7、炉膛里形成 H2S 对水冷壁产生高温腐蚀；形成的 SO2对环境造成危害；硫化铁很硬，造成严重的磨损。2灰分挡住氧气和可燃成分接触，影响着火；造成结渣、积灰、磨损；污染大气环境。3水分影响煤粉着火（使着火困难）；降低炉膛温度，增大未完全燃烧损失；排入大气，增加排烟损失；增加烟气体积，使吸风机电耗增加；增加烟气的水蒸气分额，增加烟气的腐蚀；原煤水分多，制粉系统工作困难；磨煤机出力下降；原煤仓容易堵塞、给煤机粘结等。4挥发分定义：在隔绝空气的条件下加热 85020，使得煤粉中的有机物分解而析出，称为挥发分。主要成分：各种碳氢化合物、氢、一氧化碳、硫化氢等可燃气体；少量的氧气、二氧化碳、氮气等不可燃气
8、体。释放挥发分的温度：煤化程度比较低的煤，1350炉内结渣的可能性不大，为了避免结渣炉膛出口烟气温度要留出 50100的余量。4灰分的烧结性指灰分在高温对流受热面生成高温烧结性积灰的能力。烧结性和熔化性没有直接的关系，但是和灰分的成分有关。碱性物质含量多，烧结性越强。2-4 煤的分类一煤的分类方法可以按照很多指标进行分类，分完大类再细分。1 通常把煤分成三个阶段：褐煤、烟煤和无烟煤。2 在无烟煤中根据挥发分的多少，分为1号（6.510%）、2号(3.56.5%)和3号(3.5%)。3 在烟煤中根据挥发分和粘结指数分类。分为贫煤、瘦煤、焦煤、亚焦煤、弱焦煤、不粘煤、肥煤、肥气煤、气煤和长焰煤。具
9、体见 P15。4 褐煤用目视透光率来表征年轻煤的煤化程度的比较好的指标。二几种主要动力煤的特点1 无烟煤有光泽、机械强度高、焦结性差、含碳高、发热量高、难点燃、燃尽困难。2 贫煤是变质程度最高的烟煤、介于无烟煤和烟煤之间、挥发分少、燃烧接近无烟煤。3 烟煤挥发分多、水分和灰分少、发热量高容易着火和燃尽。4 褐煤外表呈褐色，似木质、挥发分高、好着火、发热量低。*5 在两种煤的分界处，有的烟煤的挥发分比有的贫煤低，但是是烟煤。同时有的贫煤挥发分比有的烟煤高，但是是贫煤。这是因为这个贫煤的着火性质（着火和燃尽）是贫煤的，这编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路
10、勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页 共53页第 4 页 共 53 页个烟煤的着火性质（着火和燃尽）是烟煤的。2-5 和2-6 同学们自己看。锅炉原理备课笔记 3第三章燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡3-1 燃烧所需空气量和过量空气系数1理论空气量定义：1kg 受到基燃料完全燃烧而又没有剩余氧存在，此时所需的空气量称为理论空气量。2标准状态 0、一个物理大气压。在标准状态下，1kmol 气体的容积为 22.41Nm3。31kg 固体或液体燃料完全燃烧所需的理论空气量为：ararararOHSCV0333.0265.0)375.0(0889.00（3-1）4过量空气系数的定义：实际供给的空气量与理论空
11、气量的比值。5最佳过量空气系数的定义：不完全燃烧热损失最小，燃烧效率最高的过量空气系数。6漏风系数的定义：漏入的空气量与理论空气量的比值。排烟的过量空气系数等于炉膛出口的过量空气系数加上烟道漏风系数之和。7漏风的害处，炉膛漏风使得炉膛温度降低，增加机械未完全燃烧损失、增加烟气流量；烟道漏风，影响受热面的传热、排烟温度升高（具体要看什么地方漏风：离炉膛出口近的地方漏风往往使得排烟温度升高；远离炉膛出口的地方漏风使得排烟温度降低）；排烟温度升高和排烟体积增大都增加排烟损失，增加风机电耗。3-2 燃烧产物（烟气量）的计算一理论烟气容积1理论烟气容积的定义：如果燃烧时供给的是理论空气量（即1），而且又
12、达到完全燃烧，这时烟气所具有的容积称为理论烟气容积。2理论烟气容积的成分：二氧化碳 CO2、二氧化硫 SO2、氮气 N2、水蒸气 H2O。（1）二氧化碳 CO2容积：100/866.12arCOCV（3-5）（2）二氧化硫 SO2容积：100/7.02arSOSV(3-6)100375.0866.12ararROSCV(3-7)(3)理论氮气容积：100/8.079.0002arNNVV（3-8）（4）理论水蒸气容积：000161.0100/24.1100/1.112VWHVararOH（3-10）（5）理论烟气容积：000002222OHGYOHNROyVVVVVV（3-11）（6）理论干烟
13、气容积：0022NROGYVVV编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页 共53页第 5 页 共 53 页二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。公式除了下面的公式以外还有公式，见 P23。1过量空气中氧气的容积：0)1(21.02VVO（3-14）2过量空气中氮气的容积：00)1(79.022VVVNN（3-15）3过量空气中的水蒸气容积：00)1(0161.022VVVOHOH（3-16）4实际烟气容积：000)1(0161.0)1(VVVVYY（3-17）5还有按照重量计算的实际烟气
14、容积的公式；二氧化碳、二氧化硫、水蒸气份额以及灰粒浓度的公式，在 P24。进行锅炉热力计算的时候需要。3-3 烟气分析（不完全燃烧情况的公式或者说实际的公式）1 奥氏分析仪用的是吸收的方法，见 P25。2 干烟气容积的公式，见（3-33）。3-4 不完全燃烧方程式（烟气中一氧化碳含量计算）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（只考虑一氧化碳）。2 不完全燃烧方程式：arararararSCNOH375.0038.0837.2（3-40）3是燃料特性系数，见上式。4完全燃烧方程式：022121ORO02max2121ORO（3-43）5由于烟气中或多或
15、少含有氧气和一氧化碳，所以三原子气体的含量不可能达到它的最大值。3-5 锅炉运行状态下过量空气系数的确定1过量空气系数的计算公式：2max222121ROROO（3-51）2由于后一个公式涉及到燃料成分，因而准确性比较差。3 现在应用的氧化锆氧量表（不错的）准确性不是很好。要精确（1）购买进口仪表，价格是国产仪表的 510 倍。（2）每半年要校正一次，价格几千元。3-6 空气和燃烧产物的焓的计算1理论空气和烟气的焓的定义：每公斤固体或液体燃料燃烧所需理论空气量和生成的编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第6页 共53页第 6
16、 页 共 53 页烟气量在等压（通常为大气压力）下从 0加热到所需的热量。2理论空气和烟气的焓不是 1kg 物质的焓，而是 1kg 燃料燃烧所需要的那么多理论空气量和生成的那么多烟气量的焓。3 从定义来看，计算理论空气和烟气的焓的时候是等压过程。4计算空气和燃烧产物的焓的公式：kkcVI)(00（3-52）5。随着温度的升高，气体的定压比热是增大的。因此要通过查表来查出气体的定压比热，然后代入计算公式。6。在燃料含灰量很少的情况下，可以忽略飞灰的热焓。锅炉原理备课笔记 3-23-7 锅炉机组的热平衡计算1 锅炉机组的热平衡是输入锅炉机组的热量与锅炉机组输出热量之间的平衡。2 锅炉机组的输入热量
17、主要是燃料燃烧放出的热量。锅炉机组输出的热量是锅炉有效利用热量和锅炉机组的各项热损失。3 热平衡式：654321QQQQQQQr（3-57）4 用百分比来表示的热平衡式：654321100qqqqqq（3-58）5 锅炉效率：)(1001006543211qqqqqQQqrgl（3-59）一输入热量rQ1输入热量包括几部分：燃料的低位发热量、燃料的物理显热、外来热量加热空气的热量、蒸汽雾化燃料油的热量。2输入热量的计算公式：whwrrardrQQiQQ(3-60)3.为什么要用低位发热量，因为排烟温度一般不低于 110120，烟气中的水蒸气不会凝结，所以用低位发热量。4燃料的物理显热的计算公式
18、：rrrtci（3-61）5上式中比热另有计算公式。对于燃煤锅炉只有燃料水分很大的时候才计算。6 雾化燃料油热量的公式，只有锅炉低负荷运行，必须要煤油混烧的情况才计算。7 用外来蒸汽加热空气指的是在使用暖风器等前置式空气预热器的锅炉机组。二机械未完全燃烧热损失4Q1机械未完全燃烧热损失4Q指的是未燃尽的颗粒被烟气带出炉膛和排入冷灰斗而不能被燃烧利用。2灰平衡：进入炉膛燃料中的总灰量应当等于飞灰和灰渣中的灰量之和。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第7页 共53页第 7 页 共 53 页3灰平衡式：)100100()1001
19、00(100hzhzfhfharCGCGAB（3-68）4解释公式中各个参数的意义。5一般飞灰系数在 90%左右；其余是灰渣系数。6飞灰含碳量和灰渣含碳量指的是简单的重量比。同样还有漏煤系数和烟道灰系数。但是主要的是飞灰系数和灰渣系数两个。7 飞灰含碳、灰渣含碳和烟道灰含碳应当是纯碳；漏煤应当是原煤。8 机械未完全燃烧热损失4Q的计算公式：100)100100100100(3274yhyhyhlmlmlmhzhzhzfhfhfhrarCCCCCCCCQAq这个公式是比较复杂的，其中主要是括号中的前两项，煤粉锅炉没有漏煤，烟道灰分很少。9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
20、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 0.55%；对于链条炉为 715%；对于燃用气体与液体燃料的锅炉为 0。10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、配风工况、炉膛结构等等。三化学未完全燃烧热损失3Q1 造成化学未完全燃烧热损失的成分依次是：一氧化碳、氢气、甲烷。一般在燃用固体燃料的时候只有一氧化碳。2 可以在烟气分析的基础上计算化学未完全燃烧热损失的数值。3 计算化学未完全燃烧热损失的公式：)1001)(2.3581084.126(4423qCHHCOVQGY（3-77）4 化学未完
21、全燃烧热损失的数值一般不超过 0.5%；层燃炉可以达到 13%。5 影响因素和机械未完全燃烧热损失相同。四排烟热损失2Q1 排烟热损失的计算公式：rlkPYPYQqctVIq/)1001()(402（3-79）2 排烟热损失是锅炉热损失中最大的一个，一般为 512%。排烟温度变化 15，排烟热损失变化 1%。3 排烟热损失的影响因素：排烟温度和排烟体积。4 最佳过量空气系数的定义：使 q2+q3+q4之和最小的过量空气虚数。五散热热损失 Q51 定义：通过锅炉表面向周围散失热量叫散热损失。2 散热曲线以前我们用苏联曲线；现在用西安热工院曲线，其拟和方程如下：编号：时间：2021 年 x 月 x
22、 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第8页 共53页第 8 页 共 53 页379632.05861841.5EEDq这个是锅炉额定容量时的拟和方程。这个公式的准确性很好，没有什么误差。3运行工况下的散热热损失公式：DDqqEE55（3-81）4保热系数的定义：表示锅炉各个部分中烟气放出的热量有多少被受热面吸收。5保热系数的实质和计算公式：551qqgl（3-83）六其他热损失6Q1 其他热损失6Q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 其他热损失的计算公式见 P40 的（3-84）。冷却热损失公式（3-85）。七锅炉机组热效率和燃料消
23、耗量1锅炉机组的有效利用热：BiiDiiDiiDQgspwzrzrzrgsgrgr)()()(1 （3-87）2锅炉机组热效率公式见（3-88）。3 锅炉机组的燃料消耗量见（3-89）。4 计算燃料消耗量：)1001(4qBBj考虑了 q4的修正。（3-90）3-8 锅炉机组热平衡试验1 正平衡方法定义见 P42；直接求锅炉机组的有效利用热。2 反平衡方法定义见 P42；求各项热损失，再求锅炉机组效率。3 平衡方法的好处（1）准确，因为工质流量的测量不太准确；（2）可以求出各项热损失，有利于改进锅炉。（3）正平衡要求锅炉机组在比较长的时间内参数不变太难了。锅炉原理备课笔记 4第四章煤粉制备4-
24、1 煤粉的性质一煤粉细度1煤粉的细度公式：%100baaRx（4-1）2煤粉细度用两个筛子测量，90R和200R，通常无烟煤和烟煤用90R的 90 号筛子；褐煤用200R的 200 号筛子。要求的煤粉细度对于无烟煤和烟煤为dafnVR5.0490。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第9页 共53页第 9 页 共 53 页3煤粉细度高机械未完全燃烧热损失小，但是制粉系统要多消耗电能。4煤粉经济细度指磨煤电耗和机械未完全燃烧热损失之和最小的煤粉细度。二煤粉的颗粒组成特性1 Rosin-Rammler 方程：nbxxeR100。
25、2 两个系数：b 是细度系数，取决于对细度要求；n 是均匀性指数，取决于制粉设备，钢球磨煤机的均匀性指数；中速磨煤机的均匀性指数最大。3 均匀性指数对燃烧的影响，均匀性指数越大，煤粉颗粒越均匀，就是颗粒特别大的煤粉颗粒越少，因此机械未完全燃烧热损失越少，提高了燃烧的经济性。4 判断均匀性指数的大小，要看在两次筛分之间煤粉被研磨的次数，研磨的次数越少，均匀性指数越大。因而中速磨煤机磨出的煤粉均匀性最大。三煤粉的水分1煤粉的水分达到多少才算是合格的煤粉？对于烟煤和褐煤（风扇磨磨制）的煤粉达到：adMFadWWW5.0。对于无烟煤和贫煤的煤粉要达到admfWW。2水分影响什么？水分影响制粉系统的工作
26、（降低水分、在煤粉仓里的贮存），影响着火，因而也影响燃尽。四煤粉的爆炸性1影响煤粉的爆炸性的因素：煤粉的挥发分、煤粉细度、气粉混合物的温度、在气粉混合物中煤粉的浓度、氧气的浓度。2可以控制的因素：只有一个气粉混合物的温度。其他都是不能选择和改变的。3制粉系统爆炸的危害：当制粉系统满足爆炸的条件，又有明火点燃的时候，会产生强烈的爆炸，有的把防爆门打破、细粉分离器炸掉。4-2 煤的可磨性系数1可磨性系数的定义：将质量相等的标准燃料和试验燃料由相同的初始粒度磨成细度相同的煤粉的时候，消耗的能量的比值。2标准燃料是一种很难磨制的燃料。3可磨性系数的测定方法（1）苏联的全苏热工所（）方法用的是瓷制的球磨
27、机。公式为（4-16）。（2）欧美国家的方法（哈德格罗夫方法）用的是微型中速磨煤机。4两个方法的换算关系的公式是（4-18）式。5用测量方法磨制的煤粉因为没有筛分，所以其中有很多过细的煤粉。4-3 磨煤机可以分三种磨煤机：低速磨、中速磨和高速磨。一筒式钢球磨煤机1 筒式钢球磨煤机的结构。2 影响筒式钢球磨煤机工作的主要因素有：球磨机的转速（临界转速、工作转速）、护甲、钢球充满系数、通风及公式、钢球的直径及配比。3 球磨机的出力和消耗功率的计算（1）出力见（4-24）；（2）消耗功率见（4-30）；（3）单位电耗见（4-31）式。二中速磨煤机有很多种中速磨煤机，下面只讲常用的中速磨煤机。编号：时
28、间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第10页 共53页第 10 页 共 53 页1中速磨煤机的工作原理：原煤从中心的顶部进入磨煤机，落在磨盘的中间部位，在磨盘旋转的作用下，甩向四周。原煤在经过磨环的时候被破碎。煤粉被甩到风环处。在热风的作用下，煤粉被烘干，并被带到煤粉分离器分离。合格的煤粉流出磨煤机，进入炉膛燃烧；被分离出来的不合格的大颗粒煤粉返回磨煤机继续研磨。2中速磨煤机的分类：平盘磨煤机、E 型（大钢球）磨煤机、碗式磨煤机、MPS 磨煤机。还有很多新式的磨煤机，见各个新的锅炉教材。3中速磨煤机煤粉的均匀程度比较好。因为原煤在研
29、磨一次以后就被分离一次，因而刚刚合格的煤粉就被分离出来，所以煤粉均匀。4中速磨煤机的密封风，（1）进入到旋转的部件之间，防止煤粉进入，损坏机器部件。（2）密封壳体，防止煤粉污染环境。（3）进入磨煤机上面的给煤机，给煤机里有部分的比较碎的原煤，长期停留在给煤机中，如果和热风接触会产生自燃。用冷的密封风压制热风进入给煤机就可以防止煤粉自燃。三风扇磨煤机1风扇磨煤机的结构就象风机差不多。有一个叶轮，上面安装很厚的叶片（冲击板）。外面有一个厚实坚固的蜗壳。2风扇磨煤机的工作原理：热在叶轮的旋转作用下，风和原煤从叶轮的中心进入磨煤机。原煤在通过冲击板的时候被击碎成为煤粉。与此同时煤粉被干燥成为干燥的煤粉
30、。在流出叶轮往上升的时候经过煤粉分离器被分离，合格的煤粉送出磨煤机，不合格的大颗粒煤粉落回叶轮，再一次被研磨。3风扇磨煤机的优点：研磨、干燥、输送同时进行，结构简单、节约投资、运行简单。适于磨制褐煤和烟煤。4-4 制粉系统制粉系统分为直吹式和中间贮仓式两种。一制粉系统制粉系统见图 4-9。1 直吹式制粉系统的定义：磨煤机磨制的煤粉全部直接送入炉膛内燃烧的系统。2 直吹式制粉系统配中速或高速磨煤机，因为这些磨煤机的电耗随负荷的升高而升高，因而低负荷的时候是省电的。而低速的筒式钢球磨煤机的电耗对于各种负荷几乎不变。3 直吹式制粉系统可以分为负压系统和正压系统。所谓负压系统和正压系统是指磨煤机的压力
31、是负压还是正压。排粉机在磨煤机后面，磨煤机是负压是负压系统。一次风机在磨煤机前面，磨煤机正压是正压系统。4 图 4-9 是比较旧的系统，因为这本书比较旧。现在的系统大多分为一次风机和送风机（二次风机），空气预热器为三分仓的。两台风机全按装在空气预热器之前，两股风同时进入空气预热器，出来后分别到制粉系统和燃烧器的大风箱。5 负压制粉系统有严重的缺点，排粉机磨损严重，但是对周围环境的损坏不大。正压制粉系统没有风机的磨损问题，但是如果磨煤机密封不好煤粉外泄，影响周围环境。6 对于燃用多水分褐煤的锅炉，采用热风和高、低温炉烟混合物作为干燥剂。有一定的优点。（1）降低制粉系统中氧气的含量，避免制粉系统的
32、爆炸；（2）降低炉膛的温度水平，减少结渣；（3）原煤水分较大时，能满足对煤粉水分的要求。二中间储仓式制粉系统1中间储仓式制粉系统的定义：磨制的煤粉先经过细粉分离器落下来到煤粉仓中，等燃烧需要的时候再送入一次风中，到炉膛燃烧的系统。2中间储仓式制粉系统可以分为热风送粉和干燥剂（乏气）送粉两种。热风送粉是把编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第11页 共53页第 11 页 共 53 页煤粉送到作为一次风的热风中，然后再送入炉膛燃烧。乏气送粉是把煤粉落到作为一次风的乏气中间，再送入炉膛燃烧。所谓的乏气指干燥过煤粉的风，也就是再也没
33、有干燥能力的，“乏”了的干燥剂。3乏气送粉的中间储仓式制粉系统在磨煤机不工作的时候应当可以切换成热风送粉的中间储仓式制粉系统。4制粉系统的再循环是从排粉机的出口到磨煤机入口的一个管子，用来协调磨煤风量和干燥风量的关系的。5风量协调：在中间储仓式制粉系统中有两个风量，一个是磨煤风量，就是带动煤粉在中间储仓式制粉系统中运动的风量。另一个是干燥风量，就是干燥煤粉的热风风量。但是在系统中只有一个风量，要求这个风量对磨煤和干燥都合适。协调这个关系就叫风量协调。具体方法如下：对于水分少的烟煤，磨煤风量大于干燥风量，采用制粉系统再循环或者采用部分温风和冷风，增加运送煤粉的风量（制粉系统再循环增加中间储仓式制
34、粉系统中阻力最大的磨煤机、粗粉分离器、细粉分离器部分的风量，只剩下流动阻力很小的一次风管道没有增加风量），又没增加干燥风量；对于水分比较多的褐煤，在热风中加进部分热炉烟（1100），增强热风的干燥能力，但是没有增加磨煤风量。这样就协调了风量，使得两个风量相等。在直吹式制粉系统中调节进入磨煤机的热风温度，可以协调风量。直吹式制粉系统中这个风量还要作为一次风量（于是要协调三个风量），那就只能相互凑合一下了。4-5 制粉系统的其他部件一粗粉分离器1 粗粉分离器的结构如图 4-12 所示。还有几种不同类型的粗粉分离器，见其他锅炉书。粗粉分离器有离心式、回转式两种。仔细讲解结构。2 粗粉分离器的作用把粗
35、粉分离出来。分离原理：离心分离、重力分离和惯性分离。3 粗粉分离器的调节：调节上部的可调折向挡板。二细粉分离器（旋风分离器）把煤粉落到煤粉仓。三给煤机1 分类：圆盘给煤机、刮板给煤机、电子重力皮带式给煤机、振动给煤机。2 仔细讲解刮板给煤机的结构。仔细讲解电子重力皮带式给煤机。四给粉机圆盘给粉机的结构。锅炉原理备课笔记 5第五章燃烧过程理论基础5-1 燃烧化学反应动力学基础化学反应动力学是研究化学反应机理和反应速度的科学。一燃烧反应速度1 化学反应速度通常用单位时间内反应物或生成物浓度的变化来表示。dtdCAA用反应物 A 的浓度变化来表示。2 用不同物质计算的化学反应速度是不同的。3 质量作
36、用定律：对于均项反应，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。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第12页 共53页第 12 页 共 53 页4 反应速度常数就是化学反应速度表达式中浓度项前面的系数。5 平衡常数（浓度平衡常数）：正反应与逆反应速度常数之比称为平衡常数。6 压力平衡常数：浓度用分压力表示的平衡常数。两个平衡常数的数值不同。二影响化学反应速度的因素1阿累尼无斯定律：RTEekk0（5-11）2活化能：为使某一化学反应得以进行，分子所需的
37、最低能量为活化能。常用燃料的活化能数量见 P70。三连锁反应1连锁反应概念：有些燃烧反应并不是按照化学反应方程所写的那样在反应物分子之间直接进行的。实际的反应象是一个环节连接一个环节的连锁一样，经过一系列中间反应进行的。2诱导期：某一个化学反应开始的时候，反应速度很低，这一个时期叫诱导期。四着火温度1 连锁着火：这种由连锁反应引起的着火叫连锁着火。2 热力着火：由于温度不断升高而引起的着火叫热力着火。在锅炉中发生的着火就是热力着火。3 放热曲线及散热曲线，见图 5-3。讲解清楚着火点、熄火点、正常工作点和缓慢氧化点，重点讲解稳定和不稳定的问题（放热和散热的关系）。4 燃料的着火温度见表 5-1
38、。5-2 燃烧反应的动力区和扩散区1 多项燃烧的几个过程：（1）参加反应的氧气从周围环境扩散到燃料表面。（2）氧气被燃料表面吸附（3）在燃料表面上进行化学反应。（4）燃烧产物从燃料表面解吸附。（5）燃烧产物离开燃料表面，扩散到周围环境中去。2 两个关键的过程：氧气向燃料表面的扩散和在燃料表面上进行化学反应。3 三个燃烧区域（1）动力燃烧区：温度比较低（1000），和氧气的扩散速度相比炭粒表面的化学反应速度很慢，所以燃烧反应速度取决于化学反应速度。这时加强燃烧的手段是增加反应温度，增加化学反应速度。（2）扩散燃烧区：反应温度比较高（1400），和氧气从周围环境的扩散速度炭粒表面的化学反应速度相比
39、，炭粒表面的化学反应速度比较快，所以燃烧反应速度主要取决于氧气从周围环境的扩散速度。这时加强燃烧反应的手段是增加扰动，以增加氧气扩散。（3）过渡燃烧区域：在动力燃烧区和扩散燃烧区的中间有一个燃烧区域，在这个燃烧区域中，氧气从周围环境的扩散速度和炭粒表面的化学反应速度数量相当。这时增加反应温度和增加干扰都可以加强燃烧反应。4一般的锅炉炉膛内的煤粉燃烧，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。5处于什么区和燃料情况有关，煤粉燃烧的化学反应速度比较快，煤块的燃烧的化学编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学
40、海无涯苦作舟页码：第13页 共53页第 13 页 共 53 页反应速度比较慢。煤粉燃烧处于过渡燃烧区甚至动力燃烧区，增加反应温度和增加扰动可以强化燃烧；煤块处于扩散燃烧区，提高气流的相对运动速度可以强化燃烧。5-3 煤和煤粉的燃烧1传统燃烧理论：固体颗粒燃料的燃烧过程由一系列阶段组成。（1）固体颗粒燃料受热后析出水分；（2）发生热分解析出挥发分；（3）挥发分开始着火；（4）焦碳着火。2几个过程是分开的，互相不混合。一炭粒的燃烧1 炭粒和氧气的复杂反应（炭粒和氧气、炭粒和水等）过程。见 P7879。2 室燃锅炉的炉膛里，煤粉是悬浮燃烧，空气流和煤粉颗粒的相对速度很小（我认为是厘米/秒数量级），可
41、以认为静止不动。二煤粉的燃烧1现代燃烧理论：挥发分的析出几乎延续到煤粉燃烧的最后阶段，挥发分的析出和燃烧和焦碳的燃烧同时进行。2燃烧过程的研究有的还处于探索阶段。锅炉原理备课笔记 6第六章燃烧设备6-1 煤粉燃烧器及其流体动力学特性1燃烧器的作用：将煤粉和燃烧所需的空气送入炉膛，组织一定的气流结构，使燃料能迅速稳定地着火。2直流燃烧器：出口射流为直流射流或直流射流组的燃烧器为直流燃烧器。3旋流燃烧器：出口射流包括有旋流射流的燃烧器为旋流燃烧器。4空气动力特性：空气（烟气）流速和压差的关系称之。一直流射流及直流燃烧器1卷吸：射流由于带动周围介质随着射流一起流动，从而射流质量逐渐增加，这个过程叫做
42、卷吸。2射程描述射流在周围介质中的穿透能力的物理量。（1）射程是指从喷口沿着射流轴线到某一个截面 L，在这个截面里最大的轴向速度为005.0WWzx。（2）射程是指从喷口沿着射流轴线到某一个截面 L，在这个截面里最大轴向速度已经降低到某一个数值。3气流的初始动量 K0,见（6-1）。4直流燃烧器的着火热量主要来自卷吸（大部分来自卷吸，少部分来自辐射）。直流燃烧器喷口的宽高比越大，卷吸能力越强。5直流燃烧器的煤粉气流只有外回流区，所以着火点在外边界。讲解回流区的形成、锚定、驻点。6直流燃烧器美国燃烧工程公司（CE 公司）应用（在所有制造的锅炉上应用，不用旋流燃烧器），水平比较高。7均等配风直流燃
43、烧器：一次风喷口和二次风喷口相间隔布置，距离比较近，使得一次风和二次风接触早，适用于挥发分比较高的烟煤、褐煤。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第14页 共53页第 14 页 共 53 页8分级配风直流燃烧器：一次风喷口相对集中布置，二次风喷口分级布置，使得二次风逐渐分级地和一次风混合，适用于挥发分比较低的无烟煤、贫煤。9下二次风的作用：提供下侧煤粉火焰所需要的氧气，托住煤粉，防止煤粉离析。10三次风在燃烧器的最上面，起到燃尽燃料的作用。二旋转射流及旋流燃烧器见图 6-41 在自由旋转射流的任意一个截面内，旋转动量矩和轴向
44、动量都是守恒的。2 旋流强度：旋转动量矩与轴向动量和喷口的特征尺寸的乘积的比值。3。书上的三种旋流燃烧器，是苏联 50 年代的产品，不好用。基本上被淘汰了。现在用的比较多的是美国 B&W 公司的双调风燃烧器，其他公司的旋流燃烧器和 B&W 的燃烧器差不多。例如，美国 FW 公司、苏联的近期产品等。这里要讲解美国 B&W 公司的双调风燃烧器，有的有中心管，有的没有中心管。4 旋流燃烧器有内回流区，着火点在内边界。着火的热量几乎全来自卷吸（辐射极少）。5旋流燃烧器的火焰比较短粗，就是说燃烧比较剧烈。6-2 煤粉气流的着火1 着火热的获得依靠对流和辐射两个方面。2 正常着火在距离一次风喷口 5001
45、000mm 的地方比较合适。过早着火能烧坏燃烧器喷口或者造成燃烧器喷口结渣；过迟着火使得着火不稳定，增加机械未完全燃烧热损失，炉膛出口烟气温度增加，炉膛出口处结渣。3 把一次风煤粉气流加热到着火温度所需要的热量叫着火热。4 着火热的计算公式：)100(2510)100(19.4)100()(100100(111ZqarZqargrkZHtctWWttWcWccVQ其中1V一次风量；kc空气的比热；grc干燃料的比热；qc水蒸气的比热；arW燃料水分；W制粉系统中蒸发掉的水分；1t一次风煤粉混合物的初始温度；Zt着火温度；2510 汽化潜热。5影响煤粉气流着火的主要因素（1）燃料性质（2）炉内散
46、热条件（3）煤粉气流初温（4）一次风量和风速（5）锅炉的运行负荷，见 P9597。6-3 煤粉炉的点火装置一般这一节课不讲。1 带煤粉预燃室的点火装置马弗炉老早年间在锅炉上采用，现在没有了。2 采用过渡燃料的点火装置气油煤三级点火在唐山陡河电厂使用；油煤二级点火各个电厂都使用。设备包括：点火小油枪、火焰检测器、主油枪。不同的是点火器。有电火花点火器；电弧点火器；高能点火器。3 近年来出现了无油点火器，唐山陡河发电厂的 125 机组上应用。用等离子枪直接点一次风燃煤粉气流，适用于经常点火的调峰机组。6-4 煤粉炉一炉膛1炉膛的概念是一个中国的概念。外文中有燃烧室和冷却室的概念，应当说燃烧室加编号
47、：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第15页 共53页第 15 页 共 53 页上冷却室叫做炉膛，燃烧室指炉膛中有化学反应的部分（空间）；冷却室是炉膛中除了燃烧室以外的部分。在炉膛中燃烧室占总容积的不到 20%（燃烧器区域）；大部分是冷却室。2 膛应当满足的条件（1）有良好的空气动力特性，避免火焰冲撞炉墙。（2）能布置一定数量（足够多）的受热面。（3）有合适的热强度。二燃烧器的布置1旋流煤粉燃烧器的布置及其炉内空气动力特性有前（后）墙布置、两侧墙布置、前后墙布置。2流煤粉燃烧器的空气动力特性见图 6-16。3 直流煤粉燃烧器的布
48、置及其炉内空气动力特性布置见图 6-17。4 影响一次风煤粉射流偏斜的主要因素（1）邻角气流的横向推力（2）假想切圆直径（3）燃烧器的结构特性（4）炉膛断面形状。三固态排渣煤粉炉的结渣1结渣的定义：渣粒是以液态或半液态粘附到受热面管壁或炉墙上，形成一层紧密的灰渣层，叫做结渣。2 响结渣过程的主要因素（1）燃煤灰分特性。（2）炉内空气动力特性。（3）炉膛的设计特性。（4）锅炉运行负荷。3硅比1003222MgOCaOOFeSiOSiOSR（6-7）4碱酸比23222232TiOOAlSiOOKONaMgOCaOOFeAB（6-8）本章下面的内容不讲解。锅炉原理备课笔记 7第七章过热器和再热器7-
49、1 过热器和再热器的作用和工作特点1过热器的作用：将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽。再热器的作用：提高再热蒸汽的温度达到一定数值。2提高过热蒸汽的温度和压力、采用蒸汽再热可以提高锅炉机组的效率。3过热器和再热器是锅炉中工作温度最高的部件，再热器的工作条件一点不比过热器优越。它们的工作温度都接近其温度的极限值。在运行中要尽量使金属温度不要太高。4对于过热器和再热器的金属而言，提高 10工作温度，金属的寿命要减少一半。7-2 过热器和再热器的型式和结构及其汽温特性一过热器和再热器的型式1 型式有对流式、辐射式和半辐射式。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书
50、山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第16页 共53页第 16 页 共 53 页2 对流式过热器和再热器有逆流、顺流、混合流；有单管圈、双管圈、多管圈；有顺列、错列；有立式、水平式；平行于前墙、垂直于前墙。3 辐射式过热器是指吸收炉膛辐射的过热器。半辐射式过热器（就是屏式过热器）是指吸收炉膛辐射比较多（辐射吸热超过总热量的一半左右）的过热器。对流式过热器是主要吸收对流热的过热器。4 为什么要用屏式过热器：（1）防止过热器的管子搭渣桥。（2）吸收炉膛热量，降低炉膛出口烟气温度。（3）管间有比较大的空间，因而有效辐射层厚度比较大，有利于辐射传热，迅速降低烟气温度。（4）由于管子数量比较少，可以提高蒸