锅炉原理备考资料.doc

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1、第二章成分及主要特征碳C：主要可燃成分, 地质年龄越长，含碳越多，放热量越高，但不易着火与燃烬。 氢H：可燃成分，放热量，是碳的3倍，含量低,有利元素。氧O：可助燃，含量低。氮N：不可燃，含量低,燃烧反应可生成NOX ，有害成分。 硫S：可燃，放热量低可生成Sox 有机硫、黄铁矿硫、硫酸盐硫 水分M：外部水分、内部水分。灰分A：杂质，污染环境，磨损受热面 收到基（ar） 以入炉煤（包括煤的全部成分）为基准 空气干燥基（ad ） 以风干状态煤（除外部水分）为基准 干燥基（d） 以去掉全部水分煤为基准 干燥无灰基（daf） 以去掉全部水分及灰分煤为基准工业分析（图如下） 水分(M) 灰分(A) 挥

2、发分(V) 固定碳(FC) 固定碳(FC)不同基准之间的换算公式 X = K X0X0 、 X 某成分原基准及新基准质量百分比，% K 换算系数K如书表格55页煤的发热量（kJ/kg) 单位质量的煤完全燃烧时所释放的热量 高位发热量(Qgr) 燃料完全燃烧,产生的水未放出气化潜热(以液态的形式存在）,则所得到的发热量 由实验测得的弹筒发热量（Qb）减去校正值确定 低位发热量（Qnet）燃料完全燃烧,产生的水释放出气化潜热(以汽态的形式存在）,则所得到的发热量称为低位发热量。 QbQgrQnet 漏风系数：书82过量空气系数：书81折算成分 相对于每4190 kJ/kg收到基低位发热量的煤中所含

3、的收到基水分、灰分和硫分，称为折算水分、折算灰分和折算硫分 标准煤 Q = 29310 kJ/kg 劣质煤 Q 12500 kJ/kg 用灰熔点表示，煤灰的角锥法确定 变形温度 DT 软化温度 ST 流动温度 FT 理论空气量 V 0 1kg 燃料完全燃烧时所需要的最小空气量(无剩余氧)可通过燃料中可燃元素（C、H、S）的燃烧化学反应方程式求得 各受热面处烟气侧漏风系数，V为烟道漏风量 为炉膛出口处过剩空气系数，表征炉内燃烧状况（不完整，看书） 过剩空气系数漏风系数若在1的情况下完全燃烧,则得RO2max,即 挥发分的影响: 地质年龄Vadf易着火易燃烬硬度但Q 水分的影响: MarQ着火燃烬

4、”lQ4积灰腐蚀 灰分的影响: AarQQ6Q4Q4积灰磨损结渣 灰熔点的影响: 灰熔点（DT、ST、FT） 结渣 碳完全燃烧反应方程式（意义？） C + O2 CO2 12 kg C + 22.41 Nm3 O2 22.41 Nm3 CO21kg C + 1.866 Nm3 O2 1.866 Nm3 CO2 1kg H + 5.56 Nm3 O2 11.1 Nm3 H2O 1kg S + 0.7 Nm3 O2 0.7 Nm3 SO2第三章以lkg固体燃料或液体燃料(气体燃料以1Nm3)为单位组成热量平衡。1kg燃料带入炉内的热量及锅炉有效利用热量和损失热量之间的关系。（书上定义不同）各种热损

5、失u 机械未完全燃烧热损失q4、 机械(固体)未完全燃烧热损失 q4锅炉主要热损之一，取失决于燃料种类、燃烧方式、炉膛型式与结构、燃烧器设计与布置、锅炉运行工况u 化学(气体)未完全燃烧热损失u 排烟热损失（最高） 是指由排烟所带走的热量损失，烟气离开锅炉排入大气时，其温度比进入锅炉的空气温度高很多。 u 散热热损失 外表温度高于环境温度通过对流与辐射散失热量造成的损失u 其它热损失燃料消耗量的定义（）Q1锅炉有效利用热量 Qr：锅炉送入热第四章一次风偏斜原因？煤粉的性质形状不规则:d500 2030多。良好的流动性:表面积大，表面吸附大量的空气,输送方便。自燃和爆炸性：吸附了大量空气，缓慢氧

6、化，温升，达着火温度自燃。适当的条件下引起爆炸。爆炸三个必要条件：可燃物浓度，氧，点火能量。水分的影响：煤粉水分影响流动性与爆炸性。水分高：流动性差，易堵，粉仓搭桥。影响着火与燃烧。水分低：自燃与爆炸。干燥耗能增加。煤粉的细度Rx（Dx） 用具有标准筛孔尺寸的筛子进行筛分测定。如筛孔边长为xm，煤粉过筛后，漏下去的煤粉质量为b，留在筛子上的煤粉质量为a，则煤粉细度可用筛子上的剩余率或通过率表示 Rx 越小，则煤粉越细煤粉经济细度 热损失 q4、制粉电耗 qdh、磨煤设备金属部件磨损 qms 之和为最小时的煤粉细度R200 R90， n为正值；当R90一定时，n值越大，则R200越小，说明煤粉中

7、过粗的煤粉较少； 当R200一定时，n值越大，则R90越大，说明煤粉中过细的煤粉较少。n值越大，煤粉中过粗和过细的煤粉均较少，即煤粉粒度分布较均匀。n取决于磨煤机和粗粉分离器的型式，一般取n = 0.81.2磨煤机的作用：干燥、磨煤 磨煤原理：撞击、挤压、研磨 分类：低速磨煤机：1620rpm如筒式钢球磨煤机 、中速磨：50300rpm如平盘磨煤机，碗式磨煤机，MPS磨煤机 、高速磨煤机：5001500rpm如风扇磨煤机，锺击式磨煤机制粉系统分类 磨煤有关设备、煤粉分离与输送设备、管道连接起来 中间储仓式：将磨好的煤粉先储存在煤粉仓中，再按锅炉运行负荷的需要，从煤粉仓中经给粉机送入炉膛燃烧 钢

8、球磨中储式制粉系统有热风送粉和乏气送粉两种（要理解一二三次分！） 空气经送风机空预器一次风机一次风箱混合器（热气与煤 粉）一次风喷口 乏气经细粉分离器排粉机乏气风箱三次风喷口 适用无烟煤、贫煤及劣质煤 直吹式：磨煤机中磨好的煤粉直接吹送到炉膛燃烧第五章质量定理：在温度不变时，化学反应速度与该瞬间各反应物浓度幂的乘积成正比，各反应物浓度的幂指数等于相应的化学计量系数（书上验证下）分别从哪些方面影响煤的？活化能（定义？）煤龄越长，反应的活化能越大，反应越难进行；煤龄越短，反应的活化能越小，反应越易进行。着火 由缓慢的氧化反应迅速过渡到剧烈自动加速反应过程，反应系统的温度出现阶跃性升高。燃烧特性 反

9、映燃料着火难易、燃烧稳定性、燃烧速度、燃烧效率、不同阶段燃烧动力学规律的燃烧技术指标。熄火温度高第六章汽包作用枢纽：连接省煤器、蒸发受热面、过热器蓄能、蓄水：缓冲压力与水位汽水分离：水冷壁 分光管壁、膜式壁两种 其中，膜式壁膜炉膛气密性好,可减少漏风,降低热损失,提高锅炉效率； 有较大的辐射受热面积，可降低受热面金属耗量； 炉墙重量轻，便于采用悬吊结构；可防止管壁超温直流锅炉水冷壁类型（找不到） 在炉膛折焰角以上采用垂直上升管屏，以便采用全悬吊结构；炉膛上部热负荷较低，两相邻垂直管屏外侧管子的管壁温差较小，不至于造成膜式水冷壁损坏。 在炉膛高热负荷区采用螺旋管圈型水冷壁，以减小炉内热偏差结渣水

10、冷壁管外烟气温度最高，易发生结渣、高温腐蚀及水动力异常。 结渣的产生液态的软化的渣粒在凝固之前冲刷水冷壁或炉墙形成，结渣自动加剧。 结渣的危害 受热面吸热减少，炉温升高，水冷壁高温腐蚀；燃烧工况恶化；燃料消耗量增加； 炉膛出口烟温及排烟温度升,过热蒸汽超温；降低锅炉出力和效率；炉膛结渣，煤耗量增加，炉膛出口结渣时，炉膛的负压值减小，严重时甚至会出现正压。 大块焦渣自行脱落时可能压灭炉膛火焰，导致熄火，并会砸坏冷灰斗水冷壁管，造成设备损坏； 造成烟通的局部堵塞，增加烟道阻力和引风机的负荷，使厂用电增大。影响水冷壁结渣因素 煤质特性 煤灰熔点温度ST低，灰粒向水冷壁运动过程中没有凝固，易形成结渣。

11、高灰粘度的煤灰一旦在炉内形成结渣，会自动加剧 炉内温度与空气动力场 切圆直径偏大，火焰偏斜、贴壁或冲墙形成炉内局部结渣 燃烧器区域壁面热负荷qrr qrr较大，燃烧器区域释放的热量大，炉温高，易引起炉内结渣 卫燃带 敷设卫燃带的炉膛炉温较高，易在粗糙卫燃带壁面上形成结渣水冷壁结渣的防治（老师没有说 我顺便打上的） 选择适当的炉膛热强度及切圆直径；避免炉内温度过高 组织良好的空气动力场，避免火焰偏斜、贴壁冲墙；炉内局部温度过高 保持适当的过剩空气量，过剩空气量大，炉膛出口温升高；过剩空气量太小，燃烧不完全，造成还原性气氛使灰熔点温度降低，促进炉内结渣。 避免锅炉超负荷运行 采用适当的煤粉细度，提

12、高煤粉的均匀度 加强运行监视，及时吹灰、清渣。 第七章半辐射、辐射式过、再热器分类u 半辐射式: 屏式过、再热器u 辐射式:墙式(壁式)过、再热器前屏(分隔屏)过、再热器u 顶棚、包墙管、悬吊管过热器运行中影响汽温的因素u 1、锅炉负荷：汽温特性蒸汽温度与锅炉负荷之间的关系称之为汽温特性，采用不同传热方式的过热器与再热器，汽温变化特性不同 （很复杂，对照书或PPT看） u 2、过量空气系数增加，炉膛温度水平降低，辐射传热减弱，辐射受热面出口汽温降低；对流过热器则由于燃烧生成的烟气量增多，烟气流速增大，对流传热加强，导致出口过热汽温升高,以后者为主u 3、给水温度 tgs降低，煤耗量B增加，炉内

13、烟气量增加，出口烟温增加，对流受热面出口蒸汽温度因此升高。辐射式受热面的出口汽温影响不大u 4、燃料性质 燃煤中的M和A增加，烟气容积增大，烟速提高；而炉内温度水平降低，出口烟温升高，过热器出口汽温升高。煤粉变粗时，煤粉在炉内燃烬时间增长，火焰中心上移，导致汽温升高u 5、受热面污染情况 过热器之前的受热面发生积灰或结渣时，进入过热器区域的烟温增高，过热汽温上升；过热器本身严重积灰、结渣或管内结垢时，导致汽温下降u 6、燃烧器的运行方式 摆动燃烧器喷嘴向下倾斜或多排燃烧器从上排喷嘴切换至下排，由于火焰中心下移，会使汽温下降。反之，汽温则会升高蒸汽调温的主要方式 蒸汽侧调节 通过改变蒸汽热焓调节

14、汽温，主要有喷水减温器 烟气侧调节 通过改变锅炉内辐射受热面和对流受热面的吸热量分配比例的方法（如烟气再循环、摆动燃烧器）或改变流经过热器、再热器烟气量的方法（如分隔烟气挡板）调节汽温第八章尾部受热面定义：省煤器和空气预热器称为尾部受热面尾部受热面的单级与双级布置具体布置形式待查！磨损磨损的影响：使受热面管壁变薄 强度下降，易发生泄露、爆管影响磨损的主要因素烟气流速wy 磨损量近似与wy 的3.3次方成正比 管子的排列方式 烟气横冲错列第二排管子磨损最大 灰粒特性与浓度 锐利有棱角、大直径高比重、高浓度灰粒磨损大 烟气走廊 烟速高，磨损大 磨损严重部位 倒U型锅炉尾部烟道靠近后墙部分省煤器蛇形

15、管防磨措施 合理选择烟气流速 减少烟气中飞灰浓度与烟速分布不均匀系数 降低煤粉细度R90 采用膜式或肋片式省煤器 磨损严重部位加装防磨装置，如防磨板a），阻流板b），护瓦c）、d），防磨条e）等低温腐蚀低温腐蚀 由于金属壁温低于酸露点，烟气中硫酸蒸汽凝结对壁面产生的腐蚀。酸露点越高，腐蚀的范围就越大危害 造成管子穿孔，炉内送风不足，锅炉效率降低；加重烟道堵灰易发部位 多发生在空预器冷段。在启、停、低负荷、高硫煤时更严重低温腐蚀机理（重要，但是课件上很乱，扯不清，此处仅供参考）低温腐蚀速度与受热面上凝结的酸浓度以及受热面管壁温度tb有关 tb 降低，凝结的酸量先增多后减少；酸浓度下降 凝结酸量越

16、多，腐蚀越大；酸浓度在52%56%范围内腐蚀最严重低温腐蚀影响因素（课件上没有）第九章两相流体的流动结构 泡状结构 当汽水混合物中含汽率x 较小时，蒸汽呈细小的汽泡，主要在管子中心部分向上运动 弹状结构 含汽率x 增大，汽泡开始合并成弹状大汽泡，形成阻力较小的汽弹 柱状结构 含汽率x 继续增大，弹状汽泡汇合成汽柱并沿着管子中心流动，而水则成环状沿着管壁流动，形成汽柱状或称水膜环状流动结构雾状结构 当含汽率x 再增大时，管壁上水膜变薄，汽流将水膜撕破成小水滴分布于蒸汽流中被带走，汽与水形成雾状混合物，称为雾状或液雾结构水冷壁管内传热水冷壁管内饱和沸腾可分为核态沸腾和沸腾传热恶化两种工况 核态沸腾

17、 汽泡强烈扰动，传热性能良好，管内壁温度接近于水的饱和温度，得到良好的冷却 沸腾传热恶化 第一类传热恶化（膜态沸腾） 热负荷很高，管内壁汽化核心急剧增加，形成连续的汽膜，对流放热系数2 急剧下降，管壁得不到液体冷却超温破坏。特性参数为临界热负荷第二类传热恶化（蒸干） 热负荷比前者低、但含汽率很高时（出现液雾状），汽流将水膜撕破或因蒸发使水膜部分或全部消失，管壁直接与蒸汽接触而得不到液体的足够冷却，对流放热系数2 急剧下降，金属壁温tb 急剧增加，特性参数是工质的临界含汽率 质量流速 单位时间流经单位流通截面的工质质量 循环流速w0 上升管开始沸腾处的饱和水的质量流速（老师未点）含汽率（相关公式

18、见书上）质量含汽率X 汽水混合物中蒸汽的质量流量与汽水混合物总质量流量之比 容积含汽率b 蒸汽容积流量与汽水混合物容积流量之比截面含汽率 蒸汽所占截面与管子总截面之比上升流动 C1, 1, 自然循环的基本概念（各公式看书）有效压头S y x 在数值上等于下降管的阻力运动压头S y d （没点） 下降管与上升管中工质柱重差，维持回路自然循环的动力，用以克服下降管与上升管中工质的流动阻力循环倍率K（没点） 循环回路中水流量G与回路中产生的蒸汽量D之比，即1kg水全部变成蒸汽需在回路中循环多少次第十章蒸汽的品质是指蒸汽中钠盐、硅酸、CO2、和NH3等杂质含量的多少两个因素（个人观点）u 2、饱和蒸汽的机械携带u 3、蒸汽的选择性携带排污率的计算第十一章几个强度，公式在书上看炉膛容积热强度qv表明在炉膛单位容积内每小时燃料燃烧所释放的热量截面热强度qa表示燃烧器区域炉膛单位截面上每小时燃料的释热强度 壁面热强度qr表示燃烧器区域单位炉壁面积上燃料每小时释放的热量qr愈大，火焰愈集中，燃烧器区域的温度水平就愈高，对燃料的稳定着火有利，但易造成燃烧器区域的壁面结渣