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1、第一讲锅炉的发展史锅炉的定义 锅炉是利用燃料或其他能源的热能，把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。锅炉的构成锅炉包括锅和炉两大部分。锅的原义是指在火上加热的盛水容器；炉是指燃烧燃料的场所。现代锅炉构成上：锅是指汽水系统；炉是指燃烧系统。锅炉主要构成部分锅炉主要构成部分锅炉主要构成部分锅炉主要构成部分汽水系统：包括汽汽水系统：包括汽汽水系统：包括汽汽水系统：包括汽包、水冷壁、下降管、包、水冷壁、下降管、包、水冷壁、下降管、包、水冷壁、下降管、过热器、省煤器等。过热器、省煤器等。过热器、省煤器等。过热器、省煤器等。燃烧系统：包括燃燃烧系统：包括燃燃烧系统：包括燃燃烧系统：包括燃烧室、燃烧器和点火烧室
2、、燃烧器和点火烧室、燃烧器和点火烧室、燃烧器和点火装置等。装置等。装置等。装置等。锅炉的分类l锅炉按用途可分为工业锅炉、电站锅炉、船锅炉按用途可分为工业锅炉、电站锅炉、船用锅炉和机车锅炉等；用锅炉和机车锅炉等；l按锅炉出口压力可分为低压、中压、高压、按锅炉出口压力可分为低压、中压、高压、超高压、亚临界压力、超临界压力等锅炉；超高压、亚临界压力、超临界压力等锅炉；l锅炉按水和烟气的流动路径可分为火筒锅炉、锅炉按水和烟气的流动路径可分为火筒锅炉、火管锅炉和水管锅炉，其中火筒锅炉和火管锅火管锅炉和水管锅炉，其中火筒锅炉和火管锅炉又合称为锅壳锅炉；炉又合称为锅壳锅炉；l按循环方式可分为自然循环锅炉、辅
3、助循环按循环方式可分为自然循环锅炉、辅助循环锅炉锅炉(即强制循环锅炉即强制循环锅炉)、直流锅炉和复合循环、直流锅炉和复合循环锅炉；锅炉；l按燃烧方式，锅炉分为层燃炉按燃烧方式，锅炉分为层燃炉、室燃炉和沸室燃炉和沸腾炉等。腾炉等。锅壳式锅炉的发展简图锅壳式锅炉的发展简图锅壳式锅炉的发展简图锅壳式锅炉的发展简图l l 18 18 18 18世纪上半叶，英国世纪上半叶，英国世纪上半叶，英国世纪上半叶，英国煤矿使用的蒸汽机，包括煤矿使用的蒸汽机，包括煤矿使用的蒸汽机，包括煤矿使用的蒸汽机，包括1769176917691769年年年年瓦特的初期蒸汽机瓦特的初期蒸汽机瓦特的初期蒸汽机瓦特的初期蒸汽机在内，
4、在内，在内，在内，促进了蒸汽锅炉促进了蒸汽锅炉促进了蒸汽锅炉促进了蒸汽锅炉的长足发展。此时期产生的长足发展。此时期产生的长足发展。此时期产生的长足发展。此时期产生了了了了最早的蒸汽锅炉是一个最早的蒸汽锅炉是一个最早的蒸汽锅炉是一个最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式盛水的大直径圆筒形立式盛水的大直径圆筒形立式盛水的大直径圆筒形立式锅壳，后来改用卧式锅壳，锅壳，后来改用卧式锅壳，锅壳，后来改用卧式锅壳，锅壳，后来改用卧式锅壳，在锅壳下方砖砌炉体中烧在锅壳下方砖砌炉体中烧在锅壳下方砖砌炉体中烧在锅壳下方砖砌炉体中烧火。火。火。火。l l 1830 1830 1830 1830年左右，随着优年
5、左右，随着优年左右，随着优年左右，随着优质钢管的生产和胀管技术质钢管的生产和胀管技术质钢管的生产和胀管技术质钢管的生产和胀管技术的出现后出现了火管锅炉。的出现后出现了火管锅炉。的出现后出现了火管锅炉。的出现后出现了火管锅炉。l l 早期锅壳锅炉采用固早期锅壳锅炉采用固早期锅壳锅炉采用固早期锅壳锅炉采用固定炉排，加煤和除渣均手定炉排，加煤和除渣均手定炉排，加煤和除渣均手定炉排，加煤和除渣均手工操作。工操作。工操作。工操作。直水管锅炉直水管锅炉直水管锅炉直水管锅炉l l1919世纪中叶，出现了水世纪中叶，出现了水管锅炉。锅炉受热面是锅管锅炉。锅炉受热面是锅壳外的水管，取代了锅壳壳外的水管，取代了锅
6、壳本身和锅壳内的火筒、火本身和锅壳内的火筒、火管。管。l l此时锅壳遂改名为锅筒，此时锅壳遂改名为锅筒，或称为汽包。或称为汽包。l l直水管锅炉出现后开始直水管锅炉出现后开始采用机械化炉排，其中链采用机械化炉排，其中链条炉排得到广泛的应用。条炉排得到广泛的应用。弯水管锅炉弯水管锅炉弯水管锅炉弯水管锅炉l l二十世纪初期，汽轮机开二十世纪初期，汽轮机开始发展，它要求配以容量和始发展，它要求配以容量和蒸汽参数较高的锅炉。蒸汽参数较高的锅炉。l l随着制造工艺和水处理技随着制造工艺和水处理技术的发展，出现了弯水管式术的发展，出现了弯水管式锅炉。锅炉。l l同时同时水冷壁、过热器和省水冷壁、过热器和省
7、煤器煤器得到得到应用，以及应用，以及改进了改进了锅筒内部汽、水分离元件锅筒内部汽、水分离元件，满足了汽轮机发展的需要。满足了汽轮机发展的需要。l l此时期此时期开始采用机械化炉开始采用机械化炉排，其中链条炉排得到了广排，其中链条炉排得到了广泛的应用。泛的应用。煤粉炉的兴起煤粉炉的兴起煤粉炉的兴起煤粉炉的兴起l l19201920年开始使用室燃炉，年开始使用室燃炉，在燃烧方式上，比层燃炉结在燃烧方式上，比层燃炉结构简单，受热面比较容易布构简单，受热面比较容易布置。置。室燃炉室燃炉主要以主要以煤粉和油煤粉和油作燃料。作燃料。l l煤由磨煤机磨成煤粉后用煤由磨煤机磨成煤粉后用燃烧器喷入炉膛燃烧燃烧器
8、喷入炉膛燃烧。l l 1930 1930年左右出现了布置在年左右出现了布置在炉膛四角且大多成切圆燃烧炉膛四角且大多成切圆燃烧方式的直流燃烧器方式的直流燃烧器，促进了，促进了煤粉炉的大型化发展。煤粉炉的大型化发展。循环流化床锅炉的应用与发展循环流化床锅炉的应用与发展循环流化床锅炉的应用与发展循环流化床锅炉的应用与发展l l1921192119211921年年年年12121212月德国人温克勒发明了第月德国人温克勒发明了第月德国人温克勒发明了第月德国人温克勒发明了第一台流化床一台流化床一台流化床一台流化床。直到直到直到直到20202020世纪世纪世纪世纪50505050年代末年代末年代末年代末期，
9、鼓泡流化床一直占主要地位期，鼓泡流化床一直占主要地位期，鼓泡流化床一直占主要地位期，鼓泡流化床一直占主要地位l l1979197919791979年芬兰奥斯龙（年芬兰奥斯龙（年芬兰奥斯龙（年芬兰奥斯龙（AhlstromAhlstromAhlstromAhlstrom）公）公）公）公司生产了司生产了司生产了司生产了20t/h20t/h20t/h20t/h的循环流化床锅炉，的循环流化床锅炉，的循环流化床锅炉，的循环流化床锅炉，1982198219821982年德国鲁奇年德国鲁奇年德国鲁奇年德国鲁奇(Lurgi)(Lurgi)公司的第一公司的第一公司的第一公司的第一台台台台50t/h50t/h50t
10、/h50t/h的商用循环流化床锅炉投入的商用循环流化床锅炉投入的商用循环流化床锅炉投入的商用循环流化床锅炉投入运行运行运行运行。l l我国对流化床技术的研究开始于我国对流化床技术的研究开始于我国对流化床技术的研究开始于我国对流化床技术的研究开始于20202020世纪世纪世纪世纪40404040年代末，但循环流化床锅炉年代末，但循环流化床锅炉年代末，但循环流化床锅炉年代末，但循环流化床锅炉的起步却较晚的起步却较晚的起步却较晚的起步却较晚。l l1986198619861986年中国科学院工程热物理研究年中国科学院工程热物理研究年中国科学院工程热物理研究年中国科学院工程热物理研究所与济南锅炉集团有
11、限公司合作，所与济南锅炉集团有限公司合作，所与济南锅炉集团有限公司合作，所与济南锅炉集团有限公司合作，成功研制了成功研制了成功研制了成功研制了35t/h35t/h35t/h35t/h循环流化床锅炉循环流化床锅炉循环流化床锅炉循环流化床锅炉l l 1991 1991 1991 1991年年年年11111111月月月月75t/h75t/h75t/h75t/h循环流化床锅炉循环流化床锅炉循环流化床锅炉循环流化床锅炉于在锦西热电厂投运供热于在锦西热电厂投运供热于在锦西热电厂投运供热于在锦西热电厂投运供热，使我国，使我国，使我国，使我国循环流化床技术向前跨越了一个容循环流化床技术向前跨越了一个容循环流化
12、床技术向前跨越了一个容循环流化床技术向前跨越了一个容量等级。量等级。量等级。量等级。目前我国循环流化床锅炉的发展目前我国循环流化床锅炉的发展目前我国循环流化床锅炉的发展目前我国循环流化床锅炉的发展 我国发电制造企业在引进消化吸收我国发电制造企业在引进消化吸收我国发电制造企业在引进消化吸收我国发电制造企业在引进消化吸收10101010万千瓦循环流化床锅炉技万千瓦循环流化床锅炉技万千瓦循环流化床锅炉技万千瓦循环流化床锅炉技术（术（术（术（CFBCFBCFBCFB）的基础上，自主设计开发的）的基础上，自主设计开发的）的基础上，自主设计开发的）的基础上，自主设计开发的30303030万千瓦循环流化床锅
13、炉已进万千瓦循环流化床锅炉已进万千瓦循环流化床锅炉已进万千瓦循环流化床锅炉已进入投运阶段。目前，东方电气集团、西安热工研究院、清华大学等入投运阶段。目前，东方电气集团、西安热工研究院、清华大学等入投运阶段。目前，东方电气集团、西安热工研究院、清华大学等入投运阶段。目前，东方电气集团、西安热工研究院、清华大学等产学研机构也已陆续投入到自主开发产学研机构也已陆续投入到自主开发产学研机构也已陆续投入到自主开发产学研机构也已陆续投入到自主开发60606060万千瓦超临界万千瓦超临界万千瓦超临界万千瓦超临界CFBCFBCFBCFB锅炉产品的锅炉产品的锅炉产品的锅炉产品的研发工作中。相对于煤粉炉研发工作中。相对于煤粉炉研发工作中。相对于煤粉炉研发工作中。相对于煤粉炉100100100100万千瓦超超临界参数，大型循环流化万千瓦超超临界参数，大型循环流化万千瓦超超临界参数，大型循环流化万千瓦超超临界参数，大型循环流化床锅炉机组的发展还有很大空间。床锅炉机组的发展还有很大空间。床锅炉机组的发展还有很大空间。床锅炉机组的发展还有很大空间。