工业锅炉司炉基本知识
内容简介：锅炉概述、锅炉机组热平衡、工业锅炉炉型、工业锅炉本体结构、锅炉辅机及附件、锅炉给水除氧、锅炉运行与调节
一:锅炉设备的构成
锅炉设备是由锅炉本体和辅助设备构成。
（一）锅炉本体
锅炉本体是由“锅”和“炉”两大部分有机的组合在一起而成的。
“锅”是盛水和汽的容器，它的作用是吸收“炉”放出来的热量使水升温或转变成为一定压力的蒸汽。“锅”是由承受内部压力和外部压力、构成封闭系统的各种部件构成，其中包括锅壳、锅筒（汽包）下降管、集箱（联箱）水冷壁、凝渣管（防渣管）、锅炉管束、汽水分离装置、气温调节装置、排污装置、蒸汽过热器、省煤器等。赵薇黄有龙深圳书记
“炉”是燃料的燃烧设备，它的作用是提供燃料的燃烧条件，并将燃料产生的热量传递给“锅”。
“炉”
是由燃料燃烧场所的各部件构成，其中包括炉墙、炉拱、炉膛、（燃烧室）和炉前煤斗、煤闸板、炉排（炉箅）、出渣板、分配送风装置及各类燃烧器等。
（二）锅炉辅助设备
1：燃料供应系统设备
燃料供应系统设备的作用是保证锅炉连续运行所需要的符合质量要求的燃料。
（1） 学生困难补助申请书燃料的储存设备包括煤场、原煤仓、储油罐、工作油箱等。
（2） 燃料的运输设备包括带式输送机、埋刮板输送机、多斗提升机、电动葫芦提煤罐、单斗提升机、给煤机、给粉机、桥式抓斗起重机、推煤机、油泵、输油管道、输气管道、过滤器、调压器等。
（3） 燃料的加工设备包括破碎机、磨煤机、粗粉分离器、细粉分离器、排粉风机、型煤机等。
（三）送、引风设备
送、引凤设备的作用是给炉子送入燃烧所需要的空气或给煤系统输送热空气干燥剂，并从炉膛内引出燃烧产物------烟气，以保证锅炉正常燃烧。送、引凤设备包括送风机、引风机、冷风道、热风道、烟道和烟囱等。
（四）汽、水系统设备
汽、水系统包括蒸汽、给水、排污三大系统。
（1）蒸汽系统的作用是将合格的蒸汽送往用户或锅炉自用汽。蒸汽系统设备包括蒸汽管、附件、分汽缸等。
（2）给水系统的作用是将原水（自来水）进行处理，使其符合锅炉给水水质标准后送入锅炉，以保证锅炉正常运行。给水设备包括水泵、水箱、给水管、再生液管、水的除硬设备、除碱设备、除盐设备和除汽设备等。
（3郑爽和张翰的照片）排污系统的作用是将锅炉中的沉渣和盐分杂质排除掉，使锅水符合锅炉水质标准。排污系统设备包括排污管、附件、连续排污扩容器、定期排污扩容器、排污降温池等。
（五）除渣设备
除渣设备的作用是将锅炉的燃烧产物-------灰渣，连续不断的除去并运送到灰渣场。除渣设备包括马丁除渣机、叶轮除渣机、螺旋除渣机、刮板除渣机、重型链条除渣机、水力冲灰渣系统、沉灰池、渣场、渣斗、桥式抓斗起重机、推灰渣机等。
（六）烟气净化系统设备
烟气净化系统设备包括烟气的除尘、脱硫、脱硝设备，它们的作用是除去锅炉烟气中夹带的固体微粒（飞灰）、二氧化硫、氮氧化物等有害物质，以改善大气环境。除尘、脱硫、脱硝设备包括重力除尘器、惯性力除尘器、离心力除尘器、水膜除尘器、布袋过滤除尘器、电除尘器、二氧化硫吸收塔、脱硝装置等。
（七）仪表及自动控制系统设备
仪表及自动控制系统设备的作用是对运行的锅炉进行自动检测、程序控制、自动保护和自动调节。仪表及自动控制系统设备包括温度计、压力表、水位计、流量计、负压表、氧量表、自动调节阀、微机及自动控制系统等。
二：锅炉的工作过程
锅炉的工作过程大致可分为同时进行的两大过程：炉内过程和锅内过程。前者包括燃料的燃烧过程和受热面外部烟气侧的炉内传热过程：后者包括受热面金属与工质之间的传热过程，工质的加热、蒸发与过热过程，工质的流动过程和工质侧的热化学过程（如蒸汽品质、盐分沉淀、受热面结垢和腐蚀等）。工业锅炉的工作过程如下所述。
1 炉内过程
以煤为燃料的层燃炉。煤经输煤装置送入锅炉原煤仓，原煤仓中的煤直接靠自重经溜煤管进入炉前煤斗，再落到缓缓向前的链条炉排上,经过煤闸板进入燃烧室。燃料燃烧所需的空气经送风机压入空气预热器，升温后进入炉排下面的分断送风仓，进而与炉排上面的煤充分接触、混合，进行强烈的燃烧反应产生高温烟气，以辐射换热的方式，向敷设在燃烧室四周水冷壁内的水或汽水混合物传递热量。继而，高温烟气经烟窗（炉膛出口）掠过凝渣管，横向或纵向冲刷蒸汽过热器，进而流入对流烟道，沿着隔火（折烟）墙横向冲刷锅炉管束，以对流换热的方式，将热量传递给对流换热面管束内的汽、水、汽水混合物等工质：沿途温度逐渐降低的烟气进入尾部烟道，横向冲刷省煤器，以对流换热方式，将部分
热量传递给管内工质——空气，被加后的空气进入炉膛，强化了炉内燃烧、提高了炉膛温度，从而提高了锅炉热效率。至此烟气温度已降到经济排烟温度，离开锅炉本体，经过除尘器除尘，再经引风机、烟道、烟囱排入大气。燃烧生成的灰渣经除灰渣装置送往渣厂。下图为锅炉风、烟、煤系统框图。
                               
锅炉风、烟、煤系统框图
2 锅内过程
经水处理系统处理并符合锅炉水质要求的给水，由给水泵经给水管道送入省煤器，水在省煤器中吸收尾部烟道内吸收烟气的热量，预热后的给水进入上锅筒。
工质在锅内的流动过程包括加热过程（从冷水到饱和水）、蒸发过程（从饱和水到饱和蒸汽）、过热过程（从饱和蒸汽到过热蒸汽）。小型工业锅炉一般没有过热器，直接以饱和蒸汽状态向用户供气。加热过程系统和过热过程系统中流过的工质，一般是单向流体（水或蒸汽），工质流动方式为强制流动，如给水在省煤器中的预热过程以及蒸汽在过热器中的过热过程；而蒸发系统中流过的工质为汽、水两相流体，按工质流动的方式可分为自然循环和强制循环两种。
    自然循环的蒸发系统由上锅筒、下降管、下集箱、上升管、上集箱及汽水引出管等部件组成。上锅筒内的炉水经布置在炉墙外的下降管、水冷壁下部集箱流入布置在炉膛四周的辐射受热面（水冷壁）。由于水在水冷壁中吸收炉内高温烟气的辐射热，水在其中沸腾并有一部分汽化成蒸汽，所以上升管中流动的工质为汽水混合物，其密度较小，而下降管不受热，流动的工质为水，其密度较大下降管和上升管内的密度差所形成的压力差，推动锅
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水在受热面内不停的循环流动。该压力差是用以克服下降管和上升管的阻力，产生水循环的动力，称为动力压头。有效压头等于流动压头减去上升管阻力。
流入锅筒的汽、水混合物经安装在锅筒内部的气、水分离器后，饱和蒸汽被送入蒸汽过热器，将饱和蒸汽加热成所需的过热蒸汽，而饱和水则继续在蒸发系统中循环流动。这种依靠上升管和下降管内工质密度差作为水循环动力的蒸发系统，称为自然循环蒸发系统，有自然循环的蒸发系统构成的锅炉称为自然循环锅炉。
在自然循环锅炉的蒸发系统中，一根下降管（或几根几何结构基本相同的下降管）与一组结构特性相同的并行的上升管组及锅筒，上、下集箱、汽水引出管等形成一个封闭的水系统，称为回路，如下图所示。对于稳定流动的自然循环蒸发系统而电子 贺卡
                                             
言，任意一个截面上的作用力是平衡的。自然循环的流动压头取决于上升管中含汽率，含汽率愈高，上升管和下降管内工质密度差愈大，加强上升管受热和增大循环回路高度都会增加上升管中含汽率，使流动压头增大，对水循环愈有利。当锅炉压力提高时，水汽密度差减小，流动压头降低，使自然循环趋于困难，所以高压锅炉总是设法提高循环回路高度或采用强制循环。
    锅炉的自然循环回路中，进入上升管水的流动速度对水循环可靠性而言是一项非常重要的指标，故将进入上升管入口处的水流动速度称为“循环流速”，管内工质的质量流量称为循环流量。循环流量与产汽量之比值，称作循环倍率，用符号K表示。
为了保证
    为保证锅炉水循环良好，在锅炉设计、制造、运行中应该注意以下问题：
  （1）增加流动压头，如适当的提高水循环回路高度；
  （2）保持一定的汽化强度；
  （3）减少循环回路中的阻力，增大下降管与上升管截面比以达到减少循环回路阻力之目的。，低压锅炉下降管与上升管截面比应大于0.2，中压锅炉下降管与上升管截面比不宜小于0.3，高压锅炉下降管与上升管截面比不宜小于0.4；
  （4）保持在设计确定的水循环流速下运行，以保证受热面的工作安全；
（5）保持正常的锅炉水位。
  锅筒式热水锅炉的结构型式与蒸汽锅炉基本相同，上升管处在炉膛高温区，受热强烈，水温不断升高，管内水的平均温度就高，密度小；不受热的下降管，管内水温低，密度大，依靠上升管与下降管间工质的密度差为动力，使锅水在炉膛内的受热面封闭系统中循环流动、吸热、升温，由低温水变成高温水。此型热水锅炉虽没有蒸发过程，但也称自然循环热水锅炉。为了更好的适应自然循环的要求，蒸汽锅炉与热水锅炉上锅筒内部装置是不相同的。蒸汽锅炉上锅筒内设置汽水分离装置，以便于将饱和水蒸气中夹带的水分分离出来，既保证了蒸汽品质，又使分离出来的水分继续在汽锅内循环，沸腾、汽化；热水锅炉上锅筒内设置回水配水装置和隔板，以防来自热力网的低温水与炉内加热后的高温水在上锅筒内无序混合，致使正常的水循环遭受破坏。
从热力学理论可知，低压蒸汽锅炉的工质在锅炉内吸收的总热量中，蒸发吸热量占绝大部分。因此，仅仅依靠布置在炉膛内的水冷壁受热面是远远不够的，还需要在对流烟道内布置大量的对流蒸发受热面，即锅炉管束。锅炉管束由连接上、下锅筒的若干根弯水管组成，在上、下锅筒与锅炉受热面管束之间，形成循环回路，受热强的管束称为上升管，受热弱的管束称为下降管，在锅炉管束循环回路内产生的汽、水混合物流入锅筒，经汽、水分离后，饱和蒸汽被送入蒸汽过热器，而饱和水则继续在锅炉管束蒸发系统中循环流动、吸热、蒸发、汽化。
    来自锅筒的饱和蒸汽，在蒸汽过热器内与管外高温烟气进行对流换热，吸收高温延期的热量后形成过热蒸汽，并经汽温调节装置调节，使其达到额定过热蒸汽温度，品质合格的过热蒸汽汇合到过热器出口集箱，经主汽阀、主蒸汽管道，送入分气缸，在分送给各热用户。
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工业锅炉参数系列和技术经济指标
2.1 蒸汽锅炉参数系列
生产饱和蒸汽锅炉的参数是指上锅筒主蒸汽阀门出口处的额定饱和蒸汽流量、饱和蒸汽压力（表压力）。
生产过热蒸汽锅炉的参数是指过热器出口集箱主蒸汽阀们出口处的额定蒸汽流量、蒸汽压力（表压力）和过热蒸汽温度。
蒸汽锅炉设计时的给水温度分为20℃、60℃、105℃，由制造厂在设计时结合具体情况确定。锅炉给水温度是指进省煤器的给水温度，对于无省煤器的锅炉是指进锅筒的给水温度。
2.2 热水锅炉参数系列
热水锅炉参数是指热水供水阀门出口处的出水额定热功率、压力（表压力）、温度及进水阀门进口处进水温度。
2.3 工业锅炉的技术经济指标
2.3.1 受热面蒸发率
    蒸汽锅炉每m2受热面每小时产生的蒸汽量称为受热面蒸发率，用符号D/A表示，单位为kg/（m2李炜小号微博·h）。
由于烟气在流动过程中不断放热，烟气温度逐渐降低，致使各受热面处的烟气温度水平不相同，其受热面蒸发率有很大差别。如炉内辐射受热面蒸发率可达80 kg/（m2·h），而对流受热面蒸发率只有20～30 kg/（m2·h）。因此对整台锅炉而言，受热面蒸发率只是一个平均指标，一般蒸汽锅炉的受热面蒸发率D/A=30～40 kg/（m2·h）。