鍋爐、蒸汽系統(tǒng)及余熱利用簡稿

1、熱能技術(shù)應(yīng)用熱源用汽設(shè)備熱力輸送余熱回收內(nèi)容簡介 鍋爐基本知識 鍋爐的熱平衡 燃燒設(shè)備 典型鍋爐的結(jié)構(gòu)及工作特點 供熱鍋爐水處理技術(shù)第一部分 熱源第一章第一章 鍋爐及鍋爐房設(shè)備的基本知識鍋爐及鍋爐房設(shè)備的基本知識第一節(jié) 概 述第二節(jié) 鍋爐的基本構(gòu)造和工作過程第三節(jié) 鍋爐基本特性的表示第四節(jié) 鍋爐房設(shè)備的組成第一節(jié) 概 述一、鍋爐的出現(xiàn)與發(fā)展二、鍋爐與鍋爐房設(shè)備的任務(wù)： 在于安全可靠、經(jīng)濟有效地把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，進而將熱能傳遞給水，以生產(chǎn)熱水或蒸汽。 三、鍋爐的分類1、按用途分類 工業(yè)鍋爐、電站鍋爐、船舶鍋爐、機車鍋爐2、按蒸汽壓力分類 低壓鍋爐 （1.4MPa、2.5MPa、3.9MP

2、a、9.9MPa、13.8MPa、17.5MPa、26.0MPa）3、按燃料分類 燃煤爐、燃油爐、燃氣爐、電熱鍋爐、生物質(zhì)能鍋爐、 垃圾焚燒鍋爐4、按燃燒方式分類 火床爐（層燃爐）、火室爐（室燃爐）、沸騰爐5、按汽水流動情況分類 自然循環(huán)鍋爐、強制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐、復(fù)合循環(huán)鍋爐6、按鍋爐本體結(jié)構(gòu)分類 煙管鍋爐、水管鍋爐、煙水管鍋爐 7、按容量分類 小型鍋爐（20t/h) 中型鍋爐（ 75t/h) 大型鍋爐（75t/h） 8、按能源分類 燃煤鍋爐、燃油（氣）鍋爐、電熱鍋爐 余熱鍋爐、原子能鍋爐、廢料鍋爐、其它能源鍋爐8（a）、按鍋內(nèi)介質(zhì)分類 蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、熱媒（導(dǎo)熱油）鍋爐9、按排渣方式

3、分類 固態(tài)排渣爐、液態(tài)排渣爐10、按爐膛煙氣壓力分類 微負壓鍋爐、微正壓鍋爐、正壓鍋爐11、按鍋筒布置分類 單鍋筒縱置式、單鍋筒橫置式、雙鍋筒縱置式、雙鍋筒橫置式12、按鍋爐出廠型式分類 快裝鍋爐、組裝鍋爐、散裝鍋爐第二節(jié) 鍋爐的基本構(gòu)造和工作過程 鍋爐的基本構(gòu)造 鍋爐最根本的組成是鍋和爐 SHL型鍋爐（即雙鍋筒橫置式鏈條爐排鍋爐） 鍋鍋的基本構(gòu)造包括鍋筒（又稱汽包），對流管束、水冷壁管、 上、下集箱和下降管（過熱蒸汽鍋爐還包括過熱器）等組成的一個封閉汽水系統(tǒng)。 爐爐包括煤斗、爐排、爐膛、除渣板、配風裝置等組成的燃燒設(shè)備。 鍋爐的工作過程第三節(jié) 鍋爐基本特性的表示 一、蒸發(fā)量、熱功率一、蒸發(fā)量

4、、熱功率 蒸發(fā)量是指蒸汽鍋爐每小時所生產(chǎn)的額定蒸汽量，用來表示鍋爐容量的大小。蒸發(fā)量常用符號D來表示,單位是t/h。 （額定參數(shù)、使用設(shè)計燃料及保證一定效率下的最大蒸發(fā)量） 供熱鍋爐，可用額定熱功率來表示容量的大小，常用符號Q來表示，單位是MW。 熱功率與蒸發(fā)量之間的關(guān)系： 對于熱水鍋爐： )(000278. 0iigsqDQ)(000278. 0iirsrsGQ 二、鍋爐的熱效率 燃煤供熱鍋爐：60%-85% 燃油、燃氣鍋爐：85-92%三、鍋爐的金屬耗量及耗電量金屬耗量：相應(yīng)于鍋爐每噸蒸發(fā)量所耗用的金屬材料的重量（目前供熱-鍋爐6t/t）。 耗電量：產(chǎn)生1t蒸汽耗用電量（10kwh/t）。

5、 以上三者互相制約。四、鍋爐的型號的表示方法 我國供熱（工業(yè)）鍋爐型號 第一部分 第二部分 第三部分 / 本體型式代號燃燒設(shè)備代號 額定蒸發(fā)量(t/h)或者額定熱功率(MW) 額定蒸汽壓力或允許工作壓力.MPa 過熱蒸汽溫度或出水溫度/進水溫度， 燃料種類代號 SHL101.25/350W QXW2.8l.259070A 第四節(jié) 鍋爐房設(shè)備的組成 鍋爐本體和它的輔助設(shè)備，總稱為鍋爐房設(shè)備 通常將構(gòu)成鍋爐的基本組成部分通稱為鍋爐本體 鍋、爐、蒸汽過熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器鍋爐附加受熱面尾部受熱面 鍋爐房的輔助設(shè)備，可按它們圍繞鍋爐所進行的工作過程，由以下幾個系統(tǒng)組成：1運煤、除灰系統(tǒng)2送、引風系

6、統(tǒng) 3水、汽系統(tǒng)（包括排污系統(tǒng)）4儀表控制系統(tǒng) 第二章 鍋爐的熱平衡鍋爐熱平衡是指燃料的熱量在鍋爐中利用的情況：多少被有效利用；多少變成了熱量損失，這些損失又表現(xiàn)在哪些方面以及它們產(chǎn)生的原因。研究的目的是為了有效的提高鍋爐的熱效率。 研究方法：熱平衡測試（正、反）第一節(jié) 鍋爐熱平衡的組成第二節(jié) 鍋爐熱效率第三節(jié) 固體不完全燃燒熱損失第四節(jié) 氣體不完全燃燒熱損失第五節(jié) 排煙熱損失第六節(jié) 散熱損失第七節(jié) 灰渣物理熱損失及其它熱損失第八節(jié) 燃料消耗量及蒸發(fā)率第一節(jié) 鍋爐熱平衡的組成 為了確定鍋爐的熱效率，就需要使鍋爐在正常運行工況下建立鍋爐熱量的收、支平衡關(guān)系，通常稱為“熱平衡”。鍋爐熱平衡是以lk

7、g固體燃料或液體然料（氣體燃料以1Nm3）為單位組成熱量平衡的。鍋爐熱平衡的公式： kJ/kg式中 每公斤燃料帶入鍋爐的熱量 鍋爐有效利用熱量 排出煙氣所帶走的熱量， 稱為鍋爐排煙熱損失 未燃完可燃氣體所帶走的熱量， 稱為氣體不完全燃燒熱損失 （化學(xué)不完全燃燒熱損失）123456rQQQQQQQrQ1Q2Q3Q 未燃完的固體燃料所帶走的熱量， 稱為固體不完全燃燒熱損失 （俗稱機械不完全燃燒熱損失） 鍋爐散熱損失 灰渣物理熱損失及其他熱損失 如果在等式兩邊分別除以Qr，則鍋爐熱平衡就以帶入熱量的百分數(shù)來表示，即： 4Q5Q6Q123456100%qqqqqq式中各項q分別表示有效利用熱量和各項熱

8、損失百分數(shù)，如：鍋爐效率： 11100%rQqQ22100%rQqQ123456100()%glqqqqqq 具體計算式中 燃料的物理顯熱； 噴入鍋爐的蒸汽帶入的熱量； 用鍋爐范圍以外的廢氣，廢熱等外 來熱源預(yù)熱空氣。 在實際工程計算時候，多用： yrdwrzqwlQQiQQrizqQwlQyrdwQQ第二節(jié) 鍋爐熱效率 一、正平衡法 鍋爐每小時有效吸熱量 每小時燃料消耗量 1、蒸汽鍋爐1glQQBglQB33() 10() 10glqgspspsgsQD iiDii2、當鍋爐生產(chǎn)飽和蒸汽時，蒸汽干度一般都大于1 （1-5%的濕度 ）3、熱水鍋爐 鍋爐正平衡只要測出燃料耗量,燃料應(yīng)用基低位發(fā)熱

9、量、鍋爐蒸發(fā)量以及蒸汽壓力和溫度，即可算出鍋爐效率。這是一種常用的比較簡單的方法，但不能根據(jù)它來分析影響鍋爐熱效率的因素，要尋找影響鍋爐熱效率的因素，只能通過反平衡測試來分析。100qrWii3( ) 10glrsrsQG ii二、反平衡法 研究和分析影響鍋爐熱效率的種種因素，以尋求提高熱效率的途徑。在設(shè)計鍋爐時，必須先根據(jù)同類型鍋爐運行經(jīng)驗選定 q2 、q3及 q 4 ，再根據(jù)選定的排煙溫度和過量空氣系數(shù)以及燃料的灰分，計算出q2 及 q6的數(shù)值，然后求出理論鍋爐效率。123456100()%glqqqqqq4q5q2q6q三、鍋爐的毛效率及凈效率 按以上式所確定的鍋爐效率稱為鍋爐的毛效率。

10、 鍋爐的凈效率是在毛效率基礎(chǔ)上扣除鍋爐自用汽和電能消耗后的效率 ： 自用汽耗汽量鍋護熱效率，D/h 自用電耗量，kwh/h 生產(chǎn)每度電的標準煤耗量，kg/kwh （ 可取該地區(qū)供電系統(tǒng)平均供電標準煤耗率）3() 1029300zqgszydwD iiN bBQzDzNbjgl第三節(jié) 固體不完全燃燒熱損失一、 的形成 由于進入爐膛的燃料中，有一部分沒有參與燃燒或未燃燼而被排出爐外，因而引起的熱損失。由三部分組成：1）灰渣損失 2）漏煤損失 3）飛灰損失 4q4q二、影響因素 燃料特性、燃燒方式、爐膛結(jié)構(gòu)、運行情況等 對于氣體和液體燃料，在正常燃燒情況下可認為 =0。三、固體不完全燃燒熱損失的選取

11、 當鍋爐設(shè)計進行熱平衡計算時，固體不完全燃燒熱損失是按長期運行的經(jīng)驗數(shù)據(jù)來確定，根據(jù)不同燃料特性及燃燒方式選取。4q第四節(jié) 氣體不完全燃燒熱損失 一、 的形成 由于部分一氧化碳、氫、甲烷等可燃氣體未燃燒放熱就隨煙氣排出所造成的損失。二、影響因素 燃料特性 燃燒方式 爐膛結(jié)構(gòu) 運行情況等3q第五節(jié) 排煙熱損失一、排煙熱損失 的形成 由于技術(shù)經(jīng)濟條件的限制，煙氣離開鍋爐排入大氣時，煙氣溫度比進入鍋爐的空氣溫度要高很多，排煙所帶走的熱量損失簡稱為排煙熱損失。 二、影響因素 排煙溫度 排煙容積 2q第六節(jié) 散熱損失一、散熱損失 的形成 鍋爐運行時，各部分爐墻、鋼架、管道和其他附件等的表面溫度均較周圍空

12、氣溫度為高，對于層燃爐為了撥火、清爐或投煤等原因常需打開爐門，這些都不可避免地將有熱量散失于大氣中，就形成了鍋爐的散熱損失。 5q第七節(jié) 灰渣物理熱損失及其它熱損失一、灰渣物理熱損失 灰渣及漏煤的溫度一般都在600-800以上而造成的熱損失。 對于層燃爐或沸騰爐，這項損失較大，必須考慮。對于固態(tài)排渣煤粉爐，只有燃料中灰分相當多時，才予以考慮。二、其它熱損失 常見的有冷卻熱損失，冷卻熱損失是由于鍋爐的某些部件采用了水冷卻，而此冷卻水未接入鍋爐汽水循環(huán)系統(tǒng)中，被它吸收了鍋爐的一部分熱量并帶出爐外，從而造成了熱量損失。 第八節(jié) 燃料消耗量及蒸發(fā)率鍋爐每小時耗用的燃料稱為鍋爐的燃料消耗量：考慮到不完全

13、燃燒熱損失的存在，實際參加燃燒反應(yīng)的燃料量應(yīng)為： 稱為小時計算燃料消耗量 。glrglQBQ4(1)100jqBBjB第三章 燃燒設(shè)備 燃燒 燃料中的可燃物質(zhì)與氧進行的劇烈氧化反應(yīng)，它既需要提供溫度和濃度條件，又需要一定的時間和空間條件。 燃燒設(shè)備有著多種型式 層燃爐、室燃爐 、沸騰爐第一節(jié) 煤的燃燒過程第二節(jié) 人工操作層燃爐第三節(jié) 機械化層燃爐第四節(jié) 室燃爐第五節(jié) 沸騰爐第六節(jié) 爐的工作強度第七節(jié) 電鍋爐第八節(jié) 余熱鍋爐第一節(jié) 煤的燃燒過程1、著火前的熱力準備階段2、揮發(fā)物與焦炭的燃燒階段3、燃燼階段（灰渣形成段） 燃燒設(shè)備的任務(wù)： 針對不同燃料在燃燒過程中具有的特性，采用相應(yīng)的燃燒方式、燃

14、燒設(shè)備和爐內(nèi)改善燃燒的措施，具體滿足：(1)保持一定的高溫環(huán)境，以便能產(chǎn)生急劇的燃燒反應(yīng)。(2)供應(yīng)燃料在燃燒反應(yīng)所需的充足而適量的空氣。(3)采取適當?shù)拇胧┮员ＷC空氣與燃料能很好的接觸、混 合，并提供燃燒所需的時間和空間。(4)及時排出燃燒產(chǎn)物煙氣和灰渣。 運行的安全可靠、結(jié)構(gòu)簡單、合理，操作、檢修方便以及造價和運行費用低廉等。第二節(jié) 人工操作層燃爐1、定義 即手燒爐，它的加煤、撥火和除渣三項主要操作均由人力完成。2、特點 勞動強度大 燃燒效率低 周期性的冒黑煙，污染環(huán)境。 結(jié)構(gòu)簡單，操作方便 適應(yīng)煤種廣，多用于蒸發(fā)量小于1t/h的鍋爐。二、燃燒特點1、上飼式爐子， “雙面引火”的著火條件，

15、 煤種適應(yīng)性廣 2、燃燒工況的周期性。 間歇加煤（煤層厚度間歇變化）嚴重缺氧時，揮發(fā)物熱分解生成大量炭黑，溫度低時（爐門間歇打開）炭黑難以燃燒而煙囪冒黑煙。 降低鍋爐運行的經(jīng)濟性，污染環(huán)境。 第三節(jié) 機械化層燃爐 三項主要操作部分或全部由機械代替人工操作的層燃爐。 機械一風力拋煤機爐 鏈條爐排爐 往復(fù)爐排爐 振動爐排爐 下飼燃料式爐 第四節(jié) 室燃爐特點：第一，沒有爐排，其容量的提高不再受爐排面的制造和 布置的限制。第二，燃料的燃燒反應(yīng)面積很大，與空氣混合十分良 好，可以采用較小的過量空氣系數(shù)，燃燒速度和 效率比層燃爐高。第三，由于燃料在室燃爐中停留時間一般都很短促，為 保證燃燒充分完全，爐膛體

16、積較大。第四，燃料適應(yīng)性廣，可以燃用固體、液體和氣體燃料。第五，燃燒調(diào)節(jié)和運行、管理易于實現(xiàn)機械化和自動化。第六，輔助設(shè)備耗電量大。分類：煤粉爐、燃油爐和燃氣爐。一、煤粉護 廣泛地應(yīng)用于中、大容量的鍋爐 組成結(jié)構(gòu)：煤粉制備設(shè)備、燃燒器和爐膛（一）煤粉制備設(shè)備（二）燃燒器 1、作用：燃燒器是煤粉爐的重要組成部分， 將煤粉和空氣送入爐膛，并使他們 充分的混合，迅速而穩(wěn)定地著火燃 燒和盡可能的充滿整個爐膛空間。 煤粉氣流的著火過程，爐膛中的空氣動力和燃燒工況主要通過燃燒器的結(jié)構(gòu)及其在鍋爐上的布置來組織的。2、分類與結(jié)構(gòu) 旋流式、直流式燃燒器兩種。 按照旋轉(zhuǎn)氣流方法的不同，旋流燃燒器分為： 蝸殼式、軸

17、向葉片式和切向葉片式。3、燃燒器的布置 直流燃燒器： 旋流燃燒器：（三）爐膛1、爐膛容積熱負荷 通常推薦為140235kw/m3。2、爐膛截斷面熱負荷 （ ） 推薦值：18602330kw/m2。 vqdwvlBQqVAqFqdwFBQqF二、燃油爐1、液體燃料的燃燒 液體燃料的沸點總是低于它的著火點，液體燃料蒸發(fā)形成油蒸汽，然后與空氣混合燃燒，比氣相燃燒多了一個蒸發(fā)過程。 油的噴霧燃燒分為四個階段：（1）霧化階段 利用各種霧化器將液體燃料粉碎為直徑幾微米到幾百微米的無數(shù)微粒。 （2）蒸發(fā)階段（3）油氣與空氣的混合階段 決定燃燒快慢與是否完全的主要因素。 加強混合的措施 1）提高燃燒器出口空氣

18、流速； 2）加強燃燒器出口氣流的擾動； 3）送入一定量的一次風與油霧預(yù)先混合， 以防油霧熱分解。（4）著火燃燒階段2、油燃燒器 主要由油噴嘴、調(diào)風器、和穩(wěn)燃器組成1）油噴嘴 機械霧化油噴嘴：壓力式、回油式和轉(zhuǎn)杯式 介質(zhì)霧化油噴嘴：以蒸汽或空氣作介質(zhì)2）調(diào)風器 控制風和油的比例 按出口氣流分為旋流式和平流式兩大類。3）穩(wěn)燃器 常用的有擴錐式和軸流式葉片兩大類。3、油燃燒過程中減少污染物產(chǎn)生的方法 重油的含S量達到3%，氧化硫的生成量往往比燃燒煤時要多。（煤中含S量均為1%，在燃煤時，約有一半硫分殘留在灰分中) 1）油中摻水燃燒2）低氧燃燒 3）煙氣再循環(huán) 4）兩級燃燒 三、燃氣爐 氣體燃料的燃燒

19、屬于單相反應(yīng)，著火和燃燒比較容易，燃燼程度較高。 分為兩個階段:1、可燃氣體與空氣的混合2、燃氣的著火燃燒（一）、燃燒器的分類1、按燃燒方式分類（1）擴散式燃燒器（2）部分預(yù)混式燃燒器（0.2-0.8）（3）完全預(yù)混式燃燒器2、按照空氣供給方式分類（1）引燃式燃燒器：空氣被燃氣的射流吸入 或燃氣被空氣射流吸入。（2）鼓風式燃燒器：用鼓風設(shè)備將空氣送入燃 燒系統(tǒng)。（3）自然引風式燃燒器：依靠爐膛的負壓將空氣吸入 燃燒系統(tǒng)3、按照燃氣壓力分類（1）低壓燃燒器：燃氣壓力5000Pa（2）高（中）壓燃燒器：燃氣壓力在5000- 3105Pa之間（二）、改善燃氣爐燃燒的措施1、改善氣流相遇的條件（增大接

20、觸面積）2、加強混合和擾動3、預(yù)熱燃氣和空氣4、旋轉(zhuǎn)和循環(huán)氣流5、煙氣再循環(huán)第五節(jié) 沸騰爐 1、流化過程 固體粒子經(jīng)與氣體或液體接觸而轉(zhuǎn)變?yōu)轭愃朴诹黧w狀態(tài)的過程稱為流化過程。2、流化過程用于燃料燃燒，即為沸騰燃燒。介于層燃和懸浮燃燒之間的一種燃燒，沸騰爐或流化床爐。3、沸騰爐不僅因具有強化燃燒、傳熱效果好以及結(jié)構(gòu)簡單、鋼耗量低等優(yōu)點，特別是它的燃料適應(yīng)性廣，以及可以實現(xiàn)爐內(nèi)脫硫及較少產(chǎn)生氮氧化物NOX。一、沸騰爐特性 煤預(yù)先經(jīng)破碎加工成一定大小的顆位而置于布風板上，厚度為500mm左右，空氣通過布風板由下向上吹送。顆粒為08mm。 二、幾種異常的沸騰床1、氣泡2、節(jié)涌3、溝流4、分層 三、沸騰

21、爐的型式與結(jié)構(gòu) 沸騰爐的型式通常有鼓泡床沸騰爐和循環(huán)流化床爐。（一）鼓泡床沸騰爐 鼓泡床沸騰爐為全沸騰爐，是沸騰爐的主要爐型，因進入沸騰床的空氣部分以氣泡形態(tài)穿過料層而得名。 主要由給煤機、布風板、風室、灰渣溢流口以及沉浸受熱面等幾部分組成。鼓泡床爐小結(jié)：1、結(jié)構(gòu)簡單，金屬耗量低；2、煤種適應(yīng)性廣，燃燒面積大，新煤的著火條件好；3、傳熱系數(shù)高于其它類型的鍋爐；4、大幅度降低煙氣中S02的含量（脫硫效率仍然不太高， 30%）；NOX生成量少；灰渣可以利用5、電耗高，為一般鍋爐的1.51.8倍；6、飛灰多且含碳量高，致使鍋爐效率較低（54-68%）；7、沉浸受熱面磨損嚴重；8、容量大、床面積也大，

22、所以難以實現(xiàn)大型化。（二）循環(huán)流化床鍋爐 來自爐膛的高溫煙氣經(jīng)分離器進入對流管束，而被分離下來的飛灰則經(jīng)回料器重新返回爐內(nèi)，與新添加的煤一起繼續(xù)燃燒并再次被氣流攜帶出爐膛。 爐膛不分沸騰段和懸浮燃燒段，其出口直接與分離器相接。 調(diào)節(jié)循環(huán)灰量、給煤量和風量進行負荷調(diào)節(jié)。小結(jié)：在鼓泡床爐優(yōu)點的基礎(chǔ)上（1） 能穩(wěn)定運行的最低負荷為25%；（2）脫硫效果顯著，脫硫率可獲得80%以上； （3）在流化床內(nèi)（密相區(qū)）通常不布置受熱 面，從根本上消除了磨損問題； （4）存在結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)復(fù)雜，體積龐大，投資和 運行費用較高的缺點；（5）自動化水平要求高，控制點比較多； 對輔助設(shè)備要求高。（三）增壓流化床鍋爐 工作

23、壓力高于大氣壓。 與燃氣輪機配套組成聯(lián)合循環(huán)機組用于發(fā)電 與常壓流化床爐相比，它采用壓氣機鼓風，可用深床（4m)，具有流化速度低（lm/s)、燃燒效率高（99%）、環(huán)境污染少（煤含硫量2%時，脫硫率可達98%）。（四）循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展 按照分離器的形式和整體布置，分為三代：1、第一代絕熱旋風分離 2、第二代水（汽）冷分離3、第三代水冷方形分離器第六節(jié) 爐的工作強度 用以表示燃料在爐內(nèi)燃燒的強烈程度。 主要有爐排熱強度和爐室熱強度兩個指標。 一、層燃爐1、爐排可見熱強度 是單位面積的爐排，在單位時間內(nèi)所燃燒的煤的放熱量：3600ydwRBQqR2、爐膛體積可見熱強度： 在層燃爐中要分別測出燃料

24、在爐排面上和爐膛體積中燃燒放熱量是困難的，所以在爐排和體積熱強度中，都假定把燃料燃燒的全部放熱量作為熱強度計算的基礎(chǔ)，引入了所謂“可見”的概念。 3600ydwVlBQqV二、室燃爐1、爐膛體積熱強度（同層燃爐）2、爐膛斷面熱強度 3600ydwFBQqF第七節(jié) 電鍋爐 將電能轉(zhuǎn)換為熱能的設(shè)備，可以生產(chǎn)熱水、蒸汽和過熱蒸汽。一、電能轉(zhuǎn)換成熱能的方式1、電阻式2、電極式電熱轉(zhuǎn)換方式 3、電磁式電熱轉(zhuǎn)換方式 。二、電加熱鍋爐的組成 鍋 -盛水的容器 爐 -電熱轉(zhuǎn)換元件三、電加熱鍋爐的特點1、沒有燃燒室，體積小，便于運輸和安裝；2、沒有燃燒設(shè)備和燃料，沒有任何煙塵和有害 氣體的排放；3、可實現(xiàn)全自動

25、化控制；4、電熱元件的傳熱效果好，熱效率可達96%以上。第八節(jié) 余熱鍋爐 利用余熱來生產(chǎn)熱水、蒸汽和過熱蒸汽的鍋爐設(shè)備。 會在后面余熱回收技術(shù)中進行詳細的說明介紹。 第四章 鍋爐結(jié)構(gòu)第一節(jié) 鍋爐發(fā)展概況第二節(jié) 蒸汽鍋爐第三節(jié) 熱水鍋爐第四節(jié) 電廠鍋爐結(jié)構(gòu)第五節(jié) 鍋爐受熱面第一節(jié) 鍋爐發(fā)展概況工業(yè)發(fā)展要求：擴大容量和提高參數(shù) 從增加受熱面入手： 1、在鍋筒內(nèi)部增加受熱面，形成了煙管鍋爐系列； 2、在鍋筒外部增加受熱面，形成了水管鍋爐系列。第二節(jié) 蒸汽鍋爐一、煙管鍋爐（火管鍋爐） 廣泛使用于蒸汽需要量不大的用戶。煙管鍋爐按其鍋筒放置方式分立式和臥式兩類。 都有一個大直徑的鍋筒，其內(nèi)部有火筒和為數(shù)眾

26、多的煙管。 1、立式煙管鍋爐 2、臥式煙管鍋爐 二、煙管水管組合鍋爐 在臥式外燃煙管鍋爐的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。三、水管鍋爐 按鍋筒數(shù)目分：單鍋筒、雙鍋筒 按鍋筒放置形式分：縱置式、橫置式、立置式第三節(jié) 熱水鍋爐 采暖中，熱媒有熱水和蒸汽兩種。 熱水采暖特點： 節(jié)約燃料 易于調(diào)溫 運行安全 采暖房間溫度波動小 其出口溫度通?？刂圃诒裙ぷ鲏毫ο碌娘柡蜏囟鹊?5左右。熱水鍋爐特點：1、無需蒸發(fā)受熱面和汽水分離裝置，一般也不 設(shè)置水位表，有的連鍋筒也沒有，結(jié)構(gòu)比較 簡單；2、傳熱溫差大，受熱面一般不結(jié)水垢，熱阻 小，傳熱情況良好、熱效率高；3、既節(jié)約燃料，又節(jié)省鋼材；4、對水質(zhì)要求較低（但須除氧），一般

27、不會發(fā) 生因結(jié)水垢而燒損受熱面的事故（因熱媒水補充量少），受壓元件工作溫度較低，又無需監(jiān)視水位，熱水鍋爐的安全可靠性較好，操作也較簡便。第四節(jié) 電廠鍋爐結(jié)構(gòu) 產(chǎn)生過熱蒸汽用以推動汽輪機發(fā)電。按照循環(huán)方式分： 自然循環(huán)電站鍋爐 多次強制循環(huán)電站鍋爐 電站直流鍋爐 復(fù)合循環(huán)鍋爐。 第五節(jié) 鍋爐受熱面一、蒸發(fā)受熱面（輻射、對流） 使進入鍋爐的工質(zhì)在鍋爐中吸熱氣化的受熱面。 1、 水冷壁（輻射換熱）主要作用： 1）鍋爐主要受熱面； 2）保護爐墻，減少熔渣和高溫對爐墻的破壞。 2、凝渣管束 在中壓工業(yè)鍋爐和小容量電站鍋爐中常把后墻水冷壁上管拉稀形成凝渣管束（形成對流蒸發(fā)受熱面）。3、對流管束 在低壓工業(yè)

28、鍋爐中，鍋爐水冷壁（輻射受熱面）滿足不了蒸發(fā)受熱面的需要，還要增加鍋爐對流管束（對流蒸發(fā)受熱面）。二、蒸汽過熱器 1、作用 蒸汽過熱器是為把飽和蒸汽加熱成為具有一定溫度的過熱蒸汽的裝置。 蒸汽過熱器內(nèi)側(cè)流過的是過熱蒸汽，它不單是鍋爐各受熱面中溫度最高的工質(zhì)，而且放熱系數(shù)也最小，其工作條件最差。 2、分類與結(jié)構(gòu)根據(jù)布置位置和傳熱方式： 對流式：位于對流煙道，吸收對流放熱； 半輻射式（屏式） ：位于爐膛上部或出口， 吸收對流放熱和輻射放熱； 輻射式：位于爐膛墻上，吸收輻射放熱。3、流速確定煙氣流速：以管子少受磨損和不易積灰的原則 來選定，一般在6-12m/s；蒸汽流速：則以保證管壁金屬有足夠良好的

29、冷 卻，流動阻力又不宜過大的原則來 選取，供熱鍋爐一般為15-25m/s。4、過熱器的高溫腐蝕及防止： 燃用K、Na、S、等含量較多的煤時，灰垢中K2SO4和Na2SO4在含有SO3的煙氣中會與管子表面氧化鐵作用形成堿金屬復(fù)合硫酸鹽，這種硫酸鹽在550-710 范圍內(nèi)熔化成液態(tài)，有強烈腐蝕性。 防止方法：控制金屬壁溫（600 ） 在煤中加入CaSO4和MgSO4 燃油中含有V、Na、S等化合物會在受熱面管壁上形成V2O5和各種鈉釩化合物，當壁溫大于600-620 時熔化成液態(tài)，嚴重腐蝕金屬，煙氣中的SO3能起腐蝕觸媒作用。 防止方法：在燃油中加入MgCl2的水溶液或Ca、 Al、Si等鹽類附加

30、物 （提高灰熔點，減輕釩腐蝕） 控制金屬壁溫（600 ）5、過熱器和再熱器的溫度調(diào)節(jié) 輻射過熱器和對流過熱器配合（設(shè)計時） 當額定負荷時，過熱器的輻射吸熱量為過熱器總吸熱量的40%-60%，過熱汽溫隨負荷變化而變化的特性曲線較為平坦。 1）蒸汽側(cè)的調(diào)節(jié)a、采用面式減溫器，利用鍋爐給水或爐水來冷卻 蒸汽， 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)節(jié)遲緩；b、噴水減溫，結(jié)構(gòu)簡單，反應(yīng)快，目前應(yīng)用廣 泛，但對水質(zhì)要求高；c、汽-汽熱交換器，用過熱蒸汽加熱再熱蒸汽。2）煙氣側(cè)的調(diào)節(jié)a、火焰中心位置的調(diào)節(jié)；b、煙氣側(cè)裝有分流擋板，擋板極易燒壞，調(diào)節(jié) 有效；c、煙氣再循環(huán)：把一部分煙氣從省煤器后空氣 預(yù)熱器前用再循環(huán)風機抽出，從冷灰

31、斗或者 爐膛上面噴入。三、省煤器1、作用 省煤器是給水的預(yù)熱設(shè)備。 能有效地降低排煙溫度，提高熱效率。 減小因溫差而引起鍋筒壁的熱應(yīng)力。2、分類與結(jié)構(gòu)按制造材料的不同分為：鑄鐵省煤器 鋼管省煤器按給水被預(yù)熱的程度分為：沸騰式 非沸騰式。3、流速確定水流速：水在省煤器中受熱的過程中，溶于水中 的氣體會析出形成氣泡。為了能及時將 氣泡帶出，省煤器中水速一般不得低于 0.3m/s，但也不宜超過1m/s，以免使省 煤器阻力過大。 煙氣流速：煙速一般在6-8m/s 。4、鑄鐵省煤器的特點：1）對高速灰粒有較好的耐磨性能；2）對氣體腐蝕有較好的抗蝕能力，適宜安裝壓縮空氣吹灰；3）性脆，不耐沖擊；4）鱗片間

32、易堵灰，難清掃；5）連接彎頭多，安裝工作繁重，易泄漏。5、鑄鐵省煤器的安全使用措施：1）只能用作非沸騰式省煤器，其出口水溫至少 應(yīng)比相應(yīng)壓力下的飽和溫度低30 。2）在進口處應(yīng)裝置壓力表、安全閥及溫度計。3）在出口處應(yīng)設(shè)安全閥、溫度計及放氣閥。4）連接系統(tǒng)有煙氣旁通煙道或直接向鍋筒供水的給水旁路以便鍋爐在啟動、停爐或低負荷 運行時能將省煤器退出運行并能在運行中搶修。6、鋼管式省煤器： 由一系列并聯(lián)蛇形管和集箱構(gòu)成，管子做水平叉列布置。 工作可靠，體積小，重量輕，價格便宜，但不耐腐蝕。 可做成沸騰式的。四、空氣預(yù)熱器1、作用利用鍋爐尾部煙氣的熱量加熱空氣的換熱設(shè)備。有效降低排煙溫度和提高鍋爐熱效

33、率。2、分類與結(jié)構(gòu) 按傳熱方式分為：導(dǎo)熱式 再生式 3、流速確定 空氣流速：57m/s。 煙速：1014m/s。 五、尾部受熱面煙氣側(cè)的腐蝕 水蒸汽在受熱面上冷凝會引起氧腐蝕，硫酸蒸汽的凝結(jié)液與金屬接觸則發(fā)生酸腐蝕，這兩種腐蝕稱為低溫腐蝕。 低溫腐蝕主要發(fā)生于空氣預(yù)熱器中及省煤器中。 防止方法：1）進行燃料脫硫和煙氣脫硫 ； 2）提高金屬壁溫，避免結(jié)露。 目前國內(nèi)采用最多的辦法是提高壁溫，即相應(yīng)的提高排煙溫度。第五章 鍋爐水處理第一節(jié) 水中的雜質(zhì)和水質(zhì)指標第二節(jié) 鈉離子交換軟化第三節(jié) 浮床及流動床離子交換第四節(jié) 其它水處理方法第五節(jié) 水的除氣第一節(jié) 水中的雜質(zhì)和水質(zhì)指標一、水中的雜質(zhì)按其顆粒大

34、小的不同可分成三類：1、懸浮物2、膠體 3、溶解物質(zhì)二、水中雜質(zhì)的危害1、溶解鹽類 會析出或濃縮沉淀出來： 一部分形成鍋水中的懸游雜質(zhì)水渣， 另一部分附著受熱面的內(nèi)壁上水垢。2、溶解氣體 對鍋爐的受熱面產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。鍋爐水處理的主要任務(wù)： 降低水中鈣、鎂鹽類的含量（俗稱軟化），防止鍋內(nèi)結(jié)垢現(xiàn)象， 減少水中的溶解氣體（俗稱除氧），以減輕對受熱面的腐蝕。 鍋外水處理 鍋內(nèi)水處理三、水質(zhì)指標1、懸浮固形物2、溶解固形物3硬度4、堿度（A)5、相對堿度6、pH值 7、溶解氧8、磷酸根9、亞硫酸根10、含油量第二節(jié) 鈉離子交換軟化 通常采用陽離子交換法。 常用的陽離子交換水處理有鈉離子、氫離子和銨離子交

35、換等。一、鈉離子交換軟化原理（自學(xué)）二、固定床鈉離子交換設(shè)備及其運行 運行中離子交換劑層是固定不動的，通常使原水由上向下不斷地通過交換劑層。 按再生運行方式分為： 順流再生：交換運行時水流方向和再生時還 原液流動方向一致。 逆流再生：交換運行時水流方向和再生時還 原液流動方向不一致。（一）順流再生 都是由上向下流動。1、鈉離子交換器構(gòu)造2、鈉離子交換器的運行（二）逆流再生 克服了順流再生時底部交換劑再生較差的缺陷。 再生液由下進入，流速較高時和反洗時一樣使交換劑層產(chǎn)生擾動，交換劑上下層次被打亂，稱為亂層。三、鈉離子交換系統(tǒng) 當原水硬度小于8mmol/L時，采用單級鈉離子交換。 當原水硬度大于8

36、mmol/L時，采用雙級鈉離子交換。第三節(jié) 浮床及流動床離子交換 固定床體積龐大，交換器的容積利用率低（60%）。-浮床 固定床運行不連續(xù)，-移動床和流動床第四節(jié) 其它水處理方法對小型鍋爐采用簡易水處理方法。一、鍋內(nèi)水處理二、物理水處理 三、電滲析水處理第五節(jié) 水的除氣 氣體溶解定律（亨利定律） 任何氣體在水中的溶解度是與此氣體在水界面上的分壓力成正比的。 熱力除氧 真空除氧 解析除氧 化學(xué)除氧 用汽設(shè)備，簡單的講，就是將蒸汽中的熱能轉(zhuǎn)化成其它形式的能量或者其它物質(zhì)的熱能。 例如：發(fā)電廠中汽輪機將熱能轉(zhuǎn)化成機械能，再通過發(fā)電機轉(zhuǎn)化成電能。 蒸汽錘等把熱能轉(zhuǎn)化成機械能。 熱交換器、加熱釜、干燥器

37、、空氣加熱器等把蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化成其它介質(zhì)的熱能。第二部分 用汽設(shè)備用汽設(shè)備（按用途和原理分）：熱交換器加熱釜空氣加熱器干燥器：1管式干燥器，2筒式干燥器。硫化缸熱板式壓力機： 1硫化壓力機， 2 多級熱板式壓力機伴熱管熱交換器 在密閉的容器內(nèi)裝有穿熱管，蒸汽在管內(nèi)（或管間）與管間（或管內(nèi)）的水或油等液體進行熱量交換，對液體進行加熱的裝置。 一般的汽水熱交換器、油加熱器、染色加熱器及化工廠的再沸器等都屬于這種設(shè)備。各種熱交換器的構(gòu)造及特征：1、多管式熱交換器2、雙重管式熱交換器3、螺旋式熱交換器4、板式熱交換器5、平板散熱片式熱交換器6、蛇形管式換熱器 7、外殼式熱交換器 8、下流液膜（薄膜）式

38、熱交換器 9、刮板式熱交換器 10、空冷式熱交換器 11、全熱式交換器 12、熱管式熱交換器 13、直接接觸式冷凝器加熱釜 一種類似鐵鍋的容器，其外側(cè)設(shè)有蒸汽夾套，用來加熱液體或液體與固體的混合物，也有存在內(nèi)部設(shè)置加熱盤管或內(nèi)加熱器的。 例如：煮沸鍋、蒸發(fā)器等?？諝饧訜崞?對空氣進行加熱的設(shè)備，用于采暖的有放射式散熱器、對流式散熱器，組合加熱器。 散熱器一般使用2kg/cm2以下的微壓蒸汽和真空蒸汽，適合用熱靜力疏水器，并且要使用真空回水裝置。 組合加熱器是把數(shù)根帶散熱片的加熱管組合在一起，并使用風機使空氣產(chǎn)生強制對流的組合裝置。干燥器1.管式干燥器：在干燥室的地面上或壁面及天棚上安裝加熱管（

39、或帶散熱片的加熱管），對加熱管內(nèi)通蒸汽，通過對室內(nèi)的空氣進行加熱，把室內(nèi)待干燥的物品進行烘干處理，所謂烘干室、烘干箱、烘干機都是這類設(shè)備2.筒式干燥器：是筒內(nèi)通入蒸汽，虹吸疏水的旋轉(zhuǎn)式加熱設(shè)備。目的對筒表面的物品烘干，主要用于造紙和纖維紡織業(yè)。其特點是多個烘干筒各自的表面溫度不同，即每個烘干筒的進口壓力要進行調(diào)節(jié)，另外，由于烘干筒是旋轉(zhuǎn)的，只能通過其軸部供給蒸汽和排除凝結(jié)水，所以必須采用虹吸管疏水。硫化缸 橡膠廠的專用設(shè)備，硫化是指在橡膠內(nèi)加入硫，加熱后產(chǎn)生硫化氫，從而改變橡膠的物理性能的過程，一般硫化缸是直接加熱和間接加熱同時進行。 特點是間斷生產(chǎn)，對溫度要求嚴格。熱板式壓力機1.硫化壓力機

40、：在兩熱板之間裝有擠壓橡膠的金屬模具，靠液壓上下擠壓熱板，給橡膠施壓并升溫，用于小型橡膠件加工的金屬平板式和用于輪胎的懷表殼套式。2.多級熱板式壓力機：層數(shù)超過兩層，各層蒸汽管和排水管用軟管連接，分串聯(lián)和并聯(lián)兩種配管方式。伴熱管：為某些液體或氣體輸送方便，在輸送管路附加一條蒸汽管路，給流體加熱，并維持一定溫度。在輸送流體的管道外側(cè)增設(shè)蒸汽管，稱為外伴熱管，分抱管式、套管式及纏繞式；在輸送流體內(nèi)部沿軸線增設(shè)蒸汽管稱為內(nèi)伴熱管。主要應(yīng)用于石油等運輸。注意：不同方式的用汽設(shè)備需要的蒸汽量不同，所須的管路系統(tǒng)、疏排水裝置不同，根據(jù)熱力、水力計算結(jié)果需要選擇流量、管徑、排量，根據(jù)用汽設(shè)備特點布置管路，選

41、擇疏排水裝置型式。第三部分 熱力輸送第一章 輸送的目的和狀態(tài)第二章 蒸汽輸送管路的設(shè)計基礎(chǔ)第三章 蒸汽管路中的凝結(jié)水第四章 蒸汽疏水閥 一、蒸汽輸送的目的 在上面我們介紹了蒸汽的產(chǎn)生和用汽設(shè)備，把二者相連的管路系統(tǒng)就是熱力輸送系統(tǒng)。蒸汽輸送的目的就是將熱量從產(chǎn)生單位送到用汽單位，從而做到能量的利用。 蒸汽輸送系統(tǒng)包括各種管道、閥門、儀表、控制裝置等。第一章 輸送的目的和狀態(tài) 1、熱負荷 2、生產(chǎn)熱負荷 3、生產(chǎn)熱負荷屬全年性熱負荷，在一年內(nèi)各個工作月的生產(chǎn)熱負荷大致相同，和季節(jié)關(guān)系不大。但是一晝夜內(nèi)，每個小時的熱負荷變化較大。二、輸送系統(tǒng)的性能： 輸送系統(tǒng)不是單純的管網(wǎng)系統(tǒng)，要優(yōu)化設(shè)計管網(wǎng)系統(tǒng)

42、，提高輸送性能。 設(shè)計系統(tǒng) 運行系統(tǒng) 研究和改進后的系統(tǒng) 要求具備的條件：1.額定運轉(zhuǎn)條件；2 .部分負荷運轉(zhuǎn)條件；3.時間系列運轉(zhuǎn)圖表。 蒸汽的輸送流程：鍋爐產(chǎn)生蒸汽，通過蒸汽外管網(wǎng)輸送到各用汽點。經(jīng)過減溫減壓后，再通過小口徑的分支管道送到各用汽設(shè)備。當鍋爐截止閥緩慢打開時，蒸汽由鍋爐進入蒸汽主管。由于蒸汽主管是冷的，管道周圍空氣更冷，熱量會由蒸汽傳遞給管道，管道傳熱給空氣。蒸汽加熱管道引發(fā)的蒸汽冷凝成為啟動負荷。管道傳遞給空氣的熱量稱為運動負荷。用汽設(shè)備打開，蒸汽經(jīng)減溫減壓站后，由過熱高壓蒸汽變成低壓飽和蒸汽，從蒸汽分配站并經(jīng)過蒸汽溫度控制裝置進入用汽設(shè)備，在冷態(tài)的換熱面經(jīng)過熱交換后，蒸汽

43、連續(xù)不斷地釋放能量與被加熱介質(zhì)換熱，并生成大量的冷凝水有蒸汽疏水閥站排除最后冷凝水匯集后進入凝結(jié)水箱，并由冷凝水回收站泵送給鍋爐房，完成整套循環(huán)流程。二、輸送狀態(tài)過熱蒸汽的輸送；飽和蒸汽的輸送；二相熱水的輸送；熱水的輸送（含凝結(jié)水的輸送）；水以外介質(zhì)蒸汽的輸送；水以外介質(zhì)液體的輸送；由熱管等進行輸送。各種輸送的特征：過熱蒸汽和飽和蒸汽的輸送：兩者的流動特性相同，但后者因散熱和輸送帶來的壓降，并伴隨產(chǎn)生凝結(jié)水，成為噴霧二相流，是管路和閥門等容易發(fā)生腐蝕。二相熱水輸送：即使質(zhì)量流量的大部分使熱水也具有一定體積的整齊流。這種輸送壓降比較大，容易引起彎管和閥門等處流動不穩(wěn)定及震動等等。熱水輸送：主要用

44、于區(qū)域供暖。在部分余熱回收中，為了防止蒸汽對管網(wǎng)的腐蝕（熱交換器帶來的過冷度），也可以采用熱水高壓泵系統(tǒng)，但要考慮經(jīng)濟性。除水以外的介質(zhì)輸送：不需要用水處理的附加設(shè)備，不用進行水質(zhì)管理等優(yōu)點。但是必須考慮介質(zhì)費用高、泄漏時毒性的對策等問題。熱管輸送：短距離輸送已經(jīng)開始實用化。凝結(jié)水回收和輸送： 消耗蒸汽熱能儲備后形成凝結(jié)水，加以回收利用，是工廠節(jié)能的有效方法。 蒸汽的凝結(jié)水幾乎不可能全部回收，但是要積極的提高回收率。會在后面的余熱回收中進行詳細的講解。一、蒸汽管網(wǎng)的設(shè)計1、選擇蒸汽壓力2、高壓輸送蒸汽優(yōu)點：二、蒸發(fā)器管網(wǎng)的水力計算三、蒸汽管網(wǎng)的校核第二章 蒸汽輸送管路的設(shè)計基礎(chǔ)四、蒸汽管網(wǎng)的布

45、置蒸汽管網(wǎng)的布置要簡單直接，盡量最短，這樣才能保證熱損失最小。加裝各種需要的閥門及管件等，也能很大限度的減少熱損失。但是最短都是理想化的，實際布置的時候，要適當?shù)目紤]實際走管的情況，根據(jù)現(xiàn)場來進行布置。 一般情況下與輸送量相比，管線都是長距離的，要充分掌握管路的散熱特性。如圖，單位時間內(nèi)，單位管線散射出的熱量用公式：外皮保溫層n保溫層1 蒸汽 rnrn-1r2r1r0)2asttq五、輸送管路的散熱六、輸送管路的保溫材料和施工方法輸送管路的保溫材料用多孔物質(zhì)或者纖維質(zhì)的材料進行保溫。為防止空氣的低熱傳導(dǎo)率、對流及熱輻射損失。包括：有機材料 無機材料 金屬材料等。蒸汽設(shè)備采用的保溫材料多數(shù)是無機

46、材料。保溫材料的種類和特征材料名稱密度熱傳導(dǎo)率安全實用溫度粗石棉0.23以下0.0560.076 350550硅藻土0.450.550.0930.105 500以下細石棉0.100.380.0450.056 400600玻璃棉0.0080.096 0.0420.067 300350硅酸鈣0.35以下 0.076約650珠光體0.3以下840014600420046001090011700600012000kj/kg630011000kj/kg按溫度分高溫余熱中溫余熱低溫余熱500200500200 的煙氣150 的液體按溫度范圍劃分的余熱資源情況高溫余熱中溫余熱低溫余熱來源溫度/來源溫度/來源

47、溫度/熔煉用反射爐精煉用反射爐沸騰焙燒爐鋼錠加熱爐水泥窯（干法）玻璃熔爐垃圾焚燒爐1000-3000650-1650850-1000930-1035620-735980-1540845-1100工業(yè)鍋爐排煙燃氣輪機排汽往復(fù)式發(fā)動機排汽熱處理爐排煙干燥、烘干爐排煙催化裂化裝置退火爐冷卻系統(tǒng)230-480370-540320-600420-650230-600430-650430-650生產(chǎn)過程中蒸汽凝結(jié)水軸承冷卻水成型模冷卻水內(nèi)燃機冷卻水泵冷卻水空調(diào)和制冷冷凝器生產(chǎn)過程中熱流體或熱固體80-15030-9025-9066-12025-9032-4530-230三、可利用的余熱資源1、冶金行業(yè)鋼鐵

48、工業(yè)可回收的余熱資源約為總能耗的50%。鋼鐵廠所排放出來的能量，有40%存在于各種介質(zhì)的高溫氣體中，15%是低溫蒸汽和熱水，還有10%為輻射損失。鋼鐵企業(yè)余熱的種類、溫度及來源余熱種類成品放熱/廢氣蒸汽或熱水熔融物（熔渣）燒結(jié)600700100450-煉焦10001200100800-煉鐵12001400150400406013001500煉鋼1200150010001400406013001500連續(xù)鑄造600800-4060-分塊壓延110012005008004060-壓沿線材60012005008004060-2、石油工業(yè)每加工1t原油平均消耗燃料（油及氣）42.42kg，蒸汽570k

49、g，電力34.5kWh。統(tǒng)一折算相當于358104kJ。其中50%以上的能源消耗是通過各種油加熱爐和蒸汽鍋爐，熱能損失為加熱爐的煙氣熱、空氣冷卻器和水冷卻器帶出熱。一座年產(chǎn)250萬噸的煉油廠，通過空冷、水冷和煙道三方面排走的熱量高達480106kJ/h，其溫度都在100550范圍內(nèi)。3、機械行業(yè)耗能設(shè)備為各種加熱設(shè)備及爐窯。如鍛件加熱爐，其煙氣溫度高達1000以上，可利用余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽；蒸汽鍛錘，排氣壓力在大氣壓以上，以某汽車制造廠的鍛造分廠為例，鍛錘排氣13t/h，每年損失熱量折合標煤5000多噸；各種熱處理爐，排氣溫度達425650；干燥爐和烘爐，排氣溫度達230600，這些都是很好的余

50、熱資源。4、其他行業(yè)造紙：蒸球排汽、多輥烘干機蒸汽系統(tǒng)梯級利用、凝結(jié)水回收；玻璃：浮法窯能耗高于國外25%，玻璃窯煙氣余熱回收量僅1/3，低位熱吸附制冷技術(shù)應(yīng)用；建材：窯體材料保溫，窯爐余熱利用（15%），燒嘴性能提高；絲綢、紡織、食品：熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱、凝結(jié)水回收；另特別關(guān)注設(shè)備和部件的工業(yè)冷卻水，水溫為3590，是極為廣泛而大量的低溫余熱資源。行業(yè)余熱資源來源占燃料消耗量比例冶金軋鋼加熱爐、均熱爐、平爐、轉(zhuǎn)爐高爐、焙燒窯等33%以上化工化學(xué)反應(yīng)熱、如造氣、變換氣、合成氣等的物理顯熱?？扇蓟瘜W(xué)熱、如炭黑尾氣、電石氣等的燃料熱15%以上建材高溫煙氣、窯頂冷卻、高溫產(chǎn)品等約40%玻璃玻璃熔窯、

51、搪瓷窯、坩堝窯等約20%造紙烘缸、蒸鍋、廢氣、黑液等約15%紡織烘干機、漿紗機、蒸煮鍋等約15%機械鍛造加熱爐、沖天爐、熱處理爐及汽錘乏汽等約15%我國主要行業(yè)的余熱資源情況 四、余熱資源利用原理科學(xué)用能的概念一、能的可用性 科學(xué)用能的概念建立在能的可用性基礎(chǔ)之上。所謂能的可用性，是指能量可以利用的程度和限度。二、用能過程中的三條規(guī)律：1、能量守恒：在用能過程中，能的數(shù)量不變;2、能質(zhì)貶值：在用能過程中，能的質(zhì)量下降；3、能可做功：在用能過程中，能的品質(zhì)依據(jù)可能作功的多少來衡量。 能的可用性應(yīng)包括能的數(shù)量和質(zhì)量兩大方面利用。應(yīng)當包括作功能（火用）與不做功能（火無）兩大部分利用；同時綜合考慮上述

52、三點的恰當配合利用。做到把能源提供的能量“吃干榨盡”，全部實現(xiàn)能的可用性。三、科學(xué)用能的概念1、用能的指導(dǎo)思想追求用能過程的最小不可逆性，實現(xiàn)完全用能。2、用能的基本原則用能方式合理化，按質(zhì)用能，使供能與用能的品質(zhì)匹配，實現(xiàn)合理用能。3、用能的主體能的數(shù)量利用，盡可能減少外部損失，實現(xiàn)有效用能。4、用能的本質(zhì)能的質(zhì)量利用，盡可能降低內(nèi)部損失，實現(xiàn)充分用能。5、用能的系統(tǒng)工程能的綜合利用，主要指作功能與不作功能，功與熱，動力與工藝等各種能的應(yīng)用與配合，實現(xiàn)優(yōu)化用能。余熱利用的方法一、余熱的確定：1、采用測試、統(tǒng)計手段，參照國家標準、行業(yè)標準和地區(qū)標準，分析余熱資源的數(shù)量和質(zhì)量。2、余熱的評價標準

53、（國家標準）： GB/T3486-1993 評價企業(yè)合理用熱技術(shù)導(dǎo)則 GB/T3485-1998 評價企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則 GB/T7119-1993 評價企業(yè)合理用水技術(shù)導(dǎo)則3、主要設(shè)備及工藝的能耗指標：如云南省、遼寧省產(chǎn)業(yè)能效指導(dǎo)目錄工業(yè)鍋爐最低熱效率標準和排煙溫度標準鍋爐容量/MW熱效率/%排煙溫度/0.7-2.82.8-775860657074300250220200180煙氣出爐溫度 使用低發(fā)熱量燃料時使用高發(fā)熱量燃料時余熱回收率/%排汽溫度/預(yù)熱空氣溫度/余熱回收率/%排汽溫度/預(yù)熱空氣溫度/5006007008009001000100020232424262626-4835040

54、0460530580670710-47025025030035035040045022272728282830-55340380440510560650670-400220220260300300350400工業(yè)鍋爐煙氣余熱回收率標準二、優(yōu)先使用原則： 1）對于排出高溫煙氣的各種熱設(shè)備，其余熱應(yīng)優(yōu)先由本設(shè)備或本系統(tǒng)加以利用。 2）在余熱余能無法回收用于加熱設(shè)備本身，或用后仍有部分可回收時，應(yīng)用來生產(chǎn)蒸汽或熱水，以及產(chǎn)生動力等。三、熱經(jīng)濟性原則： 要根據(jù)余熱的種類，數(shù)量，介質(zhì)溫度，排出的情況研究利用的可能性，進行企業(yè)綜合熱效率及經(jīng)濟可行性分析，決定設(shè)置余熱回收利用設(shè)備的類型及規(guī)模。四、環(huán)保原則：

55、符合環(huán)保標準。余熱回收利用的案例一、按余熱品位，結(jié)合工藝確定回收方案如：排煙余熱的回收 高溫煙氣 發(fā)電 中溫煙氣 供熱 低溫煙氣 采暖、熱水系統(tǒng)二、按余熱特點回收1、煙氣清潔度 清潔煙氣 余熱鍋爐 易積灰、結(jié)垢的煙氣 熱管余熱鍋爐2、結(jié)合本身工藝 需要使用蒸汽工藝，利用煙氣余熱產(chǎn)生蒸汽； 需要熱空氣工藝，利用煙氣余熱加熱熱風（空調(diào)）； 需要烘干工藝，利用煙氣余熱進行煤調(diào)濕（鋼鐵行業(yè)）。去電廠鍋爐除氧器3.0MPA1.5MPA0.6MPA0.3MAP三、梯級利用圖1-1 化工行業(yè)的冷凝水余熱回收示意圖四、其他利用 冷卻水： 先采暖（熱泵供熱） 后冷卻塔 多效蒸發(fā)：蒸發(fā)汽逐級利用，按需要量采用 噴

56、射增壓法或直接混合法補充不 足新蒸汽。 造紙：紙機、蒸球； 啤酒：煮沸鍋、殺菌機； 余熱回收優(yōu)化。 卷煙：真空回潮、加濕。 廢水廢熱的吸附式熱泵利用技術(shù)第二章蒸汽余熱回收與利用一、蒸汽余熱種類二、蒸汽余熱回收原理三、高溫凝結(jié)水回收四、高溫凝結(jié)水的污染與處理一、蒸氣余熱種類1、工業(yè)動力乏汽2、二次蒸發(fā)汽3、隧道窯干燥排濕乏汽二、蒸氣余熱回收原理1、做功（一般為過熱蒸汽余熱）余熱鍋爐發(fā)電：驅(qū)動汽輪機拖動轉(zhuǎn)動設(shè)備：如風機、水泵等。做可溶、無污染介質(zhì)壓力驅(qū)動源：如壓送水、凝結(jié)水等。吹掃、除塵。2、傳熱（一般為飽和蒸汽余熱）熱交換：1）直接接觸換熱：噴淋、汽水噴射泵、直接混合；2）間接換熱：通過波節(jié)管、

57、波面板、列管、浮動盤管、板式、套管式、容積式換熱器、無規(guī)則管束換熱器等與被加熱介質(zhì)換熱。3、技術(shù)難點：背壓問題（真空回潮、鍛錘、反應(yīng)釜排汽）；蓄熱問題（化工、造紙等蒸汽化料后排汽）；過濾問題（硫化、蒸球排汽）。除氧器水泵鍋爐電廠汽輪機M減壓器0.5 1.6MPa250 3500.1 0.3MPa150 200案例：驅(qū)動汽輪機拖動轉(zhuǎn)動設(shè)備3.0 MPa降壓至1.8MPa時，拖動和減溫減壓的經(jīng)濟分析蒸汽減溫減壓（以15t/h高壓蒸汽量為例）：蒸汽的流量增加量： G1= Ggs (h2h1)/ (h1h0)=15103(3115.7-2930)/ (2930-83.9)=0.98t/h價值(運行80

58、00h/y,120元/t）：M11=0.981208000/10000=94.08萬元。蒸汽拖動汽輪機：拖動汽輪機產(chǎn)生的電機功率： Kw=Ggs（h1-h2）62%/3600=15103(3115.7-2930)62%/3600=479.7KW價值(運行8000h/y,0.6元/度）： M12=479.70.68000/10000=230.25萬元。經(jīng)濟性對比：拖動汽輪機比減溫減壓增加價值：M1=M12M11=136.17萬元。采用拖動汽輪機所需投資：N60萬。投資回收期：K= N/M1 0.44年三、高溫凝結(jié)水回收一、凝結(jié)水的產(chǎn)生：1、間接換熱產(chǎn)生的凝結(jié)水l1）產(chǎn)生飽和凝結(jié)水（被加熱介質(zhì)無相

59、變） 如果蒸汽的溫度等于所在壓力對應(yīng)的飽和溫度，稱之為飽和蒸汽，飽和蒸汽完全放出汽化潛熱后，成為飽和凝結(jié)水。 飽和蒸汽的總熱量等于飽和凝結(jié)水的顯熱和蒸汽汽化潛熱的熱量之和。 高于、等于和低于大氣壓力時，凝結(jié)水都有飽和狀態(tài)，只是凝結(jié)水水溫分別大于、等于和低于100。等于大氣壓力，凝結(jié)水處于常壓狀態(tài)，低于大氣壓力，凝結(jié)水處于真空狀態(tài)。 l2)產(chǎn)生過冷凝結(jié)水 當被加熱介質(zhì)流速過快，換熱器面積足夠大時，蒸汽在換熱器中完全放出汽化潛熱變成飽和凝結(jié)水后，仍進一步降溫冷卻，成為過冷凝結(jié)水。2. 冷啟動、輸送產(chǎn)生的凝結(jié)水l1)、冷啟動時產(chǎn)生凝結(jié)水l2)、蒸汽輸送管網(wǎng)產(chǎn)生凝結(jié)水3.其他情況產(chǎn)生凝結(jié)水l1)、汽封

60、冷卻產(chǎn)生凝結(jié)水l2)、空氣調(diào)節(jié)產(chǎn)生凝結(jié)水冷凝水的特性冷凝水的特性熱能價值： 蒸汽的熱能由蒸汽潛熱和飽和水顯熱組成壓力（溫度）不同，冷凝水占同壓蒸汽的比例不同： 100 飽和水占飽和蒸汽熱能15.6%; 150 飽和水占飽和蒸汽熱能23%; 150 降壓閃蒸至100 熱量損失213.09KJ; 該熱量損失占150 飽和水熱能33.71%。占100飽和水熱能51.09%.冷凝水不同壓力的密度差： 0.6MPa飽和冷凝水密度908.5kg/m3， 0.2MPa汽水兩相冷凝水密度47.3kg/m3， 密度相差近20倍冷凝水不同壓力的體積差： 0.6MPa飽和水體積為0.001m3/kg， 0.2MPa