9.28日鍋爐基本原理及相關(guān)知識(shí)

1、 16/16G1-鍋爐基本原理知識(shí)編寫者: 張文麗 日期: 2015/09/25校閱者: 勞健雄 日期: 2015/09/0審核者: 日期: 2015/09/0版 次: Rev 0 日期: 2015/09/0目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc431221143 1. 煤的基礎(chǔ)知識(shí) PAGEREF _Toc431221143 h 3 HYPERLINK l _Toc431221144 1.1元素分析 PAGEREF _Toc431221144 h 3 HYPERLINK l _Toc431221145 1.2 工業(yè)分析 PAGEREF _Toc431221145

2、h 3 HYPERLINK l _Toc431221146 1.3 成分分析基準(zhǔn) PAGEREF _Toc431221146 h 3 HYPERLINK l _Toc431221147 1.4 可磨系數(shù) PAGEREF _Toc431221147 h 3 HYPERLINK l _Toc431221148 1.5 磨損指數(shù) PAGEREF _Toc431221148 h 3 HYPERLINK l _Toc431221149 1.6 煤粉細(xì)度 PAGEREF _Toc431221149 h 3 HYPERLINK l _Toc431221150 1.7灰熔點(diǎn) PAGEREF _Toc43122

3、1150 h 4 HYPERLINK l _Toc431221151 1.8粘度 PAGEREF _Toc431221151 h 4 HYPERLINK l _Toc431221152 1.9 褐煤特點(diǎn) PAGEREF _Toc431221152 h 4 HYPERLINK l _Toc431221153 2. 燃燒基礎(chǔ)知識(shí) PAGEREF _Toc431221153 h 4 HYPERLINK l _Toc431221154 2.1燃燒過程 PAGEREF _Toc431221154 h 4 HYPERLINK l _Toc431221155 2.2煤粉燃燒的三個(gè)階段 PAGEREF _To

4、c431221155 h 4 HYPERLINK l _Toc431221156 2.3 過?？諝庀禂?shù) PAGEREF _Toc431221156 h 4 HYPERLINK l _Toc431221157 2.4 氧量 PAGEREF _Toc431221157 h 4 HYPERLINK l _Toc431221158 2.5 煙氣露點(diǎn) PAGEREF _Toc431221158 h 4 HYPERLINK l _Toc431221159 2.6低溫?zé)煔飧g PAGEREF _Toc431221159 h 4 HYPERLINK l _Toc431221160 2.7高溫?zé)煔飧g PAGE

5、REF _Toc431221160 h 4 HYPERLINK l _Toc431221161 3. 熱力學(xué)基本知識(shí) PAGEREF _Toc431221161 h 5 HYPERLINK l _Toc431221162 3.1工質(zhì) PAGEREF _Toc431221162 h 5 HYPERLINK l _Toc431221163 3.2狀態(tài)參數(shù) PAGEREF _Toc431221163 h 5 HYPERLINK l _Toc431221164 3.3溫度 PAGEREF _Toc431221164 h 5 HYPERLINK l _Toc431221165 3.4壓力 PAGEREF

6、 _Toc431221165 h 5 HYPERLINK l _Toc431221166 3.5比容與密度 PAGEREF _Toc431221166 h 5 HYPERLINK l _Toc431221167 3.6焓 PAGEREF _Toc431221167 h 5 HYPERLINK l _Toc431221168 3.7熵 PAGEREF _Toc431221168 h 5 HYPERLINK l _Toc431221169 3.8熱量 PAGEREF _Toc431221169 h 6 HYPERLINK l _Toc431221170 3.9比熱 PAGEREF _Toc4312

7、21170 h 6 HYPERLINK l _Toc431221171 3.10汽化 PAGEREF _Toc431221171 h 6 HYPERLINK l _Toc431221172 3.11飽和蒸汽 PAGEREF _Toc431221172 h 6 HYPERLINK l _Toc431221173 3.12過熱蒸汽 PAGEREF _Toc431221173 h 6 HYPERLINK l _Toc431221174 3.13汽化潛熱 PAGEREF _Toc431221174 h 6 HYPERLINK l _Toc431221175 3.14臨界點(diǎn) PAGEREF _Toc43

8、1221175 h 6 HYPERLINK l _Toc431221176 3.15熱機(jī)（熱力發(fā)動(dòng)機(jī)） PAGEREF _Toc431221176 h 6 HYPERLINK l _Toc431221177 3.16熱力系統(tǒng) PAGEREF _Toc431221177 h 6 HYPERLINK l _Toc431221178 3.17熱力循環(huán) PAGEREF _Toc431221178 h 6 HYPERLINK l _Toc431221179 4. 傳熱學(xué)基本知識(shí) PAGEREF _Toc431221179 h 6 HYPERLINK l _Toc431221180 4.1熱傳導(dǎo) PAGE

9、REF _Toc431221180 h 6 HYPERLINK l _Toc431221181 4.2熱對(duì)流 PAGEREF _Toc431221181 h 6 HYPERLINK l _Toc431221182 4.3熱輻射 PAGEREF _Toc431221182 h 6 HYPERLINK l _Toc431221183 5. 鍋爐基本知識(shí) PAGEREF _Toc431221183 h 7 HYPERLINK l _Toc431221184 5.1鍋爐及作用 PAGEREF _Toc431221184 h 7 HYPERLINK l _Toc431221185 5.2鍋爐性能要求 P

10、AGEREF _Toc431221185 h 7 HYPERLINK l _Toc431221186 5.3鍋爐分類 PAGEREF _Toc431221186 h 7 HYPERLINK l _Toc431221187 5.4 正壓直吹式制粉系統(tǒng) PAGEREF _Toc431221187 h 8 HYPERLINK l _Toc431221188 5.5 中速磨煤機(jī) PAGEREF _Toc431221188 h 9 HYPERLINK l _Toc431221189 5.6 爐膛（燃燒室） PAGEREF _Toc431221189 h 9 HYPERLINK l _Toc4312211

11、90 5.7四角布置直流燃燒器與切圓燃燒 PAGEREF _Toc431221190 h 9 HYPERLINK l _Toc431221191 5.8鍋爐受熱面 PAGEREF _Toc431221191 h 10 HYPERLINK l _Toc431221192 5.9鍋爐容量及參數(shù) PAGEREF _Toc431221192 h 10 HYPERLINK l _Toc431221193 5.10鍋爐主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo) PAGEREF _Toc431221193 h 10 HYPERLINK l _Toc431221194 5.11鍋爐主要安全可靠性指標(biāo) PAGEREF _Toc4312211

12、94 h 10 HYPERLINK l _Toc431221195 6.鍋爐主要系統(tǒng) PAGEREF _Toc431221195 h 10 HYPERLINK l _Toc431221196 6.1燃燒系統(tǒng) PAGEREF _Toc431221196 h 10 HYPERLINK l _Toc431221197 6.2汽水系統(tǒng) PAGEREF _Toc431221197 h 10 HYPERLINK l _Toc431221198 6.3輔助系統(tǒng) PAGEREF _Toc431221198 h 10 HYPERLINK l _Toc431221199 7. 參考資料 PAGEREF _Toc4

13、31221199 h 11 HYPERLINK l _Toc431221200 8. 復(fù)習(xí)問題 PAGEREF _Toc431221200 h 11本鍋爐基本原理知識(shí)針對(duì)棉蘭電廠鍋爐設(shè)備選型、原材料配置并結(jié)合實(shí)際運(yùn)行需要而編制，不求面面俱到，特此說明。 1. 煤的基礎(chǔ)知識(shí)1.1元素分析測定煤中有機(jī)質(zhì)碳、氫、氧、氮和可燃硫等主要元素組分，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示，連同水分和灰分總和為100。（1）碳：含量最高，在可燃質(zhì)中可占90以上。（2）氫：第二重要的組成元素。碳和氫是同時(shí)測定的。煤樣在氧氣中燃燒，生成的CO2和H2O分別用吸收劑吸收，由吸收劑增重來計(jì)算碳和氫的含量。（3）氮：在試樣中加入混合催化劑和

14、硫酸，并加熱分解，將煤中氮轉(zhuǎn)化為氨，以測定氨量來計(jì)算氮的含量。（4）氧：直接測定操作復(fù)雜且精度不高，一般由差減法計(jì)算，即100與碳、氫、氮、可燃硫、水分和灰分值之差。（5）可燃硫：由全硫和固定硫之差來計(jì)算，在計(jì)算氧量時(shí)，可近似用全硫來代替可燃硫。1.2 工業(yè)分析測定煤的水分、揮發(fā)分、固定碳和灰分，有時(shí)還包括硫分和發(fā)熱量等。（1）水分：水分在煤中以兩種狀態(tài)存在，即以物理狀態(tài)附著的游離水和以化學(xué)方式結(jié)合的結(jié)晶水。工業(yè)分析中只測定游離水，常分為全水分(又稱為收到基水分)和空氣干燥基水分(又稱為固有水分)。（2）揮發(fā)分：一定條件下煤熱解產(chǎn)物的量。失去水分的煤樣，在隔絕空氣下加熱至85020，使燃料中的

15、有機(jī)物分解而析出的氣體叫揮發(fā)分。其主要成分是各種碳?xì)浠衔?、一氧化碳、硫化氫等可燃?xì)怏w，還有少量氧、二氧化碳、氮等不可燃?xì)怏w。（3）固定碳：煤樣除去水分、灰分和揮發(fā)分后即為固定碳。其數(shù)值為100減去水分、灰分和揮發(fā)分后之值。（4）灰分：可燃物完全燃燒以及礦物質(zhì)在一定溫度下發(fā)生一系列分解、化合等復(fù)雜反應(yīng)后剩余的殘?jiān)?。?）硫分：煤中的硫分分為可燃硫和固定硫兩類，前者包括有機(jī)硫和大部分無機(jī)硫(礦物硫)，后者則指礦物質(zhì)硫酸根中的硫分，屬不可燃硫，存在于灰渣中。（6）發(fā)熱量：單位重量的煤在完全燃燒后所釋放的熱量，若包含煙氣中水蒸氣凝結(jié)時(shí)放出的熱量則稱為高位發(fā)熱量，若不包含則稱為低位發(fā)熱量。發(fā)熱量是煤最

16、重要的指標(biāo)之一，用熱量計(jì)測定。1.3 成分分析基準(zhǔn)煤中的水分和灰分含量常隨開采、運(yùn)輸、貯存及氣候條件而異，其他成分的含量也將隨之發(fā)生變化，通常采用四種成分分析基準(zhǔn)：（1） 收到基：以收到狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)的表示方法。（2） 空氣干燥基：以空氣干燥狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)的表示方法。干燥基：以無水狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)的表示方法。干燥無灰基：以假想的干燥無灰狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)的表示方法。1.4 可磨系數(shù)煤被粉碎的難易程度，測定的依據(jù)是破碎定律，即在研磨煤粉時(shí)所消耗的能量與新產(chǎn)生的表面面積成正比。目前廣泛采用的主要方法有哈德葛羅夫(Hardgrove)法（簡稱哈氏可磨系數(shù)）與全蘇熱工研究所法。1.5 磨損指數(shù)表征煤在破碎過

17、程中對(duì)金屬研磨部件磨蝕的強(qiáng)烈程度，現(xiàn)多使用YGP(Yancey，Geer andPrice)法來測定在規(guī)范條件下煤樣對(duì)純鐵的磨損量。1.6 煤粉細(xì)度煤粉是由各種尺寸不同(一般在1500m)、形狀不規(guī)則的顆粒所組成，其細(xì)度一般用標(biāo)準(zhǔn)篩來測定，以篩孔尺寸為x(m)的篩子篩后剩余量占粉樣的百分?jǐn)?shù)Rx()來表示。如R90=30%，其含義是：使用篩孔尺寸為90m（即篩孔內(nèi)邊長）的篩子，篩后篩子上剩余量占所篩煤粉總量的30%。煤粉細(xì)度不但影響煤粉的著火與燃燒，而且對(duì)燃燒的經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生直接的影響。煤粉越細(xì)，燃燒越快、越完全，燃料的不完全燃燒損失越低。燃燒細(xì)的煤粉還可以降低爐膛過剩空氣系數(shù)，使排煙熱損失減少。但

18、同時(shí)會(huì)消耗較多的電能和增加制粉設(shè)備金屬磨損。1.7灰熔點(diǎn)煤灰沒有固定的熔化溫度，僅有個(gè)熔化溫度范圍。以角錐法作為標(biāo)準(zhǔn)測定方法來表示三個(gè)特征溫度：將高20mm，底邊長為7mm的等邊三角形直角灰錐放入電爐中加熱，觀察變化：變形溫度DT，即灰錐尖開始變圓或彎曲時(shí)的溫度；軟化溫度ST，即灰錐體彎曲到錐尖觸及托板或錐體變成球形和高度不大于底長的半球時(shí)的溫度；流動(dòng)溫度FT，即灰錐完全熔化或展開高度1.5mm薄層時(shí)的溫度，也稱為熔化溫度。有的國家用熱顯微鏡觀測柱體試樣的熔融特征來確定其特征溫度。1.8粘度 灰在高溫熔融狀態(tài)下的流動(dòng)特性，通常根據(jù)牛頓摩擦定律用鉬絲扭矩式粘度計(jì)測定1750以下l105Pas范圍

19、內(nèi)的熔體粘度。1.9 褐煤特點(diǎn)棉蘭電廠燃煤為高水分褐煤，其特點(diǎn)：水分較高、灰分較低、發(fā)熱量較高、揮發(fā)分高、極易著火、易穩(wěn)燃、極易燃燼、燃燒性好、輕微結(jié)渣；設(shè)計(jì)煤種磨損性不強(qiáng)，校核煤種磨損較強(qiáng)，哈氏可磨系數(shù)為難磨，極易爆炸。2. 燃燒基礎(chǔ)知識(shí)2.1燃燒過程燃料燃燒時(shí)，其內(nèi)部蘊(yùn)含的能量（發(fā)熱量）以很強(qiáng)的放出光和熱的形式轉(zhuǎn)化出來。煤粉在鍋爐爐膛中燃燒，燃料的可燃成分與氧氣結(jié)合，使燃料的發(fā)熱被工質(zhì)吸收得到利用。燃燒良好的必要條件：（1）供給完全燃燒所必須的空氣量；（2）維持適當(dāng)高的爐膛溫度；（3）空氣與煤粉良好地混合；（4）有足夠的燃燒時(shí)間。2.2煤粉燃燒的三個(gè)階段（1）著火前的準(zhǔn)備階段（吸熱）：此時(shí)

20、煤粉中水分蒸發(fā)，煤的揮發(fā)分析出并著火。（2）燃燒階段（放熱）：此時(shí)煤的揮發(fā)分燃燒，煤粉中的碳燃燒。（3）燃盡階段（放熱）：此時(shí)煤中的碳燃盡。2.3 過?？諝庀禂?shù)鍋爐爐膛煤粉燃燒實(shí)際供給空氣量與理論空氣量的比值。送入爐膛的空氣量的大小，可以用過?？諝庀禂?shù)來衡量。與煙氣中的含氧量O2有如下關(guān)系：=21/（21- O2）一般干式除渣煤粉爐過?？諝庀禂?shù)為1.2左右。2.4 氧量煙氣中氧氣所占的體積百分含量。一般煤粉鍋爐氧量應(yīng)控制在3%左右。2.5 煙氣露點(diǎn)燃料中的硫燃燒后，生成SO2及少量的SO3在高溫或有原子氧的情況下，SO2也可氧化一部分SO3。SO3與煙氣中的水蒸氣形成酸霧（硫酸蒸汽），酸霧凝結(jié)

21、時(shí)的溫度，稱為煙氣露點(diǎn)。煙氣中的酸霧會(huì)腐蝕受熱面，因此排煙溫度應(yīng)高于煙氣露點(diǎn)。2.6低溫?zé)煔飧g 鍋爐在燃用高硫煤時(shí)發(fā)生在尾部低溫受熱面的酸酐凝結(jié)型沾污所造成的腐蝕現(xiàn)象?？諝忸A(yù)熱器（特別是冷端）是低溫?zé)煔飧g最易發(fā)生部位，常常是腐蝕與堵灰并存，影響煙氣和空氣的流通，使阻力及排煙損失增加，鍋爐效率降低，嚴(yán)重時(shí)鍋爐的出力受到限制。2.7高溫?zé)煔飧g 通常發(fā)生在鍋爐爐膛水冷壁和過熱器受熱面煙氣側(cè)金屬管壁的腐蝕現(xiàn)象。一般發(fā)生在燃用高灰分、低揮發(fā)分煤種的固態(tài)排渣爐，在爐內(nèi)熱負(fù)荷過分集中和呈微正壓工況下運(yùn)行時(shí)，也會(huì)發(fā)生爐膛水冷壁高溫?zé)煔飧g。3. 熱力學(xué)基本知識(shí)3.1工質(zhì)實(shí)現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的媒介物質(zhì)叫做

22、工質(zhì)。為了獲得更多的功，要求工質(zhì)有良好的膨脹性和流動(dòng)性、價(jià)廉、易得、熱力性能穩(wěn)定且熱容量大、對(duì)設(shè)備無腐蝕、安全對(duì)環(huán)境友善，而水蒸汽具備這些性能，發(fā)電廠采用水蒸汽作為工質(zhì)。3.2狀態(tài)參數(shù)凡能夠表示工質(zhì)狀態(tài)特性的物理量叫做狀態(tài)參數(shù)。例如：溫度T、壓力P、比容、內(nèi)能u、焓h、熵s等狀態(tài)參數(shù)。3.3溫度（1）定義：傳統(tǒng)定義：標(biāo)志物體冷熱程度的物理量。微觀定義：衡量分子平均動(dòng)能的量度。熱力學(xué)定義：處于同一熱平衡狀態(tài)的各熱力系，必定有某一宏觀特征彼此相同，用于描述此宏觀特征的物理量稱為溫度，即溫度是確定一個(gè)系統(tǒng)是否與其它系統(tǒng)處于熱平衡的物理量。（2）溫標(biāo)：溫度的數(shù)值標(biāo)尺。建立溫標(biāo)是為確定其基準(zhǔn)點(diǎn)和分度方法

23、，常用的有攝氏溫標(biāo)（t，）和熱力學(xué)溫標(biāo)。 熱力學(xué)溫標(biāo)（又稱絕對(duì)溫標(biāo)、開爾文溫標(biāo)）（T， K）：以水的三相點(diǎn)（即 HYPERLINK /view/1026875.htm t _blank 氣相， HYPERLINK /view/3283524.htm t _blank 液相， HYPERLINK /view/3822367.htm t _blank 固相共存的溫度和 HYPERLINK /view/82174.htm t _blank 壓強(qiáng)數(shù)值。 HYPERLINK /view/3553213.htm t _blank 水的三相點(diǎn)在273.16K（0.0076）及611.73Pa）為基點(diǎn)，并定義

24、為273.16 K，每1/273.16為1K。與攝氏溫標(biāo)的關(guān)系：基準(zhǔn)點(diǎn)不同，但分度一樣，t=T （3）測溫儀表：日常：水銀溫度計(jì)、酒精溫度計(jì)；工業(yè)：熱電偶、熱電阻、輻射溫度計(jì)；計(jì)量：鉑電阻溫度計(jì)3.4壓力（1）定義：單位面積上承受的垂直作用力，又稱壓強(qiáng)。壓力是一種強(qiáng)度量，其數(shù)值與系統(tǒng)的大小無關(guān)，以符號(hào)P表示，單位是帕(Pa)。壓力有絕對(duì)壓力、大氣壓力、正壓力(工程上稱為表壓力)、負(fù)壓力(工程上稱為真空)和壓差等不同的表述。絕對(duì)壓力與大氣壓力：包圍在地球表面的一層很厚的大氣層對(duì)地球表面或表面物體所造成的壓力稱為大氣壓，以符號(hào)B表示；直接作用于容器或物體表面的壓力，稱為絕對(duì)壓力，絕對(duì)壓力值以絕對(duì)真

25、空作為起點(diǎn)，符號(hào)為PABS。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：緯度45海平面上的常年平均氣壓（物理大氣壓） 1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=1atm=760mmHg=1.01325X105Pa標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài): 處于1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，溫度為0的狀態(tài).表壓力：當(dāng)氣體的壓力高于大氣壓力時(shí)（稱為正壓），如鍋爐汽包、主蒸汽的壓力等。真空（度）：當(dāng)氣體的壓力低于大氣壓力時(shí)（稱為負(fù)壓），如凝汽器壓力、爐膛壓力等。（2）壓力的單位國際制：1帕=1Pa=1N/m2；1千帕=1kPa=103pa；1兆帕=1MPa=106Pa；1巴=1bar=105Pa工程中常用液柱高和工程大氣壓表示壓力大小。1mmHg133.3Pa；1工程大氣壓=1at=1kg/cm23.5

26、比容與密度單位質(zhì)量的物質(zhì)所具有的體積稱為比容，以符號(hào)表示。比容是一個(gè)強(qiáng)度量，其值與系統(tǒng)的大小無關(guān)，單位是m3/kg。熱力學(xué)中常用的另一個(gè)物理量是密度()，它是比容的倒數(shù)，即單位體積的物質(zhì)所具有的質(zhì)量。3.6焓熱力系所擁有的內(nèi)能(U)和壓力勢能(PV)的總和。焓是一個(gè)廣延量，以符號(hào)H表示，單位是焦(J)。單位質(zhì)量物質(zhì)的焓稱為比焓，以h表示單位是焦/千克(J/kg) 。 3.7熵不可以轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的那部分能(不可用能)的量度，是熱力狀態(tài)參數(shù)。它表示熱力系統(tǒng)在可逆過程中，與外界熱源交換的微量熱量被熱源的熱力學(xué)溫度除的商。以符號(hào)S表示，單位是焦開(J/Kg.K)。熱力系的熵增等于在可逆過程中外界向系統(tǒng)

27、傳送熱量與系統(tǒng)溫度的比值，是由熱力學(xué)第二定律導(dǎo)出的狀態(tài)參數(shù)。3.8熱量（1）定義：工程熱力學(xué)中把依靠溫差而通過邊界傳遞的能量稱為熱量。熱量和熱能不同，熱量不是狀態(tài)參數(shù)，它不僅與過程初、終態(tài)有關(guān)，而且與過程如何進(jìn)行密切相關(guān)，它是過程量，是傳遞的能量（瞬時(shí)量）。熱能則是物質(zhì)熱運(yùn)動(dòng)形態(tài)的反映，僅取決于狀態(tài)，是狀態(tài)參數(shù)。（2）熱量的單位：用Q表示，國際單位制中，單位是焦（耳），用J表示。工程上常用千焦（kJ）、大卡（kcal）表示，1kJ=1000J，1cal=4.186 HYPERLINK /s?q=%E7%84%A6%E8%80%B3&ie=utf-8&src=wenda_link t _blan

28、k J； 1大卡=4.186千焦。3.9比熱單位數(shù)量的氣體溫度升高（或降低）1時(shí)，所吸收（或放出）的熱量，稱為氣體的單位熱容量，或稱為氣體的比熱。以符號(hào)c表示，比熱的單位是千焦(千克開)kJ(kgK)，是工質(zhì)的一種熱力性質(zhì)。3.10汽化物質(zhì)從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槠麘B(tài)的過程。包括蒸發(fā)、沸騰。蒸發(fā)是在液體表面進(jìn)行比較緩慢的汽化現(xiàn)象。沸騰是在液體表面和內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行劇烈的汽化現(xiàn)象。在一定壓力下，沸騰只能在固定溫度下進(jìn)行，該溫度稱為沸點(diǎn)。3.11飽和蒸汽容器上部空間汽分子總數(shù)不再變化，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，這種狀態(tài)稱為飽和狀態(tài)，處于飽和狀態(tài)下的蒸汽稱為飽和蒸汽；飽和狀態(tài)下的水稱為飽和水；這時(shí)蒸汽和水的溫度稱為飽和溫度，對(duì)

29、應(yīng)壓力稱為飽和壓力。濕飽和汽：飽和水和飽和汽的混合物。干飽和汽：不含水分的飽和蒸汽。3.12過熱蒸汽在同一壓力下，溫度高于飽和溫度的蒸汽稱為過熱蒸汽。過熱度：過熱蒸汽的溫度超出該蒸汽壓力下對(duì)應(yīng)的飽和溫度的數(shù)值，稱為過熱度。3.13汽化潛熱把1kg飽和水變成1kg飽和蒸汽所需要的熱量，稱為汽化潛熱或汽化熱。3.14臨界點(diǎn)隨著壓力的升高，飽和水和干飽和蒸汽差別越來越小，當(dāng)壓力升到某一數(shù)值時(shí)，飽和水和干飽和蒸汽沒有差別，具有相同的狀態(tài)參數(shù)，該點(diǎn)稱為臨界點(diǎn)。3.15熱機(jī)（熱力發(fā)動(dòng)機(jī)）實(shí)現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的設(shè)備。如汽輪機(jī)。3.16熱力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)熱力循環(huán)熱功轉(zhuǎn)換的裝置系統(tǒng)。由各有關(guān)熱力設(shè)備，按照生產(chǎn)過程中特

30、定作用和功能，通過管道連接、組合構(gòu)成。3.17熱力循環(huán)工質(zhì)從一個(gè)熱力狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)過一系列的變化，最后又回到原來的熱力狀態(tài)所完成的封閉的熱力過程。若組成循環(huán)的過程全部可逆，稱為可逆循環(huán)。若組成循環(huán)的任一過程是不可逆的，稱為不可逆循環(huán)。4. 傳熱學(xué)基本知識(shí)基本傳熱方式有三種：熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射。4.1熱傳導(dǎo)溫度不同的物體各部分之間或溫度不同的兩物體間由于直接接觸而發(fā)生的熱傳遞現(xiàn)象，也稱導(dǎo)熱。4.2熱對(duì)流流體與溫度不同的物體表面直接接觸而產(chǎn)生的熱量傳遞過程。它是熱傳導(dǎo)與熱對(duì)流這兩種基本傳熱方式綜合作用的結(jié)果，也稱對(duì)流放熱。4.3熱輻射兩個(gè)互不接觸且溫度不相等的物體或介質(zhì)之間通過電磁波進(jìn)行的熱交換

31、過程，也稱輻射換熱。如布置在鍋爐爐膛四周的水冷壁、爐膛上部及頂部的過熱器都是接受的輻射換熱。5. 鍋爐基本知識(shí)5.1鍋爐及作用鍋爐是指利用燃料燃燒的熱能加熱給水以生產(chǎn)規(guī)定參數(shù)和品質(zhì)的蒸汽的機(jī)械設(shè)備。用以發(fā)電的鍋爐稱電站鍋爐或電廠鍋爐。 在電站鍋爐中，通常將化石燃料（如煤、石油、天然氣等）燃燒釋放出來的熱能，通過受熱面的金屬壁面?zhèn)鹘o其中的工質(zhì)水，把水加熱成具有一定壓力和溫度的蒸汽。蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)，把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能；汽輪機(jī)再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芄┙o用戶。電站鍋爐中的“鍋”指的是工質(zhì)流經(jīng)的各個(gè)受熱面，一般包括省煤器、水冷壁、過熱器及再熱器等以及通流分離器件，如聯(lián)箱、汽包（汽水分離器）等；

32、“爐”一般指的是燃料的燃燒場所以及煙氣通道，如爐膛、水平煙道及尾部煙道等。5.2鍋爐性能要求電能不能大規(guī)模儲(chǔ)存，電站鍋爐的出力要隨外界負(fù)荷需要而變化，跟隨外界負(fù)荷變化及時(shí)調(diào)整燃料量、風(fēng)量以及給水量等，所以電站鍋爐需要很大的變負(fù)荷運(yùn)行能力。對(duì)電站鍋爐的基本性能要求： 鍋爐的蒸發(fā)量（負(fù)荷）要滿足汽輪發(fā)電機(jī)組的要求，能夠在銘牌參數(shù)下長期運(yùn)行并具有較強(qiáng)的調(diào)峰能力； 在寬負(fù)荷范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)能夠保持正常的汽溫和汽壓參數(shù)；鍋爐要具有較高的經(jīng)濟(jì)性；耗用鋼材量要少，降低成本，以減少初投資；鍋爐在運(yùn)行中要具有較強(qiáng)的自穩(wěn)定能力。 5.3鍋爐分類鍋爐分類可以按循環(huán)方式、燃燒方式、排渣方式、運(yùn)行方式以及燃料、蒸汽參數(shù)、爐

33、型、通風(fēng)方式、燃燒方式等進(jìn)行分類，其中按循環(huán)方式和蒸汽參數(shù)的分類最為常見。 （1）按循環(huán)方式分類：分為自然循環(huán)鍋爐、控制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐。 自然循環(huán)鍋爐：給水經(jīng)給水泵升壓后進(jìn)入省煤器，受熱后進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)。蒸發(fā)系統(tǒng)包括汽包、不受熱的下降管、受熱的水冷壁以及相應(yīng)的聯(lián)箱等。當(dāng)給水在水冷壁中受熱時(shí)，部分水會(huì)變?yōu)檎羝?，所以水冷壁中的工質(zhì)為汽水混合物，而在不受熱的下降管中工質(zhì)則全部為水。由于水的密度大于汽水混合物的密度，所以在下降管和水冷壁之間就會(huì)產(chǎn)生壓力差，在這種壓力差的推動(dòng)下，給水和汽水混合物在蒸發(fā)系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)。這種循環(huán)流動(dòng)是由于水冷壁的受熱而形成，沒有借助其他的能量消耗，所以稱為自然循環(huán)。在自然

34、循環(huán)中，每千克水每循環(huán)一次只有一部分轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝蛘哒f每千克水要循環(huán)幾次才能完全汽化，循環(huán)水量大于生成的蒸汽量。單位時(shí)間內(nèi)的循環(huán)水量與生成蒸汽量之比稱為循環(huán)倍率。自然循環(huán)鍋爐的循環(huán)倍率約為430。 控制循環(huán)鍋爐：在循環(huán)回路中加裝循環(huán)水泵，增加工質(zhì)的流動(dòng)推動(dòng)力，稱為控制循環(huán)鍋爐。在控制循環(huán)鍋爐中，循環(huán)流動(dòng)壓頭比自然循環(huán)時(shí)增強(qiáng)很多，可以比較自由地布置水冷壁，可以垂直布置也可以水平布置，其中的汽水混合物即可以向上也可以向下流動(dòng)，所以可以更好地適應(yīng)鍋爐結(jié)構(gòu)的要求。控制循環(huán)鍋爐的循環(huán)倍率約為310。自然循環(huán)鍋爐和控制循環(huán)鍋爐的共同特點(diǎn)是都有汽包。汽包將省煤器、蒸發(fā)部分和過熱器分隔開，并使蒸發(fā)部分形成密閉

35、的循環(huán)回路。汽包內(nèi)的大容積能保證汽和水的良好分離。汽包鍋爐只適用于亞臨界及亞臨界壓力以下的鍋爐。直流鍋爐：直流鍋爐沒有汽包，工質(zhì)一次通過蒸發(fā)部分，即循環(huán)倍率為1。直流鍋爐的另一特點(diǎn)是在省煤器、蒸發(fā)部分和過熱器之間沒有固定不變的分界點(diǎn)，水在受熱蒸發(fā)面中全部轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?，沿工質(zhì)整個(gè)行程的流動(dòng)阻力均由給水泵來克服。如果在直流鍋爐的啟動(dòng)回路中加入循環(huán)泵，則可以形成復(fù)合循環(huán)鍋爐。（2）按蒸汽參數(shù)壓力（P）等級(jí)分類：超臨界、亞臨界、超高壓、高壓、次高壓、中壓和低壓鍋爐。根據(jù)鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程TSGG0001-2012 1.4.1A級(jí)鍋爐）：超臨界鍋爐：P22.1MPa； 亞臨界鍋爐：16.7 MPaP22

36、.1MPa； 超高壓鍋爐：13.7MPaP16.7MPa；高壓鍋爐：9.8 MPaP13.7MPa；次高壓鍋爐：5.3MPaP9.8MPa； 中壓鍋爐：3.8 MPaP5.3MPa；低壓鍋爐：P3.8MPa。 此外隨著電站鍋爐技術(shù)的發(fā)展，已出現(xiàn)超超臨界壓力鍋爐P 27 MPa）。（3）按燃燒方式分類：分為懸浮燃燒鍋爐、層式燃燒鍋爐、旋風(fēng)燃燒鍋爐和循環(huán)流化床鍋爐。其中懸浮燃燒鍋爐常見的火焰型式有切向、墻式及對(duì)沖、U 型、W 型等。懸浮燃燒：在一個(gè)沒有爐篦的由四面爐墻所組成的爐膛內(nèi)進(jìn)行燃燒。燃料與空氣一起運(yùn)動(dòng)，燃燒的各個(gè)階段均在懸浮狀態(tài)下進(jìn)行，懸浮燃燒的鍋爐又稱室燃爐。切向火焰：燃燒器布置于爐膛四

37、角處，數(shù)組燃燒器的幾何中心與爐膛中心的一個(gè)或兩個(gè)假想圓相切，這種燃燒方式稱為切向火焰，也叫切圓燃燒。（4）按排渣方式分類：分為固態(tài)排渣和液態(tài)排渣兩種。固態(tài)排渣是指爐膛下部排出的灰渣呈灼熱的固態(tài)，落入排渣裝置經(jīng)冷卻水?；笈懦觥Ｒ簯B(tài)排渣指爐膛內(nèi)的灰渣以熔融狀態(tài)從爐膛底部排出。液態(tài)排渣排出NOX較多，對(duì)環(huán)境保護(hù)不利、對(duì)煤種變化敏感等因素限制，現(xiàn)在發(fā)展基本停滯，大部分鍋爐采用固態(tài)排渣方式。（5）按通風(fēng)方式分類：分為平衡通風(fēng)鍋爐、微正壓鍋爐（24KPa）和增壓鍋爐。平衡通風(fēng)：在單位時(shí)間內(nèi)，從爐膛排出的煙氣量等于燃料燃燒產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量（含漏風(fēng)量），空氣正壓由送風(fēng)機(jī)送入爐膛，燃燒后的煙氣由引風(fēng)機(jī)負(fù)壓引出

38、爐膛，保持爐膛負(fù)壓在規(guī)定范圍內(nèi)波動(dòng)（-50-200Pa）。大型電站鍋爐基本都采用平衡通風(fēng)方式。微正壓鍋爐爐殼密封要求高，多用于燃油、燃?xì)忮仩t。增壓鍋爐爐內(nèi)煙氣壓力高達(dá)11.5 MPa，多用于燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)鍋爐。（6）按鍋爐型式分類：有型鍋爐、箱型鍋爐、塔型鍋爐以及D 型鍋爐等，如下圖。型鍋爐是電站鍋爐最常見的一種爐型，幾乎適用于各種容量和不同燃料。箱型鍋爐和D 型鍋爐主要燃用重油和天然氣。塔型鍋爐更適用于多灰分煙煤和褐煤。型 箱型 塔型 D型5.4 正壓直吹式制粉系統(tǒng)鍋爐煤粉制備可分為直吹式和中間儲(chǔ)藏式。在直吹式中又可分為正壓式、負(fù)壓式。棉蘭電廠選用的是正壓直吹式制粉系統(tǒng)。正壓直吹式：一次風(fēng)

39、機(jī)布置在磨煤機(jī)之前，制粉系統(tǒng)及攜帶煤粉的一次風(fēng)管道均在正壓下運(yùn)行。該系統(tǒng)有利于提高燃煤在磨煤機(jī)磨制過程中的干燥能力，對(duì)燃煤水分變化適應(yīng)范圍比較廣，由于一次風(fēng)機(jī)輸送的是空氣，所以風(fēng)機(jī)葉片不會(huì)磨損，但正壓運(yùn)行就要求制粉系統(tǒng)密封性好，否則會(huì)發(fā)生煤粉外漏，污染環(huán)境，嚴(yán)重者還可能引起煤粉自然甚至爆炸，因此，棉蘭電廠增加了密封風(fēng)機(jī)及密封風(fēng)系統(tǒng)，用于磨煤機(jī)、給煤機(jī)等容易泄露的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備。直吹是相對(duì)于中間儲(chǔ)藏式而言的，即磨煤機(jī)磨成的煤粉，直接經(jīng)燃燒器吹入爐膛燃燒，磨煤機(jī)磨多少煤粉鍋爐就燒多少煤粉，鍋爐的燃料消耗量等于磨煤機(jī)的制粉總量（如投入輔助燃料例如柴油除外），因此制粉系統(tǒng)的工作狀況直接影響到鍋爐的運(yùn)行工況。

40、直吹式制粉系統(tǒng)一般配用中速或高速磨煤機(jī)。5.5 中速磨煤機(jī)磨煤機(jī)是將煤塊破碎并磨成煤粉的機(jī)械，它是煤粉爐的重要輔助設(shè)備。中速磨煤機(jī)是指工作轉(zhuǎn)速為50300r/min的磨煤機(jī)，適用于磨制煙煤和貧煤等中等硬度的物料。常見的有平盤磨、碗式磨、E型磨和輥式磨。它們的共同特點(diǎn)是碾磨部件由兩組相對(duì)運(yùn)動(dòng)的碾磨體構(gòu)成。煤塊在這兩組碾磨體表面之間受到擠壓、碾磨而被粉碎。同時(shí)，通入磨煤機(jī)的熱風(fēng)將煤烘干,并將煤粉送到碾磨區(qū)上部的分離器中。經(jīng)分離后,一定粒度的煤粉隨氣流帶出磨外，粗顆粒的煤粉反回碾磨區(qū)重磨。在大容量 HYPERLINK /doc/2003044-2119621.html t _blank 燃煤鍋爐中碗

41、式中速磨用得較多。低速磨煤機(jī)，滾筒的轉(zhuǎn)速為1525r/min，一般簡稱鋼球磨或 HYPERLINK /doc/5351118-5586575.html t _blank 球磨機(jī)。它是一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形或兩端為錐形的滾筒，滾筒內(nèi)裝有鋼球。工作時(shí)筒內(nèi)的鋼球不斷地撞擊和擠壓煤塊，將煤塊磨制成煤粉。然后由通入滾筒內(nèi)的熱風(fēng)將煤烘干并將煤粉送出，經(jīng)分離器分離后，一定粒度的煤粉被送入煤粉倉或直接送入煤粉燃燒器。高速磨煤機(jī)轉(zhuǎn)速為5001500r/min，主要由高速轉(zhuǎn)子和磨殼組成。常見風(fēng)扇磨和錘擊磨等。在風(fēng)扇磨中煤塊受到高速轉(zhuǎn)子的高速?zèng)_擊與磨殼碰撞，以及煤塊之間互相撞擊而被磨碎。5.6 爐膛（燃燒室）爐膛是燃燒和

42、傳熱的空間。是由爐墻包圍起來的用來組織煤粉與空氣連續(xù)混合、著火燃燒直至燃盡的立體空間。爐膛四周布滿水冷壁，以吸收燃燒產(chǎn)生的輻射熱，同時(shí)也起到保護(hù)爐墻的作用，有時(shí)也布置輻射式過熱器，如頂棚包墻過熱器。爐墻構(gòu)成了爐膛和煙道的外壁，阻止熱量向外散失，起到保溫和密封的作用，并使煙氣按照指定的方向流動(dòng)。爐墻必須滿足以下要求：應(yīng)有良好的絕熱性、耐熱性、嚴(yán)密性、抗蝕性和防震性，并有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和承受溫度急劇變化的能力，還應(yīng)重量輕、便于施工和價(jià)格低廉。爐膛底部結(jié)構(gòu)隨除渣方式不同而不同，固態(tài)除渣是由前后水冷壁彎曲而形成的傾斜的冷灰斗，液態(tài)除渣有水平（或微傾斜的）的熔渣池。爐膛頂部結(jié)構(gòu)為平爐頂，一般布置頂棚管過

43、熱器。爐膛上部懸掛屏式過熱器。爐膛后上方為煙氣流出爐膛的通道，稱為爐膛出口。為改善煙氣對(duì)屏式過熱器的沖刷，充分利用爐膛容積，爐膛出口處下面設(shè)有折焰角。懸浮燃燒鍋爐常見的火焰型式有切向、墻式及對(duì)沖、U 型、W 型等數(shù)種。5.7四角布置直流燃燒器與切圓燃燒四角布置燃燒器以同一高度噴口的幾何軸線作切線，這些切線在爐膛橫截面中心部所形成的幾何圓形稱為假想切圓。燃燒器的四角噴射氣流，沿假想圓的切線方向噴射，在爐膛內(nèi)形成渦旋假想切線圓強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)的氣流，在引風(fēng)帶動(dòng)下氣流向上流動(dòng)。假想切圓直徑：因鍋爐一、二次風(fēng)流速不同也可能造成不同直徑的假想切線圓。一般的切圓直徑大約在6002200mm之間(依爐膛寬度、深度，

44、一、二次風(fēng)速有不同假想切線圓)，較大直徑的假想切圓，可使鄰角火炬的高溫火焰更易于達(dá)到下游鄰角燃燒器根部，有利于煤粉氣流著火，同時(shí)使?fàn)t內(nèi)氣流旋轉(zhuǎn)強(qiáng)烈，燃燒后期混合得到改善，有利于燃盡過程。但切圓直徑大，一次風(fēng)氣流偏斜程度可能增大，易引起鍋爐水墻壁的結(jié)渣、磨損。直流式燃燒器出口結(jié)構(gòu)是由一組圓形、矩形或多邊形噴口所組成，一次、二次風(fēng)分別由不同的噴口以直流噴射流的方式噴進(jìn)爐膛內(nèi)，氣流在燃燒器的出口沒有旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)功能。直流燃燒器結(jié)構(gòu)簡單，通風(fēng)阻力小，氣流出口速度較高，火焰衰減較慢，氣流在爐內(nèi)的后期混合較好，但由于氣流以直流射流噴入爐膛，擴(kuò)散角小，只能從氣流外邊緣卷吸熱煙氣，使得燃燒器自身點(diǎn)火條件較差，所以

45、在鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)需使用輕柴油點(diǎn)火。5.8鍋爐受熱面輻射受熱面：水冷壁、輻射過熱器（如包墻過熱器、頂棚過熱器半輻射受熱面：屏式過熱器對(duì)流受熱面：過熱器、再熱器、鍋爐管束、省煤器、空預(yù)器、防渣管5.9鍋爐容量及參數(shù)鍋爐容量（蒸發(fā)量、主汽流量、出力）：鍋爐額定出口蒸汽參數(shù)和進(jìn)口給水溫度以及在保證效率的條件下，連續(xù)運(yùn)行所必須保證的蒸發(fā)量（t/h），即鍋爐的銘牌容量。鍋爐過熱蒸汽壓力（主汽壓力）：指鍋爐過熱器出口集汽聯(lián)箱處的壓力。鍋爐過熱蒸汽溫度（主汽溫度）：指鍋爐過熱器出口集汽聯(lián)箱處的溫度。鍋爐再熱蒸汽壓力：指鍋爐再熱器出口處集箱的壓力。鍋爐再熱蒸汽溫度：指鍋爐再熱器出口處集箱的溫度。鍋爐給水溫度：主給水泵出口送至省煤器前的溫度。5.10鍋爐主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)鍋爐熱效率（鍋爐效率）：單位時(shí)間內(nèi)鍋爐有效利用熱量占鍋爐燃料輸入熱量的百分比。是衡量鍋爐經(jīng)濟(jì)性的最重要指標(biāo)。它表明鍋爐設(shè)備的完善程度和運(yùn)行管理水平。鍋爐熱效率測定和計(jì)算有兩種方法：正平衡法：用被鍋爐利用的熱量與燃料所能放出的