熱工測量全冊配套完整課件

熱工測量全冊配套完整課件汽輪機(jī)與內(nèi)燃機(jī)

下節(jié)討論題目A6-汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障分析與檢修B6-整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展展望電能及其產(chǎn)生

電能是最清潔、最方便的能源直接轉(zhuǎn)換產(chǎn)生電能太陽能電池燃料電池間接轉(zhuǎn)換產(chǎn)生電能原動機(jī)發(fā)電機(jī)第五章汽輪機(jī)汽輪機(jī)汽輪機(jī)又名蒸汽透平，是將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的一種旋轉(zhuǎn)式原動機(jī)。汽輪機(jī)的分類國產(chǎn)汽輪機(jī)類型的代號

轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，葉片及軸承，葉輪。返回汽輪機(jī)是利用蒸汽的熱能作功的旋轉(zhuǎn)式原動機(jī)。二、汽輪機(jī)裝置在電廠中的地位

（TheStatusofSteamTurbineinPowerPlant)

鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)

蒸汽化學(xué)能(燃料)熱能機(jī)械能電能PowerPlant汽輪機(jī)的基本工作原理是應(yīng)用噴管使蒸汽壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)樗俣饶?，形成高速汽流而推動葉片運(yùn)動，并且分為沖動式和反動式兩大類型。世界汽輪發(fā)電機(jī)的發(fā)展1.產(chǎn)品種類和單機(jī)容量2.冷卻介質(zhì)和冷卻方式3.材料和絕緣技術(shù)4.定、轉(zhuǎn)子冷卻結(jié)構(gòu)5.總體布置結(jié)構(gòu)6.試驗(yàn)、檢驗(yàn)和監(jiān)測技術(shù)的進(jìn)步7.設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)手段1.產(chǎn)品種類常規(guī)火電雙軸和單軸燃?xì)廨啓C(jī)及聯(lián)合循環(huán)電站發(fā)電機(jī)蒸汽輪機(jī)余熱鍋爐燃?xì)廨啓C(jī)核能發(fā)電技術(shù)汽輪機(jī)發(fā)展概述

(SummaryofSteamTurbine)1.1883年，Laval（瑞典）研制出第一臺軸流式汽輪機(jī)2.70年代后，進(jìn)入百萬級

近幾十年汽輪機(jī)發(fā)展的主要特點(diǎn)是：（1）增大單機(jī)功率①單位功率投資成本低。如前蘇聯(lián)800MW機(jī)組的單位功率成本比500MW機(jī)組的低17％，而1200MW機(jī)組的單位功率成本又比800MW機(jī)組的低15％～20％。

②單機(jī)功率越大，機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性越好。如法國的600MW機(jī)組的熱耗率比125MW機(jī)組的熱耗率降低了276．3kJ／(kW·h)，即每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤4萬t。

③加快電站建設(shè)速度，降低電站建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用。

（2）提高蒸汽參數(shù)。增大單機(jī)功率后適宜采用較高的蒸汽參數(shù)。（3）普遍采用一次中間再熱。采用中間再熱后可降低低壓缸未級排汽濕度，減輕末級葉片水蝕程度，為提高蒸汽初壓創(chuàng)造了條件，從而可提高機(jī)組內(nèi)效率、熱效率和運(yùn)行可靠性。（4）采用燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)，以提高電廠效率。（5）提高機(jī)組的運(yùn)行水平。3.汽輪機(jī)主要制造業(yè)：GECo.（GeneralElectricCorporation)美國通用電氣公司（沖動式）WHCo.(WestingHouseElectricCorporation)西屋（反動式）BBC(BrownBoveriCo.)瑞士（反動式）AA(Alsthon-AtlantagueCo.)法國（沖動式、反動式）其他（蘇聯(lián)、日本等）我國三大動力設(shè)備廠：哈汽、上汽、東汽工業(yè)汽輪機(jī)：杭州燃?xì)廨啓C(jī)：南京汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)四、汽輪機(jī)的分類和型號（CategoryandType

沖動式反動式工作原理熱力特性凝汽式背壓式調(diào)節(jié)抽汽式抽汽背壓式中間再熱式混壓式汽流方向軸流式輔流式汽輪機(jī)的分類按工作原理按熱力特性按汽流方向按用途按進(jìn)汽參數(shù)按功率按工作原理分：沖動式汽輪機(jī)由沖動級組成，蒸汽主要在噴嘴中膨脹，在動葉柵中只有少數(shù)膨脹。反動式汽輪機(jī)由反動級組成，蒸汽在噴嘴和動葉中膨脹程度相同。由于反動級不能做成部分進(jìn)汽，故調(diào)節(jié)機(jī)采用單列沖動機(jī)或復(fù)速級。蒸汽流過汽輪機(jī)時(shí)發(fā)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的過程可以分為兩個(gè)階段：在汽輪機(jī)中噴管和葉片是重要的部件，噴管4固定在靜止的汽缸體（外殼）。葉片、葉輪和軸組成一體，稱為轉(zhuǎn)子，兩端有軸承支持。具有一定壓力和溫度的蒸汽進(jìn)入噴管，在噴管內(nèi)膨脹而作加速運(yùn)動，成為動能很大的汽流射入葉片與葉片之間形成的通道。高速汽流順著葉片的彎曲形狀流動，逐漸改變流動方向，流速逐漸降低，而產(chǎn)生沖動力作用于葉片。于是，葉片被推動，轉(zhuǎn)子隨之旋轉(zhuǎn)。第一階段為蒸汽在噴管中膨脹（壓力降低），熱能轉(zhuǎn)變?yōu)槠鞯膭幽?；第二階段為蒸汽在“葉片通道中流動時(shí)將動能傳給葉片（壓力不變），成為轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)動能，并通過軸帶動工作機(jī)器轉(zhuǎn)動。5-3圖上部還附上了蒸汽壓力和流速在此過程中的變化狀況。噴管和葉片的組合稱為汽輪機(jī)的級。噴管的通道和葉片構(gòu)成的通道稱為汽輪機(jī)的通汽部分。蒸汽只在噴管中膨脹，依靠高速汽流的沖擊力推動葉片運(yùn)動的作用原理，稱為沖動式汽輪機(jī)原理。反動式汽輪機(jī)原理蒸汽不只在噴管中膨脹，在葉片通道中也膨脹。于是，葉片在受到汽流沖擊力作用的同時(shí)，還受到汽流在葉片通道中作加速運(yùn)動時(shí)的反作用力作用。這種蒸汽在葉片通道中也膨脹的作用機(jī)理稱為反動式汽輪機(jī)原理。

汽輪機(jī)的級數(shù)很多，每一級的靜葉片（即噴管）和每一列動葉片組成。蒸汽依次流過這些串聯(lián)的級，在每一級的靜葉片和動葉片通道中都發(fā)生膨脹而作功。按熱力特性分：凝汽式汽輪機(jī)排汽在高度真空狀態(tài)下進(jìn)入凝汽器凝結(jié)成水，有些小汽輪機(jī)沒有回?zé)嵯到y(tǒng)，成為純凝汽式汽輪機(jī)。背壓式汽輪機(jī)排汽直接用于供熱，沒有凝汽器。當(dāng)排汽作為其他中低壓汽輪機(jī)的工作蒸汽時(shí)，稱為前制式汽輪機(jī)。調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)從汽輪機(jī)某級后抽出一定壓力的部分蒸汽對外供熱，其余排汽仍進(jìn)入凝汽器。由于熱用戶對供熱壓力有一定的要求，需要對抽汽壓力進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，故稱為調(diào)節(jié)抽汽。根據(jù)用戶需要，有一次調(diào)節(jié)抽汽和兩次調(diào)節(jié)抽汽。抽汽背壓式汽輪機(jī)具有調(diào)節(jié)抽汽的背壓式汽輪機(jī)。中間再熱式汽輪機(jī)進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽膨脹到某一壓力后，被全被抽出送往鍋爐的再熱器進(jìn)性再熱，再返回汽輪機(jī)繼續(xù)膨脹做功?；靿菏狡啓C(jī)利用其他來源的蒸汽引入汽輪機(jī)相應(yīng)的中間級，與原來的蒸汽一起工作同常用于工業(yè)生產(chǎn)的流程中，作為蒸汽熱能的綜合利用。按汽流方向分：軸流式汽輪機(jī)組成汽輪機(jī)的各級葉柵沿軸向依次排列，汽流方向的總趨勢是軸向的，絕大多數(shù)汽輪機(jī)都是軸流式汽輪機(jī)。輻流式汽輪機(jī)組成汽輪機(jī)的各級葉柵沿半徑方向依次排列，汽流方向的總趨勢試驗(yàn)半徑方向的。汽輪機(jī)的分類和型號

（CategoryandTypeofSteamTurbine)

功率用途凝汽式供暖電站工業(yè)船用超臨界進(jìn)汽參數(shù)低壓中壓高壓亞臨界超高壓大功率小功率按用途分：電站汽輪機(jī)用于拖動發(fā)電機(jī)，汽輪發(fā)電機(jī)組需按供電頻率定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，故也稱為定轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)，主要采用凝汽式汽輪機(jī)。也采用同時(shí)供熱的供電的汽輪機(jī)，通常稱為熱電汽輪機(jī)或供熱式汽輪機(jī)。工業(yè)汽輪機(jī)用于拖動風(fēng)機(jī)，水泵等轉(zhuǎn)動機(jī)械，其運(yùn)行速度經(jīng)常是變化的，也稱為變轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)。凝汽式供暖汽輪機(jī)在中低壓缸連通管上加裝蝶閥來調(diào)節(jié)供暖抽汽量，抽汽壓力不像調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)那樣維持規(guī)定的數(shù)值，而是隨流量大小基本上按直線規(guī)律變化。按進(jìn)汽參數(shù)分：低壓汽輪機(jī)新蒸汽壓力小于1。5MPa中壓汽輪機(jī)新蒸汽壓力為2—4MPa高壓汽輪機(jī)新蒸汽壓力為6—10MPa超高壓汽輪機(jī)新蒸汽壓力為12—14MPa亞臨界汽輪機(jī)新蒸汽壓力為16—18MPa超臨界汽輪機(jī)新蒸汽壓力大于22.2MPa按功率分：大功率汽輪機(jī)小功率汽輪機(jī)各種參數(shù)汽輪機(jī)的壓力范圍低壓：新蒸汽壓力小于1.5MPa；中壓：新蒸汽壓力為2~4MPa；高壓：新蒸汽壓力為6~10MPa；超高壓：新蒸汽壓力為12~14MPa；亞臨界：新蒸汽壓力為16~18MPa；超臨界新蒸汽壓力超過22.15MPa；超超臨界新蒸汽壓力超過32MPa汽輪機(jī)的型號表示如下：汽輪機(jī)類型額定功率（MW)蒸汽參數(shù)變型設(shè)計(jì)次序注意：蒸汽參數(shù)表示法和汽輪機(jī)類型有關(guān)國產(chǎn)汽輪機(jī)類型的代號汽輪機(jī)型號中參數(shù)的表示方法三．汽輪機(jī)的構(gòu)造與設(shè)備汽輪機(jī)是高轉(zhuǎn)速原動機(jī)。它的本體由轉(zhuǎn)動部件（包括葉輪、軸等）和靜止部件（包括汽缸、隔板、軸承等）兩大部分組成。其中的一些零部件在運(yùn)行中既要承受蒸汽壓力的力負(fù)荷，還要承受蒸汽的熱負(fù)荷。了解各部件和輔助設(shè)備的相互關(guān)系，對于汽輪機(jī)裝置安全經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行是很重要的。電廠汽輪機(jī)1．葉片葉片是汽輪機(jī)的重要零件。這不僅因?yàn)樗募庸べ|(zhì)量直接影響汽輪機(jī)的效率，而且數(shù)量多，通常它的制造加工量可占整臺汽輪機(jī)加工量的20-30%，運(yùn)行中損壞事故可戰(zhàn)汽輪機(jī)事故的40%。要求葉片有良好的線型，滿足強(qiáng)度上的要求，并且結(jié)構(gòu)合理，有良好的工藝性。汽輪機(jī)葉片汽輪機(jī)葉片2．噴管和隔板汽輪機(jī)的噴管可以由鑄造或銑制而成。沖動式汽輪機(jī)中間各級的噴管固定在隔板上。汽輪機(jī)安全運(yùn)行中，隔板的變形是必須要考慮的重要問題。3．轉(zhuǎn)子、軸承沖動式汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子由軸及固定在軸上的葉輪組成。反動式汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子為圓筒狀的轉(zhuǎn)鼓。調(diào)節(jié)級的葉輪通常是套裝在軸上。

轉(zhuǎn)子是傳遞力矩的部件，其在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會承受很大的應(yīng)力。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)軸4．葉輪承受三種應(yīng)力：旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力；溫度不均勻引起的溫差應(yīng)力；過盈裝配引起的軸孔表面上的應(yīng)力。在運(yùn)行中由于應(yīng)力和溫度的升高，都會引起葉輪在半徑方向的變形。在運(yùn)行中，葉輪兩側(cè)也會存在壓力差，并還可能因部分進(jìn)汽、噴管出口汽流的吸汽作用、軸的振動、葉片的振動、以及溫度不均勻等原因而產(chǎn)生振動。

為了保證汽輪機(jī)運(yùn)行安全，除應(yīng)保證葉輪有足夠的強(qiáng)度外，還應(yīng)考慮它的自振頻率，避免在運(yùn)行中發(fā)生共振現(xiàn)象，引起葉輪和隔板摩擦、碰撞甚至葉輪損壞。5．軸各級葉輪分布在軸上，軸端輸出功率。對于全面進(jìn)汽的級，軸受到該級的力偶作用。對于部分進(jìn)汽的級，則軸除了受到該級的力矩作用使軸產(chǎn)生扭矩之外，還有力作用于軸上產(chǎn)生彎矩；另外它還會受到本身和葉輪等重力作用而引起彎矩。為此，軸材料要選擇韌性較好的中碳鋼或中碳合金鋼煅燒。軸還應(yīng)按最大剪應(yīng)力強(qiáng)度作理論校正。汽輪機(jī)葉輪6．軸承汽輪機(jī)有支持和止推兩種軸承。支持軸承用以支承汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子；止推軸承用以承受轉(zhuǎn)子上的軸向推力，并固定轉(zhuǎn)子的軸向位置。有時(shí)其構(gòu)造上連成一體，形成聯(lián)合式的支持-止推軸承。

聯(lián)合式的支持-止推軸承能有效地解決負(fù)荷的均勻分配問題，其結(jié)構(gòu)緊湊、安全運(yùn)行的可靠性提高。7．汽缸、軸封通常，汽缸尺寸隨汽流方向逐漸增大，缸體包括形狀不同的進(jìn)汽室、抽汽室和排汽室，是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大鑄件。運(yùn)行中，汽缸承受蒸汽壓力和溫度的作用。汽輪機(jī)在啟動和停機(jī)以及負(fù)荷改變時(shí)，汽缸各部分尺寸因溫度變化而變化。其熱變形的大小決定于汽輪機(jī)的構(gòu)造和蒸汽參數(shù)。汽輪機(jī)安裝外軸封以限制向外漏氣及防止空氣漏入排汽室；而內(nèi)軸封通常用于限制內(nèi)漏汽。常用軸封結(jié)構(gòu)有：水封及炭精環(huán)軸封。四．凝汽設(shè)備

1．凝汽設(shè)備的功用和基本要求凝汽設(shè)備的功用是使汽輪機(jī)能在接近于環(huán)境溫度下排汽放熱，使汽輪機(jī)裝置獲得盡可能高的循環(huán)熱效率。凝汽設(shè)備的另一功用是將汽輪機(jī)的排汽凝結(jié)下來，用此凝結(jié)水作為鍋爐的給水，以滿足鍋爐對給水的應(yīng)有品質(zhì)。凝汽設(shè)備主要由凝汽器、冷卻水泵、凝結(jié)水泵、抽汽器以及連接這些部件的管道和附件組成（見汽輪機(jī)裝置圖）。由于凝汽器內(nèi)高度真空，外界空氣會通過不嚴(yán)密處（如法蘭連接處、焊縫等）漏入。為了避免不凝結(jié)氣體在凝汽器中逐漸積累而使凝汽器壓力升高，應(yīng)采用抽氣器將空氣不斷地排出。凝汽設(shè)備一般應(yīng)滿足以下要求：（1）凝汽器應(yīng)具有高的傳熱性能，可使汽輪機(jī)的排氣壓力能穩(wěn)定地維持或盡可能接近于環(huán)境溫度相對應(yīng)的飽和壓力。（2）送往鍋爐的凝結(jié)水，溫度應(yīng)盡可能不低于與排汽壓力對應(yīng)的飽和溫度。凝結(jié)水溫度通常低于排汽壓力的飽和溫度，其溫度差，也稱為過冷度。凝汽器各部分凝結(jié)水的平均過冷卻度可達(dá)2~3℃，現(xiàn)代汽輪機(jī)裝置要求凝結(jié)水的過冷度不超過0.5~1℃.（3）蒸汽和凝汽器冷卻管之間的流動阻力要小，以降低排汽口的壓力和減少凝結(jié)水的過冷度。（4）抽氣設(shè)備的能量消耗要小，與空氣一起被抽汽設(shè)備排出的蒸汽損失要小，一般希望被排出的氣體混合物中，蒸汽的質(zhì)量比例不大于2/3。（5）冷卻水在凝汽器中的流動阻力要小，以降低循環(huán)水泵的能量消耗。（6）凝汽器的總體結(jié)構(gòu)及布置方式應(yīng)便于制造、安裝及維修。2．凝汽設(shè)備的類型

凝汽設(shè)備按冷卻介質(zhì)種類分為水冷卻和空氣冷卻兩種基本類型。凝汽器是使蒸汽凝結(jié)放熱的換熱器，大多采用水冷卻，并有混合式與表面式兩種基本結(jié)構(gòu)。在極端缺水或水價(jià)很高的地區(qū)建立電站或列車電站，可以采用空氣凝汽器，以空氣作為凝汽器的基本冷卻介質(zhì)，而不消耗水?；旌鲜侥骱唸D第二節(jié)汽輪機(jī)的運(yùn)行和特性從汽輪機(jī)內(nèi)部的工作過程及各部件的結(jié)構(gòu)與所處的工作條件可以看出，汽輪機(jī)在啟動和停機(jī)的過程中，溫度、壓力和轉(zhuǎn)速等狀況發(fā)生很大的變化。

例如：啟動前，汽輪機(jī)各部分溫度均勻一致，與室溫相同，一旦通入蒸汽，各部件被蒸汽加熱而溫度升高。汽輪機(jī)本體是由許多形狀復(fù)雜的部件組成。溫度變化時(shí)，各部件的溫度變化以及熱變形的速度并不一致。其中如葉片與葉輪的溫度比軸升高得快，容易引起葉輪松動。轉(zhuǎn)子在軸向的熱膨脹伸長比汽缸快，容易引起葉輪與隔板和軸封片之間的摩擦；汽缸分界面法蘭的溫度變化也比汽缸的其余部分緩慢，會引起巨大的熱應(yīng)力。因此，在汽輪機(jī)的啟動操作上應(yīng)很好控制加熱的速度。

停機(jī)是汽輪機(jī)受冷卻的過程。從減負(fù)荷開始，然后減速直到停轉(zhuǎn)，操作速度都應(yīng)適當(dāng)。而且，轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)后，仍應(yīng)繼續(xù)控制汽輪機(jī)的冷卻情況。在啟動和停機(jī)的過程中，汽輪機(jī)由靜止達(dá)到高轉(zhuǎn)速或由高轉(zhuǎn)速到靜止，任何時(shí)候都應(yīng)保證一定壓力和溫度要求的潤滑油源源不斷供應(yīng)，以保證軸承有良好的潤滑和冷卻條件。汽輪機(jī)的啟動、停機(jī)和正常運(yùn)行的操作應(yīng)當(dāng)確保安全，同時(shí)力求減少蒸汽消耗和能量消耗，提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。而這些都和操作速度有關(guān)。

汽輪機(jī)的啟動、停機(jī)過程都是不穩(wěn)定導(dǎo)熱的過程。從汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子來說，由冷狀態(tài)啟動時(shí)，轉(zhuǎn)子外表面首先被加熱而溫度升高，中心孔表面溫度升高滯后。轉(zhuǎn)子外表面的熱膨脹受到溫度較低部分的約束，在切向和軸向都產(chǎn)生壓縮熱應(yīng)力，而中心孔內(nèi)表面承受拉伸時(shí)，它們相應(yīng)的熱應(yīng)力值也達(dá)到最大。當(dāng)啟動過程完成后，它們的溫度趨于均勻，熱應(yīng)力也隨之減小。如果維持安全穩(wěn)定運(yùn)行的情況，切向和軸向熱應(yīng)力都消失；而停機(jī)過程，隨著蒸汽溫度降低，轉(zhuǎn)子外表面首先被冷卻，而中心孔內(nèi)表面的冷卻稍滯后些，致使外表面溫度低于中心孔內(nèi)表面溫度，與啟動時(shí)剛好相反，轉(zhuǎn)子外表面承受拉伸熱應(yīng)力，中心孔內(nèi)表面承受壓縮熱應(yīng)力。

由上述可見，汽輪機(jī)由冷狀態(tài)啟動至停機(jī)的運(yùn)行過程，轉(zhuǎn)子外表面的熱應(yīng)力由壓縮變?yōu)槔?，中心孔?nèi)表面的熱應(yīng)力由拉伸變?yōu)閴嚎s，剛好完成一次熱應(yīng)力交變的循環(huán)。汽缸也有同樣的熱應(yīng)力變化。啟動時(shí)，汽缸內(nèi)壁溫度高于外壁，內(nèi)壁在切向和軸向承受壓縮熱應(yīng)力，外壁承受拉伸熱應(yīng)力。停機(jī)過程中，汽缸內(nèi)壁承受拉伸熱應(yīng)力，外壁承受壓縮熱應(yīng)力。完成從啟動到停機(jī)的一次運(yùn)行過程后，汽缸也經(jīng)歷一次熱應(yīng)力較變的循環(huán)。此外，運(yùn)行中負(fù)荷升高與降低一次、進(jìn)汽溫度波動一次等，都同樣會汽缸和轉(zhuǎn)子等零部件經(jīng)歷一次熱應(yīng)力交變循環(huán)。這種熱應(yīng)力交變循環(huán)的周期雖然可能很長，但是，啟停頻繁，負(fù)荷、壓力和溫度等變動次數(shù)多，則由此而引起的疲勞應(yīng)力也要對汽輪機(jī)零部件的壽命產(chǎn)生明顯的影響。一．汽輪機(jī)特性汽輪機(jī)組的功率與蒸汽消耗量之間的關(guān)系稱為汽輪機(jī)的汽耗特性，表示這種關(guān)系的圖線稱為工況圖。汽輪機(jī)按一定的運(yùn)行條件設(shè)計(jì)，這些運(yùn)行條件稱為汽輪機(jī)的規(guī)范，包括額定功率（或稱銘牌功率）、進(jìn)汽壓力、進(jìn)汽溫度、排汽壓力和轉(zhuǎn)速等。內(nèi)燃機(jī)緒論

內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展，至今已有一百多年的歷史。經(jīng)過不斷改進(jìn)和提高，現(xiàn)已發(fā)展到比較完善的程度。由于它的熱效率高、適應(yīng)性好、功率范圍廣，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)和國防建設(shè)事業(yè)。因此對于它的發(fā)展歷程、用途以及一些基本知識做個(gè)簡要的介紹！

內(nèi)燃機(jī)發(fā)展歷史

活塞式內(nèi)燃機(jī)自19世紀(jì)60年代問世以來，經(jīng)過不斷改進(jìn)和發(fā)展，已是比較完善的機(jī)械。它熱效率高、功率和轉(zhuǎn)速范圍寬、配套方便、機(jī)動性好，所以獲得了廣泛的應(yīng)用。全世界各種類型的汽車、拖拉機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械、小型移動電站和戰(zhàn)車等都以內(nèi)燃機(jī)為動力。海上商船、內(nèi)河船舶和常規(guī)艦艇，以及某些小型飛機(jī)也都由內(nèi)燃機(jī)來推進(jìn)。世界上內(nèi)燃機(jī)的保有量在動力機(jī)械中居首位，它在人類活動中占有非常重要的地位。

內(nèi)燃機(jī)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用

廣義而言，內(nèi)燃機(jī)是指燃料直接在機(jī)器內(nèi)部燃燒的發(fā)動機(jī)，包括往復(fù)活塞式柴油機(jī)、汽油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和噴氣式發(fā)動機(jī)等。燃料在機(jī)器外部燃燒的發(fā)動機(jī)稱外燃機(jī)，包括蒸汽機(jī)、蒸汽輪機(jī)以及核動力裝置等。蒸汽輪機(jī)和核動力裝置主要用于大型遠(yuǎn)洋船舶和大型軍用艦艇上。在航空動力方面，燃?xì)廨啓C(jī)和噴氣式發(fā)動機(jī)幾乎是唯一的動力裝置。但是，燃?xì)廨啓C(jī)在水、陸方面的應(yīng)用尚未獲得大量推廣。它的熱效率低，燃料消耗率高，特別是在部分負(fù)荷時(shí)更明顯。雖在大功率時(shí)已有明顯改善，在中、小功率時(shí)尚不能與柴油機(jī)相比．汽油機(jī)由于具有升功率高、噪音低、振動小以及對負(fù)荷變化的反應(yīng)迅速等優(yōu)點(diǎn)，在小客車上的應(yīng)用占壓倒優(yōu)勢。目前世界上的小客車數(shù)量很大，所以汽油機(jī)的產(chǎn)量也很高。汽油機(jī)也用于中、小型載重汽車、摩托艇、小型農(nóng)業(yè)、林業(yè)機(jī)械中。但是，由于汽油機(jī)所用燃料的價(jià)格和燃料的消耗率比柴油機(jī)高，因此，在其它經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，就不能與柴油機(jī)相競爭。在內(nèi)河船舶和工程機(jī)械力面，柴油機(jī)幾乎是唯一的原動機(jī)。在鐵路機(jī)車方面，蒸汽機(jī)車在國外已被淘汰，在我國已停止生產(chǎn)正逐步被柴油機(jī)車和電力機(jī)車所代代替，而且機(jī)車用柴油機(jī)的功率不斷增長。目的，單機(jī)功率一般已達(dá)3000kW左右，最高的可達(dá)4600kW。在遠(yuǎn)洋海輪方面，柴油機(jī)也是主要?jiǎng)恿?。?jù)1984年統(tǒng)計(jì)，全世界當(dāng)年生產(chǎn)的大型船舶有1007艘，其中99％是用柴油機(jī)驅(qū)動的。在25萬噸以下的船舶中，柴油機(jī)是目前最經(jīng)濟(jì)的動力裝置，其數(shù)量更是占壓倒多數(shù)。

第二節(jié)內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展簡史活塞式內(nèi)燃機(jī)起源于用火藥爆炸獲取動力，但因火藥燃燒難以控制而未獲成功.1794年，英國人斯特里特提出從燃料的燃燒中獲取動力，并且第一次提出了燃料與空氣混合的概念。1833年，英國人賴特提出了直接利用燃燒壓力推動活塞作功的設(shè)計(jì)。

1824年，卡諾(SadiCarnot)曾發(fā)表了熱力發(fā)動機(jī)的經(jīng)典理論——卡諾原理。過了半個(gè)世紀(jì)以后，即1876年，德國人奧托(NicolausAuguestOtto)才發(fā)明了四沖程煤氣機(jī)。當(dāng)時(shí)該機(jī)壓縮比約為2.5，其熱效率為10～12%，此后的十八年間壟斷了市場，承襲了當(dāng)時(shí)處于全盛時(shí)期的蒸汽機(jī)的寶座。1883年，法國任達(dá)木烈爾(G·Daimler)制成了用熱管點(diǎn)火的立式汽油機(jī)，在當(dāng)時(shí)內(nèi)燃機(jī)的最高轉(zhuǎn)速也只不過200r/min，而他制作的汽油機(jī)竟達(dá)到1000r/min，1887年該機(jī)裝在汽車上使用。與此同時(shí)，法國人奔馳(K·Benz)也開始研究高速內(nèi)燃機(jī)。1890年左右，他應(yīng)用了電火花點(diǎn)火法，使汽油機(jī)達(dá)到了與現(xiàn)今車用汽油機(jī)幾乎相同的型式，高速機(jī)獲得了迅速地發(fā)展?，F(xiàn)在汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速為4000～5000r/min是很平常的，最高的已達(dá)到12000r/min。

在1897年,法國人魯?shù)婪颉さ屹悹?Rudorf·Diesel)最早制成了柴油機(jī)。該機(jī)在轉(zhuǎn)速為172r/min時(shí),發(fā)出14.7kW，其熱效率達(dá)26.2％，這在當(dāng)時(shí)已是最高的熱效率了。從此以后，柴油機(jī)得到迅速發(fā)展。

1898年，柴油機(jī)首先用于固定式發(fā)電機(jī)組，1903年用作商船動力，1904年裝于艦艇，1913年第一臺以柴油機(jī)為動力的內(nèi)燃機(jī)車制成，1920年左右開始用于汽車和農(nóng)業(yè)機(jī)械。早在往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)誕生以前，人們就曾致力于創(chuàng)造旋轉(zhuǎn)活塞式的內(nèi)燃機(jī)，但均未獲成功。直到1954年，聯(lián)邦德國工程師汪克爾解決了密封問題后，才于1957年研制出旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)，被稱為汪克爾發(fā)動機(jī)。它具有近似三角形的旋轉(zhuǎn)活塞，在特定型面的氣缸內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，按奧托循環(huán)工作。這種發(fā)動機(jī)功率高、體積小、振動小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便，但由于它燃料經(jīng)濟(jì)性較差、低速扭矩低、排氣性能不理想，所以還只是在個(gè)別型號的轎車上得到采用。

內(nèi)燃機(jī)未來的發(fā)展將著重于改進(jìn)燃燒過程，提高機(jī)械效率，減少散熱損失，降低燃料消耗率；開發(fā)和利用非石油制品燃料、擴(kuò)大燃料資源；減少排氣中有害成分，降低噪聲和振動，減輕對環(huán)境的污染；采用高增壓技術(shù)，進(jìn)一步強(qiáng)化內(nèi)燃機(jī)，提高單機(jī)功率；研制復(fù)合式發(fā)動機(jī)、絕熱式渦輪復(fù)合式發(fā)動機(jī)等；采用微處理機(jī)控制內(nèi)燃機(jī)，使之在最佳工況下運(yùn)轉(zhuǎn)；加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的研究，以提高工作可靠性和壽命，不斷創(chuàng)制新型內(nèi)燃機(jī)。

內(nèi)燃機(jī)教學(xué)網(wǎng)/汽車發(fā)動機(jī)工作原理

/jpkc/diesel_/E_ReadNews.asp?NewsID=310精品課程柴油機(jī)的基本知識mhtml:80/dlclass/dianzikejian/1.mht!1.files/frame.htm第四節(jié)柴油機(jī)在船舶上的布置

一.低速大型柴油機(jī)的布置

低速大型柴油機(jī)作為船用主機(jī)是和推進(jìn)軸系直接連接而帶動螺旋槳的，如下圖所示。柴油機(jī)發(fā)出的功率通過中間軸和螺旋槳軸傳給螺旋槳，使螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生推力通過推力軸承使船舶前進(jìn)或后退。它的布置比較簡單，一般每艘船上只裝一臺主機(jī)。

/jpkc/diesel_/E_ReadNews.asp?NewsID=304船舶柴油機(jī)運(yùn)行動畫內(nèi)燃機(jī)的組成往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的組成部分主要有曲柄連桿機(jī)構(gòu)、機(jī)體和氣缸蓋、配氣機(jī)構(gòu)、供油系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、起動裝置等。

氣缸是一個(gè)圓筒形金屬機(jī)件。密封的氣缸是實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)、產(chǎn)生動力的源地。各個(gè)裝有氣缸套的氣缸安裝在機(jī)體里，它的頂端用氣缸蓋封閉著?；钊稍跉飧滋變?nèi)往復(fù)運(yùn)動，并從氣缸下部封閉氣缸，從而形成容積作規(guī)律變化的密封空間。燃料在此空間內(nèi)燃燒，產(chǎn)生的燃?xì)鈩恿ν苿踊钊\(yùn)動。活塞的往復(fù)運(yùn)動經(jīng)過連桿推動曲軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，曲軸再從飛輪端將動力輸出。由活塞組、連桿組、曲軸和飛輪組成的曲柄連桿機(jī)構(gòu)是內(nèi)燃機(jī)傳遞動力的主要部分。

活塞組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷等組成?；钊蕡A柱形，上面裝有活塞環(huán)，借以在活塞往復(fù)運(yùn)動時(shí)密閉氣缸。上面的幾道活塞環(huán)稱為氣環(huán)，用來封閉氣缸，防止氣缸內(nèi)的氣體漏泄，下面的環(huán)稱為油環(huán)，用來將氣缸壁上的多余的潤滑油刮下，防止?jié)櫥透Z入氣缸?；钊N呈圓筒形，它穿入活塞上的銷孔和連桿小頭中，將活塞和連桿聯(lián)接起來。連桿大頭端分成兩半，由連桿螺釘聯(lián)接起來，它與曲軸的曲柄銷相連。連桿工作時(shí)，連桿小頭端隨活塞作往復(fù)運(yùn)動，連桿大頭端隨曲柄銷繞曲軸軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，連桿大小頭間的桿身作復(fù)雜的搖擺運(yùn)動。

曲軸的作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并將膨脹行程所作的功，通過安裝在曲軸后端上的飛輪傳遞出去。飛輪能儲存能量，使活塞的其他行程能正常工作，并使曲軸旋轉(zhuǎn)均勻。為了平衡慣性力和減輕內(nèi)燃機(jī)的振動，在曲軸的曲柄上還適當(dāng)裝置平衡質(zhì)量。

氣缸蓋中有進(jìn)氣道和排氣道，內(nèi)裝進(jìn)、排氣門。新鮮充量(即空氣或空氣與燃料的可燃混合氣)經(jīng)空氣濾清器、進(jìn)氣管、進(jìn)氣道和進(jìn)氣門充入氣缸。膨脹后的燃?xì)饨?jīng)排氣門、排氣道和排氣管，最后經(jīng)排氣消聲器排入大氣。進(jìn)、排氣門的開啟和關(guān)閉是由凸輪軸上的進(jìn)、排氣凸輪，通過挺柱、推桿、搖臂和氣門彈簧等傳動件分別加以控制的，這一套機(jī)件稱為內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)。通常由空氣濾清器、進(jìn)氣管、排氣管和排氣消聲器組成進(jìn)排氣系統(tǒng)。為了向氣缸內(nèi)供入燃料，內(nèi)燃機(jī)均設(shè)有供油系統(tǒng)。汽油機(jī)通過安裝在進(jìn)氣管入口端的化油器將空氣與汽油按一定比例(空燃比)混合，然后經(jīng)進(jìn)氣管供入氣缸，由汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)控制的電火花定時(shí)點(diǎn)燃。柴油機(jī)的燃油則通過柴油機(jī)噴油系統(tǒng)噴入燃燒室，在高溫高壓下自行著火燃燒。

內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)的燃料燃燒使活塞、氣缸套、氣缸蓋和氣門等零件受熱，溫度升高。為了保證內(nèi)燃機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，上述零件必須在許可的溫度下工作，不致因過熱而損壞，所以必須備有冷卻系統(tǒng)。

內(nèi)燃機(jī)不能從停車狀態(tài)自行轉(zhuǎn)入運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，必須由外力轉(zhuǎn)動曲軸，使之起動。這種產(chǎn)生外力的裝置稱為起動裝置。常用的有電起動、壓縮空氣起動、汽油機(jī)起動和人力起動等方式。

內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)由進(jìn)氣、壓縮、燃燒和膨脹、排氣等過程組成。這些過程中只有膨脹過程是對外作功的過程，其他過程都是為更好地實(shí)現(xiàn)作功過程而需要的過程。按實(shí)現(xiàn)一個(gè)工作循環(huán)的行程數(shù)，工作循環(huán)可分為四沖程和二沖程兩類。四沖程是指在進(jìn)氣、壓縮、膨脹和排氣四個(gè)行程內(nèi)完成一個(gè)工作循環(huán)，此間曲軸旋轉(zhuǎn)兩圈。進(jìn)氣行程時(shí)，此時(shí)進(jìn)氣門開啟，排氣門關(guān)閉。流過空氣濾清器的空氣，或經(jīng)化油器與汽油混合形成的可燃混合氣，經(jīng)進(jìn)氣管道、進(jìn)氣門進(jìn)入氣缸；壓縮行程時(shí)，氣缸內(nèi)氣體受到壓縮，壓力增高，溫度上升；膨脹行程是在壓縮上止點(diǎn)前噴油或點(diǎn)火，使混合氣燃燒，產(chǎn)生高溫、高壓，推動活塞下行并作功；排氣行程時(shí)，活塞推擠氣缸內(nèi)廢氣經(jīng)排氣門排出。此后再由進(jìn)氣行程開始，進(jìn)行下一個(gè)工作循環(huán)。二沖程是指在兩個(gè)行程內(nèi)完成一個(gè)工作循環(huán)，此期間曲軸旋轉(zhuǎn)一圈。首先，當(dāng)活塞在下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)、排氣口都開啟，新鮮充量由進(jìn)氣口充入氣缸，并掃除氣缸內(nèi)的廢氣，使之從排氣口排出；隨后活塞上行，將進(jìn)、排氣口均關(guān)閉，氣缸內(nèi)充量開始受到壓縮，直至活塞接近上止點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火或噴油，使氣缸內(nèi)可燃混合氣燃燒；然后氣缸內(nèi)燃?xì)馀蛎洠苿踊钊滦凶鞴Γ划?dāng)活塞下行使排氣口開啟時(shí)，廢氣即由此排出活塞繼續(xù)下行至下止點(diǎn)，即完成一個(gè)工作循環(huán)。

內(nèi)燃機(jī)的排氣過程和進(jìn)氣過程統(tǒng)稱為換氣過程。換氣的主要作用是盡可能把上一循環(huán)的廢氣排除干凈，使本循環(huán)供入盡可能多的新鮮充量，以使盡可能多的燃料在氣缸內(nèi)完全燃燒，從而發(fā)出更大的功率。換氣過程的好壞直接影響內(nèi)燃機(jī)的性能。為此除了降低進(jìn)、排氣系統(tǒng)的流動阻力外，主要是使進(jìn)、排氣門在最適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻開啟和關(guān)閉。

實(shí)際上，進(jìn)氣門是在上止點(diǎn)前即開啟，以保證活塞下行時(shí)進(jìn)氣門有較大的開度，這樣可在進(jìn)氣過程開始時(shí)減小流動阻力，減少吸氣所消耗的功，同時(shí)也可充入較多的新鮮充量。當(dāng)活塞在進(jìn)氣行程中運(yùn)行到下止點(diǎn)時(shí)，由于氣流慣性，新鮮充量仍可繼續(xù)充入氣缸，故使進(jìn)氣門在下止點(diǎn)后延遲關(guān)閉。

排氣門也在下止點(diǎn)前提前開啟，即在膨脹行程后部分即開始排氣，這是為了利用氣缸內(nèi)較高的燃?xì)鈮毫?，使廢氣自動流出氣缸，從而使活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓力低些，以減少活塞將廢氣排擠出氣缸所消耗的功。排氣門在上止點(diǎn)后關(guān)閉的目的是利用排氣流動的慣性，使氣缸內(nèi)的殘余廢氣排除得更為干凈。

內(nèi)燃機(jī)性能主要包括動力性能和經(jīng)濟(jì)性能。動力性能是指內(nèi)燃機(jī)發(fā)出的功率(扭矩)，表示內(nèi)燃機(jī)在能量轉(zhuǎn)換中量的大小，標(biāo)志動力性能的參數(shù)有扭矩和功率等。經(jīng)濟(jì)性能是指發(fā)出一定功率時(shí)燃料消耗的多少，表示能量轉(zhuǎn)換中質(zhì)的優(yōu)劣，標(biāo)志經(jīng)濟(jì)性能的參數(shù)有熱效率和燃料消耗率。

工業(yè)熱工設(shè)備

與測試技術(shù)2014.2周彥波2009.5-2012.8華東理工大學(xué)，資環(huán)學(xué)院，助理研究員2012.9至今華東理工大學(xué)，資環(huán)學(xué)院，副教授

授課教師周彥波，1982年生，博士，副教授。2000.9-2004.7華東理工大學(xué)，建筑環(huán)境與設(shè)備工程，本科2005.2-2005.7HochschuleTechnikRapperswil大學(xué)，交流2004.9-2009.3華東理工大學(xué)，環(huán)境工程，研究生在研項(xiàng)目：2012國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目（51208201），25萬2011上海市“晨光計(jì)劃”項(xiàng)目(11CG32)，6萬；2011教育部博士點(diǎn)新教師基金，3.6萬；2011中國博士后科學(xué)基金面上項(xiàng)目，3萬2011基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)資助項(xiàng)目(WB1114033)，12萬。完成項(xiàng)目：2010上海市自然基金項(xiàng)目(10ZR1408000)，10萬。作為負(fù)責(zé)人承擔(dān)的科研項(xiàng)目發(fā)表論文32篇，其中英文SCI論文19篇。CarbohydratePolymers，2012WaterScienceandTechnology，2012AsianJournalofChemistry，2012SeparationandPurificationTechnology，2011JournalofSaudiChemicalSociety，2011SeparationandPurificationTechnology，2010Industrial&EngineeringChemistryResearch，2009WaterScienceandTechnology，2009SeparationandPurificationTechnology，2008

申請發(fā)明專利7項(xiàng)，授權(quán)2項(xiàng)。一種活性污泥及利用該污泥進(jìn)行堿渣廢水和高氨氮廢水處理的方法授權(quán)號：CN101767867B一種油田鉆井廢棄物的生物處理方法，授權(quán)號：CN102108000B 聯(lián)系方式 辦公室：實(shí)驗(yàn)18樓110室手機(jī)mail：zhouyanbo@QQ:273113835什么是熱工設(shè)備？熱工設(shè)備測量又是什么？

“熱工設(shè)備”泛指將熱能直接利用或轉(zhuǎn)換為機(jī)械能及電能的動力設(shè)備。通過控制儀表等熱工測量手段，調(diào)節(jié)、反饋熱力過程技術(shù)或經(jīng)濟(jì)參數(shù)，保證設(shè)備在工況下安全可靠地運(yùn)行。熱工設(shè)備分類按能量轉(zhuǎn)換方式分，蒸汽機(jī)、蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等又稱為原動機(jī)，而離心泵、真空泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等則稱為工作機(jī)；按機(jī)械運(yùn)動方式分，以轉(zhuǎn)子（葉輪）在缸內(nèi)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動以實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的有蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、真空泵、螺桿泵、風(fēng)機(jī)等；以活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動而實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的有蒸汽機(jī)、柱塞泵、往復(fù)壓縮機(jī)等。這門課程的主要內(nèi)容介紹在蒸汽發(fā)生設(shè)備（鍋爐、汽輪機(jī)）、熱力發(fā)動機(jī)（內(nèi)燃機(jī)）、換熱設(shè)備、制冷裝置以及壓氣裝置（泵和風(fēng)機(jī)）基礎(chǔ)上的熱工設(shè)備的應(yīng)用特點(diǎn)；熱工溫度、壓力、流量、物位、燃?xì)獬煞址治龅葴y量儀表的工作原理，測試點(diǎn)的布局，熱工儀表的校驗(yàn)及安裝，測試數(shù)據(jù)的處理；并針對鍋爐煤粉測量、燃?xì)饬髁繙y量、汽柴油品質(zhì)測量等概要介紹了熱工測量新技術(shù)；計(jì)算機(jī)在熱工測量中的應(yīng)用。

WNS型蒸汽鍋爐：臥式燃油燃?xì)鈨?nèi)燃濕背式鍋爐，爐膽和受熱面為非對稱布置。爐膽為波形膽，可減少熱膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力，也增加了鋼度，增強(qiáng)了煙氣攪動，增加了輻射受熱面積。該鍋爐是以水為介質(zhì)的固定式鍋爐，適用于以燃油、燃?xì)鉃槿剂系墓さV、企業(yè)、機(jī)關(guān)等單位的工業(yè)用汽（熱），生活用汽（熱）。該系列型鍋爐容量為500～20000Kg/h，壓力為0.7～1.6MPa。立式燃煤蒸汽熱水兩用鍋爐電鍋爐小型燃油氣蒸汽鍋爐

熱水鍋爐汽輪機(jī)在能量轉(zhuǎn)移或利用途徑上，和鍋爐有什么區(qū)別？哈爾濱汽輪機(jī)廠具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國內(nèi)最長“全轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)1200毫米鋼制末級長葉片”

課時(shí)：24學(xué)時(shí)學(xué)分：1.5學(xué)分教材：《工業(yè)熱工設(shè)備及測量》周霞萍《熱能與動力工程測試技術(shù)》鄭正泉參考書：①《熱工測量及儀表》張東風(fēng)編著，中國電力出版社考試方法考核方式：考試+平時(shí)成績筆試考試（占60%），平時(shí)成績等（占40%）其中，平時(shí)成績中：考勤和分組匯報(bào)組成3人小組：按學(xué)號順序分成18個(gè)小組課間休息時(shí)，班長留下郵箱（ppt模板及分組名單）組別學(xué)號姓名組別學(xué)號姓名110094460曹澤坤610112669王天白10103356劉若溪10112670唐祎琛10112548張一帆10112671孫青210112650李露710112672錢坤10112657朱詩杰10112673孟德喜10112658周揚(yáng)10112674毛鳳琴310112659鄭楠810112675劉定超10112660張志峰10112676劉博文10112661張志豐10112678李開坤410112662張經(jīng)緯910112679李光源10112663張佳凱10112680黃慧10112665衛(wèi)俊濤10112681何振宇510112666王悅1010112682何磊10112667王依瀅10112684陳振宇10112668王楊10112685陳澤鰲組別學(xué)號姓名組別學(xué)號姓名1110112686常清華1510112699孟凱10112687朱松林10112700魯思陽10112688周旭輝10112702劉雪平1210112690趙雪松1610112703林卡路10112691趙潤澤10112704李淼10112692張濤10112706郭良1310112693張強(qiáng)1710112708高瑞10112694易敏10112711陳亮10112695吳兆偉10112712陳立豐1410112696吳煒城1810112713陳靜10112697王佳東10112714曹帥10112698倪亦塵10112715曹長健分組討論要求提前確定下節(jié)課的主題與承接小組確定ppt范圍與結(jié)構(gòu)（緊扣主題、體現(xiàn)深度）一人主講，2人輔助ppt：10min，<30頁教學(xué)大綱第一章緒論第二章鍋爐從熱工學(xué)角度介紹：鍋爐的基本構(gòu)成與工作特點(diǎn)；鍋爐的基本受熱面；鍋爐的運(yùn)行；鍋爐與換熱設(shè)備，鍋爐用換熱器的熱工指標(biāo)，鍋爐用換熱器性能的評判。第三章燃?xì)獍l(fā)生爐在介紹國際流行的煤氣化爐基礎(chǔ)上，著重講解德士古氣化與Shell氣化爐的特性；并介紹生物質(zhì)氣化爐，秸稈氣化集中供氣工藝，秸稈氣化發(fā)電等最新工藝。第四章焚燒爐固定床焚燒爐及工藝，焚燒爐熱工制度，焚燒爐熱平衡計(jì)算；流化床焚燒爐及技術(shù)；垃圾焚燒技術(shù)的發(fā)展方向。第五章汽輪機(jī)汽輪機(jī)原理及構(gòu)造，汽缸、軸封、葉片、凝氣設(shè)備的構(gòu)造及作用；汽輪機(jī)運(yùn)行和特性，汽輪機(jī)內(nèi)效率等評價(jià)指標(biāo)，蒸汽輪機(jī)，燃?xì)廨啓C(jī)。第六章內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)熱力循環(huán)的基本指標(biāo)，內(nèi)燃機(jī)的組成及性能；內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動機(jī)類型及工作原理，沖程、二沖程內(nèi)燃機(jī)的聯(lián)系與區(qū)別；內(nèi)燃機(jī)的啟動、運(yùn)行。第七章泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行及調(diào)節(jié)，熱工設(shè)備的聯(lián)合應(yīng)用。第八章熱工測量基礎(chǔ)在線取樣、測量方法及測試點(diǎn)的布局；熱工參數(shù)的常規(guī)測量及儀表的校驗(yàn)；測量數(shù)據(jù)的處理。第九章經(jīng)典熱工測量溫度測量、壓力測量、流量測量、物位測量、成分測量要點(diǎn)，以及在火力發(fā)電廠、煤化工工程中的實(shí)用測定方法。第十章熱工檢測新技術(shù)激光檢測技術(shù)；光纖傳感技術(shù)；超聲波檢測技術(shù)：氣體超聲波流量計(jì)、氣體渦輪流量計(jì)、汽輪機(jī)監(jiān)視智能儀表、爐膛火焰電視監(jiān)視系統(tǒng)。第十一章計(jì)算機(jī)在熱工檢測中的應(yīng)用虛擬儀器的硬件、軟件構(gòu)成，及其在發(fā)電機(jī)的功率、負(fù)荷檢測、鍋爐計(jì)算機(jī)自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

緒論熱工設(shè)備及檢測技術(shù)的發(fā)展工業(yè)熱工設(shè)備的評價(jià)指標(biāo)技術(shù)進(jìn)步對熱工設(shè)備節(jié)能及環(huán)保的要求工業(yè)熱工設(shè)備的評價(jià)指標(biāo)1．熱經(jīng)濟(jì)性——是評價(jià)熱工設(shè)備的性能優(yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)，它可以通過投入產(chǎn)出等方式計(jì)算。功率是作功快慢的量度，單位有W(瓦特)、kW（千瓦）等。原動機(jī)功率的大小直接反映設(shè)備進(jìn)行熱工轉(zhuǎn)換的能力；工作機(jī)功率的大小則表示了熱工設(shè)備工作時(shí)需要向其輸入的動力。2．額定功率——原動機(jī)長期連續(xù)運(yùn)行中所能保持的最大功率。額定功率也稱銘牌功率，有時(shí)也稱容量。對于內(nèi)燃機(jī)而言，除了用功率表示發(fā)動機(jī)的工作能力外，排量也表示發(fā)動機(jī)工作能力的大??；而蒸汽鍋爐則通常用長期連續(xù)的最大蒸發(fā)量來表示其容量。工作機(jī)通常用壓縮比、揚(yáng)程及流量表示其工作能力的大小。3．體積重量——也是評價(jià)熱工設(shè)備的重要指標(biāo)之一。設(shè)備的體積和重量不僅直接影響設(shè)備的使用場合，還影響材料的消耗量和制造工作量。對同一設(shè)備，容量愈大，單位功率重量愈小，機(jī)組的制造成本也就愈低。一般情況下，機(jī)組容量增加一倍，可使單位造價(jià)相對降低12%-15%。4．其他評價(jià)指標(biāo)排放：一項(xiàng)與環(huán)境保護(hù)有關(guān)的復(fù)雜評價(jià)指標(biāo)。使用壽命：如，蒸汽輪機(jī)的使用壽命大約為30~50年，燃?xì)廨啓C(jī)及內(nèi)燃機(jī)的使用壽命大約為10~20年。變負(fù)荷能力：裝置的變負(fù)荷能力應(yīng)包含啟動性能、對負(fù)荷的適應(yīng)性以及穩(wěn)定的變負(fù)荷范圍。對蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和內(nèi)燃機(jī)而言，蒸汽輪機(jī)的變負(fù)荷能力最小，內(nèi)燃機(jī)的變負(fù)荷能力最強(qiáng)。使用燃料：燃?xì)廨啓C(jī)裝置除了在整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）中可以使用煤炭外，通常使用燃油或燃?xì)猓粌?nèi)燃機(jī)只使用燃油或燃?xì)?；蒸汽輪機(jī)裝置可以使用包括垃圾、生物質(zhì)在內(nèi)的任何燃料。熱工設(shè)備的發(fā)展熱工設(shè)備的小型化、集成化，使能源梯度利用的側(cè)重面擴(kuò)大到了的分布式能源的利用。分布式能源是以資源、環(huán)境效益最大化確定方式和容量的系統(tǒng)。根據(jù)終端能源利用效率最優(yōu)化形式，盡力減少污染物的排放．并使排放分散化．分布式能源利用其排放量小排放密度低的優(yōu)勢，可以將主要排放物實(shí)現(xiàn)資源化再利用?？梢詫?shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保雙重目標(biāo)。太陽能發(fā)電站工作流程圖個(gè)人光伏發(fā)電開啟新時(shí)代

從單一產(chǎn)能建筑走向集合——分布式綠色能源園在分布式綠色能源區(qū)域中，屋頂裝上風(fēng)能、太陽能，垃圾回收和沼氣發(fā)電、可再生能源的電梯應(yīng)用，再通過系統(tǒng)組合，把光伏發(fā)電、太陽能聚熱、太陽能光照明、沼氣發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、電梯的下降能等統(tǒng)統(tǒng)組合起來。可再生能源供應(yīng)的波動較大，可通過接入電動汽車和電動自行車的蓄電池來減少和穩(wěn)定這種波動，即所謂的微電網(wǎng)。每一個(gè)建筑都可就近使用建筑自身產(chǎn)生的可再生能源，這樣能源的傳輸損耗接近于零的，進(jìn)行技術(shù)的互聯(lián)。廣闊的鄉(xiāng)村生物質(zhì)鍋爐熱工檢測技術(shù)熱工測量是對生產(chǎn)過程中諸如溫度、壓力等狀態(tài)參數(shù)的測量。實(shí)現(xiàn)熱工測量所用的定量工具稱為熱工儀表。熱工測量及儀表在電力、化工、石油、冶金等工業(yè)生產(chǎn)過程中占有重要地位。熱工儀表分類的依據(jù)

(1)按種類的不同，熱工儀表可分為濕度、壓力、流量、物位、成分分析等儀表。

(2)按顯示功能的不同，可分為指示儀表、記錄儀表、計(jì)算儀表及信號式儀表等。

(3)按儀表組成系統(tǒng)的方式不同，可分為直接變換式和平衡式兩種儀表。1-鍋爐；2-爐壁；3-沸水管；4-汽包；5-過熱器；6-汽輪機(jī)；7-葉輪；8-軸；9-發(fā)電機(jī)；10-冷凝器；11-冷卻水泵；12-冷凝水泵13-水箱；14-給水泵火電廠熱工過程自動控制和檢測內(nèi)容火電廠熱工過程自動控制和檢測內(nèi)容（1）自動檢測：自動地檢查和測量反映生產(chǎn)過程運(yùn)行情況的各種物理量、化學(xué)量以及生產(chǎn)設(shè)備的工作狀況；（2）順序控制：根據(jù)預(yù)先擬定的程序和條件，自動地對設(shè)備進(jìn)行一系列的操作。在發(fā)電廠主要用于主機(jī)和輔機(jī)的啟動和停止；（3）自動保護(hù)：在發(fā)生事故時(shí)，自動采取保護(hù)措施，以防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大或保護(hù)生產(chǎn)設(shè)備使之不受嚴(yán)重破壞；（4）自動調(diào)節(jié)：自動維持生產(chǎn)過程在規(guī)定的工況下進(jìn)行。發(fā)展歷程在20世紀(jì)前，工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的儀表大多屬于簡單的機(jī)械指示式儀表，而且只能為少數(shù)配套的設(shè)備所采用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電子管與晶體管的放大作用以及光電、壓電及熱電等效應(yīng)的廣泛應(yīng)用，工業(yè)生產(chǎn)過程對自動化的要求已使儀器儀表成為必不可少的設(shè)備。發(fā)展趨勢一方面應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)對一些傳統(tǒng)的定量方法進(jìn)行詳細(xì)的理論分析，找出其設(shè)計(jì)參數(shù)中的相互關(guān)系，從而進(jìn)行最優(yōu)設(shè)計(jì)；另一方面是盡量采用新技術(shù)、新材料和新器件組成先進(jìn)的控制和檢測系統(tǒng)。

由于工藝條件的限定，有些檢測可直接進(jìn)行，而有些必須運(yùn)用間接測量，通過熱敏、光敏、壓敏、氣敏等輻射轉(zhuǎn)換信號，給檢測技術(shù)帶來新的變革。如激光的載溫檢測，光纖輻射測溫，超聲波流量檢測等。隨著測量技術(shù)的發(fā)展及新型儀器儀表，尤其是智能化儀表的出現(xiàn)，間接的軟測量技術(shù)，同直接測量的轉(zhuǎn)化計(jì)算精度正在提高。依靠先進(jìn)的信息技術(shù)，采用智能化監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化群控和遠(yuǎn)程遙控技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場無人職守，以保障各能源系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。開發(fā)智能傳感系統(tǒng)，在生產(chǎn)過程中能起到報(bào)警、檢測、識別、智能決策等方面的作用，大大提高泄漏事故處置的工作效率和安全性?，F(xiàn)場實(shí)習(xí)火電廠狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)施電廠的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)并不是監(jiān)測儀器儀表的機(jī)械組合，而是在分析設(shè)備機(jī)理基礎(chǔ)上選擇正確的監(jiān)測方式與監(jiān)測儀器，有機(jī)地形成一個(gè)系統(tǒng)。系統(tǒng)架構(gòu)可采用三層結(jié)構(gòu)：現(xiàn)場監(jiān)測級、數(shù)據(jù)傳輸級、數(shù)據(jù)后處理級即集成級?；痣姀S狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)施應(yīng)用物料平衡、正向熱平衡的測量方式，了解能量利用情況，或根據(jù)熱損失反向核算能平衡，結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬等，通過設(shè)備結(jié)構(gòu)、工藝參數(shù)的改變，優(yōu)化工況條件。熱工設(shè)備節(jié)能與環(huán)境保護(hù)世界化石能源儲量分布世界或國家煤炭世界或國家石油世界或國家天然氣儲量/億噸儲采比儲量/億噸儲采比儲量/萬億m3儲采比世界9842.1227世界142139.9世界150.1961.01.美2266.42531.沙特35881.11.俄48.1483.72.俄1570.1＞5002.伊拉克151＞1002.伊朗23.0＞1003.中1145.01163.科威特133＞1003.卡塔爾11.15＞1004.澳9042974.阿聯(lián)酋126＞1004.阿聯(lián)酋6.10＞1005.印度747.32235.伊朗12365.75.沙特6.05＞100儲采比定義：煤、石油及天然氣等礦物能源的保有儲量（或剩余可采儲量）與年開采量之比值。是指年末剩余儲量除以當(dāng)年產(chǎn)量得出剩余儲量，按當(dāng)前生產(chǎn)水平尚可開采的年數(shù)。例如，2003年世界石油、天然氣和煤炭的儲采比分別為41.0、67.1和192.0。目前柴達(dá)木盆地各油田的平均儲采比為13左右。儲采比的大小，不僅反映礦產(chǎn)資源的利用程度，也直接影響礦石開采年限與基建折舊費(fèi)用大小。儲采比越大，資源利用越充分，在同樣的開采規(guī)模下，礦山服務(wù)年限延長，基建投資折舊費(fèi)用相應(yīng)減少。

油天然氣煤核能水力發(fā)電能源消費(fèi)比例,%占世界消費(fèi)的比例,%排名世界

巴西韓國法國加拿大德國

印度

日本俄羅斯

中國美國

34.8

46.143.035.830.938.031.243.719.118.838.524.1

10.014.915.427.323.88.616.655.23.626.129.26.427.54.610.026.053.4

25.414.870.2

24.65.51.414.238.66.410.80.811.25.40.88.46.4

36.10.45.625.41.46.03.15.56.62.51002.02.12.32.92.83.84.56.117.720.4109867543212008年主要國家能源消費(fèi)比較2008年世界主要國家

一次能源消費(fèi)構(gòu)成

國家2006總能源消費(fèi)（萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤）（噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬美元)人均能耗(噸標(biāo)準(zhǔn)煤)人均GDP(美元)人均GDP排名人均GDP能耗(噸標(biāo)準(zhǔn)煤/美元)日本74332203735.824536486101.60德國46929141785.691833099171.72美國3310377869311.00854206742.62菲律賓3594331520.401710841183.71巴西29504891091.56873311774.74印尼163351494520.665510931176.09印度604569272330.55196521338.47埃及8396750951.064211181169.52中國2425491794003

1.8339135211213.56全球1552786-23.789---2006年中國的能源消費(fèi)已占了全球能源消費(fèi)的15%以上。盡管人均能耗還遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上日本、美國等發(fā)達(dá)國家，不過，中國的能源消費(fèi)主要集中在沿海等發(fā)達(dá)地區(qū)，因此人均GDP能耗才是真正值得比較的數(shù)據(jù)。發(fā)達(dá)國家能耗都不高，這不僅得益于這些國家能源的高效利用，也由于這些國家第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，近年來，工業(yè)特別是重工業(yè)發(fā)展的腳步遲緩。而人均GDP水平與我國較為接近的菲律賓、印尼及埃及人均GDP能耗都遠(yuǎn)不及我國來得高。就連印度，也與中國在人均GDP能耗上遠(yuǎn)遠(yuǎn)地拉開了差距。

北美、歐洲和亞太是石油需求量最大的三個(gè)地區(qū)。根據(jù)國際能源機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)，2010年，北美、歐洲和亞太三大石油需求地區(qū)的石油進(jìn)口依存度分別為52.4%、67.2%和91.5%，2020年將進(jìn)一步提高到58%、79%和92.4%?？梢灶A(yù)見，未來圍繞石油資源的競爭現(xiàn)象將長期存在，世界范圍內(nèi)的油品生產(chǎn)加工和流通貿(mào)易也將持續(xù)升溫。1993年我國成為石油凈進(jìn)口國，2002年，石油消費(fèi)達(dá)到2.47億噸，超越日本成世界上第二大石油消費(fèi)國。2011年，我國國內(nèi)生產(chǎn)原油2億噸，進(jìn)口原油2.54億噸，對外依存度達(dá)到56%。美國能源信息管理局（EIA）最新發(fā)布的短期能源展望稱，2013年10月份，中國石油進(jìn)口量將達(dá)到每天645萬桶，超越美國的623萬桶，而中國年度進(jìn)口量將在明年（2014年）超越美國。到2015年原油進(jìn)口量將達(dá)到3.2億噸左右。我國的工業(yè)占整個(gè)能源需求的70%、六大高耗能產(chǎn)業(yè)占整個(gè)工業(yè)能源需求的70%，所以六大高耗能產(chǎn)業(yè)就占到整個(gè)能源消耗的將近50%。因此節(jié)能增效已經(jīng)刻不容緩。六大高耗能行業(yè)石油加工煉焦及核燃料加工業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、電力熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)。2011年，六大高耗能行業(yè)完成投資4.1萬億元，比上年增長18.3%，增幅比上年高3.7個(gè)百分點(diǎn)?！笆晃濉惫?jié)能減排目標(biāo)是約束性指標(biāo)，六大高耗能行業(yè)占全部規(guī)模以上工業(yè)能源消費(fèi)的77%，占全社會能源消費(fèi)的一半以上，其生產(chǎn)、能源消費(fèi)情況直接關(guān)系節(jié)能降耗目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)?！笆晃濉逼陂g，六大高耗能行業(yè)累計(jì)節(jié)能近4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，對全社會節(jié)能貢獻(xiàn)超過60%。我國化石能源可采儲量煤—7140萬噸，可采200年左右；石油—23億噸，可采11.5年；天然氣—8240億立方米，可采16.5年。

---發(fā)改委能源所資料沒辦法！煤辦法?。?！中國的能源消費(fèi)中80%是原煤直接燃燒，與世界能源消費(fèi)主流有差距，由此造成的環(huán)境污染問題，已經(jīng)影響到國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。采用火電供電的煤耗比國際先進(jìn)國家高20%，燃煤工業(yè)鍋爐運(yùn)行效率比先進(jìn)水平低15~20個(gè)百分點(diǎn)。中國的煙塵和二氧化硫排放量中70%和90%是由燃煤產(chǎn)生的。我國的能源策略是：堅(jiān)持以煤炭為基礎(chǔ)，以電力為中心，在節(jié)約石油、天然氣資源的前提下，加快可再生能源、廢棄物資源的多樣化利用。不同能源經(jīng)熱工設(shè)備的應(yīng)用情況

必須對工藝進(jìn)行優(yōu)化

和技術(shù)創(chuàng)新常規(guī)的發(fā)電方式：在燃燒蒸汽鍋爐中，粉煤燃燒產(chǎn)生蒸汽，通過汽輪機(jī)發(fā)電。為了防止大氣污染，增添了煙氣脫二氧化硫（SO2）和氧氮化合物(NOx)的裝置。煙氣脫硫監(jiān)控畫面工業(yè)上同時(shí)考慮節(jié)能和環(huán)境保護(hù)，逐步改進(jìn)熱工效率的幾種發(fā)電工藝示例。常壓/加壓流化床燃煤蒸汽發(fā)電。石灰和煤一起加入流化床，石灰和煤氣中的硫化物反應(yīng)，生成硫酸鈣，與灰渣一起從流化床內(nèi)排出，應(yīng)用爐中脫硫技術(shù)，從而不需要煙氣脫硫裝置。加壓流化床具有與常壓流化床類似的脫硫功能。由于流化床提高壓力后，可以提高它的傳熱效果，并大大縮小鍋爐的尺寸。循環(huán)流化床鍋爐原理圖link循環(huán)流化床鍋爐的工作過程循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)圖煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（IGCC）。煤氣化產(chǎn)生燃?xì)馑腿肴細(xì)廨啓C(jī)燃燒發(fā)電，排出的余熱由熱回收鍋爐產(chǎn)生蒸汽，再通過汽輪機(jī)發(fā)電。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（IGCC）

同常規(guī)燃煤發(fā)電技術(shù)相比IGCC技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：效率高，目前采用IGCC技術(shù)發(fā)電的效率已經(jīng)達(dá)到43％，隨著先進(jìn)煤氣化、煤氣凈化和燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的應(yīng)用，系統(tǒng)效率將會達(dá)到甚至超過50%；排放低，常規(guī)污染物如粉塵、硫化物、氮氧化物的排放僅為常規(guī)燃煤電站的1/10，且在溫室氣體CO2減排方面，IGCC技術(shù)更有優(yōu)勢。耗水量少，比常規(guī)汽輪機(jī)電站少30%～50%，這對廣大缺水地區(qū)十分有利，也適用于坑口電站的建設(shè)，有助于實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)布局的合理優(yōu)化?？梢苑奖愕呐c化工品生產(chǎn)集成，形成聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煤炭的綜合利用。燃料電池和IGCC組合起來的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電熱工設(shè)備的聯(lián)合運(yùn)用，在熱電聯(lián)用、熱電冷聯(lián)產(chǎn)，IGCC等循環(huán)工藝中發(fā)揮了極大的優(yōu)勢。這些工藝不僅使高品位、低品位的過程能量得到了梯度利用，而且極大地豐富了能源、資源利用的深度和涉及面。將原料由傳統(tǒng)煤炭、石油、天然氣擴(kuò)大到生物質(zhì)能、核能、地?zé)崮?、太陽能等等。減少所用熱工設(shè)備能耗的方法改善熱工爐點(diǎn)火器、提高壓縮機(jī)效率；通過換熱器防垢(水處理)、冷卻水級聯(lián)、空冷替代等，提高過程用能效率；采用多效蒸發(fā)、熱泵蒸發(fā)，應(yīng)用廢熱鍋爐、省煤氣、蓄熱器、熱管等進(jìn)行廢物流和煙道氣的回收能量等等。同時(shí)，通過降低過?？諝庀禂?shù)、煙氣出口溫度，考察爐子熱效率和燃料用量的關(guān)系；焚燒技術(shù)與環(huán)保焚燒爐是美化城市環(huán)境的前提下催生的典型工業(yè)爐（熱工設(shè)備），其熱工加熱制度、熱工調(diào)節(jié)等方面同其它熱工爐有不少的相似之處。即：都要考慮爐體的保溫（散熱）性能；了解燃燒物料的性能及在爐中的熱工操作制度；并通過計(jì)算其單位重量的發(fā)熱量，得出總熱能。同時(shí)也要評價(jià)煙道、煙囪廢氣系統(tǒng)，評價(jià)風(fēng)機(jī)等必不可少的輔助條件；也有不同之處，即：要考慮燃燒條件對二噁英的脫除情況。思考題試述熱工設(shè)備的種類及用途。熱工設(shè)備聯(lián)合運(yùn)用主要有哪些形式？熱工設(shè)備環(huán)保主要有哪些措施？火電廠熱工過程自動控制和檢測主要包括哪些內(nèi)容？理論與實(shí)踐-小組匯報(bào)本周三討論：工業(yè)熱工設(shè)備的節(jié)能與環(huán)保在此范圍內(nèi)，自由選題。第1，第2小組匯報(bào)。下周一：3，4小組匯報(bào)。電廠鍋爐的啟動、運(yùn)行、燃燒等過程中的參數(shù)測量。10-15分鐘，≤30頁ppt

謝謝！工業(yè)熱工設(shè)備與測量

周彥波

2013.3.8201上節(jié)回顧試述熱工設(shè)備的種類及用途。熱工測量新進(jìn)展？202本次討論小組理論與實(shí)踐電廠鍋爐的啟動、運(yùn)行、燃燒調(diào)節(jié)等主要過程中的參數(shù)測量。A2，B2小組匯報(bào)。203下一節(jié)的論述題目A3小組：魯奇氣化爐排渣方式與煤質(zhì)關(guān)系（灰熔點(diǎn)？煤種？礦物質(zhì)？等等）B3小組：德士古與Shell氣化工藝的異同（碳轉(zhuǎn)化率？對設(shè)備的要求？等等）15分鐘，≤30頁ppt204第二章鍋爐

205第一節(jié)鍋爐的定義和基本工作特性鍋爐是一種將燃料（煤、石油、天然氣、生物質(zhì)能等）所儲藏的化學(xué)能以及工業(yè)生產(chǎn)中的余熱或其他熱源，轉(zhuǎn)化為一定溫度和壓力下的熱水、蒸汽或其他工質(zhì)熱能的設(shè)備。206鍋爐可看成由“鍋”和“爐”兩部分組成。

圖2-1鍋爐設(shè)備組成示意圖207鍋爐的基本參數(shù)和工作特性反映鍋爐工作特性的基本參數(shù)，主要是壓力、溫度和容量。2081）容量鍋爐的容量又稱鍋爐的出力。對于蒸汽鍋爐用蒸發(fā)量表示，對于熱水鍋爐用供熱量表示。①蒸發(fā)量，蒸汽鍋爐單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生蒸汽的數(shù)量，稱為鍋爐的蒸發(fā)量，也稱為蒸汽鍋爐的容量或出力，其單位為t/h（噸/小時(shí)）。②供熱量，熱水鍋爐每小時(shí)出水的有效帶熱量，或者說每小時(shí)送入系統(tǒng)的熱量，稱為熱水鍋爐的供熱量，其單位為MW（兆瓦）。熱水鍋爐產(chǎn)生0.7MW的熱量，大體相當(dāng)于蒸汽鍋爐產(chǎn)生1t/h蒸汽的熱量。2092）壓力和溫度鍋爐生產(chǎn)蒸汽或供熱的質(zhì)量，通常用其基本狀態(tài)參數(shù)壓力和溫度來反映。對產(chǎn)生過熱蒸汽的蒸汽鍋爐，蒸汽參數(shù)是指蒸汽過熱器后主汽閥出口處過熱蒸汽的壓力和溫度；對生產(chǎn)飽和蒸汽的蒸汽鍋爐，只標(biāo)明主汽閥出口處的飽和蒸汽壓力，即可知道此壓力對應(yīng)的飽和溫度。對用于采暖、供熱的熱水鍋爐，其供熱質(zhì)量指的是熱水鍋爐出水閥處出口水的壓力和溫度。其進(jìn)水閥處的進(jìn)口水溫度，被稱為熱水鍋爐的額定熱水參數(shù)。210表示蒸汽壓力的單位是MPa（兆帕），表示溫度的單位是℃（攝氏度）。蒸汽壓力是用彈簧管式壓力表測出的，為表壓力（以大氣壓力作為測量起點(diǎn)）；鍋爐銘牌上所標(biāo)示的鍋爐額定工作壓力就是表壓力，而水蒸汽圖上所標(biāo)示的壓力為絕對壓力（以壓力為零作為測量起點(diǎn)），表壓力與絕對壓力的關(guān)系是：絕對壓力等于表壓力加上大氣壓力。一般情況下，鍋爐容量與壓力、溫度等參數(shù)是相互匹配的。通常容量越大，參數(shù)也越高。211（2）鍋爐的工作特性鍋爐的基本工作特性表征鍋爐的生產(chǎn)能力、蒸汽質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效果、制造成本及安全性。額定蒸發(fā)量或供熱量：表示鍋爐生產(chǎn)能力的指標(biāo)，是鍋爐長期運(yùn)行的最大蒸發(fā)量或供熱量。動力鍋爐在額定工況下每小時(shí)的水蒸汽生產(chǎn)量，稱為蒸發(fā)量，用符號D表示,單位t/h。對于供熱鍋爐，用額定工況下每小時(shí)的供熱量來表示，使用符號為Q，單位為KJ/h。212(3)鍋爐的型號鍋爐型號是反映鍋爐主要特征的代號。我國工業(yè)鍋爐的型號按JB1623-1983《工業(yè)鍋爐產(chǎn)品型號編制方法》的規(guī)定，由三部分組成，各部分之間用短橫線相連。213圖2-3鍋爐型式代號214第一部分表示鍋爐形式、燃燒方式和額定蒸發(fā)量或額定供熱量。第一段中的兩個(gè)“Δ”是漢語拼音字母，代表鍋爐總體型式；第二段的一個(gè)“Δ”是一個(gè)漢語拼音字母，代表燃燒方式；第三段的兩個(gè)“X”是兩個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字，表示蒸汽鍋爐的額定蒸發(fā)量或熱水鍋爐的額定供熱量。鍋爐型式代號鍋筒鍋爐立式水管立式火管臥式外燃臥式內(nèi)燃SL（立水）LH（立火）WW(臥外)WN（臥內(nèi)）水管鍋爐單鍋筒立式單鍋筒縱置式單鍋筒橫置式雙鍋筒縱置式雙鍋筒橫置式縱橫鍋筒式強(qiáng)制循環(huán)式DL(單立)DZ（單縱）DH（單橫）SZ（雙縱）SH（雙橫）ZH（縱橫）QX（強(qiáng)循）燃燒方式代號固定爐排活動手搖爐排鏈條爐排往復(fù)推動爐排拋煤機(jī)倒轉(zhuǎn)爐排加拋煤機(jī)振動爐排下伺爐排沸騰爐半沸騰爐室燃爐旋風(fēng)爐G（固）H（活）L（鏈）W（往）P（拋）D（倒）Z（振）A（下）F（沸）B（半）S（室）X（旋）215型號的第二部分表示介質(zhì)參數(shù)，共分兩段，中間以斜線相連。第一段的兩個(gè)“X”是用兩個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字表示介質(zhì)的出口壓力；第二段的三個(gè)“X”使用阿拉伯?dāng)?shù)字表示過熱蒸汽溫度或熱水鍋爐出水溫度/回水溫度。若鍋爐生產(chǎn)的是飽和蒸汽，則第二部分只有介質(zhì)出口壓力。216（1）LHG1-8-AII。表示立式橫水管固定爐排，額定蒸發(fā)量為1t/h，額定蒸汽壓力為0.8MPa,蒸汽溫度為飽和溫度，燃用II類煙煤，原型設(shè)計(jì)的鍋殼式蒸汽鍋爐。（2）DZL4-13-WII（3）SZS10-16/350-YQ2（4）SHL240-7/130/70-AII（5）QXS360-7/95/70-Y217鍋爐的自然循環(huán)回路目前使用的汽包，絕大部分為自然循環(huán)鍋爐。即：鍋爐汽包-下降管-下聯(lián)箱-水冷壁（上升管）-汽包等構(gòu)成一個(gè)自然循環(huán)回路。218

鍋爐工作時(shí)，水冷壁管接受爐內(nèi)高溫?zé)煔獾膹?qiáng)烈輻射熱，使管內(nèi)部分水逐漸蒸發(fā)成蒸汽。下降管布置在爐墻外不受熱，管內(nèi)充滿水。由于蒸汽的密度遠(yuǎn)小于水，因而上開管中的汽水混合物的平均密度小于下降管中水的密度。219在這一密度差的作用下，上升管中的汽水混合物向上流動，下降管中的水向下流動，形成水的循環(huán)流動，稱為自然循環(huán)。220鍋爐第二節(jié)鍋爐的基本構(gòu)成與工作特點(diǎn)；鍋爐的基本受熱面；鍋爐的運(yùn)行；鍋爐用換熱器的熱工指標(biāo)&性能評判。221汽包是鍋?zhàn)o(hù)蒸發(fā)設(shè)各的主要受壓部件。汽包一方面與下降管、上升管連接，組成蒸汽回路，另一方面又接受省煤器來的給水及向過熱器送出飽和蒸汽。它是水在鍋爐中加熱成飽和水，飽和水加熱成飽和蒸汽，飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽等三個(gè)過程的分界點(diǎn)，又是它們的連接樞紐。222汽包的第二個(gè)作用是由于它保持一定的水量，因而有一定的儲熱能力，這在運(yùn)行工況變動時(shí)，可以減緩汽壓變化的速度。223圖2-5400t/h高壓鍋爐汽包1.汽包筒身2242.汽包封頭、3.裝有人孔門的汽包封頭225水冷壁

水冷壁是輻射蒸發(fā)受熱面，它的作用一方面是吸收爐膛高溫輻射熱量，使其中一部分水蒸發(fā)成蒸汽，另一方面是保護(hù)爐墻不該燒壞和浸蝕。由于輻射傳熱強(qiáng)度比對流換熱強(qiáng)度大，因而用它代替對流蒸發(fā)受熱面可以大大減少受熱面積，從而降低鍋爐蒸發(fā)受熱面的金屬總耗量和造價(jià)。226水冷壁有光管水冷壁、膜式水冷壁和刺管水冷壁等幾種。227對流蒸發(fā)受熱面生產(chǎn)飽和蒸汽的低壓鍋爐，除了在爐膛中布置水冷壁作為輻射蒸發(fā)受熱面外，還設(shè)置對流蒸發(fā)受熱面，以滿足汽化熱的需要。對流蒸發(fā)受熱面一般均采用上、下雙汽包結(jié)構(gòu)，對流蒸發(fā)管束兩端分別寫上、下汽包連接，并組成一個(gè)水循環(huán)系統(tǒng)。管束中間用耐火磚把煙道分隔成幾個(gè)流程，同時(shí)各流程的煙氣通流截面積隨煙氣溫度降低而逐漸減小，以保持足夠高的煙氣流速。Why？下汽包充滿水，相當(dāng)于水冷壁的下聯(lián)箱。在這種水循環(huán)系統(tǒng)中無專設(shè)的下降管，管束中受熱強(qiáng)的為上升管，受熱弱的作下降管，整個(gè)對流管束布置在爐膛出口的煙道中。228蒸汽過熱器過熱器是將飽和蒸汽加熱到額定溫度的部件。它布置在高溫?zé)煹绤^(qū)，工質(zhì)溫度高加之蒸汽的傳熱性能較差，管壁溫度高，最高處幾乎接近材料的最高允許工作溫度。229過熱器的型式

按傳熱方式，過熱器可分為對流過熱器、輻射過熱器和半輻射過熱器。（1）對流過熱器一般布置在爐膛進(jìn)口的水平煙道中。按煙氣與蒸汽的相對流動方向，過熱器可以布置成順流、逆流、雙逆流和混合流等四種形式。230（2）半輻射式過熱器

半輻射式過熱器多為單列管圈的掛屏型式，習(xí)慣上稱為屏式過熱器；屏式過熱器懸掛在爐膛上部的爐膛煙氣出口處，既接受輻射熱量，又接受煙氣對流放熱。屏式過熱器在爐膛中受爐膛火焰的直接熱輻射，熱負(fù)荷比較大，故常用作過熱器低溫段，而采用較高的蒸汽質(zhì)量流速，以免管壁溫度過高。

231噴水減溫器為了保持額定汽溫，鍋爐需要裝設(shè)調(diào)溫設(shè)備。汽溫調(diào)節(jié)可以從煙氣側(cè)進(jìn)行，也可以從蒸汽側(cè)進(jìn)行?，F(xiàn)代電站鍋爐主要是從蒸汽側(cè)，利用噴水減溫的辦法來調(diào)節(jié)過熱蒸汽溫度。過熱器通?？蓪⑦^熱蒸汽加熱到超過額定的溫度值，而通過控制噴入的水量使汽溫降到額定值。232省煤器省煤器是利用煙氣余熱加熱給水的部件。鍋?zhàn)o(hù)裝設(shè)省煤器可以起到降低排煙溫度，提高鍋爐效率的作用。233

由于省煤器中水溫較低，故與煙氣的平均溫差大，傳熱效果好，加之省煤器制造成本較低，所以省煤器縣鍋爐中較理想的受熱面。給水溫度通常遠(yuǎn)低于爐水的溫度，給水在省煤器中加熱升溫后再進(jìn)入汽包，可以減少汽包壁金屬材料受到的溫差熱應(yīng)力。這對提高汽包的工作安全性是有利的。按省煤器使用的材料，省煤器可分為鑄鐵省煤器和鋼管省煤器兩種；若按出口工質(zhì)狀態(tài)，省煤器可分為沸騰式省煤器和非沸騰式省煤器。234235236通常省煤器中水溫每升高1℃，煙氣溫度大約可降低2一3℃，給水溫度每升高6-7℃，可節(jié)約燃料1％左右。安裝省煤器后，一般可節(jié)約燃料約5-10％。237H型鰭片管省煤器H型鰭片管，亦稱H型肋片管，是把兩片中間有圓弧的鋼片對稱地與光管焊接在一起形成鰭片（肋片或蝶片），正面形狀頗象字母“H”，故稱為H型鰭片管。

H型鰭片管的兩個(gè)鰭片為矩形，近似正方形，其邊長約為光管的2倍。屬擴(kuò)展的受熱面，具有良好的熱傳導(dǎo)性能?？蓮V泛應(yīng)用在電站鍋爐、循環(huán)硫化床鍋爐、燃煤鍋爐及各式窯爐上。238空氣預(yù)熱器空氣預(yù)熱器是利用煙氣余熱加熱燃燒所需空氣的受熱面?？諝饧訜嵋院罂梢愿纳迫剂系闹鸷腿紵?，空氣溫度每提高100℃，約可使燃燒的理論溫度升高35-40℃。設(shè)置空氣預(yù)熱器還可以使排煙溫度降低，并減少排煙損失。煙氣溫度每降低50℃，鍋爐效率可提高3-4％。因此，大中型鍋爐都裝有空氣預(yù)熱器。一般小容量工業(yè)鍋?zhàn)o(hù)為了簡化設(shè)備，通常都不裝空氣預(yù)熱器。239管式空氣預(yù)熱器240回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器也叫再生式空氣預(yù)熱器。特點(diǎn)是：在整個(gè)工作周期中，受熱面有一半時(shí)間是作為蓄熱器而受到煙氣加熱，另一半時(shí)間則作為熱源向空氣放熱。對于同一部分受熱面而言，煙氣與空氣交替流過。241

受熱面旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器

優(yōu)點(diǎn)：緊湊，金屬用量約為管式三分之一。缺點(diǎn)：漏風(fēng)量大和通流截面小，稍有積灰，阻力則增大很多。242受熱面吹灰電站鍋爐受熱面的積灰污染不僅使鍋爐運(yùn)行熱效率降低，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致機(jī)組降負(fù)荷運(yùn)行或停機(jī)。大容量電站鍋爐各受熱面均配有不同形式的吹灰器。243

吹灰器sootblower定義：利用蒸汽、壓縮空氣或水做介質(zhì)，在運(yùn)行中清除受熱面煙氣側(cè)沉積物的裝置。目前電站鍋爐安裝的吹灰設(shè)備主要是蒸汽吹灰器和聲波吹灰器。244蒸汽吹灰系統(tǒng)①長伸縮式吹灰器：吹灰時(shí)吹灰管子和噴頭一面旋轉(zhuǎn),一面伸入煙道。噴頭用拉瓦爾噴管式,蒸汽或空氣的噴射速度超過聲速，有效吹灰半徑約1.5～2米。②短伸縮式吹灰器：用于