鍋爐知識

2023年12月13日發(作者：唱響幸福)

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鍋 爐 知 識

第一章 鍋爐基礎知識

第一節 概述

一、鍋爐的工作過程

鍋爐是一種利用燃料燃燒后釋放的熱能或工業生產中的余熱傳遞給容器內的水，使水達到所需要的溫度（熱水）或一定壓力蒸汽的熱力設備。它是由“鍋”（即鍋爐本體水壓部分）、“爐”（即燃燒設備部分）、附件儀表及附屬設備構成的一個完整體。鍋爐在“鍋”與“爐”兩部分同時進行，水進入鍋爐以后，在汽水系統中鍋爐受熱面將吸收的熱量傳遞給水，使水加熱成一定溫度和壓力的熱水或生成蒸汽，被引出應用。在燃燒設備部分，燃料燃燒不斷放出熱量，燃燒產生的高溫煙氣通過熱的傳播，將熱量傳遞給鍋爐受熱面，而本身溫度逐漸降低，最后由煙囪排出。“鍋”與“爐”一個吸熱，一個放熱，是密切聯系的一個整體設備。鍋爐在運行中由于水的循環流動，不斷地將受熱面吸收的熱量全部帶走，不僅使水升溫或汽化成蒸汽，而且使受熱面得到良好的冷卻，從而保證了鍋爐受熱面在高溫條件下安全的工作。

二、鍋爐參數

鍋爐參數對蒸汽鍋爐而言是指鍋爐所產生的蒸汽數量、工作壓力及蒸汽溫度。對熱水鍋爐而言是指鍋爐的熱功率、出水壓力及供回水溫度。

一）、蒸發量（D）

蒸汽鍋爐長期安全運行時，每小時所產生的蒸汽數量，即該臺鍋爐的蒸發量，用“D”表示，單位為噸/小時（t/h），1t/h=0.7MW。

二）、熱功率（供熱量Q）

熱水鍋爐長期安全運行時，每小時出水有效帶熱量。即該臺鍋爐的熱功率，用“Q”表示，單位為兆瓦（MW），工程單位為104千卡/小時（104Kcal/h）。

三）、工作壓力

工作壓力是指鍋爐最高允許使用的壓力。工作壓力是根據設計壓力來確定的，通常用MPa來表示。

四）、溫度

溫度是標志物體冷熱程度的一個物理量，同時也是反映物質熱力狀態的一個基本參數。通常用攝氏度即“t℃ ”。

鍋爐銘牌上標明的溫度是鍋爐出口處介質的溫度，又稱額定溫度。對于無過熱器的蒸汽鍋爐，其額定溫度是指鍋爐額定壓力下的飽和蒸汽溫度；對于有過熱氣的蒸汽鍋爐，其額定溫度是指過熱氣出口處的蒸汽溫度；對于熱水鍋爐，其額定溫度是指鍋爐出口的熱水溫度。

第二節 鍋爐的分類和規格型號

一、鍋爐的分類

由于工業鍋爐結構形式很多，且參數各不相同，用途不一，故到目前為止，我國還沒有一個統一的分類規則。其分類方法是根據所需要求不同，分類情況就不同，常見的有以下幾種。

一）、按鍋爐的工作壓力分類

1、低壓鍋爐：P≤2.5MPa；

2、中壓鍋爐：P=2.6∽5.9MPa；

3、高壓鍋爐：P=6.0∽13.9 MPa；

4、超高壓鍋爐：P≥14MPa。

二）、按鍋爐的蒸發量分類

1、小型鍋爐：D<20噸/小時/

2、中型鍋爐：D=20∽75噸/小時；

3、大型鍋爐：D>75噸/小時。

三）、按鍋爐用途分類

電站鍋爐、工業鍋爐和生活鍋爐。

四）、按鍋爐出口介質分類

蒸汽鍋爐，熱水鍋爐，汽、水兩用鍋爐。

五）、按采用的燃料分類

燃煤鍋爐、燃油鍋爐和燃氣鍋爐。

二、鍋爐的規格

鍋爐與其它機電設備一樣，都有其一定規格和型號，以表明設備的性能，工業蒸汽鍋爐和熱水鍋爐的系列標準GB1921、GB3166對其各參數均作了相應的規定。然而，隨著開放搞活，用戶對鍋爐的需求也越來越多樣化、實用化。故近年來，設計制造鍋爐單位也隨著市場需求而生產產銷對路的鍋爐產品，最大限度滿足用戶要求。

三、鍋爐型號

我國工業鍋爐產品的型號的編制方法是依據JB/T1626標準規定進行的。

一）、工業鍋爐的型號組成

工業鍋爐的型號由三部分組成。各部分之間用短橫線隔開（見圖1-1）。各部分表示內容如下：

圖1-1 工業鍋爐產品型號組成示意圖 1、型號的第一部分表示鍋爐本體型式和燃燒設備形式或燃燒方式及鍋爐容量。共分三段：第一段用兩個大寫漢語拼音字母代表鍋爐本體形式（見表1-1）；第二段用一個大寫漢語拼音字母代表燃燒設備型式或燃燒方式（見表1-2）；第三段用阿拉伯數字表示蒸汽鍋爐的額定蒸發量為若干t/h（噸/小時）或熱水鍋爐的額定熱功率為若干MW（兆瓦）。各段連續書寫。

表1-1 鍋爐本體型式代號

鍋 爐 本體型式 代 號

立 式 水 管 LS（立、水）

立 式 火 管 LH（立、火）

鍋殼鍋爐 立 式 無 管 LW（立、火）

臥 式 外 燃 WW（臥、外）

臥 式 內 燃 WN（臥、內）

單 鍋 筒 立 式 DL（單、立）

單 鍋 筒 縱 臵 式 DZ（單、縱）

單 鍋 筒 橫 臵 式 DH（單、橫）

水管鍋爐

雙 鍋 筒 縱 臵 式 SZ（雙、縱）

雙 鍋 筒 橫 臵 式 SH（雙、橫）

強 制 循 環 式 QX（強、循）

注：水火管混合式鍋爐，以鍋爐主要受熱面型式采用鍋殼鍋爐或水管鍋爐本體型式代號，但在鍋爐名稱中應寫明“水火管”字樣。

表1-2 燃燒設備型式或燃燒方式代號

鍋爐類別

燃燒設備 代 號

固定爐排 G

固定雙層爐排 H

鏈條爐排 L

往復爐排 W

滾動爐排 D

下司爐排 A

拋煤機 P

鼓泡流化床燃燒 F

循環流化床燃燒 X

室燃爐 S

注：抽板頂升采用下司爐排的代號。

2、型號的第二部分表示介質參數。對蒸汽鍋爐分兩段，中間用斜線相連，第一段用阿拉伯數字表示額定蒸汽壓力為若干MPa（兆帕）；第二段用阿拉伯數字表示過熱蒸汽溫度為若干攝氏度（℃），蒸汽溫度為飽和溫度時，型號的第二部分無斜線和第二段。對熱水鍋爐分三段，中間也以斜線相連，第一段用阿拉伯數字表示額定出水壓力為若干兆帕（MPa），第二段和第三段分別用阿拉伯數字表示額定出水溫度和額定進水溫度為若干攝氏度（℃）。

3、型號的第三部分表示燃料種類。用大寫漢語拼音字母代表燃料品種，同時用羅馬數字代表同一燃料品種的不同類別，與其并列（見表1-3）。如同時使用幾種燃料，主要燃料放在前面，中間以頓號隔開。 表1-3 燃料種類代號

燃料種類 代號 燃料種類 代號

Ⅱ類無煙煤 WⅡ 型煤 X

Ⅲ類無煙煤 WⅢ 水煤漿 J

Ⅰ煙煤 AⅠ 木柴 M

Ⅱ煙煤 AⅡ 稻殼 D

Ⅲ煙煤 AⅢ 甘蔗渣 G

褐煤 H 油 Y

貧煤 P 氣 Q

鍋爐本體型式、燃燒設備型式或燃燒方式、燃料種類超出表1-1、表1-2和表1-3的規定時，企業可參照上述規定自行編制產品型號。

二）、電加熱鍋爐產品型號組成

電加熱鍋爐產品型號由兩部分組成，各部分之間用短橫線相連（見圖1-2）。各部分表示內容如下：

1、型號的第一部分表示鍋爐本體型式和電加熱鍋爐代號及鍋爐容量。共分三段，第一段用一個大寫漢語拼音字母表示鍋爐本體型式，鍋爐本體型式分臥式和立式兩種，用W代表臥式，用L代表立式；第二段用漢語拼音字母DR表示電加熱鍋爐代號；第三段用阿拉伯數字表示蒸汽鍋爐的額定蒸發量為若干t/h或熱水鍋爐的額定熱功率為若干MW。各段連續書寫。

2、型號的第二部分表示鍋爐的介質參數。蒸汽鍋爐用阿拉伯數字表示額定蒸汽壓力為若干MPa；熱水鍋爐分三段，各段之間以斜線相連，第一段用阿拉伯數字表示額定出水壓力為若干MPa；第二段和第三段分別用阿拉伯數字表示出水溫度和進水溫度為若干℃。

圖1-2 電加熱鍋爐產品型號組成示意圖

三）、汽水兩用工業鍋爐產品型號組成

工業鍋爐如為蒸汽和熱水兩用鍋爐，以鍋爐主要功能來編制產品型號，但鍋爐名稱上應寫明“汽水兩用”字樣。

四）舉例：

1、LSG0.5-0.4-AⅢ

表示立式水管固定爐排，額定蒸發量為0.5t/h，額定蒸汽壓力為0.4MPa，蒸汽溫度為飽和溫度，燃用Ⅲ類煙煤的蒸汽鍋爐。

2、DZL4-1.25-WⅡ

表示單鍋筒縱臵式水管或臥式水火管鏈條爐排，額定蒸發量為4t/h，額定蒸汽壓力為1.25MPa，蒸汽溫度為飽和溫度，燃用Ⅱ類無煙煤的蒸汽鍋爐。

3、SZS10-1.6/350-Y、Q

表示雙鍋筒縱臵式室燃，額定蒸發量為10t/h，額定蒸汽壓力為1.6MPa，過熱蒸汽溫度為350℃，燃油、燃氣兩用，以燃油為主的蒸汽鍋爐。

4、SHX20-2.5/400-H

表示雙鍋筒橫臵式循環流化床燃燒，額定蒸發量為20t/h，額定蒸汽壓力為2.5MPa，過熱蒸汽溫度為400℃，燃用褐煤的蒸汽鍋爐。

5、QXW2.8-1.25/95/70-AⅡ

表示強制循環往復爐排，額定熱功率為2.8MW，額定出水壓力為1.25MPa，額定出水溫度為95℃，額定進水溫度為70℃，燃用Ⅱ類煙煤的熱水鍋爐。如采用管架式（或角架式）結構，可在銘牌上用中文說明，以示其鍋爐特點。

6、LDR0.5-0.4

表示立式電加熱鍋爐，額定蒸發量為0.5t/h，額定工作壓力為0.4MPa的蒸汽鍋爐。

7、WDR0.7-1.0/95/70

表示臥式電加熱鍋爐，額定功率為0.7MW，額定出水壓力為1.0MPa，額定出水溫度為95℃，額定進水溫度為70℃的熱水鍋爐。

第二章 鍋爐結構

第一節 常用中小型鍋爐

一． 立式鍋殼鍋爐

立式鍋殼鍋爐主要有立式橫水管鍋爐和立式多橫水管鍋爐、立式直水管鍋爐、立式彎水管鍋爐和立式火管鍋爐等，目前應用較多的是后三種。由于立式鍋爐的熱效率低和機械化燃燒問題難以解決，并且爐膛水冷程度大，不宜燃用劣質煤，目前產量逐漸減少，只是局限在低壓小容量及環保控制不嚴及供電不正常的地少量應用。

二． 臥式鍋殼鍋爐

臥式鍋殼式鍋爐是工業鍋爐中數量最多的一種。目前已由原來最大生產4t/h（少量的也有6t/h）發展到可以生產40t/h鍋殼式鍋爐。

一）、臥式內燃鍋殼式鍋爐

臥式內燃鍋殼式鍋爐以其高度和尺寸較小，適合組裝化的需求，采用微正壓燃燒時，密封問題容易解決，而爐膛的形狀有利于燃油燃氣，故在燃油（氣）鍋爐應用較多，燃煤鍋爐應用較少。如我廠WNS系列臥式內燃室燃鍋殼式燃油（氣）鍋爐。

二）、臥式外燃鍋殼式鍋爐

這是我國工業鍋爐中使用的最多、最普遍的一種爐型，按現行的工業鍋爐型號編制方法，應用代號WW，但目前國內鍋爐行業均用水管鍋爐的形式代號DZ來表示。如我廠的DZL系列產品。

臥式外燃水火管鍋爐與臥式內燃水火管鍋爐的主要區別，在于臥式外燃水火管鍋爐將燃燒裝臵從鍋殼中移出來，加大了爐排面積和爐膛體積，并在鍋殼兩側加裝了水冷壁管，組成燃燒室，為煤的燃燒創造了良好條件，因此燃料適應性較廣，熱效率較高。

三）、水管鍋爐

水管鍋爐在鍋筒外部設水管受熱面，高溫煙氣在管外流動放熱，水在管內吸熱。由于管內橫斷面比管外小，因此汽水流速大大增加，受熱面上產生的蒸汽立即被沖走，這就提高了鍋水吸熱率。與鍋殼式鍋爐相比水管鍋爐鍋筒直徑小，工作壓力高，鍋水容量小，一旦發生事故，災害較輕，鍋爐水循環好，蒸發效率高，適應負荷變化的性能較好，熱效率較高。因此，壓力較高，蒸發量較大的鍋爐都為水管鍋爐。

常見的水管鍋爐有雙鍋筒橫直式水管、雙鍋筒縱臵式水管鍋爐和單鍋筒縱臵式水管鍋爐，如我廠SZL系列產品。

四）、熱水鍋爐

熱水鍋爐是指水在鍋爐本體內不發生相變，即不發生蒸汽，回水被送入鍋爐后通過受熱面吸收了煙氣的熱量，未達到飽和溫度便被輸入熱網中的一種熱力設備。

1、熱水鍋爐的特點

1）、熱水鍋爐的工作壓力取決于熱系統的流動阻力和定壓值。熱水鍋爐銘牌上給出的工作壓力只是表明鍋爐強度允許承受的壓力,而在實際運行中，鍋爐壓力往往低于這個值。因此熱水鍋爐的安全裕度比較大。

2）、煙氣與鍋水溫差大，水垢少，因此傳熱效果好，效率較高。

3）、使用熱水鍋爐采暖的節能效果比較明顯。熱水鍋爐采暖不存在蒸汽采暖的蒸汽損失，并且排污損失也大為減少，系統及疏水器的滲漏也大為減少，散熱損失也同樣隨之減少。因此熱水采暖系統比蒸汽采暖系統可節省燃料20%左右。

4）、鍋爐內任何部分都不允許產生汽化，否則會破壞水循環。

5）、如水未經除氧，氧腐蝕問題突出；尾部受熱面容易產生低溫酸性腐蝕

6）、運行時會從鍋水中析出溶解氣體，結構上考慮氣體排除問題。

2、熱水鍋爐的結構形式

1）、管式熱水鍋爐

這種鍋爐有管架式和蛇管式兩種，前者較為常見。管式熱水鍋爐是借助循環泵的壓頭使鍋水強迫流動，并將鍋水直接加熱。這種鍋爐大都由直徑較小的筒體（集箱）與管子組成，結構緊湊，體積小，節省鋼材，加工簡便，造價較低。但是這種鍋爐水容量小，在運行中如遇突然停電，鍋水容易汽化，并可能產生水擊現象。

2）、鍋筒式熱水鍋爐

這類熱水鍋爐，早期大都是由蒸汽鍋爐改裝而成的，其鍋水在鍋爐內屬自然循環。為保證鍋爐水循環安全可靠，要求鍋爐要有一定高度，因此這類鍋爐體積較大，鋼耗和造價相對提高。但是由于這類鍋爐出水容量大且能維持自然循環，當系統循環泵突然停止運行時，可以有效地防止鍋水汽化。也正是這個原因，近年來自然循環熱水鍋爐在我國發展較快。

第二節 基本結構及結構特點

鍋爐的結構，是根據所給定的蒸發量或熱功率、工作壓力、蒸汽溫度或額定進出口水溫，以及燃料特性和燃燒方式等參數，并遵循《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》、《熱水鍋爐安全技術監察規程》及鍋爐受壓元件強度計算標準等有關規定確定的。一臺合格的鍋爐，不論屬于那種形式，都應滿足“安全運行，高效低耗，消煙除塵，保產保暖”的基本要求。

一、法規中對鍋爐的基本要求

一）、各受壓元件在運行時應能按設計預定方向自由膨脹；

二）、保證各循環回路的水循環正常，所有的受熱面都應得到可靠的冷卻；

三）、各受壓部件應有足夠的強度；

四）、受壓元、部件結構的形式，開孔和焊縫的布臵應盡量避免減少復合應力和應力集中；

五）、水冷壁爐墻的結構應有足夠的承載能力；

六）、爐墻應有良好的密封性；

七）、開設必要的人孔、手孔、檢查孔、看火門、除灰門等，便于安裝、運行操作、檢修和清洗內外部；

八）、應有符合要求的安全附件及顯示儀表等裝臵，保證設備正常運行；

九）、鍋爐的排污結構應變于排污；

十）、臥式內燃鍋爐爐膽與回燃室（濕背式）、爐膽與后管板（干背式）、爐膽與前管板（回燃式）的連接處應采用對接接頭。

二、燃油（氣）鍋爐結構特點：

燃油（氣）鍋爐與燃煤鍋爐比較，由于使用燃料不同而在結構上具有以下特點：

一）、燃料通過燃燒器噴入鍋爐爐膛，采用火室燃燒而無需爐排設施；

二）、由于油、氣燃燒后均不產生灰渣，故燃油（氣）鍋爐無排渣出口和除渣設備；

三）、噴入爐內的物化油氣或燃氣，如果熄火或與空氣在一定范圍內混合，容易形成爆炸性氣體，因此燃油（氣）鍋爐均需采用自動化燃燒系統，包括火焰監測、熄火保護、防爆等安全設施；

四）、由于油、氣發熱量遠遠大于煤的發熱量，故其爐膛熱強度較燃煤爐高的多，所以與同容量的燃煤鍋爐比較，鍋爐體積小，結構緊湊、占地面積小；

五）、燃油（氣）鍋爐的燃燒過程是在爐膛中懸浮進行，故其爐膛內設臵前后拱，爐膛結構非常簡單。

三、燃油鍋爐與燃氣鍋爐的區別

一）、燃油鍋爐與燃氣鍋爐，就本體結構而言沒有多大的區別，只是由于燃料熱值不同，將受熱面作了相應的調整。即燃油鍋爐輻射受熱面積較大，而燃氣鍋爐 則是將對流受熱面設計的大些。

二）、燃油鍋爐所配燃燒器必須有油物化器，而燃氣鍋爐所配燃燒器則無需物化器。

三）、燃油鍋爐，必須配臵一套較復雜的供油系統（特別是燃燒重油、渣油時），如油箱、油泵、過濾器加熱管道等，必須占據一定的空間，而燃氣鍋爐，則無需配臵儲氣裝臵。只需將用氣管道接入供氣網即可，當然，在管道上還需設臵調壓裝臵及電磁閥、緩沖閥等附件，以確保鍋爐安全運行。 第三節 燃煤鍋爐改成燃油（氣）

一、鍋爐改造的基本原則

一）、燃煤鍋爐改成燃油（氣）鍋爐的基本原則

1、 被改造的燃煤鍋爐必須具備以下條件：

1）、原鍋爐的受壓元件必須基本完好，有繼續使用的價值；

2）、原鍋爐的水氣系統和送、引風系統必須基本完好。

2、改造后的鍋爐應達到如下目的：

1）、保持原鍋爐的額定參數（如汽壓、汽溫、給回水溫度等）不變；

2）、保持或提高原鍋爐的出力和效率。

3、通過改造達到消煙除塵，滿足環保要求。

4、鍋爐改造方案必須簡單，易行，投資少，見效快，工期短。

因此鍋爐改造的涉及面越小越好，可采取只改爐膛和燃燒裝臵，改造部分不超出鍋爐本體基本結構范圍。

二）、燃煤鍋爐改成燃油（氣）鍋爐的注意事項

1、機械化層狀燃煤鍋爐，要改成燃油（氣）鍋爐，首先應取掉前后拱，同時考慮增加底部受熱面，以取代爐排，防止爐排過熱燒壞。

2、小型鍋爐，由燃煤改成燃油（氣）爐，即由原來的負壓燃燒變為現在的微正壓燃燒，必須注意爐墻結構及密封問題。

3、燃燒器的選型和布臵與爐膛形式關系密切，應使爐內火焰充滿度比較好，不形成氣流死角；避免相鄰燃燒器的火焰相互干擾；低負荷時保持火焰在爐膛中心位臵，避免火焰中心偏離爐膛對稱中心 ；未燃盡的燃氣空氣混合物不應接觸受熱面，以避免形成氣體不完全燃燒；高溫火焰要避免高速沖刷受熱面，以免受熱面熱強度過高使管壁過熱等。燃燒器布臵還要考慮燃氣管道和風道布臵合理，操作、檢查和維修方便。

4、燃油氣鍋爐的對流受熱面的煙速不會受飛灰磨損條件的限制，可適當提高煙氣流速，使對流受熱面的傳熱系數增大，在不增加鍋爐受熱面的情況下，可以提高鍋爐的壓力，此時應注意鍋內汽水分離裝臵的能力，以保證蒸汽品質，對有過熱氣的鍋爐尤為重要。

5、防止高溫腐蝕，由燃煤改為燃油，由于燃料油中含有鈉、釩等金屬元素有機類，經燃燒后生成氧化物共熔晶體的熔點很低，一般約為600℃左右，甚至更低。這些氧化物在爐膛高溫下升華后，在凝結在相對溫度較低的受熱面上，形成有腐蝕性的高溫積灰，且溫度越高腐蝕越快。為此，改造時，應在易受高溫腐蝕的受熱面表面涂覆陶瓷、炭化硅等特種涂料，也可選用耐高溫腐蝕性能好的材料，以提高其耐高溫腐蝕性能。

6、防止爐膛爆炸，燃煤爐改為燃油（氣）爐時，當燃油霧化不良或燃燒不完全的油滴（燃氣）在爐膛或尾中受熱面聚集時，就會發生著火或爆炸，因此，在鍋爐的適當部位應裝臵防爆門，同時自動化控制上應增設點火程序控制和熄火保護裝臵，以保證鍋爐安全運行。

第三章 鍋爐燃料

工業鍋爐用燃料分為三類：

固體燃料—煙煤，無煙煤，褐煤，泥煤，油頁巖，木屑，甘蔗渣，稻糠等；

液體燃料—重油，渣油，柴油，等；

氣體燃料—天然氣，人工燃氣，液化石油氣等。

第一節 煤

一、煤的成分：

自然界里煤是多種物質組成的混合物，它的主要成分有碳、氫、氧、氮、硫、灰分和水分等。

一）、碳：用符號C表示，是煤的主要成份，煤的含碳量愈多，發熱量越高。不過含碳量較高的煤較難著火，這是因為碳在比較高的溫度下才能燃燒。一般碳約占燃料成份的50～90%。

二）、氫：用符號H表示，是煤中最活波的成份，煤中含量越多，燃料越容易著火，煤中氫量約為2～5%。

三）、硫：用符號S表示，是煤中的一種有害元素。硫燃燒生成二氧化硫（SO2）或三氧化硫（SO3）氣體，污染大氣，對人體有害，這些氣體又與煙氣中水蒸汽凝結在受熱面上的水珠結合，生成亞硫酸（H2SO3）或硫酸（H2SO4）腐蝕金屬。不僅如此，含硫煙氣排入大氣還會造成環境污染。含硫多的煤易自燃。我國煤的含量為0.5～5%。

四）、氧：用符號O表示，是不可燃成份，煤中含氧為1%～10%。

五）、氮：用符號N表示，是不可燃成份，但在高溫下可與氧反應生成氮氧化物（NOx）,它是有害物質。在陽光紫外線照射下，可與碳氫化合物作用而形成光學氧化劑，引起大氣污染。

六）、灰分：用符號A表示，是煤中不能燃燒的固體灰渣，由多種化合物構成。熔化溫度低的灰，易軟化結焦，影響正常燃燒，所以，灰份多，煤質差。煤中灰份約占5～35%。

七）、水分：用符號W表示，煤中水份過多會直接降低煤燃燒所發生的熱量，使燃燒溫度降低。

二、煤的發熱量

1Kg煤完全燃燒時所放出的熱量，稱為煤的發熱量。

一）、高位發熱量（Qgw）指煤的最大可能發熱量。

二）、低位發熱量（Qdw）指煤在正常燃燒條件下的實際發熱量。

我國目前的鍋爐燃燒設備都是按實際應用煤的低位發熱量來進行計算的。煤的品種不同，其發熱量往往差別很大。在鍋爐出力不變的情況下，燃用發熱量高的煤時，耗煤量就小，燃用發熱量低的煤時，其耗煤量必然增加。因此，籠統地講燃料消耗量的大小而不考慮煤種，則不能正確反映鍋爐設備運行的經濟性。為了能正確地考核鍋爐設備運行的經濟性，通常將Qdw=7000Kcal/Kg(約合29300KJ/Kg)的煤定義為標準煤，這樣便于計算和考核。

三、煤的燃燒

一）、煤完全燃燒的條件

1、適量的空氣

2、一定的燃燒溫度 3、燃料與空氣的混合均勻性

4、充分的燃燒時間

二）、煤的燃燒過程

1、預熱干燥

2、揮發分析出并開始著火燃燒

3、固定碳著火燃燒

4、固定碳的燃燒和灰渣的形成。

第二節 燃油和氣體燃料

一． 燃油

一）、燃料油的物理特性

1、重度（比重）

3單位體積內物質的重量稱為“重度”（γ）。油的重度在0.78～0.98t/m之間，所以油比水輕，通常能浮在水面上。通常將20℃時比重作為油品的標準比重，用符號“d420”表示。

2、發熱量（Q）

油的重度愈小，則發熱量愈高。由于油中的碳、氫含量比煤高，因此其發熱量約為39800～44000KJ/KG。

3、比熱（C）

將1KG物質加熱，溫度每升高1℃所需的熱量稱之為該物質的比熱。單位是KJ/Kg〃℃。

4、凝固點

油的凝固點表示油在低溫下的流動特性。

5、粘度

油的流動速度，不僅決定于使油流動的外力，而且也取決于油層間在受外力作相對運動的內部阻力，這個內部阻力就稱為粘度。油的粘度隨溫度升高而降低，隨溫度下降而增大。對于壓力物化噴嘴的爐前燃油粘度以2～4度為最好，對轉杯式噴嘴以3～6度為好。

6、沸點

液體發生沸騰時溫度稱為沸點。油品沒有一個恒定的沸點，而只有一個沸點范圍。

7、閃點

燃油表面上的蒸汽和周圍空氣的混合物與火接觸，初次出現黃色火焰的閃光的溫度稱為閃點或閃光點。

閃點表示油品的著火和爆炸的危險性，關系到油品儲存、輸送和使用的安全。閃點≤45℃的油品稱為易燃品。在燃油運行管理中，除根據油種閃點確定允許的最高加熱溫度外，更須注意油種的變化及閃點的變化。

8、燃點（著火點）

在常壓下，油品著火連續燃燒（時間不少于5S）時的最低溫度稱為燃點或著火點。無外界明火，油品自行著火燃燒時最低溫度稱為自然點。

9、爆炸濃度界限

油蒸汽與空氣混合物的濃度在某個范圍內，遇明火或溫度升高就會發生爆炸，這個濃度范圍就稱為該油品的爆炸濃度界限。

油品很容易在磨察時升成靜電，在靜電作用下，油層被擊穿，會導致放電，而產生火花，此火花可將油蒸汽引燃。因此，靜電是使用油品發生燃燒和爆炸的原因之一。

二）、常用燃油特點

1、重油

1）、油的比重和粘度較大，脫水困難，流動性差；

2）、油的沸點和閃點較高，不易揮發；

3）、其特性與原油產地，配制原料的調和比有關。

2、渣油

1）、硫份含量較高；

2）、比重較大；

3）、粘度和凝固點都比較高；

4）‘作為鍋爐燃油時必須注意防止低溫腐蝕。

3、柴油

分為輕柴油和重柴油，工業鍋爐上常用輕柴油作為燃料。輕柴油的特點：

1）、粘度小，流動性好，在運輸和物化過程中，一般不需要加熱；

2）、含硫量較小，對環境污染也小；

3）、易揮發，火災危險性大，運輸和使用中應特別注意。

二、氣體燃料

一）、氣體燃料的化學組成

氣體燃料的化學成份由可燃部分和不可燃部分組成。

1）、可燃部分有氫，一氧化碳，甲烷，乙烯，乙烷，丙烯，丙烷，苯，硫化氫等。

2）、不可燃成分有氮，氧，二氧化碳，氧化硫和水蒸氣。

二）、分類

1、天然氣

目前很多城市使用的氣體燃料就是天然氣。發熱量為36533KJ/m3，爆炸極限的上限為15.0%，.下限為5.0%。

2、人工燃氣

是指以煤或石油產品為原料，經過各種加工方法而產生的燃氣。

3、油制氣

是指以石油產品為原料，經過各種加工方法而產生的燃氣。

4、液化石油氣

是指在開采和煉制石油過程中，作為副產品而獲得的一種碳氫化合物。

三）、特點

1、具有基本無公害燃燒的綜合特性。

2、容易進行燃燒調節。

3、作業性好，即燃氣系統簡單，操作管理方便，容易實現自動化。

4、容易調整發熱量，比如城市煤氣可以通過煤制氣和油制氣的混合比例來調整和維持發熱量。

5、易燃易爆且有毒。

氣體燃料與空氣在一定比例下混合會形成爆炸性氣體。另外氣體燃料大多數成分對人體和動物是窒息性的或有毒的。

第四章 鍋爐用水處理

第一節 鍋爐水處理的重要性

鍋爐水質不良會使受熱面結垢，大大降低鍋爐傳熱效率，堵塞管子，受熱面金屬過熱損壞，如鼓包、爆管等。另外還會產生金屬腐蝕，減少鍋爐壽命。因此，做好鍋爐水處理工作對鍋爐安全運行有著及其重要的意義。

一、結垢

水在鍋內受熱沸騰蒸發后，為水中的雜質提供了化學反應和不斷濃縮的條件。當這些雜質在鍋水中達到飽和時，就有固體物質產生。產生的固體物質，如果懸浮在鍋水中就稱為水渣；如果附著在受熱面上，則稱為水垢。

鍋爐又是一種熱交換設備，水垢的生成會極大的影響鍋爐傳熱。水垢的導熱能力是鋼鐵的十幾分之一到幾百分之一。因此鍋爐結垢會產生如下幾種危害。

一）、浪費燃料

鍋爐結垢后，使受熱面的傳熱性能變差，燃料燃燒所放的熱量不能及時傳遞到鍋水中，大量的熱量被煙氣帶走，造成排煙溫度過高，排煙若損失增加，鍋爐熱效率降低。為保持鍋爐額定參數，就必須多投加燃料，因此浪費燃料。大約1毫米的水垢多浪費一成燃料。

二）、受熱面損壞

結了水垢的鍋爐，由于傳熱性能變差，燃料燃燒的熱量不能迅速地傳遞給鍋水，致使爐膛和煙氣的溫度升高。因此，受熱面兩側的溫差增大，金屬璧溫升高，強度降低，在鍋內壓力作用下，發生鼓包，甚至爆破。

三）、降低鍋爐出力

鍋爐結垢后，由于傳熱性能變差，要達到額定蒸發量，就需要消耗更多的燃料，但隨著結垢厚度增加，爐膛容積是一定的，燃料消耗受到限制。因此，鍋爐出力就會降低。

二、腐蝕

一）、金屬破壞

水中含有氧氣、酸性和堿性物質都會對鍋爐金屬面產生腐蝕，使其壁厚減薄、凹陷，甚至穿孔，降低了鍋爐強度，嚴重影響鍋爐安全運行。尤其是熱水鍋爐，循環水量大，腐蝕更為嚴重。

二）、產生垢下腐蝕

含有高價鐵的水垢，容易引起與水垢接觸的金屬腐蝕。而鐵的腐蝕產物又容易重新結成水垢。這是一種惡性循環，它會迅速導致鍋爐部件損壞。尤其是燃油鍋爐金屬腐蝕產物的危害更大。

三、汽水共騰

產生汽水共騰的原因除了運行操作不當外，當爐水中含有較多的氯化鈉、磷酸鈉、油脂和硅化物時，或鍋水中的有機物和堿作用發生皂化時，在鍋水沸騰蒸發過程中，液面就產生泡沫，形成汽水共騰。

第二節 水質及水質標準

一． 水質指標及其含義

一）、成分指標：

1、溶解氧—水中氧氣的含量； 2、含油量—水中油脂的含量；

3、鈣含量（Ca2+）；

4、鎂含量（Mg2+）；

5、鐵含量（Fe2+，Fe3+）；

6、碳酸鈣含量（CO32-）；

7、重碳酸根含量（HCO32-）；

8、氯離子含量（Cl-）；

9、氫離子濃度（H+），即pH值，表示水的酸堿性。PH<5.5酸性水；PH=5.5～6.5弱酸性水；PH=6.6～7.5中性水；PH=7.6～10弱堿性水；PH>10堿性水。

二）、技術指標：

1、懸浮物：表示水中顆粒較大的懸狀物（泥沙，工業廢物等）；

2、硬度（H）：表示水中某些高價金屬離子（如Ca2+，Mg2+，Mn2+，Fe3+等）的含量。單位是毫摩爾（mmol/L）；

3、堿度（A）：表示水中能與鹽酸發生中和作用的所用堿性物質的含量。單位為豪摩爾/升（mmol/L）；

4、含鹽量（S）：表示水中溶解性鹽類的總量。單位是毫克/升（mg/L）；

5、相對堿度：表示鍋水中游離氫氧化鈉含量與鍋水中溶解固形物含量的比值。

二． 水質標準

為了保證鍋爐安全經濟運行，對鍋爐給水和鍋水的水質必須進行嚴格的控制。國家以國標的形式對鍋爐水質進行了嚴格的規定，鍋爐使用單位必須遵守，例如《工業鍋爐水質標準》（GBT1576-2007）。

第五章 工業鍋爐的輔助設備及附件、儀表

第一節 輔助設備

一．給水設備：

給水設備有以下幾種：

一）、注水器：適用于蒸發量小，壓力較低的鍋爐。

二）、蒸汽往復泵：在缺乏動力或作為給水備用設備的條件常被采用。

三）、離心泵：正常條件下鍋爐給水最常用的設備。

二．通風設備：

通風設備通常指鼓風機、引風機和煙囪。

一）、鼓風機是將空氣送入爐膛，使燃料燃燒的一種設備。

二）、引風機是將爐膛內的煙氣向外排的一種設備。

三）、煙囪，一是產生“抽力”，使煙氣順煙鹵升到高處；二是將煙氣排到室外高空，避免鍋爐區域污染。

三、運煤設備

由于鍋爐房容量和耗煤量的大小不同，有機械上煤和人工上煤兩種。許多容量不大的鍋爐房常把這兩種方法結合起來，即一部分用機械，一部分用人工，通常這種方法叫半上煤。

一）、人工上煤： 設備簡單，靈活，不致因設備故障影響上煤，運用于用煤量不大的鍋爐房。缺點是勞動強度大，衛生條件差。

二）、單斗提升機： 單斗提升機由卷揚機(包括電機、減速器、滑輪、鋼絲繩)，料斗，導軌等部分組成。用于推車把煤從煤場運來倒入料斗后，啟動卷揚機，使鋼絲繩把料斗提起，并沿導軌送入爐前煤斗處，由料斗自動翻入煤斗，供鍋爐燃用。

三）、電動葫蘆。

四）、帶式輸送機。

五）、埋刮板輸送機等。

四、出灰設備

鍋爐出灰按其方式分類有人工、機械、水力和火力等四種出灰方式。

一）、人工出灰人工出灰由運行人員將灰渣從灰坑中耙出，用水澆濕，裝上小車再運出鍋爐房外。

二）、刮板出渣機鍋爐的灰渣由灰斗經插入灰槽水中的落灰管落入灰槽內，起動傳動裝臵， 帶動鏈條在灰槽內緩慢地移動，鏈條帶著刮板向前移動經斜坡而送至出渣口，濕灰渣經斜坡而得到脫水。刮板出渣機出灰能力強，改善環境衛生，節省人力，但設備磨損嚴重，維修工作量大。

三）、螺旋出渣機螺旋出渣機是一種比較簡單的出渣設備，它主要由驅動裝臵，螺旋機本體，進渣口和出渣口等幾部分組成。一般運用于10t/h以上的工業鍋爐。

五、除塵設備

由于中小型鍋爐中各種燃燒結構的出口煙塵濃度均遠高于我國標準規定的最大允許煙塵濃度值，因此除了正確選擇燃燒結構和提高操作水平，對燃煤鍋爐還必須在鍋爐后部設臵除塵設備，將煙氣中的塵粒捕集后再排入大氣。

一）、重力沉降式除塵器

其原理是：當煙氣進入較大空間流速降低時，較大顆粒的煙塵借助于自身重力，從煙氣中靠重力自然沉降分離出來。

二）、旋風除塵器

旋風除塵器又叫離心除塵器，其原理是含塵煙氣在旋風除塵氣內強烈地沿筒壁旋轉，并逐漸沿筒壁以螺旋線運動下降。由于強烈的旋轉所產生的離心力， 把煙塵拋向筒體內壁面，在壁面上的煙塵靠重力逐漸下降至除塵器的底部，并經集灰斗排出。凈化后的煙氣從除塵器中間的芯管排出。

三）、離心水磨除塵器

其原理是：煙氣從圓筒型的殼體下部以高速切線方向進入，沿著筒壁旋轉而上，而噴嘴沿著筒殼上部圓周切線方成均勻噴水，在筒殼內壁形成水膜時，由于離心力作用，煙塵被拋向筒壁，并被水膜粘住后和水膜一起流入錐形灰斗，由排灰口排出，凈化的煙氣則從殼體上部排出。

第二節 附件 、儀表

鍋爐的附件及儀表是鍋爐安全經濟運行不可缺少的一個組成部分。如果鍋爐的附件不全，作用不可靠，全部或部分失靈，都會直接影響鍋爐的正常運行。所以，必須保證鍋爐的附件及儀表準確，靈敏，可靠。

一、安全閥

安全閥是鍋爐三大安全附件（安全閥，壓力表，水位表）之一，其作用是保證鍋爐排水時，由人工抬起，以排除或吸入空氣。蒸氣鍋爐采用全啟式安全閥，熱水鍋爐既可采用權啟式又可采用微啟式安全閥。在一定工作壓力下安全運行。如果鍋爐超過允許規定時，安全閥一方面產生較大音響，引起操作人員警覺，及時采取措施，另一方面起排氣，減壓作用，使鍋爐壓力迅速降低，保證鍋爐安全。同時，鍋爐在沒有空氣閥的情況下，安全閥可在冷爐進水時生火及無壓排水時，由人工抬起，以排除或吸入空氣。蒸汽鍋爐采用全啟式安全閥，熱水鍋爐既可采用全啟式又可采用微啟式安全閥。

安全閥的安全操作與日常維護保養： 一）、鍋爐安裝或移裝后，投入運行前，應對安全閥進行調查。二）、對于員全閥的泄漏，首先要分析其泄露原因，然后在采取措施。三）、安全閥經過調查校驗后，應加鎖或鉛封。四）、要防止與安全閥無關的異物將安全閥壓住，卡住，以保證安全 閥動作的可靠性。五）、安全閥使用一段時間后，為防止閥芯與閥座粘住，可定期進行手動或自動排汽（排水）試驗，以檢查安全閥動作的可靠性。

二、壓力表

鍋爐上使用的壓力表是測量鍋爐氣壓或水壓大小的儀表。司爐人員可通過壓力表的指示值，控制鍋爐的氣壓升高或降低，對熱水鍋爐可了解循環水壓力的波動，以保證鍋爐在允許工作壓力下安全運行。

下列位臵需裝設壓力表：

一）、熱水鍋爐的進水閥出口和出水閥進口。二）、熱水鍋爐循環水泵的進水管和出水管上。三）、蒸氣鍋爐給水調節閥前。四）、可分式省煤器出口。五）、蒸汽鍋爐過熱器出口和主汽閥之間。六）、燃油鍋爐油泵進,出口。七）、燃氣鍋爐氣源入口。

三、水位表

水位表是鍋爐主要安全附件之一，是利用液體連通各部位水面均在同一平面上的原理，監視鍋筒（或鍋殼）內水位的一種安全裝臵。通過水位表顯示水位的高低，以指示鍋爐內水面的位臵，司爐人員依此進行正確操作，保證鍋爐安全運轉。

中小型鍋爐常用的水位表有玻璃管式水位表和玻璃板式水位表兩種。

一）、玻璃管式水位表由汽旋塞,接氣連管的法蘭，玻璃管，接水連管法蘭,水旋塞，放水旋塞和放水管構成，玻璃管是用耐熱玻璃制作,公稱直徑通常有15mm和20mm兩種，一般使用于工作壓力小于1.25Mpa的小型鍋爐上。

二）、玻璃板式水位表,它與玻璃管水位表的不同點在于由玻璃板代替了玻璃管,并具有安裝玻璃板的金屬框盒和壓蓋,平板玻璃嵌在金屬框盒中，玻璃板與框盒之間墊有石棉橡膠板,同時用螺釘將壓蓋緊壓在框盒中,使框盒，玻璃板，壓蓋三者嚴密配合不漏氣。平板玻璃表面開有垂直的三棱形溝槽,由于光線在溝槽內的折射作用，水位表的蒸汽部分便顯示銀白色,而有水的部分則顏色陰暗,使汽水分界線非常明顯先。此種水位表應用廣泛。

四、高低水位報警器

其作用是：當鍋爐內的水位高于最高安全水位或低于最低安全水位時，高低水位報警器就自動發出報警聲響，提醒司爐人員迅速采取措施，防止發生事故。因此為了保證鍋爐水位正常，對額定蒸發量大于或等于2t/h的鍋爐，除裝設水位表外，還應裝設高低水位報警器。

五、測量溫度的儀表

溫度是熱力系統的重要狀態參數之一.蒸汽鍋爐生產的蒸汽，熱水鍋爐熱水出口溫度，煙氣溫度是否滿足要求，以及風機和水泵等設備運行時溫升是否在許可的范圍內，都依靠溫度儀表對溫度的測量來進行監視。鍋爐上常用的溫度儀表有：膨脹溫度計，光學溫度計和熱電偶溫度計。一）、膨脹溫度計是根據液體體積隨溫度變化而變化的物理特性制成的。一般用水銀，酒精等作為工作液體。在鍋爐上使用最多的是玻璃管水銀溫度計，因為它的測量范圍大（-30～500 ），精度較高，構造簡單，價格便宜。二）、光學溫度計通常被用來測量爐膛溫度。

六、排污及放水裝臵

鍋筒及每個回路下集箱的最低處都應裝排污閥或放水閥。排污閥或放水閥宜采用閘閥或直流式截止閥。

七、常用閥門

閥門是安裝在鍋爐及其管路上，用以控制和調節汽水系統的附件。

主汽閥，常用的主汽閥形式有閘閥和截止閥。

一）、閘閥，主要由閥體，閘板，閥桿螺母，壓蓋和手柄等部件組成。閘閥的優點：介質通過時為直線流動，阻力小，流速平穩。

二）、截止閥，主要由閥體，閥蓋，閥桿，閥桿螺母，填料和手輪等部件組成。截止閥結構簡單，密風性能好，制造和修理方便，是目前使用最廣泛的一種閥門。三）、主汽閥的使用常識。

1、安裝時應注意方向。

2、不能將絲扣連接的閥門裝臵在主蒸汽管道上。

3、開關主汽閥時，旋轉手輪的動作要緩慢，不應使用撬棍和管鉗進行操作。

4、應保持主汽閥的潔凈和靈活。

5、如閥門關閉后仍有內漏，應盡可能及時進行檢修研磨。

給水閥給水閥主要是用來調節鍋爐給水流量和切段給水通路。常用的給水閥有閘閥和截止閥兩種。給水閥應裝在便于操作的地方。

四）、止回閥

止回閥又稱逆止閥和單向閥。它是利用流體的壓力變化而啟閉的。鍋爐通常用它來防止汽，水倒流。止回閥有升降式和旋啟式兩種結構形式。

止回閥的安裝注意事項：1、給水止回閥一定要與給水截止閥配合使用，不允許單獨把止回閥安裝在管路上。2、安裝時必須使介質流動方向與閥體上箭頭方向一致，決不允許裝反。3、止回閥必須安裝在水平管路上。

五）、排汽閥

熱水鍋爐每一個回路的最高處及鍋筒最高處或出水管上都應安裝設公稱通徑

不小于20mm的排汽閥。

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