锅炉房与锅炉设备

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锅炉与锅炉房设备04设备 主要内容锅炉房设备的基本知识燃料与燃烧计算锅炉的热平衡工业锅炉的构造锅炉的燃烧设备工业锅炉的炉型及其选择锅炉房的燃料供应与除灰渣锅炉的烟气净化锅炉的通风锅炉给水处理锅炉房的汽水系统锅炉房的运行管理 1.锅炉房设备的基本知识1.1概述锅炉的定义利用燃料燃烧释放的热能（或其他热能），将工质加热到一定参数（温度和压力）的设备。锅炉的分类锅炉按其用途通常可以分为动力锅炉和工业锅炉两种。（1）动力锅炉：用于发电和动力方面的锅炉。动力锅炉产生的蒸汽用作将热能转换为机械能的工质以产生动力，其蒸汽的温度和压力一般都很高。（2）工业锅炉：用于为工农业生产和建筑采暖及人民生活提供蒸汽或热水的锅炉，又称供热锅炉。其出口工质压力一般≤2.5MPa，蒸发量一般为0.1～65t/h。锅炉及锅炉房设备的任务back 安全、可靠、经济有效地将燃料地化学能转化为热能，进而将热能传递给水，以产生热水或蒸汽，或将燃料地化学能传递给其他工质，以产生其他高温工质。本专业人员地任务力求节约能源消耗，以降低生产成本，提高锅炉热效率；有效地燃用地方性劣质燃料，减少烟尘及各种污染，保护自然环境；提高操作水平，减轻工人地劳动强度，改善工作环境，保证锅炉额定出力及运行效率，安全可靠地供热。1.2锅炉的分类及锅炉房设备的组成（1）锅炉的分类用途：动力锅炉、工业锅炉；输出工质（工业锅炉）：蒸汽锅炉、热水锅炉、导热油锅炉；燃料和能源：燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉、余热锅炉；燃烧方式（燃煤锅炉）：层燃炉、室燃炉、沸腾炉；锅炉本体结构：烟管锅炉、水管锅炉；锅筒放置方式：立式、卧式锅炉；出厂形式：整装（快装）、组装、散装锅炉；等等。 （2）锅炉房设备的组成①锅炉本体：“锅”、“炉”“锅”－吸热容纳水和蒸汽的受压部件，包括锅筒（汽包）、对流管束、水冷壁、集箱（联箱）、蒸汽过热器、省煤器和管道组成的一个封闭的汽水系统。“炉”－放热锅炉中使燃料进行燃烧产生高温烟气的场所，是由煤斗、炉排、炉膛、除渣板、送风装置等组成的燃烧设备。②锅炉辅助设备燃料供应与除灰渣系统通风系统水－汽系统仪表控制系统1.3锅炉的主要性能指标（1）蒸发量或热功率蒸发量（Dt/h）：蒸汽锅炉每小时生产的额定蒸汽量。热功率（QMW）：热水锅炉 （2）压力和温度锅炉的额定工作压力（P）：蒸汽锅炉出汽口处蒸汽的额定压力或热水锅炉出水口处热水的额定压力。温度（t）：蒸汽锅炉蒸汽过热器出口处的蒸汽温度或热水锅炉的额定出水口供水温度和进口回水温度。（3）受热面蒸发率或受热面发热率受热面蒸发率（D/H）：蒸汽锅炉每平方米受热面每小时所产生的蒸汽量。受热面发热率（Q/H）：热水锅炉每平方米受热面每小时所产生的热量。（4）锅炉热效率锅炉热效率是指送入锅炉的全部热量中被有效利用的百分数，也称锅炉效率（η）。（5）锅炉的金属耗率及耗电率锅炉的金属耗率：相应于锅炉每吨蒸发量所耗用金属材料的重量，也称钢水比。锅炉的耗电率：生产1t蒸汽，锅炉房设备耗用电的总度数。 1.4锅炉的规格与型号我国工业锅炉产品型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连。△△△××—××/×××－×①②③④⑤⑥①本体形式代号②燃烧设备代号③额定蒸发量（t/h）或额定热功率（MW）④额定蒸汽压力或允许工作压力（MPa）⑤过热蒸汽温度或出水温度/进水温度（℃）⑥燃料种类代号 2.燃料与燃烧计算2.1工业锅炉的燃料燃料的定义可以燃烧并能释放出热能加以利用的物质。燃料的分类目前，世界上所用燃料可以分为两大类：核燃料、有机燃料。其中，有机燃料按用途可以分为工艺燃料、动力燃料；按物态可以分为：固体燃料、液体燃料、气体燃料。固体燃料：煤、油页岩、稻壳、甘蔗渣等。液体燃料：重油、渣油、轻柴油。气体燃料：天然气、高炉煤气、焦炉煤气、城市煤气。2.2燃料的化学成分（1）燃料的元素分析成分：C、H、O、N、S、A、Mback 碳（C）燃料中主要的可燃成分。1kg碳完全燃烧时可释放33900kJ的热量。含碳量高的煤，发热量也高。但碳的着火点也高，所以含碳量高的煤着火和燃烧均较困难。煤的含碳量随地质年代增长而增加。煤的含碳量约为可燃成分总量的30～90％之间。氢（H）燃料中重要的可燃成分。1kg氢完全燃烧时可释放125600kJ的热量。氢极易着火燃烧，含氢量高的燃料，不仅发热量高，而且容易着火燃烧。煤中氢的含量只有2～4％左右。地质年代愈久的煤，含氢量愈少。硫（S）固体燃料中的硫包括三种形态，即有机硫、硫化铁硫和硫酸盐硫。前两种硫能参加燃烧，称为可燃硫，后一种硫不参加燃烧，算在灰分中。可燃硫虽然能够燃烧，但其放热量很少，仅为9050kJ/kg。硫的燃烧产物二氧化硫和三氧化硫气体部分愈烟气中的水蒸气结合生成亚硫酸及硫酸，会对锅炉低温受热面产生腐蚀，另一部分随烟气排入大气中，会污染环境。所以燃料中的硫是一种有害成分。 氧（O）和氮（N）燃料中的不可燃成分。其存在使得燃料中的可燃成分相对减少，使燃烧放出的热量降低。氧的含量随燃料地质年代的增长而降低，氧在无烟煤中仅有1～3％，在泥煤中最高可达35％。氮是一种有害元素。煤燃烧时，部分氮与氧化合生成有害气体，污染大气。氮在煤中的含量占可燃成分的0.5～2.5％。天然气中含氮量较少。液体燃料氮含量通常在0.2％以下。水分（M）燃料中的主要杂质。由于它的存在，不仅使燃料中可燃元素相对减少，发热量降低，而且燃料燃烧时水分汽化还要吸收热量，使炉膛温度降低，燃烧着火困难，排烟带走的热损失增加，同时还可能加剧尾部低温受热面的低温腐蚀和堵灰。煤中的水分由外水分和内水分两部分组成。内水分是凝聚或吸附在煤炭内部毛细孔中的水分，也称固有水分。内水分要将煤加热到105℃左右并持续一段时间才能除去。外水分是煤炭在开采、贮运过程中受外界影响而吸附或凝聚在煤炭颗粒表面的水分，它可以通过自然干燥除去。 灰分（A）灰分是燃料中不可燃的固体矿物杂质。它不仅使固体燃料的发热量降低，燃烧困难，而且增加运煤、出灰的工作量和运输费用。此外，灰分中一部分飞灰在锅炉中随烟气流动，造成受热面和引风机磨损，排入大气污染环境。若灰的熔点过低，会造成炉排和受热面结渣，影响传热和正常燃烧。固体燃料中灰分含量变化很大，一般为5～50％。液体燃料中灰分很少，在0.1％以下。气体燃料基本不含灰分。（2）燃料成分分析基准固体燃料和液体燃料的组成成分均用质量分数来表示：C+H+O+N+S+M+A=100%四种分析基：收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基收到基用准备燃烧的燃料成分总量为基准进行分析得出的各种成分，称为收到基成分（旧标准称为应用基成分）。其组成为：Car+Har+Oar+Nar+Sar+Mar+Aar=100%空气干燥基用经自然风干除去水分的燃料成分总量为基准进行分析得出的成分， 称为空气干燥基成分（旧标准为分析基），其组成为：Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Mad+Aad=100%干燥基以烘干除去全部水分的燃料成分总量为基准分析得出的各种成分称为干燥基成分，其组成为：Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100%干燥无灰基以除去水分和灰分的燃料成分总量为基准分析得出的成分称为干燥无灰基成分（旧标准为可燃基，其组成为：Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%干燥无灰基因无水、无灰，故其剩下的成分便不收水分、灰分的影响，是表示C、H、O、N、S成分百分数最稳定的基准，可作为燃料分类的依据。所用的基准不同，同一种燃料的同一成分的百分含量结果是不一样的。燃料的各种基准之间可以互相换算：欲求基成分＝已知基成分×换算系数（不同成分的换算系数可以通过查表求得） 2.3煤的工业分析通过煤的元素分析可以测得煤的各种元素成分含量。但进行元素分析需要比较复杂的仪器和较高的技术，一般单位没有条件进行这项工作。工业分析则比较简单，一般情况下常采用工业分析法。（1）煤的工业分析煤的工业分析是测定煤的水分（M）、挥发分（V）、固定碳（V）、和灰分（A）的含量，用以表明煤的某些燃烧特性。在煤的着火、燃烧过程中，煤中各种成分的变化情况为：将煤加热到一定温度时，首先水分（M）被蒸发出来，接着再加热，煤中的H、O、N、S及部分C所组成的有机化合物便分解，变成气体挥发出来，这些气体称为挥发分（V），挥发分析出后，剩下的是焦炭，焦炭就是固定碳（C）和灰分（A）。再将焦炭加热灼烧至其质量不发生变化时取出冷却，剩余部分即灰分（A）。（2）燃料的发热量定义燃料的发热量是指1kg燃料（气体燃料为1m3）完全燃烧时所放出的热量，单位为kJ/kg（或kJ/Nm3）。 燃料的发热量分为高位发热量和低位发热量。高位发热量（Qgr）：燃料完全燃烧时放出的全部热量。它包含燃料燃烧时产生的水蒸气的汽化潜热，即认为烟气中的水蒸气完全凝结成水并放出汽化潜热。但是，锅炉实际运行时，烟气离开锅炉时还具有160～200℃的温度，烟气中的水蒸气不可能凝结成水而放出汽化潜热，故锅炉实际能利用的热量不包括水蒸气的汽化潜热。低位发热量（Qnet）：从高位发热量中扣除水蒸气汽化潜热后的发热量。实际工程中常用收到基低位发热量Qar，net。燃料发热量的测定目前，国内外均采用氧弹测热仪来测定固体和液体燃料的发热量。煤的空气干燥基高位发热量弹筒发热量有如下关系： 2.4煤的分类（1）煤的分类采用表征煤的煤化程度的参数，即干燥无灰基挥发分Vdaf作为分类依据，将煤分为无烟煤、烟煤、贫煤、褐煤四类。（2）标准煤收到基低位发热量等于29308kJ/kg（7000kcal/kg）的煤。不同情况下的锅炉耗煤量可通过下式换算成标准煤耗量：（3）折算成分引入折算成分的原因：为了比较煤中各有害成分（水分、灰分及硫分）对锅炉工作的影响，更好的鉴别煤的性质。折算水分： 折算灰分折算硫分2.5燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算包括：确定燃料燃烧所需的空气量及生成的烟气量。燃料燃烧所需的空气量是组织炉内燃烧，选用送风机并确定送风机管道尺寸的依据；燃烧生成的烟气量是选择引风机、确定烟道尺寸的依据。（1）燃料燃烧所需空气量理论空气量当1kg收到基燃料中可燃成分完全燃烧，烟气中又无剩余氧存在时，这种理想情况下燃烧所需的空气量称为理论空气量。 燃料燃烧所需的理论空气量等于燃料中个可燃元素完全燃烧所需空气量的总和减去燃料自身所含氧气的折算量。实际空气量在锅炉实际运行时，由于锅炉燃烧技术条件的限制，不可能做到空气与燃料理想的混合。为使燃料尽可能的燃尽（完全燃烧），实际供给的空气量要比计算出的理论空气量多。实际空气量与理论空气量之差称为过量空气（ΔV），而实际空气量与理论空气量的比值称为过量空气系数（α），即：过量空气系数是锅炉运行的重要指标之一。其值偏低时，不能保证完全燃烧，其值偏大时，不参与燃烧的大量冷空气进入炉内吸热，并随烟气排入大气而带走热量，使热损失增大，同时使风机耗电量增加。 因此，锅炉运行中应确定合理的过量空气系数，既使燃料完全燃烧，又使各项热损失最小。当锅炉计算燃料消耗量为Bj（kg/h）时，每小时锅炉燃烧所需空气量V应按下式计算：（2）燃料燃烧产生的烟气量烟气组成成分完全燃烧：CO2、SO2、N2、O2、H2O不完全燃烧：除上述成分外，还有CO、微量的CH4和H等（可忽略）理论烟气量（经验公式）实际烟气量烟道中烟气流量 2.6锅炉的烟气分析（1）烟气分析烟气分析的目的燃料燃烧所产生的烟气的成分及含量直接反映了炉内的燃烧工况，为了验证和判断锅炉实际的运行工况，需要对正在运行的锅炉进行烟气成分分析。通过计算求出烟气量和过量空气系数，借以判别燃烧工况的好坏和漏风情况，以便进行燃烧调整和采取相应的改进措施，提过锅炉运行的经济性。烟气分析的方法烟气分析方法有多种：化学吸收法、电气测量法、色谱分析法等。目前在锅炉房现场广泛采用的是奥氏烟气分析仪，其原理是利用化学药剂对气体选择性吸收的特性。（2）烟气分析结果的应用根据烟气分析所得的结果和燃料的元素分析成分，计算锅炉的烟气量、烟气中的CO含量、过量空气系数。 3.锅炉的热平衡3.1锅炉的热平衡方程锅炉的输入热量＝锅炉有效利用热量＋各项热损失之和，即：其中，Qr－锅炉的输入热量；Q1－锅炉的有效利用热量；Q2－排烟热损失；Q3－可燃气体不完全燃烧热损失（化学不完全燃烧热损失）；Q4－固体不完全燃烧热损失（机械不完全燃烧热损失）；Q5－锅炉散热损失；Q6－其他热损失（包括灰渣物理热损失及冷却热损失等）。热平衡方程的另一种形式：back 3.2锅炉的各项热损失（1）固体不完全燃烧热损失（q4）燃用固体燃料的锅炉，部分固体可燃物在炉内没有参与燃烧或没有燃尽被排除炉外而造成的热损失。包括部分燃料经炉排掉入灰斗的漏煤损失；未燃尽的可燃物包裹在灰渣中被排出，落入灰斗造成的灰渣损失；未燃尽的碳粒随烟气带走的飞灰损失。q4是燃用固体燃料锅炉热损失中较大的一项。对于燃用气体或液体燃料的锅炉，正常燃烧时可认为q4＝0。影响固体不完全燃烧热损失的主要因素有锅炉的燃烧方式、燃料特性、锅炉运行情况等。（2）排烟热损失（q2）烟气的温度比进入锅炉的空气温度要高。烟气离开锅炉排入大气所带走的热量损失。它是锅炉热损失中较大的一项。影响排烟热损失的因素主要是排烟温度和排烟容积。（3）气体不完全燃烧热损失（q3）由于一部分可燃气体（CO、H2等）未能燃烧放热，随烟气排出造成的热量损失。 （4）炉体散热损失（q5）锅炉运行时，由于炉墙、锅筒、钢架、管道及其他附件等表面温度高于周围空气温度，部分热量从炉体表面向外界散失，形成炉体散热损失。其大小主要取决于锅炉散热表面面积的大小、外表面温度以及周围空气的温度。（5）其他热损失（q6）－灰渣物理热损失－冷却热损失3.3锅炉热效率锅炉热效率可以通过热平衡试验的方法测定，测定方法有正平衡、反平衡两种。（1）正平衡法 （2）反平衡法对于工业锅炉，一般以正平衡测定锅炉热效率，同时进行反平衡试验。对于大型锅炉，常用反平衡法来测定锅炉热效率。（3）锅炉的毛效率η和净效率ηj锅炉设备运行时要消耗自用蒸汽和自用电能。不扣除自用蒸汽和不考虑自耗动力折算的热量，所计算出的锅炉热效率称为毛效率。扣除自用蒸汽和考虑自耗动力折算的热量，所计算出的锅炉热效率称为锅炉的净效率。3.4锅炉燃料消耗量及锅炉房耗能（1）锅炉燃料消耗量锅炉每小时燃用的燃煤量称为锅炉的燃料消耗量（B）。或者 对于燃煤锅炉，由于存在这固体不完全燃烧热损失q4，使燃料燃烧所需的空气量和生成的烟气量减少。实际参加燃烧反应的燃料量称之为计算燃料消耗量Bj，即：（2）吨蒸汽综合能耗锅炉房每生产1t蒸汽实际各种能源的综合消耗量为吨蒸汽综合耗能。随着锅炉负荷的波动，各种能源消耗量也在变化，因此数据的统计是按规定统计期内按实际数量或仪表累计量统计而得到，是指整个锅炉房的能源消耗总量。为了具有可比性，蒸汽量都折合成标准蒸汽量（简称“标汽”），每吨“标汽”按250×104kJ计算；能源的数量都折合成标准煤量（简称“标煤”），每千克标煤按29308kJ计算。锅炉房的综合能耗按所耗用的燃料、水、电三者折算为标煤量之和计算。吨蒸汽综合能耗仅反映了锅炉的技术装备水平和技术管理水平。（3）锅炉房的能耗分等工业锅炉房按每吨标汽综合能耗（kg标准煤）分为特等、一等、二等、三等共四个等级。 4.工业锅炉的构造4.1锅筒及其内部装置（1）锅筒的作用和构造锅筒（汽包）是锅炉中最重要的受压元件，其作用为：连接上升管和下降管组成自然循环回路，接受从省煤器来的给水，同时向蒸汽过热器输送饱和蒸汽。锅筒中储存有一定量的饱和水，所以锅炉短时间的供水中断，不会立即发生锅炉事故。另外起缓冲气压的作用。锅筒内部装置可净化蒸汽，获得品质良好的蒸汽。锅炉按锅筒分类有双锅筒和单锅筒锅炉。双锅筒锅炉有上锅筒、下锅筒各一个，上下锅筒由对流管束连接。而单锅筒只有一个上锅筒。锅筒由上升管和下降管连接起来组成自然循环回路。上锅筒内汇集了循环回路中的汽水混合物，常设有汽水分离装置、给水分配管。为了改善锅水品质有的锅炉还设有连续排污管和加药管。下锅筒内则有定期排污装置。back （2）汽水分离装置锅炉给水一般含有少量杂质，随着锅水的不断蒸发和浓缩，锅水杂质的相对含量会越来越高，即锅水含盐浓度增大。由受热面各上升管进入上锅筒的汽水混合物具有很高动能，会冲击蒸发面和汽包内部装置，引起大量的锅水飞溅。这些质量很小的水珠很容易被流速很高的蒸汽带走。于是蒸汽携带了含盐浓度较高的锅水而被污染，即蒸汽品质恶化了。品质恶化的蒸汽会在蒸汽过热器或换热设备及阀门内结垢，这样不仅影响设备的传热效果，而且影响设备的安全运行。因此，保持蒸汽的洁净、降低蒸汽的带水量是非常重要的。工业锅炉常用的汽水分离装置有：进口挡板水下孔板均汽孔板集汽管蜗壳式分离器（3）上锅筒给水装置 蒸汽锅炉的给水大多由上锅筒引入。给水管的作用是将锅炉给水沿锅筒长度方向均匀分配，避免过于集中在一起，而破坏正常的水循环；同时为避免给水直接冲击锅筒壁，造成温差应力。（4）连续排污装置连续排污装置的作用是排走含盐浓度较高的锅水，使锅水含盐量降低，以防止锅水起沫，造成锅水的汽水共腾。通常在蒸发面附近沿上锅筒纵轴方向安装一根连续排污钢管。在排污管上装设许多上部开有锥形缝的短管。（5）热水锅炉上锅筒内部装置配水管其作用是将锅炉回水分配到特定位置以保证锅炉正常的水循环。隔水板为了在锅筒内形成明显的冷、热水区，使锅炉回水尽量少与热水混合，防止热水直接进入下降管。热水引出管 4.2水冷壁及对流管束（1）水循环锅炉水冷壁的水循环，由锅筒、下降管、联箱和水冷壁管构成水循环回路。自然循环：布置在炉膛内的水冷壁受到火焰和高温烟气辐射的热量加热后，管内水的温度迅速升高，一部分水汽化，在管内形成汽水混合物。布置在炉墙外侧下降管中的水，由于不受热，它的密度就大于汽水混合物的密度。下降管一侧的压力大于水冷壁一侧的压力，二者之差为流动压头。在流动压头的作用下，水从下降管向水冷壁管（上升管）不断地循环流动，这种现象称为自然循环。蒸汽锅炉中普遍采用自然水循环。强制循环：利用水泵的压力来完成锅水流动。某些热水锅炉和大型蒸汽锅炉（直流锅炉），采用的是强制循环。常见的水循环故障：汽水停滞、汽水分层、下降管带汽。 （2）水冷壁管水冷壁管垂直布置在炉膛内四周，其主要作用是吸收高温烟气的大量辐射热，同时可以减少熔渣和高温烟气对炉墙的破坏，保护炉墙。水冷壁管下端与下集箱相连，下集箱通过下降管与锅筒的水空间相连；上端直接与上锅筒连接，或接到上集箱经导汽管与锅筒连接，构成水冷壁的水循环系统。（3）对流管束对流管束通常是由连接上、下锅筒间的管束构成。全部对流管束都布置在烟道中，受烟气的冲刷而换热，也称对流受热面，是另一种主要受热面。连接方式有胀接和焊接两种。对流管束排列方式有错排和顺排两种。错排管束的传热效果好，但清灰和检修不如顺排管束方便。其传热效果主要取决于烟气的流速。4.3辅助受热面（1）蒸汽过热器蒸汽过热器的作用是将上锅筒引出的饱和蒸汽加热成一定温度的过热蒸汽。工业用汽多为饱和蒸汽，故一般锅炉中多不设置蒸汽过热器。只有在生产用汽需要较高的温度、而不需要提高蒸汽压力，或为了在 蒸汽输送过程中减少冷凝损失而需要过热蒸汽时，才在锅炉中装设蒸汽过热器。因此，通常把蒸汽过热器看作辅助受热面。蒸汽过热器按传热方式不同，分为辐射式、半辐射式和对流式；按放置的方式不同，分为立式和卧式。工业锅炉中的蒸汽过热器常布置在对流管束之间烟温700～800℃的区域中，属于立式对流过热器。（2）省煤器省煤器是利用锅炉尾部烟气的热量，加热给水以降低排烟温度的锅炉部件，设置在对流管束后部的烟道中。锅炉给水经过省煤器使水温升高，排烟温度降低，减少了热损失，节省了燃料，提高了锅炉效率。省煤器按材质的不同，可分为铸铁式和钢管式两种。按给水在其中被加热的程度，可分为非沸腾式和沸腾式两种。工业锅炉常用的是非沸腾式铸铁省煤器。省煤器布置在烟道中应使烟气从上而下流动，给水则自下而上流动，形成逆流式放热。（3）空气预热器空气预热器是利用锅炉尾部的烟气余热加热锅炉燃烧所需空气的热交换器，一般布置在省煤器之后。 空气预热器的使用，一方面可以减少锅炉排烟热损失，提高锅炉效率；另一方面使进入炉内的冷空气变为热空气，改善炉内燃烧条件，提高燃烧温度，增强传热效果。工业锅炉中常用的空气预热器是管式空气预热器。烟气由上而下在管内流动，作纵向冲刷；空气在管外作横向冲刷。管子沿空气流动方向成错列布置。4.4炉墙与锅炉钢架（1）炉墙炉墙是构成锅炉燃烧室和烟道的外壁，阻止热量向外散失，起着保温和密封的作用，并使烟气按指定的方向流动。为了使炉墙能发挥其应有的作用，它须满足如下要求：应有良好的绝热性、耐热性、严密性、抗腐蚀性和防振性，并有足够的机械强度和承受温度急剧变化的能力，还应有重量轻、便于施工和价格低的特点。砌筑炉墙的常用材料有：耐火粘土砖、硅藻土砖、普通红砖、其他材料如耐火土、铬铁矿砂等调制成的各种耐火涂料以及珍珠岩等保温材料。炉墙按构造不同分为重型炉墙、轻型炉墙、敷管炉墙三种。 （2）锅炉钢架工业锅炉中，用来支撑锅筒、联箱、受热面管子、平台及扶梯地钢结构称为锅炉钢架。锅炉钢架不仅承受锅炉本体的荷载，同时使锅炉本体各部件固定并维持他们的相对位置，抵御外界加给锅炉的其他负荷。因此，锅炉钢架应满足强度、刚度、稳定性条件的要求，并应具有自由膨胀的可能性。工业锅炉多采用框架式钢架。它一般为梁与柱刚性连接的空间构架。4.5吹灰器锅炉长期运行后，各受热面外壁常积有烟灰，若不及时清除，会使烟气流动阻力增大，并影响传热效果，使燃料消耗量增多，锅炉出力降低。通常利用吹灰器清除烟灰。工业锅炉中应用的吹灰装置有移动式吹灰器，即吹灰时插入炉内，吹过灰后从炉内抽出；以及固定式吹灰器，即将其固定安装在受热面中。才用的吹灰介质可以是蒸汽，也可以式压缩空气。4.6锅炉安全附件为了保证锅炉的正常运行，锅炉上装有压力表、水位表、安全阀、高低水位警报器、给水自动调节等附件。 5.锅炉的燃烧设备5.1燃料的燃烧过程（1）煤的燃烧过程燃烧的准备阶段燃料的燃烧阶段燃尽阶段三个阶段虽有先有后，但不是截然分开的。根据燃煤的特性、燃烧方式及燃烧设备的不同，燃烧的各个阶段常互相影响和互相重叠交叉进行。（2）液体燃料和气体燃料的燃烧过程油滴的燃烧过程：蒸发、扩散、燃烧。燃油在炉膛内燃烧的过程：油的雾化过程油滴的蒸发和热分解过程back 油气与空气混合过程可燃气体混合物的着火与燃烧过程气体燃料的燃烧非常容易、简单，只有与空气和混合和燃烧两个过程。（3）燃烧设备的分类燃烧设备一般按燃料在炉内燃烧方式的不同，分为层燃炉、悬燃炉和沸腾炉三类。层燃炉燃料在炉排上铺成层状进行燃烧的锅炉。层燃炉在供热锅炉中用得最为广泛。常用的层燃炉有火上加煤的固定炉排炉、火前给煤的链条炉排炉、往复推动炉排炉及振动炉排炉等。悬燃炉燃料在燃烧空间内呈悬浮状态进行燃烧的锅炉，又称室燃炉。悬燃炉有燃用煤粉的煤粉炉，燃用液体燃料的燃油炉和燃用气体燃料的燃气炉。沸腾炉一定粒径的煤在燃烧室内被自下而上送入的空气流托起，并上下翻滚进行燃烧。 5.2炉膛炉膛又称燃烧室，它是供燃料燃烧的场所。层燃炉的炉膛由炉墙、炉拱及炉排组成；悬燃炉的炉膛是一个由炉墙围起来供燃料燃烧的立体空间；而沸腾炉的炉膛则是由炉墙和布风装置构成的燃烧空间。（1）炉膛容积热强度炉膛容积热强度是指单位炉膛容积、单位时间内燃料燃烧所放出的热量。即：（2）炉排面积热强度炉排面积热强度是指单位炉排面积上、在单位时间内燃料燃烧所放出的热量。即：燃料在炉膛内燃烧的强烈程度通常采用炉膛容积热强度和炉排面积热强度来表示，这是锅炉设计与运行的重要热力特性参数。 5.3手烧炉手烧炉是最简单的一种层燃炉。它的加煤、拨火和除灰渣等操作均由人工完成。因此，炉膛的深度和宽度都受到操作的限制，不能太大，锅炉的容量则均在1t/h以下。锅炉在生火点燃燃料后，新燃料由人力经炉门铺撒在炉排上燃烧。燃烧所需的空气经灰坑穿过炉排进入炉内。燃尽的大块灰渣定期由炉门钩出，而较细的漏煤和灰渣落入灰坑，再从灰门扒出。手烧炉具有“双面引火”的着火条件，使得其煤种适应性广，可以燃用各种固体燃料。炉排常用铸铁制造，有板状炉排和条状炉排两种。为了改善手烧炉得燃烧，克服冒黑烟得缺点，在对手烧炉技术的改造中，发展形成了具有双层炉排的燃烧设备。双层炉排炉的煤层阻力较大，一般需要引风机来增强炉内的烟气流通。如果采用自然通风，则要求减小炉排面积热负荷和增加烟囱高度。 5.4链条炉排炉链条炉排炉是一种结构比较完善的机械化层燃炉。它是靠移动的链条炉排来完成连续给煤和出灰的燃烧设备，简称链条炉。目前国内生产的工业锅炉中，链条炉的最大容量可达65t/h。（1）链条炉的结构链条炉主要由主动链轮、链条炉排、煤斗、煤闸门、前后拱、防焦箱、分区送风仓、老鹰铁、落渣口、灰斗等部分组成。（2）链条炉排的种类和结构工业锅炉常用的链条炉排有：鳞片式、链带式和横梁式。链带式炉排（也称轻型炉排）一般只用在10t/h以下的锅炉中；鳞片式炉排用在容量较大的10～35t/h锅炉中；横梁式炉排常用在大型锅炉中。为了确保链条炉安全、经济的运行，无论哪一种形式的链条炉排，都还应有以下装置：挡渣设备、炉排密封装置。（3）链条炉的燃烧过程链条炉中煤的燃烧过程是沿着炉排长度由前往后分阶段进行的。链条炉属于“单面引火”，着火条件较差。燃煤随着炉排一同移动，整个燃烧过程燃煤没有扰动。因此，链条炉对燃煤是有选择的，对煤质的变化较为敏感，直接影响锅炉的运行和出力。 5.5往复推动炉排炉往复推动炉排炉是利用炉排的往复运动来实现机械给煤、排渣的燃烧设备。按炉排布置可分为倾斜式往复推动炉排炉和水平往复推动炉排炉。倾斜式往复推动炉排炉的整个炉排由相间布置的固定和可动炉排片组成。其缺点是炉体较高，增加了锅炉房的高度。水平往复推动炉排的结构与倾斜式的相同。但其框架是水平的，炉排片略往上翘。往复推动炉排炉的燃烧特性基本上和链条炉相同，即着火性能差，炉内应配置拱和二次风。煤在炉排上的燃烧过程也是沿长度分布的。因此，炉排也才采用分区送风。往复推动炉排炉还具有结构简单、制造方便、金属耗量小、耗电量少及消烟除尘效果较好等优点。其最大的缺点是炉排冷却性能较差，主燃烧区炉排因温度高容易烧坏，水平往复炉排炉尤应注意。因此，往复推动炉排炉不宜燃用优质煤。目前我国生产的往复推动炉排炉容量躲在6t/h以下。 5.6抛煤机炉将抛煤机和翻转炉排或链条炉排配合起来使用的燃烧设备称为抛煤机炉。配备翻转炉排的抛煤机主要用6～10t/h锅炉，这类锅炉50年代在我国使用的很多，现在已逐步被淘汰。抛煤机按抛煤方式可分为：机械抛煤、风力抛煤、风力机械抛煤。机械抛煤机是利用旋转的叶轮将煤抛撒到炉膛中；风力抛煤机是利用空气流（风力）将煤吹撒到炉膛中；而风力机械抛煤机是通过机械抛撒和风力吹撒结合在一起将煤抛进炉膛内。风力抛煤机由电动机通过减速机构驱动，通过偏心轮、曲柄连杆机构和摇杆使给煤板做往复运动，从而把从煤斗下来的煤推给转子，经转动的钢制叶片抛出。5.7煤粉炉煤粉炉是将煤在磨煤机中制成煤粉，然后用空气将煤粉喷入炉膛内，呈悬浮状态燃烧的燃烧设备。煤粉炉能适应多种煤质，并且燃烧也较完全，锅炉热效率达90％以上，我国电站锅炉几乎都采用这种燃烧方式。但这种锅炉需要配备一套复杂的制粉系统，运行耗电较大。此外，煤粉燃烧不稳定，排烟的 粉尘浓度大，污染严重。使得煤粉炉的应用受到一定限制。煤粉炉除炉膛外，主要包括磨煤机、喷燃器两大部分。炉膛一般工业锅炉采用固态排渣的煤粉炉。其炉膛结构很简单，炉墙内壁四周布满水冷壁。下部是由前、后墙水冷壁管倾斜形成一个锥形的渣斗。煤粉燃烧后分离下来的高温炉渣冷却后从渣斗排出。炉膛后墙的上方为炉膛出口，燃烧后的高温烟气通过防渣管由此流出炉膛。磨煤机磨煤机是将煤块粉碎而获得煤粉的设备。目前在小型工业锅炉中常用的是风扇式和锤击式高速磨煤机。燃烧器燃烧器是煤粉炉的重要部件。燃烧工况组织的如何，首先取决于燃烧器及其布置。燃烧器的作用是将煤粉和空气喷入炉膛中燃烧。在小型煤粉炉中常采用蜗壳旋流煤粉燃烧器或轴向可调叶片式旋流燃烧器。 5.8沸腾炉在层燃炉中，煤铺在炉排上，一定流速的空气穿过煤层同煤一起进行燃烧。由于风速较小，煤层固定在炉排上不动，这种燃烧称为“固定床”燃烧。当通过煤层的风速达到一定程度，空气流向上的吹力超过煤粒的重力，煤粒就被吹起，进行漂浮运动，于是煤层体积逐渐增大。随着煤层内煤粒之间空隙的增大，煤层内的风速相对减小。当风速向上的吹力等于煤粒重力时，煤粒即被托住，在浮动的煤层中不停地翻动。燃料在这种情况下的燃烧称为沸腾燃烧，其燃烧设备称为沸腾炉。在化工行业中，将固体粒子和空气接触而具有类似流体一样的流动性的状态，称为流化态，简称流化。将这一概念运用到锅炉上，沸腾炉又称作流化床炉。沸腾炉分为采用固定炉排的全沸腾炉和采用链条炉排的半沸腾炉。目前锅内采用的是全沸腾炉，半沸腾炉已不再生产。沸腾炉主要由给煤装置、布风装置、埋管受热面、灰渣溢流口及炉膛几部分组成。沸腾炉结构简单，煤种适应范围广，可燃用劣质煤。还可在炉内加入石灰石等脱硫剂，降低烟气中SO2的含量，利于环保。但沸腾炉由于电耗高、飞灰多，且飞灰中的可燃物含量一般较高，使得该炉型热效率不高。 5.9燃油、燃气锅炉燃油锅炉燃用液体燃料，燃气锅炉燃用气体燃料。这两种锅炉所用燃料均由燃烧器喷入炉膛内燃烧，并且燃料燃烧后不产生灰渣。因此，不需像燃煤锅炉那样设置复杂庞大的破碎、输送燃煤设施和燃烧及除尘设备。燃油、燃气锅炉结构紧凑、体积小、重量轻、占地面积小。这些都迎合了目前国内节省用地和能源、减少建设投资和环保的需要。对环保要求高，禁止使用燃煤锅炉的城市，民用建筑采暖应用燃油、燃气锅炉非常普遍。（1）燃油锅炉燃油的燃烧是在气态下进行的。燃油在炉内受热首先气化为油气，尔后遇氧开始着火燃烧。为了强化燃油的气化过程，常将燃油雾化成雾状油滴喷入炉膛。油雾与空气充分混合后，在炉膛中呈悬浮状燃烧。燃油雾化装置称为油喷嘴。油燃烧得是否完全，主要取决于油雾化质量，燃油雾化得越好，即油滴越小，则油和空气混合得越好，燃烧越完全。燃油雾化得质量与油喷嘴的结构和燃油的粒度有关。影响燃油完全燃烧的另一个因素是供给的空气量及空气和燃油的混合程度。燃烧器是燃油锅炉的关键设备。主要由油喷嘴和调风器两部分组成。油喷嘴 常用的油喷嘴有机械雾化喷嘴、蒸汽雾化喷嘴和低压空气雾化喷嘴。调风器调风器不仅起供给空气的作用，还能形成有利的气流条件，使油雾与空气充分地混合，着火及时、火焰稳定、燃烧完全。调风器按出口气流流动地方式分为平流式和旋流式两种。（2）燃气锅炉气体燃料是一种比较清洁的燃料，主要有城市燃气、天然气。它的灰分、含硫量和含氮量比煤及燃油要低很多。其燃烧所产生的烟气含尘量极少，烟气中SOX量可忽略不计，燃烧中转化的NOX也很少，为环保提供了十分有利的条件。随着国家对环境保护要求的提高，以及气体燃料的开发和利用，燃气锅炉的使用将会日益增多。（3）燃油、燃气锅炉的安全与防爆燃油经雾化产生的油雾以及燃气与空气混合达到一定浓度，均能形成易燃易爆性混合气体。因此，燃油、燃气锅炉的安全与防爆问题要引起足够的重视。燃油、燃气锅炉设有点火程序控制、熄火保护、燃烧自动调节等装置，可防止事故发生。另外，为了减轻炉膛和烟道发生爆炸的破坏程度，应在炉膛和烟道的适当位置设置防爆门。 6.工业锅炉的炉型及其选择6.1锅炉形式发展简况锅炉从开始应用至今已有200余年的历史。18世纪末叶出现了圆筒形锅炉，其后，锅炉的形式和结构基本上是循着烟管锅炉和水管锅炉两个方向发展的。烟管方向：在圆筒形锅炉的基础上，在锅筒内部增加受热面。其特点是：高温烟气在火筒或烟管中流动、放热，水在火筒火烟管外侧吸热、汽化。水管方向：增加锅筒外部受热面。其特点是：烟气在管外流动放热，水在管内流动吸热、汽化。6.2烟管锅炉烟管锅炉也称火管锅炉。有一个尺寸较大的锅筒，锅筒内有火筒或烟管，布置有受热面。按锅筒放置方式，分为立式和卧式两类。卧式烟管锅炉锅炉结构紧凑、体积小、重量轻、产汽快且运行可靠。锅炉容量为0.5～20t/h，蒸汽压力在0.7～2.5MPa。back 立式烟管锅炉锅筒垂直于地面设置，又称立式锅壳锅炉。这种内燃式锅炉的炉膛容积小、热效率低、金属耗电量大。但因其结构简单、占地面积小、安装和移动方便及操作简单，在临时工地、小型建筑、生活和供暖用热不多且蒸汽压力较低的场合还有所应用。6.3卧式烟水管锅炉卧式烟水管锅炉是水管与烟管组合在一起的卧式外燃锅炉。此种锅炉的容量为0.5～6t/h，工作压力小于1.25MPa。锅炉的炉排多为链条炉排、往复推动炉排，也可以采用其他形式的炉排。6.4水管锅炉水管锅炉由于在结构上没有特大直径的锅筒，富有弹性的弯水管代替了直的烟管，不但节省金属，也为提高锅炉容量和蒸汽参数创造了条件。并且在布置上烟气在管外做横向流动，较纵向冲刷换热增强了传热效果，使锅炉的蒸发量和效率明显地提高。由水管构成的受热面布置简便、水循环合理，可以有效的根据燃料特性组织炉内的燃烧，提高了锅炉对燃料的适应性。因此，水管锅炉得到迅速的发展和广泛的应用。 水管锅炉形式很多，按锅筒数目分为单锅筒、双锅筒。工业锅炉多采用双锅筒水管锅炉，也有采用单锅筒的，但其对流管束布置困难，安装与检修也不方便。按锅筒放置的方式，锅炉可分为纵置式和横置式锅炉。目前锅内常用的典型水管锅炉有：双锅筒横置式水管锅炉这种锅炉的两个锅筒横置于炉膛后部，或上锅筒在炉膛中间，下锅筒在炉膛后部。多数为容量大于6t/h的锅炉所采用。双锅筒纵置式水管锅炉根据与炉膛布置的相对位置不同，这种锅炉可分为“D”型和“O”型两种结构。单锅筒纵置式水管锅炉6.5热水锅炉国家规定：“民有建筑的集中采暖应采用热水作为热煤”。热水锅炉与蒸汽锅炉相比具有如下特点：（1）结构简单、耗钢量小（2）对水质要求较低，但必须除氧（3）安全可靠性耗，操作简便 （4）热水锅炉的循环水量大（5）热水锅炉不允许发生汽化6.6锅炉炉型及台数的选择锅炉炉型及台数的选择主要取决于锅炉房的热负荷、供热介质和参数的要求及采用的燃料种类。（1）锅炉房的热负荷锅炉房的热负荷可分为小时最大计算热负荷、平均热负荷、采暖季热负荷、非采暖季热负荷、全年热负荷。其中最大计算热负荷是选择锅炉容量的依据，所以也称为设计热负荷。工业企业锅炉房的热负荷包括：采暖热负荷、通风（含空调）热负荷、生活热负荷、生产热负荷和锅炉房自用热负荷。而民用采暖锅炉房除无生产热负荷外，包括其他四项热负荷。①最大计算热负荷蒸汽锅炉房的最大计算热负荷（t/h） 热水锅炉房的最大计算热负荷（kW）：②平均热负荷③采暖季热负荷④非采暖季热负荷锅炉房在非采暖季一般没有采暖、通风、空调热负荷。非采暖季热负荷由非采暖季各项平均热负荷相加，同时考虑K0，乘以非采暖季锅炉运行小时数而得到。 ⑤全年热负荷（2）锅炉类型的确定锅炉房热负荷和燃料种类确定之后，可综合考虑以下各方面，进行锅炉类型的选择：①应能满足供热介质种类和参数的要求②有效燃烧所选用的燃料③所选用的锅炉有较好的经济效益和环境效益，并能经济有效地适应热负荷变化。（3）锅炉台数的确定锅炉房中选用锅炉的总台数，应按所有运行锅炉在额定蒸发量工作时，能满足锅炉房最大计算热负荷的原则来考虑。选用锅炉的台数应考虑对负荷变化的适应性。根据用户热负荷的昼夜、冬夏季节的变化，灵活地调节和调整运行锅炉的台数及工作容量。锅炉的经常负荷状态不应低于其额定负荷的70％。另：锅炉房内设置的锅炉一般以不少于两台为好。以供生产为主的或常年供热的锅炉房，需设置一台备用锅炉。 7.锅炉房的燃料供应与除灰渣7.1锅炉房的耗煤量和灰渣量锅炉房的耗煤量和产生的灰渣量，是进行运煤和除灰渣系统设计、确定贮煤场和灰渣场面积以及确定不同时期贮煤场进煤和从灰渣场向外运灰渣所需运行设备能力的基本数据，也是计算锅炉房运行费用的必需数据。（1）锅炉房的耗煤量锅炉房的耗煤量分为：锅炉的额定耗煤量、锅炉房的最大耗煤量、平均耗煤量、采暖季耗煤量、非采暖季耗煤量、年耗煤量。锅炉的额定耗煤量：是指锅炉在额定参数下运行的耗煤量。锅炉房最大耗煤量：是指锅炉房相应于最大计算热负荷和耗煤量，是选择运煤系统设备容量的依据，也称运煤系统的设计耗煤量。back 锅炉房平均耗煤量：是指按锅炉房平均热负荷求得的耗煤量，分为采暖季平均耗煤量和非采暖季平均耗煤量。采暖季和非采暖季耗煤量，是确定相应购煤量的依据。可按各自的平均耗煤量乘以相应季节锅炉房的运行小时数，再乘以1.1～1.2的运输不平衡系数计算。锅炉房的年耗煤量：是指按锅炉房年热负荷计算的耗煤量。（2）锅炉房产生的灰渣量锅炉产生的灰渣，主要取决锅炉的耗煤量、机械不完全燃烧热损失和煤的灰分。灰渣量又分为最大灰渣量、平均灰渣量、采暖季灰渣量、非采暖季灰渣量、年灰渣量。 7.2贮煤场与灰渣场（1）贮煤场锅炉房附近必须设置贮煤场，以确保锅炉的燃料供应不中断。贮煤量应视煤源远近、交通运输条件及锅炉房的耗煤量等因素来确定，同时应少占用土地，并符合下列要求：火车和船舶运煤时，为10～25天的锅炉房最大耗煤量；汽车运煤时，为5～10天的锅炉房最大耗煤量。贮煤场面积：（2）灰渣场为保证锅炉的正常运行，必须及时将燃料燃烧产生的灰渣集中运到贮渣场，再转运他处。一般灰渣场设在锅炉房常年主导风向的下方，且同锅炉房间的距离大于10m。灰渣场的贮存量应根据灰渣综合利用情况和运输方式等条件确定，一般应能贮存3～5昼夜锅炉房最大排灰渣量。灰渣场面积： 7.3锅炉房的运煤系统及设备（1）锅炉房的运煤系统煤的制备不同的锅炉对原煤的粒度要求不同，当锅炉燃煤的粒度不能满足燃烧设备的要求时，煤块必须经过破碎。运煤系统中常设置有：碎煤装置（环锤式碎煤机、双辊齿牙式破碎机）、筛选装置、给煤设备（电磁振动给煤机、往复振动给煤机）、煤的计量装置。运煤设备锅炉用的燃煤通过运煤设备从煤场运至炉前贮煤斗，向锅炉连续不断地供燃煤，保证锅炉的正常运行。常用的运煤设备有：卷场翻斗上煤机、摇臂翻斗上煤机、电动葫芦吊煤罐、埋刮板输送机、胶带输送机及波状挡边带式输送机等。运煤方式的选择对运煤系统的基本要求是能向锅炉可靠地供应燃煤，保证锅炉的正常运行。运煤系统的选择，主要根据锅炉房规模、耗煤量大小、燃烧设备的形式及场地条件等因素，经技术经济比较，综合考虑确定。运煤系统的运煤量： 7.4锅炉房除灰渣系统及设备（1）人工除灰渣人工除灰渣即锅炉房的灰渣完全靠人力来装卸和输送。灰渣应先浇水冷却之后才能从锅炉房向外运。由于人工除灰渣劳动强度大、卫生条件差，常用于小容量锅炉房。（2）机械除灰渣系统锅炉房常用的几种机械除灰渣设备有：重型框链除渣机、螺旋除渣机、马丁碎渣机、圆盘除渣机。（3）水力除灰渣系统水力除灰渣是用其有一定压力的水，将锅炉落入灰渣沟内的碎渣及细灰冲走，送至渣池的运灰渣系统。水力除灰渣系统分为低压、高压和混合式除灰渣三种。工业锅炉房一般采用低压水力除灰渣系统。（4）除灰渣方式的选用锅炉房除灰渣方式的选择要根据锅炉类型、灰渣排出量、灰渣特性、运输及基建投资等方面因素，经技术经济比较后确定。除灰渣系统的灰渣量可按下式计算： 7.5锅炉房燃油系统锅炉房燃油系统主要由燃油的接收、贮备和输配三部分构成。燃油系统中设有贮油罐（箱）、油泵、加热器、过滤器、燃烧器、燃油管道、阀门、仪表，若采用气动阀门，还应有空气压缩机、压缩空气贮罐等。燃油一般用火车或汽车运到锅炉房，自流或用泵卸入油库的贮油罐。燃油经输油泵送入锅炉房内的日用邮箱，再由供油泵将燃油喷入炉膛内燃烧。锅炉房的供油管道宜采用单母管；常年不间断供热时，宜采用双母管。回油管道应采用单母管。采用双母管时，每一母管的流量宜按锅炉房最大计算耗油量和回油量之和的75％计算。7.6锅炉房燃气系统燃气锅炉的燃气供应系统，由供气管道进口装置、锅炉房内配管系统、吹扫放散管道等组成。常见的燃气辅助设备包括增压设备、调压设备、燃气过滤器、燃气排水器、燃气计量设备等。从安全角度考虑，锅炉房燃气系统一般采用次中压（0.005MPa＜P≤0.2MPa）或低压供气系统（P≤0.005MPa）。 8.锅炉的烟气净化8.1烟尘的危害与排放标准（1）烟尘的危害烟尘的组成：一是煤烟（炭黑）。它是煤在高温缺氧条件下分解和裂化出来的一些微小碳粒，其粒径为0.05～1.0μm。烟气中炭黑多时即形成黑烟。二是尘（飞灰）。是由于烟气的扰动作用而被带走的灰粒和一部分未燃尽的煤粒，其粒径一般在1～100μm。尘又有飘尘和降尘之分。烟尘的危害妨碍植物的光合作用，造成植物叶片退绿，园林受害；烟尘粒子吸附有害物质，随人的呼吸被带入体内，危害人体健康；污染空气，降低空气可见度，增加城市交通事故；烟尘的遮挡减弱了太阳紫外线辐射，影响儿童发育；使空气的温度、湿度及雨量发生变化，影响某些工业产品的质量；等等。back （2）烟尘排放标准锅炉烟尘排放标准是为了防止大气污染、保护环境而对锅炉烟尘排入环境的数量所作的限制的规定。规定采用标准状态下1m3排烟体积中含有烟尘的质量（mg）来表示锅炉排出烟气的含尘量，称为烟尘浓度。锅炉房的烟尘排放应符合《锅炉大气污染物排放标准》的规定，并应符合本地区环保部门的有关规定。在实际燃烧过程中，要使燃料全部完全燃烧是不可能的，要烟气中一点飞灰没有也是不可能的。一般所说的消烟除尘，只是把烟气的黑度和含尘量降低到不至于污染环境和危害人体健康的程度。8.2锅炉的除尘设备锅炉除尘设备按其作用原理可以分为：机械式除尘器（重力沉降除尘器、惯性除尘器、离心除尘器）、湿式除尘器（冲击式除尘器、泡沫除尘器、麻石水膜除尘器）、过滤式除尘器（袋式除尘器）和静电除尘器。旋风除尘器结构简单、投资省、除尘效率较高且负荷适应性也较强。麻石水膜除尘器除尘效率高、取材方便、抗腐蚀及耐磨性好，但需设置一套灰水处理装置。净化后的烟气常常带水，排出的灰水呈酸性， 对除尘器后面的风机和烟道需给以防腐处理。袋式除尘器除尘效率很高，但滤带材料使用寿命短、设备结构复杂、投资大，目前工业锅炉房中很少采用。静电除尘器的除尘效率很高，处理烟气量大、阻力低，但其外形尺寸大、投资昂贵，除在特殊情况下，极少选用。旋风除尘器旋风除尘器结构简单、管理方便、处理烟气量大，除尘效率高，是锅炉烟气净化中应用最广泛的除尘设备。原理：旋风除尘器是一种强制烟气作旋转运动，从而使尘粒在离心力的作用下从烟气中分离出来的装置。含尘烟气以15～20m/s的速度切向进入除尘器外壳和排气管之间的环形空间，形成一股向下运动的外旋气流。这是，烟气中的尘粒在离心力的作用下被甩到筒壁，并随烟气一起沿着圆锥体向下运动，落入除尘器底部灰斗。由于气流旋转和引风机的抽吸作用，在旋风筒中心产生负压。运动到筒体底部的已净化的烟气改变流向，沿除尘器的轴心部位转而向上，形成旋转上升的内涡旋气流，并从除尘器上部的排气管排出。常用的几种旋风除尘器： 立式旋风除尘器立式双旋风除尘器立式多管旋风除尘器卧式旋风除尘器卧式双旋风除尘器8.3除尘设备的选用（1）除尘设备的选择原则选择除尘设备时，应根据有关标准和规定，及不同燃烧方式的锅炉在额定蒸发量下出口的烟尘浓度，和除尘器对负荷的适应性等因素，经技术经济比较，选用高效、低阻、设备投资少、运行费用低的除尘器。供热锅炉房多采用旋风除尘器。对于往复炉排、链条炉排等层燃式锅炉，一般采用单级旋风除尘器。对抛煤机炉、煤粉炉、沸腾炉等室燃炉锅炉。一般采用二级除尘；当采用干法旋风除尘达不到烟尘排放标准时，可采用湿式除尘。对湿式除尘来说，其废水应采取有效措施使排水符合排放标准。在寒冷地区还应考虑保温和防冻措施。当采用多台并联除尘器时，应考虑并联的除尘器具有相同的性能，并应考虑其前后接管的压力平衡。 （2）锅炉大气污染物排放量计算燃煤锅炉烟尘排放量MA锅炉房烟囱出口处烟尘的排放浓度CA燃煤锅炉二氧化硫排放量MSO2（3）选择除尘器时应注意的几个问题：排烟含尘浓度首先应了解当地锅炉烟尘运行排放浓度及锅炉排烟的含尘浓度，计算处出除尘器应具有的除尘效率，然后选配除尘器的型式和级数。除尘器应具有的除尘效率： 烟尘的分散度锅炉排烟的飞灰是由大小不同的尘粒组成的，烟尘的粒径范围一般为3～500μm。通常将灰尘按一定直径范围分组，各组重量占烟尘总重量的百分数称为它的分散度。不同形式的除尘器，对于尘粒的分散度具有不同的适应性。实际应用中，常用分级效率为50％的粒径dc50来表示除尘器对不同尘粒的捕集能力，称为分割粒径。分割粒径是反应旋风除尘器性能的一项重要指标，dc50越小，说明除尘效率越高。烟气量各种除尘器都有与其相适应的设计处理烟气量。在此烟气量下工作，可使除尘器处于最佳运行工况。实际负荷变化时，将会引起除尘效率的变化。当实际负荷低于设计负荷时除尘效率将下降；当负荷高于设计负荷时，会使除尘器的阻力增加。工业锅炉运行时烟气量往往变化很大。锅炉高负荷运行时，排烟量增加；低负荷运行时，排烟量减小。因此，选择除尘器时，应考虑烟气量及其变化这一因素。 8.4烟气脱硫简述在锅炉燃烧中，由于供应的空气是过量的，产生的烟气中除了烟尘外，还有SO2、SO3、NO、NO2以及碳氢化合物等。其中SO2、SO3浓度超标会诱发人体呼吸道疾病，腐蚀工业设备及建筑物。更严重的会造成酸雨，破坏植被、森林、庄稼和生态平衡。为此，我国制定了《大气污染物综合排放标准》和《锅炉大气污染物排放标准》，来严格控制锅炉烟气中SO2的排放对大气的污染。防止SO2对大气污染的途径有：采用低硫燃料燃料脱硫烟气脱硫烟气脱硫法目前有抛弃法和回收法两大类。抛弃法是将吸收剂与SO2结合，形成废渣。其中包括烟灰、CaSO4、CaSO3和部分水，没有再生步骤，废渣抛弃或作填坑处理。抛弃法只是将空气污染变成固体污染。回收法是用吸收剂吸收或吸附SO2然后再生循环使用。烟气中的SO2被回收，转化成可利用的副产品，如硫磺、H2SO4或浓SO2气体。回收法效果好，但成本较高。 9.锅炉的通风9.1锅炉的通风方式自然通风:自然通风是利用烟囱内热烟气和烟囱外冷空气的密度差形成的抽力作为推动力，来克服通风系统中空气及烟气流动时产生的阻力。由于热烟气和冷空气的密度差有限，这种抽力一般不会太大，所以仅适用于烟气阻力不大、无尾部受热面的小型锅炉的通风，如容量在1t/h以下的手烧炉等。机械通风：对于设有尾部受热面和除尘装置的锅炉，由于空气和烟气的流动阻力较大，必须采用机械通风，即借助于风机所提供的压头克服空气和烟气的流动阻力。机械通风方式有三种：负压通风、正压通风、平衡通风。负压通风只在锅炉的通风系统中装设引风机；正压通风只在通风系统back 中装设送风机；平衡通风在锅炉的通风系统中同时装设送风机和引风机。工业锅炉中应用得最为普遍的是平衡通风方式。9.2风、烟管道的设计锅炉房的送风管道是指从空气吸入口道送风机入口，再从送风机出口到炉膛这段管道；排烟管道指从锅炉或省煤器出口到引风机入口，再从引风机出口到烟囱入口的连接管道，二者统称为风、烟管道。（1）风、烟管道的结构风、烟管道截面的形状有圆形、矩形，烟道截面还有圆拱顶形。在同等用料的情况下，圆形截面积最大，相应的流速及阻力最小，所以设计中常采用圆形风、烟道。制作风、烟管道的材料有钢板和砖等。对于砖砌烟道，因烟气温度较高，还应设内衬。砖砌烟道拱顶一般采用大圆弧拱顶和半圆弧拱顶两种形式。（2）风、烟管道的布置要点风、烟管道的布置原则是力求平直通畅，附件少、气密性好和阻力小。水平烟道敷设要有坡度，沿烟气流动方向逐步抬高不得倒坡。风、烟管道应尽量采用地上敷设方式，检修方便、修建费用低。 为了便于清灰，减少锅炉房面积，总烟道应布置在室外。烟道转弯处内壁不能做成直角，以免增加烟气阻力。烟道外表面应加以粉刷，以免冷风及雨水渗入，同时要有排除雨水的措施。风机出口处风、烟道的转弯方向应与风机叶轮旋转方向一致，否则气流会形成旋涡使阻力明显增大。管道布置时，如果产生局部阻力的相邻配件距离过近，会使阻力明显增加。两个串联弯头所产生的阻力之和往往大于两个单独弯头产生的阻力之和。为了减少管道阻力，其相邻距离有一定要求。（3）风、烟管道截面面积风、烟管道截面面积计算是按锅炉额定负荷进行的：除尘器之前的烟道截面面积按锅炉排烟流量及排烟温度计算。除尘器之后的烟道截面面积按引风机处的烟气温度和烟气量计算。较短的风、烟管道截面尺寸宜按其所连接设备的进出口断面来确定。风、烟管道截面面积确定之后，根据确定的断面形状计算出其几何尺寸。管道截面的尺寸确定后，还应该算其实际流速。 9.3风、烟管道系统的阻力计算空气和烟气在锅炉通风系统中流动所产生的阻力有：风、烟管道的摩擦阻力和局部阻力、燃烧设备阻力、锅炉本体阻力、省煤器阻力、空气预热器阻力、除尘器阻力、烟囱阻力。（1）摩擦阻力Δhm在水平烟道中，当烟气流速为3～4m/s时，每米长度的摩擦阻力约为0.8Pa/m；流速为6～8m/s，每米长度的摩擦阻力约为3.2Pa/m。（2）局部阻力Δhj风烟管道的阻力主要为局部阻力。（3）锅炉送风系统的总阻力送风系统总阻力包括：风道的摩擦阻力和局部阻力、燃烧设备阻力、空气预热器空气侧阻力。即： （4）锅炉烟气系统的总阻力烟气系统总阻力包括：形成的炉膛负压、锅炉本体阻力、省煤器阻力、空气预热器烟气侧阻力、除尘器阻力、烟囱阻力、烟道阻力。即：9.4烟囱的计算（1）烟囱的种类和构造要点烟囱按其制作材料不同可以分为：砖烟囱、钢筋混凝土烟囱、钢板烟囱。砖烟囱：具有取材方便、造价低和使用年限厂等优点，在中小型锅炉房中得到广泛的应用。砖烟囱的高度不宜超过60m，适于地震烈度为七度及以下的地区。缺点是如设计不当或施工质量低劣易产生裂缝，影响通风和运行安全。 钢筋混凝土烟囱：具有对地震的适应性强、使用年限长等优点，但需耗用较多的钢材、造价较高。当烟囱高度超过80m时，钢筋混凝土烟囱的造价较砖烟囱要低。一般适用于烟囱高度超过60m或地震烈度在七度以上的地区。钢板烟囱：自重轻、占地少、安装快、有较好的抗震性能。但耗用钢材较多，而且易受烟气腐蚀和氧化锈蚀。如果燃用含硫分高的燃料时，腐蚀会更严重。因此，必须经常维护保养，否则会缩短使用年限。钢板烟囱一般用于容量较小的锅炉、临时性锅炉，以及要求迅速投产供热的快装锅炉上。要求煤的含硫量为每4187kJ/kg不大于0.3％～0.4％。钢板烟囱的高度不宜超过30m。烟囱的种类应根据其高度要求及使用场合的具体情况来选定。烟囱的构造要点：钢筋混凝土烟囱的砖烟囱的筒身，一般设计成锥度为2％～2.5％的圆锥形，以求筒身的稳定。为了防止高温烟气损坏烟囱内壁，筒身内部应敷以耐火材料的内衬，筒身与内衬之间通常留出50mm的空气隔热层。筒身支承在烟囱基础上，在烟囱底部应留比水平烟道底部低0.5～1.0的积灰坑。烟囱底部还应设清灰人孔，以便清灰和检修。烟囱与烟道连接处应有伸缩缝。为防止烟囱遭受雷击，烟囱外部应设避雷设施。烟囱外部还应设爬梯，供检修烟囱、避雷设施等使用。 （2）烟囱高度的确定机械通风：对于采用机械通风的锅炉，烟道阻力主要由风机克服，因此，烟囱的作用主要是将烟尘排至高空扩散，减轻飞灰和烟气对环境的污染，使附近的环境处于允许污染程度之下。因此，烟囱高度要根据环境卫生的要求确定，应符合《锅炉大气污染物排放标准》的规定，其高度应根据锅炉房总容量按表选取。且应高出半径200m范围内最高建筑物3m以上，以减轻对环境的影响。自然通风对于采用自然通风的锅炉房，要利用烟囱产生的抽力来克服风、烟系统的阻力。因此，烟囱的高度除了满足环境卫生的要求外，还必须通过计算使烟囱产生的抽力足以克服风、烟系统的全部阻力。烟囱抽力是由于外界冷空气和烟囱内热烟气的密度不同，而形成的压力差产生的，即： （3）烟囱出口直径的计算烟囱出口内径d2：烟囱出口直径也可查表求出。由公式求得烟囱出口直径后，还应考虑因内壁挂灰使截面缩小的因素，一般应将出口直径适当加大，此值一般不大于100mm。烟囱进口处直径d1：d1=d2+2iH式中，i－烟囱锥度，取0.02～0.03。（4）烟囱阻力计算烟囱的阻力包括：烟囱的摩擦阻力、烟囱出口处局部阻力。烟囱的摩擦阻力： 烟囱出口阻力：烟囱阻力：9.5风机的选择（1）选择风机的原则锅炉的送、引风机宜单炉配置。容量较小的小型锅炉可根据具体情况，确定是单炉还是集中布置风机。选择风机时，应使风机工作区在其效率最高的范围内。风机样本上列出的性能范围是指效率不低于该风机最高效率90％时对应的性能，可按此数值范围选用。风机的风量和风压应按锅炉的额定蒸发量进行计算。单独配置风机时，风量的富裕量应为10％，风压的富裕量应为20％；集中配置风机时，其风量和风压的富裕量应比单炉配置时适当加大。选择风机时，以选择效率高、转速低、功率小、寿命长、噪声小、价格低、高效率工作区范围宽为宜原则。有条件时，尽量选用调速风机。 （2）风机的选择计算风机的主要参数是流量和风压。当在锅炉额定负荷下烟、风道中介质的流量和阻力确定之后，即可计算所需风机的风量和风压，选出合适的风机。送风机的选择计算送风机风量：送风机风压：引风机的选择计算引风机的流量：引风机的风压： 风机所需电动机的功率风机所需功率：电动机功率：（3）风机的布置送风机的布置送风机集中布置时，应力求对每台锅炉送风均匀。风机可布置在锅炉前面两侧或专设的风机室内。如果在锅炉前面两侧各设一台风机，在送风管上应设阀门，使两台风机同时运行时不会相互干扰。当锅炉房单层布置时，送风机不应设置在妨碍司炉人员操作的位置上，风道可设在地下；锅炉房楼层布置时，送风机应设于底层，对于重量较轻的小型风机可以放置在柱子上，以节省风管，减少管道阻力，但管理和操作不便。二次风机的转速高，振动和噪声都较大，宜布置在底层。若布置在操作层楼板上，则应将风机放置在梁上并设减振装置，以减轻振动。 送风机进风管一般敷设在锅炉房上部温度较高处。这样既能利用顶部热空气的热量，又能在夏季加强室内通风，利于降温。但在北方地区，冬季如吸走大量室内热空气，必然要增加采暖设备，这样做也不经济。因此可将进风口做成三通形式，运行时可根据室内外气温情况，选择吸取室内或室外空气。风机进风口应设网格，以免吸入大块杂物损坏风机。网格通路面积不得小于进风口截面面积。引风机的布置引风机按烟气流程应布置在除尘器后面，以减轻烟尘对风机叶片和壳体的磨损。如果引风机单炉布置，则应尽量使引风机靠近锅炉除尘器烟气出口。如果集中布置，即多台锅炉配一套引风机，应力求使风机对每台锅炉的抽力均衡。引风机宜布置在锅炉房后面的附属间，这样操作及管理都比较方便，但基建投资较高。对于双层布置的锅炉房，引风机也可以设于锅炉房底层，靠近后墙的地面上。必要时引风机也可以露天布置，但必须考虑防雨、防腐和保温等措施。 10.锅炉给水处理10.1水中的杂质及其危害（1）水中的杂质天然水（地表水、地下水）在自然界的循环运动过程中，溶解和混杂了大量杂质。按其颗粒大小这些杂质可分为三类：悬浮物（颗粒最大）、胶体、离子和分子（溶解物质）。悬浮物：水流动时呈悬浮状态存在，但不溶于水的物质。其颗粒直径在10－4mm以上，通过滤纸可以分离出来。主要是粘土、砂粒、植物残渣、工业废物等。胶体：许多分子和离子的集合体。其颗粒直径在10－4～10－6mm之间。水中胶体物质有铁、铝、硅等的化合物，以及动植物有机体的分解产物－有机物。back 天然水溶解物质主要是钙、镁、钾、钠等盐类以及氧和二氧化碳等气体。这些盐类在水中大都以离子状态存在，其颗粒直径小于10－6mm。水中溶解的气体则是以分子状态存在的。（2）杂质的危害：悬浮物会造成沉积，污染树脂、堵塞管道。悬浮物过多会使锅水起沫。胶体物质会污染树脂，影响出水质量，进入锅炉，会产生大量泡沫，引起汽水共腾。天然水中的悬浮物和胶体物质通常在水厂通过混凝和过滤处理，大部分被清除。如果将这些看起来澄清，但仍含有杂质的水直接供给锅炉，水中的一部分溶解物质（主要是钙、镁盐类）就会析出或浓缩沉淀出来。沉淀物中的一部分比较松散，被称为水渣；另一部分附着在受热面内壁，形成坚硬而致密的水垢。锅内结垢后会使受热面传热情况显著变坏。随着汽锅中的水不断蒸发、浓缩，其所含的悬浮物和盐分的浓度也会随之增加。当其浓度达到一定限度时，会使蒸发面上形成一层泡沫层，严重时会造成汽水共腾。汽水共腾会使蒸汽夹带较多的水分及其所含盐分，严重影响蒸汽的品质；同时还会造成过热器及蒸汽管道结 垢，使蒸汽过热器壁温升高，以致烧损。当锅水的相对碱度较大，同时锅炉锅筒的胀管口等应力集中处有裂缝时，还会引起受热面金属晶间腐蚀（苛性脆化），造成裂管甚至爆炸事故。水中含有的溶解氧的游离态二氧化碳会使给水管路、受热面金属产生化学腐蚀。锅炉的给水和锅水都是电解质，金属在电解质中会发生化学腐蚀，氧气和二氧化碳的存在会加速腐蚀。这两种腐蚀均为局部腐蚀，严重时会使管壁穿孔，造成事故。锅炉用水据其所处的部位和作用不同，可分为以下几种：原水：是指锅炉的水源水，也称生水。原水主要来自江河水、井水或城市自来水。一般每月至少化验一次。软化水：原水经过水质软化处理，硬度降低而符合锅炉给水水质标准的水。回水：锅炉蒸汽或热水经使用后的凝结水或降温水，返回锅炉房循环利用的称为回水。 补给水：无回水或回水量不能满足锅炉供水需要，必须向锅炉补充的符合水质标准要求的水称为补给水。给水：送入锅炉的水称为锅炉给水，通常由回水和补给水两部分组成。锅水：锅炉运行中在锅内吸热、蒸发的水。排污水：为除掉锅水中的杂质，降低水中的杂质含量，从汽锅中放掉的一部分锅水，称为锅炉排污水。10.2水质指标与水质标准（1）水质指标用来表示水中杂质品类和含量的指称为水质指标。常用的水质指标：悬浮物溶解固形物硬度（H）：水的硬度又分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。碱度（A）相对碱度PH值 溶解氧（O2）含油量磷酸根亚硫酸根（2）水质标准为了防止锅炉由于结垢、腐蚀及锅水起沫而影响安全、经济地运行，锅炉给水及锅水均要达到一定的水质标准。我国现行国家标准《工业锅炉水质》（GB1576－2001）中规定：蒸汽锅炉和汽水两用锅炉的给水一般应采用锅外化学水处理，水质应符合国家标准中的规定。10.3锅炉给水的过滤工业锅炉房用水一般由水厂供给。如果原水的悬浮物含量较高，为了减轻软化设备的负担，必须进行原水的过滤处理。对于顺流再生固定床离子交换器，悬浮物≥5mg/L的原水应先经过滤；对于逆流再生固定床离子交换器或浮动床交换器的原水，悬浮物含量≥2mg/L时应先经过滤；悬浮物含量＞20mg/L的原水或经石灰处理后的水均应混凝、澄清后经过滤处理。 锅炉房常用的过滤设备是单流式机械过滤器，也是最简单的一种过滤器。过滤器管路系统简单，运行稳定，过滤速度为4～5m/h，运行周期一般为8h。单流式机械过滤器本体为密闭的钢制圆柱形容器。设有进水、排水管路。过滤器内装填过滤材料，常用的有石英砂、大理石、无烟煤等。石英砂不宜用于过滤碱性水，因石英砂在水中溶解产生硅酸对锅炉有害；无烟煤、大理石适用于带碱性的水。滤料直径为0.5～1.5mm。原水进入过滤器通过过滤层时，水中悬浮物被吸附和阻留在过滤料层的表面和缝隙中，使水得到净化。为了提高过滤速度，要求进水保持一定的压力，所以又称为压力式过滤器。当原水通过过滤层的压力降达到0.05～0.06MPa时，应停止过滤，进行反冲洗，把滤料层中截留的污泥冲洗掉，以恢复其正常工作能力。反冲洗强度为15L/（s.m2），冲洗时间为10min，然后正冲洗至出水合格，就可以重新进行过滤。采用压力式机械过滤过滤原水时，台数不宜少于2台，其中1台备用。每台每昼夜反冲洗次数可按1～2次设计。较大型的过滤装置多采用无阀滤池。 11.锅炉房的汽水系统11.1锅炉房的给水系统（1）给水系统的组成蒸汽锅炉房的给水系统由给水箱、锅炉给水泵、水处理设备、凝结水回收设备、给水管道及阀门、附件等组成。工业锅炉房一般采用多台锅炉集中给水系统。蒸汽锅炉的给水方式应根据热网回水方式和水处理方式来确定。（2）给水管道由除氧水箱或给水箱接至锅炉给水泵入口的管道称为吸水管道；由给水泵出口到锅炉给水阀之间的管道，称为压水管道，二者总称为锅炉的给水管道。蒸汽锅炉房一般采用单母管给水系统。但对于常年不间断供汽以及给水泵不能并联运行的锅炉房，锅炉给水母管宜采用双母管给水或采用单元制锅炉给水系统（即一泵对一台锅炉另加一台公共备用泵）。back 每台锅炉给水泵出口应装设截止阀，在截止阀和水泵之间设止回阀，以防止水倒流，避免停泵时水泵因受到过大压力而损坏。给水泵入口应装设切断阀，一般采用闸阀。锅炉的每个进水口处都应装设截止阀和止回阀，两阀应紧密相连，截止阀紧靠锅炉。此处截止阀只作启闭用。每台锅炉给水管上应装供调节用的阀门。手动调节阀应设在司炉操作处，以便控制。对于蒸发量大于4t/h的锅炉，应采用自动调节装置，同时也应能进行人工调节。11.2给水系统的设备（1）给水泵的选择工业锅炉房常用的给水设备有电动离心式水泵、汽动活塞式水泵，小型锅炉也有用蒸汽注水器的。给水泵台数的选择，应能适应锅炉房全年负荷变化的要求，且不少于两台，并能使水泵在高效率下运行。要选择效率较高、尺寸较小、质量较轻的水泵，要以节能为重点。给水泵应设置备用泵，以便检修时能保证锅炉房正常工作。当最大的一台给水泵发生故障停止运行时，其余并联运行的给水泵的总流量，应能满足所有运行锅炉在额定蒸发量时所需给水量额110％。 （2）电动离心式给水泵的选择计算扬程计算给水泵提供的压力，应能够满足克服锅筒内蒸汽压力、省煤器和给水管路的阻力，以及锅筒中水位与给水箱水位差产生的静压力的要求。此外，为了供水的安全可靠，还应有一定的备用压力。锅炉给水泵的设计扬程：H=H1+H2+H3+H4MPa一般在设计中按经验公式计算：H=P+(0.1~0.2)MPa式中，P－锅炉工作压力，MPa。离心式水泵电动机功率离心式给水泵进水口所需的灌注头和运行吸上高度给水箱最低水位高出给水泵中心线的高度，称为水泵进水口所需灌注头（也称正水头）Hg。为了防止水在给水泵进水口出发生汽化，必 须保证水泵进水口处叶轮所受的水压大于该处温度下水的饱和压力。当锅炉房设有地下水箱时，水泵的吸水高度（水泵中心线至水箱最低水面的垂直距离）应满足规定要求。但对于除氧水箱，即使吸水是可能的，水箱也应装在水泵中心线以上1～2m左右，以免空气由水泵轴封处漏入。（3）凝结水泵的选择计算凝结水泵至少应选两台，其中一台备用。凝结水泵的容量应按进入凝结水箱的最大小时水流和水泵的运行工况来确定。当一台凝结水泵停止运行时，其余凝结水泵的总流量不应小于凝结水回收量的110％。当凝结水和软化水分别输送时，凝结水泵应按间断工作考虑，允许合用一台备用泵；如为混合输送时，仍须设一台备用泵。凝结水泵的扬程：H＝P+(H1+10H2+H3)×10-3MPa（4）汽动活塞式水泵及锅炉注水器汽动活塞式水泵又称蒸汽泵，是以蒸汽为动力的锅炉给水泵，一般只作为停电时使用的备用泵。一般由蒸汽机、水泵和传动机构三部分组成。 锅炉注水器是利用锅炉本身蒸汽的能量，将水注入锅炉的简易给水装置。由外壳、蒸汽嘴、吸水嘴、混合嘴和喷水嘴等部分组成。（5）给水箱和凝结水箱给水箱给水箱时贮存锅炉给水的设备。锅炉给水包括凝结水和经过处理后的补给水。如果给水要求除氧，则作为给水箱的除氧水箱应有良好的密封性；如给水不需除氧，给水箱可以采用开式水箱。给水箱的总有效容量，一般为所有运行锅炉在额定蒸发量下所需20～60min的给水量。给水箱有圆形和矩形两种。给水箱及除氧水箱布置的高度应满足在最大设计流量并且水箱处于最低水位的情况下，保证给水泵不发生汽蚀的需要，即保证必须的正水头和允许的吸水高度。凝结水箱凝结水箱是贮存凝结水的设备。凝结水箱一般应设两个，也可将一个矩形水箱分隔为两个。两个水箱间应设有水连通管，以备检修切换使用。专供采暖用的凝结水箱也可只设一个。 凝结水箱的总有效面积，应为系统在最大流量下20～40min的水量。凝结水箱应设置自动控制水位的装置，使水泵可以自动起泵或停泵，并有声光信号传送到水泵间。凝结水箱的支座、附件、防腐和保温要求与给水箱相同。11.3蒸汽系统（1）蒸汽系统的组成锅炉房内的蒸汽管道可分为主蒸汽管道和副蒸汽管道。由锅炉至分汽器（分汽缸）之间的蒸汽管道称为主蒸汽管道；从锅炉引出直接用于锅炉本身。如吹灰驱动汽动泵或注水器的蒸汽管道称为副蒸汽管道。主蒸汽管道、副蒸汽管道及其上的设备、附件等，称为蒸汽系统。每台锅炉与锅炉房蒸汽总管之间的管道上一般应安装两个阀门，以防止某台锅炉停炉检修时蒸汽从关闭失灵的阀门倒流而入。对于工作压力不同的锅炉，不能合用一根蒸汽总管或一台分汽器，应分别设置蒸汽管路。锅炉房内连接相同参数锅炉的蒸汽管道宜采用单母管，对常年不间断供汽的锅炉房可采用双母管。 （2）分汽器（分汽缸）采用多管供汽的锅炉房，应设置分汽器（分汽缸）。蒸汽进入分汽缸后，由于流速突然降低，蒸汽中的水滴被分离出来。为了及时排出这些水滴，分汽缸应设0.01的坡度，在最低点接疏水器。分汽缸上接出的蒸汽管道应分别设置阀门。分汽缸上不需设置安全阀，但应设置压力表。当工作介质为过热蒸汽时，应设置温度计。分汽缸一般设于锅炉间的固定端，有时也设于锅炉的后部。安装在便于管理和操作的地方，一般靠墙布置，并离地面有一定距离，便于检修。分汽缸保温层外表面到墙面距离一般不小于150mm。分汽缸前面要有足够的阀门操作位置，一般从阀门手柄外端算起，要有1.0～1.5m的操作空间。分汽缸的安装方式有落地式支架和挂墙悬臂式支架两种。11.4排污系统锅炉房排污系统包括连续排污、定期排污的管道及设备。定期排污由于排污时间短，余热利用价值较小，一般将它引入排污降温池中与冷水混合后排入下水管道，以免排水管道受热胀裂，锅炉房有多台锅炉并联运行时，也可以设置定期排污膨胀器回收热量。 连续排污排水的热量，可按具体情况加以利用。一般设连续排污膨胀器，污水进入膨胀器后降压产生二次蒸汽。二次蒸汽可引入热力除氧器或给水箱中加热给水，也可用来加热生活用水。排污膨胀器中的高温水通过热交换器加热软水或排入排污降温池后排入室外排水管网。排污系统锅炉排污水具有较高的温度，在排入城市排水管网前应采取降温措施，使温度降至40℃以下。一般于室外设排污降温池，用冷水混合冷却。连续排污系统中，从锅炉上锅筒连续排污管接至排污膨胀器的排污管道必须采用无缝钢管。膨胀器进口处应设一个截止阀，排污扩容器的水位可用液位调节阀控制。2～4台锅炉宜合用一台连续排污膨胀器。每台锅炉的连续排污管道应单独接至连续排污膨胀器进口。连续排污膨胀器应设安全阀。从锅炉接出的连续排污管上，应设节流阀。一般在锅炉的定期排污管上设置快速排污阀和截止阀，串联使用。在靠近排污口处装设截止阀，其后安装快速排污阀。一般每台锅炉必须单独设置定期排污管。污水经室外降温池冷却后排入下水道。当几台锅炉合用排污总管时，在每台锅炉接至排污总管的支管上必须装设切断阀。在该阀前宜装设止回阀。排污总管上不得装有任何阀门。各排污管不得同时进行排污。 为了保证安全，排污管不得采用铸铁管件。锅炉的排污阀及其管道不应采用螺纹连接，排污管道应减少弯头，保证排污通畅。11.5热水锅炉热力系统对于热水锅炉，有由供热水管道、回水管道及其设备组成的热水系统，以及补给水系统。确定热水锅炉热力系统时应考虑以下因素：热水锅炉运行时的出口水压，不应小于锅炉最高供水温度加20℃相应的饱和压力。以防止锅炉发生汽化（用锅炉自生蒸汽定压的热水系统除外）。采用多管供热的锅炉房应设置分水器，有多根回水管进入锅炉房时，应设置集水器。应有防止或减轻因系统循环水泵突然停泵后造成锅水汽化和水击的措施。热水系统的附件装置循环水泵的设置补给水设备恒压装置 11.6汽水管道的设计汽水管道的设计应根据热力系统和锅炉房工艺布置进行。要做到计算正确，选材符合设计参数要求、布置合理、疏水通畅、支吊稳固、保温合理、造价低廉、扩建方便、整齐美观。（1）汽水管道的布置要求管道宜沿墙和柱敷设；应便于安装、操作和检修。管道敷设在通道上方时，离地净距不小于2m。不影响采光和门窗开启。应满足安装仪表的要求。应考虑热膨胀补偿，尽量利用管道自然补偿。（2）锅炉房内管道管径的计算给水管道、蒸汽管道、凝结水管道的管径，是通过管道介质的流量来确定的。管道中介质流量为：则或（3）汽水管道的支吊架 设计管道支吊架时，应考虑管道阀门与附件的重量、管内水重、保温结构重量和管道膨胀的作用力。与水泵等设备连接的管道，应有独立牢固的支架，以防止设备振动沿管道系统传递，并防止设备承受管道的荷重。（4）管道及设备保温当管道、附件和设备表面温度大于50℃时均需保温。疏水管、排污管、废汽管、安全阀排汽管和取样管等可不保温，但如果敷设在可能烫伤人的地方，就应采取隔热措施。保温材料宜就地取材，采用成型制品，保温层外的保护层应具有阻燃性。11.7锅炉房热力系统图热力系统图是绘制锅炉房设备和管道平面布置图及剖面图的主要依据。拟制热力系统图时应考虑以下各方面：应保证系统运行的安全、可靠性，调节的灵活性，及部分设备在锅炉运行时检修的可能性。要注意热力设备的初投资和运行维护的经济性。热力系统图的图面布置应尽可能与实际布置一致。 11.8锅炉房工艺布置实例（1）锅炉房工艺布置要求锅炉房的工艺布置应保证设备安装、运行、检修的安全和方便，使工艺流程短，锅炉房面积和体积紧凑。布置时应满足以下要求：应尽量按工艺流程来布置设备，使汽、水、烟、风、燃料、灰渣等系统流程简短流畅、阀门、附件少，以减少流动阻力和动力消耗，便于操作，维护和运输。锅炉房应尽量单层布置。采用多层布置时，应将锅炉间分为运转层和出灰层。如果辅助间为三层，则水处理设备、水泵、定期排污膨胀器、机修间、库房、厕所、更衣室、浴室等应设在锅炉房的底层。连续排污膨胀器、化验冷却器、化验室、办公室、休息室可设在二层。如果辅助间单层布置，则各设备应根据具体情况布置。（2）锅炉房设计布置示例 12.锅炉房的运行管理12.1锅炉的启动与正常运行（1）锅炉的启动锅炉的启动过程一般包括启动前的准备与检查、进水、点火、升压等几个步骤。新装或大修后的锅炉，必须经过专业技术人员进行内外部检验，合格后方可启用。（2）锅炉的正常运行为了保证锅炉安全、经济地运行，需要做好运行调节工作。锅炉正常运行时，工作人员主要是对锅炉的水位、蒸汽压力、汽水质量和燃烧情况的动态变化进行监视和控制。保持水位、蒸汽压力和燃烧工况的稳定，提高效率，减少环境污染。（3）热水锅炉的运行热水锅炉的启动back 热水锅炉是满水运行的，因而无水位调节问题。其燃烧调节与蒸汽锅炉相同。因其与室外热网相连，锅炉启动及水温调节、水压控制与蒸汽锅炉不同。启动前的准备：（网路系统的清洗；充水；调整、检查定压设备）点火启动程序：热水锅炉的运行包括：供水温度的控制、运行压力的控制、炉膛负压的调整、排污与除污。12.2锅炉的停炉及保养锅炉从运行状态转入停止燃烧，降压的过程称为停炉。停炉分为压火停炉、正常停炉、紧急停炉。锅炉停用后放出锅水，锅内湿度很大，受热面内表面会形成一层水膜。水膜中的氧气和铁起化学反应生成铁锈，锅炉就受到了腐蚀。被腐蚀的锅炉重新投入运行后，在高温下会加剧腐蚀。锅炉表面金属被腐蚀后，机械强度降低、缩短锅炉的寿命。因此，必须做好锅炉的停炉保养工作。工业锅炉常用的停炉保养主要有干法保养和湿法保养两种。 12.3锅炉事故（1）锅炉事故的分类锅炉设备在运行中发生异常情况而造成损坏的事件称为锅炉事故。锅炉事故按设备损坏的程度可以分为三类，爆炸事故、重大事故和一般事故。（2）锅炉事故产生的原因锅炉事故具体有锅炉爆炸、锅炉缺水、锅炉满水、锅炉爆管、汽水共腾、炉膛内可燃气体爆炸及热水锅炉汽化等。之所以会发生各种事故，除了锅炉本身的先天性缺陷外（如结构不合理、焊接质量不良、安装不合理等），还有管理不严、操作人员纪律松弛、擅离岗位；司炉人员技术不熟练、误操作；安全附件不全或失灵；锅炉水处理管理不善，给水不良等等原因。（3）工业锅炉常见事故锅内缺水、锅内满水、汽水共腾、炉管爆破、炉膛内可燃气体爆炸、燃气锅炉的回火及脱火、炉膛灭火、热水锅炉超温汽化、热水锅炉爆管等。 12.4锅炉检验与设备管理（1）锅炉的定期检验锅炉的定期检验包括外部检验、内部检验和水压试验。锅炉外部检验一般每年进行一次；内部检验每两年进行一次；水压试验每六年进行一次。对于不能进行内部检验的锅炉，应每三年进行一次水压试验。此外，锅炉受压元件经重大修理或改造后，也需要进行水压试验。检验由劳动部门的锅炉监检人员监督进行。通过对锅炉的检验，既可以消除隐患、防止事故发生、保证安全、促进生产，又可以减少燃料浪费、节约能源、提高经济效益。因此，加强锅炉检验工作是十分必要的。（2）管理人员的职责制定和不断完善锅炉房的各项规章制度，以及锅炉房安全运行的操作规程，并定期对执行情况进行检查。定期对司炉工、水质化验人员组织技术培训和进行事故分析及安全教育。及时传达并贯彻主管部门和锅炉压力容器监察机构下达的锅炉安全指令，并及时反映执行情况以及存在的问题。 督促锅炉检查及其辅助设备的维护保养和定期检验工作，并参与有关验收。经常向锅炉压力容器安全监察机构报告锅炉使用情况及重大事故隐患。当事故发生时，及时上报，组织和参与事故的调查，提出处理意见以及防止同类事故再次发生的措施。组织有关人员学习同行业先进的管理经验。及时总结本单位安全管理方面的经验教训，并制定改进安全状况的措施。锅炉房管理人员应熟悉与锅炉房有关的国家安全法规，以及与锅炉节能，环保有关的规定。（3）经济运行指标反映工业锅炉运行状态的技术指标有负荷率、热效率、排烟温度、排渣含碳量及过量空气系数等。其中热效率为锅炉运行状态的综合指标。国家标准《工业锅炉经济运行》（GB/T17954－2000）中规定了上述指标的合格标准。该标准是工业锅炉经济运行管理的技术依据，也可以作为对锅炉房管理等级晋级的参考依据。 据推算，当锅炉负荷低到60％时，锅炉的热效率比额定负荷时的热效率低10％～20％。因此，锅炉的经济负荷应不小于70％。该标准以考核锅炉的经济运行技术指标为主，按锅炉热效率的高低，将锅炉经济运行分为三个级别。一级为优秀，二级为良好，三级为基本合格。（4）锅炉房资料管理使用锅炉的单位应建立完整的锅炉技术档案，并由专人管理、保存。锅炉房应有下列记录，并应保存一年以上。锅炉及辅助设备的运行记录。交接班记录。水处理设备运行及水质化验记录。设备检修保养记录。单位主管领导和锅炉房管理人员的检查记录。事故记录。（5）锅炉的节能工业锅炉目前是我国能耗最多的设备之一，热效率低，平均约为 60％。其主要原因是锅炉容量太小。我国还有很多低效率锅炉存在，使得能源利用率降低，并且辅机配套不理想，耗电量大，有很大的节能潜力。锅炉热效率的提高与工业锅炉的设计、制造、运行管理等各个环节有关。在此着重从操作技术及管理、采用新技术、新设备等方面，探讨如何有效利用能源，提高能源的利用效率。提高操作技术、加强管理。提高锅炉的负荷率采用新技术。 theend^_^