锅炉原理及运行-ch-01-理论基础.ppt

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1、锅炉原理及运行《锅炉原理及运行》内容教材：王世昌主编《锅炉原理基础》内容：煤粉锅炉的结构、原理、性能、计算第一章导读1，基本要求：掌握传热学、工程热力学、工程流体力学基本知识；掌握异相反应动力学理论；掌握气固两相流动的基本概念；2，重点：锅炉机组与基本理论之间的关系3，难点：锅炉机组3，关键词：本体、辅机第一章理论基础概述第一节传热学基础第二节工程热力学基础第三节工程流体力学基础第四节异相反应动力学基础第五节蒸汽净化理论第六节气固两相流动理论基础第七节电站锅炉机组构成与工作原理§1.1传热学基础1，导热2，对流3，辐射4，换热器§1.1传热学基础1，导热傅立叶定律δt2t1qλ当两侧壁

2、温恒定时，垂直于温度场方向上的，单位面积上的导热量与两侧壁温之差Δt、材料的导热系数λ、壁厚的倒数1/δ三者的乘积成正比。一般来说，导热系数随着温度的变化非线性地变化§1.1传热学基础2，对流换热牛顿冷却定律tf假设流体的温度为常数tf，壁面的温度为tb，Δt=tf-tb〉0。在温度场法线方向上，单位面积上对流换热量与温差Δt、对流换热热系数α的倒数的乘积成正比。tbq§1.1传热学基础2，对流换热牛顿冷却定律tf烟气侧对流换热系数α1与烟气速度的n次幂成正比，n=0.6~0.8。由于水和水蒸汽的对流换热系数α2>>α1，因此，锅炉锅侧受热面的主要热阻集中在烟气一侧。tbq§1.1传热

3、学基础3，辐射换热斯蒂芬-玻尔兹曼定律tf假设热源温度为T1(K)，冷源温度为T2(K)，单位面积上辐射换热量与斯蒂芬-玻尔兹曼常数σ0、系统黑度ε、(T41-T42)的乘积成正比。tbq斯蒂芬-玻尔兹曼常数σ0=5.67×10-8W/(m2·K4)§1.1传热学基础4，换热器定义：进行热交换的工业装置。换热器的类型：（1）间壁式换热器；（2）混合式换热器；（3）蓄热式换热器锅炉：燃烧微分反应器与换热器的一体化蒸汽发生工业装置。锅炉中使用的的换热器：炉侧：空气预热器锅侧：水冷壁、过热器、再热器、省煤器§1.1传热学基础4，换热器装置间壁式混合式蓄热式备注水冷壁√锅炉过热器√锅炉再热器√

4、锅炉省煤器√锅炉空预器√√锅炉除氧器√汽轮机§1.1传热学基础4，换热器主要传热形式备注辐射对流水冷壁√过热器√√前屏（中过）：辐射再热器√√壁式再热器（低再）：辐射省煤器√空预器√说明：空气预热器是炉侧受热面。§1.2工程热力学基础1，理想气体状态方程2，水和水蒸汽的热力循环3，锅炉涉及的水和水蒸汽的热力过程4，汽包与直流锅炉的工质热力过程区别§1.2工程热力学基础1，理想气体状态方程p——压力，PaV——容积，m3n——摩尔数T——绝对温度，KR——通用气体常数，J/(mol·K)§1.2工程热力学基础1，理想气体状态方程理想气体：分子之间发生弹性碰撞的气体。可以被近似当作理想气体

5、的气体：（1）空气：79%N2+21%O2二次风（2）烟气：N2,CO2,O2,H2O,SO2,NOx,飞灰颗粒§1.2工程热力学基础2，水和水蒸汽的热力循环锅炉HPIPLPLP§1.2工程热力学基础2，水和水蒸汽的热力循环省煤器：是高压加热器在锅炉侧的延伸；亚临界锅炉省煤器出口水温没有达到饱和温度，超临界锅炉省煤器出口水温没有达到374.15℃。低压加热器、除氧器、高压加热器是省煤器在汽轮机一侧的延伸。低压加热器、除氧器、高压加热器、省煤器都是加热给水的设备。§1.2工程热力学基础2，水和水蒸汽的热力循环（1）水的临界参数：临界压力pcr=22.125MPa临界温度tcr=374.1

6、5℃（2）亚临界与超临界热力循环过程见下面的幻灯片。§1.2工程热力学基础2，水和水蒸汽的热力循环：朗肯循环亚临界锅炉热力过程：过程7-8：低压加热器、除氧器、高压加热器过程8-1：省煤器过程1-2：水冷壁过程2-3：过热器过程4-5：再热器亚临界锅炉：流过水冷壁时，一部分工质被加热成饱和蒸汽，循环倍率K=4.3左右§1.2工程热力学基础2，水和水蒸汽的热力循环：朗肯循环超临界锅炉热力过程：过程6-1：低压加热器、除氧器、高压加热器过程1-2：省煤器、水冷壁、过热器过程3-4：再热器超临界锅炉：流过水冷壁时，所有工质被加热成超临界压力蒸汽，循环倍率K=1.0§1.2工程热力学基础2，水

7、和水蒸汽的热力循环：朗肯循环在T-s图上，给水加热过程线在饱和水线的左侧，偏移量非常小。§1.2工程热力学基础2，水和水蒸汽的热力循环：朗肯循环在T-s图上，压力越高，给水加热过程线距离饱和水线左侧偏移量越大。§1.2工程热力学基础2，水和水蒸汽的热力循环：朗肯循环饱和水线、饱和蒸汽线、拟临界温度线。§1.2工程热力学基础2，水和水蒸汽的热力循环：朗肯循环i-p图饱和水线、饱和蒸汽线§1.2工程热力学基础2，水和水蒸汽的热力循环：朗肯循环i-p