热能与动力工程专业英语译文-第二章译文

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1、第二章锅炉2.1简介锅炉利用热量使水转变成蒸汽以进行各种利用。其中主要是发电和工业供热。由于蒸汽具有有利的参数和无毒特性，因此蒸汽作为一种关键的工质（资源）被广泛地应用。蒸汽流量和运行参数的变化很大：从某一过程里1000磅/小时（0.126kg/s）到大型电厂超过10×106磅/小时（1260kg/s），压力从一些加热应用的14.7磅/in2（1.0135bar）212F（100℃）到先进循环电厂的4500磅/in2（310bar）1100F（593℃）。现代锅炉可根据不同的标准分类。这些包括最终用途、燃烧方式、运行压力、燃料和循环方式。大型中心电站的电站锅炉主

2、要用来发电。它们经过优化设计，可达到最高的热效率。新机组的关键特性是利用再热器提高整个循环效率。各种附加的系统也产生蒸汽用于发电及其他过程应用。这些系统常常利用廉价或免费燃料，联合动力循环和过程，以及余热回收，以减少总费用。这些例子包括：燃气轮机联合循环（CC）：先进的燃气轮机，将余热锅炉作为基本循环的一部分，以利用余热并提高热效率。整体煤气化联合循环（IGCC）：在CC基础上增加煤气化炉，以降低燃料费用并将污染排放降到最低。增压循环流化床燃烧（PFBC）：在更高压力下燃烧，包括燃气净化，以及燃烧产物膨胀并通过燃气轮机做功。高炉排烟热量回收：利用高炉余热产生蒸汽

3、。太阳能蒸汽发生器：利用集热器收集太阳辐射热产生蒸汽。2.2电站锅炉的发展现代660MW燃煤锅炉有大约6000吨的压力部件，其中包括500千米的受热面管材，3.5千米连接管，和30000个管接头焊口。这是经过大约50年发展的成果，并形成了至今未变的基本概念，即煤粉在布置有蒸发管束的炉膛内燃烧，然后烟气通过对流过热器和热回收表面。蒸汽参数的提高，机组容量的增大及燃料燃烧特性改进都要求在材料、制造技术和运行程序上相应发展。二战后的一些年里，在电厂安装锅炉的数量多于汽轮机是很常见的，锅炉提供蒸汽到母管然后到汽机。这种布置反应了锅炉的可用性低于汽轮机。四十年代后期，随着

4、锅炉可用性的提高，锅炉和汽机开始可以相互配套使用。这一变化使再热变得可行，而且随着高温钢材可用性的提高，蒸汽参数不断变化，达到了当前的2400lbf/in2（165.5bar），568℃和568℃再热的标准循环。为充分利用更高的蒸汽参数和获得更大的经济性，在接下来的15年，机组容量又增加了20倍。电站设备一般向负责设计、制造、建设和调试的专业厂商购得。同时生产厂商实施生产过程的发展，不断修正设计方法，改变必要的运行参数和容量,从而形成新电厂的原型。虽然一些新的特性可以在安装前进行测试，但一个新设计锅炉的真正测试是和汽轮发电机组配套运行后进行的。一个新的设计获得商

5、业成功需要通过电站在整个设计寿命中的使用来证明。因此，需要9平衡考虑由效率提高、投资成本减少等带来的直接经济效益，与新设计机组可能产生的可靠性低和需要大的改进等风险。公用事业公司一般依靠发电需求购买设备，并且最初可用性较低的影响不仅不能满足负荷需求，还需要使用昂贵设备以弥补不足。因此，在对蒸汽循环及机组容量进行较大改进的时期，必须和厂商在设计、制造领域，以及运行、维护技术领域密切合作，以保证经济利益的可靠。2.3燃料及燃烧大部分锅炉以煤、天然气和石油作为燃料。然而，在过去的几十年里，至少在发电领域核能开始扮演一个主要角色。同样，不断增加的各种生物质和工业副产品也

6、成为生产蒸汽的热源。这些包括泥煤、木材及木材废弃物、麦秆、咖啡渣、玉米秆、煤矿废弃物（煤屑）、炼钢炉废热甚至太阳能。现代美国中心电站以煤作为主要燃料，使用烟煤、次烟煤或褐煤。虽然天然气和燃油也许是未来化石燃料电厂的燃料选择，但对于带基本负荷的新电站，煤仍将是主要的锅炉燃料。2.3.1煤的分类由于煤是一种不均匀的物质，且其组成和特性变动很大，所以建立煤的分类系统是很必要的。中国煤的性质如表2-1所示。以煤阶进行煤的分类是典型的做法。这表现为煤化程度的大小：从褐煤到贫煤、烟煤以及无烟煤。煤阶表明了煤的地质历史和主要特性。现在美国应用的煤分类标准是由美国材料试验学会（

7、ASTM）建立的。其分类是通过煤的工业分析所确定的挥发分和固定碳的含量以及煤的发热量作为分类标准。这套系统目的在于确定煤的商业使用价值，并提供关于煤燃烧特性的基本信息。2.3.2燃烧系统锅炉内化石燃料燃烧以产生蒸汽的技术已成熟多年。然而，在过去的二十多年中，为了将大气排放和污染降到可行的最低程度，燃烧技术得到了很大程度的提高。油燃烧系统所有的电站锅炉都燃用油，在燃煤锅炉中点燃煤粉，在煤进入炉膛之前加热炉膛并升压，而在燃油锅炉中则作为主要负荷燃料。一般地，燃油都是粘度在3500sec到6500sec的残渣燃料油。为了有效的燃烧，这些油必须被加热到120~130℃并

8、被良好地分散或雾化成很小