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1、锅炉的用途和分类 锅炉是国民经济中重要的热能供应设备。电力、机械、冶金、化工、纺织、造纸、食品等行业,以及工业和民用采暖都需要锅炉供给大量的热能。锅炉是利用燃料燃烧释放出的热能或其他能量将工质(中间载热体)加热到一定参数的设备。应用于加热水使之转变为蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉,也称为蒸汽发生器;应用于加热水使之提高温度转变为热水的锅炉,称为热水锅炉而应用于加热有机热载体的锅炉称为有机热载体锅炉。从能源利用的角度看,锅炉是一种能源转换设备。在锅炉中,一次能源(燃料)的化学贮藏能通过燃烧过程转化为燃烧产物(烟气和灰渣
2、)所载有的热能,然后又通过传热过程将热量传递给中间载热体(例如水和蒸汽),依靠它将热量输送到用热设备中去。这种传输热量的中间载热体属于二次能源,因为它的用途就是向用能设备提供能量。当中间载热体用于在热机中进行热一功转换时,就叫做“工质“。如果中间载热体只是向热设备传输、提供热量以进行热利用,则通常被称为“热媒“。锅炉按其用途可以分为电站锅炉、工业锅炉、船舶锅炉和机车锅炉等四类。前两类又称为固定式锅炉,因为是安装在固定基础上而不可移动的。后两类则称为移动式锅炉。本书介绍的是固定式工业锅炉。在锅炉中进行着三个主要
3、过程:(1)燃料在炉内燃烧,其化学贮藏能以热能的形式释放出来,使火焰和燃烧产物(烟气和灰渣)具有高温。 (2)高温火焰和烟气通过“受热面“向工质(热媒)传递热量。 (3)工质(热媒)被加热,其温度升高或者汽化为饱和蒸汽,或再进一步被加热成为过热蒸汽。以上三个过程是互相关联并且同时进行的,实现着能量的转换和传递。伴随着能量的转换和转移还进行着物质的流动和变化: (1)工质,例如给水(或回水〉进入锅炉,最后以蒸汽(或热水)的形式供出。 (2)燃料,例如煤进入炉内燃
4、烧,其可燃部分燃烧后连同原含水分转化为烟气,其原含灰分则残存为灰渣。 (3)空气送入炉内,其中氧气参加燃烧反应,过剩的空气和反应剩余的惰性气体混在烟气中排出。 水一汽系统、煤一灰系统和风二烟系统是锅炉的三大主要系统,这三个系统的工作是同时进行的。通常将燃料和烟气这一侧所进行的过程(包括燃烧、放热、排渣、气体流动等)总称为“炉内过程“;把水、汽这-1侧所进行的过程(水和蒸汽流动、吸热、汽化、汽水分离、热化学过程等)总称为“锅内过程“。锅炉的主要参数,包括锅炉产生热能的数量和质量两个方面的
5、指标。如蒸汽锅炉的主要参数是生产蒸汽的数量和蒸汽的压力、温度,热水锅炉的主要参数是热水的流量和热水的压力、温度。一、锅炉出力蒸汽锅炉的出力是指每小时所产生的蒸汽数量,也称为锅炉的蒸发量,用以表示其产汽的能力。蒸发量又称为容量,用符号D来表示,常用的单位是“t/h“。新锅炉出厂时,铭牌上所标示的蒸发量,指的是这台锅炉的额定蒸发量。所谓额定蒸发量,是指锅炉燃用设计的燃料品种,并在设计参数下运行,即在规定的压力、温度和一定的热效率下,长期连续运行时每小时所产生的蒸汽量。热水锅炉的出力是指锅炉在确保安全的前提下长期连
6、续运行,每小时输出热水的有效供热量,称为锅炉的额定供热 量。热水锅炉的额定供热量用热功率表示,其单位为“MW“。二、锅炉压力压力是指垂直作用在单位面积上的力,通常叫压力(实际上是压强)。用符号p表示,单位是“MPa“。锅炉的压力是根据所用金属材料在一定温度条件下的强度,受压元件的几何形状以及受压特点等条件,按照国家颁布的有关强度计算标准,对各个受压元件分别进行壁厚计算,然后从中选出一个所能承受的压力最低值,作为这台锅炉的最高允许使用压力。蒸汽锅炉内为什么会有压力呢?这是因为锅炉内的水吸收热量后,由
7、液体状态变成气体状态,体积膨胀。由于锅筒是密闭容器,蒸汽不能自由膨胀,而被迫压缩在锅筒内,因此对筒壁就产生压力。 热水锅炉压力主要由热水本身的压力造成的。热水锅炉的水是由给水泵送入锅炉的,给水泵的出口压力减去管道阻力就是锅炉的给水压力。大气压力是指空气作用在地球表面上的质量力。由于1m3空气在0。C时的质量为1.29kg,所以地球上部的大气层对地球表面有一定的压力,这个压力叫大气压力。0。C时在北纬22.5。的海平面上(即海拔零米处)大气压力是0.1013MPa,工程上常用工程大气压,它是每kg质量的物质作用
8、在1cd面积上的力,数值是0.0981MPd工程上常把二者简化为同一数值,约为0.1MPa)。 另外,随着使用的场合不同,度量压力的单位还有水银柱高度(mmHU、水柱高度(mH20)等,其换算关系如下:0.0981MPa=0.9678物理大气压=735.6mmHg=1OmH20=1kgf/cm2表压力是指以大气压力作为测量起点,即压力表指示的压力。表压力不是实际压力,因为当压力表指针为零
