锅炉的用途及工作原理

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1、锅炉的用途及工作原理    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。    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)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

2、中去。    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。    在锅炉中进行着三个主要过程:(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。水一汽系统、煤一灰系统和风－烟系统是锅炉的

3、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、汽这一侧所进行的过程(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。一、基本概念    1、热量：热量是一个过程量，生活中比较常见的是热水、天气很热等一些比较直观的概念，但是热量是如何计量的呢？规定：在一大气压下，使一千克水温度升高一摄氏度时所需要的热量为一大卡。1cal=4.186J    2、温度：温度是表示物体冷热的程度。工程上一般用摄氏温标和热力学温标（绝对温标）来度量。摄氏温标的温度用“t”表示，单位为摄氏度（℃）。

4、在标准大气压力下，规定纯水的冰点为0℃，沸点为100℃。热力学温标又称为开氏温标，用“T”表示，单位为开尔文（K）。在标准大气压力下，规定纯水的冰点为273.15K，沸点为373.15K。摄氏温标的温度1℃与热力学温标的温度1K在数值上相等，其关系为T=t+273.15    3、压力：压力是指单位面积上受到的垂直作用力。工程上常用的单位有：Pa（帕）、MP（兆帕）。非法定单位有：工程大气压（at）、毫米水柱（mmH2O）、毫米汞柱（mmHg）。其关系为：1at=1kgf/cm=1000mmH2O=735mmHg=105Pa=0.1Mpa锅炉设备通用压力表上的指示值为表压力，绝对压力=

5、表压力+大气压（0.1MPa）    4、有关水蒸气的一些概念a.饱和水：水被加热到某一温度时，开始沸腾，此时的温度称为饱和温度，水称为饱和水；b.干饱和蒸汽：不含有水分的饱和蒸汽称为干饱和蒸汽；c.湿饱和蒸汽：含有水分的饱和蒸汽称为湿饱和蒸汽；d.蒸汽干度：指湿饱和蒸汽中干饱和蒸汽所占的百分数（%）；e.汽化潜热（r）：一千克饱和水在定压下加热至完全汽化成同温度下的干饱和蒸汽所需要的热量，或将此干饱和蒸汽凝结成同温度下的饱和水所放出的热量，称为汽化潜热；f.过热蒸汽：将干饱和蒸汽继续定压加热，蒸汽温度即开始上升，从饱和温度上升到规定的过热温度，这样的蒸汽称为过热蒸汽。二、锅炉的传热过

6、程    燃料通过送料装置传送到锅炉炉膛中，与一并进来的空气混合，并经点火变压器点燃，燃烧产生的热量通过炉膛壁传导及辐射和对流换热，将热量传送给炉膛壁的热煤——通常是水，然后通过水将热量带出到用户处。三、燃料    锅炉使用的燃料有固体、液体、气体三种。固体燃料以煤为主，其他有木材、稻糠、甘蔗渣、椰子壳以及城市垃圾等。液体燃料有轻柴油、重油、渣油和原油等。气体燃料主要有天然气、液化石油气和城市煤气等。    1、油小容量锅炉主要使用轻柴油，中等容量锅炉主要使用重油和轻柴燃料油的特性参数主要有：a.密度：在某温度下，单位体积物质的质量称为密度，单位为kg/m3。对油来说，我国规定以20℃

7、时作为标准密度。一般原油的密度为0.85~0.95kg/m3，重油的密度为0.90~0.96kg/m3。密度主要由所含底沸点的馏分和胶状物质的多少决定，胶状物质越多，密度越大。b.粘度（运动粘度）：表征油的流动特性。我国常用恩氏粘度，单位为°E。油的粘度和油的成分、温度和压力等因素有关，但主要受温度的影响较大，温度高，则粘度低。为保证燃烧器的雾化质量，对不同的雾化方式所要求的粘度不同，一般蒸汽雾化要求油的粘度为6~15°E；机械压力雾化，要求油