1、燃气锅炉,目录页,CONTENTS,泛能站系统概览,1,燃气锅炉的定义,锅炉定义,一,锅炉是能量转换装置，它是把燃料的化学能转化为热能，进而将热能传递给水，以产生热水或蒸汽。(教科书定义),锅炉最根本的组成是“锅”和“炉”两大部分。,锅炉是指利用各种燃料、电或者其它能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，并承载一定压力的密闭设备。(特种设备安全监察条例),锅炉结构,定义： 容纳水和蒸汽的受压部件 组成：锅筒（汽包）或锅壳、受热面、集箱（联箱） 过程：水的加热和汽化、水和蒸汽的流动、汽水分离等,1,2,燃气锅炉的类型及结构,定义：燃料燃烧的场所 组成：燃烧设备和燃烧室（炉膛） 广义炉概念：燃料、烟
2、气侧的全部空间,锅,炉,一,锅炉定义,26,锅炉的工作过程及系统,燃气、风、烟系统,27,锅炉的工作过程及系统,汽 水 系 统,28,锅炉的组成,主要部件：,1、炉膛：保证锅炉燃料燃尽并使出口烟气温度冷却到对流受热面能够安全工作的数值；,2、省煤器：利用锅炉尾部烟气的热量加热给水，以降低排烟温度，并起到节约燃料的作用。,3、锅筒：将锅炉各受热面联结在一起并和水冷壁，下降管等组成水循环回路。锅筒储存汽水，可适应负荷变化，内部设有汽水分离装置以保证汽水品质，直流锅炉无锅筒。 4、水冷壁：锅炉的主要辐射受热面，吸收炉膛辐射热，加热工质，保护炉墙等。,5、燃烧设备：将燃料和燃烧所需空气送入炉膛并使燃料
3、着火稳定，燃烧良好； 6、空气预热器：加热燃料用的空气，以加强着火和燃烧；吸收烟气余热，降低排烟温度，提高锅炉效率。,7、炉墙：是锅炉的保护外壳，起密封和保温作用。小型锅炉的重型炉墙也可起支承锅炉部件的作用。 8、构架：支承和固定锅炉部件。,纸品加工,包装材料，发泡胶,制衣，洗衣,纺织，印染,酒店,食品加工,发电厂,饲料加工,化工生产,皮革加工,木业，家私加工,电镀，酸洗,洗浴,水泥制品,医院,其它用途,锅炉一般工作原理及基本技术指标,二,加热,传热,吸热,锅炉一般工作原理及基本技术指标,二,压力：物体单位面积上所受的压力强度，SI单位为Pa(帕)。,1 Pa1 N/m2 1 MPa(兆帕)=
4、106 Pa,1 大气压0.1013 MPa 1kgf/cm2=0.098 MPa,锅炉运行常用“表压力”，即锅炉压力表所显示的压力。 1 绝对压力MPa1 表压力MPa0.1MPa (大气压力),0.1 MPa=10 米水柱,1mbar 100 Pa,额定蒸汽压力是指在规定的给水压力和负荷范围内长期连续运行所必须保证的锅炉出口的蒸汽压力，也就是锅炉铭牌上标明的压力。单位为MPa。我国工业锅炉参数系列规定有6个压力级别，即0.4，0.7，1.0，1.25，1.6和2.5MPa（表压）。,额定出水压力热水锅炉在额定循环水量的条件下，由循环泵在锅炉出口所维持的压力。单位亦为MPa。我国的热水锅炉参
5、数规定的出水压力级别与蒸汽锅炉相同。一些进口的锅炉，其压力单位为巴（bar）或磅力平方英寸，即1bf/in2,亦即PSi。其换算关系是：1bar0.1MPa1bf/in2（PSi）0.00689476MPa,锅炉一般工作原理及基本技术指标,二,温度：用来度量物体冷热程度的标尺的度数。,摄氏温度t 热力学温度(绝对温度)T K,Tt273.15 K F=1.8t32 oF,热力学零度(0 K)是宇宙永恒“沉寂”的温度。,华氏温度F oF (欧美国家常用),额定蒸汽温度 蒸汽锅炉在规定的负荷范围、额定蒸汽压力和额定给水温度下连续运行必须保证的锅炉出口的蒸汽温度。单位为。对于有过热器的锅炉，就是过热
6、器出口的蒸汽温度；对没有过热器的锅炉，就是其相应额定压力下的饱和温度。工业锅炉的出口蒸汽温度参数系列，除饱和蒸汽温度外，还有250，350，400三个过热温度。,额定出水温度 热水锅炉在额定回水温度、额定回水压力和额定循环水量的条件下，长期连续运行时应保证的出口热水温度。单位也是。热水锅炉标准参数系列有5个出水温度，即95，115，130，150和180。,锅炉一般工作原理及基本技术指标,二,额定温度、额定压力：锅炉设计规定的生产温度或压力。,额定蒸发量：锅炉额定参数下每小时生产的水蒸气的质量。,一般用吨/小时，即 t/h 表示,额定热负荷：锅炉额定参数下每小时通过生产的热媒所提供热量。,一般
7、用兆瓦，即 MW 表示,关于热负荷，某些老锅炉常用大卡/时(kcal/h)来表示热水锅炉的热负荷，其与兆瓦(MW)的对应关系为：60104 kcal/h = 0.7 MW (1 t/h),锅炉一般工作原理及基本技术指标,二,为了从能量转换的角度评价锅炉产生蒸汽和热水的能力，常常将热水锅炉生产热水的能力换算成生产蒸汽的能力，即“标准蒸吨”，其换算关系为：,1 t/h = 0.7 MW,标准蒸吨,额定热功率 热水锅炉在额定回水温度、额定回水压力和额定循环水量的情况下，长期连续运行时应保证的最大供热量。其单位为兆瓦，即MW。热水锅炉标准参数系列有0.1，0.2，0.35，0.7，1.4，2.8，4.
8、2，7.0，10.5，14.0，29.0，46.0，58.0和116.0MW，共14个热功率级别。,额定蒸发量 蒸汽锅炉在额定参数（压力、温度）、额定给水温度、使用设计燃料并保证锅炉效率、连续运行时的最大蒸发量。其单位为吨/时（t/h）或公斤/时（kg/h）工业锅炉标准参数系列有0.1，0.2，0.5，1，2，4，6，8，10，15，20，35和65t/h，共13个蒸发量级别。,锅炉一般工作原理及基本技术指标,二,锅炉热效率,锅炉热效率是反映锅炉对燃料所放出的热量的有效利用程度的参数。,锅炉热效率是反映锅炉是否符合节约能源的标准，是锅炉经济运行的重要指标。,锅炉热效率() =,有效利用的热量,
9、燃料放出的总热量,100%,燃料放出的总热量=燃料消耗量燃料低位热值 (国内计算方法),燃料放出的总热量=燃料消耗量燃料高位热值 (国外某些国家计算方法),燃料高位热值燃料低位热值,工业蒸汽锅炉散热损失q5推荐值(%),热水锅炉散热损失q5推荐值(%),一些进口锅炉的出力不是采用以上单位，而是用“马力”即“HP”；锅炉蒸发量单位也用t/h或kg/h，但常标有“at 212”字样；输出热量为英热单位，即“Btu”或“kW”。1HP0.7457kW0.00075MW蒸发量后面标有“at 212”，国内一般称其为“相当蒸发量”。因为英国的锅炉蒸发量是这样规定的：“从212的水蒸发为212的蒸汽量”（
10、212100）。英热单位“Btu”是指将1磅水的温度升高华氏1度所需热量。按热功率，其换算关系为：1Btu/秒1.055kW,额定给水温度 是指蒸汽锅炉在规定负荷范围内应当保证的给水温度。工业锅炉的给水温度为20，60和105。锅炉效率 即锅炉热效率。是指锅炉输出的蒸汽或热水的有效利用热量Q与同一时间进入锅炉的燃料完全燃烧放出的热量Qr的百分比，通常用符号“”表示。即Q/Qr100%燃油燃气锅炉产品的热效率，机械工业部的行业标准有规定，燃油锅炉应保证8085，燃气锅炉应保证8287。对容量大的锅炉要求效率高。,锅炉的结构特点及类型,三,锅炉的分类,法规等规定的锅炉范围,锅炉的结构特点及类型,三
11、,锅炉的基本组成部分,传热面,循环水泵,炉膛(炉胆),控制系统,燃烧器,安全附件,锅筒,锅炉的结构特点及类型,三,锅炉传热过程的基本公式,式中：,Q：锅炉中介质的吸热量；,K：传热系数，表征传热过程中热量传递能力的参数，与燃烧过程，流动状况等有关；,F：传热面积；,tm：锅炉中介质与烟气的平均温度差。,锅炉结构的发展变化过程也是以这个公式为基础，从以下两个方向展开的：火管锅炉：增加传热面积F。水管锅炉：增大传热系数K，即强化烟气侧传热，提高传热效果。,火管锅炉：增加传热面积F,构造简单；,水及蒸汽容积大，对负荷变动适应性较好；,对水质要求比水管锅炉低；,维修方便。,工作压力低，热容量低；,锅炉
12、热效率低；,水容积大，受热面金属易发生损裂爆破，易发生爆炸事故；,金属耗量大。,水管锅炉：增加传热系数K,可以达到高参数和高容量；,金属耗量低；,热效率高；,锅炉结构复杂；,对锅炉水质要求较高；,燃气锅炉分类（1）锅炉,间壁式换热锅/炉接触式换热浸没接触燃烧,火管锅壳式,水管,水火管,（2）锅炉结构现状,1）燃气锅壳式和水管构成的二元锅炉组成；2）14MW的一般选用锅壳式热水锅炉；3）14MW的选用水管热水锅炉，无水火管；4）水火管极少，直接接触浸没燃烧更少。,（3）锅壳式锅炉结构,锅壳+炉胆+2程烟管 标准结构2.8MW(4t/h),锅壳+双炉胆+2程烟管 衍生结构14MW（20t/h）,锅
13、壳+双炉胆+2程烟管+SH+ECO. 衍生结构20t/h,锅壳+炉胆+1程烟管 衍生结构2.8MW,（4）水管锅炉结构,双锅筒+膜式水冷壁+对流管束 中、大容量标准结构4t/h 美国、日本,单锅筒+膜式水冷壁+旗式/蛇形管束 中、大容量的衍生结构4t/h 德国、欧洲,单锅筒+膜式水冷壁+蛇形管束 大容量标准结构35t/h 世界各国,日本Ebara/Miura,意大利、美国 小容量2.8MW(4t/h),1）设计压力：0.1MPa，真空或常压热水锅炉；0.1MPa，压力热水锅炉；2）设计容量：80kW，热水器；80kW，热水锅炉。,（5）小容量燃气热水锅炉,冷凝热水器,冷凝式锅炉,铸铝冷凝式锅炉
14、,真空热水锅炉,1）设计参数：1.251.6MPa/110130/70；2）锅炉本体结构：绝大多数锅炉采用D型SZS热水锅炉结构，极少采用A型或O型DZS结构；北京市：已经有采用无锅筒、无对流管束的角管、水管强制循环热水锅炉结构。,（6）大容量燃气热水锅炉,3）D型炉膛采用膜式水冷壁，对流管束2回程/1回程顺列。,烟冷器,燃烧器,对流管束1、2,对流管束1,燃烧器,4）对流强化传热技术：锅炉本体无对流传热强化技术；布置烟气深度冷却器，H型、螺旋形翅片管结构，也有采用铸铁方型翅片结构的，未见针形管结构。,1）扩散式燃烧器：空气和燃气不预混，后混。 2）大气式燃烧器：部分空气和燃气预混。3）无焰燃
15、烧器：全部空气和燃气预混,（1）燃烧器类型,1）烟气再循环内循环，NOx 80100 mg/m3,（3）低NOx燃气燃烧器,1）烟气再循环外循环 ，NOx 60100 mg/m3,（3）低NOx燃气燃烧器,2）烟气再循环+燃料和空气分级自由火焰燃烧头,（3）低NOx燃气燃烧器,火焰燃烧区,烟气/空气/燃料混合区,火焰,NOx 60100 mg/m3,2）烟气再循环+燃料和空气分级,（3）低NOx燃气燃烧器,3）全预混无焰燃烧超低NOx排放,（3）低NOx燃气燃烧器,NOx: 1050 mg/m3,3）全预混无焰燃烧超低NOx排放,（3）低NOx燃气燃烧器,3）全预混无焰燃烧超低NOx排放,（3
16、）低NOx燃气燃烧器,NOx: 1050 mg/m3,4）不同NOx排放的技术需求,（3）低NOx燃气燃烧器,1）燃烧器个数：多数单个燃烧器布置，模块式26个。2）燃烧方式：部分预混或全预混无焰燃烧器,（4）小容量燃气热水锅炉,1）燃烧器个数：多数单个、水平布置，少数2排23个；2）燃烧方式：扩散式黄焰燃烧。,116MW,70MW,29MW,1燃烧器,2 燃烧器,1燃烧器,2 燃烧器,（5）大容量燃气热水锅炉,燃气蒸汽锅炉传统炉型10t/h,（2）燃气蒸汽锅炉传统炉型10t/h,（3）多数燃气热水锅炉结构选型错误，选蒸汽锅炉炉型,2.3 锅炉热工性能,（1）蒸汽锅炉性能：当锅炉额定功率运行时，
17、排烟温度在一般比饱和温度高2050，排烟温度在150230，多数锅炉平均运行效率在89%92%左右，尚有提高的余地。 （2）热水锅炉性能：当锅炉额定功率运行时，排烟温度在80100，偏离设计参数运行时，排烟温度在5080，多数锅炉平均运行效率在96%98%左右不排除有效率更高的。从锅炉热效率上讲，已投运大容量燃气热水锅炉的热效率达到国际领先水平（德国大型燃气热水锅炉的热效率一般为92%94%，排烟温度在120160左右）。,锅炉型号识别,四,蒸汽锅炉型号表示方法,总体型式代号,燃烧设备代号,额定蒸发量(t/h),额定蒸汽压力(MPa),过热蒸汽温度(饱和蒸汽无此项),燃料种类代号,第一部分,第
18、二部分,第三部分,例如：WNS10-1.25-Yc 表示燃用柴油的卧式内燃室燃炉，额定蒸发量10t/h，额定蒸汽压力1.25MPa。,锅炉型号识别,四,热水锅炉型号表示方法,总体型式代号,燃烧设备代号,额定热功率(MW),允许工作压力(MPa),燃料种类代号,第一部分,第二部分,第三部分,例如：LSS1.4-0.7/110/70-Yc 表示燃用柴油的立式水管室燃炉，额定热功率1.4MW，允许工作压力0.7MPa(表压)，出水温度为110 ，进水温度为70 。,进水温度,出水温度,锅炉总体型式代号,燃烧设备代号,燃料种类代号,锅炉主要安全附件与仪表,五,安全阀,安全阀是锅炉上最重要的安全附件之一
19、，它对锅炉内部压力上极限值的控制及对锅炉的安全保护均起着重要的作用。当锅炉内的压力升高到超过规定值时，安全阀自动开启排放蒸汽。当锅炉内的压力降到安全阀的回座压力时，安全阀自动关闭，使锅炉在规定的压力内安全运行。 热水锅炉上装安全阀也同样为了泄压、报警、安全运行。安全阀也可作放气阀，在水压试验和进水升压时作排气用。,蒸发量0.5t/h的蒸汽锅炉，至少要装设两个安全阀；蒸发量0.5t/h的蒸汽锅炉，至少装设一个安全阀。热水锅炉的额定出力0.35MW时，至少要装设两个安全阀；额定出力0.35MW的，至少要装设一个安全阀。,锅炉主要安全附件与仪表,五,压力表,压力表的量程一般为其工作压力的1.53倍,
20、锅炉主要安全附件与仪表,五,水位表,水是锅炉的工作介质，水位则是锅炉安全经济运行的重要标志。水位表是用来显示锅炉水位的一种安全附件，安装合理的水位表能使司炉工正确地控制水位，防止发生事故，是锅炉上非常重要的安全附件之一。每台锅炉至少装两个彼此独立的水位表，但额定蒸发量小于或等于0.2t/h的锅炉也可以装设一个水位表。,锅炉主要安全附件与仪表,五,高低水位报警控制器,高低水位报警控制器是有高低水位报警器加上控制装置组合而成。锅炉上安装高低水位控制器能够监控水位，在锅筒内水位过高或过低时能自动报警，避免发生缺水或满水事故。高低水位报警控制器与其它控制装置联锁，能够控制给水设备和燃烧设备。在锅炉运行
21、中使水位保持在高水位和低水位之间，在水位过低时能报警和自动切断燃烧。,锅炉水汽系统由哪些设备组成？其各自作用是什么？答：锅炉水汽系统是吸收燃料放出的热量，使水蒸发并最后成为规定压力和温度的过热蒸汽。 它由汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器、再热器、省煤器等到组成。 （1）汽包：是一个圆筒形的受压容器，主要是接受省煤器的来水，汽包与下降管、水冷壁、 联箱共同组成水环回路，并将水冷壁中产生的饱和蒸汽供给过热器。 （2）下降管：是水冷壁的供水管，即汽包中的水流入下降管并通过水冷壁下联箱均匀的分配 到水冷壁的各上升管中去。 （3）水冷壁：是布置在燃烧室内四周墙上的许多平行的管子。主要任务是吸收燃烧室中
22、的辐射， 使管内的水汽化，蒸汽就是在水冷壁中产生的，是现化锅炉的主要蒸发受热面，此外，还保护炉墙。 （4）过热器：主要作用是利用烟气的热量将饱和蒸汽加热成一定温度的过热蒸汽。 （5）再热器：装在过热器后，作用是将在汽轮机中作过部分功的蒸汽引回锅炉再次进行加热， 提高温度后，又送往汽轮机中继续作功，经过再热器加热后的蒸汽称为再热蒸汽。 （6）省煤器：装在锅炉尾部的垂直烟道中，是利用烟气的热量来加热给水，以提高给水温度， 降低排烟温度，节省燃煤。,汽包主要构件有哪些？其各自作用是什么？,答（1）加药装置：为了防止锅炉受热面内产生水垢。 （2）排污装置：分定期排污和连续排污，定期排污的主要作用是排除沉积在锅炉 内的水渣；连续排污的作用是排除炉水中的可溶性盐份，使炉水的含盐量和其他 控制指标维持在固定范围内。 （3）分段蒸发：利用隔板将汽包水容积分成净段和盐段，各段都有自己的上升 管和下降管形成独立的回路，其作用是利用浓度小的炉水产生蒸汽，而将含盐浓 度大的炉水排掉，从而减少排污量。 （4）汽水分离装置：汽水分离装置是减少饱和蒸汽中携带水分，提高蒸汽品质。 （5）蒸汽清洗装置：蒸汽清洗装置的作用是使蒸汽与清洁的给水相接触，将蒸汽中溶解的盐分以及携带的炉水水滴中的盐分经给水清洗而降低。 （6）事故放水管：事故放水管是在事故情况下紧急放水，保证安全运行。,Thank You！,
