1、1.产生短路故障的主要原因是：电力设备绝缘损坏引起绝缘损坏的原因： 1).各种形式的过电压（如雷击过电压或操作过电压）引起 的绝缘子、绝缘套管表面闪络； 2).绝缘材料恶化等原因引起绝缘介质击穿； 3).恶劣的自然条件及鸟兽跨接裸露导体造成短路； 4).运行人员的误操作等。3.故障分类：三相短路 对称短路两相相短路 单相接地短路 不对称短路两相接地短路 短路故障也称为横向故障一相断线和两相断线 短路故障也称为横向故障注：1.单相接地短路发生的几率达65%左右。2.短路故障大多数发生在架空输电线路。3.电力系统中在不同地点发生短路，称为多重短路。4.标幺制的优点：（1）线电压和相电压的标幺值相等
2、；（2）三相功率和单相功率的标幺值相等；（3）能在一定程度上简化计算工作；（4）计算结果清晰，易于比较电力系统各元件的特性和参数等。5.暂态分量：（又称自由分量或非周期分量）是按指数规律不断衰减的电流，衰减的速度与时间常数成正比。结论： 三相短路电流的周期分量是一组对称正弦量，其幅值Im由电源电压幅值及短路回路总阻抗决定，相位彼此互差 1200； 各相短路电流的非周期分量具有不同的初始值，并按照指数规律衰减，衰减的时间常数为Ta 非周期分量衰减趋于零，表明暂态过程结束，电路进入新的稳定状态。6.最大的短路电流瞬时值称为短路冲击电流7.短路冲击电流出现的条件a、短路前电路为空载状态b、短路回路的
3、感抗X远大于电阻R，即c、短路冲击电流，在短路发生后约半个周期，即 0.01s (设频率为50Hz）出现。式中： KM 称为冲击系数，即冲击电流值相对于故障后周期电流幅值的倍数。 其值与时间常数Ta 有关，通常取为1.81.9。8. 短路全电流有效值用来校验设备的热稳定。9. 短路功率主要用于校验开关的切断能力10. 各绕组的磁链方程由此可见，绕组的自感系数以及绕组间的互感系数，大部分是随角度的变化而周期性变化，求解发电机的运行状态十分不便。11.派克变换就是将a、b、c三相电流、电压及磁链经过某种变换（变换的方法不唯一）转换成另外三组量，即d 轴、q 轴、零轴分量，完成了从a、b、c坐标系到
4、d、q、o 坐标系的变换。 12. 定子各相电流中包含有三种分量：基频电流分量、非周期电流分量和倍频电流分量，与无阻尼绕组电机相似，同样满足前面的理论分析。13. 三相短路时，在强励装置的作用下，电势Eq 增加，发电机的端电压将逐渐恢复。若机端电压恢复到额定值，自动调节励磁装置即将该电压维持在额定值。此时励磁电流、空载电势及定子电流的强励增量按照保持机端电压为额定值这一条件而变化。13.小结（1）同步发电机各绕组的电压方程为一组变系数的微分方程；磁链方程则为感应系数随角度变化的代数方程。（2）经过派克变换，建立了d、q、0坐标系统的发电机基本方程。将上述电压方程转化为常系数线性微分方程组，而磁
5、链方程中的感应系数变为常数，只是定子等效绕组与转子绕组间的互感系数不可互易。这两组方程称为同步发电机的基本方程。（3）通过选择适当的基准值，建立了同步电机基本方程的标幺制形式，解决了派克方程互感系数不可易的问题。14.第三章引言：（1）短路电流基频交流分量的初始值，即次暂态电流：用于继电保护的整定计算、校验断路器的开断容量等；（2）任意时该周期分量电流的有效值：用于电气设备热稳定性的校验；（3）冲击电流：用于电气设备动稳定性的校验15. 电动机一般情况下： 次暂态电抗可近似与起动电抗相等，其标幺值约为0.2； 次暂态电势约为0.9； 机端短路的交流电流初始值约为其额定电流的4.5倍。16. 一
6、般情况下a、如果电动机的次暂态电势大于机端电压，且电动机距离短路点较近，需要考虑其向短路点提供的反馈电流；b、反之，则忽略电动机对短路电流的影响。17. （简答）复杂系统计算 复杂系统起始次暂态电流的计算原则与简单系统相同计算步骤： 作出短路电路图; 计算各元件电抗标么值; 根据短路点作出等值电路图； 给元件编号，并标注于等值电路图； 网络化简，求短路点的等值电抗 ； 由求出短路点的短路电流； 根据短路电流求取其它短路量，如 17.什么是计算电抗：归算到发电机额定容量的发电机纵轴次暂态电抗标幺值和发电机端到短路点的外接电抗标幺值之和。即：18.运算曲线：短路电流周期分量标幺值与计算电抗标幺值（
7、常略去下标*）与时间t 的函数表达式： 针对不同的时刻，绘制出与关系的曲线，即为计算曲线。 当计算电抗时，短路点较远，短路电流周期分量的大小已与时间t的增加无关，发电机可以看作无限大功率的电源来处理，它的机端电压。即19. （简答）运算曲线的计算步骤：1、计算各电源电动势对短路节点间的转移电抗 2、按发动机额定功率为基准，将归算成各电源的计算电抗 3、按时刻 t 和 查运算曲线得到各电源送到短路点 f 的短路电流标么值； 4、求3中各电流有名值，故 。注意： 必要时应作修正计算; 为化简计算，可将短路电流变化规律大致相同的发动机合并成等值机以减少计算工作量; 无限大功率母线，由直接求取。20.
8、转移阻抗：如果除电动势Ei以外，其它电动势皆为零，则Ei与此时f点的电流 的比值即为该电源与短路点间的转移阻抗 zif 对于一个含有任意多有限功率电源的线性网络，在某点 f 短路后，短路点电流为：式中，为某电源i 的电动势；为某电源与短路点间的转移阻抗21（概念）对称分量法-就是将一组不对称的三相相量分解为三组对称的三相相量，或者将三组对称的三相相量合成为一组不对称的三相相量的方法21.注意： 对称分量法的实质是叠加原理在电力系统中的应用； 只适用于线性系统的分析。22. 故障网络分解为三个独立的序网： 正序网 负序网 零序网正序网：包含发电机的正序电源电势和故障点正序电压分量，网络中通过正序
9、电流，对应的各元件阻抗皆为正序阻抗；负序网：只有故障点电压的负序电势，网络中通过负序电流，对应的各元件阻抗为负序阻抗。零序网：只有故障点电压的零序电势，网络中通过零序电流，对应的各元件阻抗为零序阻抗。注意：中性线电流为三倍零序电流，故在单相零序网中接入3的接地阻抗建立系统的电路模型时，一般可以： 忽略线路对地电容和变压器的励磁回路; 高压电网可以忽略线路电阻; 标幺值计算不考虑变压器的实际变比，认为变压器的变比 均为平均额定电压之比。23.同步发电机各序磁场：1、正序：与三相对称短路情形相同; 2、零序：在三相绕组中产生大小相同的脉动磁场，不能在转子空间形成旋转磁场，而只形成各相绕组的漏磁场，
10、从而对转子没有影响; 3、负序：在气隙中产生以同步速与转子旋转方向相反的旋转磁场，它与转子的相对速度为两倍同步频速，并在转子绕组中感生两倍频交流电流，进而产生两倍基频脉动磁场，可以分解为两个按不同方向旋转的旋转磁场。24. 正序等效定则是指在简单不对称短路的情况下，短路点电流的正序分量与在短路点 f 各相中接入附加电抗 而发生三相短路时的电流相等。故障相电流可以写为：25. 表5-1 简单短路的及简单不对称短路电流的计算步骤，可以总结为： 根据故障类型，做出相应的序网； 计算系统对短路点的正序、负序、零序等效电抗； 计算附加电抗； 计算短路点的正序电流； 计算短路点的故障相电流； 进一步求得其
11、他待求量。26. 2. Y，d11接线变压器 Y侧施加正序电压，d侧电压超前Y侧电压300 若在Y侧施加负序电压，d侧电压滞后于Y侧电压300 d侧的正序线电流超前Y侧正序线电流300； d侧的负序线电流落后于Y侧负序线电流300。图5-7 Y，d11变压器两侧电压相量Y，d联接的变压器，在三角形侧的外电路中不含零序分量。若负序分量由三角形侧传变到星形侧: 正序分量顺时针方向转过300； 负序分量逆时针方向转过300 。27.小结：（表51）（25）1、电力系统的简单不对称故障，可以分为系统一点的短路故障及断线故障。其中，短路称为横向故障，断线称为纵向故障。2、不对称故障的基本分析方法，是针对
12、不同故障类型，根据故障点处的边界条件，绘制复合序网，寻找某相正、负、零序分量的关系，进一步求得故障点处的电压与电流。3、正序等效定则: 发生不对称短路时，短路点正序电流与在短路点每相加入附加电抗而发生三相短路时的电流相等。4、单相断线与非断线相两相短路接地的边界条件相似；而两相断线则与非断线相单相故障的边界条件相似，同样采用复合序网进行分析。5、电力系统中发生不对称故障，除了求取短路点处的电流和电压外，还要计算非故障处的电流和电压。为此，可以先求得短路点处的各序电流、电压分量，然后将各序分量分别在各序网中进行分配，求得待求电量的各序分量，然后进行合成。需要特别注意正序、负序分量经过Y，d接线的
13、变压器时相位的变化。28. 对简单电力系统，当00；而900180时，电力系统不能保持静态稳定运行，在此范围内，0，由此得到电力系统静态稳定的实用判据为: 发电机在一定的运行条件下可发出最大的功率，称为稳定功率极限： c点是发电机运行稳定与不稳定的临界点，实际运行时，要求发电机运行点与功率极限要有一定的距离，即保持有一定的稳定储备系数，以便系统有能力应付经常出现的一些干扰而不致丧失静态稳定。29.静态稳定储备系数定义为30. （概念）电力系统暂态稳定是研究电力系统受到大的扰动后经过一个暂态过程能否达到新的稳定运行状态或恢复到原来的运行状态的能力。由大扰动引起的电力系统暂态过程是一个由电磁暂态过
14、程和发电组转子机械运动暂态过程交织在一起的复杂过程。31.（概念）负荷稳定性是电力系统中电压或频率微小变化时，负荷和电源的无功功率和有功功率能否保持平衡或恢复平衡。负荷稳定性和发电机组并列运行的稳定性密切相关，负荷稳定性的破坏会引起系统“电压崩溃”或“频率崩溃”，从而引起电力系统的瓦解。32. （概念）静态频率特性是指频率缓慢变化或变化后进入稳态时，系统中有功功率随频率而变化的规律。 电源的静态频率特性电源的静态频率特性实际上也是原动机的静态频率特性，当不计频率二次调整时，电源静态频率特性如图7-8中1-2-3所示。当计及发电厂中一些重要厂用机械，如水泵、风机等的输出时，在较低频率范围内，电源
15、有功功率随频率下降得更加迅速，如右图所示。33. 频率稳定的判据是34. TJ的物理意义在电力系统稳定计算时，TJ 不易从手册中直接查到，当全系统的功率基准值选为SB ，发电机自身额定功率为SN时， TJ 的归算值 ，一般汽轮发电机组的TJ为816s，水轮发电机组的TJ为48s，同步调相机的TJ为24s。 TJ的物理意义：当给发电机转子施加额定转矩后，其转子从静止状态达到额定转速所需的时间。35. （概念）小扰动法原理是根据李雅普诺夫稳定性理论，以线性化分析为基础的分析方法。当受扰动系统的线性化微分方程组的特征方程式根的实部皆为负值时，该系统是稳定的；当受扰动系统的线性化微分方程特征方程式的根
16、实部有正值时，该系统是不稳定的。36. （简答）应用小扰动法分析简单电力系统静态稳定的步骤 1、列出系统中描述各元件运动状态的微分方程组； 2、将以上非线性方程线性化处理，得到近似的线性微分方程组 3、根据近似方程式根的性质（根实部的正、负性或者零值）判断系统的稳定性。37. 根据状态方程系数矩阵的特征值判断系统的稳定性 当 时，p1,2为一个正实根和一个负实根，发电机相对于无限大系统非周期性失去同步，故系统是不稳定的。 当时，p1,2为一对虚根，理论上作等幅振荡，系统同样不稳定。实际上，系统中由于阻尼作用，将作衰减的振荡，最后都稳定在初始值，系统恢复同步。38. 阻尼作用对静态稳定的影响总的
17、阻尼功率可近似表示为计及阻尼功率后，发电机转子运动方程写成矩阵形式为其特征方程为解得 特征值 p具有负实部的条件为 当，且时， p1,2 为两个负实根，系统在受到小扰动后，发电机的状态变量和将按指数函数规律衰减到初始值； 当，但时， p1,2 为一对具有负实部的共轭复根，这时系统在受到小扰动后，发电机状态变量和将作衰减的振荡，最后稳定在初始值； 当时，特征方程式的根 p1,2至少有一个是正实数或两个都为具有正实部的共轭复根，无论 为何值，系统都是不稳定的。38.总之，装设自动励磁调节器使发电机的静态稳定性有了一定的提高。39. （简答）减小元件电抗1、减小发电机和变压器的电抗2、减小线路电抗
18、直接减小线路电抗可用方法： 用电缆代替架空线； 釆用扩径导线或分裂导线。3、提高线路的额定电压4、釆用串联电容器补偿5、改善系统的结构 增加输电线路的回路数，减小线路电抗。 加强线路两端各自系统的内部联系，减小系统等效电抗。 在系统中间接入中间调相机或接入中间电力系统。 40故障切除后的运行方式一般情况下，以上三种运行方式下电抗之间有如下关系则相应三种运行方式下，发电机输出的电磁功率之间的关系为41. 等面积定则（定量计算）1、发电机在加速期间，功角由移到时过剩转矩对转子所做的功为 转子在加速期间所储藏的动能增量等于面积Sabcd，这块面积称为加速面积。2、在减速期间，由过程中，转子克服制动转
19、矩消耗的有功为转子在减速期间所消耗的动能等于面积Sdefg，这块面积称为减速面积。一个暂态稳定的系统，发电机转子在加速过程中所获得的动能必须在减速过程中全部释放完，它的功角达到最大值， 这就是等面积定则。 既有42. 极限切除角 临界角 应用前述公式即可求极限切除角cm。 显然，为了保持系统的暂态稳定性，必须在功角cm时，意味着加速面积大于减速面积，运行点会越过k 点而使系统失去同步。43.等面积定则只限于分析简单系统的暂态稳定性，当功角特性可在平面坐标上表示时，才可用等面积定则确定极限切除角。44.发电机转子运动方程的数值解法为了保持电力系统的暂态稳定性，需要知道必须在多长时间内切除短路故障
20、，即极限切除角c.lim 对应的极限切除时间tc.lim，这就需要找出发电机受到大干扰后，转子相对角随时间t变化的规律，即 =(t)曲线，此曲线称作摇摆曲线。发电机转子运动方程是非线性的常微分方程，一般用数值计算方法求其近似解数值计算方法:分段计算法和改进欧拉法。45. （简答）提高系统暂态稳定性的措施（1）快速切除短路故障（2）釆用自动重合闸装置（3）强行励磁（4）快速减小原动机功率（5）采用电气制动（6）串联电容器的强行补偿（7）变压器中性点以小电阻接地（8）设置中间开关站附录资料：不需要的可以自行删除锅炉知识第一章 锅炉基础知识第一节 概述一 锅炉的工作过程： 锅炉是一种利用燃料燃烧后释
21、放的热能或工业生产中的余热传递给容器内的水，使水达到所需要的温度（热水）或一定压力蒸汽的热力设备。它是由“锅”（即锅炉本体水压部分）、“炉”（即燃烧设备部分）、附件仪表及附属设备构成的一个完整体。锅炉在“锅”与“炉”两部分同时进行，水进入锅炉以后，在汽水系统中锅炉受热面将吸收的热量传递给水，使水加热成一定温度和压力的热水或生成蒸汽，被引出应用。在燃烧设备部分，燃料燃烧不断放出热量，燃烧产生的高温烟气通过热的传播，将热量传递给锅炉受热面，而本身温度逐渐降低，最后由烟囱排出。“锅”与“炉”一个吸热，一个放热，是密切联系的一个整体设备。锅炉在运行中由于水的循环流动，不断地将受热面吸收的热量全部带走，
22、不仅使水升温或汽化成蒸汽，而且使受热面得到良好的冷却，从而保证了锅炉受热面在高温条件下安全的工作。二 锅炉参数：锅炉参数对蒸汽锅炉而言是指锅炉所产生的蒸汽数量、工作压力及蒸汽温度。对热水锅炉而言是指锅炉的热功率、出水压力及供回水温度。蒸发量（D）蒸汽锅炉长期安全运行时，每小时所产生的蒸汽数量，即该台锅炉的蒸发量，用“D”表示，单位为吨/小时（t/h）。（二）热功率（供热量Q）热水锅炉长期安全运行时，每小时出水有效带热量。即该台锅炉的热功率，用“Q”表示，单位为兆瓦（MW），工程单位为104千卡/小时（104Kcal/h）。（三） 工作压力工作压力是指锅炉最高允许使用的压力。工作压力是根据设计压
23、力来确定的，通常用MPa来表示。（四） 温度温度是标志物体冷热程度的一个物理量，同时也是反映物质热力状态的一个基本参数。通常用摄氏度即“t ”。锅炉铭牌上标明的温度是锅炉出口处介质的温度，又称额定温度。对于无过热器的蒸汽锅炉，其额定温度是指锅炉额定压力下的饱和蒸汽温度；对于有过热气的蒸汽锅炉，其额定温度是指过热气出口处的蒸汽温度；对于热水锅炉，其额定温度是指锅炉出口的热水温度。第二节 锅炉的分类和规格型号一 锅炉的分类由于工业锅炉结构形式很多，且参数各不相同，用途不一，故到目前为止，我国还没有一个统一的分类规则。其分类方法是根据所需要求不同，分类情况就不同，常见的有以下几种。1 按锅炉的工作压
24、力分类低压锅炉：P2.5MPa；中压锅炉：P=2.65.9MPa；高压锅炉：P=6.013.9 MPa；超高压锅炉：P14MPa。2 按锅炉的蒸发量分类（1） 小型锅炉：D75吨/小时。3 按锅炉用途分类电站锅炉、工业锅炉和生活锅炉。4 按锅炉出口介质分类蒸汽锅炉，热水锅炉，汽、水两用锅炉。5 按采用的燃料分类燃煤锅炉、燃油锅炉和燃气锅炉。二 锅炉的规格 锅炉与其它机电设备一样，都有其一定规格和型号，以表明设备的性能，工业蒸汽锅炉和热水锅炉的系列标准GB1921、GB3166对其各参数均作了相应的规定。然而，随着开放搞活，用户对锅炉的需求也越来越多样化、实用化。故近年来，设计制造锅炉单位也随着
25、市场需求而生产产销对路的锅炉产品，最大限度满足用户要求。三锅炉型号 我国工业锅炉产品的型号的编制方法是依据JB1626标准规定进行的。其型号由三部分组成。各部分之间用短线隔开。表示方法如下：上述型号的第一部分表示锅炉型式，燃烧方式和额定蒸发量或额定热功率。共分三段：第一段用两个汉语拼音表示锅炉总体形式见表11和表12；第二段用一个汉语拼音字母代表燃烧方式（废热锅炉无燃烧方式代号）见表13；第三段用阿拉伯数字表示蒸汽锅炉的额定蒸发量，单位为t/h（吨/小时），或热水锅炉的额定热功率，单位为MW（兆瓦）或废热锅炉的受热面，单位为m2（平方米）。第二章 锅炉结构第一节 常用中小型锅炉一立式锅壳锅炉立
26、式锅壳锅炉主要有立式横水管锅炉和立式多横水管锅炉、立式直水管锅炉、立式弯水管锅炉和立式火管锅炉等，目前应用较多的是后三种。由于立式锅炉的热效率低和机械化燃烧问题难以解决，并且炉膛水冷程度大，不宜燃用劣质煤，目前产量逐渐减少，只是局限在低压小容量及环保控制不严及供电不正常的地少量应用。如我厂的LHG系列产品。二卧式锅壳锅炉 卧式锅壳式锅炉是工业锅炉中数量最多的一种。目前已由原来最大生产4t/h（少量的也有6t/h）发展到可以生产40t/h锅壳式锅炉。1 卧式内燃锅壳式锅炉 卧式内燃锅壳式锅炉以其高度和尺寸较小，适合组装化的需求，采用微正压燃烧时，密封问题容易解决，而炉膛的形状有利于燃油燃气，故在
27、燃油（气）锅炉应用较多，燃煤锅炉应用较少。如我厂WNS系列卧式内燃室燃锅壳式燃油（气）锅炉。2卧式外燃锅壳式锅炉 这是我国工业锅炉中使用的最多、最普遍的一种炉型，按现行的工业锅炉型号编制方法，应用代号WW，但目前国内锅炉行业均用水管锅炉的形式代号DZ来表示。如我厂的DZL系列产品。 卧式外燃水火管锅炉与卧式内燃水火管锅炉的主要区别，在于卧式外燃水火管锅炉将燃烧装置从锅壳中移出来，加大了炉排面积和炉膛体积，并在锅壳两侧加装了水冷壁管，组成燃烧室，为煤的燃烧创造了良好条件，因此燃料适应性较广，热效率较高。三水管锅炉 水管锅炉在锅筒外部设水管受热面，高温烟气在管外流动放热，水在管内吸热。由于管内横断
28、面比管外小，因此汽水流速大大增加，受热面上产生的蒸汽立即被冲走，这就提高了锅水吸热率。与锅壳式锅炉相比水管锅炉锅筒直径小，工作压力高，锅水容量小，一旦发生事故，灾害较轻，锅炉水循环好，蒸发效率高，适应负荷变化的性能较好，热效率较高。因此，压力较高，蒸发量较大的锅炉都为水管锅炉。常见的水管锅炉有双锅筒横直式水管、双锅筒纵置式水管锅炉和单锅筒纵置式水管锅炉，如我厂SZL系列产品。四. 热水锅炉 热水锅炉是指水在锅炉本体内不发生相变，即不发生蒸汽，回水被送入锅炉后通过受热面吸收了烟气的热量，未达到饱和温度便被输入热网中的一种热力设备。（一）热水锅炉的特点1锅炉的工作压力 热水锅炉的工作压力取决于热系
29、统的流动阻力和定压值。热水锅炉铭牌上给出的工作压力只是表明锅炉强度允许承受的压力,而在实际运行中，锅炉压力往往低于这个值。因此热水锅炉的安全裕度比较大。2 烟气与锅水温差大，水垢少，因此传热效果好，效率较高。3 使用热水锅炉采暖的节能效果比较明显。热水锅炉采暖不存在蒸汽采暖的蒸汽损失，并且排污损失也大为减少，系统及疏水器的渗漏也大为减少，散热损失也同样随之减少。因此热水采暖系统比蒸汽采暖系统可节省燃料20%左右。4 锅炉内任何部分都不允许产生汽化，否则会破坏水循环。5 如水未经除氧，氧腐蚀问题突出；尾部受热面容易产生低温酸性腐蚀。6 运行时会从锅水中析出溶解气体，结构上考虑气体排除问题。热水锅
30、炉的结构形式1 管式热水锅炉 这种锅炉有管架式和蛇管式两种，前者较为常见。管式热水锅炉是借助循环泵的压头使锅水强迫流动，并将锅水直接加热。这种锅炉大都由直径较小的筒体（集箱）与管子组成，结构紧凑，体积小，节省钢材，加工简便，造价较低。但是这种锅炉水容量小，在运行中如遇突然停电，锅水容易汽化，并可能产生水击现象。2 锅筒式热水锅炉 这类热水锅炉，早期大都是由蒸汽锅炉改装而成的，其锅水在锅炉内属自然循环。为保证锅炉水循环安全可靠，要求锅炉要有一定高度，因此这类锅炉体积较大，钢耗和造价相对提高。但是由于这类锅炉出水容量大且能维持自然循环，当系统循环泵突然停止运行时，可以有效地防止锅水汽化。也正是这个
31、原因，近年来自然循环热水锅炉在我国发展较快。第二节 基本结构及结构特点锅炉的结构，是根据所给定的蒸发量或热功率、工作压力、蒸汽温度或额定进出口水温，以及燃料特性和燃烧方式等参数，并遵循蒸汽锅炉安全技术监察规程、热水锅炉安全技术监察规程及锅炉受压元件强度计算标准等有关规定确定的。一台合格的锅炉，不论属于那种形式，都应满足“安全运行，高效低耗，消烟除尘，保产保暖”的基本要求。一 法规中对锅炉的基本要求（1） 各受压元件在运行时应能按设计预定方向自由膨胀；（2） 保证各循环回路的水循环正常，所有的受热面都应得到可靠的冷却；（3） 各受压部件应有足够的强度；（4） 受压元、部件结构的形式，开孔和焊缝的
32、布置应尽量避免减少复合应力和应力集中；（5） 水冷壁炉墙的结构应有足够的承载能力；（6） 炉墙应有良好的密封性；（7） 开设必要的人孔、手孔、检查孔、看火门、除灰门等，便于安装、运行操作、检修和清洗内外部；（8） 应有符合要求的安全附件及显示仪表等装置，保证设备正常运行；（9） 锅炉的排污结构应变于排污；（10） 卧式内燃锅炉炉胆与回燃室（湿背式）、炉胆与后管板（干背式）、炉胆与前管板（回燃式）的连接处应采用对接接头。二、燃油（气）锅炉结构特点：燃油（气）锅炉与燃煤锅炉比较，由于使用燃料不同而在结构上具有以下特点：（1） 燃料通过燃烧器喷入锅炉炉膛，采用火室燃烧而无需炉排设施；（2） 由于油、
33、气燃烧后均不产生灰渣，故燃油（气）锅炉无排渣出口和除渣设备；（3） 喷入炉内的物化油气或燃气，如果熄火或与空气在一定范围内混合，容易形成爆炸性气体，因此燃油（气）锅炉均需采用自动化燃烧系统，包括火焰监测、熄火保护、防爆等安全设施；（4） 由于油、气发热量远远大于煤的发热量，故其炉膛热强度较燃煤炉高的多，所以与同容量的燃煤锅炉比较，锅炉体积小，结构紧凑、占地面积小；（5） 燃油（气）锅炉的燃烧过程是在炉膛中悬浮进行，故其炉膛内设置前后拱，炉膛结构非常简单。三 燃油锅炉与燃气锅炉的区别（1） 燃油锅炉与燃气锅炉，就本体结构而言没有多大的区别，只是由于燃料热值不同，将受热面作了相应的调整。即燃油锅炉
34、辐射受热面积较大，而燃气锅炉则是将对流受热面设计的大些。（2） 燃油锅炉所配燃烧器必须有油物化器，而燃气锅炉所配燃烧器则无需物化器。（3） 燃油锅炉，必须配置一套较复杂的供油系统（特别是燃烧重油、渣油时），如油箱、油泵、过滤器加热管道等，必须占据一定的空间，而燃气锅炉，则无需配置储气装置。只需将用气管道接入供气网即可，当然，在管道上还需设置调压装置及电磁阀、缓冲阀等附件，以确保锅炉安全运行。第三节燃煤锅炉改成燃油（气）锅炉的基本原则一 燃煤锅炉改成燃油（气）锅炉的基本原则（1） 被改造的燃煤锅炉必须具备以下条件： 原锅炉的受压元件必须基本完好，有继续使用的价值； 原锅炉的水气系统和送、引风系统
35、必须基本完好。（2） 改造后的锅炉应达到如下目的： 保持原锅炉的额定参数（如汽压、汽温、给回水温度等）不变； 保持或提高原锅炉的出力和效率。（3） 通过改造达到消烟除尘，满足环保要求。（4）锅炉改造方案必须简单，易行，投资少，见效快，工期短。因此锅炉改造的涉及面越小越好，可采取只改炉膛和燃烧装置，改造部分不超出锅炉本体基本结构范围。二 燃煤锅炉改成燃油（气）锅炉的注意事项（1） 机械化层状燃煤锅炉，要改成燃油（气）锅炉，首先应取掉前后拱，同时考虑增加底部受热面，以取代炉排，防止炉排过热烧坏。（2） 小型锅炉，由燃煤改成燃油（气）炉，即由原来的负压燃烧变为现在的微正压燃烧，必须注意炉墙结构及密封
36、问题。（3） 燃烧器的选型和布置与炉膛形式关系密切，应使炉内火焰充满度比较好，不形成气流死角；避免相邻燃烧器的火焰相互干扰；低负荷时保持火焰在炉膛中心位置，避免火焰中心偏离炉膛对称中心 ；未燃尽的燃气空气混合物不应接触受热面，以避免形成气体不完全燃烧；高温火焰要避免高速冲刷受热面，以免受热面热强度过高使管壁过热等。燃烧器布置还要考虑燃气管道和风道布置合理，操作、检查和维修方便。（4） 燃油气锅炉的对流受热面的烟速不会受飞灰磨损条件的限制，可适当提高烟气流速，使对流受热面的传热系数增大，在不增加锅炉受热面的情况下，可以提高锅炉的压力，此时应注意锅内汽水分离装置的能力，以保证蒸汽品质，对有过热气的
37、锅炉尤为重要。（5） 防止高温腐蚀，由燃煤改为燃油，由于燃料油中含有钠、钒等金属元素有机类，经燃烧后生成氧化物共熔晶体的熔点很低，一般约为600左右，甚至更低。这些氧化物在炉膛高温下升华后，在凝结在相对温度较低的受热面上，形成有腐蚀性的高温积灰，且温度越高腐蚀越快。为此，改造时，应在易受高温腐蚀的受热面表面涂覆陶瓷、炭化硅等特种涂料，也可选用耐高温腐蚀性能好的材料，以提高其耐高温腐蚀性能。（6）防止炉膛爆炸，燃煤炉改为燃油（气）炉时，当燃油雾化不良或燃烧不完全的油滴（燃气）在炉膛或尾中受热面聚集时，就会发生着火或爆炸，因此，在锅炉的适当部位应装置防爆门，同时自动化控制上应增设点火程序控制和熄火
38、保护装置，以保证锅炉安全运行。第三章 锅炉燃料工业锅炉用燃料分为三类：固体燃料烟煤，无烟煤，褐煤，泥煤，油页岩，木屑，甘蔗渣，稻糠等；液体燃料重油，渣油，柴油，等；气体燃料天然气，人工燃气，液化石油气等。第一节 煤一 煤的成分： 自然界里煤是多种物质组成的混合物，它的主要成分有碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水分等。1 碳：用符号C表示，是煤的主要成份，煤的含碳量愈多，发热量越高。不过含碳量较高的煤较难着火，这是因为碳在比较高的温度下才能燃烧。一般碳约占燃料成份的5090%。2 氢：用符号H表示，是煤中最活波的成份，煤中含量越多，燃料越容易着火，煤中氢量约为2%5%。3 硫：用符号S表示，是煤中的一
39、种有害元素。硫燃烧生成二氧化硫（SO2）或三氧化硫（SO3）气体，污染大气，对人体有害，这些气体又与烟气中水蒸汽凝结在受热面上的水珠结合，生成亚硫酸（H2SO3）或硫酸（H2SO4）腐蚀金属。不仅如此，含硫烟气排入大气还会造成环境污染。含硫多的煤易自燃。我国煤的含量为0.55%。4 氧：用符号O表示，是不可燃成份，煤中含氧为1%10%。5 氮：用符号N表示，是不可燃成份，但在高温下可与氧反应生成氮氧化物（NOx）,它是有害物质。在阳光紫外线照射下，可与碳氢化合物作用而形成光学氧化剂，引起大气污染。6 灰分：用符号A表示，是煤中不能燃烧的固体灰渣，由多种化合物构成。熔化温度低的灰，易软化结焦，影
40、响正常燃烧，所以，灰份多，煤质差。煤中灰份约占535%。7 水分：用符号W表示，煤中水份过多会直接降低煤燃烧所发生的热量，使燃烧温度降低。二 煤的发热量1Kg煤完全燃烧时所放出的热量，称为煤的发热量。1 高位发热量（Qgw）指煤的最大可能发热量。2 低位发热量（Qdw）指煤在正常燃烧条件下的实际发热量。 我国目前的锅炉燃烧设备都是按实际应用煤的低位发热量来进行计算的。煤的品种不同，其发热量往往差别很大。在锅炉出力不变的情况下，燃用发热量高的煤时，耗煤量就小，燃用发热量低的煤时，其耗煤量必然增加。因此，笼统地讲燃料消耗量的大小而不考虑煤种，则不能正确反映锅炉设备运行的经济性。为了能正确地考核锅炉
41、设备运行的经济性，通常将Qdw=7000Kcal/Kg(约合29300KJ/Kg)的煤定义为标准煤，这样便于计算和考核。三 煤的燃烧（一） 煤完全燃烧的条件1 适量的空气2 一定的燃烧温度3 燃料与空气的混合均匀性4 充分的燃烧时间（二） 煤的燃烧过程1 预热干燥2 挥发分析出并开始着火燃烧3 固定碳着火燃烧4 固定碳的燃烧和灰渣的形成。第二节 燃油和气体燃料一 燃油（一） 燃料油的物理特性1 重度（比重） 单位体积内物质的重量称为“重度”（）。油的重度在0.780.98吨/米3之间，所以油比水轻，通常能浮在水面上。通常将20时比重作为油品的标准比重，用符号“d420”表示。2 发热量（Q）
42、油的重度愈小，则发热量愈高。由于油中的碳、氢含量比煤高，因此其发热量约为3980044000千焦/公斤。3 比热（C） 将1公斤物质加热，温度每升高1所需的热量称之为该物质的比热。单位是KJ/Kg。4 凝固点油的凝固点表示油在低温下的流动特性。5 粘度 油的流动速度，不仅决定于使油流动的外力，而且也取决于油层间在受外力作相对运动的内部阻力，这个内部阻力就称为粘度。油的粘度随温度升高而降低，随温度下降而增大。对于压力物化喷嘴的炉前燃油粘度以24度为最好，对转杯式喷嘴以36度为好。6 沸点 液体发生沸腾时温度称为沸点。油品没有一个恒定的沸点，而只有一个沸点范围。7 闪点 燃油表面上的蒸汽和周围空气
43、的混合物与火接触，初次出现黄色火焰的闪光的温度称为闪点或闪光点。 闪点表示油品的着火和爆炸的危险性，关系到油品储存、输送和使用的安全。闪点45的油品称为易燃品。在燃油运行管理中，除根据油种闪点确定允许的最高加热温度外，更须注意油种的变化及闪点的变化。8 燃点（着火点） 在常压下，油品着火连续燃烧（时间不少于5秒）时的最低温度称为燃点或着火点。无外界明火，油品自行着火燃烧时最低温度称为自然点。9 爆炸浓度界限 油蒸汽与空气混合物的浓度在某个范围内，遇明火或温度升高就会发生爆炸，这个浓度范围就称为该油品的爆炸浓度界限。10油品很容易在磨察时升成静电，在静电作用下，油层被击穿，会导致放电，而产生火花
44、，此火花可将油蒸汽引燃。因此，静电是使用油品发生燃烧和爆炸的原因之一。（二） 常用燃油特点1 重油（1） 油的比重和粘度较大，脱水困难，流动性差。（2） 油的沸点和闪点较高，不易挥发。（3） 其特性与原油产地，配制原料的调和比有关。2 渣油（1） 硫份含量较高。（2） 比重较大。（3） 粘度和凝固点都比较高。（4） 作为锅炉燃油时必须注意防止低温腐蚀。3 柴油，分为轻柴油和重柴油，工业锅炉上常用轻柴油作为燃料。轻柴油的特点：（1） 粘度小，流动性好，在运输和物化过程中，一般不需要加热。（2） 含硫量较小，对环境污染也小。（3） 易挥发，火灾危险性大，运输和使用中应特别注意。二 气体燃料（一） 气体燃料的化学组成 气体燃料的化学成份由可燃部分和不可燃部分组成。1 可燃部分有氢，一氧化碳，甲烷，乙烯，乙烷，丙烯，丙烷，苯，硫化氢等。2 不可燃成分有氮，氧，二氧化碳，氧化硫和水蒸气。（二） 分类1 天然气，目前西安，北京等城市使用的气体燃料就是天然气。发热量为36533KJ/m3，爆炸极限的上限为15.0%，.下限为5.0%。2 人工燃气，是指以煤或石油产品为原料，经过各种加工方法而产生的燃气。3 油制气，是指以石油产品为原料，经过各种加工方法而产生的燃气。4 液化石油气，是指在开采和炼制石油过程中，作为副产品而获得的一种碳氢化合物。（三） 特点
