1、第五节 锅炉及锅炉房设备,概 述锅炉是供热之源。锅炉及锅炉房设备的任务就是安全可靠、经济有效地把燃料的化学能转化为热能，进而将热能传递给水以生产蒸汽或热水。,5.1.1锅炉的定义利用燃料燃烧所释放的热能或其它能量，加热水或其它工质，从而产生规定参数（压力和温度）的水蒸汽、热水或其它工质的设备。注：工质指能实现能量传递或转移的工作物质如水、空气等,5.1锅炉,5.1.2 锅炉的重要性,1锅炉及锅炉房是供热系统中热源产生的主要设备。 2锅炉是化工、石化、冶金、轻纺、造纸等工矿企业主要动力及供热设备。 3锅炉是能源工业发展的主要组成部分火力发电站三大主机之一。 4锅炉及锅炉房设备在节能、环保等科技改
2、造及研究方面具有重要地位。,5.1.3 锅炉的分类,1根据用途的不同分为：电站锅炉在火电厂，蒸汽驱动汽轮机组发电（发电 厂锅炉部分示意图）工业锅炉用于工业及采暖、大多为低参数小容 量锅炉,火床燃烧(也有火室燃烧)热 效率较低.出口工质为蒸汽的为蒸汽锅炉 ,出口工质为热水的为热水锅炉.（工业锅炉流程图）船舶锅炉用作船舶动力,一般采用中低参数,大多燃油. 机车锅炉用作机车动力,一般为小容量低参数,锅炉设计紧凑.,发电厂锅炉部分示意图,返回,返回,工业锅炉流程图,2按载热工质的不同分为： 蒸汽锅炉 热水锅炉 3按锅炉结构分类： 火管锅炉烟气在火管内流动,一般为小容量 低参数锅炉,热效率较低但结构简
3、单,水质要求低,维修方便。 水管锅炉汽、水在管内流动，高低参数都有。,4. 按锅炉出口工质压力分低压锅炉压力小于1.27MPa,(13大气压） 中压锅炉压力为3.82MPa,(39大气压） 高压锅炉压力为9.8MPa,(100大气压） 超高压锅炉压力为13.72MPa,(140大气压） 亚临界压力锅炉压力为16.72MPa,(170大气压） 超临界压力锅炉压力大于22.11MPa（225.65大气 压）,、按燃烧方式分类层燃炉,燃料被层铺在炉排上进行燃烧的炉子,主要用于工业锅炉,包括固定炉排炉,活动手摇炉,抛煤机链条炉等。 悬燃炉，主要用于电站锅炉，液体燃料、气体燃料和煤粉锅炉燃料主要在炉膛内
4、悬浮燃烧 沸腾炉,燃料在炉膛中被由下而上送入的空气托起,并上下翻腾而进行燃烧的炉子,是目前燃用劣质燃料和脱硫及减少氮氧化物颇为有效的一种燃烧设备,有利于减少环境污染,是国家提倡使用的一种炉型。,6、按所用燃料分类固体燃料锅炉燃用煤等固体燃料 液体燃料锅炉燃用重油等液体燃料（图） 气体燃料锅炉燃用天燃气等气体燃料（图） 余热锅炉利用冶金、化工等工业余热作热源 原子能锅炉利用核反应堆所释放的热能作热 源的蒸汽发生器 废料锅炉利用垃圾、树皮、 废液等废料作燃料的锅炉。 其它能源锅炉利用地热、太阳能等能源的蒸汽发生器。,全自动燃油（气）锅炉外形图,返回,全自动燃油（气）锅炉外形图,返回, 、按锅筒布置
5、分类 单锅筒纵置式 单锅筒横置式 双锅筒纵置式电站锅炉一般采用单锅筒式，工业锅炉 采用单锅筒或双锅筒 、按出厂型式分类 快装 组装 散装小型锅炉采用快装型式,5.1.4 采暖常用的供热锅炉,北方地区，多采用卧式低压蒸汽或热水燃煤锅炉。 南方缺煤地区，民用建筑多采用卧式低压蒸汽或热水燃油锅炉，及常压热水锅炉。 工业建筑多采用中、低压蒸汽或热水锅炉。 集中供暖系统常用的热水温度为95、常用的蒸汽压力往往小于70kpa。所以供热锅炉大都采用低压锅炉，区域供热系统则多用高压锅炉。,5.1.5 锅炉的基本构造和工作过程,1、锅炉的基本组成：汽锅和炉子两大部分。 汽锅是容纳锅水的受压部件，它是由锅筒（又称
6、汽包）、管束、水冷壁、集箱和下降管等组成一个封闭汽水系统。其任务是吸收燃料燃烧放出的热量，把水加热成规定压力和温度的热水和蒸汽。（图） 炉子是锅炉中燃料进行燃烧产生高温烟气的场所，主要由燃烧设备和炉膛组成,返回,、锅炉的工作过程,燃料的燃烧过程 烟气向水的传热过程 水的受热升温过程,3、燃油、燃气锅炉的基本结构和工作过程,）燃烧特点 燃油锅炉使用液态燃料(轻油或重油)，燃气锅炉 使用气体燃料(天然气或液化石油气等)，燃油经 雾化配风，燃气经配风后燃烧，均需使用燃烧器 喷入锅炉炉膛，采用火室燃烧而无需炉排设施， 又由于油、气燃烧后均不产生炉渣，无需排渣出 口及排渣设施，使炉膛结构较燃煤锅炉简单。
7、,）结构特点（见图）燃油、燃气锅炉都设有燃烧器；（图） 无排渣出口和排渣设施； 采用自动化燃烧系统，包括火焰监测、熄火保护、防暴等安全设施；燃油锅炉需将油滴雾化成油雾后才进行燃烧，因此其燃烧器有油雾化器； 燃气锅炉直接燃用燃气，其燃烧器不带雾化器；,燃油锅炉的基本构造,返回,返回,）工作过程,a、燃料的燃烧过程油：轻油 管道 空气经燃烧器雾化 混合喷入炉内 烟气排出重油 加热气： 燃气燃烧器 混合喷入炉内 烟气排出 管道输送 空气燃油、燃气锅炉无炉渣生成,b、烟气向水的传热过程,炉膛（炉胆） 辐射 辐射+对流 烟管 （一回程） （二回程）烟管 对流 （三回程）,后烟箱转向,前烟箱转向,以WNS
8、国产燃油燃气锅炉为例烟气三回程放热,5.2 锅炉房设备,锅炉与保证锅炉正常、连续运行的辅助设备的总称。 锅炉房设备：由锅炉本体 + 辅助设备组成锅 + 炉+ 附加受热面蒸汽过热器 省煤器+空气预热器（尾部受热面）,辅助设备,1、燃料储运或制备系统 回油输油泵 供油泵 （1）油炉 轻油：贮油罐 工作油箱 过热器喷入炉内 油燃烧器（参见下一页流程图）重油：燃料储运系统与轻油相似，但储油罐、油 箱、管道等均需有加热或保温 装置。,返回,（2）气炉：安全保护的要求高,煤气管 煤气表 过滤 稳压 气燃烧器,(3)、煤炉 煤粉炉 （组成运煤系统）原煤 输送机 去除金属杂质碎煤机 磨煤机煤粉燃烧器 渣坑 出
9、渣机渣场 外运（组成出渣系统）,煤场,磁铁,煤渣,煤粉,层燃炉原煤 （提升机）（图） 煤斗炉排 渣坑 出渣机（图）渣场 外运,煤场,输送机,煤渣,KZL4锅炉输送机(提升机)提升固体燃料 返回,返回,螺旋出渣机,2、送、引风系统,（1）煤粉/油炉/气炉：空气 鼓风机 （空预器）燃烧器 炉膛除尘器 引风机烟囱 （组成引风系统）（2） 层燃炉： 空气 鼓风机 空预器穿过炉排,3、水、汽系统,一般，2T/h以上锅炉的给水需先水处理，去除结垢离子和腐蚀气体。给水 软化水装 除气装置 省煤器置除硬度 预热分水缸 热水 用户 或 上锅筒分汽缸 蒸汽,水泵加压,4、自动控制系统,锅炉的锅内是有压甚至是高压环
10、境，需 要有良好的运行保护，因此都配备有控制 箱。大型电站锅炉都是全自动运行，小型 燃油、燃气锅炉也都可实现全自动、无人 化管理，燃煤锅炉有的还需人工操作。,基本控制如：目测：玻璃水位计锅内水位高低控制和报警：自动：水位传感器，信号接至控 制箱。水位过高，停给水 泵；过低，开给水泵。目测：压力表锅内压力监测和报警： 自动：压力传感器，信号接至控 制箱，压力过低 开燃烧器；压力过高 停燃烧 器，向外排汽。,锅内水温监测: 水温过低 开燃烧器; (热水锅炉) 水温过高 停燃烧器,向外放气。 送、引风系统：鼓风机、引风机启停连锁， 即必须先关鼓风机再关引风 机。,5.3 锅炉房的位置,供热锅炉房大体
11、分为两类：一类为工厂供热或区域供热用的独立锅炉房；另一类为生活或供暖用的附属锅炉房。它既可以附设在供暖建筑物内，也可以设在供暖建筑物以外。锅炉房位置应配合建筑总图合理安排，符合国家卫生标淮、防火规范及安全规程中的有关规定，并应考虑以下要求：,接近热负荷中心或建筑物的中央，以减小供暖系统的作用半径； 管道布置方便，有利于凝结水回收； 便于燃料储运和灰渣排除； 有利于减少烟尘和有害气体对环境的污染； 有利于自然通风和采光； 有较好的地质条件； 留有扩建的可能； 锅炉房一般应是独立的建筑，当设置单独锅炉房有困难时，低压锅炉可以与民用建筑相连或设置在民用建筑内。,5.4 锅炉房建筑要求,锅炉房建筑布置
12、应符合锅炉房工艺布置的要求：一般小容量的锅炉和没有除灰渣设备的燃油、燃气锅炉应采用单层布置；蒸发量大、有省煤器、空气预热器等尾部受热面，且采用机械化运煤除渣的锅炉，可以采用双层建筑。,锅炉房的地面以及除灰室的地面至少应高出室外地面150mm，以免积水和便于泄水。 当锅炉房必须建造地下室或地下构筑物（烟道、风道等）时，应尽量避免将地下构筑物布置在地下水位以下，否则要有可靠的防地下水和地表水渗入的措施。此外，地下室的地面应有向集水坑倾斜的坡度。,根据气候条件、施工条件和设备供应情况，可以考虑采用半露天或全露天式锅炉房。但设备、仪表必须有适应露天条件要求的防冻、防雨和防风措施，且要求有较完善的自动控
13、制装置，以便于在操作室集中控制。,考虑到锅炉万一发生爆炸事故时气浪能冲开屋面而减弱爆炸的威力，锅炉房的屋面应符合下面的要求：当屋顶结构（包括屋架、衍架）的荷重小于0.9kpa时，屋顶可以是整片的，不必带有通风采光的气窗。当屋顶的荷重大于0.9kpa时，屋顶应开设防爆气窗，兼作通风采光用。或在高出锅炉的墙壁上开设玻璃窗以代替气窗，开窗面积至少应为全部锅炉占地面积的10。,锅炉房应有安全可靠的进出口。当占地面积超过250平方米时，每层至少应有两个通向室外的出口，分别设在相对的两侧。只有当所有锅炉前面操作地带的总长度（包括锅炉之间的通道在内）不超过12米的单层锅炉房，才可以只设一个出口。锅炉房还应设有通过最大搬运件的安装孔。安装孔一般与门窗结合考虑。对于经常检修 的设备，在厂房的结构上应考虑起吊的可能性。在设计楼板时应考虑安装荷重的要求 。,砖砌或钢筋混凝土烟囱一般放在锅炉房的后面。烟囱中心到锅炉房后墙的距离应能使烟囱地基不碰到锅炉地基。同时，还应考虑烟道的布置及有无半露天布置的风机、防尘器等设备。如不布置这类设备时，烟囱中心到锅炉房后墙的距离一股为6-8米。烟囱高度不应低于20米。 锅炉房应有良好的自然通风和采光条件。,谢 谢 ！,
