锅炉及燃烧机知识Word文档格式.docx
《锅炉及燃烧机知识Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锅炉及燃烧机知识Word文档格式.docx（57页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
锅炉蒸发量的大小，主要取决于受热面的大小。
锅炉受热面，是指锅炉盛水或蒸汽的受压元件，如锅筒、水管、烟管等，受到火焰或烟气加热的表面积。
受热面积越大，吸收的热量越多，产生的蒸汽量也就越多。
对热水锅炉反映出力的是供热量。
热水锅炉在确保安全的前提下长期连续运行，每小时出水的有效带热量，称为这台锅炉的额定供热量，单位是热功率"
兆瓦"
以前用的单位是万千卡/小时，两者的换算关系是，热水锅炉产生0.7兆瓦相当于蒸汽锅炉产生l吨/小时的蒸汽的热量。
二、压力
垂直均匀作用在物体表面上的力，称为压力，单位是"
牛顿（N）"
，过去用公斤力（kgf）表示。
1公斤力=9.81牛顿。
垂直均匀作用在物体单位面积上的压力，称为压强，单位是兆帕（MPa）。
过去是用公斤力/厘米，表示。
1公斤力/厘米，=0.0981兆帕。
在习惯上，常把压强称为压力，因此本书中所提到的压力，实际上应是压强。
在自然界中，空气是具有重量的，因此，空气中的任何物体，在任何方向上都会受到空气的压力，这种压力称为大气压力。
在标准状态下，即当温度为O℃时，在海平面（海拔等于零）处，1大气压等于76厘米水银柱高的重量，也等于每平方厘米的面积上承受10.134牛顿力，相当0.101兆帕。
在物理学中，把相当于0.101兆帕（1.033公斤力/厘米，）的压力，叫作1标准大气压或1物理大气压。
测量压力有两种标准:
一种是以零压（压力等于零）作为测量起点，称为"
绝对压力"
;
另一种是以当时当地的大气压力作为测量起点，也就是用弹簧管压力表测出的压力数值，称为"
表压力"
或"
相对压力"
因此，绝对压力等于表压力加上当地大气压力。
锅炉上应用的压力都是表压力。
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，由液体状态变成气体状态，其体积要增大很多（如在1绝对大气压下，其体积将增大1650倍），但锅炉是密闭的容器，因而限制了水汽的自由膨胀，结果就便锅炉钢板受到了汽水作用的压力。
锅炉铭牌上载明的"
设计工作压力"
，就是指的表压力，表明锅炉内部的水和蒸汽超过大气压力的数值。
锅炉的设计工作压力，是根据所用金属材料的强度和受压元件的几何形状以及受力点等条件，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计算，然后从中选出一个所能承受压力的最低值，作为这台锅炉的最高允许使用压力。
锅炉设计工作压力又可称¨
额定出口蒸汽压力"
三、蒸汽温度
表示物体冷热的程度称为"
温度"
，温度是物体内部拥有能量的一种体现方式，温度越高，能量越大。
用来测量温度的仪表叫做温度计，它是根据液体（水银或酒精）热胀冷缩的性质制成的。
常用摄氏温度计，是在标准大气压下，把水结冰时的温度（冰点）定为零度，把水沸腾时的温度（沸点）定为100度，在两者之间平均分成100格，每格即是1度，记作1℃。
锅炉金属铭牌上载明的蒸汽温度，即是用摄氏温度标出的。
对于小型锅炉，使用的蒸汽绝大多数是从锅筒上部的主蒸汽阀直接引出的，其蒸汽温度，是指该锅炉工作压力下的饱和蒸汽温度。
四.锅炉型号及参数
蒸发量/额定功率燃料品种代号
燃烧方式蒸汽温度/额定出/进水温度
型式代号额定工作压力
1．型式代号：
立式水管-LS立式火管-LH卧式内燃-WN/CWN
立式电-D卧式电-D
2．燃料品种代号：
柴油-YC重油-YZ天燃气-QT液化气-QY电-D
说明如下：
WNS0.7-0.7/95/70-YC（QT）
表示卧式内燃式室燃，额定热功率0.7MW，额定工作压力0.7Mpa，出水温度95度，回水温度70度，设计燃料为柴油/天然气的热水锅炉。
CWNS1.4-95/70-YQ
表示常压卧式内燃式室燃，额定热功率1.4MW，出水温度95度，回水温度70度，设计燃料为柴油/天然气的热水锅炉。
CLHS0.35-95/70-YQ
表示立式火管室燃，额定热功率0.35MW，出水温度95度，回水温度70度，设计燃料为柴油
第二节锅炉的传热
一、热量与比热
热量是物体所含有的热能数量，热量的多少不仅与物体本身的温度有关，还与其重量和性质有关。
热量的单位是"
焦耳（J），焦耳的1000倍称为千焦。
过去用的单位是"
千卡"
，两者的换算关系是:
1千卡=4.18千焦。
单位重量的物质，温度升高l度时所吸收的热量，称为该物质的"
比热"
，常用的单位是"
千焦/公斤度"
例如，水的比热为4·
18焦耳/公斤度（1千卡/公斤度），钢的比热为0.5千焦/公斤度（0.12千卡/公斤度）。
二、传热方式
在燃油锅炉中，燃烧是基础，产生蒸汽或热水是目的，这两者是通过传热联系起来的。
油在炉内燃烧产生出的热量，由火焰或烟气通过金属壁（受热面）传给水、蒸汽或空气（介质）的过程，称为"
传热"
传热总由高温物体向低温物体进行，两个物体的温度差越大，传热速度越快，效果就越好。
传热方式有导热、对流和辐射三种。
1·
导热
导热是同一物体内或两个不同温度的物体相接触时，热量从高温部分传给低温部分的过程。
例如:
锅炉水管的外壁受烟气加热后，热量很快传导给内壁，然后供炉水吸收。
各种物体导热的性能是不相同的。
善于导热的物体称为"
热的良导体"
，如铜、铝、铁等金属;
不善于导热的物体称为"
热的不良导体"
或称"
绝热体"
，如水垢、空气、石棉等。
2·
对流
对流是液体或气体依靠其本身的流动来达到热量传递的过程。
例如，使用热水冲淋浴，当水冲到身上时，身体就会感到热量的传递。
在锅炉内，由于热水上升或冷水下降，在循环流动中传热，使全部锅水的温度逐步升高。
3·
辐射
辐射是高温物体不通过接触或流动，直接将热量向四周散发给低温物体的过程。
例如，太阳的热量就是通过辐射的方式传给地球的;
锅炉炉膛内，火焰温度很高，对炉胆内壁进行辐射传热。
辐射传热的效果与热源温度的四次方成正比。
在锅炉实际运行中，传热方式不只是导热、对流、辐射传热中的一种，是几种传热方式都存在的，在炉膛中，存在着火焰对炉的辐射传热，也存在着高温烟气的对流传热，但以辐射传热方式为主;
在烟管中，存在着烟气的对流传热，也存在着烟气的辐射传热，但以对流传热为主。
第三节水与水蒸气
一、水的性质
水是由氢和氧两种元素化合而成的，其化学分子式是H2O。
纯净的水在常温下是无色无臭透明的液体，具有一定的体积，但没有固定的形状。
·
随着温度的变化，水会呈现液态（水）、气态（水蒸气）和固态（冰、霜、雪）三种形态，
水在1个标准大气压下，温度为4C时，体积最小，比重最大（1克/厘米，）。
从4℃起，温度上升或下降，其体积均要膨胀，比重减小，所以，北方冬季停用的锅炉和管道内不要存水，以免结冰后体积膨胀，冻坏设备水的比热为4.18千焦/公斤度，较其它液体大，即一定数量的水温度升高时吸收的热量比其它液体在相同情况下所吸收的热量多。
所以，经常利用水作为冷却或吸热的介质。
水在连通器内当水面上压力相等时，各处的水面始终保持相平。
锅炉上的水位表，就是利用这个原理，通过观察水位表，知道锅炉里水位的高低。
水在密闭的容器内，受到外加压力时，本身的体积几乎没有缩小，但是能够均匀地对各个方向传递压力。
锅炉水压试验就是利用这一原理进行的，以检查锅炉内各部分的强度和严密性。
水在容器内对任何方向郡有压力，并且在同一一深度时，对各方向的压力都相等;
深度增加，压力也增加。
所以，在同一锅炉上，如果压力表安装的位置高低不同，指示的压力值也不同;
高度相差1米，压力就相差0.OlMPa（O.1公斤力/厘米2）。
二、饱和水与水蒸气的性质
饱和水、饱和蒸汽与过热蒸汽
水由液态转化为气态的过程称为汽化。
汽化通过蒸发与沸腾两种方法进行，蒸发是水在自由表面上缓缓地汽化，在任何温度下都持续进行。
沸腾是水在表面和内部同时进行剧烈的汽化，只有当温度达到沸点时才会发生。
在一定压力下，对水不断加热，水温相继上升，最后达到饱和温度（简称沸点）。
这种具有饱和温度的水称为饱和水。
饱和温度与压力有关，随着压力升高，饱和温度也相应升高，也就是一定的压力对应一定的饱和温度。
见表1-1。
在表中可以查得:
在绝对压力0，lMPa时，水的饱和温度是99.96℃;
在绝对压力1.OMPa时，水的饱和温度是179.88℃;
在绝对压力2.OMPa时，水的饱和温度是212.37℃。
表1-1饱和水、饱和蒸汽表
在一定压力下，对饱和水继续加热，饱和温度保持不变，具有饱和温度的水蒸气称为饱和蒸汽。
对饱和蒸汽继续加热度，便会产生过热热，这种具有过热热的蒸汽称为过热蒸汽。
湿度与干度
通常在饱和蒸汽中或多或少带有一些水分，故饱和蒸汽实际上是蒸汽和水的混合物，通常称为湿蒸汽。
而不含水分的蒸汽，称为干蒸汽。
湿蒸汽中含水量与总重量的比值，称为蒸汽的湿度。
湿蒸汽中蒸汽的重量与总重量的比值，称为蒸汽的干度。
显然，对于同---湿蒸汽，其湿度与干度之和等于1。
例如，若某蒸气的湿度为3％，则其干度为97％，表明在每公斤的饱和蒸汽中含有0.03公斤的水和0.97公斤的干蒸汽。
表示蒸汽纯洁程度称为蒸汽品质，而湿度是衡量蒸汽品质好坏的一个重要指标，湿度过大不仅会降低蒸汽品质，影响使用效果。
液体热、汽化热与焓
在--定的压力下，使1公斤的水从O℃加热到饱和温度所需要的热量，称为液体热或称显热，单位是千焦/公斤"
液体热仅用于提高水的温度，不能改变水的形态，它与压力有关，压力越高，液体热就越大。
在一定的压力下，使1公斤的饱和水完全汽化，变为相同温度的干饱和蒸汽所需要的热量，称为汽化热，又称蒸发热或潜热，单位是千焦/公斤。
汽化热仅增加汽化量，而不提高蒸汽的温度，它也与压力有关，但压力越高，汽化热则越小。
在一定压力下，使lkg的水从0℃;
加热到任一状态下的水或蒸汽，所吸收的总热量称为该状态下水或蒸汽的焓，单位也是千焦/公斤。
干饱和蒸汽的焓恰等于饱和水的焓与汽化潜热之和。
在表压力lMPa，可以查出饱和水的78KJ/Kg，汽化潜热20OOKJ/KG，它们之和正是相同压力下饱和蒸汽焓值2781KJ/Kg。
三．锅炉相关单位换算
11标准大气压=0.1Mpa=1kg/fcm2=10mH2O=10000mmH2O=100000Pa=1000mbar
21大卡=1000卡
31度电=1KW/h=860Kcal
41公斤蒸气所含热量为640大卡
51平方米采暖需100Kcal热量
61公斤温水需要30KcaL/h
71t/h=700KW
第二章锅炉的运行管理
第一节新锅炉运行前的调试
新投用的燃油锅炉必须对锅炉的燃烧装置、安全附件、自动控制保护装置进行调试。
在锅炉出厂前，这些设备与装置进行了设定。
出厂时的设定是在额定参数状态下的状态。
所以，某一-使用单位来说，有可能对燃料、使用参数作相应的调整，所以，在锅炉安装完毕后，锅炉要进行调试，使之满足使用单位的需要，
一、安全附件的调试
安全附件的调试包括安全阀的调校，压力表的校验，水位表水位的调整。
安全阀起跳压力的调正是根据《蒸汽锅炉安全技术监察规程》规定:
对于额定蒸汽压力≤0.8MPa的锅炉，安全阀的起跳压力为:
（工作压力+0.03）MPa和（工作压力+0.05）MPa
对于额定蒸汽压力大于0.08MPa而小于或等于5.9MPa的锅炉，安全阀的起跳压力为:
1.04倍和工作压力的1.06倍工作压力·
回座差--般为始启压力的4一7％，最大不超过10％·
安全阀的校验一般在试验台上进行校验，试验介质多为空气或氮气，考虑到锅炉的实际工况，进行温度修正，没有校验台的地方可直接在锅炉的试运行中进行调校
在锅炉试运行中调整安全阀的开启应由锅炉的专业人员进行，因为这时要把各种超压保护装置调高，掌握不好，容易使锅炉出现事故.
压力表的校检是由国家计量检定单位进行校验，正常使用中每年进行一次校验。
水位表的水位调整是结合水位控制保护装置进行的。
二、自动控制装置的调试
自动控制装置的调试包括水位控制装置的调试，蒸汽压力控制的调试，燃烧机的负荷调整。
水位控制装置调试
水位控制保护装置包括给水的控制、水位的报警及与锅炉燃烧的联锁保护。
燃油锅炉全部采用自动给水，且与锅炉的燃烧进行联锁，
小型燃油锅炉的给水多是通过对锅筒内的水位的检测来控制给水泵进行间歇式给水和联锁保护的，电极式水位控制器，水位控制范围±
50mm，低水位报警-50mm。
在锅炉进水时，可对水位控制保护装置进行调试，上水时，水位升至水位表+50mm，水泵应停止，把水泵开关置于"
自动"
位置，打开排污阀放水，当水位降至0mm，水泵应自动开启向锅炉注水，一般水位电极已设置好，如果在测试中发现误差较大，可对电极进行检查。
对于水位保护及联锁装置的调试应往锅炉的运行过程中进行，锅炉运行时，将水泵开关置于"
关闭"
位置，打开排污阀放水，当水位降至-5Omm以下时，锅炉发出水位报警信号（低水位报警灯亮，同时并发出声音），同时切断燃烧机燃烧。
根据《蒸汽锅炉安全技术监察规程》的规定，水位表应有指示最高、最低安全水位的标志，水位表玻璃板（管）的最低可见边缘应比最低安全水位低25mm;
水位表最高可见边缘，应比最高安全水位高125mm。
也就是说，锅炉的最低安全水位应在玻璃板（管）的最低可见边缘25mm以上，调试中，如果发现最低安全水位在玻璃板（管）的最低可见边缘25mm以下，可检查水位电极。
蒸汽压力控制的调试
蒸汽压力控制包括蒸汽压力的调节和超压的停炉及联锁保护。
燃油锅炉的蒸汽压力一般为两位式调节，即当锅炉的压力达到某一压力值时锅炉停炉，当锅炉压力低于某压力时，锅炉自动启动。
锅炉的启停是通过一个压力控制器进行调节的，现以JC-210型压力控制器为例说明蒸汽压力控制器的调试，假定要使锅炉在0.7MPa停炉，0.6MPa启动，差动值为0.1MPa。
启动锅炉，首先调整压力控制器的主标尺，用螺丝刀旋动右上角的调节螺栓至0.85MPa，使锅炉刚好停止运行。
调左上角的调节螺丝至压差值为1，打开放空阀排汽，使蒸汽压力降低，当锅炉压力降至0.6MPa，锅炉又重新启动，实际调测可能会有微小误差，可左右调整旋钮使之准确。
超压保护及联锁装置也是使用压力控制器来实现的，它的调试和压力控制器的调节相似。
燃烧器的负荷调整
燃烧器的负荷变化是指蒸汽的压力、温度及蒸发量的变化，小型燃油锅炉的负荷调节一般是根据蒸汽的压力进行调节，调节分为两位式和连续式调节两种，两位式调节比较简单，当锅炉的压力大于某一压力值时，减少锅炉的燃烧的喷嘴的数量，即小火燃烧，当锅炉的压力小于某一压力值时，增加锅炉的燃烧的喷嘴的数量，即大火燃烧。
多用在蒸发量较小的燃油锅炉上，它也是使用压力控制器来实现调节的，它的调整和用于超压保护的压力控制器的调整相同。
用JC-210型压力控制器作为锅炉的负荷调节器，调节值调整为0.5MPa，下部差动旋钮值为1。
启动锅炉当锅炉压力快接近0.5MPa值时，向下调节螺栓，使燃烧器变成小火运行。
压力低于0.4MPa转大火。
三、燃烧装置的调试
1，燃油的调节
对于燃用重油的锅炉是根据重油的加热温度不同，而确定预压泵的工作压力。
方法是调整预压泵循环系统的回流阀来控制。
燃烧状况的调整
一般情况下，燃烧器的风油调节装置在燃烧器出厂时已经调节完毕，
所以在锅炉上不再需要调整。
但如果发现燃烧器燃烧不良时，可采用下列方法来调整:
（1）在有限的范围内增大或减少油压（油压调得太高，会使油泵产生泄漏，太低会使雾化不良）。
（2）如果上述调整还不起作用的话，就要适当调整风门的凸轮开度。
详见燃烧器说明书有关风门的调节。
第二节燃油锅炉的运行
由于燃油锅炉的结构不同，使用的燃烧设备不同，所以运行的方式也有所不同，下面只以卧式内燃锅壳式锅炉为例说明燃油锅炉的运行操作，其它型式锅炉的运行应参照其使用说
明书，
一、启动前的准备工作:
锅炉启动前应做好以下的检查。
1.日用油箱的油位和油温，如果燃用重油，应确认温度在50℃左右，并确信能至少用2小时以上。
油泵及过滤器是否正常过油，燃气炉检查燃气压力是否正常，不要过高或过低。
2.检查软水箱的水位，确信能至少用2小时以上。
3.检查电源电压是否正常，满足所用电动机的要求。
4.检查各油（气）路，水路，汽路的阀门状态:
（1）油（气）路，所有截止阀应处于开通状态。
（2）水路，所有截止阀应处于开通状态。
（3）汽路，主汽阀关闭，疏水阀开通，空气阀打开。
5.检查烟道门的状态。
防爆门是否正常。
6.检查转动机械的转向，如风机、油泵、水泵。
7.检查锅筒水位表:
（1）水位表清晰。
（2）汽阀、水阀开关灵活。
（3）水位标尺（高水位报警，低水位和极低水位报警等）。
（4）水位表照明充足。
8.检查压力表:
（1）表盘清晰，蒸汽压力表应有工作压力红线。
（2）指针在零点。
（3）照明充足。
9.检查安全阀
10.检查锅炉的底架上的膨胀位置是否通畅。
11.检查电控箱面板上的指示灯，仪表是否完好。
12.检查现场照明。
13.上述检查完毕后应作记录。
二、点火
确认上述检查符合要求后，按下启动电钮，锅炉即进入启动点火状态（所有点火程序郡将由程序自动控制）。
如点火连续三次失败，则耍停炉检修。
三、锅炉升压过程
1.点火成功后，一般把负荷选择开关置"
手动…。
小火"
状态约10分钟。
（热态炉除外）
2.当汽压升至0.05一0.lMPa时，应冲洗锅炉的压力表及水位表，以保持其工作正常，
3.当锅炉汽压升至0.15一一0.2MPa时，关闭空气阀并检查安全阀是否泄漏。
4.当锅炉汽压升至0.2一0.25MPa时，对锅炉进行一次排污。
排污时锅炉的水位应在最高处。
排污后要检查排污阀是否关严。
5.当汽压升至0.3MPa时，要全面检查锅炉的受压元件的紧固件，如人孔，头孔和各个法兰的螺栓是否松动，并进行一次热拧紧（不准使用加长套筒的扳手）。
6.当汽压升至锅炉的工作压力时，按要求对安全阀进行调整。
7.安全阀进行调整后，要进行一次动作试验。
8.安全阀校验后，将开启压力，回座压力，提升高度等情况存档。
9.调低压力控制器，使之发挥作用（如报警，大小转换，停炉等）以证明其灵敏，然后再按规定调整好。
四、送汽
1.当达到送汽压力时，应先减低火力。
2.开启送汽阀，注意要动作缓慢，并注意疏水和暖管，以防"
水击"
3.送汽阀开尽后应回转一圈，
五、正常运行的监测
锅炉的水位
虽然卧式内燃锅壳式锅炉对水位都有自动报警装置，但监测水位计的工作仍不能放松。
水位计必须保持清晰可见，并每班冲洗一次，特殊情况下，如发现汽水共腾，水处理设备故障时，要加强冲洗，当水位计的水位看不见时，---定要查清原因。
严禁盲目进水或放水。
每班要进行一次高低水位报警器的功能检测，手动进水至报警水位。
观察报警器是否动作，然后消音复位，接着，手动排污（先开快速排污阀，再开慢开阀，关闭时顺序相反）至报警水位线，观察报警器是否工作。
试验完毕，应将所有开关置"
位置。
2.锅炉汽压
锅炉升压时，汽压与负荷的变化有很大的关系。
负荷突然增加，汽压立即下降，负荷突然减少，汽压立即上升。
卧式内燃锅壳式锅炉都设有压力自动控制装置，如超压开关，启停开关，如果在锅炉上装有燃烧一负荷比例调节器，能使燃烧随时跟踪负荷。
但不管怎样，还要监测锅筒上的蒸汽压力表和分汽缸上的压力表，并定期冲洗压力表的存水弯管，以保证压力表读数的正确性。
3.锅炉的给水及锅水的监测
对于卧式内燃锅壳式系列锅炉的给水和锅水，其水质应符合GBl576《低压锅炉水质标准》的规定。
并定期取样化验。
由化验人员确定排污的数量及次数。
4.转动机械的监测
对于水泵，燃烧器，油泵等要采用一看二听三摸的方法进行监视。
发现异常现象，立即采取办法处理。
必要时要停炉检修，切不可大意。
5.日用油箱的油位、油温的监视
发现油位太低，不够使用1小时，请提前注入新的燃油。
如使用重油，还要注意其油温应在50℃左右。
太高或太低都会对油泵造成磨损，
6.水处理设备的运行状态
要定期检查水处理设备中的离子交换剂是否失效，或定期进行反洗。
水处理操作说明。
7.排烟温度监测
正常情况下新的锅炉--般排烟温度较低，随着运行时间的增加会逐渐上升。
如果发现这个变化太大并超过"
了2O℃（指差值），就应选择适当时间停炉清灰。
这种现象如果发生得很频繁，则要检查燃烧系统是否正常。
如油压太低，油温太低以至雾化不良，或风油比不对，造成油气混合不良以致缺氧燃烧而积碳。
另外，对于干背式锅炉，如果排烟温度猛然增加，则有可能在后烟箱的第二回程及第三回程之间的隔火墙短路漏烟，应停炉修复。
8.重油的加热油温、油压的监视
根据油种的不同，因而达到良好雾化的温度也不同。
电加热的温控在出厂时已调好，除非油种变化，一般不予调整。
对于重油的高压油泵，其吸人端的预压也要控制，以防止重油中已溶解的气体，水等气化，造成油泵的磨损。
这个预压力跟油温有关。
9.蒸汽品质监测
蒸汽品质要求较高时，应注意定期对蒸汽迸行检测。
但不论怎样，一般要控制其带水量。
如果太高，对锅炉的效率会有影响，对生产也有影响。
一般带水严重时，都是由于汽水共腾或高水位引起的。
发生这类情况时，应减少对锅炉的加药，或降低水位运行（经厂家允许）。
六、停炉
1.自动停炉
如果负荷很小时，即汽压高到高压停炉值（即压力调节器调整的停炉压力）或油温不够时，燃烧器即自动关闭。
这时锅炉还处于运行状态，仍会自动启动。
如果由于事故停炉，如熄火，极低水位，燃气压力低等，燃烧器也会自动停止，但燃烧器不会自动启动，须按复位才行。
2.手动停炉
如果发现一些不能自动停炉的故障时，就要手动停炉。
停炉的顺序是"
升级会员 