锅炉常用金属材料基础知识)

第一篇：锅炉常用金属材料基础知识)

锅炉知识-金属材料基本知识

1、什么是变形？变形有几种形式？

构件在外力作用下，发生尺寸和形状改变的现象，称为变形。变形的基本形式有弹性变形、永久变形（塑性变形）和断裂变形三种。

构件在外力作用下发生变形，外力去除后能恢复原来形状和尺寸，材料的这一特性称为弹性。这种在外力去除后能消失的变形称为弹性变形。若外力去除后，只能部分的恢复原状，还残留一部分不能消失的变形，材料的这一特性称为塑性。外力去除后不能消失而永远残留的变形，称为塑性变形或残余变形，也称永久变形。

工程上，一般要求构件在正常工作时，只能发生少量弹性变形，而不能出现永久变形。但对材料进行某种加工（如弯曲、压延、锻打）时，则希望它产生永久变形。

2、什么是强度？什么是刚度？什么是韧性？

材料或构件承受外力时，抵抗塑性变形或破坏的能力称强度。钢材在较大外力作用下可能不被破坏，木材在较小外力作用下而可能会断裂，我们说钢材的强度比木材高。

材料或构件承受外力时抵抗变形的能力称为刚度。刚度不仅与材料种类有关，还与构件的结构形式、尺寸等有关。比如管式空气预热器管箱与钢管省煤器组件相比，前者抗变形能力要比后者好，我们称前者的刚度强（好），后者的刚度弱（差）。刚度好的构件，在外力作用下的稳定性也好。材料抵抗冲击载荷的能力称为韧性或冲击韧性，即材料承受冲击载荷时迅速产生塑性变形的性能。锅炉承压部件所使用的材料应具有较好的韧性。

3、什么是塑性材料？什么是脆性材料？

在外力作用下，虽然产生较显著变形而不被破坏的材料，称为塑性材料。在外力作用下，发生微小变形即被破坏的材料，称为脆性材料。

材料的塑性和韧性的重要性并不亚于强度。塑性和韧性差的材料，工艺性能往往很差，难以满足各种加工及安装的要求，运行中还可能发生突然的脆性破坏。这种破坏往往滑事故前兆，其危险性也就更大。脆性材料抵抗冲击载荷的能力更差。

4、什么是应力、应变和弹性模量？

材料或构件在单位截面上所承受的垂直作用力称为应力。外力为拉力时，所产生的应力为拉应力；外力为压缩力时，产生的应力为压应力。在外力作用下，单位长度材料的伸长量或缩短量，称为应变量。在一定的应力范围（弹性形变）内，材料的应力与应变量成正比，它们的比例常数称为弹性模量或弹性系数。对于一定的材料，弹性模量是常数，弹性模量越大，在一定应力下，产生的弹性变形量越小。弹性模量随温度升高而降低。转动机械的轴与叶轮，要求在转动过程中产生较小的变形，就需要选用弹性模量较大的材料。

5、什么叫应力集中？

由于构件截面尺寸突然变化而引起应力局部增大的现象，称为应力集中。

在等截面构件中，应力是均匀分布的。若构件上有孔、沟槽、凸肩、阶梯等，使截面尺寸发生突然变化时，在截面发生变化的部位，应力不再是均匀分布，在附近小范围内，应力将局部增大。应力集中的程度，可用应力集中系数来表示。应力集中系数的大小，只与构件形状和尺寸有关，与材料无关。工程上常用典型构件的应力集中系数，已通过试验确定。应力集中处的局部应力值，有时可能很大，会影响部件使用奉命，是部件损坏的重要原因之一。为防止和减小这种不利影响，应尽可能避免截面尺寸发生突然变化，构件的外形轮廓应平缓光滑，必要的孔、槽最好配臵在低应力区。另外，金属材料内部或焊缝有气孔、夹渣、裂纹以及“焊不透”、“咬边”等缺陷，也会引起应力集中。

6、什么是强度极限（抗拉强度）与屈服极限？

强度极限与屈服极限是通过试验确定的。在拉伸试验过程中，应力达到某一数值后，虽然不再增加甚至略有下降，试件的应变还在继续增加，并产生明显的塑性变形，好像材料暂时失去抵抗变形的能力，这种现象称为材料的屈服。发生屈服现象时的应力，称为材料的屈服极限。当试验拉力继续升高，试件达到破坏时的应力，称为材料的强度极限或抗拉强度。屈服极限和强度极限越大，分别表明材料抵抗破坏和抵抗塑性变形的能力高，即材料强度好。对于一定材料来说，强度极限和屈服极限是随着工作温度的升高而降低的。

7、什么是蠕变与蠕变极限？什么是持久强度与持久塑性？ 金属在一定温度和一定应力作用下，随着时间的推移缓慢地发生塑性变形的现象称蠕变。材料发生蠕变的温度与其性质有关，碳钢在300—350℃时，合金钢在350—450℃时，在应力作用下，就会出现蠕变。温度越高，应力越大，蠕变速度就越快。

材料抗蠕变的性能用蠕变极限来衡量，它表示在一定温度下，于规定时间内，钢材发生一定量总变形的最大应力值。持久强度是在高温条件下，经过规定时间发生蠕变破裂时的最大应力。持久塑性是指处于蠕变状态的材料，在发生破裂时的相对塑性变形量。高温材料特别是发电厂使用的管材，应具有良好的持久塑性，希望不低于3%—5%。过低的持久塑性，会使材料发生脆性破坏，降低其使用奉命。

材料的蠕变极限、持久强度、持久塑性都是通过试验方法求得的。

8、什么是金属材料的疲劳与疲劳极限？

构件在长期交变应力作用下，虽然它承受的应力远小于材料的屈服极限，在没有明显塑性变形的情况下，发生断裂的现象称为金属的疲劳。因金属疲劳发生的破坏称为疲劳破坏出现疲劳破坏的原因，是经过应力多次交替变化后，在应力最大或有缺陷部位会产生微细的裂纹，裂纹尖端出现严重的应力集中，随着交变应力循环次数的增加，裂纹逐渐扩大，最后导致破裂。

材料经受无限次变载荷而不发生断裂时的最大应力，称为材的疲劳极限。工程上常根据机件的使用寿命要求，规定交变应力循环N次时的应力为有限疲劳极限或条件疲劳限。如汽轮机叶片交变应力循环次数N 锅炉的每一次启动和停止，工质运行参数的每一次波动，承压部件都要经受一次交变应力及应变的循环，这都将会影响承压部件的寿命。为了提高钢材抵抗疲劳破坏的能力，应在保持材料一定强度的基础上尽可能提高钢材的塑性及韧性。

9、什么是许用应力与安全系统？ 构件实际工作时，所允许产生的最大应力称许用应力。对锅炉承压元件不定来说，许用应力是指在工作条件下所允许的最小壁厚及最大压力时的应力。

构件工作时，其内部产生的应力既不能达到屈服极限，更不能达到强度极限，必须远小于它们才能保证安全。通常把和称危险应力。

危险应力与许用应力的比值n称为安全系数。N值的大小，不仅反映构件的安全程度。N值大，许用应力小，比较安全，但消耗材料多，构件也笨重；n值许用应力大，能节约材料，但安全程度就差。因此，在确定安全系数时，应在满足安全的前提下，充分考虑经济性的要求。

11什么是热应力？热应力大小如何计算？ 构件因温度化不能自由伸缩而产生的应力，或部件本身温度不均匀使伸缩受制约而产生的应力，称为热应力。由于热应力是温度变化而产生的，所以也称温度应力或温差应力。

部件工作时，它的尺寸将因温度变化而伸缩。若部件的伸缩不受任何限制，温度变化只能使其变形，而不致产生应力。若部件不能自由伸缩，将会在其内部产生应力。

部件在受热或冷却时，若各部分温度不一致，变形将受制约。温度高的部分要膨胀伸长，温度低的部分则限制它的膨胀，结果在高温部位产生压应力。低温部位产生拉应力。锅炉在启、停过程中，出现的汽包内外壁温差，将会在汽包壁内产生热应力。

热应力是由于温度变化是时变形受阻而产生，可根据应力与应变成正比的关系列出计算式：

12、什么是金属的应力松弛现象？

钢材在高温和应力作用下，在应变量维持不变，应力随着时间的延长逐渐降低的现象，称为应力松弛。

金属材料在高温下发生应力松弛，是有一部分在初应力作用下产生的弹性变形逐渐地转化为塑性变形的结果。松弛现象与蠕变现象有着内在的联系，都是在高温和应力作用下的不断性变形过程，两者的区别仅在于蠕变时应力基本恒定不变，松弛时应力则不断在降低。

应力松驰发生在高温下工作的紧固件上，如锅炉、汽轮机上的螺栓、螺母、压紧弹簧等。这些零件在长期高温和应力作用下，塑性变形增加，应力下降，当松弛到一定程度后，就会引起汽缸和阀门漏汽，安全门提前起座，影响机组正常运行，甚至发生危险。为了防止上述现象发生，一般要求经过2×104h（两次大修间隔）运行后，螺栓最小应力不低于最小密封应力，这个密封应力通常为150MPa2（15.3kgf/mm）。为了达到这一要求，可以采取如下措施：一是选择松弛性能高的钢材；一是提高螺栓的初紧应力。13．什么是钢材的热疲劳与热脆性？

当金属材料在工作过程中存在温差时，因部分的胀、缩相互制约而产生附加热应力。如果温差是周期变化的，热应力也将随之变化，同时伴随着弹、塑性变形的循环，塑性变形逐渐积累引起损伤，最后导致破裂。这种因经受多次周期性热应力作用而遭到的破坏称为热疲劳破坏。

热疲劳裂纹一般发生在金属零件的表面，为龟裂状。锅炉的过热器、再热器、汽包、汽轮机的汽缸、隔板，都有出现热疲劳的可能性。

钢材在某一高温区间（如400—550℃）和应力作用下长期工作，会使冲击韧性明显下降的现象称为热脆性。影响热脆性的主要因素是金属的化学成分。含有铬、锰、镍等元素的钢材，热脆性倾向较大。加入钼、钨、钒等元素，可降低钢材的热脆性倾向。

14、什么是钢材的高温氧化？ 锅炉某些高温元件（如过热器、再热器管及其支吊架等）与高温烟气中的氧气发生的氧化反应，称高温氧化。氧化生成的氧化膜如果不能紧紧地包覆在钢材表面而发生脱落，则氧化过程会不断发展，层层剥落，最后导致破坏。

高温氧化可生成三种氧化物：FeO,Fe2O3,Fe3O4。当壁温在570℃以下时，氧化膜由Fe2O3,Fe3O4组成；当温度高于570℃时，氧化膜由FeO,Fe2O3,Fe3O4组成。Fe2O3,Fe3O4具有致密的结构，能保护金属表面，有较好的抗氧化化。而FeO的抗氧化能力很差，因此，在温度高于500℃时，高温氧化过程就有加快的趋势。钢材工作温度高于570℃，就需要考虑抗氧化性问题。在钢中加入铬元素，生成的氧化膜具有良好的保护作用，是提高钢材抗高温氧化性能的主要手段。15．在高温下金属组织可能发生哪些变化？有何危害？

常温下钢材的金相组织是稳定的，不随时间而改变。但若在高温下长期工作，其金相组织则会不断发生变化，使其性能变差，严重时会导致破裂损坏。

（1）珠光体球化钢材中片状渗碳体逐渐转化为球状，并积聚长大的现象称珠光体球

化。珠光体球化使钢材高温性能下降，加速蠕变过程，严重球化时，常引起爆管事故。影响球化过程的因素是温度、时间和化学万分，在钢中加入铬、钼、钒等合金元素，能降低球化过程的速度。

（2）石墨化石墨化是钢中渗碳体在长期高温下工作自行分解的一种现象，即 Fe3C→3Fe+C(石墨)石墨化主要发生在低碳钢和低碳钼钢，能使钢材常温下和高温机械性能（强度、塑性）

均下降，特别使冲击韧性显著降低，导致钢材的脆性破坏。

（3）合金元素的重新分配钢材在高温下和应力长期作用下，会发生合金元素在固溶体和碳化物之间的重新分配，使强度极限和持久强度均下降，不利于高温部件的安全运行。合金元素重新分配过程，随温度的升高和时间的推移而加剧，特别是运行温度接近或超过钢材许用温度的上限时，合金元素的迁移速度将更快。

第二篇：锅炉题库基础知识部分

第一章 基础知识

一、填空题

1.DG1025/18.2－4型锅炉设计煤种的元素分析硫为 ％，灰分为 ％，水分为 ％，可磨系数为，低位发热量为 kj/kg。

2.DG1025/18.2－4型锅炉 VI29 型空气预热器热端加热元件的厚度为 mm，高度为 mm，材料为。

3.DG1025锅炉 VI29 型空气预热器中间层元件的厚度为 mm，高度为 mm，材料为。

4.DG1025/18.2－4型锅炉采用 布置，炉膛的宽度为 mm，深度为

mm。

5.DG1025/18.2－型锅炉采用 制粉系统，一台锅炉配备 台 磨机。6.DG1025/18.2－4型锅炉共装有 只煤粉燃烧器，另有 只轻油燃烧器和

只轻油点火器。

7.DG1025/18.2－4型锅炉燃烧器采用 燃烧方式。

8.DG1025/18.2－4型锅炉为了调节过热器和再热器汽温，一次风喷嘴可上下摆动，二次风喷嘴可上下摆动。

9.DG1025/18.2－4型锅炉汽包的内径为，壁厚为 mm，有效长度为 mm，其中装 mm的 分离器 只。

10.DG1025/18.2－4型锅炉共装有 只安全阀，其中汽包装有 只，过热器装有 只，再热器入口装有 只，再热器出口装有 只，还有 只电磁控制阀。

11.锅炉热效率的计算方法有 和。

12.锅炉受热面的主要传热方式有、和。13.燃烧的条件为、和。14.对于相同容量的锅炉设备，其储热能力越大，汽压变化速度就，水蒸气临界点压力为 MPa，临界点温度为 ℃。

15.在机组连锁保护逻辑中，当汽轮机跳闸且低压旁路 时，将产生锅炉联锁跳闸 MFT。16.影响锅炉受热面积灰的因素主要有、、及。17.煤粉的经济细度是由、、及 等因素共同决定的。18.锅炉停炉冷备用防锈蚀方法主要分为 和。19.煤中水分由 和 组成。

20.煤的工业分析项目包括、、、及。

21.锅炉燃料调整试验的目的是为了掌握锅炉运行的 特性，确保锅炉燃烧系统的 经济方式，从而保证锅炉机组的 运行。

22.机组协调控制的方式主要有、和。其中 为最佳控制方式。23.煤粉细度越细，就越容易 和。

24.水冷壁采用螺旋管圈型式，吸热，可以不设置水冷壁进口，以减少水冷壁的阻力降。25.VI29型空气预热器的冷端蓄热元件为 钢制造，热段蓄热元件为 钢制造。

26.VI29型空气预热器金属质量约 t，其中转动质量约 t，约占总质量的。27.VI29型空气预热器导向轴承采用 球面滚子轴承，固定在上轴套上，固定在导向轴承座上。

28.VI29型空气预热器推力轴承采用 球面滚子轴承，内圈通过 与下轴固定，外圈固定在 轴承座上。

29.VI29 型空气预热器扇形板与转子径向密封片之间形成了预热器的主要密封方式 密封，扇形板可做 调整，它与梁之间有 密封装置，分别设有烟气侧和二次风侧。30.再热器汽温调节的常用方法有、、及。除此之外，也可采用汽热交换器来调节再热汽温。

31.DG1025/18.2－4型锅炉磨煤机电动机额定功率为 KW，电压为 V，电流为 A，转速为 r/min。

32.轴流风机喘振的处理方法为。

33.轴流风机喘振是指 ； 预防措施为。

34.在电除尘器中，两个对置平面导体作为 电极，用装在它们之间的线状导体作为 电极，在两极之间施加 V 电压。烟气中的粒子与负离子碰撞而带上负电，被正电极吸附，定期敲击 电极，粒子就会落下。一般适用于分离大于 μm左右的微粒。通常除尘器设计效率为。

二、选择题

1.锅炉灰斗水封的作用是。

(A)防止向炉内漏风；(B)防止向炉外喷烟气；(C)防止冒灰。

2.锅炉连续排污的作用是。

(A)排去水面的泡沫层；(B)控制锅水的 pH 值；(C)排去浓度区的硅酸盐。

3.一般火焰检测器应用的原理为。

(A)紫外线检测原理；(B)红外线检测原理；(C)可见光检测原理；(D)声学原理。

4.同样数量的不同煤质的煤燃烧时所需的空气量不同，其主要原因是。

(A)可燃基挥发分不同；(B)工业分析成分不同；(C)发热量不同；

(D)元素分析成分不同。

5.对煤粉稳定性影响最小的因素是。

(A)挥发分；(B)灰分；(C)原煤水分；(D)煤粉细度。

6.燃烧系统及炉膛设计的主要特点是。

(A)容积热负荷高；(B)截面热负荷高；

(C)燃烧器前、后墙对冲，且相邻燃烧器火焰支持能力强；(D)燃烧器数量多，且分布均匀。7.轴流送风机动叶调节原理是。

(A)由气动定位执行器直接带动叶片机械调整装置；(B)由气动定位执行器带动油活塞；

(C)由气动定位执行器带动错油门，通过液力驱动油活塞；(D)气动转换后，由伺服电机带动油活塞。8.不能用以提高离心风机压头的方法是(A)增大叶轮进口直径；(B)提高转速；

(C)增大叶片出口安装角；(D)增大叶轮出口直径。9.轴流风机的特点是

(A)流量大，风压大；(B)流量小，风压小；(C)流量大，风压小。(D)流量小，风压大。

10.在工程热力学中，基本状态参数为压力、温度、。

(A)内能 ；

(B)焓 ；(C)熵 ；(D)比容。11.皮托管装置是测量管道中流体的。

(A)压力 ；(B)阻力 ；(C)流速 ；(D)流量。12.蒸汽动力设备循环广泛采用。

(A)卡诺循环 ；(B)朗肯循环 ；(C)回热循环 ；(D)强迫循环。13.标准煤发热量为。

(A)20934kJ ；(B)25120.8kJ ；(C)29271.2kJ ；(D)12560.4kJ。

14.电接点水位计是利用锅水与蒸汽 的差别而设计的，它克服了汽包压力变化对水位的影响，可在锅炉启停及变参数运行时使用。(A)电导率 ；(B)密度 ；(C)热容量 ；(D)电阻。15.风机特性的基本参数是。

(A)流量、压头、功率、效率、转速 ；(B)流量、压头 ；

(C)轴功率、电压、功率因数 ；(D)温度、比容。16.风机风量调节的基本方法有。

(A)节流调节 ；(B)变速调节 ；

(C)轴向导流器调节 ；

(D)节流、变频、轴向导流器调节。17.锅炉煤灰的熔点主要与灰的 有关。(A)组成成分 ；(B)物理形态 ；(C)硬度 ；(D)可磨性。

18.煤粉在燃烧过程中 所用的时间最长。

(A)着火前准备阶段 ；(B)燃烧阶段 ；(C)燃尽阶段 ；(D)着火阶段。19.锅炉水循环的循环倍率越大，水循环。

(A)越危险 ；(B)越可靠 ；(C)无影响 ；(D)阻力增大。

20.不论在检修或运行中，如有油漏到保温层上，应将。(A)保温层更换 ；

(B)擦干净 ；

(C)管表面上油再用保温层遮盖 ；(E)管表面上油用皮棉层遮盖。

三、判断题

1.DG1025/18.2－4型锅炉设计煤种的可磨系数为哈氏87，低位发热量为 19650kj/kg。()2.DG1025/18.2－4型锅炉预热器碱洗的次数取决于多种因素，如燃料质量情况、预热器通风损失及锅炉运行情况等。()3．安全门是锅炉的重要保护设备，必须在热态下进行调试，才能保证其动作准确可靠。()4.当燃用挥发分较少的煤种时，应减小过量空气系数。()5.目前我国使用的摆动喷燃器，其目的是为了调节过热汽温。()6.煤粉均匀性指数一般都接近于 1，此值越大，则均匀性越差。()7.决定煤粉经济细度的主要因素是煤的挥发分和煤粉均匀性。()8．锅炉冷态上水时间夏季为2～3h，冬季为4～5h。()

9．过热器逆流布置时，由于传热平均温差大，传热效果好，因而可以增加受热面。()10．管子外壁加装肋片，使热阻增加，传热量减少。()11．热量的传递发生过程总是由物体的低温部分传向高温部分。()12．金属在一定温度和应力作用下，逐渐产生弹性变形的现象，就是蠕变。()

13.对于高参数悬吊锅炉，一般不再采用凝结管，而是采用屏式过热器来代替。()14.第一类膜态沸腾是因蒸干而产生的传热恶化所造成的。()15.自然水循环是由于工质的重度差而形成的。()16.可以用循环流速的大小来判断水循环的好坏。流速大，工质放热系数小，带走的热量少，流速则相反。()17.所谓劣质燃料，是指水分、灰分和硫含量较高，燃烧较为困难。()18.重油、渣清油是石油炼制后的残余物。()19.高炉煤气是炼铁的副产品，除燃烧放热外，无其他用处。()20.煤中的水分在高温燃烧时可分解成为氢和氧进行燃烧。()21.燃料的元素分析是比较复杂的，火力发电厂常采用简单的化学分析法来了解煤在燃烧方面的某些特性。()22.煤的挥发分含量可以确切地反映煤燃烧的难易程度。()23.煤的发热量是指燃料在完全燃烧时所放出的热量。()24.在我国锅炉技术中，习惯采用高位发热量。()25.煤的焦结性对它在炉内燃烧的过程有很大影响，特别是在煤粉炉中，比层燃炉影响得更加显著。()26.不同灰分的成分具有不同的熔点。灰的熔点在高于 1200℃时的煤，称为难熔灰分的煤。()27.煤的可磨性是表示煤的机械强度的，实际上它又是加工过程中电能消耗的指标。()28.在同样温度和氧浓度条件下，燃烧全过程所需要的时间与燃油油滴直径的平方成正比。()29.由于煤的不完全燃烧而产生还原性气体，会使结焦加剧。()30.与中速、高速磨煤机相比，双进双出磨煤机维护费用较高，这是其缺点之一。()31.当磨煤机磨制无烟煤时，磨煤机出口温度可以相对提高。()32.双进双出磨煤机能磨制硬煤以及腐蚀性强的煤。()33.双进双出磨煤机与中速、高速磨煤机相比，它有较大的储备容量，不能快速适应负荷变化。()34.筒形球磨机一般都用于中间储仓式制粉系统。()35.圆盘式给煤机的特点是结构简单、严密，缺点是电耗高、易卡。()36.刮板式给煤机的特点是不易堵煤、较严密，但煤中有杂物、易卡。()37.叶轮式给煤机供煤均匀，但它的电能消耗大。()38.风机在不稳定区工作时所产生的压力和流量脉动的现象，称为喘振。()39.不论是轴流风机还是离心风机，都可能发生喘振。()40.启动引、送一次、排粉等离心风机时，均应先关闭入口挡板； 而对于轴流风机则应先打开出口挡板。()

★ 填空题答案

1: 0.9 ；26.9 ；6 ；哈氏 95.5 ；21966.7 2: 0.6 ； 1 侧；碳钢 3: 1.2 ； 305 ；考登钢 4: 单炉膛型； 13335 ； 12829 5: 正压、直吹式； 3 ；双进双出钢球磨煤机

6: 6×4 ； 3×4 ； 3×4 7：四角切圆； 8:30°；30° 9: 1792 ；145 ；22500 ；315 ；涡流式；108 10: 11 ；3 ；2 ；4 ；2 ；1 11: 正平衡法；反平衡法 12: 传导； 对流； 辐射 13: 炉温和合理送风；粉细度的均匀性；必要的燃烧时间 14： 越小；20.05 ；374.15 15：关闭 16：烟气流速；飞灰颗粒度；管束的结构特性；烟气与管子的流向 17：排烟热损失；机械不完全燃烧热损失；磨煤机电能消耗；制粉设备金属消耗 18:干式法；湿式法 19：表面水分；固有水分 20：水分；灰分；碳；低位发热量； 挥发分 21：技术经济；最佳；安全、经济 22：炉跟机；机跟炉；机炉协调控制； 机炉协调控制 23:着火；燃尽 24:效果好；联箱 25:耐腐蚀；碳 26: 365 ；260 ；70％ 27:双引向心；内圈；外圈 28:推力向心；同轴定位板；推力 29: 径向；少量；固定 30: 烟气挡板调节；烟气再循环调节；摆动燃烧器调节；减温水调节 31: 1250；6000(1 ± 10％)；147 ；993 32:关小动叶角度，脱离喘振区 33:风机在不稳定区工作时，所产生压力和流量的脉动现象 ； 采用合适的调节方式，避免风机工作点落入喘振区 34:正；负；72000；正；0.1～10 ；99％

★ 选择题答案

1．A 2.A 3.B 4.C 5.B 6.A 7.C 8.D 9.C 10.D 11.C 12.B 13.C 14.A 15.A 16.D 17.A 18.C 19.B 20.A

★ 判断题答案

1.√ 2.√ 3.√ 4.× 5.× 6.× 7.√ 8.√ 9.√ 10.× 11.× 12.× 13.√ 14.× 15.√ 16.× 17.√ 18.√ 19.√ 20.× 21.× 22.√ 23.√ 24.× 25.× 26.× 27.√ 28.× 29.√ 30.× 31.√ 32.√ 33.× 34.√ 35.× 36.√ 37.√ 38.√ 39.× 40.√

四、名词解释 1．过量空气系数

实际空气量与理论空气量的比值称为过量空气系数。2.燃料发热量

单位燃料在完全燃烧时所放出的热量，称为燃料的发热量。3.高位发热量

所谓高位发热量，是指 1kg 燃煤完全燃烧时所放出的全部热量，包括烟气中水蒸气凝结成水所放出的汽化潜热。

4.低位发热量

从燃煤的高位发热量中扣去水蒸气的汽化潜热，这时的发热量称为低位发热量。5.锅炉设备的先天性缺陷

锅炉设备在设计、制造、安装上的缺陷，即为先天性缺陷。6.煤粉细度

所谓煤粉的细度，是指煤粉经过专用筛子筛分后，残留在筛子上面的煤粉质量占筛分前煤粉总质量的百分数值。

7.灰的变形温度

灰锥尖端变圆或开始弯曲时的温度。8.灰的软化温度

灰锥尖端弯曲而触及锥底平面，或整个锥体变成球状时的温度。9.灰的熔化温度

灰锥完全熔融成液态并能流动时的温度。10.理论空气量

根据燃烧反应推导出来的 1kg 煤完全燃烧所需要的空气量，称为理论空气量。11.漏风系数，，，假定某受热面之前的过量空气系数为α出口处的过量空气系数为α，则其增值Δα=α-α，即为此受热面处的漏风系数。12.煤的可磨性系数

在风干状态下，将标准煤和所磨煤由相同状态破碎到相同细度时所消耗的电能之比，称为所磨煤的可磨性系数。

五、问答题

1.说明DG1025/18.2－4型燃煤锅炉的型式。

答 : 锅炉的型式为亚临界、∏型单炉膛全钢结构、平衡通风、固态排渣、一次中间再热、自然循环、燃煤汽包炉。

2.DG1025/18.2－4型燃煤锅炉主、再热蒸汽参数各为多少 ? 答 : 锅炉最大连续蒸发量为 1025t/h，过热蒸汽压力为 17.4MPa，过热和再热蒸汽温度为 540 ℃，与哈尔滨汽轮机厂的 300MW 机组配套。

3.DG1025/18.2－4型燃煤锅炉的汽包各部尺寸各为多少 ? 其使用材质是什么 ? 答 : 汽包内径为 1792mm，汽包壁厚为145mm，长度为 2000mm，材料为13MnNiMo54。4.说明DG1025/18.2－4型燃煤锅炉汽包的内部结构。答 : 汽包内装有内衬套，汽水混合物由汽包上部沿整个长度均匀引人，沿内衬与汽包壁之间环形流到汽包的下部，均匀加热汽包壁，然后进入汽包内的汽水分离装置。汽包内 装有两排旋风分离器，作为汽水混合物的一、二级分离。旋风子的直径为315m，数目为108个。汽包的顶部装有百叶窗、均汽孔板，以提高蒸汽品质。

5.DG1025/18.2－4型锅炉汽包共装有几个安全阀 ? 其内径和排汽量各为多少 ? 答 : 汽包两端上部装有 3个全启式弹簧安全阀。安全阀的口径均为 76.2cm，其排汽量均为 27600kg/h，总排汽量为82800kg/h。

6.DG1025/18.2－4型燃煤锅炉的燃烧室尺寸、炉膛容积及下联箱与汽包中心标高各为多少 ? 答 : 锅炉燃烧室的宽度为 12.829m，深度为 13.335m，下联箱中心线标高为7.55 m，汽包中心线标高为

365m，炉膛容积为 7172 m。

7.DG1025/18.2－4型燃煤锅炉过热器共分为哪几个部分 ? 答 : 过热器分为六个部分，依次为顶棚过热器、烟道包墙过热器，低温过热器、大屏过热器、后屏过热器、和末级过热器。

8.DG1025/18.2－4型燃煤锅炉再热器分为哪几部分 ? 答 : 锅炉再热器分为壁式再热器、中间再热器和高温再热器。

9.说明DG1025/18.2－4型燃煤锅炉省煤器的结构形式及其目的。

答 :省煤器的给水从省煤器入口集箱左端引入，水从下向上流动，有利于排出其中的汽泡和空气，防止局部腐蚀。省煤器集箱布置在炉内受热，这样可以减少穿墙造成的漏风。省煤器引出管共有51排，从3个出口集箱送往汽包。

10.说明DG1025/18.2－4型燃煤锅炉空气预热器的形式、各段材质及其受热面高度。答 : 锅炉装有两台容克式回转预热器，预热器转子直径为 10320mm，分热端、中间、冷端三种柜式元件。热端、中间元件用 0.6mm 碳钢板，冷端元件用 1.2mm 考登钢。热端元件高度为 914mm、中间元件高度为457mm，冷端元件高度为 305mm。

11.说明DG1025/18.2－4型燃煤锅炉回转式空气预热器电动和气动驱动转速及其密封系统的形式与调整。

答 : 预热器采用电动驱动时的转速为 1.14r/min，气动驱动时为 0.5r/min。空气预热器有径向、轴向和周围密封系统，密封片采用 1.2mm 考登钢。径向密封装有空气预热器泄漏自动调整装置，一次风角度为 50°。，二次风角度为 130°。

12.说明DG1025/18.2－4型燃煤锅炉空气预热器轴承润滑系统的形式和油温连锁的规定。

答 : 空气预热器支持轴承和导向轴承装有独立的润滑系统。油温55℃以下，油槽润 滑； 55℃以上，由润滑泵自启循环润滑； 油温低于 45 ℃，润滑泵自停。

13.为防止积灰、腐蚀及二次燃烧，空气预热器应装有哪些装置 ? 答 : 空气预热器装有两个固定旋转式蒸汽吹灰装置、碱水冲洗装置、喷水灭火装置和防止低温腐蚀的蒸汽/空气加热器（暖风器）。

14.DG1025/18.2－4型燃煤锅炉为保证燃烧配备了多少煤粉喷燃器 ? 说明燃烧器的布置形式。答 : 配备了6 层共 24个煤粉喷燃器。布置形式为燃烧器四角切圆布置。15.说明DG1025/18.2－4型燃煤锅炉摆动燃烧器的摆动角度。

答 : 摆动燃烧器向上倾斜 30°，向下倾斜 30°，顶层燃烬风可摆动15°。16.说明DG1025/18.2－4型燃煤锅炉共装有多少吹灰器及其控制方法。

答 : 锅炉炉膛装有58 个短式蒸汽吹灰器，过热器、再热器处装有58个长伸缩式蒸汽吹灰器，空预器配有2个固定旋转半长式吹灰器，可以自动程序吹灰，也可远方或就地手动控制吹灰。17.DG1025/18.2－4型燃煤锅炉过热器出口共装有几只安全阀 ? 其排汽量多大 ? 答 : 锅炉过热器出口有2只全启式弹簧安全阀，1 只电磁泄放阀阀。它们的排汽量分别为110、110、104t/h。

18.DG1025/18.2－4型燃煤锅炉再热器入口共装有几只什么形式的安全阀 ? 其排汽量多大 ? 答 : 锅炉再热器入口装有4只全启式弹簧安全阀，排汽量均为176t/h。19.说明DG1025/18.2－4型燃煤锅炉再热器出口安全阀的数量、形式及排汽量。答 : 锅炉再热器共装有2只全启式弹簧安全阀，排汽量均为101t/h。

20.DG1025/18.2－4型锅炉在何处装有空气加热器，空气加热器的作用是什么 ? 答 : 在送风机入口和一次风机入口各装有一组空气加热器，其作用是提高一次风机、送风机入口风温，防止预热器冷端结露后，形成酸腐蚀。

21.对DG1025/18.2－4型锅炉空气预热器吹灰有何规定 ? 答 :(1)锅炉点火启动后，应频繁地对预热器吹灰；(2)正常运行中，一般每班对预热器吹灰两次；(3)停炉前，对预热器吹灰两次。

22.说明DG1025/18.2－4型锅炉吹灰时采用手动操作的方法。答 :(1)选择手动吹灰方式；(2)输入吹灰器号 :(3)启动吹灰器。

23.说明DG1025/18.2－4型型锅炉过热器的汽温特性。

答 : 本锅炉采取的是辐射一半辐射一对流联合型过热器，从过热器和再热器的布置及结构情况可分析得出，由于辐射过热器(主要是全大屏、后屏、中间再热器)受热面布置 在炉膛及炉膛出口处，以吸收部分炉膛内的辐射热量，而对流过热器(主要是高温再热 器、高温过热器、低温过热器)受热面布置在炉膛出口水平烟道处及后烟道内，以吸收烟气对流热量，这样整个过热器的汽温特性如下 :(1)辐射受热面的过热器汽温随锅炉负荷的增加而降低。这是因为辐射式过热器的吸热量决定于炉膛烟气的平均温度，在负荷增高时，炉膛温度升高，因而辐射热量也增大； 但同时，流经辐射过热器的蒸汽量也增多，而且蒸汽量增多所需要的热量大于辐射所增多 的热量，因此每千克蒸汽获得的热量减少，所以辐射式过热器出口的蒸汽温度减低。反之，当负荷降低时，辐射式过热器出口的蒸汽温度升高。

(2)在对流过热器中，蒸汽温度是随着锅炉负荷的增加而升高的。当锅炉负荷升高时，燃料消耗量增加，冲刷过热器的烟量增多(即烟速增大)，因此提高了烟气对管壁的传热系数。24.DG1025/18.2－4型锅炉的燃烧器是如何布置的 ? 答 : 本炉三台磨，每台磨向两层喷嘴送粉，一、二次风间隔布置，燃烧器四角切圆布置，边燃烧边上升，每组燃烧器总高约 11m，有6层一次风喷口，上、中、下 均有二次风喷口，顶层布置有燃烬风，一次风喷口边缘为周界风，运行中有六层或四层运行（二层备用），备用风口用二次风来冷却，喷口为摆动式，可上下摆动30°。

25.说明DG1025/18.2－4型型锅炉摆动燃烧器的组成及摆动工作原理。

答 : 摆动式燃烧器是由风箱、风口和摆动机构组成，每组燃烧器沿高方向设 A、B、C、D、E、F六个煤粉喷嘴，供应燃烧用二次风的风口与六个一次风喷嘴是均匀配风方式间隔布置的。风口摆动为控制火球位置和烟气温度提供方便，从而达到对汽温的控制。分上下两组气动控制器，每组控制器同时接收统一信号，以摆动相同的倾斜方向和角度。

26.DG1025/18.2－4型锅炉给水系统是如何组成的 ? 答 : 本锅炉机组配备三台 50％ 容量的电动调速泵，给水管路分三路，主给水管路是DN300，通常负荷变动等给水量变动由电动给水泵来调节； 另设 DN150旁路作为启动旁路，此管路装设汽动调节阀一台及电动闸阀两台，约20％负荷 ；在启动阶段除调节给水泵外还可调节旁路调节阀来实现低负荷给水流量调节，此外设一条 Dg50 管路，此条管路设两只串联电动截止阀，供上水和水压试验时使用。27.说明DG1025/18.2－4型锅炉水位的调整过程及方法。

答 :(1)锅炉在启停运行中，均应保持均衡给水，使汽包水位维持在正常范围(± 5Omm)。

(2)在启动及负荷低于30％ 时，电动给水泵应维持定速运行，给水依靠大旁路调节 阀来调节(若启动初期需间断给水时，亦可通过给水小旁路来控制)。当负荷大于30％ 而 小于 50％ 时，应将给水大旁路调节阀全开切至给水主路，通过调整电动给水泵勺管位置及改变电动给水泵转速来控制给水量。

(3)汽包水位升一、二值同时报警时，事故放水应自动打开； 若事故放水没有自动打开，则应手动开启事故放水，放水至正常水位。(4)锅炉运行时，若负荷发生大幅度变化，或开启对空排汽及安全阀动作，应注意“虚假水位”现象，必要时可将水位自动控制切至手动控制。控制给水流量，防止满水或缺水。28.影响锅炉布置的主要因素有哪些 ? 答 : 影响锅炉布置的因素有很多，如蒸汽参数、锅炉容量、燃料性质、全厂设备及各种管道布置的要求、安装检修的要求等，其中蒸汽参数、锅炉容量和燃料性质的影响是主要的。29.炉体的形状是由哪些因素决定的 ? 答 : 目前常用炉膛容积热强度 qv 与炉膛截面热强度 qF 一起来决定炉子的大体形状。当qv 一定时，qF 取得大，炉膛横截面积就小，炉膛就瘦长些； qF 取得小，炉膛横截面积就大，炉膛就矮胖些。30.锅炉悬浮燃烧有哪些特点 ? 答 : 悬浮燃烧方式的主要特点是没有炉篦，而只有一个高大的炉膛，燃料随空气一起运动，燃烧的各个阶段均在悬浮状态下进行。燃料在炉内停留的时间很短，一般不超过 2～3s。显然，这种燃烧方式适用于气体或液体燃料。但如果能预先将固体燃料磨碎成微细的粉末，以保证与空气充分混合，则在 2～3s 内基本达到完全燃烧也是可以的。这种燃烧方式比层状燃烧速度快、效率高。在火力发电厂中，悬浮燃烧的煤粉占有很大的比例。

31.汽包锅炉的锅水含盐量与哪些因素有关 ? 答 : 锅水临界含盐量的数值与蒸汽压力、锅炉负荷、蒸汽空间高度及锅水中盐质的成分等因素有关。由于影响因素较多，故对具体锅炉而言，其锅水中的临界含盐量应由热化 学试验来确定。而实际允许锅水含盐量，应远小于临界锅水含盐量。尽管影响蒸汽机械携带的因素很多，但锅水含盐量的影响是主要的，它是使蒸汽质量变坏的主要根源。不同负 荷下的锅水临界含盐量是不同的，负荷越高，锅水临界含盐量越低。所以，在负荷高时，若锅水含盐量增加，则容易引起蒸汽湿度的增大。32.锅炉汽包的尺寸、材料与哪些因素有关 ? 答 : 汽包的尺寸、材料与锅炉的参数、容量、内部装置型式等有关。运行过程中又会由于温差(汽包上、下壁之间有温差，内、外壁也有温差)的变化，使筒壁产生过大的局部热应力，如果汽包材料采用低合金钢，则壁厚可以减小。汽包的长度一般由炉的前宽决定。33.锅炉下降管有哪些作用和要求 ? 答 : 在所有自然循环和强制循环的锅炉中，都装有下降管。下降管一般置于炉外，不受热，并加以保温，以减少散热损失。下降管的作用是把汽包中的水连续不断地送往下联箱，供给水冷壁，以维持正常的水循环。下降管的结构、管子截面的大小和降水情况，都 直接影响到锅炉水循环的可靠性。下降管有小直径分散下降管和大直径集中下降管两种。目前生产的高压、超高压、亚临界压力自然循环锅炉，都采用大直径下降管，其直径一般为 325～426mm。

34.炉膛过量空气系数的定义是什么 ? 对燃烧的影响如何 ? 答 : 实际送入炉膛的空气与燃料所需理论空气量的比值，称为过量空气系数。它主要影响燃料燃烧充分程度、排烟损失大小、汽温影响及风机电耗等。35.工质在水冷壁中流动有哪几种状态 ? 答 : 气态、液态、气液混合态。

36.热量的传递有哪几种基本方式 ?省煤器属哪一种 ? 答 : 热量的传递有导热、对流和辐射等三种基本方式。省煤器属于对流传热。37.锅炉中的哪些设备容易带有先天性缺陷 ? 答 : 水冷壁、省煤器、过热器及再热器管焊缝等。38.什么叫煤的工业分析 ? 有哪些主要项目 ? 答 : 煤的工业分析是按规定条件，用把煤试样进行干燥、加热和燃烧的办法来对煤进行分析。它主要测定水分、挥发分、固定碳和灰分。39.煤粉有哪些性质 ? 答 : 煤粉有自燃性、爆炸性和流动性。40.锅炉用煤分成哪几类 ? 41.答 : 无烟煤、贫煤、烟煤及褐煤。42.锅炉上装有哪些安全附件 ? 答 : 锅炉的安全附件包括安全阀、压力表、水位计、温度测量仪表、紧急放水门及向空排汽门。43.说明煤粉细度的定义。R90、R200 各表示什么 ? 答 : 煤粉细度是指煤粉经过专用筛子筛分后，残留在筛子上面的煤粉质量占筛分前煤粉总质量的百分值。R90、R200 代表该筛孔内边长度分别为 90μm和 200μm。44.什么是燃烧 ? 燃烧必须具备哪些条件 ? 答 : 燃烧是燃料中的可燃成分(C、H、S)同空气中的氧气发生剧烈化学反应，并放出热量的过程。必备的条件 : ①要供应适当的空气； ②炉内维持足够高的温度； ③燃料和空气的良好混合； ④足够的燃烧时间。

45.典型规程对锅炉安全阀的安装设置有什么要求 ? 答（1）每台锅炉至少装两个安全阀、过热器出口、再热器进口或出口。(2)汽包安全阀、过热器安全阀总排汽量应大于或等于锅炉蒸发量。(3)安全阀的起座压力顺序 : 1)过热器电磁安全阀；

2)过热器安全阀(两个安全阀定值应不同)； 3)汽包安全阀(三个安全阀定值应不同)。46.锅炉电机连锁动作的顺序是什么 ? 答 : 锅炉电机连锁动作的顺序是两台炉内引风机、送风机、一次风机、磨煤机、给煤机。47.怎样对锅炉安装质量进行监督 ? 答 : 锅炉安装时，必须按施工工艺标准进行分阶段验收、水压试验、分部试运、酸洗、吹管及锅炉严密性试验等重要工序。

48.锅炉金属监督的具体内容是什么 ? 答 :(1)锅炉受压元件所用的金属材料，其化学成分机构性能应有质量合格证明书，否则不得使用；(2)合金钢材料在使用前，应逐件进行光谱复验；

(3)必须保证金属代用材料在使用条件下，各项性能指标均不低于设计要求 ；(4)检修后，焊口应进行 100％ 探伤检查 ；

(5)定期对过热器、再热器、水冷壁割管检查，进行金相组织分析，确定使用寿命。49.水冷壁的作用是什么 ? 有何优点 ? 答 : 水冷壁最初的出现，主要是为了保护炉墙，降低烟气温度，防止受热面及炉墙上结渣，以提高锅炉运行的安全可靠性。水冷壁的采用，不仅完成了保护炉墙的任务，而且 在一定范围内还能降低锅炉金属的耗量及造价。在现代锅炉中，水冷壁已成为不可缺少的蒸发受热面。50.水冷壁在炉墙上的布置型式有哪几种 ? 答 : 现代锅炉水冷壁在炉墙上的布置型式一般有三种，即光管式、销钉式和鳝片管式(或膜式)。51.锅炉空气预热器的作用是什么 ? 答（1）提高空气温度，加速燃料着火，改善燃烧条件；(2)进一步降低排烟温度，提高锅炉机组效率。52.为何大型锅炉常采用包覆过热器 ? 答 : 在近代大型锅炉中，常布置有包覆过热器。这种过热器布置在水平烟道和垂直烟道的墙上，所以也叫墙式过热器。由于烟道靠墙处的烟气流速低，而且烟气辐射也很弱，故包覆过热器的吸热量很小。装设包覆过热器的主要作用在于简化烟道部分的炉墙。将包覆管过热器悬吊在炉顶梁上，在包覆管上敷设炉墙，可以简化炉墙结构，并减轻炉墙的质量，这对大型机组尤为可取。53.按锅炉的传热方式，可将过热器分为哪几种型式 ? 答 : 对流过热器、辐射过热器和半辐射过热器。

54.按锅炉烟气的流动方向，可将过热器分为哪几种类型 ? 答 :顺流过热器、逆流过热器和混合流过热器。

55.什么是质量流速 ? 过热蒸汽的质量流速说明什么问题 ? 答 : 过热蒸汽的流速可以用单位截面积上的质量流量来表示，一般称为质量流速，其数值等于蒸汽密度γ和流速ω的乘积，其常用单位为 kg／(m2 · s)。质量流速γω可直接反映蒸汽对金属表面积冷却作用的大小。当受热面管子的工作条件较差，如工质的温度较高或热负荷较大时，应采用较高的质量流速；

2对于放置在高温区的对流过热器，γω取500～1200 kg／(m · s)； 放置在低温区的对流过热器(包

2括再热器)，取 250～500 kg／(m · s)。

56.应重点检查粗粉分离器哪个部位 ? 为什么 ? 答 : 应定期检查粗粉分离器回粉管上锁气器动作正常。如其动作失常，会降低制粉系统出力，或引起粗粉分离器堵塞。

57.直吹式制粉系统有哪些优点 ? 答 : 直吹式制粉系统简单，设备部件少，输粉管路阻力小，因此制粉系统电耗小。58.轴流式风机的工作原理是什么 ? 答 : 根据升力理论分析，流体通过单个圆柱时，圆柱体不动，流体向左、右平行流过，圆柱体上、下速度及压力的布置完全对称，流体只有对圆柱的推力没有垂直上升或下降的力。如果流体水平流过圆柱时，圆柱体亦做旋转，则由于圆柱体和流体间的摩擦力带动周围的流体一起旋转，产生环流。圆柱上部的平流和环流方向一致，流速加快，压力降 低；圆柱下部平流和环流相抵消，流速变慢，而压力升高。这样形成一个上、下的压力差，这个差就是作用在圆柱体的压力。轴流式风机就是利用这个原理工作的。59.轴流式风机有什么优缺点 ? 并列时应注意哪些问题 ? 答 : 优点 : ①适用于低压头、大流量工况，体积小，占地小； ②额定工况下的效率比其他形式风机高； ③采用可调动叶，在不同流量下也可以有较高效率。缺点 : 噪声大，控制系统复杂，制造工艺要求高。

轴流式风机并列时，应注意两侧出力相同，防止发生失速和喘振。60.说明轴流式风机简单工作原理。

答 : 流体在轴流式风机里沿轴线方向进入叶轮，不是靠离心力来达到升压、输送的，而是靠旋风把气流的旋转运动改为轴向流动，因而在风机出口处采用导流器。为获得较大 的输出能量，其叶片往往被做成机翼断面形。

61.简述离心风机的工作原理。

答 : 离心风机是利用离心力来工作的。在离心风机叶轮中旋转的气体，因其自身的质量产生了离心力，而从叶轮中心甩出，并将气体由叶轮出口处输送出去。气体的外流造成叶轮入口空间真空，外界气体补入叶轮进口空间。离心风机就是这样连续不断地工作的。62.送风机油泵动力电源及电加热电源从哪来 ? 答 : 从风机专用盘接来。63.什么叫失速 ? 答 : 对于一种翼型叶片，空气绕流时，既产生升力又产生阻力。当翼型的冲角增加时，升阻比增加； 当冲角超过某一数值时，升阻比则急剧下降。此时，翼型后形成很大的涡流区，使翼型上、下表面的压差减小，因此升力降低、阻力增加，称之为失速。

64.什么叫送风机动叶调节0～100％ 的输出对应就地的角度是多少 ? 答 : 送风机动叶调节就是调节动叶的角度，改变进风量的大小。0～100％ 的输出对应就地的角度是 －25°～＋30°。

65.锅炉吹灰器有几种类型 ? 各有多少台 ? 吹灰系统疏水是怎样布置的 ? 答 : 锅炉吹灰器有三种，即短程吹灰器、长程吹灰器和空气预热器吹灰器。短程吹灰器有 58只，长程吹灰器有58 只，空气预热器吹灰器有2 只。吹灰系统疏水全部到定排扩容器中。66.蒸汽吹灰的汽源来自何处 ? 各工作参数为多少 ? 答 : 本体汽源来自后屏进口集箱的过热蒸汽。压力为17.45MPa，温度为420 ℃，每次汽耗量为 17 t/h。另有一路从辅汽联箱来的汽源作为备用。67.变压运行机组负荷调节有哪几种方式 ? 答 : 按改变机组负荷的方法分，有纯变压(自由变压)运行、控制变压运行和联合变压运行等三种方式。

68.在不同负荷下，变压运行机组与定压运行机组在动态特性上有何不同 ? 答 : 在不同负荷下，变压运行机组的动态特性比定压运行机组的变化大。所以在调节系统参数时，需要根据负荷高低来进行自整定。

69.在一般情况下，对锅炉转动机械轴承温度有哪些规定 ? 答 : 滑动轴承的温度不得超过 80 ℃，滚动轴承的温度不得超过 100℃。70.锅炉的损失有哪些？

答：锅炉有如下五种热损失：（1）排烟热损失q2（％）；（2）化学不完全燃烧热损失q3（％）；（3）机械不完全燃烧热损失q4（％）；（4）散热损失q5（％）；（5）灰渣物理热损失q6（％）。71.什么是锅炉？

答：“锅”是指蒸发设备，包括省煤器、汽包、下降管、联 箱、水冷壁、过热器、再热器等。“炉”是指燃烧设备，包括炉膛、烟道、燃烧器及空气预热器等。72.什么叫热偏差？产生热偏差的原因有哪些？

答：在过热器工作过程中，由于烟气测和工质侧各种因素的影响，各平行管中工质的吸热量是不同的，这种平行列管工质培增不均匀的现象称为热偏差。73.省煤器的作用是什么？

答：省煤器的主要作用：（1）吸收烟气中的热量，提高给水温度，从而降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料消耗量。（2）使用省煤器可减少蒸发受热面，也就是以管径较小、管壁较薄、传热效果较好、价格较低的省煤器来代替造价较 大的部分锅炉蒸发受热面。（3）提高进入汽包的给水温度，减少汽包壁与给水之间的温差，从而减小汽包所承受的热应力，使汽包的工作条件得到改善。74.一次风的作用是什么？

答：一次风的作用是输送煤粉至炉膛并满足气粉混合物送入炉膛后的稳定着火。75.二次风的作用是什么？

答：二次风的作用是补充燃烧所需的空气量，使煤粉和空气混合均匀，保证燃料燃烧完全。76.什么叫蒸汽的机械携带和选择性携带？

答：饱和蒸汽带水的现象称为蒸汽的机械携带。蒸汽直接溶解某些特定盐分的现象称为蒸汽的选择性携带。77.什么是循环倍率，它的大小与安全性关系如何？

答：循环倍率是进入水冷壁管的循环水量G与在水冷壁管中产生的蒸汽量D之比值，用K表示，即K=G/D。它的定义是指一定数量的水在循环回路内全部汽化，需在回路中流过的次数。其大小与蒸发受热面的工作安全有着密切的关系。为了保证水冷壁管得到足够的冷却，要求管子里的工质具有一定重量流速，也就是具有一定的循环倍率。78.什么叫辐射式过热器？

答：布置在炉膛壁面上的过热器直接吸收炉膛辐射热，称为辐射式过热器。79.什么叫金属的蠕变？

答：金属在高温和应力承受载重作用下逐渐产生塑性变形的现象叫做蠕变。80.什么是”抢风”“？应如何避免？

答：两台性能相同的轴流风机在并联工作时，发生的”抢风”就是两台风机中一台风机的流量特别大，另一台风机风量却很小，它们电流也相差很大。它产生的原因是轴流风机存在较大的不稳定区域，性能曲线合成后形成一个∞形区域，所以两台风机并联运行时要避免抢风现象，即不要使风机的工作点落在∞形区域内。

81.什么是爆燃？

答：正常情况下，进入负压锅炉炉膛的燃料能够及时燃烧产生的烟气会被引风机抽走，送风量、燃烧量与引风量形成动态平衡，炉内维持微负压，如果由于各种原因使得进入炉膛的燃烧未能及时燃烧，当积存至一定数量瞬间着火时，由于引风机来不及将生成的大量烟气及时排出，原有的平衡被破坏，炉膛形成较大的正压，称为爆燃。82.什么叫排烟损失？ 答：排烟损失是指排人大气的废烟气温度高于周围空气的温度，热量得不到利用所造成的损失。

第三篇：75T循环流化床锅炉基础知识

锅炉基础知识

1．什么是锅炉？

锅炉是一种把燃料燃烧后释放的热能传递给容器内的水，使水达到所需要的温度和压力的设备。

锅炉包括锅与炉两部分。锅：包括汽包、水冷壁、对流管束、下降管、联箱、过热器、省煤器等受压部件。炉：由燃烧设备、炉墙、钢架、横梁等组成。2．什么是工质？

能实现热能和机械能互相转换的媒介物质。（火力厂常用的工质是水蒸气）。

3.什么是工质的状态参数，工质的状态参数有哪些？

凡是能表示工质所处的状态的物理量，叫工质的状态参数。工质的状态参数有压力、温度、比容、内能、焓。其中压力、温度、比容为基本状态参数。4.什么是压力？压力的单位是什么？

垂直作用在单位面积上的力称为压力。

压力的法定计量单位是帕斯卡，简称符号“Pa”，工程上常用兆帕（MPa），千帕（KPa）表示。1MPa=106Pa 1KPa=103Pa 5.什么是绝对压力？什么是表压力？

工质的真实压力称绝对压力。

一大气压力为零点算起的压力（即压力表测得的压力）称表压力。6.绝对压力与表压力有什么关系？

绝对压力=表压力+1个标准大气压（0.09MPa）7.什么是温度？

表示物体冷热程度的物理量。8.什么是热量？它的单位是什么？

物体获得或放出热的多少叫做热量。

热量的单位用“卡”表示，工业上使用的热量单位是“千卡”或“大卡”。9.什么是热容量？

一定数量的位置温度升高或降低1℃时所吸收或放出的热量称为该一定数量物质的热容量。10.什么是比热？

使单位数量的物质温度升高或降低1℃时，所吸收或放出的热量称为这个物质的比热。11.什么是饱和温度？

水在某一压力下的沸腾温度称为饱和温度，沸腾水称为饱和水。12.饱和温度与压力的关系？

水的饱和温度与其所受的压力有关，压力越大，饱和温度也就越高。

13.什么是饱和蒸汽？

在某一压力下，将水加热到沸腾，饱和水开始汽化，水逐渐变为蒸汽，这时的温度就是饱和温度，这种状态的蒸汽称为饱和蒸汽。14.什么是过热蒸汽？

将饱和蒸汽继续加热，其温度将升高，超过该压力下的饱和温度。这种超过饱和温度的蒸汽称为过热蒸汽。15.什么是汽化、蒸发、沸腾、液化？

物质由液态变为汽态的过程称为汽化，它包括蒸发与沸腾。在液体表面发生的汽化现象称为蒸发。

液体表面和内部同时发生剧烈汽化的现象称为沸腾。物质由汽态变为液态的现象称为液化，或称为凝结。16.什么是饱和水的含热量？

某一压力下，1千克饱和水所含的热量叫饱和水的含热量。饱和水的含热量，随着压力升高而增加，因压力高，所对应的饱和温度也高。在较高的压力下，必须加入较高的热量，才能使水升高到较高的饱和温度而变成饱和水。17.什么是汽化潜热？

使1千克饱和水，在定压下加热，全部变为相同温度（该压力下的饱和温度）的饱和蒸汽，所需要加入的热量，称为汽化潜热。18.什么是饱和蒸汽的含热量？

在某一压力下，1千克饱和蒸汽所含的热量，称为饱和蒸汽的含热量。

19.什么是过热蒸汽含热量？

在某一压力下，某一温度下，1千克过热蒸汽所含的热量，称为过热蒸汽含热量。20.什么是热力循环？

工质从某一状态点开始，经过一系列状态的变化，又回到原来状态点的全部变化过程的组合，叫热力循环，简称循环。21.什么是朗肯循环？

火力发电厂的蒸汽动力循环是以朗肯循环为理论基础建立的，它由四个热力过程组成：定压加热过程，绝热膨胀过程，定压放热过程和绝热压缩过程。

22.朗肯循环的工作过程是怎样的？

作为工质的水在锅炉中的省煤器、蒸发受热面、过热器中吸热，定压加热成过热蒸汽，过热蒸汽被送到汽轮机，在其中绝热膨胀做功，使汽轮机转动并带动发电机发电；在汽轮机做功后的乏汽，排入凝汽器内，在定压、定温下放热凝结成水，凝结过程中放出的热量由循环水带走，凝结水进入给水泵，被绝热压缩成高压给水，再送入锅炉进行循环。

23.提高朗肯循环热效率的途径有哪些？

1)提高过热器出口蒸汽压力与蒸汽温度。2)降低排烟压力。

3)改进热力循环方式，如采用中间再热、给水回热和供热循环等。

24.什么是传热？传热的基本方式有几种？

两物体温度不同时，就会发生传热的传递，热量由高温物体流向低温物体，这种热量的传递过程称为热传递。

传递的基本方式：传导、对流、辐射。

25.什么是对流换热？

对流换热是流动的物体与另一物体表面接触时，两者之间由于存在温度差，而进行热交换的现象。26.什么是流速、流体、流量？

流速：单位时间内流体走向的过程。单位：米/秒，m/s

流体：指容易变形且具有流动性的物体。

流量：单位时间内流体流过某一断面的量。单位：t/h 27.什么是流化？

流化床内物质分两部分，流体物质和固体颗粒。固体颗粒本身不具有流动性，但在气体介质的作用下，能表现出类似流体的宏观特性。简称流态化或流化。

28.什么是自然循环锅炉和强制循环锅炉？

利用下降管中的水与上升管中汽水混合物之间的密度差使锅水进行循环的锅炉称为自然循环锅炉。

除了依靠下降管中的水与上升管中介质之间的密度差外，主要依靠循环水泵的压头进行循环的锅炉称强制循环锅炉。29.什么是蒸发量？

蒸汽锅炉连续运行时，单位时间内所产生的蒸汽量，称为蒸发量。用符号“D”表示，单位：t/h 30.燃料的元素分析和工业分析的内容是什么？

元素分析：燃料中含有碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）等及其其它杂质，包括水分（W）和灰分（A）。

工业分析：挥发份（V）、固定碳（FC）、灰分（A）、水分（W）和发热量（Q）等。31.什么是负压？

当工质的绝对压力低于大气压力时，称为负压。32.什么是最低流化风量？

使流化床内部的物料刚好达到完全流化时的风量，称为最低流化风量。

33.什么是最低雾化油压？

在油枪雾化试验时，油枪喷出的油呈白色汽雾状且无油滴现象的雾化油压，称为最低雾化油压。34.什么是料层差压？

表示流化床厚度的量。即床层差压减去布风板的阻力。一定的料层差压对应一定的料层厚度。35.什么是炉膛差压？

表示循环灰浓度的量。即炉膛内稀相区下部与上部的差压。36.什么是风室静压？

布风板阻力与料层阻力之和。37.什么是循环倍率？

单位时间内的返料量/单位时间的进料量。38.什么是烟气含氧量？

烟气中的过量空气系数。a=Vk/VO 39.什么是汽水共腾？

蒸汽品质不合格，炉水粘度大幅度增高，汽水分离器阻力增大，蒸汽携带大量炉水进入蒸汽管道而卤水中产生泡沫，汽包水位急剧波动或看不清水位。40.什么是暖管？

用缓慢加热的方法，将蒸汽管道逐渐加热到接近其工作温度的过程称暖管。41.什么是并炉？

锅炉启动时，将压力和温度均符合规定的蒸汽送入母管的过程，称为并炉。

42.什么是锅炉的经济符合？

当锅炉负荷发生时，其效率也随之变化。当锅炉负荷在额定负荷的75％-85％范围时，其效率最高。我们把锅炉效率最高时的负荷，称为经济负荷。43.什么是锅炉热效率？

锅炉有效利用的热量与单位时间内燃料消耗量之比。44.锅炉的热损失有哪些？

1)排烟热损失

2)机械未完全燃烧热损失 3)化学未完全燃烧热损失 4)灰渣物理热损失 5)散热损失

其中，排烟热损失最大。

45.8

第四篇：锅炉基础知识培训讲义 1

锅炉基础知识培训讲义 1 第一章 锅炉基本知识 第一节 概论

一、锅炉定义组成和分类

锅炉是将燃料内蕴藏的能量，经过燃烧释放，把工质加热到规定温度和压力供生产和生活使用的一种热能设备。

锅炉是由“锅”和“炉”以及为保证“锅”和“炉”安全运行所必需的附件、控制仪表、附属设备三大部分组成。

锅──指锅炉中盛水和蒸汽的密封受压部分，其作用是工质吸收“炉”释放出的热量，从而使工质达到一定参数。主要包括：汽包、水冷壁、对流管、集箱（联箱）、过热器和省煤器等。

炉──指锅炉中将燃料进行燃烧产生热源的部分，其作用是将燃料燃烧时放出的热量供“锅”吸收。主要包括：燃烧设备、炉墙、炉拱、隔烟箱、烟囱和钢架等。燃料在“炉”内通过燃烧所产生的高温烟气，经过炉膛和各烟道向锅炉受热面放热，最后从锅炉尾部烟囱排出。锅炉附件仪表——指安装在锅炉受压部件上用来控制锅炉安全和经济运行的一些附件与仪表装置。主要包括：安全阀、压力表、水位表、高低水位警报器、排污装置、给水系统、锅炉的汽水管道、常用阀门和有关仪表等。此外，近年来由于对锅炉的机械化和自动化要求不断提高，工业锅炉上配置机械操作和自动控制的附件及仪表也越来越多，如给水自动调节装置、燃烧自动调节装置、自动点火熄火保护装置以及鼓、引风机联锁装置等。

锅炉附属设备──指燃料的供给与制备系统。主要包括：上煤、磨粉、燃煤、燃油、燃气装置以及鼓、引风机、出渣、清灰、空气预热、除尘等装置。

锅内工质为水，从低温水变成高温水的称之为热水锅炉。锅内工质为水，加热转变为蒸汽的称之为蒸汽锅炉。锅内工质为导热油的，加热有机热载体的称之为有机热载体锅炉。有机热载体锅炉分为液相炉和汽相炉。

锅炉按其用途可分为电站锅炉、工业锅炉、船舶锅炉和机车锅炉等四类。锅炉按燃料分类可分为煤炉、油炉、气炉和电加热锅炉。

二、锅炉的工作过程

锅炉的工作包括三个连续进行的过程，即：燃料的燃烧放热过程、热量向锅水的传热过程和水被加热和汽化的热力过程。

1．燃料的燃烧放热过程 指燃料在炉膛内，在一定的温度下，与空气中的氧气发生化学反应（燃烧）放出热量的过程。燃烧过程是否完善，是锅炉工作正常的根本条件之一。要保证燃料进行良好的燃烧，必须要在一定的高温环境下，有适量的空气与燃料作良好的混合，并且燃料在炉膛中停留足够长的时间。为了使燃烧能稳定、持续地进行下去，还应连续不断地向炉膛供给燃料和空气，同时排出烟气及灰渣，目的是为了产生高温的烟热。锅炉基础知识培训讲义 2 2．热量向锅水的传热过程 指燃料燃烧放出的热量，通过炉膛内布置的水冷壁受热面、烟道内布置的对流受热面，将热量传递给锅水的过程。

传热过程在炉膛内主要以辐射的方式进行；在烟道内由于烟温逐渐降低，烟气向受热面的放热主要以对流的方式进行；而受热面金属内部，主要以传导的方式将热量由高温（烟气侧）传至低温（水侧），由锅水不断地流动循环将热量吸收，目的是为了提高受热面内部工质的热焓。

传热过程能否良好地进行，直接关系到锅炉运行的安全性和经济性。当受热面水侧沉结水垢时，会导致受热面金属壁温升高，甚至会过热损坏且浪费燃料；当受热面烟气侧积存灰垢，将导致热阻增加，使传热发生困难，从而致使锅炉热效率下降而浪费燃料。

3．水被加热或汽化的过程 对于热水锅炉是指锅水从受热面上不断吸收热量，使水温升高至规定的温度范围，并从锅炉出口输出的过程。对于蒸汽锅炉是指锅水从受热面上不断吸收热量后变成饱和水进而转变为汽水混合物，并在锅内使汽水得到分离，以洁净的蒸汽从锅炉出口输出的过程，目的是为了产生规定参数的蒸汽。第二节 锅炉的工作参数

锅炉的主要参数，包括锅炉产生热能的数量和质量两个方面的指标。如蒸汽锅炉的主要参数是生产蒸汽的数量和蒸汽的压力、温度，热水锅炉的主要参数是热水的流量和热水的压力、温度。

一、锅炉出力

蒸汽锅炉的出力是指每小时所产生的蒸汽数量，也称为锅炉的蒸发量，用以表示其产汽的能力。蒸发量又称为容量，用符号D来表示，常用的单位是“t/h”。

新锅炉出厂时，铭牌上标示的蒸发量，指的是这台锅炉的额定蒸发量。所谓额定蒸发量，是指锅炉燃用设计的燃料品种，并在设计参数下运行，即在规定的压力、温度和一定的热效率下，长期连续运行时每小时所产生的蒸发量。

热水锅炉的出力是指锅炉在确保安全的前提下长期连续运行，每小时输出热水的有效供热量，称为锅炉的额定供热量。热水锅炉的额定供热量用热功率表示，符号用Q表示。单位是兆瓦（Mw）。热水锅炉产生0.7兆瓦（60 x 104千卡/时）的热量，大体相当于蒸汽锅炉产生1吨／时蒸汽的热量。

二、锅炉压力

压力是指垂直作用在单位面积上的力，用符号p表示，单位是“MPa”。锅炉的压力是根据所用金属材料在一定温度条件下的强度，受压元件的几何形状以及受压特点等条件，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壁厚计算，然后从中选出一个所能承受的压力最低值，作为这台锅炉的最高允许使用压力。

锅炉基础知识培训讲义 3

蒸汽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，体积膨胀。由于锅筒是密闭容器，蒸汽不能自由膨胀，而被迫压缩在锅筒内，因此对筒壁就产生压力。热水锅炉压力主要由热水本身的压力造成的。热水锅炉的水是由给水泵送入锅炉的。给水泵的出口压力减去管道阻力就是锅炉的给水压力。大气压力是指空气作用在地球表面上的质量力。由于1m3空气在0℃时的质量为1.29kg，所以地球上部的大气层对地球表面有一定的压力，这个压力叫大气压力。0℃时北纬22.5°的海平面上（即海拔零米处）大气压力是0.1013MPa，工程上常用工程大气压，它是每kg质量的物质作用在1cm2面积上的力，数值是0.0981MPa（工程上常把二者简化为同一数值，约为0.1MPa）。

另外，随着使用的场合不同，度量压力的单位还有水银柱高度（mmHg）、水柱高度（mH2O）等，其换算关系如下：

0.0981MPa = 0.9678物理大气压 = 735.6mmHg = 10mH2O = 1kgf／cm2 表压力是指以大气压力作为测量起点，即压力表指示的压力。表压力不是实际压力，因为当压力表指针为零时，实际上巳受到周围一个大气压力的作用力，所以压力表指的数值，是指超过大气压力的部分。绝对压力是指以压力为零作为测量起点的，即实际压力。其数值就是表压力加0.1013MPa（大气压力）。表压力与绝对压力的关系： p绝 = p表 +（0.1013MPa）p表 = p绝-（0.1013MPa）

负压是指低于大气压力（俗称真空）。通常负压燃烧的锅炉正常燃烧时，打开炉门会感觉到周围空气吸向炉膛，这是炉膛内负压的缘故。一般炉膛出口保持负压2~3mm水柱。

三、温度 温度是指物体冷热的程度（通常用符号t表示）。测量温度常用的单位是摄氏度，用℃表示。在锅炉设计计算中，常用绝对温度单位，用K表示。绝对温度的零度为零下273摄氏度（℃）。如果以T表示绝对温度的值，以t表示摄氏温度的值，其转换公式为：T = t + 273K 温度通常用摄氏温度（用符号℃表示）和华氏温度（用符号°F表示）。目前我国常用的是摄氏温度。

（—）摄氏温度：以水在一个大气压下开始沸腾时的温度（即沸点）为100℃，水开始结冰时的温度（即冰点）为0℃，中间分成100格，每格为1摄氏度。

（二）华氏温度：以水的沸点为212°F，冰点为32°F，中间分成180格，每格为1华氏度。两种温度的换算关系如下： t℃ =(5／9)（°F—32）

蒸汽锅炉的额定蒸汽温度是指锅炉输出蒸汽的最高工作温度。一般锅炉铭牌上载明的蒸汽温度是以摄氏温度表示的。对于小型锅炉，使用的蒸汽绝大多数是从锅筒上部的主汽阀直接引出的，其

锅炉基础知识培训讲义 4 蒸汽温度是指该锅炉工作压力下的饱和蒸汽温度。对于有过热器的锅炉，其蒸汽温度是指过热器后主汽阀出口处的过热蒸汽温度。热水锅炉的额定热水温度是指锅炉输出热水的最高工作温度。锅炉铭牌上载明的热水温度也是以摄氏温度表示的。第三节 锅炉水循环

一、自然循环的原理

锅炉在运行中，只有在炉膛及高温烟道内的受热面所接受的热量不断被受热面内的工质吸收，保证受热面得到可靠的冷却，才能达到安全和经济运行 的目的。这就要求锅炉中的水或汽水混合物，必须在闭 合的回路中持续而有规律地流动，也就是连续不断地进 行水循环。低、中压锅炉的水循环，一般都是由于锅炉 内各部分吸收的热量不相等，而使工质产生了密度差形 成的，这种循环称为自然循环，如图1-1所示。锅炉的锅筒2和下集箱6由左右两根管道连通，其 中下降管5位于炉墙外不受热，因而管中是温度较低的 水，由于密度大而向下流动；上升管1位于炉膛内，吸 收热量，管中的水有一部分汽化成气泡，形成汽水混合 物，由于密度减小而向上流动，上升管中的汽水混合物 进入锅筒后，蒸汽被分离出来，水继续流入下降管进行 再循环。在一台锅炉内，水循环的回路至少是一条，也 可以有几条。自然循环时，水经过一个循环周期是不可 能全部变成蒸汽的，通常汽化的只能是其中的很少部分。进入循环回路的水量，称为“循环流量”，它与该回路 所产生的蒸汽量的比值，称为“循环倍率”，即： 循环流量 循环倍率 = ─────────── 回路所产生的蒸汽量

对于工作压力1.25MPa、蒸发量10t/h以下的小型锅炉，循环倍率约在150~200之间。水循环好的锅炉，各受压部件受热均匀，热应力小，工质的升温和汽化可以加快，从而缩短点火至正常供汽的时间。图1-1 单回路水循环示意图 1—上升管 2—锅筒 3—蒸汽出口管 4—给水管 5—下降管 6—下集箱

锅炉基础知识培训讲义5

二、水循环故障

改善锅炉水循环，是保证锅炉安全、经济运行的关键之一。当锅炉结构不合理或运行不当时，容易出现下列水循环故障：

1．汽水分层：当锅炉的水冷壁管水平设置时，管中流动的汽水混合物因蒸汽比水轻，气泡就要上浮集聚，使蒸汽和水在管子内分层流动。由于蒸汽的导热性能差，管子上部容易过热烧坏。因此，水冷壁管经过炉膛顶部（有的称为“天棚管”）时的倾斜角，一般不应小于15°。2．汽水停滞：由于结构原因造成锅炉局部受热面管子供水不足，或者在同一个水循环回路的上升管群中，如果各水管之间受热情况相差太大，就会使受热弱的管内水流缓慢，循环动力不足，甚至由于受其它管子对循环水的争夺影响，使管内的汽水停止流动，造成过热爆管事故。因此，对锅炉的结构和运行，应保持供水充足并尽量使每排管子均衡吸热，保证水循环畅通。

3．下降管带汽：为了保证锅炉的水循环稳定可靠，下降管中是不允许有蒸汽的。否则，水要向下流，汽要向上浮，两者互相顶撞，既增加了流动阻力，又减少了循环水量，可能造成缺水事故，将管子烧坏。因此，下降管口与锅筒最低水位间的高度不得小于下降管直径的4倍，最好将下降管接在上锅筒的底部，以免由于水进入下降管时产生的抽力，把蒸汽带进管内，或者由于水在下降管人口处的流速加快后压力降低，而自行汽化。

三、强制水循环

有些锅炉中水在受热面管子里的流动，是靠出、入口之间的压力差强制流动的。这种锅炉称为强制循环锅炉。常见的一些热水锅炉，靠循环水泵，将循环水沿固定的流通路线，在锅炉内流动受热升温，就是强制循环锅炉。这种锅炉通常采用“下进上出”水的流向。有些也有上下交替的流程，但都要求在各受热面内有一定流动速度，以防止出现汽化、积垢和腐蚀。蒸汽锅炉中的省煤器也属于强制循环。

锅炉基础知识培训讲义 6 第二章 工业锅炉的结构 第一节 锅炉结构的基本要求

锅炉结构的总要求是要用最少的金属耗量，消耗最少的燃料达到规定参数（压力、温度）的蒸发量，并在运行中符合安全可靠的要求。要保证锅炉安全经济运行就要对受压部件进行强度校核、对燃料燃烧工况实行控制，并要保证安全附件灵敏准确和自动装置的可靠性。但是，先要消除先天性缺陷，也就是要保证结构合理和保证制造质量。在结构方面，具体地说，应符合下列要求：

1．要保证受压部件有足够的强度和稳定性。锅炉受压部件的强度是指该部件在介质压力（包括附加载荷等）作用下在预定使用寿命内不失效的能力。材料的机械性能包括：抗拉强度、屈服强度、蠕变强度、持久强度、延伸率、断面收缩率、冲击韧性等。其中强度部分就是确定强度的基础。确定强度的目的是要保证安全。强度不够会导致受压部件破裂甚至爆炸，但也要从节省钢材考虑，做到两者兼顾。此外，还要考虑其稳定性。因此，强度计算标准中规定受压元件的最小壁厚。2．要保证锅炉结构各部分在运行时能进行自由膨胀。锅炉受压部件是由钢板组成，内部贮存水。钢板系固体，受热后呈线膨胀；水为液体，受热后呈体膨胀。如果锅炉受压部件两端固定，受热后膨胀受阻产生热应力，使部件发生弯曲变形，甚至损坏，特别是在锅炉起动升温过程中容易发生事故。为此除操作时要限制升温或冷却速度外，在锅筒（锅壳）、集箱、水冷壁、钢架、炉墙等设计时要充分考虑热膨胀。

3．要有良好的水循环来保证受热面得到可靠的冷却。锅炉水循环是指锅炉中的水在循环回路中流动。目的是保持受热面得到充分冷却。如果水循环不好，会引起元件超温使强度减弱而导致损坏。在低、中压锅炉中，一般以自然循环为主，自然循环的锅炉是以水汽比重差(压力差)促使水流动而循环的。锅炉水循环对锅壳锅炉来说，一般是安全的，对于水管锅炉应该引起足够的重视。

4．要根据锅炉参数（压力、温度）和燃料的适应性来选用锅炉结构。根据锅炉结构和适用的燃料合理布置燃烧设备和受热面积，以保证燃烧工况稳定，适应负荷变化。

5．要合理配置鼓风机、引风机，使燃料和风量随着燃烧工况的变化保持相应的比例。6．受压部件开孔和焊缝的布置应尽量避免或减少应力集中。如：胀接管孔不要开在焊缝上，焊接管孔尽量避免开在焊缝上，必要时只允许开个别孔。

7．锅炉钢架在承受载荷时，应有足够的强度、刚度和抗腐蚀性。8．锅炉结构要便于安装，便于操作、检修和清洗内部。平台扶梯和门孔（人孔、手孔、清洗孔、检查孔、防爆门等）的布置要便于人员通过和保证安全。

9．要考虑安全附件和自控装置的可靠性。安全附件和自控装置是锅炉中不可缺少的组成部分。其作用是指示运行参数，帮助人们防止在运行中发生异常情况或发生异常情况时及时提出警告，及

锅炉基础知识培训讲义 7

时调整燃烧工况，使工作参数恢复到正常状态，以防止事故的发生。但也必须指出：不能完全依赖安全附件和自动控制装置，要有人监管。10．要保持炉墙结构有良好的耐热性和密封性，减少漏风，减少热损失，保持燃烧稳定。

此外，还有环保等方面的要求。如：消烟除尘；对于水管锅炉水质要求严格；对于空气预热器在燃油锅炉设计方面要考虑防止二次燃烧等。第二节 锅炉结构中的主要受压部件

组成锅炉本体的主要受压部件指承受内部或外部介质压力作用的零件、部件。一般有：锅筒、集箱、防焦箱、对流管束、水冷壁、防渣管以及烟管和炉胆。

1．锅筒（也称“汽包”）和锅壳 锅筒是水管锅炉用以进行蒸汽净化、组成水循环回路和蓄水的筒形压力容器，由筒体和封头组成。主要作用是汇集、贮存、净化蒸汽和补充给水。

工业锅炉的锅筒一般是由12～40毫米厚的锅炉钢板或低合金钢板（20g或16Mng）制成的圆筒形容器。在一台锅炉上，通常有一个或两个锅筒。由于其位置和作用的不同，一般又将上锅筒称为“汽包”或“汽鼓”；下锅筒称为“水鼓”或“泥鼓”。

上锅筒的内部一般装有均匀分配给水用的配水槽、改善蒸汽品质用的汽水分离器和连续排污装置。上锅筒的外部装有主汽阀、副汽阀、安全阀、排空阀、压力表和水位表连接管。为了安装和检修方便，在锅筒的一端或顶部还开有人孔。

下锅筒的一端封头上也要开人孔，底部还装有定期排污装置。上下锅筒之间用许多上升管和下降管连接，整个部件呈弹性结构。2．集箱（又称联箱）用以汇集或分配多根管子中工质（水、汽水混合物、蒸汽）的筒形压力容器，由筒体、端盖组成。其作用是汇集、分配锅水，保证对受热面可靠供水。

3．防焦箱 装设在炉排两侧炉墙内壁的水冷集箱，它除有集箱的功能外，还有防止炉墙粘附熔渣，起到保护炉墙和炉排的作用。4．对流管束 在对流烟道内布置的对流蒸发受热面的管群，起吸收热量的作用。对流管束又称为“对流排管”，置于上下锅筒之间，一般用直径38~51毫米的锅炉钢管组成。它的作用是吸收高温烟气的热量，是中、小型水管锅炉的主要受热面。为了充分地吸收热量，通常在对流管束中间，用隔墙组成几个烟道，引导烟气往返冲刷管束。通常被烟气先冲刷的管束，由于传热较多，管内汽水混合物重度小，成为上升管。被烟气后冲刷的管束，由于传热较少，管内汽水混合物重度大，成为下降管。

烟气冲刷管束一般有如图2-1所示的几种形式。当横向冲刷时，烟气流动方向与管束垂直，传热效果优于纵向冲刷形式，同属横向冲刷时，管子错排(叉排)的传热效果优于顺排形式。

锅炉基础知识培训讲义8 横向冲刷 纵向冲刷 错排(叉排)顺排(a)(b)(c)(d)图2-1 烟气冲刷管束形式 8 5．水冷壁 沿炉膛内壁布置的管子吸收辐射热的受热面，起吸收炉膛高温热、降低炉膛温度、保护炉墙、防止燃烧层结焦的作用。一般水冷壁的上部与上锅筒直接连接，或者先经过上集箱再与上锅筒连接。同样，水冷壁的下部也与下锅筒或下集箱连接，上锅筒内的锅水，经过对流管流入下锅筒及下集箱，然后经过水冷壁被吸收热量，逐渐形成汽水混合物，再回到上锅筒，组成了一个闭合的自然循环系统。在水冷壁下集箱的底部，设有排污管，用来定期排除沉积在集箱底部的泥渣和水垢。集箱一端的封头上开设手孔，便于内部清理。6．防渣管 水管锅炉布置在炉膛出口具有较大管节距的对流蒸发受热面，起防止炉膛出口温度过高而引起结渣的作用。

7．烟管（又称火管）烟气在管内流动冲刷的蒸发受热面，起吸收热量的作用。

8．炉胆 承受外压的筒形炉膛，作为内燃式锅壳锅炉的燃烧空间和辐射受热面起燃烧和吸收热量的作用。9．下降管 下降管的作用是把锅水送到下集箱，使受热面管子有足够的循环水量，保证运行，下降管应绝热。第三节 锅炉的发展过程

蒸汽锅炉被人们开始使用至今，已有二百多年的历史。在结构上从最简单的圆球型锅炉开始，随着社会生产力的不断发展，经过多次的改造、革新、演变成现在使用中的各种型式。现除电站锅炉外，将工业锅炉的一般分类简介如下：

从工业锅炉分类图中可知，工业锅炉的结构演变大体沿着两个方向发展，基本形成了锅壳锅炉与水管锅炉两大类。

锅炉基础知识培训讲义9 锅壳锅炉——指蒸发受热面

布置在锅壳内的锅炉。一般包括立式锅壳锅炉、卧式锅壳锅炉和固定式机车锅炉。

水管锅炉——指烟气在受热面管子外部流动，水或汽水混合物在管子内部流动的锅炉。一般包括横锅筒锅炉和纵锅筒锅炉。

年来，也发展了一些水火管组合式锅炉。如快装锅炉、组装锅炉等。快装锅炉指根据运输条件所允许的范围，在锅炉制造厂完成总装整台发运出厂的锅炉。组装锅炉指在锅炉制造厂内将整台锅炉分成二个或几个装配齐全的大件，运到安装工地后可以将它们方便地组合而成的锅炉。

第四节 锅炉的结构

一、火管锅炉结构

在火管锅炉中，烟气在火筒（俗称炉胆）和烟管中流动，以辐射和对流方式将热量传递给工质，使之受热形成蒸汽。容纳水和蒸汽并兼作锅炉外壳的筒形受压容器称为锅壳。锅炉受热面──火筒和烟管即布置在锅壳之中。燃烧装置布置在火筒之中，并以火筒为炉膛的燃烧方式称为内燃；反之，燃烧装置布置在锅壳之外者则称为外燃。火管锅炉按照其布置方式可分为卧式和立式两种。前者的锅壳纵向中心线平行于地面，后者的锅壳纵向中心线则垂直于地面。卧式火管锅炉又可分为单火筒（炉胆）锅炉（也称康尼许锅炉）、双火筒（炉胆）锅炉（亦称兰开夏锅炉）、烟管锅炉（外燃锅炉）和烟火锅炉（内燃锅炉）。立式火管锅炉可分为立式横烟管锅炉和立式竖烟管锅炉两种。过去曾广泛使用的考克兰锅炉就属于前者。由 锅炉基础知识培训讲义 10 于这种纯火管立式锅炉结构复杂、受热面布置受限制、热效率过低，故我国已不再制造。一种取消此种锅炉中的烟管、增设水管而形成的立式水火管组合锅炉在中国得到了广泛的采用，并获得很大的发展。现在这种立式水火管组合锅炉已有多种型式。包括立式大横水管锅炉、立式小横水管锅炉、立式直水管锅炉和立式弯水管锅炉。

二、水管锅炉结构

水管锅炉的显著特点是汽水在管内流动，烟气在管外冲刷流动。与火管锅炉相比，它在结构上没有大直径的锅壳，并以富有弹性的弯水管取代刚性较大的直烟管，这不仅可节约金属，而且更为增大容量和提高蒸汽参数创造了条件。采用外燃方式可不受锅壳的限制，燃烧的规模和燃料的适应范围可以扩大。从传热学的观点来看，可以采用高效的传热方式，适当增大辐射受热面，组织烟气对水管受热面的横向冲刷，必要时还可将管子交错排列。同时，水管受热面布置简便、清垢除灰容易，可以在最合适的烟温区间布置蒸汽过热器，以及在尾部安置省煤器及空气预热器。当然这种锅炉对水质要求高，但这对大容量、高参数锅炉和现代水处理技术来说，不是什么麻烦。总之，对于大容量、高参数锅炉来说，水管锅炉具有极大的优越性、而且往往是唯一的选择，而对于小容量低压锅炉来说，水火管锅炉乃至火管锅炉则保持很大的优势。

水管锅炉按管子的布置方位可以分为横水管锅炉和竖水管锅炉，按照管子的形状又可分为直水管锅炉和弯水管锅炉。横水管锅炉中水管呈水平或微倾斜布置对水循环很不利，而直水管锅炉中水管挺直，刚性大而缺乏弹性，对缓解热效应力和制造应力不利。但直水管用于横水管锅炉中时，各直水管用整集箱或波形分集箱相连，集箱上各相连管端的对壁的相当位置上开有手孔，可用以清洗管内水垢。不过，因为整集箱尺寸大，形状不利于承压，因而承压能力差，波形分集箱和手孔的制造比较麻烦、维修工作量大、金属耗量也大，故现已为具有少量锅筒的竖弯水管所代替。竖弯水管锅炉按照锅筒的数量可分为单锅筒和双锅筒；按照锅筒的布置方向可分为纵置式和横置式两种。

三、UG-35／3.82-M型锅炉

UG—35／3.82-M型锅炉是由无锡锅炉厂设计制造的（见图2-2），设计参数为p = 3.82MPa（39千克力／厘米2），D = 35吨/时，t = 450℃，配3000千瓦汽轮发电机组的链条炉，固态排渣。该锅炉采用Π形布置，单锅筒，自然循环，装有加煤斗及顺转的鳞片式不漏煤炉排的燃烧设备。炉膛内四周布满水冷壁管，炉膛出口处布置有拉稀的凝渣管。水平烟道内垂直布置对流式过热器，按蒸汽流通方向分为高温段和低温段二级。采用螺旋管式面式减温器来调节蒸汽温度，减温器位于高温和低温段过热器中间。锅炉尾部竖井中单级布置有钢管式省煤器和管式空气预热器。锅炉的出渣设备采用马丁式出渣机。锅筒材料为20g，其内径为φ1500毫米，壁厚为46毫米，筒身长度6.7米，全部采用焊接管接头与水冷壁管、下降管联接。为了便于制造和检修，锅筒两端封头均有人孔门φ320×425毫米。

锅炉基础知识培训讲义 11 图2-2 UG-35/3.82-M型锅炉

锅炉基础知识培训讲义 12 第五节 辅助受热面

锅炉的辅助受热面一般有蒸汽过热器、省煤器和空气预热器三种。

一、过热器

一般锅炉产生的蒸汽是饱和蒸汽，而饱和蒸汽在有些生产部门中尚不能满足要求，需送入专门的设备中进行加热，提高温度，以得到过热蒸汽，这种设备就叫过热器。

（一）过热器的构造 过热器是由直径较小的无缝钢管和集箱组成，见图2-3。常用的管子外径有32、38毫米两种，壁厚一般为2.5~4毫米。管子弯曲成蛇形或盘香形，因而又称为蛇形管或盘香管。管子两端分别与过热器进、出口集箱连接。

（二）过热器分类

l．按放置形式分为立式和卧式。

立式过热器 易吹灰，吊装简单，但不易放存水，见图2-4。卧式过热器 容易放存水，吊装复杂，但不易吹灰，见图2-5。图2-3 蒸汽过热器 图2-4 立式过热器

2．按烟气和蒸汽的相对流向可分为顺 向式（烟气和蒸汽流向相同）、逆向式(烟气 和蒸汽流向相反)和混向式（烟气和蒸汽流 向部分相同、部分相反），见图2-6。

（三）注意事项

1． 过热器出口集箱上应装有安全阀、图2-5 卧式过热器

锅炉基础知识培训讲义13 压力表、温度计和排汽阀。

2． 过热器的进出口集箱上均应装有疏水阀。

二、省煤器

省煤器是装置在给水泵与锅筒之间，利用烟 气余热来加热给水的一种设备。锅炉中加装了省 煤器后可以提高锅炉效率和节省燃料。

（一）省煤器的分类

1．按材料分：有铸铁式和钢管式。图2—6 过热器烟气和蒸汽流向示意图 13 2．按炉烟与给水的相对流向分：有顺向式和逆向式。

3．按加热情况分：有沸腾式(即不可分式)和非沸腾式(即可分式)。4．按装置形式分：有立式和卧式。

（二）非沸腾式省煤器

非沸腾式省煤器（可分式），一般采用鳍片式铸 铁省煤器，见图2-7。这种省煤器体积小，管外带有 肋片，以增加受热面积。肋管是顺序排列。装置为 卧式，有的附有吹灰器。

在非沸腾式省煤器内水温应低于沸腾温度，一般 图2-7 铸铁式省煤器

省煤器出口水温常控制在低于锅水饱和温度40℃左右。所以非沸腾式省煤器在砌烟道时，应该设置旁烟道和严密的烟道闸门，以便在生火时和运行中水温达到限度时，使炉烟暂时不经过省煤器而由旁烟道通过。老式的锅炉中，如果没有旁烟道时，应该另装支水管，使支水管接通到给水箱。这样，可以保障省煤器不被烧坏，见图2-8。1．放空气阀;2、9．.温度计;3、10．压力表； 4、15．安全阀'； 5、7、12、14．给水截止阀； 6、11．给水逆止阀； 8．回水管； 13．旁路水管；装置

16．给水泵；．排污阀 图2-8 非沸腾式省煤器旁烟道

锅炉基础知识培训讲义14

（三）沸腾式省煤器

这种省煤器由许多平行的蛇形管和进、出口集箱组成，见图2-9。它的构造比较简单，造价也低。给水由下部进入省煤器，在蛇形管内自下向上流动，烟气则由上向下流动，这种省煤器不仅将进入锅炉的水加热到饱和温度，而且还产生部分蒸汽，产生的蒸汽量为总给水量的10~15％，是锅炉不可分割的一部分。省煤器与锅炉之间不装设任 何阀门，也不装旁烟道，而在省煤器进口集箱 上装一根再循环水管与下锅筒相连。升火时，锅水由下锅筒经再循环管、省煤器进人上锅筒，形成水循环，以防止省煤器烧坏。

（四）对省煤器的安全要求

1． 非沸腾式省煤器上应装有压力表、温 度表和安全阀。2．进水应尽量均匀。3．应经常清除积灰。

三、空气预热器

空气预热器是利用炉烟余热对进入炉膛的空气进行加热，以达到提高锅炉效率的一种设备。空气预热器装在省煤器之后。它一般分为板式、再生式和管式三种。现将管式空气预热器介绍一下：

管式空气预热器由外径40～53毫米，厚为1.2~2毫米的钢管制成，空气在管外横向流动，烟气在管内垂直流动，见图2-10。其缺点是管子易堵塞，体积大。

图2-10 管式空气预热器 图2-9 省煤器循环管 锅炉基础知识培训讲义 15 第三章 燃烧与加热设备 第一节 燃烧方式

燃烧设备是锅炉整体的重要组成部分，属“炉”的部分，其作用是将燃料燃烧释放的热量供“锅”吸收。燃烧设备是按锅炉燃烧方式进行分类的。燃料在燃烧设备中的燃烧方式，大致可以分为层状燃烧、悬浮燃烧、沸腾燃烧、气化燃烧四种。

一、层状燃烧

层状燃烧又称火床燃烧，仅适用于固体燃料，是小型锅炉的主要燃烧方式。由人工或机械将煤送到固定或活动炉排上形成煤层，空气从炉排下面送入，经炉排的缝隙并穿过燃料层使燃料燃烧。层状燃烧设备型式较多，有手烧炉炉排、双层炉排、链条炉排、往复炉排和抛煤机炉等。

层状燃烧能适应不同煤种的燃烧特性，煤粒无需特殊加工，在炉膛里都能较好地着火。但空气与煤层混合不良，燃烧反应较慢，有时出现冒黑烟现象。

二、悬浮燃烧

悬浮燃烧又称火室燃烧，适用于固体、液体或气体燃料。是大中型锅炉的主要燃烧方式。煤被磨成细粉（煤粉）由空气携带经燃烧器喷入炉膛，在悬浮状态下燃烧。采用悬浮燃烧方式的锅炉又称室燃炉，如煤粉炉、燃油炉、燃气炉。室燃炉不用炉排，燃料与空气接触面积大，着火迅速，燃尽率高，燃烧效率和锅炉热效率高，容易实现自动控制。但设备多，系统复杂，对锅炉运行要求高。

三、沸腾燃烧

煤被破碎成小于2mm的煤粒后送入炉膛，空气从布风板上的风帽进入，使煤上下翻滚，呈类似液体沸腾状态燃烧。

沸腾燃烧对煤种的适应性强，我国现多用于烧劣质煤。其燃烧特点介于层状燃烧和悬浮燃烧之间。

沸腾燃烧设备的蓄热量大，燃烧反应强烈，特别适用于一般层状和悬浮燃烧所不能燃用的高灰份和低热值的劣质煤，如石煤、煤矸石等。但耗电量大，埋管磨损严重，运行要求高。

这种方式燃烧温度在900℃左右，可大大减少氮氧化物的生成，并可方便地采取脱硫措施，有利于环境保护，故大有发展前途。

四、气化燃烧

气化燃烧是指投入炉膛的煤同时进行气化和直接燃烧，适用于蒸发量1t/h以下的锅炉。

气化燃烧设备简单、管理方便，消烟除尘效果好，但不宜用于烧低挥发份的煤，并且出渣劳动强度大，对运行安全要求严格。以上四种燃烧方式中，在中小型锅炉上最常用的是层状燃烧，且燃烧设备以链条炉排为主。但随着环境保护要求的日益严格，沸腾床燃烧在中小型锅炉上的应用也将不断增多。

锅炉基础知识培训讲义 16 第二节 链条炉排

链条炉排是工业锅炉中历史悠久、结构可靠、运行稳定的一种机械化燃煤设备，获得了广泛的应用。

一、链条炉排的结构 链条炉排的外形好像皮带输送机，其结构如图3-1所示。其运行过程是煤从煤斗内依靠自重落到炉排前端，随炉排自前向后缓慢移动，经煤闸板进入炉膛。煤闸板的高度可以自由调节以控制煤层的厚度。空气从炉排下面分区送风室引入；与煤层运动方向相交。煤在炉膛内受到辐射加热，依次完成预热、干燥、着火、燃烧，直到燃尽。灰渣则随炉排移动到后部，经过挡渣板（俗称老鹰铁）落入后部水冷灰渣斗，由除渣机排出。

链条炉排的结构形式一般可分链带式、横梁式和鳞片式三种。1．链带式炉排

链带式炉排属于轻型炉排适用于蒸发量10t/h下的锅炉，其炉排片连接结构如图3-2所示。炉排片分为主动炉排片和从动炉排片两种，用圆钢拉杆串联在一起。形成一条宽幅的链带，围绕在前链轮和后滚筒上。主动炉排片担负传递整个炉排运动的拉力，因此其厚度比从动炉排片厚，由可锻铸铁制成。一台蒸发量4t/h的锅炉，由主动炉排片组成的主动链条共有三条(两侧和中间)直接与前轴（主动轴）上的三个链轮相啮合，从动炉排

锅炉基础知识培训讲义17 片由于不承受拉力，可由强度低的普通灰口铸铁制成。

链带式炉排的优点是：比其它链条炉排金属耗量低，结构简单，制造、安装和运行都比较方便，缺点是炉排片用圆钢串联，必须保证加工和装配质量。否则容易折断，而且不便于检修和更换，长时间运行后，由于炉排片互相磨损严重，使炉排间隙增大，漏煤损失增多。2．横梁式炉排

横梁式炉排适用于蒸发量20～40t／h甚至更大的锅炉。其结构与链带式炉排的主要区别在于采用了许多刚性较大的横梁，如图3—3所示。炉排片装在横梁的相应槽内，横梁固定在传动链条上、传动链条一般是两条（当炉排很宽时，可装置多条），由装在前轴（主动轴）上的链轮带动。横梁式炉排的优点是结构刚性大，炉排片受热不受力，而横梁和链条受力不受 热，比较安全耐用；炉排面积可以较大，阻力小而风量分布均匀运行中漏煤漏风量少。缺点是：结构笨重，金属耗量多，约是链带式炉排的2.7倍；制造和安装要求高；受热不均时，横梁易出现扭曲、跑偏等故障。3．鳞片式炉排

鳞片式炉排适用于蒸发量10～60t/h的锅炉。其炉排面通常由4～12根互相平行的链条（类似自行车上的链条结构）组成。每根链条用 铆栓将若干个由大环、小环、垫圈、衬管等组件组成的链条串在一起，如图3-4所示，炉排片通过夹板组装在链条上，前后交迭，相互紧贴，呈鱼鳞状，其工作过程如图3-5所示。当炉排片行至尾部向下转入空程以后，便依靠自重依次翻转过来，倒挂在夹板上，能自动清除灰渣，并获得冷却。各相邻链条之间，用拉杆与套管相连，使链条之间的距离保持不变。鳞片式炉排的优点是：煤层与整个炉排面接触，而链条不直接受热，运行安全可靠；炉排间隙甚小，漏煤很少；护排片较薄．冷却条件好，能

图3—5 鳞片式炉排的工作过程 图3—4 鳞排片式炉排的链条结构 1一大环 2一小环 3一垫圈 4一铆栓 5一大孔(穿拉杆)6一小孔（装夹板）7一套管 8一螺栓 9一螺帽 10一开口销

锅炉基础知识培训讲义 18

够不停炉更换；由于链条为柔性结构，当主动轴上链轮的齿形略有参差时，能自行调整其松紧度，保持啮合良好。缺点是：结构复杂、金属耗量多，该炉排比链带式炉排约高30％；当炉排较宽时，炉排片容易脱落或卡住。

在目前的引进技术中采用层状燃烧的燃烧设备，基本上为以上几种形式的链条炉排。由于引进国外先进的炉排生产线，炉排片的铸造精度和整体装配水平都有很大提高，不但减少漏煤而且减少运行故障率。

二、链条炉排的燃烧特点 链条炉排的着火条件较差，煤的着火主要依靠炉膛火焰和拱的辐射热，因而上面的煤先着火，然后逐步向下燃烧，这样的燃烧过程，在炉排上就出现了明显的区域分层，如图3-6所示。煤进入炉膛后，随炉排逐渐由前向后缓慢移动。在炉排的前部，是新煤燃烧准备区，主要进行煤的预热和干燥。紧接着是挥发分析出着火并开始进

入燃烧区。在炉排的中部是焦炭燃烧区，该区温度很高，同时进行着氧化和还原反应过程，放出大量热量。在炉排的后部，是灰渣燃尽区，对灰渣中剩余的焦炭继续燃烧。

在燃烧准备区和燃尽区都不需要很多空气，而在焦炭燃烧区则必须保证有足够的空气，如果不采取分段送风，会出现空气在炉膛前后两端过剩，在中部不足的弊病。

为了改善上述燃烧状况，通常采取以下三种措施 1．炉拱布置

炉墙向炉膛内突出的部分称为炉拱。炉拱的主要作用是储蓄热量，调整燃烧中心，提高炉膛温度，加速新煤着火。其次是延长烟气流程，促进燃料充分燃烧。

炉拱有前拱、中拱和后拱三种。其中经常使用的是前拱和后拱。中拱多用于锅炉改造中，当供应的煤质较差时，作为改善燃烧条件的补充措施。(1)前拱：前拱位于炉排上方的前炉墙下部，一般由引燃拱（又称点火拱）和混合拱（又称大 拱）两部分组成。引燃拱的位置较低，靠近煤闸 门，一般距炉排面约300~400mm，主要作用是吸 收高温烟气中的热量，再反射到炉排前部加速新 煤的着火燃烧。混合拱的位置较高，主要作用是

促进烟气和空气良好混合；延长烟气流程，使其充分燃烧。图3-7所示是常见的几种前拱结构形状。图3—6 链条炉燃烧的区域分层

锅炉基础知识培训讲义 19

图3-7（a）所示的前拱，由小斜型引燃拱和低而长的混合拱组成，起遮盖作用。可减少炉排前部两侧的水冷壁管吸热，保持炉膛前部有较高的温度，以利于新煤烘干和着火。

图3-7（b）所示的前拱，由倾斜型引燃拱和较高的水平混合拱组成，能有效地将热量反射到新煤上，改善燃烧条件。

图3-7（c）所示的前拱，由抛物线型引燃拱和较高的水平混合拱组成，可将热量集中反射到新煤上，即起到“聚焦”的作用，使燃烧条件更好。但这种拱的曲线复杂，砌筑和悬挂困难，表面不可能光洁，不容易收到理想的反射效果，所以实际应用不多。(2)中拱：中拱位于炉排的中上方，如图3-8所示。中拱的作用是将主燃烧区的高温烟气引导到炉膛

前部，促使新煤迅速着火。同时，可以储蓄热量，保证主燃烧区的煤充分燃烧。

中拱通常呈前高后低倾斜布置，倾角为12°左右，倾角越大，从主燃区导入着火区的烟气量越多，越有利于煤的引燃。但倾角过大时，则中拱前部出口端过高，使烟气流速降低，不利于传热。中拱后部出口端的高度应尽可能地低，中拱的长度以能遮盖主燃烧区为宜。(3)后拱：后拱位于炉排上方的后炉墙下部，如

图3-9所示。后拱的作用是将燃尽区的高温烟气和过剩的空气引导到炉瞠中部和前部，以延长烟气流程，保证主燃烧区所需要的热量，以及促进新煤引燃，同时提高炉排后部温度，使灰渣中的固定炭燃尽。

锅炉炉拱的布置是一个相当复杂的问题。炉拱的 图3—9 燃烧无烟煤的炉拱

图3—8 链条炉中公布置示意图

形状和尺寸与燃用的煤种密切相关，必须有针对性地选用，同时各拱之间还需互相配合，才能收到明显的效果。目前常用拱的形状大多是通过运行的实践经验来确定的，上海地区锅炉大部分采用定型拱和弧型拱，有的也采用“现场浇筑”法。2．分段送风

为了适应链条炉排燃烧各区段需要不同风量的特点在炉排下面隔成几个风室进行分段进风（一次风），如图3-10所示，每个风室之间应严密不漏，以防短路而失去调节作用。为使整个炉排宽度的风量分布均匀，宜采用双侧进风。每个风室的风量，均用单独的挡风板分别调节。各挡风板的开度，需根据不同煤种的特性，经过反复

运行试验，找出使煤燃烧最佳的开启位置。当煤种变 图3—10 链条炉风门调整示意图 锅炉基础知识培训讲义20 化时，还需要重新调整，以达到最经济的运行效果。一台锅炉最多采用5～6个风室，送风分段越多，风量越容易符合燃烧需要，见图3-11，但分段过多，将使结构复杂，总的经济效果并不理想。3．二次风 在层燃炉中，从炉排下方送入炉膛的空气称为一次风，从炉排上方高速吹入炉膛的气流称为二次风。在室燃炉中，随燃料进入炉膛的空气称为一次风，为加强扰动、混合和燃尽而喷人炉膛的气流称为二次风。二次风的作用：

（1）搅动烟气使烟气与空气很好混合，减少气体未完全燃烧热损失。图3—11 统仓送风和分段送风比较 20（2）造成烟气旋涡延长烟气流程，使飞灰中可燃物质在炉膛内停留较长时间，得到充分燃尽。

（3）依靠旋涡的分离作用，把未燃尽的炭粒甩回火床复燃，降低飞灰含炭量，减少固体未完全燃烧热损失，降低锅炉初始排尘浓度。（4）当用空气做二次风时，还可补充一次风的不足，促进完全燃烧。合理的布置与使用二次风，一般可提高锅炉热效率5％左右。二次风多数使用空气，有时使用蒸汽、烟气，或者以上两种气体的混合物；如用空气作二次风，最好是热风，以利于提高炉膛温度。风速一般为40～70m/s，但要选用较大风压约2000～4000Pa的风机。二次风量占总风量的百分比：对挥发分含量较少的无烟煤约为5％，对挥发分含量较多的烟煤约为7％～8％，对挥发分和水分含量都较多的褐煤约为10％。二次风量不宜过大，否则对燃烧不利，而且增加排烟热损失，降低锅炉热效率。如用蒸汽作二次风，即使锅炉在低负荷运行时也不会造成炉膛空气过剩系数太高，但其缺点是要耗用蒸汽，影响锅炉净效率。

如混合使用蒸汽和空气作二次风，即利用高速蒸汽的引射作用，将空气带入炉膛，能够综合提高锅炉运行的经济性。

二次风可单独由前墙或后墙一面引入，也可由前、后墙同时引入，主要根据炉膛出口方向与炉膛深度而定。当由前、后墙同时引入时，应将风嘴设在炉膛喉部，而且要将风嘴的方向错开布置，如图3-10所示。也有将二次风嘴布置在炉膛四角，使气流相切于一个“假想圆”，从而促使炉膛烟气形成旋涡，以利强烈混合。二次风嘴设置高度，应在炉排面以上约1.5～2.0m处，水平或向下倾斜10°～25°角，风嘴多用灰口铸铁制成。在锅炉升火前，应先开启二次风，当锅炉停用时，应后关闭二次风，以免炉膛高温辐射热将风嘴烧坏。

炉拱、分段送风、二次风等改善燃烧工况的措施，除用于链条炉外，还可用于其它层燃炉上，尤其是二次风用于抛煤机链条炉上，对于飞灰的燃尽消除锅炉冒黑烟作用较大。锅炉基础知识培训讲义 21 第三节 流化床燃烧 固体粒子经与气体接触而转变为类似流体状态的过程，称为流化过程。流化过程用于燃料燃烧，即为沸腾燃烧，其炉子称为沸腾炉或流化床炉。

由于能源紧缺和环境保护要求的日益提高，流化床炉不仅因具有强化燃烧、传热效果好以及结构简单、钢耗量低等优点，特别是它的燃料适应性广，能燃用包括煤矸石、石煤、油叶岩等劣质煤在内的所有固体燃料，以及可以实现炉内脱硫及降低氮氧化物（NOx），受到人们的普遍重视并得到迅速发展。除了早巳广泛使用的鼓泡床炉外，又发展到更具优势的循环流化床锅炉，其燃烧效率可达99％以上。并且为大型化提供了技术保证。

一、硫化床燃烧原理

流化床燃烧（沸腾燃烧）是一种介于层状燃烧与悬浮燃烧之间的燃烧方式，其燃烧原理如图3-12所示。将煤破碎至一定大小的颗粒送人炉膛，同时由高压风机产生的一次风通过布风板吹入炉膛，炉膛中的煤粒因所受风力不同，可处于三种不同状态：当风速较小，还不足以克服煤粒重量时，煤粒基本

处于静止状态；当风速增大到某—数值时，能够将煤粒吹起，并在一定的高度内呈现翻腾跳跃，煤层表面好像液面沸腾，又称为流化状态，这就是流化床的情况；当风速继续增大，未燃尽的灰粒带出炉膛，而用高温分离器把灰粒分离下来，再送回炉膛燃烧，这就是循环流化床。要获得沸腾燃烧，必须根据煤粒大小将风速控制在一定范围之内。由于沸腾层热容量很大，送入的新煤只占整个热料层重量的5％～20％，而且在炉内停留的时间较长，可达80～100min，煤粒与空气能够很好充分混合，这就强化了传热和燃烧过程。所以，一 般工业锅炉不能燃用的劣质煤，都能够在流化床内稳定燃烧。

二、流化床炉的炉膛结构

流化床炉的炉膛结构主要由布风系统、沸腾段和悬浮段等部分组成，如图3-13所示。1．布风系统

布风系统由风室、布风板和风帽三部分组成。（1）风室

风室位于炉膛底部。主要作用是使高压一次风均 匀通过布风板吹入炉膛。风室必须严密不漏，否则会 降低风压，影响锅炉正常运行。风室还应留有人孔以

图3—13 流化床炉的炉膛结构 1-风室 1-布风板 3-风帽 4-集箱 5-沸腾段 6-溢灰口 7-悬浮段 8-木冷壁管 9-锅筒 锅炉基础知识培训讲义

便清除落入风室内的灰渣等杂物。（2）布风板 22 布风板位于风室上部，其作用相当于炉排，既要承受料层的重量，又要保证布风均匀、阻力不大。一般用15～20mm厚的钢板制成（还有水冷布风板）。（3）风帽

风帽的作用，主要是使风室的高压风均匀吹入炉膛，保证料层良好沸腾（流化），其次是防止煤粒堵塞风孔。风帽的结构形式很多，图3-14是常见的几种形式。2．沸腾段

沸腾段又称沸腾层，是料层和煤粒沸腾所占据的炉膛（从溢灰口的中心线到风帽通风孔的中心线）部分，通常下端呈柱体垂直段，上端呈锥形扩散段，以减少飞灰带出量。沸腾段的高度要适宜，过低时，未完全燃烧的煤粒会从溢灰口排出；过高时，为了维持正常的溢流，就要加大通风量，增加电耗，并加剧了煤屑的吹走量。因此，在砌筑炉体时，沿溢灰口高度方向应留一个活口，以便根据不同煤种的沸腾高度，随时调整溢灰口的高度。3．悬浮段

悬浮段是指沸腾段上面的炉膛部分。其作用主要是使被高压一次风从沸腾段吹出的煤粒自由沉降，落回到沸腾段再燃。其次是延长细煤粒在悬浮段的停留时间，以便悬浮燃尽。悬浮段的烟气流速越小越好。

三、流化床需要改进的问题

流化床炉具备许多其它燃烧设备没有的优点，但也存在一些缺点，如： 1．电耗较高

由于流化床炉运行必须使用高压风机，加之原煤粉碎、筛分、煤屑输送和除尘等都要用电，所以电耗比一般锅炉约高50％~80％。锅炉基础知识培训讲义 2． 埋管磨损严重

如不采取防磨措施，有的埋管运行较短时间就发生爆管。3．锅炉热效率偏低

流化床的飞灰量大，而且含碳量高，所以热损失较多。4．尘粒污染较重 由于飞灰量大，对除尘设备的要求高。但是通常的除尘方法难以满足排放标准要求。23

四、循环流化床

1．循环流化床锅炉工作原理 循环流化床锅炉是在流化床炉（鼓 泡床炉）的基础上发展起来的，因此鼓 泡床炉的一些理论和概念可以用于循环 流化床锅炉。但又有差别，它与鼓泡床 炉的主要区别在于炉内流化速度较高，被烟气大量携带出炉膛的细小颗粒（床 料或末燃尽煤粒等）经炉膛出口高温分 离器分离后重新输回炉内燃烧。可以看 出，循环流化床炉燃烧设备是由燃烧室、点火装置、一次风室、布风板和风帽、给煤机和加脱硫剂装置、分离器等组成。比流化床炉多一套灰料分离循环系统，其结构如图3-15所示。

典型的循环流化床炉燃烧系统如图 3-16所示。炉膛不分沸腾段和悬浮段，其出口直接与分离器相接，来自炉膛的 高温烟气经分离器净化后进入对流管束，而被分离下来的飞灰则经返料机构送回 炉内，与新添加的煤一起继续燃烧并再 次被烟气携带出炉膛，如此往复不断地” 循环”，即实现循环流化床燃烧。调节循 环灰量、给煤量和风量（一、二次风），即可实现锅炉负荷调节，燃尽的灰渣则 从炉膛下部的排渣口经冷渣器冷却后排 入灰渣收集处理系统。

循环流化床炉的显著特点是可以实 锅炉基础知识培训讲义

第五篇：(天化科威)锅炉基础知识

锅炉基础知识大全

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；而应用于加热有机热载体的锅炉称为有机热载体锅炉。

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中去。

这种传输热量的中间载热体属于二次能源 ,因为它的用途就是向用能设备提供能量。

当中间载热体用于在热机中进行热一功转换时 , 就叫做 “工质“。如果中间载热体只是向热设备传输、提供热量以进行热利用 ,则通常被称为 “热媒“。

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。本文介绍的是固定式工业锅炉。

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 :(1)工质 ,例如给水(或回水〉进入锅炉 ,最后以蒸汽(或热水)的形式供出。

(2)燃料 ,例如煤进入炉内燃烧 ,其可燃部分燃烧后连同原含水分转化为烟气 ,其原含灰分则残存为灰渣。(3)空气送入炉内,其中氧气参加燃烧反应 ,过剩的空气和反应剩余的惰性气体混在烟气中排出。

水一汽系统、煤一灰系统和风二烟系统是锅炉的三大主要系统 , 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、按用途分类：

1.电站锅炉：用于发电，大多为大容量、高参数锅炉，火室燃烧，效率高，出口工质为过热蒸汽。

2.工业锅炉：用于工业生产和采暖，大多数为低压、低温、小容量锅炉，火床燃烧居多，热效率较低，出口，工质为蒸汽的称为蒸汽锅炉，出口工质为热水的称为热水锅炉。

3.船用锅炉：

4.机车锅炉：

5.注汽锅炉：用于油田对稠油的注汽热采，出口工质一般为，高压湿蒸汽。

二、按结构分类：

1.火管锅炉：烟气在火管内流过，一般为小容量、低参数锅炉，热效率低，但结构简单，水质要求低，运行维修方便。

2.水管锅炉：汽水在管内流过，可以制成小容量，低参数锅炉，也可以制成大容量、高参数锅炉。电站锅炉一般均为水管锅炉，热效率高，但对水质和运行水平的要求也较高。

三、按循环方式分类 1.自然循环锅筒锅炉

2.多次强制循环锅筒锅炉

3.低倍率循环锅炉

4.直流锅炉

5.复合循环锅炉

四、按锅炉出口工质压力分类

1.低压锅炉：一般压力小于1.275MPa 2.中压锅炉：一般压力为3.825MPa 3.高压锅炉：一般压力为9.8MPa 4.超高压锅炉：一般压力为13.73MPa 5.亚临界压力锅炉：一般压力为16.67MPa 6.超临界压力锅炉：一般压力为22.13MPa

五、按燃烧方式分类

1.火床燃烧锅炉：主要用于工业锅炉，包括固定炉排炉、往复炉排炉等。

2.火室燃烧锅炉：主要用于电站锅炉，燃用液体燃料、气体燃料和煤粉的锅炉均为火室燃烧锅炉

3.沸腾炉：送入炉排空气流速较高，使大颗粒燃煤在炉排上面的沸腾床中翻腾燃烧，小颗粒燃煤随空气上升

并燃烧。

六、按所用燃料或能源分类

1.固体燃料锅炉：燃用煤等固体燃料；

2.液体燃料锅炉：燃用重油等液体燃料；

3.气体燃料锅炉：燃用天然气等气体燃料；

七、按排渣方式分类

1.固态排渣锅炉

2.液态排渣锅炉

八、按炉膛烟气压力

1.负压锅炉：炉膛压力保持负压，有送、引风机，是燃煤锅炉主要型式；

2.微正压锅炉：炉膛表压2—5KPa，不需引风机，易于低氧燃烧；

九、锅筒布置分类

1.单锅筒

2.双锅筒

十、余热锅炉：利用冶金、石油化工等工业的余热作热源；

十一、原子能锅炉：利用核反应堆所释放热能作为热源的蒸汽发生器；

十二、废热锅炉：利用垃圾、树皮、废液等废料作为燃料的锅炉；

十三、其它能源锅炉：利用地热、太阳能等能源的蒸汽发生器或热水器。

A级锅炉：额定工作压力（表压，下同）P≥3.8MPa的锅炉，包括：

1.超超临界锅炉: P≥27.0MPa或额定出口温度≥590℃的锅炉；

2.超临界锅炉: 22.1MPa≤P＜27.0MPa； 3.亚临界锅炉: 16.7MPa≤P＜22.1MPa； 4.超高压锅炉: 13.7MPa≤P＜16.7MPa；

5.高压锅炉: 9.8MPa≤P＜13.7MPa；

6.次高压锅炉: 5.4MPa≤P＜9.8MPa；

7.中压锅炉: 3.8MPa≤P＜5.4MPa。

B级锅炉；

1.蒸汽锅炉： 0.8MPa＜P＜3.8MPa或额定蒸发量＞1.0t/h； 2.热水锅炉： 额定出水温度≥120℃或额定热功率＞4.2MW；

3.有机热载体锅炉：

(1)使用气相有机热载体的锅炉；

(2)液相有机热载体锅炉:额定热功率＞4.2MW；

C级锅炉，除D级锅炉外的下列锅炉：

1.蒸汽锅炉: 额定工作压力≤0.8MPa且额定蒸发量≤1.0t/h的蒸汽锅炉；

2.热水锅炉: 额定出水温度＜120℃且额定热功率≤4.2MW；

3.液相有机热载体锅炉: 额定热功率≤4.2MW。

D级锅炉： 1.蒸汽锅炉：设计正常水位时水容积≤50L且额定工作压力＜0.8MPa；

2.汽水两用锅炉: 额定工作压力≤0.04MPa且额定蒸发量≤0.5t/h的锅炉； E仅用自来水加压的热水锅炉，且出水温度≤95℃。

十五、自由名称分类：

燃煤锅炉 热水锅炉 燃油锅炉 蒸汽锅炉 电热锅炉 环保锅炉 特种锅炉 燃气锅炉 水管锅炉 导热油锅炉 专用锅炉 双燃料锅炉 余热锅炉 常压锅炉 电锅炉 工业锅炉 热风锅炉 承压锅炉 真空锅炉 链条锅炉 家用锅炉 沼气锅炉 取暖锅炉 茶浴锅炉 电站锅炉 秸杆气化炉 焚烧炉 水煤浆锅炉 煤气发生炉 有机热载体锅炉 循环流化床锅炉 注：我们的常说的锅炉是指工业锅炉，有蒸汽锅炉、热水锅炉和有机热载体锅炉。

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。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1—1和表1—2；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1—3；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）。第二部分：表示介质参数。共分两段，中间用斜线分开，第一段用阿拉伯数字表示介质出口压力，单位为MPa（兆帕）；第二段用阿拉伯数字表示过热蒸汽温度或出水温度、回水温度，单位为℃，生产饱和蒸汽的锅炉没有这段数字。

第三部分：表示燃料种类和设计次序。共分两段：第一段用汉语拼音字母代表燃料种类，同时以罗马数字代表燃料分类与之并列，见表1—4。如同时使用几种燃料，主要燃料放在前面一段连接书写。原型设计无第二段。

举类：

（1）DZL4—1.0—AⅡ，表示单锅筒纵置式链条炉排额定蒸发量为4吨/小时，蒸汽压力为1.0MPa，蒸汽温度为饱和温度，燃用Ⅱ类烟煤，原型设计的蒸气锅炉。

（2）WNS2—0.7—YC，表示卧式内燃室燃炉，额定蒸发量为2吨/小时，蒸汽压力为0.7 MPa，蒸汽温度为饱和温度，燃柴油原型设计的蒸气锅炉。

（3）QXS7—1.0/115/90—QT，表示强制循环室燃炉，额定功率为7MW，供水压力为1.0 MPa，供水温度为115℃，回水温度为90℃，天然气原型设计的热水锅炉。

主要部件（汽包，受热面，集箱，管道）炉本体：炉膛、燃烧器、空气预热器、烟风道

锅本体：省煤器、汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器、再热器等。

一、汽包

汽包（亦称锅筒）是自然循环锅炉中最重要的受压元件，汽包的作用主要有：

1：是工质加热、蒸发、过热三过程的连接枢纽，保证锅炉正常的水循环。

2：内部有汽水分离装置和连续排污装置，保证锅炉蒸汽品质。

3：有一定水量，具有一定蓄热能力，缓和汽压的变化速度。

4：汽包上有压力表、水位计、事故放水、安全阀等设备，保证锅炉安全运行。

汽包工作流程是：从水冷壁来的汽水混合物经过汽包上部引入管进入汽包内部，沿着汽包内壁与弧形衬板形成的狭窄的环形通道流下，使汽水混合物以适当的流速均匀的传热给汽包内壁，这样克服了锅炉启停时汽包上下壁温差过大的困难，可以较快的启动。进入汽包的汽水混合物分别进入汽水旋风分离器，利用改变流动方向时的惯性进行惯性分离，这是汽水混合物的第一次分离。被分离出来的蒸汽仍带有不少水分，从分离器顶部进入波形板分离器，它装在旋风分离器顶部，带有部分水滴的蒸汽在波形板间的缝隙中流动，利用使水黏附在金属壁面上形成水膜往下流，将水滴再次分离出来，称为二次分离。二次分离后的蒸汽最后经过蒸汽清洗，利用水的密度差进行重力分离，这是三次分离。蒸汽经过三次分离后，达到了蒸汽质量标准，再由汽包顶部饱和蒸汽管引往屏式过热器。

二，受热面

锅和炉是通过传热过程相互联系在一起的。锅和炉的分界面就是受热面 , 通过受热面进行着放热介质(火焰、烟 气)向受热介质(水、蒸汽或空气)的传热。受热面从放热介质吸收热量并向受热介质放出热量。

同时、连续进行吸热和放热的受热面称为间壁式受热面, 放热介质和受热介质分别处于受热面的两侧。如果放热介质和受热介质分别轮流交替地、周期地与受热面相接触, 在接触中向受热面放热或从受热面吸热, 则这种受热面称为蓄热式(也叫再生式)受热面。主要以辐射换热的方式吸收放热介质放热量的受热面称为辐射受热面。辐射爱热面布置在炉膛内。主要以对流换热的方式吸收放热介质放热量的受热面称 为对流受热面。对流受热面布置在炉膛出口以后的、烟气温 度较低的烟道内。布置对流受热面的烟道称为对流烟道。受热面向受热介质的放热主要通过对流换热的方式进行。根据水的加热、汽化过程的顺序, 可以将受热面划分为水的预热受热面、汽化受热面(也叫蒸发受热面)和蒸汽过热器。水的预热受热面通常布置在低温烟气部位以回收排烟余热、节约燃料, 因而一般称之为 ― 省煤器。此外, 排烟余热也可以回收利用于预热助燃空气, 这种余热回收受热面叫做空气预热器。省煤器和空气预热器都布置在锅炉烟气流程的尾部 , 所以又统称为尾部受热面。

受热面按其结构又可分为板式和管式。烟气在管内流过的受热面称为烟管受热面 , 水在管内流过的受热面称为水管受热面。容纳水和蒸汽并兼作锅炉外壳的筒形受压容器称为 ― 锅筒 ― 或 ― 锅壳 ―。受热面主要布置在锅壳内部的锅炉称为锅壳 锅炉(旧称火管锅炉)。

内燃式锅壳锅炉的炉膛设置在炉壳内 , 叫做 ― 炉胆气炉 胆本身也就是辐射受热面。布置在锅壳内的烟管为对流受热面。

外燃式锅壳锅炉的炉膛设置在锅壳之外, 此时 , 锅壳的一部分表面(向火部位)为辐射受热面。烟管仍布置在锅壳 内部。如果在外置炉膛内还布置水管受热面作为辐射受热面 , 则构成为水火管锅炉。外燃式锅炉的锅壳已不能完全起锅炉 外壳的作用 , 因为外置炉膛是用炉墙作为外壳的。以布置在炉墙砌体空间内的水管为主要受热面的锅炉称 为水管锅炉。受热面与锅筒、集箱和炉外管道构成整个水一汽系统。

三、集箱

它是汇集炉管排列联接的主要元件，有分配供水和引出的作用，按其所在位置有上集箱和下集箱或进口集箱和出口集箱之分。上集箱位于炉管上部，汇集上升管束的水汽混合物，通过导管引人上锅筒。有些上集箱安装在炉墙外部，在与炉管相对的位置开有成排手孔，以便清扫炉管内部。

下集箱位于炉管的下部，与下锅筒连接供水、分配给上升炉管。位于炉排两侧的下集箱，具有防止炉排两侧炉墙烧坏或挂焦的作用，称为防焦箱。

下集箱有排污管，端部还开有手孔，以便检查清扫集箱内部。

除锅炉本体集箱外，在省煤器，过热器等部件上也有各自相应的集箱。集箱一般由较大直径的无缝钢管和两个端盖焊接而成。近年来有些制造厂将管端旋压收口，取代焊接端盖，结构更加合理。

四、省煤器（economizer）

定义：利用低温烟气加热给水的受热面。

省煤器（英文名称Economizer）就是锅炉尾部烟道中将锅炉给水加热成汽包压力下的饱和水的受热面，由于它吸收的是比较低温的烟气，降低了烟气的排烟温度，节省了能源，提高了效率，所以称之为省煤器.省煤器

钢管式省煤器不受压力限制，可以用作沸腾式，一般由外径为32～51毫米的碳素钢管制成。有时在管外加鳍片和肋片，以改善传热效果。钢管式省煤器由水平布置的并联弯头管子（习称蛇形管）组成.省煤器分类

省煤器的分类有多种方式，可按如下几种方式分类：

1、按给水被加热的程度：可分为非沸腾式和沸腾式两种。

2、按制造材料分：有铸铁和钢管省煤器两种。非沸腾式省煤器多采用铸铁制成的，但也有用钢管制成的，而沸腾式省煤器只能用钢管制成。铸铁省煤器多应用于压力≤2.5MPa的锅炉。如压力超过2.5MPa时，应当采用钢管制成的省煤器。

3、按装置的形式分：有立式及卧式两种。

4、按排烟与给水的相对流向分：有顺流式、逆流式和混合式三种。

省煤器作用：

1、吸收低温烟气的热量，降低排烟温度，减少排烟损失，节省燃料。

2、由于给水进入汽包之前先在省煤器加热，因此减少了给水在受热面的吸热，可以用省煤器来代替部分造价较高的蒸发受热面。

3、给水温度提高了，进入汽包就会减小壁温差，热应力相应的减小，延长汽包使用寿命。

省煤器再循环：在锅炉(汽包锅炉)的启动过程中,由于其汽水管道的循环没有建立,即锅炉给水处于停滞状态,此时省煤器内的水处于不流动的状态,随着锅炉燃烧的加强,烟气温度的提高,省煤器内的水容易产生汽化,使省煤器的局部处于超温状态.为了避免这个情况的出现,从汽包的集中下水管再接一管道到省煤器的入口,作为再循环管道,使省煤器内的水处于流动状态.避免其汽化。

五、再热器（reheater，RH）

定义：将汽轮机高压缸或中压缸的排汽再次加热到规定温度的锅炉受热面。

再热器实质上是一种把作过功的低压蒸汽再进行加热并达到一定温度的蒸汽过热器，再热器的作用进一步提高了电厂循环的热效率，并使汽轮机末级叶片的蒸汽温度控制在允许的范围内。

好处：

1.降低水蒸气的湿度，有利于保护汽轮机的叶片

2.可以提高汽轮机的相对内效率和绝对内效率

作用：为了提高大型发电机组循环热效率，广泛采用中间再热循环。从锅炉过热器出来的主蒸汽在汽轮机高压缸作功后，送到再热器中再加热以提高温度，然后送入汽轮机中压缸继续膨胀作功，称为一次中间再热循环，可相对提高循环效率4～5％。有些大型机组，在中压缸后再次将排汽送回锅炉加热，称为两次中间再热循环,可再相对提高循环效率的2％左右。个别试验机组甚至采用三次中间再热循环。采用再热循环后,锅炉-汽轮机装置的热力系统、结构和运行调节都变得复杂，造价增加，故在100兆瓦以上的发电机组中才采用,通常只采用一次中间再热。

结构和类型：再热器由管子和集箱组成。蒸汽和烟气分别在管内、外流过。按传热方式的不同，再热器可分为对流式和辐射式。对流式再热器布置在对流烟道内；辐射式再热器布置在炉膛内（见过热器）。

工作特点：蒸汽在再热系统中的流动阻力对机组循环热效率影响较大，每增加0.1兆帕阻力,循环热效率就降低0.2～0.3％。因此,常用较大的管子直径(42～60毫米)和较低的蒸汽质量流速〔250～400千克／(米2·秒)或更低〕，以控制再热器本体阻力不超过其进口蒸汽压力的5～7％。再热蒸汽的压力比主蒸汽的低，管内蒸汽对管壁的对流传热较差，所以管壁金属温度较高，需采用较好的耐高温钢，甚至铬镍奥氏体钢。再热蒸汽的温度可以调节（见锅炉汽温调节）。

保护措施：在锅炉启动和事故停机时，再热器中没有蒸汽流过，或者蒸汽流量很小。为了防止再热器超温损坏，除采用耐高温合金钢材料外,还应有保护措施,常用的有:控制锅炉启动速度;将再热器布置在低烟温区域；启动和事故时引入主蒸汽冷却（见汽轮机旁路系统）等。

六、热管换热器

（一）、热管概述

热管是一种具有高导热性能的传热组件，它通过在全封闭真空管壳内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。缺点是抗氧化、耐高温性能较差。此缺点可以通过在前部安装一套陶瓷换热器来予以解决，陶瓷换热器较好地解决了耐高温、耐腐蚀的难题。

由热管组成的热管换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小、有利于控制露点腐蚀等优点。目前已广泛应用于冶金、化工、炼油、锅炉、陶瓷、交通、轻纺、机械等行业中，作为废热回收和工艺过程中热能利用的节能设备，取得了显著的经济效益。

（二）、热管换热器的分类

按照热流体和冷流体的状态，热管换热器可分为：气—气式、气-汽式、气—液式、液—液式、液—气式。按照热管换热器的结构形式可分为：整体式、分离式和组合式。

（三）、热管换热器主要特点

1、热管换热器可以通过换热器的中隔板使冷热流体完全分开，在运行过程中单根热管因为磨损、腐蚀、超温等原因发生破坏时基本不影响换热器运行。热管换热器用于易然、易爆、腐蚀性强的流体换热场合具有很高的可靠性。

2、热管换热器的冷、热流体完全分开流动，可以比较容易的实现冷、热流体的逆流换热。冷热流体均在管外流动，由于管外流动的换热系数远高于管内流动的换热系数，用于品位较低的热能回收场合非常经济。

3、对于含尘量较高的流体，热管换热器可以通过结构的变化、扩展受热面等形式解决换热器的磨损和堵灰问题。

4、热管换热器用于带有腐蚀性的烟气余热回收时，可以通过调整蒸发段、冷凝段的传热面积来调整热管管壁温度，使热管尽可能避开最大的腐蚀区域。

七、过热器（superheater，SH）

定义：将饱和温度或高于饱和温度的蒸汽加热到规定过热温度的受热面。

过热器(superheater)是锅炉中将一定压力下的饱和水蒸气加热成相应压力下的过热水蒸气的受热面。

（一）、简介：

锅炉中将蒸汽从饱和温度进一步加热至过热温度的部件，又称蒸汽过热器。大部分工业锅炉不装设过热器，因为许多工业生产流程和生活设施只需要饱和蒸汽。在电站、机车和船用锅炉中，为了提高整个蒸汽动力装置的循环热效率，一般都装有过热器。采用过热蒸汽可以减少汽轮机排汽中的含水率。过热蒸汽温度的高低取决于锅炉的压力、蒸发量、钢材的耐高温性能以及燃料与钢材的比价等因素，对电站锅炉来说,4兆帕的锅炉一般为450℃左右;10兆帕以上的锅炉为540～570℃。少数电站锅炉也有采用更高过热汽温的（甚至可达650℃）。

（二）、类型和特点：

过热器按传热方式可分为对流式、辐射式和半辐射式； 按结构特点可分为蛇形管式、屏式、墙式和包墙式。它们都由若干根并联管子和进出口集箱组成。管子的外径一般为30～60毫米。对流式过热器最为常用，采用蛇形管式。它具有比较密集的管组，布置在 450～1000℃烟气温度的烟道中，受烟气的横向和纵向冲刷。烟气主要以对流的方式将热量传递给管子，也有一部分辐射吸热量。屏式过热器由多片管屏组成，布置在炉膛内上部或出口处，属于辐射或半辐射式过热器。前者吸收炉膛火焰的辐射热，后者还吸收一部分对流热量。在10兆帕以上的电站锅炉中，一般都兼用屏式和蛇形管式两种过热器，以增加吸热量。敷在炉膛内壁上的墙式过热器为辐射式过热器，较少采用。包墙式过热器用在大容量的电站锅炉中构成炉顶和对流烟道的壁面，外面敷以绝热材料组成轻型炉墙。图为几种过热器的布置。装有过热器的小容量工业锅炉一般只用单级管组的对流式过热器即能满足要求。

（三）、性能：

锅炉运行工况的变化，例如负荷高低、燃料变化、燃烧工况变动等,都对过热器出口汽温有影响,所以在电站锅炉中都有调节锅炉出口汽温使其稳定在规定值的手段。

常用手段有：

①用喷水式或表面式减温器直接调节汽温； ②用摆动燃烧器改变炉膛出口烟气温度；

③用烟气再循环调节过热器吸热量（见锅炉汽温调节）。锅炉负荷升高时，对流式过热器的进出口蒸汽温度升高值增大，辐射式过热器的温度升高值减小。若将对流式、辐射式和半辐射式过热器合理组合配置，则可在负荷、燃烧工况等变化时使出口汽温变化较小。过热器管组中各并联管子的吸热量和蒸汽流量在运行中都会有差别。为避免个别管子中温度过高，在大型锅炉中把过热器分成若干管组，用炉外的集箱对各管组蒸汽进行混合并用导汽管使各管组换位，以避免各管间出现过大的温度差。

（四）、材料： 过热器管壁金属在锅炉受压部件中承受的温度最高，因此必须采用耐高温的优质低碳钢和各种铬钼合金钢等，在最高的温度部分有时还要用奥氏体铬镍不锈钢。锅炉运行中如果管子承受的温度超过材料的持久强度、疲劳强度或表面氧化所容许的温度限值，则会发生管子爆裂等事故。

八、空气交换器（air preheater）

定义：利用锅炉尾部烟气的热量加热燃料燃烧所需空气以提高锅炉效率的热交换设备。

空气预热器就是锅炉尾部烟道中的烟气通过内部的散热片将进入锅炉前的空气预热到一定温度的受热面。用于提高锅炉的热交换性能，降低能量消耗。

一般简称为空预器。多用于燃煤锅炉。在锅炉中的应用一般为三分仓式。

使用时空预器缓慢旋转，烟气入口和空气入口不变。烟气进入空预器的烟气侧后排出，吸收了烟气热量的散热片在空预器的旋转下来到空气侧，将热量传递给空气。

（一）、附带系统：主要有火灾报警（热点探测）、间隙调整、变频控制。

影响空气预热器性能的关键问题是：振动噪声漏风、腐蚀和堵灰。在设计管式空气预热器时，应合理地选用空气流速和管箱尺寸，或者沿气流方向加装防振隔板，以防止引起空腔共振。防振隔板还有消除噪声的作用。回转式空气预热器的漏风是一个重要问题，应从设计、制造、安装和运行等方面采取措施，使其在热状态下动静组件之间保持合理的密封间隙。燃用高硫燃料时，管式和回转式预热器均易产生腐蚀和堵灰。防止的措施有：在空气进口处加装暖风器或采用热风再循环；采用低氧燃烧或掺烧添加剂,以减少烟气中SO2 气体的生成量；定期吹灰，以保持受热面清洁；受热面采用耐腐蚀的材料等。

（二）、空气预热器的分类

按空气预热器的传热方式可将空气预热器分为导热式和再生式两大类。在导热式空气预器中最常用的是管式空气预热器。随着锅炉参数的提高和容量的增加，管式空气预热器的受热面也增大，这给尾部受热面的布置带来了困难。因此，在大容量机组中多数采用结构紧凑、质量较轻的回转式空气预热器。

九、水冷壁（water cooled wall）

定义：敷设在锅炉炉膛四周，由多根并联管组成的水冷包壳。主要吸收炉膛中高温燃烧产物的辐射热量，工质在其中做上升运动，受热蒸发。

（一）、简介：

水冷壁是锅炉的主要受热部分，它由数排钢管组成，分布于锅炉炉膛的四周。它的内部 为流动的水或蒸汽，外界接受锅炉炉膛的火焰的热量。

水冷壁最初设计时，目的并不是受热，而是为了冷却炉膛使之不受高温破坏。後来，由于其良好的热交换功能，逐渐取代汽包成为锅炉主要受热部分。

敷设在锅炉炉膛内壁、由许多并联管子组成的蒸发受热面。水冷壁的作用是吸收炉膛中高温火焰或烟气的辐射热量,在管内产生蒸汽或热水，并降低炉墙温度,保护炉墙。在大容量锅炉中，炉内火焰温度很高，热辐射的强度很大。锅炉中有40～50％甚至更多的热量由水冷壁所吸收。除少数小容量锅炉外，现代的水管锅炉均以水冷壁作为锅炉中最主要的蒸发受热面。

（二）、分类：

光管式水冷壁：由一般的锅炉钢管组成。管子排列越密对炉墙保护效果越好。炉墙广泛采用轻质耐火材料和保温材料。这些材料可以砌成炉墙，也可敷设在水冷壁上成为敷管式炉墙以便于安装。

膜式水冷壁：将鳍片管（或扁钢与光管）相互焊接在一起组成的整块管屏。它的优点是气密性好；管屏外侧仅需敷以较薄的保温材料，炉膛高温烟气与炉墙不直接接触，有利于防止结渣；管屏可在制造厂成片预制，便于工地安装。

（三）、材质：

水冷壁材料一般用碳素钢。锅炉压力在14兆帕以上时也有部分用合金钢的。管子外径：自然循环锅炉一般用51～83毫米；多次强制循环锅炉和直流锅炉一般用22～60毫米。直流锅炉的水冷壁不像自然循环锅炉那样一定是直立式的，也可以是水平围绕或其他形式的。

参数高时，尤其在直流锅炉中，为了在炉膛高热负荷区防止传热恶化,常采用内螺纹管或在管内装设扰流子

十、热交换器（heat exchanger）

定义1：能在一定结构和一定工况下进行热量交换的设备。

所属学科：船舶工程（一级学科）；船舶机械（二级学科）

定义2：能使具有温差的两种流体交换热量的装置。所属学科：电力（一级学科）；通论（二级学科）

又称换热器和换热设备。使两种流体间进行热量交换而实现加热或冷却等目的的设备。一般是用固体间壁(传热面)将不同温度的流体隔开。也有的使两种流体在器内直接接触而进行热量交换。

根据作用原理可分为间壁式换热器、蓄热式换热器和混合式换热器。

根据使用目的可分为冷却器、加热器、冷凝器和汽化器。根据结构材料可分为金属材料换热器和非金属材料换热器。