《鍋爐原理》教案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)鍋 爐 原 理 教 案備 注第一章 緒 論 11 鍋爐機組的工作過程鍋爐是廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)中重要的熱力設備。 鍋（汽水管道）：水冷壁、省煤器、過熱器、再熱器、汽包 本體 聯(lián)箱、鍋爐管束一、鍋爐機組 爐（燃燒設備）：爐膛、爐排、燃燒器、爐墻、冷、熱風道 輔機：送風機、引風機、破碎機、磨煤機、上煤除灰設備、除塵器二、鍋爐機組的工作過程:以煤粉爐為例畫圖說明（煙風系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)） 12 鍋爐的容量和參數(shù) 蒸汽鍋爐：單位時間的產(chǎn)汽量 t/h 或 kg/s一、鍋爐容量： 熱水鍋

2、爐：單位時間的產(chǎn)熱量 百萬大卡/時 或 MW 近似換算（低壓下）：1t/h60萬kcal/h0.7MW二、蒸汽參數(shù)： 1.蒸汽溫度（飽和或過熱蒸汽出口）：飽和、250、350、400、450、540、555 2.蒸汽壓力（表壓）：5、8、13、25、39、54、100、140、170、225大氣壓（工程單位） 1.27、2.45、3.82、5.2、99.9、13.8、重點：1、鍋爐機組基本概念。2、我國鍋爐工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與未來。方法：圖示說明3、教學手段：火電廠生產(chǎn)過程、鍋爐原理教學光盤。鍋 爐 原 理 教 案備 注16.8、17.5MPa（國際單位） 3.我國電站鍋爐蒸汽參數(shù)系列： P4 表1

3、1 13 鍋爐分類1.按用途分類：電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、熱水鍋爐2.按壓力分類：低壓、次中壓、中壓、次高壓、高壓、超高壓、壓臨界、臨界3.按容量分類：大、中、小4.按燃料品種分類：燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐5.按燃燒方式分類：火床爐（層燃爐） 火室爐（室燃爐） 旋風爐 鼓泡床鍋爐（BFBB） 流化床鍋爐 循環(huán)床鍋爐（CFBB） 增壓流化床（PFBC） 【注】重要分類方式，畫圖講授6. 按水循環(huán)方式分類：自然循環(huán)鍋爐、強制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐、復合循環(huán)鍋爐7. 按排渣方式分類：固態(tài)排渣鍋爐、液態(tài)排渣鍋爐8. 按爐膛壓力分類：負壓鍋爐、正壓（微正壓鍋爐、增壓鍋爐9. 按其他方式分類：如機車鍋爐、船舶

4、鍋爐等（略）新技術介紹：聯(lián)合發(fā)電循環(huán)；1整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（Intergrated Gasification Combined Cycle即IGCC）2常壓流化床燃燒聯(lián)合循環(huán)（AFBC-CC）3增壓流化床燃燒聯(lián)合循環(huán)（PFBC-CC）鍋 爐 原 理 教 案備 注 14 鍋爐的安全和經(jīng)濟指標一、經(jīng)濟性指標：1.鍋爐熱效率：式132.鍋爐凈效率：式143.鍋爐燃燒效率：gl=100-q3-q4 %二、安全性指標：1.鍋爐連續(xù)運行小時數(shù)：開機后，無事故一次性運行小時數(shù)2.鍋爐的可用率：式153.鍋爐事故率：式16 15 電站鍋爐型號的表示方法（補充）實例： HG67013.8540/540 HG67

5、013.8/540 HG-670/540鍋爐廠簡介：A（高壓）、B（中壓）、C（次中壓）、D（低壓）、E（熱水）電站鍋爐型號命名全權：HG、SG、BG、WG、DG、升級CG-A級：哈鍋杭鍋 武鍋無鍋梧鍋、B級：鞍山、濟南、無錫、四川等十幾家C級：江西、杭州、梧州、長鍋等幾十家D級：哈二鍋、哈工鍋、哈龍江、長文教、長工業(yè)、長三鍋、吉鍋、沈陽、四平、遼原、 通遼、延吉等204家。生產(chǎn)工業(yè)鍋爐，目前全國240萬臺。E級：分布于全國各市、縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)大約2000多家。鍋 爐 原 理 教 案備 注第二章 鍋爐受熱面 輻射受熱面：水冷壁、輻射過熱器、鍋爐受熱面 半輻射受熱面：半輻射式過熱器（屏式過熱器）、 對

6、流受熱面：過、再熱器、鍋爐管束、省煤器、空氣預熱器、防渣管 黑板左側畫： 鍋爐結構圖， TS圖 21 水冷壁從鍋爐發(fā)展史口述水冷壁的由來一、水冷壁的工作特點：輻射換熱二、水冷壁的作用（P22）：主蒸發(fā)受熱面1.強化傳熱、節(jié)省鋼材 ？ 比較對象不明確！2.保護爐墻3.防止結渣？ 說法不嚴密4.懸吊敷管爐墻5.主蒸發(fā)受熱面三、水冷壁的結構與布置（P2226）1.規(guī)格：45、51、57、60、63.5、76，壁厚352.材質(zhì)：無縫鋼管10g、15g、20g3.布置方式：單爐室（沿爐內(nèi)墻四周垂直布置）；雙爐室（中間設有雙面曝光水冷壁）。4.結構參數(shù)：s/d e/d 對熱力特性的影響（第十四章介紹）鍋

7、爐 原 理 教 案備 注 光管水冷壁：制造簡單、加工方便、膨脹均勻。5.類型 膜式水冷壁：氣密性好、受熱面積大、便于吊裝、可采用輕型敷管爐墻。（圖22） 內(nèi)螺紋管水冷壁：管內(nèi)擾動強烈、防止膜態(tài)沸騰、（常用于強制流動鍋爐）（圖23）6.應用實例： P25圖26， P26圖27。 22 過熱器與再熱器一、過熱器與再熱器的作用與特點二、過熱器與再熱器的結構三、熱偏差四、汽溫調(diào)節(jié) 23省煤器與空氣預熱器鍋 爐 原 理 教 案備 注鍋 爐 燃 料分 類探明儲量使用年限我國地位常固體燃料（煤炭）32000億噸200第 一規(guī)礦物質(zhì)能液體燃料（石油）32億噸50第十一能氣體燃料（天然氣）3800m332第十四

8、源木 質(zhì) 能可再生能源:木材、木炭、沼氣、玉米芯、牛糞等新 能 源核能、地熱能、太陽能、潮汐能、風能等注】:煤炭探明保有儲量32000億噸,保有儲量7691億噸,可開采儲量40005000億噸。 3-1 煤的常規(guī)特性一、煤的元素分析成分： 1.碳C: 主要可燃成分,完全燃燒放熱量32700 kj/kg,在煤中含量變化較大3090,地質(zhì)年齡越長,含碳越多,放熱量越高,但不易著火與燃燼。 2.氫H: 可燃成分,放熱量kj/kg,是碳的3倍,含量低16,有利元素,。 3.氧O: 可助燃,但含量低,杯水車薪,視為雜質(zhì)。 4.氮N: 不可燃,含量低,燃燒反應可生成NOX ,有害成分。 5.硫S: 可燃,

9、放熱量低904kj/kg ,可生成SOx,有害成分。 可 燃 硫Sr 有機硫（與C、H、O組成的有機化合物） 硫 黃鐵礦硫（FeS2） 硫酸鹽硫Sly（CaSO4、MgSO4、FeSO4等）屬于灰分 1993年我國成為石油的凈進口國；1999年超過進口依存境界線20%；2000年進口石油7000萬噸，占30%；鍋 爐 原 理 教 案備 注 6.水分M 外部水分（收到基水分、應用基水分、表面水分、風干水分） 內(nèi)部水分（空氣干燥基水分、分析基水分、固有水分、內(nèi)在水分） 7.灰分A:雜質(zhì),污染環(huán)境,磨損受熱面,含量變化10%-50。二、煤的分析基準：1.收 到 基: Car+Har+Oar+Nar+

10、Sar+Aar+Mar =100 2.空氣干燥基: Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad =100 3.干 燥 基: Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100 4.干燥無灰基: Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100 三、煤的工業(yè)分析成分及實驗：1.煤的工業(yè)分析成分: 水分、揮發(fā)分、灰分、固定碳2.工業(yè)分析與元素分析的關系: 見下表 收 到 基 Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar =100 空氣干燥基 Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100 干 燥 基 Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100 干燥無灰基 Cd

11、af+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100 CMf Mad Sr N O H Sly A Chf Cgd 水 分 揮 發(fā) 分 固 定 碳 灰 分 焦 炭鍋 爐 原 理 教 案備 注3.工業(yè)分析實驗:見實驗指導書。四、各種基準的換算: 例題:已知Mar、Mad,試將空氣干燥基的各種成分換算成收到基。 證明: 即推導換算系數(shù)Kad-ar 同種燃料去出全部水分其干燥基成分不變 可以分別用收到基和空氣干燥基表示干燥基,也就是說用干燥基將收到基和空氣干燥基聯(lián)系起來。 故: 令: 式中:kad-ar空氣干燥基換算為收到基的換算系數(shù) 所以: Car=kad-arCad 同理:Har=kad-ar

12、Had;Oar=kad-ar Oad;Nar=kad-ar Nad;Sar=kad-ar Sad;Aar=kad-ar Aad。不同基準的換算系數(shù): 表31 (55頁)換算系數(shù)的適用條件: 1)除水分、低位發(fā)熱量之外的各種成分的換算。 2)適用高位發(fā)熱量和揮發(fā)分的換算。鍋 爐 原 理 教 案備 注3)對于水分: 式中: Mf外部水分; Mad內(nèi)部水分即空氣干燥基水分。 作業(yè)1: 推導換算系數(shù)Kadf-ar 作業(yè)2: 某種煤收到基含碳量為41。由于受外界條件的影響，其收到基水分由15減少到10，收到基灰分由25增加到35，試求其水分和灰分變化后的收到基含碳量（要求先推導換算公式，后計算）。五、煤

13、的發(fā)熱量及其測定（實驗） 發(fā)熱量:單位質(zhì)量的燃料完全燃燒所放出的量,kj/kg。 1.彈筒發(fā)熱量:用氧彈量熱計所測得的燃料發(fā)熱量,Qad.b。 2.高位發(fā)熱量: 若燃料完全燃燒,產(chǎn)生的水未放出氣化潛熱(以液態(tài)的形式存在）,則所得到的發(fā)熱量稱為高位發(fā)熱量,Qgr。 3.低位發(fā)熱量: 若燃料完全燃燒,產(chǎn)生的水釋放出氣化潛熱(以汽態(tài)的形式存在）,則所得到的發(fā)熱量稱為低位發(fā)熱量,Qnet。 4.發(fā)熱量的測定:實驗指導書。5.三者關系及換算: 1) QbQgrQnet 2) Qad.gr=Qad.b-(95Sad.b+Qad.b) (3-8) 式中: Qad.gr空氣干燥基高位發(fā)熱量;Qad.b空氣干燥

14、基彈筒發(fā)熱量;Sad.b彈筒清洗液測得的含硫量;硝酸生成熱的比例系數(shù); P57 3) 4) r水的汽化潛熱,2300kj/kg。 Qar.gr-206Har-23Mar (3-9)鍋 爐 原 理 教 案備 注六、幾個重要概念 1.標準煤:Q=7000 kcal/kg =29270 kj/kg 2.劣質(zhì)煤: Q=3000kcal/kg =12500 kj/kg 3.煤的折算成分折算水分:= （3-11）折算灰分: （3-12）折算硫分: （3-13）七、灰分特性灰分的特性溫度及實驗方法:將高20mm,底邊長為7mm的等邊三角形直角灰錐,放入電爐中加熱,觀察變化。試樣 變形溫度DT 軟化溫度ST

15、流動溫度FT 2.影響灰的熔融性的主要因素: 1.灰分成分的影響: 堿性氧化物Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O等。 酸性氧化物SiO2、Al2O3、TiO3等。 對灰熔點的影響 堿性氧化物 灰熔點 酸性氧化物 灰熔點 2.周圍介質(zhì)的影響: a)氧化性介質(zhì)中鐵呈FeO3狀態(tài),灰熔點高。 b)還原性介質(zhì)中鐵呈金屬Fe狀態(tài),灰熔點也高。 c)弱還原性介質(zhì)中鐵呈FeO狀態(tài),易與灰中的SiO2形成2FeOSiO2 ,灰熔點很低。八、焦炭特性（焦炭的八種狀態(tài) 略 見60頁） 1.粉狀 5.不膨脹熔融粘結 2.粘著狀 6.微膨脹熔融粘結 3.弱粘結 7.膨脹熔融粘結 4.不熔融粘結 8.強膨脹熔

16、融粘結 3-2 煤的常規(guī)特性對鍋爐工作的影響 1.揮發(fā)分的影響:地質(zhì)年齡Vadf易著火易燃燼硬度但Q 2.水分的影響:MarQ著火燃燼”lQ4積灰腐蝕 3.灰分的影響:AarQQ6Q4Q4積灰磨損結渣 4.灰熔點的影響:灰熔點（DT、ST、FT） 結渣 5.硫分的影響: Sar tld 低溫腐蝕 污染環(huán)境 煤粉倉自燃 作業(yè)3: 試說明Vdaf。Mar、Aar、Sar及灰熔點對鍋爐的工作有哪些影響. 3-3 煤的燃燒特性及其影響 3-4 煤的結渣和沾污特性指標一、煤的結渣特性指標 1.結渣率:在一定的空氣流速下燃料燃燒并燃燼時,大于6mm的渣塊占灰渣總質(zhì)量的百分數(shù)。 由圖39（64頁）實驗曲線可

17、知:結渣率與氣流速度有關,一般情況下,結渣率隨氣流速度提高而增加。 結論:結渣率越大的煤越容易發(fā)生結渣。 2.堿酸比B/A:灰中堿性成分與酸性成分含量之比,見式（314）。 結論: B/A 易結渣 3.硅鋁比:即2SiO2/Al2O3的比值。 結論: 硅鋁比 易結渣 二、灰的沾污指標:表示沾污性強弱的物理量。RF=Na2O 式中 Na2O干燥基質(zhì)量百分比,。 結論: RF 沾污嚴重鍋 爐 原 理 教 案備 注 3-5 煤的分類一、我國動力煤的分類依據(jù): Vadf 二、我國動力煤的分類： Vadf10% 無煙煤Vadf1020 貧 煤 Vadf2040 煙 煤Vadf37 褐 煤 3-6 液體及

18、氣體燃料（不講）鍋 爐 原 理 教 案備 注第四章 燃燒過程的物質(zhì)平衡和鍋爐熱平衡 41 燃燒過程的物質(zhì)平衡 一、燃燒計算的物理模型 1.以1kg燃料為計算基礎; 2.所有氣體均視為理想氣體（22.4Nm3/kg）; 3.假定完全燃燒; 4.略去空氣中的稀有成分,認為空氣只由N2和O2組成,且N2和O2的容積比為79:21。二、理論空氣量:概念：1kg燃料完全燃燒所需要 的最低空氣量Nm3/kg。解釋1：不多不少、正正好好、可丁可卯、要多少給多少。解釋2：多一點也不要、少一點也不行、多一點就多了、少一點就少了。推導： 煤的成分: Car Sar Har Oar Nar Aar Mar 理論耗氧

19、量:=1.866+0.7 + 5.55 - 0.7 理論空氣量: V0=/0.21 = 0.0889(Car + 0.375Sar) + 0.265Har - 0.0333Oar = 0.0889Kar + 0.265(HarOar/8)【注】：黑板右側用化學反應方程式說明。 三、實際空氣量： 1.過量空氣系數(shù): 與實際空氣量理論空氣量的比值。 鍋 爐 原 理 教 案備 注對于爐膛及各部煙道:V/VO （外界向煙道內(nèi)漏風） 對于空氣預熱器: = V/VO （空氣側向煙氣側漏風） 2.實際空氣量: V=V03.漏風系數(shù): = 【注】:黑板右側畫鍋爐簡圖說明=l+ 42 燃燒產(chǎn)物計算和測定一、完全

20、燃燒時燃燒產(chǎn)物的計算(1，或煙氣中無剩余氧存在) 1.理論煙氣量: 供應燃料理論空氣量,燃料完全燃燒,所產(chǎn)生的煙氣容積稱為理論煙量。理論煙氣量推導：燃 料 空 氣 Aa Car Sar Nar Oar Har Ma H2O N2 O2 灰 0 0 理論煙氣量: = + + + 鍋 爐 原 理 教 案備 注(1) 容積計算: =1.8660.71.8661.866（411）(2) 理論氮氣容積:由燃料中的氮和理論空氣中的氮組成。 = +0.79V0=0.8 + 0.79V0 （412）(3) 理論水蒸氣:四個來源氫燃燒、燃料中水、V0中的水、霧化蒸汽 1)氫燃燒產(chǎn)生的水蒸氣: 11.1 2)燃料

21、中的水形成的水蒸氣: 1.24 3)理論空氣帶入的水蒸氣: =1.241.2930.01V0=0.0161V0 4) 霧化重油帶入的水蒸汽: 1.24Mwh V0H2O=11.11.24 +0.0161V0 +1.24 Nm3/kg 式（4-14） 燃煤鍋爐: V0H2O =11.11.24 +0.0161V0 Nm3/kg 式（4-14）2.實際煙氣量的幾種表達式： Vy=V0yVk Vy=V0y0.79(1)V0+ 0.0161(1)V0+0.21(1)V0 Vy= V0y1.0161(1)V0 Vy= VRO2+ V0N2V0H2OVN2 +VH2O+ VO2 Vy= VRO2+VN2+

22、VH2O+ VO2 鍋 爐 原 理 教 案備 注 Vy=Vgy作業(yè)3 已知Vy=Vgy ,試推導Vy= V0y1.0161(1) V0。 完全燃燒時各氣體容積之關系(自學指導書 P12)二、不完全燃燒時燃燒產(chǎn)物的計算(1時) 不完全燃燒:煙氣中含有CO、H2、H2S、CmHn等可燃氣體。 判斷是否完全燃燒的條件: 煙氣中是否含有CO。 1.干煙氣容積的計算: 式(432) 推導（見P77）:燃燒時CO2和CO的容積相同。 2.三原子氣體、水蒸氣的容積份額于分壓力容積份額 2)分壓力 3.煙氣的質(zhì)量: 煙氣 my=1-Aar/100+(1+d/1000)V0燃料 =1-Aar/100+(1+0.

23、01)1.29V0 爐膛 =1-Aar/100+1.306V0空氣 灰渣鍋 爐 原 理 教 案備 注三、煙氣分析及其應用(鍋爐運行監(jiān)督、測試)1.煙氣分析的目的:測鍋爐反平衡效率、測量過量空氣系數(shù)、監(jiān)督RO2、 O2的含量、檢查鍋爐漏風情況等。2.干煙氣成分:3.奧氏煙氣分析儀的工作原理: 1)裝置: (圖41) 2)原理:利用不同的吸收劑吸收不同的氣體成分。 氫氧化鉀溶液(KOH)RO2 焦性沒食子酸溶液C6H3(OH)3O2、RO2 氯氯化亞銅氨溶液Cu(NH3)2ClCO、O2 3)分析步驟:依次吸收。 4)為什么分析成分是干煙氣成分？ 在實驗壓力下水蒸氣處于飽和狀態(tài),成比例的被吸。四、

24、不完全燃燒方程式及煙氣中CO含量的計算1.不完全燃燒方程:式(438)忽略Kq4的影響,可得不完全燃燒方程式: 21=RO2+O2+0.605CO+(RO2+CO) 式(442)2.煙氣中CO含量的計算(適用條件:忽略Kq4的影響,實用公式): 補充公式: 鍋 爐 原 理 教 案備 注五、燃料特性系數(shù): 數(shù)值見表41 燃料中的Nar、Sar很少,可忽略,則得簡化公式: 或 式(441) 燃料特性系數(shù)的物理意義:燃料中的自由氫(H-0.126O)與C的比值, 自由氫越多,值越大。是燃料的固有屬性,與各種計算基準、燃燒方式、燃燒條件無關。六、RO2和RO2max的計算: 由不完全燃燒方程式: 21

25、=RO2+O2+0.605CO+(RO2+CO) 當完全燃燒時,CO=0,則得,完全燃燒方程式: 21=O2+(1)RO2 因此, 式(444) 若在1的情況下完全燃燒,則得RO2max,即: 式(445)七、根據(jù)煙氣分析結果計算過量空氣系數(shù) 1.不完全燃燒時 由于煙氣中H2、CH4含量很少,對于計算結果無太大影響,可忽略之,則式（447）可改寫為: 補充公式,條件: 煙氣中只含CO 2.完全燃燒時 因為CO=0,則上式變?yōu)?式(446)鍋 爐 原 理 教 案備 注 若完全燃燒,且忽略時,則得簡化公式: 式(448, 449)RO2max與燃料品種有關,見表41。八漏風系數(shù) 即, 對于空氣預熱

26、器: kykyky 考慮大爐膛及制粉系統(tǒng)的漏風,則: kyll zf 式中l(wèi)、 zf分別為爐膛及制粉系統(tǒng)的漏風系數(shù)。注:鍋爐設計時,各部煙道的及 zf 由表43、表44查取。 43 焓 溫 表引導:在鍋爐技術中焓的實際意義熱力學定義: I=U+PV 或 i=u+pv熱力學第一定律微分方程式:dq=du+dw=du+d(pv)=du+pdv+vdp 在鍋爐中是定壓過程,即: p=常數(shù),則:dp=0 dq=du+pdv 定積分: q=(u2-u1)+p(v2-v1) 整理得: q(u2+pv2)-(u1+pv1) qi2-i1 0時,焓i1=0,所以可理解為q = i 鍋 爐 原 理 教 案備 注

27、因此:在鍋爐中焓與熱量在數(shù)值上相等,單位相同,即可以利用計算熱量的方法來計算熱焓,例如, 氣體的焓: I=VCvt Cv平均定壓容積比熱。固體的焓: I=mCmt Cm平均定壓質(zhì)量比熱。一、空氣的焓：1.理論空氣的焓: I0k=V0(ct)k, kj/kg 式(4-53)2.實際空氣的焓: Ik=I0k=V0(ct)k, kj/kg 式(4-54)注: a.教材P54頁 改為 b.為計算方便表44給出了1m3空氣、煙氣和kg灰的焓。二、煙氣的焓：1.鍋爐設計時煙氣焓的計算: Iy=I0y+(-1)I0k+Ifh kj/kg 式(4-55) 式中,理論煙氣的焓: 式(4-56)飛 灰 的 焓 :

28、 式(4-56)當 時,才計入 Ifh 。2.鍋爐運行時煙氣焓的計算（不講）3.有煙氣再循環(huán)時煙氣焓的計算: 解釋煙氣再循環(huán): 畫圖。 鍋 爐 原 理 教 案備 注 自學: 86頁。 Iyz=Iy+rIc 式(4-62)式中, r=Vz/Vc再循環(huán)率。混合后的煙氣溫度,。 44 鍋爐熱平衡一、概述: 鍋爐熱平衡的組成 (畫圖,層燃爐熱平衡示意圖)鍋爐熱平衡方程式:Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=Qr, kj/kg 式(464)式中, Qr鍋爐的輸入熱量, kj/kg Q1鍋爐有效利用熱, kj/kg Q2排煙熱損失, kj/kg Q3氣體不完全燃燒熱損失(機械未完全燃燒熱損失) , kj/

29、kg Q4固體不完全燃燒熱損失(化學未完全燃燒熱損失) , kj/kg Q5散熱損失, kj/kg Q6灰渣不完全燃燒熱損失(燃煤鍋爐) , kj/kg式(464)兩端同時除以Qr,乘以100,得: (Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6)/Qr100=Qr/Qr100 令:,則得: q1+q2+q3+q4+q5+q6=100 式(465) 2.正平衡效率:正Q1/Qr100 式(484) 鍋 爐 原 理 教 案備 注3.反平衡效率:反100(q2+q3+q4+q5+q6) 式(485)4.燃燒效率: r=100-(q3+q4) 式(488)二、鍋爐輸入熱量Qr Qr= Q+ir+Qwr+Qzq

30、 式(466)式中, Q收到基低位發(fā)熱量, kj/kg; ir燃料的物理顯熱,kj/kg; 見式(467)、(468) Qwr外來熱源加熱空氣時,kj/kg; 見式(470) Qzq蒸汽霧化重油帶入的熱量kj/kg; 見式(471) 近似計算（燃煤鍋爐）: Qr Q三、鍋爐有效利用熱Q1式中, B燃料消耗量, kg/s Dgr過熱蒸汽的流量, kg/s; Dzr再熱蒸汽的流量, kg/s;Dzy自用蒸汽的流量, kg/s; Dpw連續(xù)排污量,kg/s; i”gr過熱蒸汽出口焓, kj/kg igs給水的焓, kj/kg; izr再熱蒸汽出口焓, kj/kg izr再熱蒸汽人口焓, kj/kg;

31、 izy自用蒸汽的焓, kj/kg空氣預熱器出口熱風帶入鍋爐的熱量,屬于熱量內(nèi)循環(huán),不計入Q1四、各項熱損失：1.固體不完全燃燒熱損失 (1)q4的計算(運行、測試) 利用灰平衡法測試、計算q4：鍋 爐 原 理 教 案備 注1)火床爐: 2)流化床鍋爐: , 3)煤粉爐: , 式(4-77) (2)q4的選取(鍋爐設計時):按標準選取。 (3)影響q4主要因素(補充內(nèi)容)2.氣體不完全燃燒熱損失：(1)q3的計算(運行、測試) , 式(4-79)(2)q3的選取(鍋爐設計時):按標準選取。 (3)影響q3主要因素(補充內(nèi)容)3.排煙熱損失：4.散熱損失：5.其他熱損失（灰渣物理熱損失）6.影響

32、各項熱損失的)7.最佳過量空氣系數(shù)的確定(補充內(nèi)容)鍋 爐 原 理 教 案備 注五、燃料消耗量與計算燃料消耗量注：補充保熱系數(shù)六、國外熱損失計算的其他方法(不講)七、鍋爐熱效率實驗(見實驗指導書)鍋 爐 原 理 教 案備 注第五章 煤粉制備 51 煤粉的特性煤粉的一般特性：1、形狀不規(guī)則，d0,R90一定時，n,則 R200，即大于200的顆粒少。R200一定時，n,則R90，即小于90的顆粒少。R90,則b，煤粉粗；R90,則b，煤粉細；鍋 爐 原 理 教 案備 注煤粉經(jīng)濟細度：1、概念：使鍋爐不完全燃燒損失、磨煤電耗及金屬磨損的總和最小的煤粉細度，稱為經(jīng)濟細度。經(jīng)濟細度由鍋爐燃燒試驗確定；

33、2、影響煤粉經(jīng)濟細度的因素：揮發(fā)分高，煤粉可以粗些；均勻性指數(shù)大，煤粉可以粗些；爐膛燃燒強度大，煤粉可以粗些； 52 煤的可磨性與磨損性煤的可磨性系數(shù)：國際標準：哈德格羅夫法（Hardgrove法），測定哈氏可磨性指數(shù)HGI：將經(jīng)過空氣干燥、粒度為0.631.25mm的煤樣50g，放入哈氏可磨性試驗儀。施加在鋼球上的總作用力為284N，驅(qū)動電動機進行研磨，旋轉(zhuǎn)60轉(zhuǎn)。將磨得的煤粉用孔徑為0.71mm的篩子在震篩機上篩分，并稱量篩上與篩下的煤粉量。用下式計算哈氏可磨性指數(shù)：HGI=13 + 6.93G式中：G為孔徑0.71mm篩子篩下煤樣質(zhì)量，g。由所有總煤樣重量減去篩上篩余量求得。全蘇熱工所：

34、將質(zhì)量相等的標準煤和試驗煤由相同的初始粒度磨制成細度相同的煤粉時，所消耗能量的比值。Kkm=0.0034(HGI)1.25 + 0.61煤的磨損性指數(shù)：表示磨損的輕重程度；旋轉(zhuǎn)磨損試驗儀；沖刷式磨損試驗儀：鍋 爐 原 理 教 案備 注 53 中速磨煤機及制粉系統(tǒng)中速磨煤機：低速磨煤機、中速磨煤機、高速磨煤機；結構分四部分：驅(qū)動裝置、碾磨部件、干燥分離空間以及煤粉分離和分配裝置。RP型碗式磨煤機：淺碗形磨盤；MPS型磨煤機：E型磨煤機：電耗：RP型磨 MPS型磨 MPS型磨 RP型磨 8000h比較：E型磨適用Ke 3.5；MPS型磨適用Ke 2.0；RP型磨適用Ke 3.5的煤；（3）對雜質(zhì)不

35、敏感；（4）能磨制高水分煤；（5）結構簡單，故障少；雙進雙出鋼球磨煤機：三、鋼球磨煤機的制粉系統(tǒng)：雙進雙出鋼球磨煤機直吹式系統(tǒng)：雙進雙出鋼球磨煤機半直吹式系統(tǒng)：球磨煤機中儲式制粉系統(tǒng)：缺點：（1）系統(tǒng)復雜龐大，初投資大；（2）易產(chǎn)生煤粉沉積，增加爆炸危險性；（3）漏風大，輸粉電耗大，鍋爐效率降低。優(yōu)點：（1）輸粉均勻，響應快；（2）存粉量大，出力不受鍋爐限制，經(jīng)濟運行；（3）煤粉可調(diào)配，提高了可靠性?！続】鋼球磨煤機熱風送粉中間儲倉式制粉系統(tǒng)鍋 爐 原 理 教 案備 注【B】鋼球磨煤機乏汽送粉中間儲倉式制粉系統(tǒng) 55 風扇磨煤機及制粉系統(tǒng)風扇磨結構特點：用于燃用褐煤機組，n 400r/m，高速

36、磨煤機，采用直吹式系統(tǒng)；特點：（1）干燥能力強；（2）結構簡單，尺寸小，金屬消耗量少；（3）磨損大；【A】風扇磨煤機單介質(zhì)（熱風）干燥直吹式制粉系統(tǒng)鍋 爐 原 理 教 案備 注 【B】風扇磨煤機雙介質(zhì)（熱風、爐煙）干燥直吹式制粉系統(tǒng)【C】風扇磨煤機三介質(zhì)（熱風、高溫爐煙、低溫爐煙）干燥直吹式制粉系統(tǒng)鍋 爐 原 理 教 案備 注第六章 燃燒過程的基本理論 61 化學反應速度及影響因素化學反應速度：燃燒反應是一種發(fā)光發(fā)熱的高速化學反應；1、均相反應和多相反應：2、反應速度可以用某一反應物濃度減少的速度表示，也可以用生成物濃度增加的速度表示。3、影響因素：（1）反應物性質(zhì)；（2）反應物的濃度；（3）

37、溫度；（4）壓力；（5）是否有催化劑或連鎖反應。質(zhì)量作用定律：意義：反映濃度對化學反應速度影響的；概念：在溫度不變時，化學反應速度與該瞬間各反應物濃度冪的乘積成正比。各反應物濃度的冪指數(shù)等于其相應的化學計量系數(shù)。k1、k2為正、逆反應速度常數(shù)，對于一定的化學反應，只與溫度有關，與濃度無關；3、應用條件：按其化學反應計量方程式一步完成；理想氣體在均相反應。阿累尼烏斯定律：1、意義：反映溫度對化學反應影響：鍋 爐 原 理 教 案備 注k0：頻率因子；E：活化能；R：通用氣體常數(shù)；T：熱力學溫度；活化能E、頻率因子k0都與溫度無關；活化能E：使分子接近和破壞反應分子化學鍵所必須消耗的能量，也就是發(fā)生

38、反應所需要的能量。壓力對化學反應速度的影響：P，反應速度加快；催化作用：連鎖反應： 62 煤、焦碳和煤粉的燃燒煤燃燒過程的四個階段：預熱干燥階段；揮發(fā)分析出并著火階段；燃燒階段；燃盡階段；最重要的是著火和燃盡；著火是前提，燃盡是目的。碳的燃燒反應：一次反應：二次反應：鍋 爐 原 理 教 案備 注碳的多相燃燒特點：特征：物質(zhì)在相的分界表面上發(fā)生反應；燃料與氧化劑的相態(tài)不同。參與燃燒反應的氣體分子（氧）向碳粒表面的轉(zhuǎn)移與擴散；氣體分子（氧）被吸附在碳粒表面；被吸附的氣體分子（氧）在碳表面發(fā)生化學反應，生成燃燒產(chǎn)物；燃燒產(chǎn)物從碳表面上解吸附；燃燒產(chǎn)物離開碳表面，擴散到周圍環(huán)境中；多相燃燒反應的燃燒區(qū)

39、域：多相燃燒反應分為動力燃燒區(qū)、擴散燃燒區(qū)和過渡燃燒區(qū)。當k時，動力燃燒區(qū)，t 1000，提升溫度是強化燃燒的手段；當 1400，要強化燃燒，加強碳粒與氧的擾動混合；動力燃燒區(qū)與擴散燃燒區(qū)之間有一個過渡燃燒區(qū)，化學反應速度與氧的擴散速度比較接近，兩者都不能忽略，要強化燃燒，既提升溫度，又要加強碳粒與氧的擾動混合。鍋 爐 原 理 教 案備 注 64 影響煤粉氣流著火的因素一、煤粉氣流著火的特點：【A】煤粉氣流通過湍流擴散和回流，卷吸周圍高溫煙氣；同時受到爐膛四壁及高溫火焰輻射，被迅速加熱至著火?！綛】著火過早，燒壞噴口，也易結渣；著火太遲，增大機械不完全燃燒損失，火焰中心上移，對流受熱面結渣。二

40、、著火熱及其影響因素：1、著火熱：將煤粉氣流加熱到著火溫度所需的熱量稱為-。它包括加熱煤粉及一次風，并使煤粉中水分蒸發(fā)、過熱所需要的熱量。2、影響著火的因素：燃料的性質(zhì)：揮發(fā)分，著火溫度；水分，著火溫度；灰分，著火溫度；細度，著火溫度。爐內(nèi)的散熱條件：燃燒帶煤粉氣流的初溫：一次風量和風速：燃燒器的結構特性：尺寸、一、二次風混合點；鍋爐負荷： 65 燃燒的完全條件一、燃燒效率：二、完全燃燒條件：供應充足而又合適的空氣量；適當高的爐溫；空氣和煤粉的良好擾動和混合；在爐內(nèi)要有足夠的停留時間；鍋 爐 原 理 教 案備 注煤粉爐及燃燒設備7-1 煤粉爐的爐膛及燃燒器一、煤粉爐的爐膛：作用：保證燃料的完全

41、燃燒，又要合理組織爐內(nèi)熱交換、布置合適的受熱面滿足鍋爐容量的要求。合理布置燃燒器，使燃料能迅速著火，并有良好的爐內(nèi)空氣動力場，使各壁面熱負荷均勻；充滿度好，無死滯區(qū)和旋流區(qū)，避免火焰沖墻和結渣；爐膛要有足夠的容積和高度，保證燃料完全燃燒；能夠布置合適的蒸發(fā)受熱面，以滿足容量的需要；同時保證合適的爐膛出口煙溫，保證爐膛出口后的對流受熱面不結渣和安全工作；爐膛的輻射受熱面應具有可靠的水動力特性，保證其工作的安全；爐膛結構緊湊，金屬及其他材料用量少；便于制造、安裝、檢修和運行；爐膛容積熱負荷：爐膛截面積熱負荷：燃燒器區(qū)域壁面熱負荷：爐膛壁面熱負荷：Bj：計算燃料消耗量；Q：爐膛輻射吸熱量；F：爐膛水

42、冷壁面積；鍋 爐 原 理 教 案備 注二、燃燒器：一次風：攜帶煤粉進入燃燒器的空氣；二次風：煤粉氣流著火后送入爐膛的空氣；三次風：中儲倉式制粉系統(tǒng)熱風送粉時，磨煤機干燥原煤后排出的乏氣，含有10%15%的細小煤粉；對燃燒器的基本要求：能使煤粉氣流穩(wěn)定地著火；著火后，一、二次風能及時合理混合，確保較高的燃燒效率；火焰在爐內(nèi)的充滿度好，且不會沖刷爐墻，避免結渣；有較好的燃料適應性和負荷調(diào)節(jié)范圍；阻力較??；能減少NOx的生成，減少對環(huán)境的污染；燃燒器分為直流燃燒器和旋流燃燒器7-2 旋流燃燒器及其布置旋流射流的特點：旋轉(zhuǎn)射流不但具有軸向速度，而且具有切向速度，初期擾動強烈，衰減的快，射程短；燃燒器出

43、口一段距離內(nèi)軸線上軸向速度為負值，有中心回流區(qū)，著火由內(nèi)、外邊界同時開始；擴展角大。旋流強度及其影響：旋流強度M：旋轉(zhuǎn)動量矩K：軸向動量（1）n很小時，氣流不旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)很弱，無中心回流區(qū)，或回流區(qū)很小，稱為封閉氣流；n 不斷增大，回流區(qū)出現(xiàn)或增大，當回流區(qū)延長到主氣流速度很低時才封閉，這種氣流稱為開放氣流；n再不斷增大，擴展角隨之增大，氣流鍋 爐 原 理 教 案備 注外側壓力小于中心回流區(qū)壓力，內(nèi)外壓力差的作用下，形成全擴散射流。氣流離開燃燒器后，貼墻運動，稱為飛邊。（2）隨著n的增加，回流區(qū)先增加后又縮短，回流區(qū)太短，不能回流高溫煙氣，因此n要適當，既保證射流是開放射流，又要使高溫煙氣能回流

44、到火炬根部，加速著火和燃燒；（3）擴展角隨旋流強度增大而增大，對著火有利；（4）旋流射流射程隨著旋流強度增大而減小，火炬長度應適當。常用的旋流燃燒器：單蝸殼擴錐型旋流燃燒器：雙蝸殼旋流燃燒器：軸向葉片旋流燃燒器：切向葉片式旋流燃燒器：旋流燃燒器的布置方式：(a)前墻布置 (b)兩面墻布置 (c)半開爐膛對沖 (d)爐底布置（e）爐頂布置 (b-1) 兩面墻交錯布置 (b) 兩面墻交錯布置鍋 爐 原 理 教 案備 注7-3 直流燃燒器及其布置直流射流的基本特征：湍流射流；等溫自由射流；射流邊界流體微團與周圍氣體發(fā)生熱量、質(zhì)量和動量交換，周圍氣體卷吸到射流中來； wx=0 wx x w0 wm 初

45、始段 基本段 x（f）等溫自由射流的結構特性及速度分布等速核心區(qū)；外邊界；內(nèi)邊界；轉(zhuǎn)折截面；初始段（噴口直徑的24倍）；基本段；源點；擴展角；射程：是指射流某一截面上的軸線速度wm降低到某一不為零的數(shù)值時，該截面與噴口之間的距離。擴展角決定了外邊界線，決定了射流的形狀。四角布置切圓燃燒方式直流燃燒器及其布置：1、直流燃燒器噴口的排列方式：均等配風方式：煙煤、褐煤型配風方式，CE公司，當Vdaf13%時，采用均等配風；分級配風方式：無煙煤、貧煤型配風方式，劣質(zhì)煙煤也常采用分級配風； 周界風 夾心風 十字風鍋 爐 原 理 教 案備 注周界風：卷吸高溫氣流，保護一次風噴口；夾心風：及時補充著火后所需

46、空氣；提高一次風剛性；強化湍流脈動，利于混合；減少了射流的擴展角，防止沖墻結渣；十字風：補充氧氣；2、切圓燃燒方式直流燃燒器的主要熱力參數(shù)：二次風率根據(jù)Vdaf和著火條件確定。3、切圓燃燒方式直流燃燒器的布置： (a)正四角布置 (b)正八角布置 (c)大切角正四角布置 d)兩角相切，兩角對沖方式 (e)正反雙切圓方式 (f)雙室爐膛切圓方式(g)同向大小雙切圓方式 (h)大切角雙室爐膛方式鍋 爐 原 理 教 案備 注四角切圓布置應考慮旋轉(zhuǎn)殘余的影響；4、切圓燃燒時爐內(nèi)氣流的偏斜：影響氣流偏斜的原因：（1）一、二次風的動量；（2）假想切圓的直徑；（3）爐膛的斷面形狀；（4）燃燒器兩側的補氣條件

47、；（5）直流燃燒器結構特性：噴口的形狀（h/b）影響剛性；7-4 煤粉火炬的穩(wěn)燃技術煤粉火炬的穩(wěn)燃措施：國外采用的穩(wěn)燃措施：（1）敷設燃燒帶；（2）熱風送粉；（3）較低的一次風速和一次風率；（4）減小顆粒細度；（5）控制最低運行負荷以及采用性能良好的燃燒器?！叭邊^(qū)”理論：高溫、高煤粉濃度和適當高的氧濃度。WR燃燒器： CE公司設計，全名是直流式寬調(diào)節(jié)比擺動式燃燒器；濃淡燃燒器?；鹧娣€(wěn)定船式直流燃燒器：鈍體燃燒器：煤粉預燃室：旋流煤粉預燃室：大速差同軸射流煤粉預燃室：7-5 W形火焰燃燒方式W形火焰燃燒方式的特點：無煙煤、貧煤著火區(qū)保持高溫，加速著火，并有足夠長的燃燒行程；美國FW公司的U形火

48、焰燃燒方式，英國BBC公司的W形火焰燃燒方式（或稱雙U形火焰燃燒方式）。W形火焰的爐內(nèi)燃燒過程分為三個階段：第一階段為著火的起始階段，煤粉在低擾動狀態(tài)下著火和初步燃燒，空氣鍋 爐 原 理 教 案備 注以低速、少量送入，以免影響著火；第二階段為燃燒階段，已著火的煤粉氣流先后與以二次風、三次風形式送入的空氣強烈混合，形成猛烈的燃燒；第三階段為輻射換熱和燃盡階段，燃燒生成的煙氣向上流動進入上部輻射爐膛后，除繼續(xù)以低擾動狀態(tài)使燃燒趨于完善外，煙氣一邊流動，一邊對受熱面進行輻射熱交換。W形火焰燃燒方式的主要特點：燃燒中心在噴口附近，前后拱的輻射和燃燒帶，都有利于低揮發(fā)分煤的著火和燃燒；空氣逐步加入，實現(xiàn)

49、分級配風、分級燃燒，不但利于著火、燃燒，而且可控制低的過量空氣系數(shù)和低NOx生成量；火焰行程長，增加煤粉停留時間，利于燃盡；火焰在爐膛底部轉(zhuǎn)彎180向上流動時，使部分飛灰分離出來，減少煙氣中飛灰含量；可采用直流燃燒器或軸向可動葉輪旋流燃燒器，也可用高濃度煤粉燃燒器，有利于組織良好的著火、燃燒；負荷變化時，下部著火爐膛中火焰中心溫度變化不大，有良好的負荷調(diào)節(jié)性能，低負荷可不投油或少投油。W形火焰燃燒方式所用的燃燒器：帶旋風子分離器的高濃度煤粉燃燒器：支流縫隙式燃燒器：改良一次風煤粉濃淡分離的高濃度煤粉燃燒器：鍋 爐 原 理 教 案備 注7-5 水冷壁粘污、結渣及安全運行水冷壁粘污、結渣的特點及其

50、對鍋爐運行的影響：粘污和結渣會降低水冷壁的傳熱能力；爐膛出口煙溫升高，易使屏式和對流式過熱器粘污和結渣，導致傳熱溫壓增大，引起超溫；粘污和結渣會加劇過熱器和再熱器的吸熱不均；形成高溫腐蝕；影響鍋爐經(jīng)濟性。結渣：高溫煙氣夾帶的熔化或部分熔化的粘性顆粒粘結在爐墻或受熱面上，形成灰渣層。粘污可分為高溫灰沉積和低溫灰沉積兩種；粘污和結渣分為四種類型：機械沉積；粘結沉積物；燒結性積灰；熔渣層；二、水冷壁高溫腐蝕；1、硫酸鹽型腐蝕：一種是灰渣層中的堿金屬硫酸鹽與SO3共同作用產(chǎn)生腐蝕；另一種是堿金屬焦硫酸熔鹽腐蝕；2、硫化物型腐蝕：3、SO2 、SO3的生成及腐蝕：4、硫化氫氣體腐蝕：三、防止高溫腐蝕的可

51、能措施：采用低氧燃燒技術；采用煙氣再循環(huán)降低溫度和SO3的含量；合理配風和強化爐內(nèi)湍流混合，避免局部還原性氣氛；合理控制煤粉細度；防止管壁溫度過高；加強調(diào)節(jié)，避免局部缺氧、著火困難、燃燒不穩(wěn)定和局部結渣；采用抗腐蝕材料；鍋 爐 原 理 教 案備 注四、爐膛的外爆與內(nèi)爆：外爆：燃料爆燃，水冷壁嚴重爆管和析鐵氫爆；內(nèi)爆：大型鍋爐的引風機產(chǎn)生較大負壓，足以超過爐墻所能承受的限度；機組甩負荷或其他原因引起爐膛熄火，煙氣溫度驟降，由于送、引風機擋板的緩慢調(diào)節(jié)速度，無法及時改變送進或排出爐膛的流量，因此導致爐膛壓力迅速降低。鍋 爐 原 理 教 案備 注第八章 過熱器和再熱器的運行問題8-1 汽溫調(diào)節(jié)一、過

52、熱器與再熱器的汽溫特性：汽溫特性：鍋爐負荷變化時，過熱器與再熱器出口的蒸汽溫度跟隨變化的規(guī)律。汽溫特性：輻射受熱面 D，T；對流受熱面 D，T。 1汽溫 汽溫 額定汽溫 額定汽溫 2 1 3 2 50 100% 50 100%(b)給水溫度：tgs，T；tgs，T過量空氣系數(shù)：，T；，T。火焰中心位置：h，T；h，T。燃料性質(zhì)、種類：油、氣，h，T；煤h，T； Vdaf，T；Vdaf，T；水分輻射受熱面、再熱器出口T，對流受熱面T；受熱面沾污：輻射受熱面沾污，對流受熱面T；對流受熱面沾污，T鍋爐吹灰與排污：吹灰，輻射T，對流T。二、蒸汽溫度調(diào)節(jié)方法：1、噴水減溫方法：笛管式、旋渦式減溫器；2、

53、汽汽交換器；3、蒸汽旁通法：鍋 爐 原 理 教 案備 注 再熱器B 過熱器A 再熱器A蒸汽旁通法調(diào)節(jié)再熱蒸汽4、煙氣再循環(huán)： 省煤器5、分隔煙道擋板： 過熱器 再熱器 省煤器 省煤器鍋 爐 原 理 教 案備 注6、改變火焰中心：8-3 熱偏差熱偏差：概念：由于諸多因素的影響，導致各平行管圈吸熱量各不相同，管內(nèi)蒸汽的焓增i也不同，這種現(xiàn)象稱為過熱器（或再熱器）的熱偏差；偏差管焓增ip與管組平均焓增ipj之比，熱偏差系數(shù)。q：吸熱不均系數(shù)；A：結構不均系數(shù)；G：流量不均系數(shù)；吸熱不均：溫度場、速度場是造成吸熱不均的主要原因；鍋爐爐膛中煙氣溫度場和速度場本身的不均勻性；爐膛出口處煙氣流的扭轉(zhuǎn)殘余將導

54、致進入煙道內(nèi)的煙氣溫度和流速的分布不均勻。運行操作不正常引起爐內(nèi)溫度場和速度場不均勻。（燃燒器、一、二次風、煤粉濃度不均，水冷壁結渣）橫向節(jié)距不均勻，形成煙氣走廊；局部結渣，造成堵塞，導致煙速分布不均；屏式過熱器受輻射曝光不均勻；鍋 爐 原 理 教 案備 注流量不均勻：吸熱不均的影響；聯(lián)箱內(nèi)壓力變化的影響：（蒸汽流速、沿程摩擦阻力和重位壓頭的變化） p1 p1 P2 p2 p1 p1 p p P2 P2 L L減輕熱偏差的方法：受熱面分級布置；采用大直徑中間混合聯(lián)箱；按受熱面熱負荷分布情況劃分管組；聯(lián)箱連接管左右交叉布置；正確選擇聯(lián)箱的結構和連接型式；加裝節(jié)流圈；利用流量不均勻來消除吸熱不均；

55、8-4 沾污及高溫腐蝕過熱器與再熱器沾污的特點及影響：高溫燒結性積灰（堿金屬氧化物與硫化物反應生成）高溫腐蝕的防止措施：控制管壁溫度；采用低氧燃燒技術；選擇合理的爐膛出口煙溫；定時吹灰；合理組織燃燒，改善爐內(nèi)空氣動力及燃燒工況。鍋 爐 原 理 教 案備 注 第九章 尾部受熱面的運行問題 導 言：鍋爐技術的專項研究 三大部件、三大問題、三大要素研究對象：畫圖，布置于鍋爐尾部豎井的過熱器（再熱器）、省煤器、 空氣預熱器等對流受熱面，亦稱低溫受熱面。問題提出：積灰、磨損、腐蝕老、大、難問題。也是目前鍋爐技術中 亟待解決的重要專題之一。研究要點：發(fā)生機理、影響因素、技術措施。重要意義：延長鍋爐壽命、節(jié)

56、約金屬材料。驚人數(shù)字： 92年有關資料統(tǒng)計，每年全世界電站鍋爐和工業(yè)鍋爐，因磨損而切削掉的金屬、因腐蝕變成其他物質(zhì)而脫落的金屬、因積灰、結垢而浪費的金屬達幾百萬噸，相當于吃掉23個鞍山鋼鐵公司（如果我沒記錯的話，鞍鋼年產(chǎn)量大約120150萬噸）。參考資料：浙大芩可法著，“鍋爐受熱面的積灰、腐蝕和磨損”9-1 尾部受熱面的積灰布置在鍋爐尾部豎井中的再熱器、省煤器和空氣預熱器。煙氣溫度比較低，一般在600以下，亦稱為低溫受熱面。細小的顆粒(小于30m)沉積在受熱面而上形成松軟的積灰。 積灰的部位：在背風側 (圖91)；積灰形狀：楔形。 積灰的平衡：當積灰達到一定程度后，由于氣流速度和灰層重力作用，

57、積灰可自行剝離，灰層不在加厚，這一狀態(tài)稱為積灰的平衡狀態(tài)。 一、影響積灰的主要因素：粒 徑：粒徑小易積灰，粒徑大不易積灰。管 徑：管徑小易積灰，管徑大不易積灰。鍋 爐 原 理 教 案備 注 煙 速：煙速小易積灰(3m/s)，煙速大不易積灰(大于8 m/s)粗糙度：粗糙面易積灰，光滑面不易積灰。煙 溫：煙溫高易積灰，煙溫低不易積灰。管排列方式：順列易積灰，錯列不易積灰?？v向節(jié)距：順列S2小易積灰，錯列S2小不易積灰。 二、防止或減輕積灰的主要措施：選擇合理的煙氣流速。盡量采用小管徑、錯列布置。設置良好的吹灰裝置并定期及時吹掃。 92 尾部受熱面的磨損 低溫下灰粒較硬(450以下)，含灰氣流沖刷到

58、受熱面管子上，在灰粒撞擊和切削的作用下，使金屬顆粒脫離母體而造成管子減薄的現(xiàn)象，稱為磨損。省煤器和空氣預熱器是鍋爐中最易磨損的部件。磨損區(qū)域一般在管子的迎風面90。的扇區(qū)內(nèi)，特別是與來流方向夾角為45。的地方。一、磨損厚度的計算：(略：式91，要求學生會定性分析)式中各項的物理意義見教材197頁二、影響磨損的主要因素：煙速：3.3次方成正比。即：Wy,ms；管子排列方式：ms錯列 ms順列；沖刷方式管外：ms橫向ms縱向;飛灰粒徑：d粒 磨損 【注】當d粒大到一定程度，其磨損量增加緩慢(圖95)。磨損角度：圖94，磨損最嚴重4045。飛灰濃度： 磨損管壁硬度：硬度,ms，即合金鋼比碳鋼耐磨；管

59、壁溫度：隨壁溫升高，氧化膜硬度增大，磨損減輕； 壁溫再升高，由于氧化膜與金屬膨脹系數(shù)不 同，使氧化膜脫落，磨損又加重。圖96。鍋 爐 原 理 教 案備 注 煙氣溫度：煙溫高，灰粒軟，磨損輕；反之重。氣流方向：因重力作用，向下流動，磨損重；向上流動，磨損輕。煙氣成分：煙氣中含有SO2、H2S、H2O、O2等腐蝕氣體，氧化膜破壞，磨損加重。 可見腐蝕與磨損交替進行，惡性循環(huán)！煙氣走廊：煙氣分布不均勻，形成煙氣走廊，磨損加重。燃料性質(zhì)：硬度：硬度高磨損重，硬度低磨損輕； 灰分：灰分大磨損重，灰分低磨損輕。三、尾部熱面的防磨措施：選擇合理的煙氣流速。 注：煙速過低傳熱系數(shù)小、易積灰。減少煙氣走廊，避免

60、煙氣分布不均。 注：設計時嚴格控制邊關或彎與于爐內(nèi)墻間距（畫圖說明）?？刂骑w灰濃度不均：豎井轉(zhuǎn)彎處加導流板（畫圖說明）加裝防磨措施。 例如：防磨角鋼、防磨蓋板、防磨鋼筋、護瓦、護簾等， 見圖99、910、911。局部受熱面和易磨部件選用厚壁管。 例如：再熱器、省煤器的前幾排管；流化床鍋爐的埋管。采用較大的橫向管節(jié)距S1。減少過量空氣系數(shù)及漏風系數(shù)。減少灰粒直徑、減少煤粉細度。可能的話，采用煙氣自下而上的流動。防磨新技術介紹： 膜式省煤器管； 鰭片管省煤器；例：電院動力系 外螺紋管省煤器；例：電院課題組，“天河”、“烏糖”。 爐內(nèi)除塵（前置分離器）；電院動力系，東電項目。 流線型鑄鐵省煤器；電院