網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的基本知識及IP高清攝像機的發(fā)展應用

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的基本知識及IP高清攝像機的發(fā)展應用（二）內(nèi)容一、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)幕靖拍疃追N存儲設(shè)備的概念與區(qū)別三、ONVIF協(xié)議四、流媒體五、云計算及云存儲六、POE供電技術(shù)一、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)幕靖拍?、基本單位網(wǎng)絡(luò)帶寬單位是：位/每秒（即：bit/s),內(nèi)存等帶寬單位卻是：字節(jié)/每秒（即byte/s)。兩者換算：1byte=8bit。通常所說寬帶的1M是

1Mbps=1Mb(字節(jié))/8=1024Kb/8=128KB/S

(Mbps(兆比特每秒),b即Bit(位).)

也就是說所謂每秒1兆（1Mbps）的網(wǎng)絡(luò)流量換算成本地電腦上的文件大小單位后實際上只有每秒128KB而已。2、各個速度單位之間的關(guān)系1Byte(字節(jié))=8bits(位)

1Kb=1024bits(位)

1KB=1024bytes(字節(jié))

1Mb=1024Kb

1MB=1024KB

B和b分別代表Bytes和bits，兩者的定義是不同的,否則差距可是8倍.真正的速度單位應為MB/s

1MB/s=8Mbps3、平時所說的帶寬概念1、正確的計算ADSL網(wǎng)絡(luò)“理論最大”的下載速度，應該使用這個公式：理論最大下載速度=[1024X帶寬數(shù)]/8（若不足1M，比如512K就直接/8）。例如常見的1M帶寬最大的下載速度也就是每秒128k而已。所以不要誤以為2M帶寬下載速度就是2M。2、如果是1MADSL上網(wǎng)，那么理論上下載的速度最高只能達到128K字節(jié)/秒。我們平時所說的帶寬是多少多少，它的單位其實是“比特/秒"，而我們所說的下載速度多少多少，它的單位是“字節(jié)/秒”。在計算機里，1字節(jié)=8比特，1K字節(jié)=1024字節(jié)，所以，1M的網(wǎng)絡(luò)帶寬的下載速度最多就是1024×1024/8=131072字節(jié)/秒，也就是131072/1024=128K字節(jié)/秒。這樣你就可以根據(jù)你自己的網(wǎng)絡(luò)帶寬算出你下載的理論上的最大速度，當然實際的速度肯定會比這個值低一些，因為系統(tǒng)和其他程序還要用一些。4、碼流1）碼流（DataRate）是指視頻文件在單位時間內(nèi)使用的數(shù)據(jù)流量，也叫碼率，是視頻編碼中畫面質(zhì)量控制中最重要的部分。同樣分辨率下，視頻文件的碼流越大，壓縮比就越小，畫面質(zhì)量就越好。數(shù)字信道傳送數(shù)字信號的速率稱為數(shù)據(jù)傳輸速率或比特率.例如：以500Kbps來編碼音視頻。其中1KB/秒=1024*8bps，b就是比特位（bit）s就是秒（second）p就是每（per）所以，以500kbps來編碼表示經(jīng)過編碼后的音視頻數(shù)據(jù)每秒鐘需要用500K的比特來表示。主次碼流是指硬件邏輯單元在啟動一次后同時產(chǎn)生2路碼流，即一路主碼流和一路次碼流。主碼流和次碼流可以為不同的編碼協(xié)議。次碼流不能單獨存在。一般情況下，主碼流較之次碼流，碼流大，壓縮比小，圖像質(zhì)量高。例如，在應用中，主碼流一般用于本地存儲，次碼流用于網(wǎng)傳。2）多碼流多碼流技術(shù)是通過在編碼過程中同時產(chǎn)生多種不同碼流及分辨率的流媒體數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶實際網(wǎng)絡(luò)帶寬條件為之自動分配相對最佳解碼畫質(zhì)的解決方案。在實際網(wǎng)絡(luò)直播應用中，由于位于不同網(wǎng)絡(luò)位置的訪問者所在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境存在差異，而僅以某種固定碼流分辨率進行網(wǎng)絡(luò)直播流媒體傳送往往會導致網(wǎng)速較高的用戶看到的畫質(zhì)仍不夠清晰，網(wǎng)速較低的用戶解碼時間過長而使得畫面不夠流暢，為解決二者的矛盾使訪問者瀏覽到盡可能看到兼顧清晰和流暢的直播內(nèi)容，采用多碼流技術(shù)成為了一個最簡單最有效的辦法。一天錄像計算公式：碼流/8*3600秒*24小時*1臺=一天占用的空間/0.9=一天實際占用的空間3）計算硬盤容量的公式例題：一臺NVR要接入12路130萬像素高清攝像機，24小時錄像，保存時間1個月，需要2T的硬盤多少塊？碼流按3M/秒計。1路/天的所需空間3/8*3600*24=32400M總共所需空間32400*12*30=11664000M所需2T硬盤數(shù)量11664000/1024/1024/2/0.9=12.36需要2T硬盤13塊。如果是CVR錄像，又需要幾塊？如果是200萬的攝像機，又需要幾塊？4）主次碼流主次碼流是指硬件邏輯單元在啟動一次后同時產(chǎn)生2路碼流，即一路主碼流和一路次碼流。主碼流和次碼流可以為不同的編碼協(xié)議。次碼流不能單獨存在。一般情況下，主碼流較之次碼流，碼流大，壓縮比小，圖像質(zhì)量高。例如，在應用中，主碼流一般用于本地存儲，次碼流用于網(wǎng)傳5）分辨率普通模擬攝像機1CIF352*2884CIF（D1）704*576網(wǎng)絡(luò)攝像機標清：704*576130萬高清：130W的分辨率理論上應該是1280X960，但是市場上很多廠家把720P說成是130W的，其實只有1280X720，也就是通常的720P.200萬高清：分辨率為1920*1080，也就是通常的1080P.300萬高清：分辨率為2048X1536720P是720線逐行掃描的意思，是普通高清，1080P是1080線逐行掃描，是全高清二、幾種存儲設(shè)備的概念與區(qū)別1、DVRDVR是數(shù)字硬盤錄像機(DigitalVideoRecorder)的簡稱，屬于模擬監(jiān)控系統(tǒng)時磁帶錄像機的換代產(chǎn)品。它是一套進行圖像存儲處理的計算機系統(tǒng)，具有對圖像/語音進行長時間錄像、錄音、遠程監(jiān)視和控制的功能，DVR集合了錄像機、畫面分割器、云臺鏡頭控制、報警控制、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)任宸N功能于一身，用一臺設(shè)備就能取代模擬監(jiān)控系統(tǒng)一大堆設(shè)備的功能。DVR的誕生，標志著整個安防行業(yè)進入了數(shù)字革命時代。它是半數(shù)字半模擬的錄像機，之所以說是半模擬就是因為它的輸入信號和主要輸出信號都是模擬的，半數(shù)字是指存儲方式和網(wǎng)絡(luò)輸出方式都是數(shù)字的；2、NVRNVR是(NetworkVideoRecorder即網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機)的縮寫。NVR最主要的功能是通過網(wǎng)絡(luò)接收IPC（網(wǎng)絡(luò)攝像機）設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)字視頻碼流，并進行存儲、管理，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化帶來的分布式架構(gòu)優(yōu)勢。簡單來說，通過NVR，可以同時觀看、瀏覽、回放、管理、存儲多個網(wǎng)絡(luò)攝像機。擺脫了電腦硬件的牽絆，再也不用面臨安裝軟件的繁瑣。如果所有攝像機網(wǎng)絡(luò)化，那么必由之路就是有一個集中管理核心出現(xiàn)。3、CVR(CentralVideoRecorder)中心級視頻網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備1)CVR由標準的IPSAN/NAS網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備，結(jié)合視頻監(jiān)控應用發(fā)展而來。IPSAN/NAS網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備，原來是標準的IT設(shè)備沒有視頻監(jiān)控功能，需要掛接在服務(wù)器(服務(wù)器安裝視頻監(jiān)控軟件)后面使用。隨著技術(shù)的發(fā)展、監(jiān)控與IT的融合，業(yè)界通過去掉中間的服務(wù)器直接把各種安防視頻監(jiān)控軟件模塊安裝到IPSAN/NAS網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備上逐步形成了不同功能的CVR。2)通過安裝不同的安防視頻監(jiān)控軟件CVR可以實現(xiàn)：視頻流直寫（又稱流媒體直寫，可支持RTSP/ONVIF/PSIA/

SIP（GB/T28181）等流協(xié)議）、iSCSI數(shù)據(jù)塊直寫（又稱IPSAN直寫）、標準存儲服務(wù)器+IP

SAN模式、標準NAS協(xié)議（NFS、CIFS）等多種模式，還可以增配管理服務(wù)器組成網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控云存儲系統(tǒng)。3）CVR是TCP/IP上的視頻流改寫成流數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)直接寫到磁盤里，所以磁盤里存的不是文件，沒有碎片。

IPSAN也是存儲設(shè)備，但它用的是TCP/IP上的iSCSI封裝數(shù)據(jù)塊，寫磁盤的時候把網(wǎng)絡(luò)協(xié)議扒掉存里面的數(shù)據(jù)塊。所以叫做“塊存”。

另外，IPSAN不僅可以用在安防監(jiān)控，IPSAN在計算機領(lǐng)域做存儲的應用也十分廣泛，而CVR是安防監(jiān)控專用的視頻存儲設(shè)備。4、NVR與CVR的比較三、ONVIF協(xié)議ONVIF：原意為

開放型網(wǎng)絡(luò)視頻接口論壇，即

OpenNetworkVideoInterfaceForum

，是安訊士、博世、索尼等三家公司在2008年共同成立的一個國際性開放型網(wǎng)絡(luò)視頻產(chǎn)品標準網(wǎng)絡(luò)接口的開發(fā)論壇，后來由這個技術(shù)開發(fā)論壇共同制定的開放性行業(yè)標準，就用該論壇的大寫字母命名，即ONVIF網(wǎng)絡(luò)視頻標準規(guī)范，習慣簡稱為：ONVIF協(xié)議。ONVIF致力于通過全球性的開放接口標準來推進網(wǎng)絡(luò)視頻在安防市場的應用，這一接口標準將確保不同廠商生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)視頻產(chǎn)品具有互通性。

SDK（SoftwareDevelopmentKit,即軟件開發(fā)工具包）一般是一些被軟件工程師用于為特定的軟件包、軟件框架、硬件平臺、操作系統(tǒng)等建立應用軟件的開發(fā)工具的集合。四、流媒體1、概念所謂流媒體是指采用流式傳輸?shù)姆绞皆贗nternet播放的媒體格式。流媒體又叫流式媒體，它是指廠商用一個視頻傳送服務(wù)器把節(jié)目當成數(shù)據(jù)包發(fā)出，傳送到網(wǎng)絡(luò)上。用戶通過解壓設(shè)備對這些數(shù)據(jù)進行解壓后，節(jié)目就會像發(fā)送前那樣顯示出來。定義流媒體是指以流的方式在網(wǎng)絡(luò)中傳輸音頻、視頻和多媒體文件的形式。流媒體文件格式是支持采用流式傳輸及播放的媒體格式。流式傳輸方式是將視頻和音頻等多媒體文件經(jīng)過特殊的壓縮方式分成一個個壓縮包，由服務(wù)器向用戶計算機連續(xù)、實時傳送。在采用流式傳輸方式的系統(tǒng)中，用戶不必像非流式播放那樣等到整個文件全部下載完畢后才能看到當中的內(nèi)容，而是只需要經(jīng)過幾秒鐘或幾十秒的啟動延時即可在用戶計算機上利用相應的播放器對壓縮的視頻或音頻等流式媒體文件進行播放，剩余的部分將繼續(xù)進行下載，直至播放完畢。這個過程的一系列相關(guān)的包稱為“流”。流媒體實際指的是一種新的媒體傳送方式，而非一種新的媒體。流媒體技術(shù)全面應用后，人們在網(wǎng)上聊天可直接語音輸入；如果想彼此看見對方的容貌、表情，只要雙方各有一個攝像頭就可以了；在網(wǎng)上看到感興趣的商品，點擊以后，講解員和商品的影像就會跳出來；更有真實感的影像新聞也會出現(xiàn)。2、流媒體服務(wù)器在監(jiān)控平臺上的功能需求流媒體服務(wù)器需要提供視頻轉(zhuǎn)發(fā)、用戶認證、權(quán)限認證，在此基礎(chǔ)上提供優(yōu)化負載均衡的功能，降低網(wǎng)絡(luò)帶寬需求，提高整個視頻分發(fā)部分的可靠性。

(一)

視頻轉(zhuǎn)發(fā)實現(xiàn)復雜均衡流媒體服務(wù)器需支持監(jiān)控網(wǎng)內(nèi)外的視頻轉(zhuǎn)發(fā)。當有多個局域網(wǎng)客戶端、外網(wǎng)多個客戶需要訪問同一遠程畫面時，可通過流媒體服務(wù)器從前端DVR中抽取視頻進行多路轉(zhuǎn)發(fā)，從而在廣域網(wǎng)上只占用一個通道的資源。轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)可以有效地減輕廣域網(wǎng)的帶寬壓力，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源，不影響視頻預覽實際效果。系統(tǒng)通過流媒體服務(wù)器來分擔網(wǎng)絡(luò)的負載提供百人數(shù)量級的用戶同時直接對前端監(jiān)控主機進行訪問，提高了系統(tǒng)的整體可靠性，使整體網(wǎng)絡(luò)的負載較為均衡，不會在局部產(chǎn)生傳輸瓶頸。(二)安全認證

流媒體服務(wù)器因涉及到對外網(wǎng)的視頻專訪，尤其在政府和公安等涉及部分重點機密區(qū)域的監(jiān)控上，需要從用戶、權(quán)限等多個方面進行安全認證：1）對外網(wǎng)訪問用戶進行認證，只接受流媒體服務(wù)器授權(quán)的用戶訪問；2）可根據(jù)時間段對授權(quán)用戶訪問前端主機進行限制，拒絕非授權(quán)時間訪問；3）通過訪問通道限制，實現(xiàn)部分通道的開放。通過多重訪問限制能有效保證監(jiān)控中心視頻數(shù)據(jù)的安全性，達到不合權(quán)限、非法時間的、不在控制列表中的用戶無法訪問前端主機。此外，流媒體服務(wù)器需根據(jù)訪問用戶的重要性給予不同的級別，實現(xiàn)高級用戶占據(jù)優(yōu)勢帶寬，實現(xiàn)優(yōu)先訪問；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境情況能對流媒體服務(wù)器出口總帶寬、前端網(wǎng)絡(luò)上傳視頻帶寬、前端主機上傳通道的路數(shù)等多個方面進行限制。3、流媒體服務(wù)器在高清監(jiān)控中的應用

監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢已經(jīng)朝著全數(shù)字、全高清IP攝像機的存儲，流媒體服務(wù)器開始擔當高清視頻的存儲、轉(zhuǎn)發(fā)的責任，逐步轉(zhuǎn)化為視頻服務(wù)器，并隨著視頻容量的加大，逐步和存儲網(wǎng)絡(luò)(SAN)協(xié)作發(fā)揮存儲轉(zhuǎn)發(fā)作用，以更好的滿足視頻存儲轉(zhuǎn)發(fā)的需求。4、流媒體原理圖5、流媒體結(jié)構(gòu)分布圖五、云計算及云存儲1、云計算定義（長定義與短定義）1）長定義：“云計算是一種商業(yè)計算模型。它將計算任務(wù)分布在大量計算機構(gòu)成的資源池上，使各種應用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計算力、存儲空間和信息服務(wù)?！?）短定義：“云計算是通過網(wǎng)絡(luò)按需提供可動態(tài)伸縮的廉價計算服務(wù)?！?、云計算原理云計算(CloudComputing)是分布式處理(DistributedComputing)、并行處理(ParallelComputing)和網(wǎng)格計算(GridComputing)的發(fā)展，或者說是這些計算機科學概念的商業(yè)實現(xiàn)。

云計算的基本原理是，通過使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本地計算機或遠程服務(wù)器中，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運行將更與互聯(lián)網(wǎng)相似。這使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應用上，根據(jù)需求訪問計算機和存儲系統(tǒng)。

這是一種革命性的舉措，打個比方，這就好比是從古老的單臺發(fā)電機模式轉(zhuǎn)向了電廠集中供電的模式。它意味著計算能力也可以作為一種商品進行流通，就像煤氣、水電一樣，取用方便，費用低廉。最大的不同在于，它是通過互聯(lián)網(wǎng)進行傳輸?shù)摹?/p>

云計算的藍圖已經(jīng)呼之欲出：在未來，只需要一臺筆記本或者一個手機，就可以通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來實現(xiàn)我們需要的一切，甚至包括超級計算這樣的任務(wù)。從這個角度而言，最終用戶才是云計算的真正擁有者。

云計算的應用包含這樣的一種思想，把力量聯(lián)合起來，給其中的每一個成員使用。3、云存儲1）定義：云存儲是在云計算(cloudcomputing)概念上延伸和發(fā)展出來的一個新的概念，是指通過集群應用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲設(shè)備通過應用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問功能的一個系統(tǒng)。2）介紹當云計算系統(tǒng)運算和處理的核心是大量數(shù)據(jù)的存儲和管理時，云計算系統(tǒng)中就需要配置大量的存儲設(shè)備，那么云計算系統(tǒng)就轉(zhuǎn)變成為一個云存儲系統(tǒng)，所以云存儲是一個以數(shù)據(jù)存儲和管理為核心的云計算系統(tǒng)。簡單來說，云存儲就是將儲存資源放到云上供人存取的一種新興方案。使用者可以在任何時間、任何地方，透過任何可連網(wǎng)的裝置連接到云上方便地存取數(shù)據(jù)。3）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)雖然這個云圖中包含了許許多多的交換機、路由器、防火墻和服務(wù)器，但對具體的廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)用戶來講，這些都是不需要知道的。這個云狀圖形代表的是廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)帶給大家的互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，無論我們在任何地方，都可以通過一個網(wǎng)絡(luò)接入線纜和一個用戶、密碼，就可以接入廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，享受網(wǎng)絡(luò)帶給我們的服務(wù)。4）另外的衍生的結(jié)構(gòu)圖5）云存儲的定位云存儲不是存儲，而是服務(wù)。

就如同云狀的廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)一樣，云存儲對使用者來講，不是指某一個具體的設(shè)備，而是指一個由許許多多個存儲設(shè)備和服務(wù)器所構(gòu)成的集合體。使用者使用云存儲，并不是使用某一個存儲設(shè)備，而是使用整個云存儲系統(tǒng)帶來的一種數(shù)據(jù)訪問服務(wù)。所以嚴格來講，云存儲不是存儲，而是一種服務(wù)。

云存儲的核心是應用軟件與存儲設(shè)備相結(jié)合，通過應用軟件來實現(xiàn)存儲設(shè)備向存儲服務(wù)的轉(zhuǎn)變。6）云存儲發(fā)展的前提寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展;

WEB2.0技術(shù);應用存儲的發(fā)展;集群技術(shù)、網(wǎng)格技術(shù)和分布式文件系統(tǒng);CDN內(nèi)容分發(fā)、P2P技術(shù)、數(shù)據(jù)壓縮技術(shù);存儲虛擬化技術(shù)、存儲網(wǎng)絡(luò)化管理技術(shù).六、POE供電技術(shù)1、定義POE

(PowerOverEthernet)指的是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)Cat.5布線基礎(chǔ)架構(gòu)不作任何改動的情況下，在為一些基于IP的終端（如IP電話機、無線局域網(wǎng)接入點AP、網(wǎng)絡(luò)攝像機等）傳輸數(shù)據(jù)信號的同時，還能為此類設(shè)備提供直流供電的技術(shù)。2、介紹POE也被稱為基于局域網(wǎng)的供電系統(tǒng)(POL,PoweroverLAN)或有源以太網(wǎng)(ActiveEthernet)，有時也被簡稱為以太網(wǎng)供電，這是利用現(xiàn)存標準以太網(wǎng)傳輸電纜的同時傳送數(shù)據(jù)和電功率的最新標準規(guī)范，并保持了與現(xiàn)存以太網(wǎng)系統(tǒng)和用戶的兼容性。POE技術(shù)能在確?，F(xiàn)有結(jié)構(gòu)化布線安全的同時保證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的正常運作，最大限度地降低成本。IEEE802.3af標準是基于以太網(wǎng)供電系統(tǒng)POE的新標準，它在IEEE802.3的基礎(chǔ)上增加了通過網(wǎng)線直接供電的相關(guān)標準，是現(xiàn)有以太網(wǎng)標準的擴展，也是第一個關(guān)于電源分配的國際標準。3、具體的引腳及原理圖6、最新發(fā)展以太網(wǎng)供電芯片廠商PowerDsine將召開一個IEEE會議，正式提交“大功率以太網(wǎng)供電”標準，該標準將支持為筆記本電腦等設(shè)備供電。PowerDsine將提交一份白皮書，建議把802.3af標準的48v輸入、13w的可用功率極限提高1倍。除筆記本電腦外，新標準還有可能為液晶顯示器和視頻電話等供電。最近IEEE出了一個最新的802.3AT，其中規(guī)定了POE可以提供更高的功率，超過了13W，可以達到30W！七、結(jié)語網(wǎng)絡(luò)高清監(jiān)控正以成熟的技術(shù)和合理的價格逐漸進入增長期和普及階段，已經(jīng)被越來越多的用戶所接受，目前也出現(xiàn)了不少成功應用的案例。這充分表明了市場對高清圖像是認可的，對高清攝像機整體的表現(xiàn)是接受的。我們從電視中經(jīng)常能看到很多案件的錄像畫面，清晰度不高，對細節(jié)特別是人臉看得不夠清楚；攝像機的安裝數(shù)量越來越多，如何有效的監(jiān)視、管理；管理人員對系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、遠程管理的要求越來越多；很多關(guān)聯(lián)系統(tǒng)希望能夠調(diào)用攝像機的圖像資源，等等。這些因素說明了模擬攝像機的局限越來越大，而網(wǎng)絡(luò)攝像機特別是高清網(wǎng)路攝像機的市場需求將越來越多。從清晰度來說，模擬攝像機已經(jīng)接近極限，而網(wǎng)絡(luò)攝像機在清晰度方面可以說沒有上限。網(wǎng)絡(luò)高清攝像機代表著監(jiān)控攝像機的未來。我們有理由相信，隨著技術(shù)的發(fā)展和用戶對高清晰圖像的需求，網(wǎng)絡(luò)高清攝像機將在中國市場上呈現(xiàn)出超乎想象的發(fā)展前景。附錄資料：不需要的可以自行刪除鍋爐知識第一章鍋爐基礎(chǔ)知識

第一節(jié)概述

一．鍋爐的工作過程：

鍋爐是一種利用燃料燃燒后釋放的熱能或工業(yè)生產(chǎn)中的余熱傳遞給容器內(nèi)的水，使水達到所需要的溫度（熱水）或一定壓力蒸汽的熱力設(shè)備。它是由“鍋”（即鍋爐本體水壓部分）、“爐”（即燃燒設(shè)備部分）、附件儀表及附屬設(shè)備構(gòu)成的一個完整體。鍋爐在“鍋”與“爐”兩部分同時進行，水進入鍋爐以后，在汽水系統(tǒng)中鍋爐受熱面將吸收的熱量傳遞給水，使水加熱成一定溫度和壓力的熱水或生成蒸汽，被引出應用。在燃燒設(shè)備部分，燃料燃燒不斷放出熱量，燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣通過熱的傳播，將熱量傳遞給鍋爐受熱面，而本身溫度逐漸降低，最后由煙囪排出。“鍋”與“爐”一個吸熱，一個放熱，是密切聯(lián)系的一個整體設(shè)備。

鍋爐在運行中由于水的循環(huán)流動，不斷地將受熱面吸收的熱量全部帶走，不僅使水升溫或汽化成蒸汽，而且使受熱面得到良好的冷卻，從而保證了鍋爐受熱面在高溫條件下安全的工作。

二．鍋爐參數(shù)：

鍋爐參數(shù)對蒸汽鍋爐而言是指鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽數(shù)量、工作壓力及蒸汽溫度。對熱水鍋爐而言是指鍋爐的熱功率、出水壓力及供回水溫度。

蒸發(fā)量（D）

蒸汽鍋爐長期安全運行時，每小時所產(chǎn)生的蒸汽數(shù)量，即該臺鍋爐的蒸發(fā)量，用“D”表示，單位為噸/小時（t/h）。

（二）熱功率（供熱量Q）

熱水鍋爐長期安全運行時，每小時出水有效帶熱量。即該臺鍋爐的熱功率，用“Q”表示，單位為兆瓦（MW），工程單位為104千卡/小時（104Kcal/h）。

（三）工作壓力

工作壓力是指鍋爐最高允許使用的壓力。工作壓力是根據(jù)設(shè)計壓力來確定的，通常用MPa來表示。

（四）溫度

溫度是標志物體冷熱程度的一個物理量，同時也是反映物質(zhì)熱力狀態(tài)的一個基本參數(shù)。通常用攝氏度即“t℃”。

鍋爐銘牌上標明的溫度是鍋爐出口處介質(zhì)的溫度，又稱額定溫度。對于無過熱器的蒸汽鍋爐，其額定溫度是指鍋爐額定壓力下的飽和蒸汽溫度；對于有過熱氣的蒸汽鍋爐，其額定溫度是指過熱氣出口處的蒸汽溫度；對于熱水鍋爐，其額定溫度是指鍋爐出口的熱水溫度。

第二節(jié)鍋爐的分類和規(guī)格型號

一．鍋爐的分類

由于工業(yè)鍋爐結(jié)構(gòu)形式很多，且參數(shù)各不相同，用途不一，故到目前為止，我國還沒有一個統(tǒng)一的分類規(guī)則。其分類方法是根據(jù)所需要求不同，分類情況就不同，常見的有以下幾種。

1．按鍋爐的工作壓力分類

低壓鍋爐：P≤2.5MPa；

中壓鍋爐：P=2.6∽5.9MPa；

高壓鍋爐：P=6.0∽13.9MPa；

超高壓鍋爐：P≥14MPa。

2．按鍋爐的蒸發(fā)量分類

（1）小型鍋爐：D<20噸/小時；

（2）中型鍋爐：D=20∽75噸/小時；

（3）大型鍋爐：D>75噸/小時。

3．按鍋爐用途分類

電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和生活鍋爐。

4．按鍋爐出口介質(zhì)分類

蒸汽鍋爐，熱水鍋爐，汽、水兩用鍋爐。

5．按采用的燃料分類

燃煤鍋爐、燃油鍋爐和燃氣鍋爐。

二．鍋爐的規(guī)格

鍋爐與其它機電設(shè)備一樣，都有其一定規(guī)格和型號，以表明設(shè)備的性能，工業(yè)蒸汽鍋爐和熱水鍋爐的系列標準GB1921、GB3166對其各參數(shù)均作了相應的規(guī)定。然而，隨著開放搞活，用戶對鍋爐的需求也越來越多樣化、實用化。故近年來，設(shè)計制造鍋爐單位也隨著市場需求而生產(chǎn)產(chǎn)銷對路的鍋爐產(chǎn)品，最大限度滿足用戶要求。

三．鍋爐型號

我國工業(yè)鍋爐產(chǎn)品的型號的編制方法是依據(jù)JB1626標準規(guī)定進行的。其型號由三部分組成。各部分之間用短線隔開。表示方法如下：

上述型號的第一部分表示鍋爐型式，燃燒方式和額定蒸發(fā)量或額定熱功率。共分三段：第一段用兩個漢語拼音表示鍋爐總體形式見表1—1和表1—2；第二段用一個漢語拼音字母代表燃燒方式（廢熱鍋爐無燃燒方式代號）見表1—3；第三段用阿拉伯數(shù)字表示蒸汽鍋爐的額定蒸發(fā)量，單位為t/h（噸/小時），或熱水鍋爐的額定熱功率，單位為MW（兆瓦）或廢熱鍋爐的受熱面，單位為m2（平方米）。

第二章鍋爐結(jié)構(gòu)

第一節(jié)常用中小型鍋爐

一．立式鍋殼鍋爐

立式鍋殼鍋爐主要有立式橫水管鍋爐和立式多橫水管鍋爐、立式直水管鍋爐、立式彎水管鍋爐和立式火管鍋爐等，目前應用較多的是后三種。由于立式鍋爐的熱效率低和機械化燃燒問題難以解決，并且爐膛水冷程度大，不宜燃用劣質(zhì)煤，目前產(chǎn)量逐漸減少，只是局限在低壓小容量及環(huán)?？刂撇粐兰肮╇姴徽５牡厣倭繎?。

如我廠的LHG系列產(chǎn)品。

二．臥式鍋殼鍋爐

臥式鍋殼式鍋爐是工業(yè)鍋爐中數(shù)量最多的一種。目前已由原來最大生產(chǎn)4t/h（少量的也有6t/h）發(fā)展到可以生產(chǎn)40t/h鍋殼式鍋爐。

1．臥式內(nèi)燃鍋殼式鍋爐

臥式內(nèi)燃鍋殼式鍋爐以其高度和尺寸較小，適合組裝化的需求，采用微正壓燃燒時，密封問題容易解決，而爐膛的形狀有利于燃油燃氣，故在燃油（氣）鍋爐應用較多，燃煤鍋爐應用較少。如我廠WNS系列臥式內(nèi)燃室燃鍋殼式燃油（氣）鍋爐。

2．臥式外燃鍋殼式鍋爐

這是我國工業(yè)鍋爐中使用的最多、最普遍的一種爐型，按現(xiàn)行的工業(yè)鍋爐型號編制方法，應用代號WW，但目前國內(nèi)鍋爐行業(yè)均用水管鍋爐的形式代號DZ來表示。如我廠的DZL系列產(chǎn)品。

臥式外燃水火管鍋爐與臥式內(nèi)燃水火管鍋爐的主要區(qū)別，在于臥式外燃水火管鍋爐將燃燒裝置從鍋殼中移出來，加大了爐排面積和爐膛體積，并在鍋殼兩側(cè)加裝了水冷壁管，組成燃燒室，為煤的燃燒創(chuàng)造了良好條件，因此燃料適應性較廣，熱效率較高。

三．水管鍋爐

水管鍋爐在鍋筒外部設(shè)水管受熱面，高溫煙氣在管外流動放熱，水在管內(nèi)吸熱。由于管內(nèi)橫斷面比管外小，因此汽水流速大大增加，受熱面上產(chǎn)生的蒸汽立即被沖走，這就提高了鍋水吸熱率。與鍋殼式鍋爐相比水管鍋爐鍋筒直徑小，工作壓力高，鍋水容量小，一旦發(fā)生事故，災害較輕，鍋爐水循環(huán)好，蒸發(fā)效率高，適應負荷變化的性能較好，熱效率較高。因此，壓力較高，蒸發(fā)量較大的鍋爐都為水管鍋爐。

常見的水管鍋爐有雙鍋筒橫直式水管、雙鍋筒縱置式水管鍋爐和單鍋筒縱置式水管鍋爐，如我廠SZL系列產(chǎn)品。

四.熱水鍋爐

熱水鍋爐是指水在鍋爐本體內(nèi)不發(fā)生相變，即不發(fā)生蒸汽，回水被送入鍋爐后通過受熱面吸收了煙氣的熱量，未達到飽和溫度便被輸入熱網(wǎng)中的一種熱力設(shè)備。

（一）熱水鍋爐的特點

1．鍋爐的工作壓力

熱水鍋爐的工作壓力取決于熱系統(tǒng)的流動阻力和定壓值。熱水鍋爐銘牌上給出的工作壓力只是表明鍋爐強度允許承受的壓力,而在實際運行中，鍋爐壓力往往低于這個值。因此熱水鍋爐的安全裕度比較大。

2．煙氣與鍋水溫差大，水垢少，因此傳熱效果好，效率較高。

3．使用熱水鍋爐采暖的節(jié)能效果比較明顯。熱水鍋爐采暖不存在蒸汽采暖的蒸汽損失，并且排污損失也大為減少，系統(tǒng)及疏水器的滲漏也大為減少，散熱損失也同樣隨之減少。因此熱水采暖系統(tǒng)比蒸汽采暖系統(tǒng)可節(jié)省燃料20%左右。

4．鍋爐內(nèi)任何部分都不允許產(chǎn)生汽化，否則會破壞水循環(huán)。

5．如水未經(jīng)除氧，氧腐蝕問題突出；尾部受熱面容易產(chǎn)生低溫酸性腐蝕。

6．運行時會從鍋水中析出溶解氣體，結(jié)構(gòu)上考慮氣體排除問題。

熱水鍋爐的結(jié)構(gòu)形式

1．管式熱水鍋爐

這種鍋爐有管架式和蛇管式兩種，前者較為常見。管式熱水鍋爐是借助循環(huán)泵的壓頭使鍋水強迫流動，并將鍋水直接加熱。這種鍋爐大都由直徑較小的筒體（集箱）與管子組成，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，節(jié)省鋼材，加工簡便，造價較低。但是這種鍋爐水容量小，在運行中如遇突然停電，鍋水容易汽化，并可能產(chǎn)生水擊現(xiàn)象。

2．鍋筒式熱水鍋爐

這類熱水鍋爐，早期大都是由蒸汽鍋爐改裝而成的，其鍋水在鍋爐內(nèi)屬自然循環(huán)。為保證鍋爐水循環(huán)安全可靠，要求鍋爐要有一定高度，因此這類鍋爐體積較大，鋼耗和造價相對提高。但是由于這類鍋爐出水容量大且能維持自然循環(huán)，當系統(tǒng)循環(huán)泵突然停止運行時，可以有效地防止鍋水汽化。也正是這個原因，近年來自然循環(huán)熱水鍋爐在我國發(fā)展較快。

第二節(jié)基本結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)特點

鍋爐的結(jié)構(gòu)，是根據(jù)所給定的蒸發(fā)量或熱功率、工作壓力、蒸汽溫度或額定進出口水溫，以及燃料特性和燃燒方式等參數(shù)，并遵循《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、《熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》及鍋爐受壓元件強度計算標準等有關(guān)規(guī)定確定的。一臺合格的鍋爐，不論屬于那種形式，都應滿足“安全運行，高效低耗，消煙除塵，保產(chǎn)保暖”的基本要求。

一．法規(guī)中對鍋爐的基本要求

（1）各受壓元件在運行時應能按設(shè)計預定方向自由膨脹；

（2）保證各循環(huán)回路的水循環(huán)正常，所有的受熱面都應得到可靠的冷卻；

（3）各受壓部件應有足夠的強度；

（4）受壓元、部件結(jié)構(gòu)的形式，開孔和焊縫的布置應盡量避免減少復合應力和應力集中；

（5）水冷壁爐墻的結(jié)構(gòu)應有足夠的承載能力；

（6）爐墻應有良好的密封性；

（7）開設(shè)必要的人孔、手孔、檢查孔、看火門、除灰門等，便于安裝、運行操作、檢修和清洗內(nèi)外部；

（8）應有符合要求的安全附件及顯示儀表等裝置，保證設(shè)備正常運行；

（9）鍋爐的排污結(jié)構(gòu)應變于排污；

（10）臥式內(nèi)燃鍋爐爐膽與回燃室（濕背式）、爐膽與后管板（干背式）、爐膽與前管板（回燃式）的連接處應采用對接接頭。

二、燃油（氣）鍋爐結(jié)構(gòu)特點：

燃油（氣）鍋爐與燃煤鍋爐比較，由于使用燃料不同而在結(jié)構(gòu)上具有以下特點：

（1）燃料通過燃燒器噴入鍋爐爐膛，采用火室燃燒而無需爐排設(shè)施；

（2）由于油、氣燃燒后均不產(chǎn)生灰渣，故燃油（氣）鍋爐無排渣出口和除渣設(shè)備；

（3）噴入爐內(nèi)的物化油氣或燃氣，如果熄火或與空氣在一定范圍內(nèi)混合，容易形成爆炸性氣體，因此燃油（氣）鍋爐均需采用自動化燃燒系統(tǒng)，包括火焰監(jiān)測、熄火保護、防爆等安全設(shè)施；

（4）由于油、氣發(fā)熱量遠遠大于煤的發(fā)熱量，故其爐膛熱強度較燃煤爐高的多，所以與同容量的燃煤鍋爐比較，鍋爐體積小，結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小；

（5）燃油（氣）鍋爐的燃燒過程是在爐膛中懸浮進行，故其爐膛內(nèi)設(shè)置前后拱，爐膛結(jié)構(gòu)非常簡單。

三．燃油鍋爐與燃氣鍋爐的區(qū)別

（1）燃油鍋爐與燃氣鍋爐，就本體結(jié)構(gòu)而言沒有多大的區(qū)別，只是由于燃料熱值不同，將受熱面作了相應的調(diào)整。即燃油鍋爐輻射受熱面積較大，而燃氣鍋爐則是將對流受熱面設(shè)計的大些。

（2）燃油鍋爐所配燃燒器必須有油物化器，而燃氣鍋爐所配燃燒器則無需物化器。

（3）燃油鍋爐，必須配置一套較復雜的供油系統(tǒng)（特別是燃燒重油、渣油時），如油箱、油泵、過濾器加熱管道等，必須占據(jù)一定的空間，而燃氣鍋爐，則無需配置儲氣裝置。只需將用氣管道接入供氣網(wǎng)即可，當然，在管道上還需設(shè)置調(diào)壓裝置及電磁閥、緩沖閥等附件，以確保鍋爐安全運行。

第三節(jié)燃煤鍋爐改成燃油（氣）

鍋爐的基本原則

一．燃煤鍋爐改成燃油（氣）鍋爐的基本原則

（1）被改造的燃煤鍋爐必須具備以下條件：

①原鍋爐的受壓元件必須基本完好，有繼續(xù)使用的價值；

②原鍋爐的水氣系統(tǒng)和送、引風系統(tǒng)必須基本完好。

（2）改造后的鍋爐應達到如下目的：

①保持原鍋爐的額定參數(shù)（如汽壓、汽溫、給回水溫度等）不變；

②保持或提高原鍋爐的出力和效率。

（3）通過改造達到消煙除塵，滿足環(huán)保要求。

（4）鍋爐改造方案必須簡單，易行，投資少，見效快，工期短。因此鍋爐改造的涉及面越小越好，可采取只改爐膛和燃燒裝置，改造部分不超出鍋爐本體基本結(jié)構(gòu)范圍。

二．燃煤鍋爐改成燃油（氣）鍋爐的注意事項

（1）機械化層狀燃煤鍋爐，要改成燃油（氣）鍋爐，首先應取掉前后拱，同時考慮增加底部受熱面，以取代爐排，防止爐排過熱燒壞。

（2）小型鍋爐，由燃煤改成燃油（氣）爐，即由原來的負壓燃燒變?yōu)楝F(xiàn)在的微正壓燃燒，必須注意爐墻結(jié)構(gòu)及密封問題。

（3）燃燒器的選型和布置與爐膛形式關(guān)系密切，應使爐內(nèi)火焰充滿度比較好，不形成氣流死角；避免相鄰燃燒器的火焰相互干擾；低負荷時保持火焰在爐膛中心位置，避免火焰中心偏離爐膛對稱中心；未燃盡的燃氣空氣混合物不應接觸受熱面，以避免形成氣體不完全燃燒；高溫火焰要避免高速沖刷受熱面，以免受熱面熱強度過高使管壁過熱等。燃燒器布置還要考慮燃氣管道和風道布置合理，操作、檢查和維修方便。

（4）燃油氣鍋爐的對流受熱面的煙速不會受飛灰磨損條件的限制，可適當提高煙氣流速，使對流受熱面的傳熱系數(shù)增大，在不增加鍋爐受熱面的情況下，可以提高鍋爐的壓力，此時應注意鍋內(nèi)汽水分離裝置的能力，以保證蒸汽品質(zhì)，對有過熱氣的鍋爐尤為重要。

（5）防止高溫腐蝕，由燃煤改為燃油，由于燃料油中含有鈉、釩等金屬元素有機類，經(jīng)燃燒后生成氧化物共熔晶體的熔點很低，一般約為600℃左右，甚至更低。這些氧化物在爐膛高溫下升華后，在凝結(jié)在相對溫度較低的受熱面上，形成有腐蝕性的高溫積灰，且溫度越高腐蝕越快。為此，改造時，應在易受高溫腐蝕的受熱面表面涂覆陶瓷、炭化硅等特種涂料，也可選用耐高溫腐蝕性能好的材料，以提高其耐高溫腐蝕性能。

（6）防止爐膛爆炸，燃煤爐改為燃油（氣）爐時，當燃油霧化不良或燃燒不完全的油滴（燃氣）在爐膛或尾中受熱面聚集時，就會發(fā)生著火或爆炸，因此，在鍋爐的適當部位應裝置防爆門，同時自動化控制上應增設(shè)點火程序控制和熄火保護裝置，以保證鍋爐安全運行。

第三章鍋爐燃料

工業(yè)鍋爐用燃料分為三類：

固體燃料—煙煤，無煙煤，褐煤，泥煤，油頁巖，木屑，甘蔗渣，稻糠等；

液體燃料—重油，渣油，柴油，等；

氣體燃料—天然氣，人工燃氣，液化石油氣等。

第一節(jié)煤

一．煤的成分：

自然界里煤是多種物質(zhì)組成的混合物，它的主要成分有碳、氫、氧、氮、硫、灰分和水分等。

1．碳：用符號C表示，是煤的主要成份，煤的含碳量愈多，發(fā)熱量越高。不過含碳量較高的煤較難著火，這是因為碳在比較高的溫度下才能燃燒。一般碳約占燃料成份的50∽90%。

2．氫：用符號H表示，是煤中最活波的成份，煤中含量越多，燃料越容易著火，煤中氫量約為2%∽5%。

3．硫：用符號S表示，是煤中的一種有害元素。硫燃燒生成二氧化硫（SO2）或三氧化硫（SO3）氣體，污染大氣，對人體有害，這些氣體又與煙氣中水蒸汽凝結(jié)在受熱面上的水珠結(jié)合，生成亞硫酸（H2SO3）或硫酸（H2SO4）腐蝕金屬。不僅如此，含硫煙氣排入大氣還會造成環(huán)境污染。含硫多的煤易自燃。我國煤的含量為0.5∽5%。

4．氧：用符號O表示，是不可燃成份，煤中含氧為1%∽10%。

5．氮：用符號N表示，是不可燃成份，但在高溫下可與氧反應生成氮氧化物（NOx）,它是有害物質(zhì)。在陽光紫外線照射下，可與碳氫化合物作用而形成光學氧化劑，引起大氣污染。

6．灰分：用符號A表示，是煤中不能燃燒的固體灰渣，由多種化合物構(gòu)成。熔化溫度低的灰，易軟化結(jié)焦，影響正常燃燒，所以，灰份多，煤質(zhì)差。煤中灰份約占5∽35%。

7．水分：用符號W表示，煤中水份過多會直接降低煤燃燒所發(fā)生的熱量，使燃燒溫度降低。

二．煤的發(fā)熱量

1Kg煤完全燃燒時所放出的熱量，稱為煤的發(fā)熱量。

1．高位發(fā)熱量（Qgw）指煤的最大可能發(fā)熱量。

2．低位發(fā)熱量（Qdw）指煤在正常燃燒條件下的實際發(fā)熱量。

我國目前的鍋爐燃燒設(shè)備都是按實際應用煤的低位發(fā)熱量來進行計算的。煤的品種不同，其發(fā)熱量往往差別很大。在鍋爐出力不變的情況下，燃用發(fā)熱量高的煤時，耗煤量就小，燃用發(fā)熱量低的煤時，其耗煤量必然增加。因此，籠統(tǒng)地講燃料消耗量的大小而不考慮煤種，則不能正確反映鍋爐設(shè)備運行的經(jīng)濟性。為了能正確地考核鍋爐設(shè)備運行的經(jīng)濟性，通常將Qdw=7000Kcal/Kg(約合29300KJ/Kg)的煤定義為標準煤，這樣便于計算和考核。

三．煤的燃燒

（一）煤完全燃燒的條件

1．適量的空氣

2．一定的燃燒溫度

3．燃料與空氣的混合均勻性

4．充分的燃燒時間

（二）煤的燃燒過程

1．預熱干燥

2．揮發(fā)分析出并開始著火燃燒

3．固定碳著火燃燒

4．固定碳的燃燒和灰渣的形成。

第二節(jié)燃油和氣體燃料

一．燃油

（一）燃料油的物理特性

1．重度（比重）

單位體積內(nèi)物質(zhì)的重量稱為“重度”（γ）。油的重度在0.78∽0.98噸/米3之間，所以油比水輕，通常能浮在水面上。通常將20℃時比重作為油品的標準比重，用符號“d420”表示。

2．發(fā)熱量（Q）

油的重度愈小，則發(fā)熱量愈高。由于油中的碳、氫含量比煤高，因此其發(fā)熱量約為39800∽44000千焦/公斤。

3．比熱（C）

將1公斤物質(zhì)加熱，溫度每升高1℃所需的熱量稱之為該物質(zhì)的比熱。單位是KJ/Kg·℃。

4．凝固點

油的凝固點表示油在低溫下的流動特性。

5．粘度

油的流動速度，不僅決定于使油流動的外力，而且也取決于油層間在受外力作相對運動的內(nèi)部阻力，這個內(nèi)部阻力就稱為粘度。

油的粘度隨溫度升高而降低，隨溫度下降而增大。

對于壓力物化噴嘴的爐前燃油粘度以2∽4度為最好，對轉(zhuǎn)杯式噴嘴以3∽6度為好。

6．沸點

液體發(fā)生沸騰時溫度稱為沸點。油品沒有一個恒定的沸點，而只有一個沸點范圍。

7．閃點

燃油表面上的蒸汽和周圍空氣的混合物與火接觸，初次出現(xiàn)黃色火焰的閃光的溫度稱為閃點或閃光點。

閃點表示油品的著火和爆炸的危險性，關(guān)系到油品儲存、輸送和使用的安全。閃點≤45℃的油品稱為易燃品。在燃油運行管理中，除根據(jù)油種閃點確定允許的最高加熱溫度外，更須注意油種的變化及閃點的變化。

8．燃點（著火點）

在常壓下，油品著火連續(xù)燃燒（時間不少于5秒）時的最低溫度稱為燃點或著火點。無外界明火，油品自行著火燃燒時最低溫度稱為自然點。

9．爆炸濃度界限

油蒸汽與空氣混合物的濃度在某個范圍內(nèi)，遇明火或溫度升高就會發(fā)生爆炸，這個濃度范圍就稱為該油品的爆炸濃度界限。

10．油品很容易在磨察時升成靜電，在靜電作用下，油層被擊穿，會導致放電，而產(chǎn)生火花，此火花可將油蒸汽引燃。因此，靜電是使用油品發(fā)生燃燒和爆炸的原因之一。

（二）常用燃油特點

1．重油

（1）油的比重和粘度較大，脫水困難，流動性差。

（2）油的沸點和閃點較高，不易揮發(fā)。

（3）其特性與原油產(chǎn)地，配制原料的調(diào)和比有關(guān)。

2．渣油

（1）硫份含量較高。

（2）比重較大。

（3）粘度和凝固點都比較高。

（4）作為鍋爐燃油時必須注意防止低溫腐蝕。

3．柴油，分為輕柴油和重柴油，工業(yè)鍋爐上常用輕柴油作為燃料。

輕柴油的特點：

（1）粘度小，流動性好，在運輸和物化過程中，一般不需要加熱。

（2）含硫量較小，對環(huán)境污染也小。

（3）易揮發(fā)，火災危險性大，運輸和使用中應特別注意。

二．氣體燃料

（一）氣體燃料的化學組成

氣體燃料的化學成份由可燃部分和不可燃部分組成。

1．可燃部分有氫，一氧化碳，甲烷，乙烯，乙烷，丙烯，丙烷，苯，硫化氫等。

2．不可燃成分有氮，氧，二氧化碳，氧化硫和水蒸氣。

（二）分類

1．天然氣，目前西安，北京等城市使用的氣體燃料就是天然氣。發(fā)熱量為36533KJ/m3，爆炸極限的上限為15.0%，.下限為5.0%。

2．人工燃氣，是指以煤或石油產(chǎn)品為原料，經(jīng)過各種加工方法而產(chǎn)生的燃氣。

3．油制氣，是指以石油產(chǎn)品為原料，經(jīng)過各種加工方法而產(chǎn)生的燃氣。

4．液化石油氣，是指在開采和煉制石油過程中，作為副產(chǎn)品而獲得的一種碳氫化合物。

（三）特點：

1．具有基本無公害燃燒的綜合特性。

2．容易進行燃燒調(diào)節(jié)。

3．作業(yè)性好，即燃氣系統(tǒng)簡單，操作管理方便，容易實現(xiàn)自動化。

4．容易調(diào)整發(fā)熱量，比如城市煤氣可以通過煤制氣和油制氣的混合比例來調(diào)整和維持發(fā)熱量。

5．易燃易爆且有毒

氣體燃料與空氣在一定比例下混合會形成爆炸性氣體。另外氣體燃料大多數(shù)成分對人體和動物是窒息性的或有毒的。

第四章鍋爐用水處理

第一節(jié)鍋爐水處理的重要性

鍋爐水質(zhì)不良會使受熱面結(jié)垢，大大降低鍋爐傳熱效率，堵塞管子，受熱面金屬過熱損壞，如鼓包、爆管等。另外還會產(chǎn)生金屬腐蝕，減少鍋爐壽命。因此，做好鍋爐水處理工作對鍋爐安全運行有著及其重要的意義。

結(jié)垢

水在鍋內(nèi)受熱沸騰蒸發(fā)后，為水中的雜質(zhì)提供了化學反應和不斷濃縮的條件。當這些雜質(zhì)在鍋水中達到飽和時，就有固體物質(zhì)產(chǎn)生。產(chǎn)生的固體物質(zhì)，如果懸浮在鍋水中就稱為水渣；如果附著在受熱面上，則稱為水垢。

鍋爐又是一種熱交換設(shè)備，水垢的生成會極大的影響鍋爐傳熱。水垢的導熱能力是鋼鐵的十幾分之一到幾百分之一。因此鍋爐結(jié)垢會產(chǎn)生如下幾種危害。

1．浪費燃料

鍋爐結(jié)垢后，使受熱面的傳熱性能變差，燃料燃燒所放的熱量不能及時傳遞到鍋水中，大量的熱量被煙氣帶走，造成排煙溫度過高，排煙若損失增加，鍋爐熱效率降低。為保持鍋爐額定參數(shù)，就必須多投加燃料，因此浪費燃料。大約1毫米的水垢多浪費一成燃料。

2．受熱面損壞

結(jié)了水垢的鍋爐，由于傳熱性能變差，燃料燃燒的熱量不能迅速地傳遞給鍋水，致使爐膛和煙氣的溫度升高。因此，受熱面兩側(cè)的溫差增大，金屬璧溫升高，強度降低，在鍋內(nèi)壓力作用下，發(fā)生鼓包，甚至爆破。

3．降低鍋爐出力

鍋爐結(jié)垢后，由于傳熱性能變差，要達到額定蒸發(fā)量，就需要消耗更多的燃料，但隨著結(jié)垢厚度增加，爐膛容積是一定的，燃料消耗受到限制。因此，鍋爐出力就會降低。

腐蝕

1．金屬破壞

水中含有氧氣、酸性和堿性物質(zhì)都會對鍋爐金屬面產(chǎn)生腐蝕，使其壁厚減薄、凹陷，甚至穿孔，降低了鍋爐強度，嚴重影響鍋爐安全運行。尤其是熱水鍋爐，循環(huán)水量大，腐蝕更為嚴重。

2．產(chǎn)生垢下腐蝕

含有高價鐵的水垢，容易引起與水垢接觸的金屬腐蝕。而鐵的腐蝕產(chǎn)物又容易重新結(jié)成水垢。這是一種惡性循環(huán)，它會迅速導致鍋爐部件損壞。尤其是燃油鍋爐金屬腐蝕產(chǎn)物的危害更大。

汽水共騰

產(chǎn)生汽水共騰的原因除了運行操作不當外，當爐水中含有較多的氯化鈉、磷酸鈉、油脂和硅化物時，或鍋水中的有機物和堿作用發(fā)生皂化時，在鍋水沸騰蒸發(fā)過程中，液面就產(chǎn)生泡沫，形成汽水共騰。

第二節(jié)水質(zhì)及水質(zhì)標準

一．水質(zhì)指標及其含義：

1．成分指標：

（1）溶解氧—水中氧氣的含量。

（2）含油量—水中油脂的含量。

（3）鈣含量（Ca2+）。

（4）鎂含量（Mg2+）。

（5）鐵含量（Fe2+，F(xiàn)e3+）。

（6）碳酸鈣含量（CO32-）。

（7）重碳酸根含量（HCO32-）。

（8）氯離子含量（Cl-）。

（9）氫離子濃度（H+），即PH值，表示水的酸堿性。

PH<5.5酸性水

PH=5.5∽6.5弱酸性水

PH=6.6∽7.5中性水

PH=7.6∽10弱堿性水

PH>10堿性水

2．技術(shù)指標：

（1）懸浮物：表示水中顆粒較大的懸狀物（泥沙，工業(yè)廢物等）

（2）硬度（H）：表示水中某些高價金屬離子（如Ca2+，Mg2+，Mn2+，F(xiàn)e3+等）的含量。單位是毫摩爾（mmol/L）。

（3）堿度（A）：表示水中能與鹽酸發(fā)生中和作用的所用堿性物質(zhì)的含量。單位為豪摩爾/升（mmol/L）。

（4）含鹽量（S）表示水中溶解性鹽類的總量。單位是毫克/升（mg/L）。

（5）相對堿度：表示鍋水中游離氫氧化鈉含量與鍋水中溶解固形物含量的比值。

二．水質(zhì)標準

為了保證鍋爐安全經(jīng)濟運行，對鍋爐給水和鍋水的水質(zhì)必須進行嚴格的控制。國家以國標的形式對鍋爐水質(zhì)進行了嚴格的規(guī)定，鍋爐使用單位必須遵守。下面的GB1576——96《低壓鍋爐水質(zhì)標準》主要內(nèi)容介紹于下：

①熱水鍋爐的水質(zhì)應符合表1的規(guī)定。

②蒸汽鍋爐采用鍋外化學處理時，水質(zhì)應符合表2的規(guī)定。

第五章工業(yè)鍋爐的輔助設(shè)備及附件、儀表

第一節(jié)輔助設(shè)備

一．給水設(shè)備：

給水設(shè)備有以下幾種：

1.注水器：適用于蒸發(fā)量小，壓力較低的鍋爐。

2.蒸汽往復泵：在缺乏動力或作為給水備用設(shè)備的條件常被采用。

3.離心泵：正常條件下鍋爐給水最常用的設(shè)備。

二．通風設(shè)備：

通風設(shè)備通常指鼓風機和引風機煙囪。

⒈鼓風機是將空氣送入爐膛，使燃料燃燒的一種設(shè)備。

⒉引風機是將爐膛內(nèi)的煙氣向外排的一種設(shè)備。

⒊煙囪，一是產(chǎn)生“抽力”，使煙氣順煙鹵升到高處；二是將煙氣排到室外高空，避免鍋爐區(qū)域污染。

三．運煤設(shè)備

由于鍋爐房容量和耗煤量的大小不同，有機械上煤和人工上煤兩種。許多容量不大的鍋爐房常把這兩種方法結(jié)合起來，即一部分用機械，一部分用人工，通常這種方法叫半上煤。

1.人工上煤：設(shè)備簡單，靈活，不致因設(shè)備故障影響上煤，運用于用煤量不大的鍋爐房。缺點是勞動強度大，衛(wèi)生條件差。

2.單斗提升機：單斗提升機由卷揚機(包括電機、減速器、滑輪、鋼絲繩)，料斗，導軌等部分組成。用于推車把煤從煤場運來倒入料斗后，啟動卷揚機，使鋼絲繩把料斗提起，并沿導軌送入爐前煤斗處，由料斗自動翻入煤斗，供鍋爐燃用。

3.電動葫蘆。

4.帶式輸送機。

5.埋刮板輸送機等。

四．出灰設(shè)備

鍋爐出灰按其方式分類有人工、機械、水力和火力等四種出灰方式。

1．人工出灰

人工出灰由運行人員將灰渣從灰坑中耙出，用水澆濕，裝上小車再運出鍋爐房外。

2．刮板出渣機

鍋爐的灰渣由灰斗經(jīng)插入灰槽水中的落灰管落入灰槽內(nèi)，起動傳動裝置，帶動鏈條在灰槽內(nèi)緩慢地移動，鏈條帶著刮板向前移動經(jīng)斜坡而送至出渣口，濕灰渣經(jīng)斜坡而得到脫水。

刮板出渣機出灰能力強，改善環(huán)境衛(wèi)生，節(jié)省人力，但設(shè)備磨損嚴重，維修工作量大。

3.螺旋出渣機

螺旋出渣機是一種比較簡單的出渣設(shè)備，它主要由驅(qū)動裝置，螺旋機本體，進渣口和出渣口等幾部分組成。一般運用于10t/h以上的工業(yè)鍋爐。

五．除塵設(shè)備

由于中小型鍋爐中各種燃燒結(jié)構(gòu)的出口煙塵濃度均遠高于我國標準規(guī)定的最大允許煙塵濃度值，因此除了正確選擇燃燒結(jié)構(gòu)和提高操作水平，對燃煤鍋爐還必須在鍋爐后部設(shè)置除塵設(shè)備，將煙氣中的塵粒捕集后再排入大氣。

1.重力沉降式除塵器

其原理是：當煙氣進入較大空間流速降低時，較大顆粒的煙塵借助于自身重力，從煙氣中靠重力自然沉降分離出來。

2.旋風除塵器

旋風除塵器又叫離心除塵器，其原理是含塵煙氣在旋風除塵氣內(nèi)強烈地沿筒壁旋轉(zhuǎn)，并逐漸沿筒壁以螺旋線運動下降。由于強烈的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，把煙塵拋向筒體內(nèi)壁面，在壁面上的煙塵靠重力逐漸下降至除塵器的底部，并經(jīng)集灰斗排出。凈化后的煙氣