山建大鍋爐原理教學大綱

《鍋爐原理》教學大綱課程編碼：RN0047課程名稱：鍋爐原理TheoryofTheSteamBoiler先修課程：工程熱力學、工程流體力學、傳熱學總學時：56（授課學時：52上機學時：0實驗學時：4）一、課程的性質和任務鍋爐原理課程是熱能與動力工程專業(yè)熱能與電力工程方向的主要專業(yè)課之一，它是為滿足社會對該專業(yè)專門人才的需要而設置的。通過本門課程的學習，使學生掌握鍋爐的工作原理以及爐內和鍋內過程的基本理論；對鍋爐結構和工作狀況有一定的分析能力。培養(yǎng)訓練學生具有一定的計算能力和實驗技能，掌握鍋爐機組安全，經濟運行的基本知識，并為以后學習熱力發(fā)電廠、熱工儀表、控制原理等課程提供必要的專業(yè)知識。二、課程教學內容的基本要求、重點和難點及學時分配1．緒論（1學時）基本要求：全面掌握鍋爐設備的整個工作過程及各主要部件的作用；掌握根據參數、容量、燃料、燃燒、排渣和汽水流動方式等對鍋爐進行分類的方法。重點：鍋爐設備的工作過程及鍋爐的分類方法。難點：鍋爐的分類。2．鍋爐受熱面（2學時）基本要求：全面掌握鍋爐各種受熱面的結構和作用；了解鍋爐各種受熱面的工作特點和布置。重點：鍋爐各種受熱面的結構和作用。難點：各種受熱面的結構和工作特點。3．鍋爐燃料（4學時）基本要求：熟練掌握煤的元素分析成分和工業(yè)分析成分及各種成分對煤的性質與鍋爐工作過程的影響；牢固掌握煤的成份基準及其換算；掌握燃料的高、低位發(fā)熱量及各種折算成分的定義；掌握灰的性質對鍋爐運行的影響；了解煤的分類和重油及氣體燃料的性質。重點：煤的元素分析成分和工業(yè)分析成分；煤的成分基準換算。難點：煤的成分基準換算。4．燃燒過程的物質平衡和鍋爐熱平衡（5學時）基本要求：深刻理解理論空氣量，過量空氣系數，理論煙氣容積，煙氣焓和實際燃煤量等重要概念的定義和指導鍋爐設計和運行的意義；掌握鍋爐機組熱平衡的概念和影響各項熱損失的因素；了解煙氣焓、計算燃煤量、實際燃煤量等基本概念；掌握溫焓表的計算及應用。重點：燃燒計算及熱平衡；用灰平衡法確定固體未完全燃燒熱損失。難點：灰平衡法確定固體未完全燃燒熱損失。5．煤粉制備（4學時）基本要求：牢固掌握煤粉細度和可磨性系數的意義與計算；掌握通過可磨性系數選擇磨煤機的原理；了解筒式球磨機，中速磨煤機和風扇磨煤的工作原理；掌握轉速，載球量，干燥通風量和輸粉通風量等參數對筒式球磨煤機運行的影響；掌握各種制粉系統(tǒng)適用場合。重點：煤粉細度與可磨性系數的意義；通過可磨性系數選擇磨煤機；各種磨煤機的工作原理及各種制粉系統(tǒng)的適用場合；影響球磨機的磨粉出力和消耗功率的因素分析。難點：影響球磨機的磨粉出力和消耗功率的因素分析。6．燃燒過程的基本理論（3學時）基本要求：熟練掌握均相燃燒與多相燃燒，動力燃燒，擴散燃燒與過渡燃燒的概念；了解碳粒和煤粉燃燒的概念；掌握強化燃燒的方法；了解溫度、濃度及擴散混合對燃燒的影響。重點：動力燃燒區(qū)，擴散燃燒區(qū)與過渡燃燒區(qū)的概念以及各區(qū)強化燃燒的措施；影響煤粉氣流著火的因素；煤和煤粉的燃燒過程分析。難點：動力燃燒區(qū)，擴散燃燒區(qū)與過渡燃燒區(qū)的概念以及各區(qū)強化燃燒的措施。7．煤粉爐及燃燒設備（5學時）基本要求：熟練掌握直流射流和直流燃燒器，旋轉射流和旋流燃燒器的原理與結構型式、布置特點；掌握鍋爐主要設計參數應如何選擇；掌握煤粉氣流的著火和燃燒；了解煤粉爐爐膛和燃燒器的形狀與布置；了解固態(tài)排渣爐的運行。重點：燃燒器的布置；影響煤粉氣流著火的因素和影響一次風煤粉射流偏斜的主要因素。難點：影響煤粉氣流著火的因素和影響一次風煤粉射流偏斜的主要因素。8．過熱器和再熱器的運行問題（4學時）基本要求：掌握過熱器和再熱器的作用和工作特點；重點掌握燃料、負荷、過量空氣等因素對汽溫的影響和不同調溫方式(蒸汽側、煙氣側)的特點；重點掌握熱偏差的概念及減小熱偏差的方法；了解再熱器汽溫調整的特點。重點：熱偏差的概念及減小熱偏差的方法；影響過熱器和再熱器汽溫的因素及不同調溫方式的特點；熱偏差的計算。難點：影響過熱器和再熱器汽溫的因素及不同調溫方式的特點；熱偏差的計算。9．尾部受熱面運行問題（3學時）基本要求：掌握省煤器和空氣預熱器的作用和工作特點；掌握省煤器和空氣預熱器的布置方式；牢固掌握受熱面磨損，腐蝕和積灰的機理及其消除方法。重點：受熱面磨損、腐蝕、積灰的機理及其消除方法。難點：空氣預熱器低溫腐蝕的原理及其防治措施。10．自然循環(huán)（4學時）基本要求：掌握自然循環(huán)的概念；在了解汽水混合物流動結構的基礎上，熟練掌握運動壓頭、有效壓頭和下降管阻力的概念及關系；掌握簡單水循環(huán)回路計算的基本原理；掌握不同熱負荷并列上升管的復雜回路的計算過程和循環(huán)特性線的繪制；了解停滯，倒流等水循環(huán)故障的概念、形成原因以及檢查循環(huán)安全性的判別式；掌握提高水循環(huán)安全性的措施。重點：不同熱負荷并列上升管復雜回路的計算過程和循環(huán)特性線的繪制；檢查水循環(huán)安全性的判別式及完全特性曲線。難點：檢查水循環(huán)安全性的判別式及完全特性曲線。11．強制流動鍋爐及其水動力特性（3學時）基本要求：掌握強制流動循環(huán)的工作原理；了解直流鍋爐蒸發(fā)受熱面布置的三種基本型式；熟練掌握水動力不穩(wěn)定、脈動及熱偏差的現(xiàn)象與防止措施；掌握沸騰傳熱的惡化及其預防措施。重點：水動力不穩(wěn)定及脈動的現(xiàn)象與防止措施；水動力特性不穩(wěn)定的原理。難點：水動力特性不穩(wěn)定的原理。12．蒸汽凈化（3學時）基本要求：掌握蒸汽質量對電廠運行的重要性；掌握飽和蒸汽的機械攜帶和蒸汽溶鹽機理及影響因素；了解常用的汽水分離裝置的工作原理與作用；熟練掌握鍋爐的排污方式與作用。重點：鍋爐的排污方式與作用；飽和蒸汽的機械攜帶和蒸汽的溶鹽機理。難點：飽和蒸汽的機械攜帶和蒸汽的溶鹽機理。13．鍋爐本體的設計和計算（2學時）基本要求：掌握影響鍋爐本體布置的主要設計參數應如何選定；了解鍋爐熱力計算方法。重點：鍋爐爐膛各種熱強度的定義及對鍋爐設計的影響。難點：鍋爐爐膛各種熱強度的定義及對鍋爐設計的影響。14．爐膛傳熱計算（4學時）基本要求：熟悉我國目前采用的半經驗計算方法；正確區(qū)分爐墻面積、輻射面積和有效輻射面積的區(qū)別；熟練掌握角系數的概念和查圖方法；熟練掌握污染系數和熱有效系數的實用意義、物理概念及它們之間的關系；了解沿爐膛高度熱負荷的分布情況；了解影響系數M的因素和爐膛黑度等概念。重點：角系數、污染系數和熱有效系數的概念以及它們之間的相互關系；爐內輻射傳熱的基本概念和傳熱計算的相似理論。難點：爐內輻射傳熱的基本概念和傳熱計算的相似理論。15．對流受熱面計算（5學時）基本要求：掌握傳熱和熱平衡基本方程式的基礎；熟練掌握傳熱溫壓的計算，傳熱系數的計算；掌握如何確定對流受熱面的面積和流通截面；了解對流受熱面?zhèn)鳠嵯禂档谋磉_式；污染系數、熱有效系數和利用系數的定義、適用場合和選取。重點：輻射放熱系數的概念與計算。難點：輻射放熱系數的概念與計算。16．實驗教學（4學時）基本要求：通過煤的工業(yè)分析實驗和發(fā)熱量的測定實驗鞏固概念，使學生掌握煤的工業(yè)分析方法和各種發(fā)熱量之間的關系。重點：電阻箱和氧彈式量熱計的使用；實驗數據整理和計算。實驗名稱、內容與學時分配表序號實驗名稱實驗內容學時1煤的揮發(fā)份的測定實驗測定煤的揮發(fā)份的含量12煤的發(fā)熱量的測定實驗測定并計算煤的各種發(fā)熱量3三、能力培養(yǎng)要求本課程主要使學生掌握鍋爐的工作原理以及爐內和鍋內過程的基本理論；對鍋爐結構和工作狀況有一定的分析能力。培養(yǎng)訓練學生具有一定的計算能力和實驗技能，掌握鍋爐機組安全，經濟運行的基本知識。四、教材與參考書目：樊泉貴主編.鍋爐原理，中國電力出版社；容鑾恩、袁鎮(zhèn)福等合編.電站鍋爐原理，中國電力出版社；周強泰主編.鍋爐原理（第二版），中國電力出版社；車德福等編著.鍋爐，西安交通大學出版社。五、考核形式：閉卷筆試六、有關說明《鍋爐原理》課程各高校側重點有所不同，因此不同的教材之間內容和結構上有時會有所差異。七、課程建設及改革摘要本課程主要講述電廠煤粉爐本體結構設計、工作原理和運行特點，針對性強，注重與生產實際的結合。1．緒論（1學時）基本要求：全面掌握鍋爐設備的整個工作過程及各主要部件的作用；掌握根據參數、容量、燃料、燃燒、排渣和汽水流動方式等對鍋爐進行分類的方法。重點：鍋爐設備的工作過程及鍋爐的分類方法。難點：鍋爐的分類。2．鍋爐受熱面（2學時）基本要求：全面掌握鍋爐各種受熱面的結構和作用；了解鍋爐各種受熱面的工作特點和布置。重點：鍋爐各種受熱面的結構和作用。難點：各種受熱面的結構和工作特點。3．鍋爐燃料（4學時）基本要求：熟練掌握煤的元素分析成分和工業(yè)分析成分及各種成分對煤的性質與鍋爐工作過程的影響；牢固掌握煤的成份基準及其換算；掌握燃料的高、低位發(fā)熱量及各種折算成分的定義；掌握灰的性質對鍋爐運行的影響；了解煤的分類和重油及氣體燃料的性質。重點：煤的元素分析成分和工業(yè)分析成分；煤的成分基準換算。難點：煤的成分基準換算。4．燃燒過程的物質平衡和鍋爐熱平衡（5學時）基本要求：深刻理解理論空氣量，過量空氣系數，理論煙氣容積，煙氣焓和實際燃煤量等重要概念的定義和指導鍋爐設計和運行的意義；掌握鍋爐機組熱平衡的概念和影響各項熱損失的因素；了解煙氣焓、計算燃煤量、實際燃煤量等基本概念；掌握溫焓表的計算及應用。重點：燃燒計算及熱平衡；用灰平衡法確定固體未完全燃燒熱損失。難點：灰平衡法確定固體未完全燃燒熱損失。5．煤粉制備（4學時）基本要求：牢固掌握煤粉細度和可磨性系數的意義與計算；掌握通過可磨性系數選擇磨煤機的原理；了解筒式球磨機，中速磨煤機和風扇磨煤的工作原理；掌握轉速，載球量，干燥通風量和輸粉通風量等參數對筒式球磨煤機運行的影響；掌握各種制粉系統(tǒng)適用場合。重點：煤粉細度與可磨性系數的意義；通過可磨性系數選擇磨煤機；各種磨煤機的工作原理及各種制粉系統(tǒng)的適用場合；影響球磨機的磨粉出力和消耗功率的因素分析。難點：影響球磨機的磨粉出力和消耗功率的因素分析。6．燃燒過程的基本理論（3學時）基本要求：熟練掌握均相燃燒與多相燃燒，動力燃燒，擴散燃燒與過渡燃燒的概念；了解碳粒和煤粉燃燒的概念；掌握強化燃燒的方法；了解溫度、濃度及擴散混合對燃燒的影響。重點：動力燃燒區(qū)，擴散燃燒區(qū)與過渡燃燒區(qū)的概念以及各區(qū)強化燃燒的措施；影響煤粉氣流著火的因素；煤和煤粉的燃燒過程分析。難點：動力燃燒區(qū)，擴散燃燒區(qū)與過渡燃燒區(qū)的概念以及各區(qū)強化燃燒的措施。7．煤粉爐及燃燒設備（5學時）基本要求：熟練掌握直流射流和直流燃燒器，旋轉射流和旋流燃燒器的原理與結構型式、布置特點；掌握鍋爐主要設計參數應如何選擇；掌握煤粉氣流的著火和燃燒；了解煤粉爐爐膛和燃燒器的形狀與布置；了解固態(tài)排渣爐的運行。重點：燃燒器的布置；影響煤粉氣流著火的因素和影響一次風煤粉射流偏斜的主要因素。難點：影響煤粉氣流著火的因素和影響一次風煤粉射流偏斜的主要因素。8．過熱器和再熱器的運行問題（4學時）基本要求：掌握過熱器和再熱器的作用和工作特點；重點掌握燃料、負荷、過量空氣等因素對汽溫的影響和不同調溫方式(蒸汽側、煙氣側)的特點；重點掌握熱偏差的概念及減小熱偏差的方法；了解再熱器汽溫調整的特點。重點：熱偏差的概念及減小熱偏差的方法；影響過熱器和再熱器汽溫的因素及不同調溫方式的特點；熱偏差的計算。難點：影響過熱器和再熱器汽溫的因素及不同調溫方式的特點；熱偏差的計算。9．尾部受熱面運行問題（3學時）基本要求：掌握省煤器和空氣預熱器的作用和工作特點；掌握省煤器和空氣預熱器的布置方式；牢固掌握受熱面磨損，腐蝕和積灰的機理及其消除方法。重點：受熱面磨損、腐蝕、積灰的機理及其消除方法。難點：空氣預熱器低溫腐蝕的原理及其防治措施。10．自然循環(huán)（4學時）基本要求：掌握自然循環(huán)的概念；在了解汽水混合物流動結構的基礎上，熟練掌握運動壓頭、有效壓頭和下降管阻力的概念及關系；掌握簡單水循環(huán)回路計算的基本原理；掌握不同熱負荷并列上升管的復雜回路的計算過程和循環(huán)特性線的繪制；了解停滯，倒流等水循環(huán)故障的概念、形成原因以及檢查循環(huán)安全性的判別式；掌握提高水循環(huán)安全性的措施。重點：不同熱負荷并列上升管復雜回路的計算過程和循環(huán)特性線的繪制；檢查水循環(huán)安全性的判別式及完全特性曲線。難點：檢查水循環(huán)安全性的判別式及完全特性曲線。11．強制流動鍋爐及其水動力特性（3學時）基本要求：掌握強制流動循環(huán)的工作原理；了解直流鍋爐蒸發(fā)受熱面布置的三種基本型式；熟練掌握水動力不穩(wěn)定、脈動及熱偏差的現(xiàn)象與防止措施；掌握沸騰傳熱的惡化及其預防措施。重點：水動力不穩(wěn)定及脈動的現(xiàn)象與防止措施；水動力特性不穩(wěn)定的原理。難點：水動力特性不穩(wěn)定的原理。12．蒸汽凈化（3學時）基本要求：掌握蒸汽質量對電廠運行的重要性；掌握飽和蒸汽的機械攜帶和蒸汽溶鹽機理及影響因素；了解常用的汽水分離裝置的工作原理與作用；熟練掌握鍋爐的排污方式與作用。重點：鍋爐的排污方式與作用；飽和蒸汽的機械攜帶和蒸汽的溶鹽機理。難點：飽和蒸汽的機械攜帶和蒸汽的溶鹽機理。13．鍋爐本體的設計和計算（2學時）基本要求：掌握影響鍋爐本體布置的主要設計參數應如何選定；了解鍋爐熱力計算方法。重點：鍋爐爐膛各種熱強度的定義及對鍋爐設計的影響。難點：鍋爐爐膛各種熱強度的定義及對鍋爐設計的影響。14．爐膛傳熱計算（4學時）基本要求：熟悉我國目前采用的半經驗計算方法；正確區(qū)分爐墻面積、輻射面積和有效輻射面積的區(qū)別；熟練掌握角系數的概念和查圖方法；熟練掌握污染系數