1、鍋爐基礎(chǔ)知識及鍋爐結(jié)構(gòu)第一章鍋爐基礎(chǔ)知識第一節(jié)鍋爐概述鍋爐由“鍋”和“爐”兩個部分組成："鍋”是鍋爐中盛水和汽的部分，他的作用是吸收“爐”放出來的熱量，使水加熱到 一泄的溫度和壓力（熱水鍋爐），或者轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝ㄕ魵忮仩t）。"爐”是鍋爐中燃饒燃料的部分，他的作用是盡疑地把燃料的熱能釋放出來，傳遞給 鍋內(nèi)介質(zhì)，產(chǎn)生熱量供“鍋”吸收。鍋爐的分類方法，大體有以下幾種：1、按用途分類：有電站鍋爐，工業(yè)鍋爐和生活用鍋爐等：2、按輸岀介質(zhì)分類：有蒸汽鍋爐、熱水鍋爐和汽水兩用鍋爐等；3、按使用燃料分類：有燃油鍋爐、燃煤鍋爐和燃氣鍋爐等：4、按蒸發(fā)量分類：有小型鍋爐（蒸發(fā)量小于20噸/時）中

2、型鍋爐（蒸發(fā)量20-75噸/時）大型鍋爐（蒸發(fā)量大于75噸）等；5、按壓力分類：有低壓鍋爐（工作壓力小于等于2.5MPa）中壓鍋爐（工作壓力大于等于3.8MPa,小于5.3MPa）高壓鍋爐（工作壓力大于等于5.3MPa）等6、按鍋爐結(jié)構(gòu)形式分類：有水管鍋爐（火包水）火管鍋爐（水包火）等第二節(jié)鍋爐參數(shù)表示鍋爐工作特性的基本參數(shù)，主要有鍋爐的出力、壓力和溫度三項。1、鍋爐岀力鍋爐出力又稱鍋爐容量，蒸汽鍋爐用蒸發(fā)量表示，熱水鍋爐用供熱量表示。1.1蒸發(fā)量蒸汽鍋爐連續(xù)運行時每小時所產(chǎn)生蒸汽的數(shù)量。用符號“D”表示，常用單位：噸/小時（t/h）。鍋爐馬力（BHP）,千瓦（Kw）；1噸/時=64馬力=62

3、8Kw1.2供熱量熱水鍋爐連續(xù)運行時每小時出水有效帶熱量，用符號Q “表示”，常用單位：萬大卡/時（lkal/h）,千瓦（Kw）,英熱單位/時Btu/h；1萬大卡/時=0.01163 Kw=39.7英熱單位/時2、壓力垂直均勻作用在物體表而上的力，稱為壓力。用符號“F”表示，單位是牛頓；垂宜作用在物體單位而積上的壓力，稱為壓強，用符號“P”表示，單位是兆帕（MPa）。 在習慣上，常把壓強稱為壓力，在工程技術(shù)上所提到的壓力，實際上壓強。測量壓力有2 種標準：一種是以壓力等于0作為測量起點，稱為絕對壓力；另一種是以當時當?shù)氐拇髿鈮?作為測量起點，也就是壓力表測岀的壓力數(shù)值，稱為表壓力或相對壓力。絕

4、對壓力等于表壓 力加上當時當?shù)氐拇髿鈮毫Γù髿鈮毫σ话闳〗浦礝.IMPa）。即：P絕=戸表+0.1 MPaP=P 絕-0.1 MPa鍋爐內(nèi)的壓力是怎樣產(chǎn)生的蒸汽鍋爐是因為鍋內(nèi)的水吸收熱疑后,由液體狀態(tài)變?yōu)闅怏w狀態(tài)，其體積增大很多，例 如在一個絕對大氣壓力下，其體積將增大1650倍。由于鍋爐是密閉的容器，因而限制了水 汽的自由膨脹，結(jié)果就使鍋爐個受壓部件受到了水汽壓力的作用。熱水鍋爐內(nèi)壓力的產(chǎn)生分2種情況，自然循環(huán)采曖系統(tǒng)的熱水鍋爐，苴壓力來自于高 水位形成的靜壓力；強制循環(huán)采曖系統(tǒng)的熱水鍋爐，英壓力來自于循環(huán)泵的壓力。鍋爐產(chǎn)品銘牌上標示的壓力，是這臺鍋爐的設(shè)計工作壓力，單位是MPa （表壓力

5、）。表 示鍋爐內(nèi)部水或汽的最大允許壓力值。鍋爐設(shè)計工作壓力又稱為額泄岀口壓力。對有過熱蒸汽的鍋爐，是指過熱器出口處的 蒸汽壓力；對無過熱器的蒸汽鍋爐，是指鍋筒主汽閥出口處的蒸汽壓力，對熱水鍋爐，是指 鍋爐岀口出的水壓力。3、溫度標志物體冷熱的程度，稱為溫度，用符號“t”表示。溫度是物體內(nèi)部所擁有能量的一 種體現(xiàn)方式，溫度越高，能量越大。因此，在同一壓力下，過熱蒸汽就比飽和蒸汽能夠做出 更多的功。要了解物體溫度的髙低，需用溫度計來測量。溫度計上的刻度常用攝氏溫標來表示， 即在一個標準大氣壓下，把水開始結(jié)冰的溫度（冰點）左為零度，把水沸騰時的溫度（沸點） 定為100°C,在兩者之間平均分

6、成100格，每格表示攝氏1度，記為1°C。鍋爐產(chǎn)品銘牌上標示的溫度，是指鍋爐輸出介質(zhì)的最高工作溫度，又稱額立溫度，用 攝氏溫標表示。對于無過熱器的蒸汽鍋爐，蒸汽由鍋簡上部的主汽閥宜接引岀，其額定溫度 是指該對應(yīng)額左氣壓下的飽和蒸汽溫度。對于有過熱器的蒸汽鍋爐，其額定溫度是指過熱器 后主汽閥出口處的過熱蒸汽溫度。對于熱水鍋爐，其額左溫度，分別用鍋爐出口與進口處的 水溫來表示。第三節(jié)鍋爐規(guī)格型號按照JB/T1626-2002工業(yè)鍋爐產(chǎn)品型號編制方法的規(guī)定，工業(yè)鍋爐產(chǎn)品型號有三部 分組成，各部分之間用短橫線相連。表示方法如下：型號的第一部分表示鍋爐型式、燃燒方式和額左蒸發(fā)量。共分3段：第一

7、段用兩個漢語 拼音字母代表鍋爐總體型式；第二段用一個漢語拼音字母代表燃燒方式；第三段用阿拉伯數(shù) 字表示鍋爐額左蒸發(fā)量為若干噸/時。各段連續(xù)書寫，互相銜接。型號的第二部分表示介質(zhì)參數(shù)，共分2段。中間以斜線相連。第一段用阿拉伯數(shù)字表示 介質(zhì)出口壓力為若干MPa,第二段用阿拉伯數(shù)字表示過熱蒸汽溫度或出水溫度/回水溫度，型號的第三部分表示燃料種類和設(shè)計次序，共分二段。第一段以漢語拼音字母代表燃料 種類，同時以羅馬數(shù)字代表燃料分類與其并列，如果同時使用幾種燃料，主要燃料放在 前而；第二段以阿拉伯數(shù)字代表設(shè)計次序，和第一段連續(xù)順序書寫，原型設(shè)計無第二段： 例如；WNS4-1.0-YC；表示臥式內(nèi)燃，燃燒設(shè)

8、備為室燃（燃燒室燃燒）,鍋爐額泄蒸發(fā)量為4 噸/時；額定出口壓力為1. OMPa,使用燃料為輕質(zhì)柴汕，原型設(shè)計SHL20-2. 5/400-AI1 ;表示雙鍋筒,橫苣式，燃燒設(shè)備為鏈條爐排;鍋爐額泄蒸發(fā)雖:為 20噸/時,額定岀口壓力為2. 5MPa,過熱蒸汽溫度為400°C,使用燃料為II類煙煤，原型設(shè)計.LHSO. 5-1. O-Yc：表示立式火管鍋爐,室燃;鍋爐額左蒸發(fā)量為0. 5噸/時,額定岀口壓力 為1. OMPa,使用燃料為輕質(zhì)柴油.原型設(shè)計DZL4-1.25-AII;表示單鍋筒縱向布垃，燃饒設(shè)備為鏈條爐排,鍋爐額左出口壓力為1. 25MPa,使用燃料為II類煙煤，原型設(shè)

9、計.公司產(chǎn)品型號編制方法和鍋爐型號所表示的含義：我公司的產(chǎn)品系列由于全部都是從美國或英國的富爾頓公司引進，這些產(chǎn)品系列在國 外已經(jīng)形成自己的產(chǎn)品型號編制方法，公司轉(zhuǎn)化后，仍舊沿用了原有的產(chǎn)品型號編制方法, 所以，跟國內(nèi)的型號編制方法完全不同：大致介紹如下：a）立式燃油蒸汽、熱水鍋爐FBA/B系列FB是英文單詞Fulton Boiler的縮寫，表示富爾頓鍋爐，后而英文字母A表示蒸汽鍋 爐，B表示熱水鍋爐，再后而數(shù)字表示鍋爐額左蒸發(fā)星（功率），單位：鍋爐馬力（BHP）：3b）RB. RBB臥式回燃蒸汽、熱水鍋爐系列RB是英文單詞Return Burning的縮寫，表示回轉(zhuǎn)式燃燒鍋爐，為與蒸汽鍋爐區(qū)

10、別，后 而增加一個B字后表示熱水鍋爐：后而數(shù)字表示鍋爐額泄蒸發(fā)量（功率），單位：千瓦（KF）c）FBC （S）臥式濕背蒸汽鍋爐系列FB是英文單詞Fulton Bo訂er的縮寫，表示富爾頓鍋爐，后而英文字母C （S）表示系 列分類號，后面數(shù)字表示鍋爐額泄蒸發(fā)量，單位鍋爐馬力（BHP）,再后而數(shù)字表示鍋爐額左 工作壓力，單位兆帕（MPa）,再后而數(shù)字3P或4P中的P是英文字母Pass的縮寫，3P或4P 表示鍋爐的煙氣流程為3回程或4回程：一般情況下，蒸發(fā)量較大的爐型（5T/h以上）用 FBC表示，蒸發(fā)量較小的爐型（5T/h以下）的用FBS表示。d）FBL （W）電加熱蒸汽（熱水）鍋爐系列FB是英文

11、單詞Fulton Boiler的縮寫，表示富爾頓鍋爐，F(xiàn)BL表示富爾頓電加熱蒸汽 鍋爐，為示區(qū)別，用FBW表示富爾頓電加熱熱水鍋爐；后面數(shù)字表示額左蒸發(fā)量（額立功率）, 單位：千瓦（K町e）FB-H熱水機組系列FB是英文單詞Fulton Boiler的縮寫，表示富爾頓鍋爐，H是系列分類號，表示熱水 機組系列：后面數(shù)字表示額定熱功率，單位兆瓦（MW）;第四節(jié)鍋爐的工作過程和工作系統(tǒng)1、鍋爐的工作過程鍋爐運行時，同時進行著三個過程：即燃料的燃燒過程、傳熱過程和水的加熱或汽化 過程。1燃料的燃燒過程是指燃料在爐膛內(nèi)與空氣中的氧氣發(fā)生化學反應(yīng)放岀熱量的過程。1.2傳熱過程是指燃料燃燒后產(chǎn)生的熱量通過水

12、冷壁、對流管朿等受熱而傳遞給爐水的過程。1.3水的加熱或汽化過程對于熱水鍋爐是指爐水吸收熱量使溫度提高到規(guī)左值，并且輸岀的過程。對于蒸汽鍋爐 是指爐水吸收熱量轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝⑶乙詽崈粽羝敵龅倪^程。2、鍋爐的工作系統(tǒng)鍋爐的上述3個工作過程，是通過以下3個工作系統(tǒng)來實現(xiàn)的：2水汽系統(tǒng)蒸汽鍋爐給水經(jīng)過省煤器送入鍋爐，爐水在鍋爐內(nèi)進行循環(huán)流動的同時吸收燃料放出 的熱量，逐漸提高溫度并汽化，產(chǎn)生飽嗝蒸汽從主汽閥輸出或進入過熱器，進一步吸收熱量 變成過熱蒸汽，最后從主汽閥輸出。2.2燃料（灰渣）系統(tǒng)燃料經(jīng)過必要的預(yù)先處理后，送入爐內(nèi)燃燒放出大疑熱量。燃燒后的灰渣，經(jīng)過除渣 設(shè)備從爐后排岀。2.3風煙系統(tǒng)空

13、氣通過空氣預(yù)熱器，進入爐內(nèi)，與燃料混合燃燒，產(chǎn)生髙溫煙氣，沖刷鍋爐受熱而 放出熱疑，低溫煙氣通過凈化設(shè)備凈化后，從煙囪排入大氣。第五節(jié)水與水蒸汽1、水的性質(zhì)水是由氫和氧兩種元素化合而成的，苴化學分子式為HQ。純凈的水在常溫下是無色、 無味、透明的液體，具有一定的體積，但沒有固定的形狀。隨著溫度的變化，水會呈現(xiàn)液態(tài)、 氣態(tài)、和固態(tài)三種形態(tài)。水在標準大氣壓下，溫度為4°C時，體積最小，重度最大，當溫度高于或低于4°C時， 其體積均要增大，重度減小。水的比熱為1千卡/公斤度。高于英他液體的比熱。水在連通器內(nèi)，當水而上所受壓力相等時，各處的水始終保持相平。水在密閉的容器內(nèi)受到外加壓

14、力時，本身的體積幾乎沒有縮小，但是能夠均勻地向各 個方向傳遞壓力。水在容器內(nèi)對任何方向都有壓力，并且在同一深度時，對各方而的壓力都相等，深度 增加壓力響應(yīng)增大。深度相差10米，壓力就要相差O.IMPa。2、飽和水和水蒸汽的性質(zhì)2.1飽和水、飽和蒸汽與過熱蒸汽在一左壓力下，對水不斷加熱，水溫相繼上升，最后達到飽和溫度（簡稱沸點）。飽和 溫度與壓力有關(guān)，隨著壓力升高，飽和溫度也相應(yīng)升髙。在一泄的壓力下，對飽和水繼續(xù)加熱，飽和溫度保持不變，但水陸續(xù)轉(zhuǎn)化為水蒸汽， 這種具有飽和溫度的水蒸汽稱為飽和蒸汽。在一泄壓力下，對飽和蒸汽繼續(xù)加熱，可以提高整齊的溫度，使其超過飽和蒸汽的溫 度，這種蒸汽稱為過熱蒸汽

15、。2.2濕度與干度通常在飽和蒸汽中或多或少帶有一些水分，故飽和蒸汽實際上是蒸汽和水的混合物， 通常稱為濕蒸汽。而不含水分的蒸汽，稱為干蒸汽。2.3液體熱、汽化熱與焰在一左的壓力下，使1公斤的水從0°C加熱到飽和溫度所需要的熱量，稱為液體熱或顯 熱。在一左壓力下，使1公斤的飽和水完全汽化，變?yōu)橄嗤瑴囟鹊腇飽和蒸汽所需要的熱 量，稱為汽化熱。在一左的壓力下，使1公斤的水從o°C加熱到任一狀態(tài)下的水或蒸汽，所吸收的總熱量 稱為該狀態(tài)下水或蒸汽的焰。第六節(jié)水循環(huán)1、水循環(huán)的基本原理鍋爐水循環(huán)分為自然循環(huán)和強制循環(huán)2種：自然循環(huán)是依靠受熱部分汽水混合物的重度小于不受熱部分水的重度，從

16、而形成壓力差, 促使爐水流動。強制循環(huán)是利用水泵的推動作用，強迫爐水流動。2、水循環(huán)回路見圖3、循環(huán)倍率自然循環(huán)鍋爐中的水，每經(jīng)過一次循環(huán)，只有一部分水轉(zhuǎn)化成蒸汽。通常將進入循環(huán)回 路的水呈:稱為循環(huán)流量，它與該循環(huán)回路中所產(chǎn)生蒸汽量的比值，稱為循環(huán)倍率。4、水循環(huán)故障4.1循環(huán)停滯與倒流4.2汽水分層4.3下降管帶汽第七節(jié)鍋爐鋼材1、鋼材的分類1按冶煉過程中的脫氧程度，分為鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼鋼水在冶練時采用硅鐵、岳鐵，有時還加入一些鋁進行完全脫氧，在澆注時，鋼液表 而平穩(wěn)上升，然后安靜凝固，故稱為鎮(zhèn)靜鋼。英組織緊密、質(zhì)量好，屬于優(yōu)質(zhì)鋼。一般可用 于制造鍋爐的受壓元件。沸騰鋼鋼水在

17、冶練時只用鐳鐵脫氧，由于脫氧不完全，在澆鑄時，鋼液激烈翻滾，放出許多 一氧化碳氣體，造成沸騰現(xiàn)象，故稱為沸騰鋼。1.2按化學成分的不同鋼材按化學成分的不同，分為碳素鋼和合金鋼兩大類。2、對鍋爐鋼材的要求2.1耐熱性2.2抗腐蝕性2.3抗疲勞性2.4塑性和韌性2.5可焊性3、鍋爐常用鋼材3常用鋼板Q235B、Q235C、Q235D、15、20、Q245R、Q345R、15GrMoR. 12GrlMoVR. 13MnNiMoR.3.2常用鋼管10、20、20G、20MnG. 25MnG第二章鍋爐結(jié)構(gòu)第一節(jié)對鍋爐結(jié)構(gòu)的一般要求1、從安全的角度考慮，對鍋爐結(jié)構(gòu)的要求1.1保證各受壓元件有足夠的強度：1

18、.2保證各部分在運行時能夠自由伸縮：1.3水循環(huán)要合理可靠：1.4安全附件和裝宜齊全，能夠保證設(shè)備安全運行：1.5保證能夠?qū)﹀仩t方便地進行運行操作、檢修和淸掃。2、從經(jīng)濟的角度考慮，對鍋爐結(jié)構(gòu)的要求2.1合理布置受熱而：2.2合理使用鋼材，盡量降低“鋼汽比”：2.3最大限度地減少各種熱損失：2.4合理配套鍋爐輔機，降低附屬設(shè)備的耗電疑。第二節(jié)主要受壓部件和爐墻水管鍋爐的主要受壓部件1、鍋筒匯集、儲存、凈化蒸汽和補充給水。2、水冷壁管吸收爐膛熱量，保護爐墻。3、集箱下集箱接受下降管或下鍋筒的供水，分配給上升管：上集箱匯集上升管的水或汽水混合物,然后引入上鍋筒4、對流管束是水管鍋爐的主要受熱而；5、下降管接受鍋筒的供水，通過集箱分配給上升管火管（鍋殼）鍋爐的主要受壓部件1、鍋筒2、爐膽3、管板4、煙管、火管5、下腳圈6、沖天管第三節(jié)鍋爐其他受熱面1、過熱器