鍋爐、蒸汽系統(tǒng)及余熱利用簡稿

1、熱能技術(shù)應(yīng)用 熱源 用汽設(shè)備 熱力輸送 余熱回收 內(nèi)容簡介 鍋爐基本知識 鍋爐的熱平衡 燃燒設(shè)備 典型鍋爐的結(jié)構(gòu)及工作特點 供熱鍋爐水處理技術(shù) 第一部分 熱源 第一章第一章 鍋爐及鍋爐房設(shè)備的基本知識鍋爐及鍋爐房設(shè)備的基本知識 第一節(jié) 概 述 第二節(jié) 鍋爐的基本構(gòu)造和工作過程 第三節(jié) 鍋爐基本特性的表示 第四節(jié) 鍋爐房設(shè)備的組成 第一節(jié) 概 述 一、鍋爐的出現(xiàn)與發(fā)展 二、鍋爐與鍋爐房設(shè)備的任務(wù)： 在于安全可靠、經(jīng)濟(jì)有效地把燃料的 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，進(jìn)而將熱能傳遞給水， 以生產(chǎn)熱水或蒸汽。 三、鍋爐的分類 1、按用途分類 工業(yè)鍋爐、電站鍋爐、船舶鍋爐、機(jī)車鍋爐 2、按蒸汽壓力分類 低壓鍋爐 （1

2、.4MPa、2.5MPa、3.9MPa、9.9MPa、13.8MPa、17.5MPa、26.0MPa） 3、按燃料分類 燃煤爐、燃油爐、燃?xì)鉅t、電熱鍋爐、生物質(zhì)能鍋爐、 垃圾焚燒鍋爐 4、按燃燒方式分類 火床爐（層燃爐）、火室爐（室燃爐）、沸騰爐 5、按汽水流動情況分類 自然循環(huán)鍋爐、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐、復(fù)合循環(huán)鍋爐 6、按鍋爐本體結(jié)構(gòu)分類 煙管鍋爐、水管鍋爐、煙水管鍋爐 7、按容量分類 小型鍋爐（20t/h) 中型鍋爐（ 75t/h) 大型鍋爐（75t/h） 8、按能源分類 燃煤鍋爐、燃油（氣）鍋爐、電熱鍋爐 余熱鍋爐、原子能鍋爐、廢料鍋爐、其它能源鍋爐 8（a）、按鍋內(nèi)介質(zhì)分類 蒸汽鍋

3、爐、熱水鍋爐、熱媒（導(dǎo)熱油）鍋爐 9、按排渣方式分類 固態(tài)排渣爐、液態(tài)排渣爐 10、按爐膛煙氣壓力分類 微負(fù)壓鍋爐、微正壓鍋爐、正壓鍋爐 11、按鍋筒布置分類 單鍋筒縱置式、單鍋筒橫置式、雙鍋筒縱置式、雙鍋筒橫置式 12、按鍋爐出廠型式分類 快裝鍋爐、組裝鍋爐、散裝鍋爐 第二節(jié) 鍋爐的基本構(gòu)造和工作過程 鍋爐的基本構(gòu)造 鍋爐最根本的組成是鍋和爐 SHL型鍋爐（即雙鍋筒橫置式鏈條爐排鍋爐） 鍋鍋的基本構(gòu)造包括鍋筒（又稱汽包），對流管束、水冷 壁管、 上、下集箱和下降管（過熱蒸汽鍋爐還包括過熱 器）等組成的一個封閉汽水系統(tǒng)。 爐爐包括煤斗、爐排、爐膛、除渣板、配風(fēng)裝置等組成 的燃燒設(shè)備。 鍋爐的工

4、作過程 第三節(jié) 鍋爐基本特性的表示 一、蒸發(fā)量、熱功率一、蒸發(fā)量、熱功率 蒸發(fā)量是指蒸汽鍋爐每小時所生產(chǎn)的額定蒸汽 量，用來表示鍋爐容量的大小。蒸發(fā)量常用符 號D來表示,單位是t/h。 （額定參數(shù)、使用設(shè)計燃料及保證一定效率下的最大蒸發(fā)量） 供熱鍋爐，可用額定熱功率來表示容量的大 小，常用符號Q來表示，單位是MW。 熱功率與蒸發(fā)量之間的關(guān)系： 對于熱水鍋爐： )(000278. 0 ii gsq DQ )(000278. 0 ii rsrs GQ 二、鍋爐的熱效率 燃煤供熱鍋爐：60%-85% 燃油、燃?xì)忮仩t：85-92% 三、鍋爐的金屬耗量及耗電量 金屬耗量：相應(yīng)于鍋爐每噸蒸發(fā)量所耗用的 金

5、屬材料的重量（目前供熱-鍋爐6t/t）。 耗電量：產(chǎn)生1t蒸汽耗用電量（10kwh/t）。 以上三者互相制約。 四、鍋爐的型號的表示方法 我國供熱（工業(yè)）鍋爐型號 第一部分 第二部分 第三部分 / 本體型式代號 燃燒設(shè)備代號 額定蒸發(fā)量(t/h)或者額定熱功率(MW) 額定蒸汽壓力或允許工作壓力.MPa 過熱蒸汽溫度或出水溫度/進(jìn)水溫度， 燃料種類代號 SHL101.25/350W QXW2.8l.259070A 第四節(jié) 鍋爐房設(shè)備的組成 鍋爐本體和它的輔助設(shè)備，總稱為鍋爐房設(shè)備 通常將構(gòu)成鍋爐的基本組成部分通稱為鍋爐本體 鍋、爐、蒸汽過熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器 鍋爐附加受熱面 尾部受熱面 鍋

6、爐房的輔助設(shè)備，可按它們圍繞 鍋爐所進(jìn)行的工作過程，由以下幾個系 統(tǒng)組成： 1運(yùn)煤、除灰系統(tǒng) 2送、引風(fēng)系統(tǒng) 3水、汽系統(tǒng)（包括排污系統(tǒng)） 4儀表控制系統(tǒng) 第二章 鍋爐的熱平衡 鍋爐熱平衡是指燃料的熱量在鍋爐中利用的 情況：多少被有效利用；多少變成了熱量損 失，這些損失又表現(xiàn)在哪些方面以及它們產(chǎn) 生的原因。研究的目的是為了有效的提高鍋 爐的熱效率。 研究方法：熱平衡測試（正、反） 第一節(jié) 鍋爐熱平衡的組成 第二節(jié) 鍋爐熱效率 第三節(jié) 固體不完全燃燒熱損失 第四節(jié) 氣體不完全燃燒熱損失 第五節(jié) 排煙熱損失 第六節(jié) 散熱損失 第七節(jié) 灰渣物理熱損失及其它熱損失 第八節(jié) 燃料消耗量及蒸發(fā)率 第一節(jié)

7、鍋爐熱平衡的組成 為了確定鍋爐的熱效率，就需要使鍋爐在 正常運(yùn)行工況下建立鍋爐熱量的收、支平 衡關(guān)系，通常稱為“熱平衡”。 鍋爐熱平衡是以lkg固體燃料或液體然料 （氣體燃料以1Nm3）為單位組成熱量平 衡的。 鍋爐熱平衡的公式： kJ/kg 式中 每公斤燃料帶入鍋爐的熱量 鍋爐有效利用熱量 排出煙氣所帶走的熱量， 稱為鍋爐排煙熱損失 未燃完可燃?xì)怏w所帶走的熱量， 稱為氣體不完全燃燒熱損失 （化學(xué)不完全燃燒熱損失） 123456r QQQQQQQ r Q 1 Q 2 Q 3 Q 未燃完的固體燃料所帶走的熱量， 稱為固體不完全燃燒熱損失 （俗稱機(jī)械不完全燃燒熱損失） 鍋爐散熱損失 灰渣物理熱損失

8、及其他熱損失 如果在等式兩邊分別除以Qr，則鍋爐熱平衡就 以帶入熱量的百分?jǐn)?shù)來表示，即： 4 Q 5 Q 6 Q 123456 100%qqqqqq 式中各項q分別表示有效利用熱量和各項熱 損失百分?jǐn)?shù)，如： 鍋爐效率： 1 1 100% r Q q Q 2 2 100% r Q q Q 123456 100()% gl qqqqqq 具體計算 式中 燃料的物理顯熱； 噴入鍋爐的蒸汽帶入的熱量； 用鍋爐范圍以外的廢氣，廢熱等外 來熱源預(yù)熱空氣。 在實際工程計算時候，多用： y rdwrzqwl QQiQQ r i zq Q wl Q y rdw QQ 第二節(jié) 鍋爐熱效率 一、正平衡法 鍋爐每小時

9、有效吸熱量 每小時燃料消耗量 1、蒸汽鍋爐 1 gl Q Q B gl Q B 33 () 10() 10 glqgspspsgs QD iiDii 2、當(dāng)鍋爐生產(chǎn)飽和蒸汽時，蒸汽干度一般 都大于1 （1-5%的濕度 ） 3、熱水鍋爐 鍋爐正平衡只要測出燃料耗量,燃料應(yīng)用 基低位發(fā)熱量、鍋爐蒸發(fā)量以及蒸汽壓力和 溫度，即可算出鍋爐效率。這是一種常用的 比較簡單的方法，但不能根據(jù)它來分析影響 鍋爐熱效率的因素，要尋找影響鍋爐熱效率 的因素，只能通過反平衡測試來分析。 100 q rW ii 3 ( ) 10 glrsrs QG ii 二、反平衡法 研究和分析影響鍋爐熱效率的種種因素，以 尋求提高

10、熱效率的途徑。 在設(shè)計鍋爐時，必須先根據(jù)同類型鍋爐運(yùn)行經(jīng) 驗選定 q2 、q3及 q 4 ，再根據(jù)選定的排煙 溫度和過量空氣系數(shù)以及燃料的灰分，計算出 q2 及 q6的數(shù)值，然后求出理論鍋爐效率。 123456 100()% gl qqqqqq 4 q 5 q 2 q 6 q 三、鍋爐的毛效率及凈效率 按以上式所確定的鍋爐效率稱為鍋爐的毛效率。 鍋爐的凈效率是在毛效率基礎(chǔ)上扣除鍋爐自用 汽和電能消耗后的效率 ： 自用汽耗汽量鍋護(hù)熱效率，D/h 自用電耗量，kwh/h 生產(chǎn)每度電的標(biāo)準(zhǔn)煤耗量，kg/kwh （ 可取該地區(qū)供電系統(tǒng)平均供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率） 3 () 1029300 zqgsz y dw

11、 D iiN b BQ z D z N b jgl 第三節(jié) 固體不完全燃燒熱損失 一、 的形成 由于進(jìn)入爐膛的燃料中，有一部分沒有參與燃燒或未燃燼 而被排出爐外，因而引起的熱損失。 由三部分組成： 1）灰渣損失 2）漏煤損失 3）飛灰損失 4 q 4 q 二、影響因素 燃料特性、燃燒方式、爐膛結(jié)構(gòu)、運(yùn)行情況等 對于氣體和液體燃料，在正常燃燒情況下可認(rèn) 為 =0。 三、固體不完全燃燒熱損失的選取 當(dāng)鍋爐設(shè)計進(jìn)行熱平衡計算時，固體不完全 燃燒熱損失是按長期運(yùn)行的經(jīng)驗數(shù)據(jù)來確定，根 據(jù)不同燃料特性及燃燒方式選取。 4 q 第四節(jié) 氣體不完全燃燒熱損失 一、 的形成 由于部分一氧化碳、氫、甲烷等可燃?xì)?/p>

12、 體未燃燒放熱就隨煙氣排出所造成的損失。 二、影響因素 燃料特性 燃燒方式 爐膛結(jié)構(gòu) 運(yùn)行情況等 3 q 第五節(jié) 排煙熱損失 一、排煙熱損失 的形成 由于技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件的限制，煙氣離開鍋爐 排入大氣時，煙氣溫度比進(jìn)入鍋爐的空氣溫 度要高很多，排煙所帶走的熱量損失簡稱為 排煙熱損失。 二、影響因素 排煙溫度 排煙容積 2 q 第六節(jié) 散熱損失 一、散熱損失 的形成 鍋爐運(yùn)行時，各部分爐墻、鋼架、 管道和其他附件等的表面溫度均較周圍 空氣溫度為高，對于層燃爐為了撥火、 清爐或投煤等原因常需打開爐門，這些 都不可避免地將有熱量散失于大氣中， 就形成了鍋爐的散熱損失。 5 q 第七節(jié) 灰渣物理熱損失及其

13、它熱損失 一、灰渣物理熱損失 灰渣及漏煤的溫度一般都在600-800以上而造成的熱 損失。 對于層燃爐或沸騰爐，這項損失較大，必須考慮。對于 固態(tài)排渣煤粉爐，只有燃料中灰分相當(dāng)多時，才予以考慮。 二、其它熱損失 常見的有冷卻熱損失，冷卻熱損失是由于鍋爐的某些部 件采用了水冷卻，而此冷卻水未接入鍋爐汽水循環(huán)系統(tǒng)中， 被它吸收了鍋爐的一部分熱量并帶出爐外，從而造成了熱量 損失。 第八節(jié) 燃料消耗量及蒸發(fā)率 鍋爐每小時耗用的燃料稱為鍋爐的燃料消耗量： 考慮到不完全燃燒熱損失的存在，實際參加燃燒 反應(yīng)的燃料量應(yīng)為： 稱為小時計算燃料消耗量 。 gl rgl Q B Q 4 (1) 100 j q BB

14、 j B 第三章 燃燒設(shè)備 燃燒 燃料中的可燃物質(zhì)與氧進(jìn)行的劇烈氧 化反應(yīng)，它既需要提供溫度和濃度條件， 又需要一定的時間和空間條件。 燃燒設(shè)備有著多種型式 層燃爐、室燃爐 、沸騰爐 第一節(jié) 煤的燃燒過程 第二節(jié) 人工操作層燃爐 第三節(jié) 機(jī)械化層燃爐 第四節(jié) 室燃爐 第五節(jié) 沸騰爐 第六節(jié) 爐的工作強(qiáng)度 第七節(jié) 電鍋爐 第八節(jié) 余熱鍋爐 第一節(jié) 煤的燃燒過程 1、著火前的熱力準(zhǔn)備階段 2、揮發(fā)物與焦炭的燃燒階段 3、燃燼階段（灰渣形成段） 燃燒設(shè)備的任務(wù)： 針對不同燃料在燃燒過程中具有的特性，采用相應(yīng)的 燃燒方式、燃燒設(shè)備和爐內(nèi)改善燃燒的措施，具體滿足： (1)保持一定的高溫環(huán)境，以便能產(chǎn)生急

15、劇的燃燒反應(yīng)。 (2)供應(yīng)燃料在燃燒反應(yīng)所需的充足而適量的空氣。 (3)采取適當(dāng)?shù)拇胧┮员ＷC空氣與燃料能很好的接觸、混 合，并提供燃燒所需的時間和空間。 (4)及時排出燃燒產(chǎn)物煙氣和灰渣。 運(yùn)行的安全可靠、結(jié)構(gòu)簡單、合理，操作、檢修方便以 及造價和運(yùn)行費(fèi)用低廉等。 第二節(jié) 人工操作層燃爐 1、定義 即手燒爐，它的加煤、撥火和除渣三項主 要操作均由人力完成。 2、特點 勞動強(qiáng)度大 燃燒效率低 周期性的冒黑煙，污染環(huán)境。 結(jié)構(gòu)簡單，操作方便 適應(yīng)煤種廣，多用于蒸發(fā)量小于1t/h的鍋爐。 二、燃燒特點 1、上飼式爐子， “雙面引火”的著火條件， 煤種適應(yīng)性廣 2、燃燒工況的周期性。 間歇加煤（煤層厚

16、度間歇變化）嚴(yán)重缺氧 時，揮發(fā)物熱分解生成大量炭黑，溫度低時 （爐門間歇打開）炭黑難以燃燒而煙囪冒黑煙。 降低鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，污染環(huán)境。 第三節(jié) 機(jī)械化層燃爐 三項主要操作部分或全部由機(jī)械代 替人工操作的層燃爐。 機(jī)械一風(fēng)力拋煤機(jī)爐 鏈條爐排爐 往復(fù)爐排爐 振動爐排爐 下飼燃料式爐 第四節(jié) 室燃爐 特點： 第一，沒有爐排，其容量的提高不再受爐排面的制造和 布置的限制。 第二，燃料的燃燒反應(yīng)面積很大，與空氣混合十分良 好，可以采用較小的過量空氣系數(shù)，燃燒速度和 效率比層燃爐高。 第三，由于燃料在室燃爐中停留時間一般都很短促，為 保證燃燒充分完全，爐膛體積較大。 第四，燃料適應(yīng)性廣，可以燃用固體

17、、液體和氣體燃料。 第五，燃燒調(diào)節(jié)和運(yùn)行、管理易于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化。 第六，輔助設(shè)備耗電量大。 分類：煤粉爐、燃油爐和燃?xì)鉅t。 一、煤粉護(hù) 廣泛地應(yīng)用于中、大容量的鍋爐 組成結(jié)構(gòu)：煤粉制備設(shè)備、燃燒器 和爐膛 （一）煤粉制備設(shè)備 （二）燃燒器 1、作用：燃燒器是煤粉爐的重要組成部分， 將煤粉和空氣送入爐膛，并使他們 充分的混合，迅速而穩(wěn)定地著火燃 燒和盡可能的充滿整個爐膛空間。 煤粉氣流的著火過程，爐膛中的空氣動力 和燃燒工況主要通過燃燒器的結(jié)構(gòu)及其在鍋爐 上的布置來組織的。 2、分類與結(jié)構(gòu) 旋流式、直流式燃燒器兩種。 按照旋轉(zhuǎn)氣流方法的不同，旋流燃燒器分為： 蝸殼式、軸向葉片式和切向葉片式

18、。 3、燃燒器的布置 直流燃燒器： 旋流燃燒器： （三）爐膛 1、爐膛容積熱負(fù)荷 通常推薦為140235kw/m3。 2、爐膛截斷面熱負(fù)荷 （ ） 推薦值：18602330kw/m2。 v q dw v l BQ q V A q F q dw F BQ q F 二、燃油爐 1、液體燃料的燃燒 液體燃料的沸點總是低于它的著火點，液體燃 料蒸發(fā)形成油蒸汽，然后與空氣混合燃燒，比氣 相燃燒多了一個蒸發(fā)過程。 油的噴霧燃燒分為四個階段： （1）霧化階段 利用各種霧化器將液體燃料粉碎為直徑幾微 米到幾百微米的無數(shù)微粒。 （2）蒸發(fā)階段 （3）油氣與空氣的混合階段 決定燃燒快慢與是否完全的主要因素。 加強(qiáng)

19、混合的措施 1）提高燃燒器出口空氣流速； 2）加強(qiáng)燃燒器出口氣流的擾動； 3）送入一定量的一次風(fēng)與油霧預(yù)先混合， 以防油霧熱分解。 （4）著火燃燒階段 2、油燃燒器 主要由油噴嘴、調(diào)風(fēng)器、和穩(wěn)燃器組成 1）油噴嘴 機(jī)械霧化油噴嘴：壓力式、回油式和轉(zhuǎn)杯式 介質(zhì)霧化油噴嘴：以蒸汽或空氣作介質(zhì) 2）調(diào)風(fēng)器 控制風(fēng)和油的比例 按出口氣流分為旋流式和平流式兩大類。 3）穩(wěn)燃器 常用的有擴(kuò)錐式和軸流式葉片兩大類。 3、油燃燒過程中減少污染物產(chǎn)生的方法 重油的含S量達(dá)到3%，氧化硫的生成量往往 比燃燒煤時要多。（煤中含S量均為1%，在燃 煤時，約有一半硫分殘留在灰分中) 1）油中摻水燃燒 2）低氧燃燒 3）

20、煙氣再循環(huán) 4）兩級燃燒 三、燃?xì)鉅t 氣體燃料的燃燒屬于單相反應(yīng)，著火和燃 燒比較容易，燃燼程度較高。 分為兩個階段: 1、可燃?xì)怏w與空氣的混合 2、燃?xì)獾闹鹑紵?（一）、燃燒器的分類 1、按燃燒方式分類 （1）擴(kuò)散式燃燒器 （2）部分預(yù)混式燃燒器（0.2-0.8） （3）完全預(yù)混式燃燒器 2、按照空氣供給方式分類 （1）引燃式燃燒器：空氣被燃?xì)獾纳淞魑?或燃?xì)獗豢諝馍淞魑搿?（2）鼓風(fēng)式燃燒器：用鼓風(fēng)設(shè)備將空氣送入燃 燒系統(tǒng)。 （3）自然引風(fēng)式燃燒器：依靠爐膛的負(fù)壓將空氣吸入 燃燒系統(tǒng) 3、按照燃?xì)鈮毫Ψ诸?（1）低壓燃燒器：燃?xì)鈮毫?000Pa （2）高（中）壓燃燒器：燃?xì)鈮毫υ?0

21、00- 3105Pa之間 （二）、改善燃?xì)鉅t燃燒的措施 1、改善氣流相遇的條件（增大接觸面積） 2、加強(qiáng)混合和擾動 3、預(yù)熱燃?xì)夂涂諝?4、旋轉(zhuǎn)和循環(huán)氣流 5、煙氣再循環(huán) 第五節(jié) 沸騰爐 1、流化過程 固體粒子經(jīng)與氣體或液體接觸而轉(zhuǎn)變?yōu)轭?似于流體狀態(tài)的過程稱為流化過程。 2、流化過程用于燃料燃燒，即為沸騰燃燒。 介于層燃和懸浮燃燒之間的一種燃燒，沸騰爐 或流化床爐。 3、沸騰爐不僅因具有強(qiáng)化燃燒、傳熱效果好 以及結(jié)構(gòu)簡單、鋼耗量低等優(yōu)點，特別是它的 燃料適應(yīng)性廣，以及可以實現(xiàn)爐內(nèi)脫硫及較少 產(chǎn)生氮氧化物NOX。 一、沸騰爐特性 煤預(yù)先經(jīng)破碎加工成一定大小的顆位而置 于布風(fēng)板上，厚度為500m

22、m左右，空氣通過布 風(fēng)板由下向上吹送。顆粒為08mm。 二、幾種異常的沸騰床 1、氣泡 2、節(jié)涌 3、溝流 4、分層 三、沸騰爐的型式與結(jié)構(gòu) 沸騰爐的型式通常有鼓泡床沸騰爐和循環(huán)流 化床爐。 （一）鼓泡床沸騰爐 鼓泡床沸騰爐為全沸騰爐，是沸騰爐的主要 爐型，因進(jìn)入沸騰床的空氣部分以氣泡形態(tài)穿 過料層而得名。 主要由給煤機(jī)、布風(fēng)板、風(fēng)室、灰渣溢流口 以及沉浸受熱面等幾部分組成。 鼓泡床爐小結(jié)： 1、結(jié)構(gòu)簡單，金屬耗量低； 2、煤種適應(yīng)性廣，燃燒面積大，新煤的著火條件好； 3、傳熱系數(shù)高于其它類型的鍋爐； 4、大幅度降低煙氣中S02的含量（脫硫效率仍然不太高， 30%）；NOX生成量少；灰渣可以利

23、用 5、電耗高，為一般鍋爐的1.51.8倍； 6、飛灰多且含碳量高，致使鍋爐效率較低（54-68%）； 7、沉浸受熱面磨損嚴(yán)重； 8、容量大、床面積也大，所以難以實現(xiàn)大型化。 （二）循環(huán)流化床鍋爐 來自爐膛的高溫?zé)煔饨?jīng)分離器進(jìn)入對流管束， 而被分離下來的飛灰則經(jīng)回料器重新返回爐內(nèi)， 與新添加的煤一起繼續(xù)燃燒并再次被氣流攜帶出 爐膛。 爐膛不分沸騰段和懸浮燃燒段，其出口直接 與分離器相接。 調(diào)節(jié)循環(huán)灰量、給煤量和風(fēng)量進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)。 小結(jié)： 在鼓泡床爐優(yōu)點的基礎(chǔ)上 （1） 能穩(wěn)定運(yùn)行的最低負(fù)荷為25%； （2）脫硫效果顯著，脫硫率可獲得80%以上； （3）在流化床內(nèi)（密相區(qū)）通常不布置受熱 面，從

24、根本上消除了磨損問題； （4）存在結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)復(fù)雜，體積龐大，投資和 運(yùn)行費(fèi)用較高的缺點； （5）自動化水平要求高，控制點比較多； 對輔助設(shè)備要求高。 （三）增壓流化床鍋爐 工作壓力高于大氣壓。 與燃?xì)廨啓C(jī)配套組成聯(lián)合循環(huán)機(jī)組用于發(fā)電 與常壓流化床爐相比，它采用壓氣機(jī)鼓風(fēng)， 可用深床（4m)，具有流化速度低（lm/s)、燃 燒效率高（99%）、環(huán)境污染少（煤含硫量 2%時，脫硫率可達(dá)98%）。 （四）循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展 按照分離器的形式和整體布置，分為三代： 1、第一代絕熱旋風(fēng)分離 2、第二代水（汽）冷分離 3、第三代水冷方形分離器 第六節(jié) 爐的工作強(qiáng)度 用以表示燃料在爐內(nèi)燃燒的強(qiáng)烈程度。 主要

25、有爐排熱強(qiáng)度和爐室熱強(qiáng)度兩個指標(biāo)。 一、層燃爐 1、爐排可見熱強(qiáng)度 是單位面積的爐排，在單位時間內(nèi)所燃燒 的煤的放熱量： 3600 y dw R BQ q R 2、爐膛體積可見熱強(qiáng)度： 在層燃爐中要分別測出燃料在爐排面上和爐 膛體積中燃燒放熱量是困難的，所以在爐排和 體積熱強(qiáng)度中，都假定把燃料燃燒的全部放熱 量作為熱強(qiáng)度計算的基礎(chǔ)，引入了所謂“可見” 的概念。 3600 y dw V l BQ q V 二、室燃爐 1、爐膛體積熱強(qiáng)度（同層燃爐） 2、爐膛斷面熱強(qiáng)度 3600 y dw F BQ q F 第七節(jié) 電鍋爐 將電能轉(zhuǎn)換為熱能的設(shè)備，可以生產(chǎn)熱水、蒸汽 和過熱蒸汽。 一、電能轉(zhuǎn)換成熱能

26、的方式 1、電阻式 2、電極式電熱轉(zhuǎn)換方式 3、電磁式電熱轉(zhuǎn)換方式 。 二、電加熱鍋爐的組成 鍋 -盛水的容器 爐 -電熱轉(zhuǎn)換元件 三、電加熱鍋爐的特點 1、沒有燃燒室，體積小，便于運(yùn)輸和安裝； 2、沒有燃燒設(shè)備和燃料，沒有任何煙塵和有害 氣體的排放； 3、可實現(xiàn)全自動化控制； 4、電熱元件的傳熱效果好，熱效率可達(dá)96%以上。 第八節(jié) 余熱鍋爐 利用余熱來生產(chǎn)熱水、蒸汽和過 熱蒸汽的鍋爐設(shè)備。 會在后面余熱回收技術(shù)中進(jìn)行詳 細(xì)的說明介紹。 第四章 鍋爐結(jié)構(gòu) 第一節(jié) 鍋爐發(fā)展概況 第二節(jié) 蒸汽鍋爐 第三節(jié) 熱水鍋爐 第四節(jié) 電廠鍋爐結(jié)構(gòu) 第五節(jié) 鍋爐受熱面 第一節(jié) 鍋爐發(fā)展概況 工業(yè)發(fā)展要求：擴(kuò)

27、大容量和提高參數(shù) 從增加受熱面入手： 1、在鍋筒內(nèi)部增加受熱面，形成了煙管 鍋爐系列； 2、在鍋筒外部增加受熱面，形成了水管 鍋爐系列。 第二節(jié) 蒸汽鍋爐 一、煙管鍋爐（火管鍋爐） 廣泛使用于蒸汽需要量不大的用戶。 煙管鍋爐按其鍋筒放置方式分立式和臥式兩類。 都有一個大直徑的鍋筒，其內(nèi)部有火筒和為數(shù) 眾多的煙管。 1、立式煙管鍋爐 2、臥式煙管鍋爐 二、煙管水管組合鍋爐 在臥式外燃煙管鍋爐的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。 三、水管鍋爐 按鍋筒數(shù)目分：單鍋筒、雙鍋筒 按鍋筒放置形式分：縱置式、橫置式、立置式 第三節(jié) 熱水鍋爐 采暖中，熱媒有熱水和蒸汽兩種。 熱水采暖特點： 節(jié)約燃料 易于調(diào)溫 運(yùn)行安全 采暖

28、房間溫度波動小 其出口溫度通?？刂圃诒裙ぷ鲏毫ο碌娘柡蜏?度低25左右。 熱水鍋爐特點： 1、無需蒸發(fā)受熱面和汽水分離裝置，一般也不 設(shè)置水位表，有的連鍋筒也沒有，結(jié)構(gòu)比較 簡單； 2、傳熱溫差大，受熱面一般不結(jié)水垢，熱阻 小，傳熱情況良好、熱效率高； 3、既節(jié)約燃料，又節(jié)省鋼材； 4、對水質(zhì)要求較低（但須除氧），一般不會發(fā) 生因結(jié)水垢而燒損受熱面的事故（因熱媒水 補(bǔ)充量少），受壓元件工作溫度較低，又無需 監(jiān)視水位，熱水鍋爐的安全可靠性較好，操作 也較簡便。 第四節(jié) 電廠鍋爐結(jié)構(gòu) 產(chǎn)生過熱蒸汽用以推動汽輪機(jī)發(fā)電。 按照循環(huán)方式分： 自然循環(huán)電站鍋爐 多次強(qiáng)制循環(huán)電站鍋爐 電站直流鍋爐 復(fù)合循環(huán)

29、鍋爐。 第五節(jié) 鍋爐受熱面 一、蒸發(fā)受熱面（輻射、對流） 使進(jìn)入鍋爐的工質(zhì)在鍋爐中吸熱氣化的受熱面。 1、 水冷壁（輻射換熱） 主要作用： 1）鍋爐主要受熱面； 2）保護(hù)爐墻，減少熔渣和高溫對爐墻的破壞。 2、凝渣管束 在中壓工業(yè)鍋爐和小容量電站鍋爐中常把后墻 水冷壁上管拉稀形成凝渣管束（形成對流蒸發(fā)受 熱面）。 3、對流管束 在低壓工業(yè)鍋爐中，鍋爐水冷壁（輻射受熱面） 滿足不了蒸發(fā)受熱面的需要，還要增加鍋爐對流 管束（對流蒸發(fā)受熱面）。 二、蒸汽過熱器 1、作用 蒸汽過熱器是為把飽和蒸汽加熱成為具有一定 溫度的過熱蒸汽的裝置。 蒸汽過熱器內(nèi)側(cè)流過的是過熱蒸汽，它不單是 鍋爐各受熱面中溫度最高

30、的工質(zhì)，而且放熱系數(shù) 也最小，其工作條件最差。 2、分類與結(jié)構(gòu) 根據(jù)布置位置和傳熱方式： 對流式：位于對流煙道，吸收對流放熱； 半輻射式（屏式） ：位于爐膛上部或出口， 吸收對流放熱和輻射放熱； 輻射式：位于爐膛墻上，吸收輻射放熱。 3、流速確定 煙氣流速：以管子少受磨損和不易積灰的原則 來選定，一般在6-12m/s； 蒸汽流速：則以保證管壁金屬有足夠良好的冷 卻，流動阻力又不宜過大的原則來 選取，供熱鍋爐一般為15-25m/s。 4、過熱器的高溫腐蝕及防止： 燃用K、Na、S、等含量較多的煤時，灰垢中 K2SO4和Na2SO4在含有SO3的煙氣中會與管子表 面氧化鐵作用形成堿金屬復(fù)合硫酸鹽，

31、這種硫酸 鹽在550-710 范圍內(nèi)熔化成液態(tài)，有強(qiáng)烈腐蝕 性。 防止方法：控制金屬壁溫（600 ） 在煤中加入CaSO4和MgSO4 燃油中含有V、Na、S等化合物會在受熱面管 壁上形成V2O5和各種鈉釩化合物，當(dāng)壁溫大于 600-620 時熔化成液態(tài)，嚴(yán)重腐蝕金屬，煙 氣中的SO3能起腐蝕觸媒作用。 防止方法：在燃油中加入MgCl2的水溶液或Ca、 Al、Si等鹽類附加物 （提高灰熔點，減輕釩腐蝕） 控制金屬壁溫（600 ） 5、過熱器和再熱器的溫度調(diào)節(jié) 輻射過熱器和對流過熱器配合（設(shè)計時） 當(dāng)額定負(fù)荷時，過熱器的輻射吸熱量為過熱器總吸 熱量的40%-60%，過熱汽溫隨負(fù)荷變化而變化的特

32、性曲線較為平坦。 1）蒸汽側(cè)的調(diào)節(jié) a、采用面式減溫器，利用鍋爐給水或爐水來冷卻 蒸汽， 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)節(jié)遲緩； b、噴水減溫，結(jié)構(gòu)簡單，反應(yīng)快，目前應(yīng)用廣 泛，但對水質(zhì)要求高； c、汽-汽熱交換器，用過熱蒸汽加熱再熱蒸汽。 2）煙氣側(cè)的調(diào)節(jié) a、火焰中心位置的調(diào)節(jié)； b、煙氣側(cè)裝有分流擋板，擋板極易燒壞，調(diào)節(jié) 有效； c、煙氣再循環(huán)：把一部分煙氣從省煤器后空氣 預(yù)熱器前用再循環(huán)風(fēng)機(jī)抽出，從冷灰斗或者 爐膛上面噴入。 三、省煤器 1、作用 省煤器是給水的預(yù)熱設(shè)備。 能有效地降低排煙溫度，提高熱效率。 減小因溫差而引起鍋筒壁的熱應(yīng)力。 2、分類與結(jié)構(gòu) 按制造材料的不同分為：鑄鐵省煤器 鋼管省煤器

33、按給水被預(yù)熱的程度分為：沸騰式 非沸騰式。 3、流速確定 水流速：水在省煤器中受熱的過程中，溶于水中 的氣體會析出形成氣泡。為了能及時將 氣泡帶出，省煤器中水速一般不得低于 0.3m/s，但也不宜超過1m/s，以免使省 煤器阻力過大。 煙氣流速：煙速一般在6-8m/s 。 4、鑄鐵省煤器的特點： 1）對高速灰粒有較好的耐磨性能； 2）對氣體腐蝕有較好的抗蝕能力，適宜安裝壓 縮空氣吹灰； 3）性脆，不耐沖擊； 4）鱗片間易堵灰，難清掃； 5）連接彎頭多，安裝工作繁重，易泄漏。 5、鑄鐵省煤器的安全使用措施： 1）只能用作非沸騰式省煤器，其出口水溫至少 應(yīng)比相應(yīng)壓力下的飽和溫度低30 。 2）在進(jìn)

34、口處應(yīng)裝置壓力表、安全閥及溫度計。 3）在出口處應(yīng)設(shè)安全閥、溫度計及放氣閥。 4）連接系統(tǒng)有煙氣旁通煙道或直接向鍋筒供水 的給水旁路以便鍋爐在啟動、停爐或低負(fù)荷 運(yùn)行時能將省煤器退出運(yùn)行并能在運(yùn)行中搶修。 6、鋼管式省煤器： 由一系列并聯(lián)蛇形管和集箱構(gòu)成，管子做水 平叉列布置。 工作可靠，體積小，重量輕，價格便宜，但 不耐腐蝕。 可做成沸騰式的。 四、空氣預(yù)熱器 1、作用 利用鍋爐尾部煙氣的熱量加熱空氣的換熱設(shè)備。有效 降低排煙溫度和提高鍋爐熱效率。 2、分類與結(jié)構(gòu) 按傳熱方式分為：導(dǎo)熱式 再生式 3、流速確定 空氣流速：57m/s。 煙速：1014m/s。 五、尾部受熱面煙氣側(cè)的腐蝕 水蒸汽

35、在受熱面上冷凝會引起氧腐蝕，硫酸 蒸汽的凝結(jié)液與金屬接觸則發(fā)生酸腐蝕，這兩 種腐蝕稱為低溫腐蝕。 低溫腐蝕主要發(fā)生于空氣預(yù)熱器中及省煤器 中。 防止方法：1）進(jìn)行燃料脫硫和煙氣脫硫 ； 2）提高金屬壁溫，避免結(jié)露。 目前國內(nèi)采用最多的辦法是提高壁溫，即相 應(yīng)的提高排煙溫度。 第五章 鍋爐水處理 第一節(jié) 水中的雜質(zhì)和水質(zhì)指標(biāo) 第二節(jié) 鈉離子交換軟化 第三節(jié) 浮床及流動床離子交換 第四節(jié) 其它水處理方法 第五節(jié) 水的除氣 第一節(jié) 水中的雜質(zhì)和水質(zhì)指標(biāo) 一、水中的雜質(zhì) 按其顆粒大小的不同可分成三類： 1、懸浮物 2、膠體 3、溶解物質(zhì) 二、水中雜質(zhì)的危害 1、溶解鹽類 會析出或濃縮沉淀出來： 一部分

36、形成鍋水中的懸游雜質(zhì)水渣， 另一部分附著受熱面的內(nèi)壁上水垢。 2、溶解氣體 對鍋爐的受熱面產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。 鍋爐水處理的主要任務(wù)： 降低水中鈣、鎂鹽類的含量（俗稱軟 化），防止鍋內(nèi)結(jié)垢現(xiàn)象， 減少水中的 溶解氣體（俗稱除氧），以減輕對受熱面 的腐蝕。 鍋外水處理 鍋內(nèi)水處理 三、水質(zhì)指標(biāo) 1、懸浮固形物 2、溶解固形物 3硬度 4、堿度（A) 5、相對堿度 6、pH值 7、溶解氧 8、磷酸根 9、亞硫酸根 10、含油量 第二節(jié) 鈉離子交換軟化 通常采用陽離子交換法。 常用的陽離子交換水處理有鈉離子、 氫離子和銨離子交換等。 一、鈉離子交換軟化原理（自學(xué)） 二、固定床鈉離子交換設(shè)備及其運(yùn)行 運(yùn)行中

37、離子交換劑層是固定不動的，通常使 原水由上向下不斷地通過交換劑層。 按再生運(yùn)行方式分為： 順流再生：交換運(yùn)行時水流方向和再生時還 原液流動方向一致。 逆流再生：交換運(yùn)行時水流方向和再生時還 原液流動方向不一致。 （一）順流再生 都是由上向下流動。 1、鈉離子交換器構(gòu)造 2、鈉離子交換器的運(yùn)行 （二）逆流再生 克服了順流再生時底部交換劑再生較差的缺陷。 再生液由下進(jìn)入，流速較高時和反洗時一樣使交換劑 層產(chǎn)生擾動，交換劑上下層次被打亂，稱為亂層。 三、鈉離子交換系統(tǒng) 當(dāng)原水硬度小于8mmol/L時，采用單級鈉 離子交換。 當(dāng)原水硬度大于8mmol/L時，采用雙級鈉 離子交換。 第三節(jié) 浮床及流動床

38、離子交換 固定床體積龐大，交換器的容積利 用率低（60%）。-浮床 固定床運(yùn)行不連續(xù)，-移動床和流 動床 第四節(jié) 其它水處理方法 對小型鍋爐采用簡易水處理方法。 一、鍋內(nèi)水處理 二、物理水處理 三、電滲析水處理 第五節(jié) 水的除氣 氣體溶解定律（亨利定律） 任何氣體在水中的溶解度是與此氣體 在水界面上的分壓力成正比的。 熱力除氧 真空除氧 解析除氧 化學(xué)除氧 用汽設(shè)備，簡單的講，就是將蒸汽中的 熱能轉(zhuǎn)化成其它形式的能量或者其它物質(zhì) 的熱能。 例如：發(fā)電廠中汽輪機(jī)將熱能轉(zhuǎn)化成機(jī) 械能，再通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化成電能。 蒸汽錘等把熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。 熱交換器、加熱釜、干燥器、空氣加 熱器等把蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化成

39、其它介質(zhì)的熱 能。 第二部分 用汽設(shè)備 用汽設(shè)備（按用途和原理分）： 熱交換器 加熱釜 空氣加熱器 干燥器：1管式干燥器，2筒式干燥器。 硫化缸 熱板式壓力機(jī)： 1硫化壓力機(jī)， 2 多級熱板式 壓力機(jī) 伴熱管 熱交換器 在密閉的容器內(nèi)裝有穿熱管，蒸汽在 管內(nèi)（或管間）與管間（或管內(nèi)）的水 或油等液體進(jìn)行熱量交換，對液體進(jìn)行 加熱的裝置。 一般的汽水熱交換器、油加熱器、染 色加熱器及化工廠的再沸器等都屬于這 種設(shè)備。 各種熱交換器的構(gòu)造及特征： 1、多管式熱交換器 2、雙重管式熱交換器 3、螺旋式熱交換器 4、板式熱交換器 5、平板散熱片式熱交換器 6、蛇形管式換熱器 7、外殼式熱交換器 8、下

40、流液膜（薄膜）式熱交換器 9、刮板式熱交換器 10、空冷式熱交換器 11、全熱式交換器 12、熱管式熱交換器 13、直接接觸式冷凝器 加熱釜 一種類似鐵鍋的容器，其外側(cè)設(shè)有 蒸汽夾套，用來加熱液體或液體與固體 的混合物，也有存在內(nèi)部設(shè)置加熱盤管 或內(nèi)加熱器的。 例如：煮沸鍋、蒸發(fā)器等。 空氣加熱器 對空氣進(jìn)行加熱的設(shè)備，用于采暖的 有放射式散熱器、對流式散熱器，組合 加熱器。 散熱器一般使用2kg/cm2以下的微壓 蒸汽和真空蒸汽，適合用熱靜力疏水器， 并且要使用真空回水裝置。 組合加熱器是把數(shù)根帶散熱片的加熱 管組合在一起，并使用風(fēng)機(jī)使空氣產(chǎn)生 強(qiáng)制對流的組合裝置。 干燥器 1.管式干燥器：

41、在干燥室的地面上或壁面及 天棚上安裝加熱管（或帶散熱片的加熱 管），對加熱管內(nèi)通蒸汽，通過對室內(nèi)的 空氣進(jìn)行加熱，把室內(nèi)待干燥的物品進(jìn)行 烘干處理，所謂烘干室、烘干箱、烘干機(jī) 都是這類設(shè)備 2.筒式干燥器：是筒內(nèi)通入蒸汽，虹吸 疏水的旋轉(zhuǎn)式加熱設(shè)備。目的對筒表面 的物品烘干，主要用于造紙和纖維紡織 業(yè)。其特點是多個烘干筒各自的表面溫 度不同，即每個烘干筒的進(jìn)口壓力要進(jìn) 行調(diào)節(jié)，另外，由于烘干筒是旋轉(zhuǎn)的， 只能通過其軸部供給蒸汽和排除凝結(jié)水， 所以必須采用虹吸管疏水。 硫化缸 橡膠廠的專用設(shè)備，硫化是指在橡膠 內(nèi)加入硫，加熱后產(chǎn)生硫化氫，從而改 變橡膠的物理性能的過程，一般硫化缸 是直接加熱和間

42、接加熱同時進(jìn)行。 特點是間斷生產(chǎn)，對溫度要求嚴(yán)格。 熱板式壓力機(jī) 1.硫化壓力機(jī)：在兩熱板之間裝有擠壓 橡膠的金屬模具，靠液壓上下擠壓熱板， 給橡膠施壓并升溫，用于小型橡膠件加 工的金屬平板式和用于輪胎的懷表殼套 式。 2.多級熱板式壓力機(jī)：層數(shù)超過兩層， 各層蒸汽管和排水管用軟管連接，分串 聯(lián)和并聯(lián)兩種配管方式。 伴熱管： 為某些液體或氣體輸送方便，在輸送管 路附加一條蒸汽管路，給流體加熱，并 維持一定溫度。 在輸送流體的管道外側(cè)增設(shè)蒸汽管，稱 為外伴熱管，分抱管式、套管式及纏繞 式；在輸送流體內(nèi)部沿軸線增設(shè)蒸汽管 稱為內(nèi)伴熱管。 主要應(yīng)用于石油等運(yùn)輸。 注意：不同方式的用汽設(shè)備需要 的蒸汽

43、量不同，所須的管路系統(tǒng)、 疏排水裝置不同，根據(jù)熱力、水 力計算結(jié)果需要選擇流量、管徑、 排量，根據(jù)用汽設(shè)備特點布置管 路，選擇疏排水裝置型式。 第三部分 熱力輸送 第一章 輸送的目的和狀態(tài) 第二章 蒸汽輸送管路的設(shè)計基礎(chǔ) 第三章 蒸汽管路中的凝結(jié)水 第四章 蒸汽疏水閥 一、蒸汽輸送的目的 在上面我們介紹了蒸汽的產(chǎn)生和用汽 設(shè)備，把二者相連的管路系統(tǒng)就是熱力 輸送系統(tǒng)。蒸汽輸送的目的就是將熱量 從產(chǎn)生單位送到用汽單位，從而做到能 量的利用。 蒸汽輸送系統(tǒng)包括各種管道、閥門、 儀表、控制裝置等。 第一章 輸送的目的和狀態(tài) 1、熱負(fù)荷 2、生產(chǎn)熱負(fù)荷 3、生產(chǎn)熱負(fù)荷屬全年性熱負(fù)荷，在一年 內(nèi)各個工作

44、月的生產(chǎn)熱負(fù)荷大致相同， 和季節(jié)關(guān)系不大。但是一晝夜內(nèi)，每個 小時的熱負(fù)荷變化較大。 二、輸送系統(tǒng)的性能： 輸送系統(tǒng)不是單純的管網(wǎng)系統(tǒng)，要優(yōu)化設(shè)計管網(wǎng) 系統(tǒng)，提高輸送性能。 設(shè)計系統(tǒng) 運(yùn)行系統(tǒng) 研究和改進(jìn)后的系統(tǒng) 要求具備的條件： 1.額定運(yùn)轉(zhuǎn)條件； 2 .部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)條件； 3.時間系列運(yùn)轉(zhuǎn)圖表。 蒸汽的輸送流程： 鍋爐產(chǎn)生蒸汽，通過蒸汽外管網(wǎng)輸送到各用汽 點。經(jīng)過減溫減壓后，再通過小口徑的分支管 道送到各用汽設(shè)備。 當(dāng)鍋爐截止閥緩慢打開時，蒸汽由鍋爐進(jìn)入蒸 汽主管。由于蒸汽主管是冷的，管道周圍空氣 更冷，熱量會由蒸汽傳遞給管道，管道傳熱給 空氣。蒸汽加熱管道引發(fā)的蒸汽冷凝成為啟動 負(fù)荷。管

45、道傳遞給空氣的熱量稱為運(yùn)動負(fù)荷。 用汽設(shè)備打開，蒸汽經(jīng)減溫減壓站后， 由過熱高壓蒸汽變成低壓飽和蒸汽，從 蒸汽分配站并經(jīng)過蒸汽溫度控制裝置進(jìn) 入用汽設(shè)備，在冷態(tài)的換熱面經(jīng)過熱交 換后，蒸汽連續(xù)不斷地釋放能量與被加 熱介質(zhì)換熱，并生成大量的冷凝水有蒸 汽疏水閥站排除 最后冷凝水匯集后進(jìn)入凝結(jié)水箱，并由 冷凝水回收站泵送給鍋爐房，完成整套 循環(huán)流程。 二、輸送狀態(tài) 過熱蒸汽的輸送； 飽和蒸汽的輸送； 二相熱水的輸送； 熱水的輸送（含凝結(jié)水的輸送）； 水以外介質(zhì)蒸汽的輸送； 水以外介質(zhì)液體的輸送； 由熱管等進(jìn)行輸送。 各種輸送的特征： 過熱蒸汽和飽和蒸汽的輸送：兩者的流動特性 相同，但后者因散熱和輸

46、送帶來的壓降，并伴 隨產(chǎn)生凝結(jié)水，成為噴霧二相流，是管路和閥 門等容易發(fā)生腐蝕。 二相熱水輸送：即使質(zhì)量流量的大部分使熱水 也具有一定體積的整齊流。這種輸送壓降比較 大，容易引起彎管和閥門等處流動不穩(wěn)定及震 動等等。 熱水輸送：主要用于區(qū)域供暖。在部分余 熱回收中，為了防止蒸汽對管網(wǎng)的腐蝕 （熱交換器帶來的過冷度），也可以采用 熱水高壓泵系統(tǒng)，但要考慮經(jīng)濟(jì)性。 除水以外的介質(zhì)輸送：不需要用水處理的 附加設(shè)備，不用進(jìn)行水質(zhì)管理等優(yōu)點。但 是必須考慮介質(zhì)費(fèi)用高、泄漏時毒性的對 策等問題。 熱管輸送：短距離輸送已經(jīng)開始實用化。 凝結(jié)水回收和輸送： 消耗蒸汽熱能儲備后形成凝結(jié)水，加以 回收利用，是工廠

47、節(jié)能的有效方法。 蒸汽的凝結(jié)水幾乎不可能全部回收，但 是要積極的提高回收率。會在后面的余 熱回收中進(jìn)行詳細(xì)的講解。 一、蒸汽管網(wǎng)的設(shè)計 1、選擇蒸汽壓力 2、高壓輸送蒸汽優(yōu)點： 二、蒸發(fā)器管網(wǎng)的水力計算 三、蒸汽管網(wǎng)的校核 第二章 蒸汽輸送管路的設(shè)計基礎(chǔ) 四、蒸汽管網(wǎng)的布置 蒸汽管網(wǎng)的布置要簡單直接，盡量最短， 這樣才能保證熱損失最小。加裝各種需 要的閥門及管件等，也能很大限度的減 少熱損失。 但是最短都是理想化的，實際布置的時 候，要適當(dāng)?shù)目紤]實際走管的情況，根 據(jù)現(xiàn)場來進(jìn)行布置。 一般情況下與輸送量相 比，管線都是長距離的， 要充分掌握管路的散熱 特性。如圖，單位時間 內(nèi)，單位管線散射出的

48、 熱量用公式： 外皮 保 溫 層 n 保 溫 層 1 蒸汽 rn rn-1 r2 r1 r0 )2asttq 五、輸送管路的散熱 六、輸送管路的保溫材料和施工方法 輸送管路的保溫材料用多孔物質(zhì)或者纖 維質(zhì)的材料進(jìn)行保溫。為防止空氣的低 熱傳導(dǎo)率、對流及熱輻射損失。 包括：有機(jī)材料 無機(jī)材料 金屬材料等。 蒸汽設(shè)備采用的保溫材料多數(shù)是無機(jī)材 料。 保溫材料的種類和特征 材料名稱密度熱傳導(dǎo)率安全實用溫度 粗石棉0.23以下0.0560.076 350550 硅藻土0.450.550.0930.105 500以下 細(xì)石棉0.100.380.0450.056 400600 玻璃棉0.0080.096

49、0.0420.067 300350 硅酸鈣0.35以下 0.076約650 珠光體0.3以下8400 14600 42004600 1090011700 600012000kj/kg 630011000kj/kg 按溫度分 高溫余熱 中溫余熱 低溫余熱 500 200500 200 的煙氣 150 的液體 按溫度范圍劃分的余熱資源情況 高溫余熱中溫余熱低溫余熱 來源溫度/來源溫度/來源溫度/ 熔煉用反射爐 精煉用反射爐 沸騰焙燒爐 鋼錠加熱爐 水泥窯（干法） 玻璃熔爐 垃圾焚燒爐 1000-3000 650-1650 850-1000 930-1035 620-735 980-1540 845

50、-1100 工業(yè)鍋爐排煙 燃?xì)廨啓C(jī)排汽 往復(fù)式發(fā)動機(jī)排汽 熱處理爐排煙 干燥、烘干爐排煙 催化裂化裝置 退火爐冷卻系統(tǒng) 230-480 370-540 320-600 420-650 230-600 430-650 430-650 生產(chǎn)過程中蒸汽凝結(jié)水 軸承冷卻水 成型模冷卻水 內(nèi)燃機(jī)冷卻水 泵冷卻水 空調(diào)和制冷冷凝器 生產(chǎn)過程中熱流體或熱 固體 80-150 30-90 25-90 66-120 25-90 32-45 30-230 三、可利用的余熱資源 1、冶金行業(yè) 鋼鐵工業(yè)可回收的余熱資源約為總能耗 的50%。 鋼鐵廠所排放出來的能量，有40%存在 于各種介質(zhì)的高溫氣體中，15%是低溫

51、蒸汽和熱水，還有10%為輻射損失。 鋼鐵企業(yè)余熱的種類、溫度及來源 余熱種類成品放熱/廢氣蒸汽或熱水熔融物（熔渣） 燒結(jié)600700100450- 煉焦10001200100800- 煉鐵12001400150400406013001500 煉鋼1200150010001400406013001500 連續(xù)鑄造600800-4060- 分塊壓延110012005008004060- 壓沿線材60012005008004060- 2、石油工業(yè) 每加工1t原油平均消耗燃料（油及氣）42.42kg， 蒸汽570kg，電力34.5kWh。統(tǒng)一折算相當(dāng)于 358104kJ。 其中50%以上的能源消耗是通

52、過各種油加熱爐和 蒸汽鍋爐，熱能損失為加熱爐的煙氣熱、空氣冷 卻器和水冷卻器帶出熱。 一座年產(chǎn)250萬噸的煉油廠，通過空冷、水冷和煙 道三方面排走的熱量高達(dá)480106kJ/h，其溫度 都在100550范圍內(nèi)。 3、機(jī)械行業(yè) 耗能設(shè)備為各種加熱設(shè)備及爐窯。 如鍛件加熱爐，其煙氣溫度高達(dá)1000以上，可利用余熱 鍋爐產(chǎn)生蒸汽； 蒸汽鍛錘，排氣壓力在大氣壓以上，以某汽車制造廠的鍛 造分廠為例，鍛錘排氣13t/h，每年損失熱量折合標(biāo)煤5000 多噸； 各種熱處理爐，排氣溫度達(dá)425650； 干燥爐和烘爐，排氣溫度達(dá)230600，這些都是很好的余 熱資源。 4、其他行業(yè) 造紙：蒸球排汽、多輥烘干機(jī)蒸汽

53、系統(tǒng)梯級利用、 凝結(jié)水回收； 玻璃：浮法窯能耗高于國外25%，玻璃窯煙氣余 熱回收量僅1/3，低位熱吸附制冷技術(shù)應(yīng)用； 建材：窯體材料保溫，窯爐余熱利用（15%）， 燒嘴性能提高； 絲綢、紡織、食品：熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱、凝結(jié) 水回收； 另特別關(guān)注設(shè)備和部件的工業(yè)冷卻水，水溫為 3590，是極為廣泛而大量的低溫余熱資源。 行業(yè)余熱資源來源占燃料消耗量比例 冶金軋鋼加熱爐、均熱爐、平爐、轉(zhuǎn)爐高爐、焙燒窯等33%以上 化工 化學(xué)反應(yīng)熱、如造氣、變換氣、合成氣等的物理顯熱。 可燃化學(xué)熱、如炭黑尾氣、電石氣等的燃料熱 15%以上 建材高溫?zé)煔狻⒏G頂冷卻、高溫產(chǎn)品等約40% 玻璃玻璃熔窯、搪瓷窯、坩堝窯等

54、約20% 造紙烘缸、蒸鍋、廢氣、黑液等約15% 紡織烘干機(jī)、漿紗機(jī)、蒸煮鍋等約15% 機(jī)械鍛造加熱爐、沖天爐、熱處理爐及汽錘乏汽等約15% 我國主要行業(yè)的余熱資源情況 四、余熱資源利用原理 科學(xué)用能的概念 一、能的可用性 科學(xué)用能的概念建立在能的可用性基礎(chǔ)之上。所謂能的可 用性，是指能量可以利用的程度和限度。 二、用能過程中的三條規(guī)律： 1、能量守恒：在用能過程中，能的數(shù)量不變; 2、能質(zhì)貶值：在用能過程中，能的質(zhì)量下降； 3、能可做功：在用能過程中，能的品質(zhì)依據(jù)可能作功的多 少來衡量。 能的可用性應(yīng)包括能的數(shù)量和質(zhì)量兩大方面利用。應(yīng)當(dāng)包 括作功能（火用）與不做功能（火無）兩大部分利用；同 時

55、綜合考慮上述三點的恰當(dāng)配合利用。做到把能源提供的 能量“吃干榨盡”，全部實現(xiàn)能的可用性。 三、科學(xué)用能的概念 1、用能的指導(dǎo)思想追求用能過程的最小不可 逆性，實現(xiàn)完全用能。 2、用能的基本原則用能方式合理化，按質(zhì)用 能，使供能與用能的品質(zhì)匹配，實現(xiàn)合理用能。 3、用能的主體能的數(shù)量利用，盡可能減少外 部損失，實現(xiàn)有效用能。 4、用能的本質(zhì)能的質(zhì)量利用，盡可能降低內(nèi) 部損失，實現(xiàn)充分用能。 5、用能的系統(tǒng)工程能的綜合利用，主要指作 功能與不作功能，功與熱，動力與工藝等各種能 的應(yīng)用與配合，實現(xiàn)優(yōu)化用能。 余熱利用的方法 一、余熱的確定： 1、采用測試、統(tǒng)計手段，參照國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地區(qū) 標(biāo)準(zhǔn)

56、，分析余熱資源的數(shù)量和質(zhì)量。 2、余熱的評價標(biāo)準(zhǔn)（國家標(biāo)準(zhǔn)）： GB/T3486-1993 評價企業(yè)合理用熱技術(shù)導(dǎo)則 GB/T3485-1998 評價企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則 GB/T7119-1993 評價企業(yè)合理用水技術(shù)導(dǎo)則 3、主要設(shè)備及工藝的能耗指標(biāo)：如云南省、遼寧省產(chǎn)業(yè)能 效指導(dǎo)目錄 工業(yè)鍋爐最低熱效率標(biāo)準(zhǔn)和排煙溫度標(biāo)準(zhǔn) 鍋爐容量/MW熱效率/%排煙溫度/ 0.7-2.8 2.8-7 7 58 60 65 70 74 300 250 220 200 180 煙氣出 爐溫度 使用低發(fā)熱量燃料時使用高發(fā)熱量燃料時 余熱回 收率/% 排汽溫 度/ 預(yù)熱空 氣溫度/ 余熱回 收率/% 排汽溫 度

57、/ 預(yù)熱空 氣溫度/ 500 600 700 800 900 1000 1000 20 23 24 24 26 26 26-48 350 400 460 530 580 670 710-470 250 250 300 350 350 400 450 22 27 27 28 28 28 30-55 340 380 440 510 560 650 670-400 220 220 260 300 300 350 400 工業(yè)鍋爐煙氣余熱回收率標(biāo)準(zhǔn) 二、優(yōu)先使用原則： 1）對于排出高溫?zé)煔獾母鞣N熱設(shè)備，其余熱應(yīng)優(yōu)先 由本設(shè)備或本系統(tǒng)加以利用。 2）在余熱余能無法回收用于加熱設(shè)備本身，或用后 仍有部分可

58、回收時，應(yīng)用來生產(chǎn)蒸汽或熱水，以及產(chǎn)生 動力等。 三、熱經(jīng)濟(jì)性原則： 要根據(jù)余熱的種類，數(shù)量，介質(zhì)溫度，排出的情況研究 利用的可能性，進(jìn)行企業(yè)綜合熱效率及經(jīng)濟(jì)可行性分析， 決定設(shè)置余熱回收利用設(shè)備的類型及規(guī)模。 四、環(huán)保原則：符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。 余熱回收利用的案例 一、按余熱品位，結(jié)合工藝確定回收方案 如：排煙余熱的回收 高溫?zé)煔?發(fā)電 中溫?zé)煔?供熱 低溫?zé)煔?采暖、熱水系統(tǒng) 二、按余熱特點回收 1、煙氣清潔度 清潔煙氣 余熱鍋爐 易積灰、結(jié)垢的煙氣 熱管余熱鍋爐 2、結(jié)合本身工藝 需要使用蒸汽工藝，利用煙氣余熱產(chǎn)生蒸汽； 需要熱空氣工藝，利用煙氣余熱加熱熱風(fēng)（空調(diào)）； 需要烘干工藝，利用煙氣余

59、熱進(jìn)行煤調(diào)濕（鋼鐵行業(yè)）。 去電廠鍋爐除氧器 3.0MPA 1.5MPA 0.6MPA 0.3MAP 三、梯級利用 圖1-1 化工行業(yè)的冷凝水余熱回收示意圖 四、其他利用 冷卻水： 先采暖（熱泵供熱） 后冷卻塔 多效蒸發(fā)：蒸發(fā)汽逐級利用，按需要量采用 噴射增壓法或直接混合法補(bǔ)充不 足新蒸汽。 造紙：紙機(jī)、蒸球； 啤酒：煮沸鍋、殺菌機(jī)； 余熱回收優(yōu)化。 卷煙：真空回潮、加濕。 廢水廢熱的吸附式熱泵利用技術(shù) 第二章蒸汽余熱回收與利用 一、蒸汽余熱種類 二、蒸汽余熱回收原理 三、高溫凝結(jié)水回收 四、高溫凝結(jié)水的污染與處理 一、蒸氣余熱種類 1、工業(yè)動力乏汽 2、二次蒸發(fā)汽 3、隧道窯干燥排濕乏汽 二

60、、蒸氣余熱回收原理 1、做功（一般為過熱蒸汽余熱） 余熱鍋爐發(fā)電： 驅(qū)動汽輪機(jī)拖動轉(zhuǎn)動設(shè)備：如風(fēng)機(jī)、水泵等。 做可溶、無污染介質(zhì)壓力驅(qū)動源：如壓送水、凝結(jié)水等。 吹掃、除塵。 2、傳熱（一般為飽和蒸汽余熱） 熱交換： 1）直接接觸換熱：噴淋、汽水噴射泵、直接混合； 2）間接換熱：通過波節(jié)管、波面板、列管、浮動盤管、板式、套 管式、容積式換熱器、無規(guī)則管束換熱器等與被加熱介質(zhì)換熱。 3、技術(shù)難點： 背壓問題（真空回潮、鍛錘、反應(yīng)釜排汽）； 蓄熱問題（化工、造紙等蒸汽化料后排汽）； 過濾問題（硫化、蒸球排汽）。 除氧器 水泵 鍋爐 電廠汽輪機(jī) M 減壓器 0.5 1.6MPa 250 350 0.