鍋爐的熱平衡課件

8.3鍋爐的熱平衡

熱效率是鍋爐的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，它表明鍋爐設(shè)備的完善程度和運(yùn)行管理的水平。燃料是重要能源之一，提高鍋爐熱效率以節(jié)約燃料，是鍋爐運(yùn)行管理的一個(gè)重要方面。鍋爐熱平衡是研究燃料的熱量在鍋爐中利用的情況：有多少被有效利用；有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地提高鍋爐的熱效率。8.3鍋爐的熱平衡一、鍋爐熱平衡的組成鍋爐生產(chǎn)蒸汽或熱水的熱量主要來源于燃料燃燒生成的熱量。但是進(jìn)入爐內(nèi)的燃料由于種種原因不可能完全燃燒放熱，而燃燒放出的熱量也不會(huì)全部有效地利用于生產(chǎn)蒸汽或熱水，其中必有一部分熱量被損失掉。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”。一、鍋爐熱平衡的組成鍋爐生產(chǎn)蒸汽或熱水的熱量主要來源于燃料熱平衡的公式鍋爐熱平衡是以lNm3氣體燃料(液、固燃料以lkg)為單位組成熱量平衡的。鍋爐熱平衡的公式可寫為：

Qr＝Ql十Q2十Q3十Q4十Q5十Q6

(8-9)式中,Qr——lNm3燃料帶入鍋爐的熱量，kJ／Nm3；

Ql——鍋爐有效利用熱量，kJ／Nm3；

Q2——排煙熱損失，kJ／Nm3；

Q3-—化學(xué)不完全燃燒熱損失(針對(duì)氣體)，

Q4——機(jī)械不完全燃燒熱損失(針對(duì)固體)，

Q5——散熱損失，kJ／Nm3；

Q6——灰渣物理熱損失及其他熱損失，熱平衡的公式鍋爐熱平衡是以lNm3氣體燃料(液、固燃料以lk輸入熱量Qr

每Nm3燃料帶入鍋爐的熱量Qr，指由鍋爐范圍以外輸入的熱量，不包括在鍋爐內(nèi)循環(huán)的熱量，它由以下各項(xiàng)組成：

式中ir——燃料的物理顯熱，kJ／Nm3；

Qwl——當(dāng)外用來熱源預(yù)熱燃料或空氣時(shí)帶入的熱量，kJ／Nm3；燃料的物理顯熱可按下式計(jì)算：收到基燃料比熱燃料溫度，未預(yù)熱取20℃輸入熱量Qr每Nm3燃料帶入鍋爐的熱量Qr，指由鍋爐范圍以鍋爐效率

如果ir可忽略不計(jì)且Qwl為零時(shí)，則如果在等式(8-9)兩邊分別除以Qr，則

q1+q2+q3+q4+q5+q6=100%鍋爐正平衡效率各項(xiàng)熱損失鍋爐反平衡熱效率鍋爐效率如果ir可忽略不計(jì)且Qwl為零時(shí)，則二、鍋爐熱效率鍋爐熱效率可用熱平衡試驗(yàn)方法測(cè)定，方法有正平衡試驗(yàn)和反平衡試驗(yàn)兩種，試驗(yàn)必須在鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行工況下進(jìn)行。1、正平衡法Qgl=D(iq-igs)×103+Dps(ips-igs)×103kJ／h定期連續(xù)二、鍋爐熱效率鍋爐熱效率可用熱平衡試驗(yàn)方法測(cè)定，方法有正平1、正平衡法當(dāng)鍋爐生產(chǎn)飽和蒸汽時(shí)，蒸汽干度一般都小于l(即濕度不等于零)。濕蒸汽的焓可按下式計(jì)算：對(duì)于熱水鍋爐，每小時(shí)有效吸熱量Qg1按下式計(jì)算：式中G——熱水鍋爐每小時(shí)產(chǎn)熱水量，t／h；

熱水鍋爐進(jìn)水及出水的焓，kJ／kg；(8-19)(8-20)1、正平衡法當(dāng)鍋爐生產(chǎn)飽和蒸汽時(shí)，蒸汽干度一般都小于l(即濕供熱鍋爐常用正平衡來測(cè)定效率，因?yàn)橹灰獪y(cè)出燃料量B、燃料應(yīng)用基低位發(fā)熱量Qydw、鍋爐蒸發(fā)量D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(jiǎn)單的方法。供熱鍋爐常用正平衡來測(cè)定效率，因?yàn)橹灰獪y(cè)出燃料量B、燃料應(yīng)用2、反平衡法

通過測(cè)出鍋爐的各項(xiàng)熱損失，應(yīng)用式(8-16)來計(jì)算鍋爐的熱效率，這種方法稱為反平衡法。正平衡法只能求得鍋爐的熱效率，不可能據(jù)此研究和分析影響鍋爐熱效率的種種因素，以尋求提高熱效率的途徑。這正是反平衡法的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于小型鍋爐以正平衡為主，輔以反平衡。對(duì)于大型鍋爐，由于不易準(zhǔn)確地測(cè)定燃料消耗量，因此鍋爐熱效率主要靠反平衡法來求得。2、反平衡法通過測(cè)出鍋爐的各項(xiàng)熱損失，應(yīng)用式(8-16)三、固體（機(jī)械）不完全燃燒熱損失q4

對(duì)于氣體和液體燃料，q4=0。對(duì)于固體燃料，q4是由于進(jìn)入爐膛的燃料中，有一部分沒有參與燃燒或未燃盡而被排出爐外而引起的熱損失。它由三部分組成。1）灰渣損失Qhz，未參與燃燒或未燃盡的碳粒與灰渣一同落入灰斗所造成的損失。

2）漏煤損失Qlm，部分燃料經(jīng)爐排落入灰坑造成的損失。對(duì)于煤粉爐，則Q1m＝0。

3）飛灰損失Qfh，未燃盡的碳粒隨煙氣帶走所造成的損失。機(jī)械不完全燃燒熱損失是燃用固體燃料的鍋爐熱損失中的一個(gè)主要項(xiàng)目。三、固體（機(jī)械）不完全燃燒熱損失q4對(duì)于氣體和液體燃料，q四、氣體（化學(xué)）不完全燃燒熱損失化學(xué)不完全燃燒熱損失是由于部分一氧化碳、氫、甲烷等可燃?xì)怏w未燃燒放熱就隨煙氣排出所造成的損失。其熱損失應(yīng)為煙氣中各可燃?xì)怏w容積與它們的容積發(fā)熱量乘積的總和。四、氣體（化學(xué)）不完全燃燒熱損失化學(xué)不完全燃燒熱損失是由于q3實(shí)際上煙氣中含H2、CH4等氣體很少，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可認(rèn)為氣體不完全燃燒產(chǎn)物只有CO，可用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算q3：

q3=3.2αCO%式中α及CO——在煙道同一測(cè)點(diǎn)取樣測(cè)出的過量空氣系數(shù)和CO的容積百分?jǐn)?shù)。備注：

1、實(shí)際送入爐內(nèi)的空氣量（VK)大于理論空氣量（Vo)，多出的部分稱為過量空氣。α=VK/Vo.民用燃具。1.05～1.20；供熱鍋爐的層燃爐1.3～1.8過小導(dǎo)致燃料化學(xué)能不充分發(fā)揮，過大煙氣體積大，爐膛溫度低，增加排煙損失。保證完全燃燒的情況下盡量接近1q3實(shí)際上煙氣中含H2、CH4等氣體很少，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可認(rèn)q3氣體不完全燃燒熱損失的大小與爐子的結(jié)構(gòu)、燃料特性、燃燒過程的組織以及運(yùn)行操作水平等因素有關(guān)。爐膛高度不夠或爐膛體積太小，使煙氣中一些可燃?xì)怏w未能燃盡而離開爐子，增大其q3損失。當(dāng)爐內(nèi)水冷壁布置過多時(shí)，會(huì)使?fàn)t膛溫度過低，不利于燃燒反應(yīng)，也會(huì)增大q3損失。α過小，可燃?xì)怏w因得不到充分的氧而未能燃盡，使q3增大；如α過大，使?fàn)t膛溫度下降，也會(huì)使q3增大。運(yùn)行中當(dāng)負(fù)荷增加時(shí)，可燃?xì)怏w在爐內(nèi)停留時(shí)間減少，也會(huì)使q3增加。q3氣體不完全燃燒熱損失的大小與爐子的結(jié)構(gòu)、燃料特性、燃燒過q3、q4的推薦值表8-17

q3、q4的推薦值表8-17五、排煙熱損失由于技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件的限制，煙氣離開鍋爐排入大氣時(shí)，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(jiǎn)稱為排煙熱損失。五、排煙熱損失由于技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件的限制，煙氣離開鍋爐排入大氣影響排煙熱損失的主要因素排煙溫度越高，排煙熱損失越大。一般排煙溫度每提高12-15℃，q2將增加1%，所以應(yīng)盡量設(shè)法降低排煙溫度。但是排煙溫度過低經(jīng)濟(jì)上是不合理的，甚至技術(shù)上是不允許的。因尾部受熱面處于低溫?zé)煹溃瑹煔馀c工質(zhì)的傳熱溫差小，傳熱較弱；若排煙溫度降得過低，傳熱溫差也就更小，換熱所需金屬受熱面就大大增加。此外，為了避免尾部受熱面的腐蝕，排煙溫度也不宜過低。當(dāng)燃用含硫分較高的燃料時(shí)，排煙溫度相應(yīng)要高一些。因此必須根據(jù)燃料與金屬耗量進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來合理決定排煙溫度。供熱鍋爐的排煙溫度約在150-200℃范圍內(nèi)。對(duì)于運(yùn)行中的鍋爐，受熱面積灰或結(jié)渣將使排煙溫度升高。所以在運(yùn)行時(shí)，必須設(shè)法保持受熱面的清潔，以減少q2損失。影響排煙熱損失的主要因素排煙溫度越高，排煙熱損失越大。一般q2影響因素影響排煙容積大小的因素有爐膛出口過量空氣系數(shù)α1″，煙道各處的漏風(fēng)量及燃料所含水分。如爐墻及煙道漏風(fēng)嚴(yán)重，α1″大；燃料水分高，則排煙容積就大，排煙損失就增加。為了減少排煙損失，必須盡力設(shè)法減少爐墻煙道各處的漏風(fēng)，在鍋爐安裝施工時(shí)應(yīng)重視爐墻、煙道等砌筑的嚴(yán)密性。但爐膛出口過量空氣系數(shù)α1″的大小，應(yīng)注意到它不僅與q2有關(guān)，還與q3、q4有關(guān)。減小α1″，q2可以降低，但q3、q4會(huì)增加。q2影響因素影響排煙容積大小的因素有爐膛出口過量空氣系數(shù)α1圖8-3q2、q3、q4、η與α的關(guān)系

合理的α1″值應(yīng)使q2、q3、q4三項(xiàng)熱損失的總和最小。如圖8-3所示。通常排煙熱損失是鍋爐熱損失中較大的一項(xiàng)，一般裝有省煤器的水管鍋爐，q2約為6—12%；不裝省煤器時(shí)，往往高達(dá)20%以上。圖8-3q2、q3、q4、η與α的關(guān)系

合理的α1″值應(yīng)六、散熱損失

鍋爐運(yùn)行時(shí)，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(duì)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。散熱損失的大小主要決定了鍋爐散熱表面積的大小、表面溫度及周圍空氣溫度等因素。與水冷壁和爐墻的結(jié)構(gòu)、保溫層的性能和厚度有關(guān)。鍋爐容量越大，燃料消耗量也大致成比例的增加。但由于鍋爐外表面積并不隨鍋爐容量的增加而成正比例地增加(同其他設(shè)備），即對(duì)應(yīng)于單位燃料的爐墻外表面積反而減少了，故q5損失隨鍋爐容量的增加而減小。在鍋爐熱力計(jì)算時(shí)需計(jì)及各段受熱面煙道的散熱損失。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，一般用保熱系數(shù)φ來計(jì)及各段煙道散熱損失的大小。保熱系數(shù)表示煙氣在煙道中的放熱量有多少被該煙道中的受熱面所吸收。

六、散熱損失鍋爐運(yùn)行時(shí)，各部分爐墻、鋼架、管道和其他附件七、灰渣物理熱損失及其它熱損失

鍋爐的其它熱損失通常是指灰渣物理熱損失Q6hz及冷卻熱損失Q61z

對(duì)于固體燃料，由于鍋爐中排出的灰渣及漏煤的溫度一般都在600—800℃以上，因此應(yīng)考慮灰渣物理熱損失q6hz。此外，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份熱量并帶出爐外，從而造成了熱量損失q61z。七、灰渣物理熱損失及其它熱損失鍋爐的其它熱損失通常是指灰渣八、燃料消耗量鍋爐每小時(shí)耗用的燃料稱為鍋爐的燃料消耗量，由式(8-22)可得燃料消耗量的計(jì)算式：

對(duì)于固體燃料，考慮到不完全燃燒熱損失Q4的存在，實(shí)際參加燃燒反應(yīng)的燃料量應(yīng)為，Bj稱為小時(shí)計(jì)算燃料消耗量，在計(jì)算每小時(shí)燃料燃燒所需空氣量及生成的煙氣量時(shí)，均應(yīng)按小時(shí)計(jì)算燃料消耗量Bj來計(jì)算。八、燃料消耗量鍋爐每小時(shí)耗用的燃料稱為鍋爐的燃料消耗量，由8.4鍋爐水循環(huán)及汽水分離在蒸汽鍋爐中，給水進(jìn)入汽鍋后就按一定的循環(huán)路線流動(dòng)不已。在循環(huán)不息的流動(dòng)過程中，水通過蒸發(fā)受熱面被加熱、汽化，產(chǎn)生蒸汽；而受熱面——金屬壁則靠水循環(huán)及時(shí)將高溫?zé)煔鈧鹘o的熱量帶走，使壁溫保持在金屬的允許工作溫度范圍內(nèi)，從而保證蒸發(fā)受熱面能長(zhǎng)期可靠地工作。如果水循環(huán)組織不好，循環(huán)流動(dòng)不良，即便是熱水鍋爐，也將會(huì)造成種種事故。8.4鍋爐水循環(huán)及汽水分離在蒸汽鍋爐中，給水進(jìn)入汽鍋后一、鍋爐的水循環(huán)

水和汽水混合物在鍋爐蒸發(fā)受熱面回路中的循環(huán)流動(dòng)，稱為鍋爐的水循環(huán)。由于水的密度比汽水混合物的大，利用這種密度差所產(chǎn)生的水和汽水混合物的循環(huán)流動(dòng)，叫做自然循環(huán)；借助水泵的壓頭使工質(zhì)流動(dòng)循環(huán)的叫強(qiáng)制循環(huán)。在供熱鍋爐中，除熱水鍋爐外，蒸汽鍋爐幾乎無一例外的都采用自然循環(huán)。一、鍋爐的水循環(huán)水和汽水混合物在鍋爐蒸發(fā)受熱面回路中的循（一）自然循環(huán)的基本原理

圖8-3自然循環(huán)回路示意圖循環(huán)回路的總高度H即為加熱水區(qū)段Hs含汽區(qū)段Hq之和，即Hs+Hq=Hm 在水循環(huán)穩(wěn)態(tài)下，則A—A截面兩邊作用力相等的表達(dá)式可寫為pg+(Hs+Hq)ρ’g-△Pxj=pg+Hsgρ’+Hqρqg+△Pss

經(jīng)移項(xiàng)整理，便可得到下式：

Hqg(ρ’-ρq)=△Pxj+△PssPq （一）自然循環(huán)的基本原理圖8-3自然循環(huán)回路示意圖循NOTES1上式左邊：是下降管和上升管中工質(zhì)密度差引起的壓頭差，也就是驅(qū)動(dòng)自然循環(huán)的動(dòng)力，稱為水循環(huán)的運(yùn)動(dòng)壓頭。等式的右邊：恰好是循環(huán)回路的流動(dòng)總阻力。此式的物理意義十分明確：當(dāng)回路中水循環(huán)處于穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，水循環(huán)的運(yùn)動(dòng)壓頭等于整個(gè)循環(huán)回路的流動(dòng)阻力。NOTES1上式左邊：是下降管和上升管中工質(zhì)密度差引起的壓頭NOTES2可見，循環(huán)的運(yùn)動(dòng)壓頭取決于上升管中含汽區(qū)段的高度、飽和水與汽水混合物的密度差。1).增大回路的高度H，含汽區(qū)段高度也增加；2).加強(qiáng)上升管的受熱，可使其中含汽率增高，這些都會(huì)使運(yùn)動(dòng)壓頭增高。3).當(dāng)鍋爐壓力增高時(shí)，水汽密度差減少，組織穩(wěn)定的自然循環(huán)就趨困難，所以高壓鍋爐總是設(shè)法提高循環(huán)回路的高度，以便獲得必要的運(yùn)動(dòng)壓頭，或采用強(qiáng)制循環(huán)。NOTES2可見，循環(huán)的運(yùn)動(dòng)壓頭取決于上升管中含汽區(qū)段的高度NOTES3水循環(huán)運(yùn)動(dòng)壓頭中，用于克服下降管阻力△Pxj的壓頭，在水循環(huán)計(jì)算中，叫循環(huán)回路的有效壓頭，以Syx表示，數(shù)值上即等于運(yùn)動(dòng)壓頭和上升管阻力之差，即Syx=Hqg(ρ’-ρq)-△Pss=△PxjPa自然循環(huán)回路的有效壓頭愈大，可用以克服的下降管阻力就愈大，也即循環(huán)的水量愈大，水循環(huán)愈強(qiáng)烈良好。NOTES3水循環(huán)運(yùn)動(dòng)壓頭中，用于克服下降管阻力△Pxj的壓（二）水循環(huán)的可靠性指標(biāo)1、循環(huán)流速循環(huán)流速，通常指的是循環(huán)回路中水進(jìn)入上升管時(shí)的速度，用ω0表示，其計(jì)算式為：式中G——進(jìn)入上升管的水流量，即循環(huán)水質(zhì)量流量，kg／hρ’——水進(jìn)入上升管時(shí)的密度，近似取鍋爐壓力下的飽和水密度，kg／m3；fss——循環(huán)回路的上升管總截面積，m2。（二）水循環(huán)的可靠性指標(biāo)1、循環(huán)流速NOTES循環(huán)流速的大小，直接反映管內(nèi)流動(dòng)的水將管外傳入的熱量和管內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽泡帶走的能力。循環(huán)流速愈大，工質(zhì)放熱系數(shù)愈大，帶走的熱量愈多，也即管壁的冷卻條件愈好，金屬就不會(huì)超溫。所以，循環(huán)流速是用以判斷鍋爐水循環(huán)可靠性的重要指標(biāo)之一。對(duì)于供熱鍋爐，由于工作壓力低，汽、水的密度差大，對(duì)自然循環(huán)是有利的。水冷壁的循環(huán)流速，一般在0.4—2m/s，鍋爐對(duì)流管束的循環(huán)流速約為0.2—1.5m/s。NOTES循環(huán)流速的大小，直接反映管內(nèi)流動(dòng)的水將管外傳入的熱2、循環(huán)倍率為了保證在上升管中有足夠的水來冷卻管壁，在每一循環(huán)回路中由下降管進(jìn)入上升管的水流量G常常是幾倍、甚至上百倍地大于同一時(shí)間內(nèi)在上升管中產(chǎn)生的蒸汽量D。兩者之比，稱為循環(huán)回路的循環(huán)倍率

這是另一個(gè)用以說明水循環(huán)好壞的重要指標(biāo)2、循環(huán)倍率為了保證在上升管中有足夠的水來冷卻管壁，在每一NOTES循環(huán)倍率K的倒數(shù)即為上升管的含汽率，或汽水混合物的干度，以x表示。

物理意義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的水在此循環(huán)回路中全部變成蒸汽，需經(jīng)循環(huán)流動(dòng)的次數(shù)。循環(huán)倍率K愈大，干度x愈小，它表示上升管出口處汽水混合物中水的份額愈大，冷卻條件愈好，水循環(huán)愈安全。水的汽化潛熱是隨壓力的增高面降低的，在上升管受熱情況相同的條件下，壓力愈高，K值愈小。蒸發(fā)量大的鍋爐，上升管受熱長(zhǎng)度一般都較長(zhǎng)或者上升管的熱負(fù)荷較高，則K值也較小。供熱鍋爐的壓力和容量都較小，上升管熱負(fù)荷也不高，所以其循環(huán)倍率一般都很大，約在50—200這一范圍內(nèi)變動(dòng)，無需多慮循環(huán)倍率過低的問題。

NOTES循環(huán)倍率K的倒數(shù)即為上升管的含汽率，或汽水混合物的3、循環(huán)回路的特性曲線對(duì)于結(jié)構(gòu)已定的循環(huán)回路，下降管阻力是水循環(huán)流速ω0的函數(shù)，ω0增大，△Pxj也增大。對(duì)上升管而言，在一定熱負(fù)荷下，增大ω0時(shí)，使管內(nèi)含汽率減小，上升管含汽區(qū)段中汽水混合物的平均密度ρq增大。這樣，用于克服下降管阻力的有效壓頭Syx下降。只有在Syx與△Pxj兩者取得平衡時(shí)，即兩曲線的交點(diǎn)A才是水循環(huán)的工作點(diǎn)。3、循環(huán)回路的特性曲線對(duì)于結(jié)構(gòu)已定的循環(huán)回路，下降管阻力是（三）自然循環(huán)鍋爐的水循環(huán)故障供熱鍋爐壓力不高，容易保證良好的水循環(huán)。但在實(shí)際運(yùn)行中，發(fā)生水循環(huán)故障的卻不乏其例，常見的除上升管產(chǎn)生循環(huán)停滯、倒流和汽水分層之外，還有下降管帶汽，它們都將會(huì)嚴(yán)重影響鍋爐工作的安全和正常運(yùn)行。（三）自然循環(huán)鍋爐的水循環(huán)故障供熱鍋爐壓力不高，容易保證良1、循環(huán)的停滯和倒流如果個(gè)別上升管的受熱情況非常不良（由爐膛和燃燒設(shè)備的結(jié)構(gòu)特性、管外掛渣積灰等引起），則會(huì)因受熱微弱產(chǎn)生的有效運(yùn)動(dòng)壓頭不足以克服公共下降管的阻力，以致該上升管的循環(huán)流速趨近于零，這種現(xiàn)象稱為循環(huán)停滯。如果接入鍋筒水空間的某根上升管受熱極差，其有效運(yùn)動(dòng)壓頭小于共同下降管阻力時(shí)，將會(huì)發(fā)生循環(huán)倒流現(xiàn)象。措施：1）、加大下降管及引出管截面積，2）、減少或避免并聯(lián)的各上升管受熱的不均勻性。1、循環(huán)的停滯和倒流如果個(gè)別上升管的受熱情況非常不良（由爐2、汽水分層在水平或微傾斜的上升管段，由于水汽的密度不同，當(dāng)流速低時(shí)會(huì)出現(xiàn)汽水分層流動(dòng)。汽水分層的程度取決于流動(dòng)工況，是否會(huì)造成危害則要看這管段的受熱情況。當(dāng)汽水分層管段受熱時(shí)，會(huì)引起管壁上下溫差應(yīng)力及汽水交界面的交變應(yīng)力；管壁上部會(huì)結(jié)鹽垢，使熱阻變大，壁溫升高。措施：供熱鍋爐壓力不高，只要循環(huán)流速不低于0．6—0．8m／s管子傾角不小于150，就不會(huì)產(chǎn)生汽水分層現(xiàn)象。2、汽水分層在水平或微傾斜的上升管段，由于水汽的密度不同，3、下降管帶汽原因：1）、下降管入口阻力較大；2）、下降管管口距鍋筒水位面太近；3）、下降管受熱過強(qiáng)、上升管出口和下降管入口距離太近而又無良好的隔離裝置等。不論何種原因引起的下降管帶汽，所造成的后果是使其平均體積流量增大，流速加快，阻力增加，還使循環(huán)回路的運(yùn)動(dòng)壓頭降低，對(duì)水循環(huán)不利。減弱了水的循環(huán)流動(dòng)。從而增大了出現(xiàn)循環(huán)停滯、倒流、自由水面等不正常流動(dòng)現(xiàn)象的可能。3、下降管帶汽原因：1）、下降管入口阻力較大；2）、下降管二、蒸汽品質(zhì)及汽水分離雜質(zhì)危害：蒸汽中的雜質(zhì)包括氣體雜質(zhì)和非氣體雜質(zhì)兩部分。前者主要有氧、氮、二氧化碳和氨氣等，它們將對(duì)金屬產(chǎn)生腐蝕作用；后者為蒸汽中的含鹽——主要來源于蒸汽帶水，當(dāng)含鹽超過一定量時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響用汽設(shè)備的運(yùn)行安全。由各蒸發(fā)受熱面匯集于鍋筒的汽水混合物，在鍋筒的蒸汽空間中借重力或機(jī)械分離后，蒸汽引出。如果汽水分離效果不佳，蒸汽將嚴(yán)重帶水，導(dǎo)致蒸汽過熱器內(nèi)壁沉積鹽垢，惡化傳熱以致過熱而被燒損。對(duì)于飽和蒸汽鍋爐，蒸汽帶水過高也難以滿足用戶需要，還會(huì)引起供汽管網(wǎng)的水擊和腐蝕。二、蒸汽品質(zhì)及汽水分離雜質(zhì)危害：蒸汽中的雜質(zhì)包括氣體雜質(zhì)和蒸汽品質(zhì)蒸汽品質(zhì)指標(biāo)：有蒸汽過熱器，蒸汽濕度不大于1%；無過熱器，蒸汽濕度應(yīng)不大于3%；無過熱器的鍋殼式鍋爐，蒸汽濕度不大于5%。影響蒸汽帶水的因素：如鍋爐的負(fù)荷、蒸汽壓力、蒸汽空間高度和鍋水含鹽量等，但鍋水含鹽量的影響是主要的，它是使蒸汽品質(zhì)變壞的主要根源。

分離的原理：可分自然分離和機(jī)械分離兩類。自然分離是利用汽水的密度差，在重力作用下使水、汽得以分離；機(jī)械分離則是依靠慣性力、離心力和附著力等使水從蒸汽中分離出來。蒸汽品質(zhì)蒸汽品質(zhì)指標(biāo)：有蒸汽過熱器，蒸汽濕度不大于1%；無過汽水分離裝置型式汽水分離裝置型式：水下孔板、擋板、勻汽孔板、集汽管、蝸殼式分離器、波紋板及鋼絲網(wǎng)分離器等多種。圖7-4是幾種常見汽水分離裝置結(jié)構(gòu)圖。8-5汽水分離裝置型式汽水分離裝置型式：水下孔板、擋板、勻汽孔板、8.5鍋爐的燃燒方式與設(shè)備汽鍋和爐子是鍋爐的兩大基本組成部分。燃料在爐子中燃燒，燃燒放出的熱量則為汽鍋受熱面吸收。只有在燃料燃燒良好的前提下，研究汽鍋受熱面如何更好地吸熱才有意義。在燃燒技術(shù)中，把從氧和燃料可燃物質(zhì)的混合、擴(kuò)散至發(fā)光放熱的劇烈氧化反應(yīng)完成的整個(gè)過程，稱為燃燒過程。它是一種復(fù)雜的物理化學(xué)綜合過程，既需要提供溫度和濃度條件，又需要一定的時(shí)間和空間條件。按照燃燒方式的不同，主要可劃分：

室燃爐——燃料隨空氣流進(jìn)入爐室呈懸浮狀燃燒的爐子，又名懸燃爐，如燃?xì)鉅t和燃油爐、煤粉爐。我國(guó)今后一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)都將大力發(fā)展燃?xì)鉅t和燃油爐層燃爐——燃料被層鋪在爐排上進(jìn)行燃燒的爐子，也叫火床爐。它是目前國(guó)內(nèi)供熱鍋爐中采用得較多的一種燃燒設(shè)備，常以鏈條爐為代表形式。8.5鍋爐的燃燒方式與設(shè)備汽鍋和爐子是鍋爐的兩大基本一、氣體燃料燃燒方式及設(shè)備（一）氣體燃料燃燒特點(diǎn)1、具有基本無公害燃燒的綜合特性氣體燃料是一種比較清潔的燃料。它的灰分、含硫量和含氮量比煤和油燃料要低得多。燃燒產(chǎn)物煙氣中粉塵含量極少。同時(shí)，氣體燃料由于采用管道輸送，沒有灰渣，基本消除了在運(yùn)輸、貯存過程中發(fā)生的有害氣體、粉塵和噪聲干擾。燃燒產(chǎn)物煙氣還可以直接加熱熱水或?qū)ξ锪线M(jìn)行干燥。一、氣體燃料燃燒方式及設(shè)備（一）氣體燃料燃燒特點(diǎn)2、容易進(jìn)行燃燒調(diào)節(jié)燃燒氣體燃料時(shí)，只要噴嘴選擇合適，便可以在較寬范圍內(nèi)進(jìn)行燃燒調(diào)節(jié)，而且還可以實(shí)現(xiàn)燃燒的微調(diào)，使其處于最佳狀態(tài)。燃燒氣體燃料不僅可以適應(yīng)低過剩氧燃燒，而且具有能夠迅速適應(yīng)負(fù)荷變動(dòng)的特性，從而也為降低燃料消耗、提高燃燒效率提供了有利條件。2、容易進(jìn)行燃燒調(diào)節(jié)燃燒氣體燃料時(shí)，只要噴嘴選擇合適，便可3、作業(yè)性好與油燃料相比，氣體燃料輸運(yùn)免去了一系列的降粘、保溫、加熱預(yù)處理等裝置，在用戶處也不需要貯存措施。燃?xì)庀到y(tǒng)簡(jiǎn)單，操作管理方便，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。另外，氣體燃料幾乎沒有灰分，允許大幅度提高煙氣流速，受熱面的積灰和污染遠(yuǎn)比燃煤、燃油時(shí)輕微，不需要吹灰設(shè)備。3、作業(yè)性好與油燃料相比，氣體燃料輸運(yùn)免去了一系列的降粘、4、容易調(diào)整發(fā)熱量特別是在燃燒液化石油氣燃料時(shí)，在避開爆炸范圍的部分加入空氣，可以按需要任意調(diào)整發(fā)熱量?？刂迫A白指數(shù)波動(dòng)范圍不超過5%。氣體燃料的主要缺點(diǎn)是它與空氣在一定比例下混合會(huì)形成爆炸性氣體，而且氣體燃料大多靈敏成分對(duì)人和動(dòng)物是窒息性的或有毒的，對(duì)使用安全技術(shù)提出了較高的要求。4、容易調(diào)整發(fā)熱量特別是在燃燒液化石油氣燃料時(shí)，在避開爆炸（二）、燃?xì)獾娜紵椒ㄈ加冒l(fā)熱量高的燃?xì)猓諝庥昧看?，例如?biāo)態(tài)下1m3天然氣或液化石油氣需要10~25m3的空氣，因此要使燃?xì)獬浞秩紵?，需要大量空氣與之混合。根據(jù)混合方式的不同，燃?xì)獾娜紵椒煞譃槿N：（二）、燃?xì)獾娜紵椒ㄈ加冒l(fā)熱量高的燃?xì)猓諝庥昧看?，例?、擴(kuò)散式燃燒燃?xì)馕搭A(yù)先與空氣混合，燃燒所需的空氣依靠擴(kuò)散作用從周圍大氣中獲得，這種燃燒方法稱為擴(kuò)散式燃燒，此時(shí)一次空氣系數(shù)α’=0。擴(kuò)散式燃燒的燃燒速度和燃燒完全程度主要取決于燃?xì)馀c空氣分子之間的擴(kuò)散速度和混合的完全程度。氣體分子之間的擴(kuò)散由于其流態(tài)不同而有層流擴(kuò)散和紊流擴(kuò)散兩種形式。1、擴(kuò)散式燃燒燃?xì)馕搭A(yù)先與空氣混合，燃燒所需的空氣依靠擴(kuò)散（1）層流擴(kuò)散燃燒當(dāng)燃?xì)獬隹谒俣刃?，氣流處于層流狀態(tài)時(shí)，燃燒依靠分子擴(kuò)散作用使周圍空氣進(jìn)入燃燒區(qū)。由于分子擴(kuò)散進(jìn)行得比較緩慢，而燃燒的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得很快，火焰焰面厚度很小。圖層流擴(kuò)散火焰的結(jié)構(gòu)（1）層流擴(kuò)散燃燒當(dāng)燃?xì)獬隹谒俣刃?，氣流處于層流狀態(tài)時(shí)，燃（2）紊流擴(kuò)散燃燒當(dāng)燃?xì)饬髁恐饾u增加時(shí)，火焰中心的氣流速度也隨之加大，但氧氣向焰面的擴(kuò)散速度基本不變，這就使焰面的收縮點(diǎn)距噴口越來越遠(yuǎn)，火焰長(zhǎng)度不斷增加，同時(shí)火焰表面積增大，單位時(shí)間內(nèi)燃燒的燃?xì)饬恳苍黾印．?dāng)氣流速度增加至某一臨界值時(shí)，氣體流動(dòng)狀態(tài)由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪?。此時(shí)火焰頂點(diǎn)開始跳動(dòng)，若氣流速度繼續(xù)加大，則火焰本身開始擾動(dòng)。（2）紊流擴(kuò)散燃燒當(dāng)燃?xì)饬髁恐饾u增加時(shí)，火焰中心的氣流速度（3）擴(kuò)散燃燒的特點(diǎn)（a）燃燒穩(wěn)定，熱負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，不會(huì)回火，脫火極限高，燃燒器工作穩(wěn)定。（b）過?？諝饬看?，燃燒速度低，火焰溫度低。（c）層流擴(kuò)散燃燒強(qiáng)度低、火焰強(qiáng)，需較大的燃燒室。（3）擴(kuò)散燃燒的特點(diǎn)（a）燃燒穩(wěn)定，熱負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，不會(huì)2、部分預(yù)混式燃燒燃?xì)馀c所需的部分空氣預(yù)先混合而進(jìn)行的燃燒，稱部分預(yù)混式燃燒（又稱大氣式燃燒）。它的一次空氣系數(shù)為0<α’<1（0.2~0.8）。根據(jù)燃?xì)?空氣混合物出口速度流動(dòng)狀態(tài)的不同，形成不同的燃燒火焰，層流火焰和紊流火焰。部分預(yù)混式燃燒的特點(diǎn):（1）由于燃燒前預(yù)混了部分空氣，提高了燃燒速度，降低了不完全燃燒程度；（2）當(dāng)一次空氣系數(shù)適當(dāng)時(shí)，這種燃燒方法有一定穩(wěn)定范圍。一次空氣系數(shù)越大，燃燒穩(wěn)定范圍越小。2、部分預(yù)混式燃燒燃?xì)馀c所需的部分空氣預(yù)先混合而進(jìn)行的燃燒3、完全預(yù)混式燃燒燃?xì)馀c所需的全部空氣預(yù)先進(jìn)行混合，即α’≥1，可燃混合物在穩(wěn)焰裝置（火道、燃燒室及其他）配合下，瞬時(shí)完成燃燒過程的燃燒方法稱完全預(yù)混式燃燒，又稱無焰式燃燒。完全預(yù)混式燃燒的條件：燃?xì)夂涂諝忸A(yù)先按化學(xué)當(dāng)量比混合均勻，要有穩(wěn)定的點(diǎn)火源，以保證燃燒的進(jìn)行?；鹧?zhèn)鞑ニ俣瓤欤鸬赖娜莘e熱強(qiáng)度很高，燃燒溫度很高，但火焰穩(wěn)定性較差，易發(fā)生回火。3、完全預(yù)混式燃燒燃?xì)馀c所需的全部空氣預(yù)先進(jìn)行混合，即α’(三)、常用的燃?xì)馊紵靼匆淮慰諝夥诸?/p>

（1）擴(kuò)散式燃燒器。一次空氣系數(shù)為零（α’=0），燃?xì)馊紵耆慷慰諝?。?）部分預(yù)混式燃燒器。（3）完全預(yù)混式燃燒器按空氣供給方法分類（1）引射式燃燒器?？諝獗蝗?xì)馍淞骰蛉細(xì)獗豢諝馍淞魑?。?）鼓風(fēng)式燃燒器。用鼓風(fēng)設(shè)備將空氣送入。（3）自然引風(fēng)式燃燒器?？繝t膛中的負(fù)壓將空氣吸入。(三)、常用的燃?xì)馊紵靼匆淮慰諝夥诸?、管狀自然引風(fēng)擴(kuò)散燃燒器其頭部由若干根輻射狀的渦卷形火管組成，火孔布滿了整個(gè)圓面，每個(gè)火焰都能充分地接觸空氣，燃燒較完全。火管一般由內(nèi)徑ф4~8mm的銅管或鋼管制成。集成管內(nèi)截面積應(yīng)大于各火管內(nèi)截面積之和。圖8-6卷管燃燒器

1、管狀自然引風(fēng)擴(kuò)散燃燒器其頭部由若干根輻射狀的渦卷形火管2、鼓風(fēng)式擴(kuò)散燃燒器A、套管式燃燒器應(yīng)用最廣泛、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、使用最可靠燃?xì)馑俣炔粦?yīng)高于80~100m/s，（6kPa）?？諝獬隹谒俣?0~60m/s（1~2.5kPa）。燃燒器出口處混合物流速可達(dá)25~30m/s。

圖8-7套管式燃燒器2、鼓風(fēng)式擴(kuò)散燃燒器A、套管式燃燒器圖8-7套B、旋流式燃燒器特點(diǎn)是燃燒器本身帶有旋流器?？諝庠谛髌髯饔孟庐a(chǎn)生旋流，燃?xì)鈩t從分流器的噴孔或縫隙中噴出，兩者強(qiáng)烈混合進(jìn)入火道或爐膛中燃燒。根據(jù)旋流器的結(jié)構(gòu)（蝸殼或?qū)Я魅~片）和供氣方法不同，又可做成多種形式。B、旋流式燃燒器特點(diǎn)是燃燒器本身帶有旋流器。空氣在旋流器作圖8-8中心供燃?xì)廨S向葉片旋流式燃燒器

圖8-8中心供燃?xì)廨S向葉片旋流式燃燒器（2）、中心供燃?xì)馇邢蛉~片旋流式燃燒器

圖8-9中心供燃?xì)馇邢蛉~片旋流式燃燒器1-調(diào)風(fēng)導(dǎo)筒手柄2-滑輪3-燃?xì)夥至髌?-火道5-切向葉片

（2）、中心供燃?xì)馇邢蛉~片旋流式燃燒器主要優(yōu)點(diǎn)（1）由于排除了回火的可能性，所以具有極高的調(diào)節(jié)范圍；（2）空氣和燃?xì)獾念A(yù)熱溫度可足夠高，它僅受管道使用壽命和燃?xì)鉄岱纸獾南拗?；?）可使火焰高溫區(qū)離開爐襯內(nèi)表面，提高了燒嘴磚及緊貼爐膛的燃燒器金屬件壽命；（4）混合不在燃燒器內(nèi)部進(jìn)行，可顯著地減小燃燒器尺寸，并使燃燒器達(dá)到極高的熱負(fù)荷。（5）可以由氣體燃料轉(zhuǎn)為液體燃料，并且在燃?xì)獍l(fā)熱量和空氣、燃?xì)忸A(yù)熱溫度波動(dòng)的情況下保持穩(wěn)定的工作。主要優(yōu)點(diǎn)（1）由于排除了回火的可能性，所以具有極高的調(diào)節(jié)范圍燃?xì)馊紵魅細(xì)馊紵鞲纳迫細(xì)鉅t燃燒的技術(shù)措施改善氣流相遇的條件加強(qiáng)混合、擾動(dòng)預(yù)熱燃?xì)夂涂諝飧纳迫細(xì)鉅t燃燒的技術(shù)措施改善氣流相遇的條件改善燃?xì)鉅t燃燒的技術(shù)措施旋轉(zhuǎn)和循環(huán)氣流煙氣再循環(huán)：回流、提高煙氣停留時(shí)間提高燃燒強(qiáng)度，注意回用適量改善燃?xì)鉅t燃燒的技術(shù)措施旋轉(zhuǎn)和循環(huán)氣流回流、提高煙氣停留時(shí)間二、液體燃料的燃燒方式及設(shè)備

（一）、燃油的燃燒特點(diǎn)燃油是一種液體燃料，它的沸點(diǎn)總是低于它的著火點(diǎn)，所以油的燃燒總是在氣態(tài)下進(jìn)行的。燃油經(jīng)霧化后的油粒噴進(jìn)爐膛以后，被爐內(nèi)高溫?zé)煔馑訜?，進(jìn)行氣化，氣化后的油氣和周圍空氣中的氧相遇，形成火焰，燃燒產(chǎn)生的熱量有一部分傳給油粒，使油粒不斷氣化和燃燒，直到燃盡。二、液體燃料的燃燒方式及設(shè)備（一）、燃油的燃燒特點(diǎn)理論理論分析和試驗(yàn)證明，油粒燃盡所需的時(shí)間與它的粒徑平方成正比式中t——燃盡時(shí)間，s；d0——油粒粒徑，mm；k——燃燒速度常數(shù)，mm2/s。取決于燃料的性質(zhì)，不同燃料的燃燒速度常數(shù)值相差不大。由上式知，假如最大油粒粒徑比平均油粒粒徑大5倍，則燃盡時(shí)間要長(zhǎng)25倍。可見燃燒器的霧化質(zhì)量對(duì)燃燒有重要影響。理論理論分析和試驗(yàn)證明，油粒燃盡所需的時(shí)間與它的粒徑平方成正強(qiáng)化油的燃燒途徑（1）提高霧化質(zhì)量，減少油粒粒徑。這樣可以增大油粒的吸熱面和氣化面，從而加快油的氣化速度。因?yàn)橛土饣俣扰c其粒徑的大小有關(guān)，粒徑愈小則氣化愈快。（2）增大空氣和油粒的相對(duì)速度。這樣可以加速氣體的擴(kuò)散和混合，從而有效地加強(qiáng)燃燒。（3）合理配風(fēng)。分別對(duì)不同區(qū)域及時(shí)供應(yīng)適量的空氣，以避免高溫缺氧而產(chǎn)生炭黑并能在最少的過量空氣下保證油的完全燃燒。強(qiáng)化油的燃燒途徑（1）提高霧化質(zhì)量，減少油粒粒徑。這樣可以（二）、燃油燃燒器類型燃油燃燒器的最為重要的部件是燃油霧化器（或稱油噴嘴），它的作用是把油霧化成霧狀粒子，并使油霧保持一定的霧化角和流量密度，促其與空氣混合，以強(qiáng)化燃燒過程和提高燃燒效率。油噴嘴的型式很多，常用的有機(jī)械霧化噴嘴、轉(zhuǎn)杯式霧化噴嘴、蒸汽霧化噴嘴和空氣霧化噴嘴等多種型式。（二）、燃油燃燒器類型燃油燃燒器的最為重要的部件是燃油霧化第8章鍋爐的熱平衡課件（三）、常用的燃油燃燒器1．簡(jiǎn)單壓力霧化噴嘴主要由霧化片、旋流片、分流片構(gòu)成進(jìn)油壓力一般為2~5MPa,最大負(fù)荷調(diào)節(jié)比為1:2

圖8-10切向槽式簡(jiǎn)單壓力霧化噴嘴1.霧化片2;2.旋流片3.分流片

（三）、常用的燃油燃燒器1．簡(jiǎn)單壓力霧化噴嘴圖8-102．回油式壓力霧化噴嘴圖5-12回油式壓力霧化噴嘴1-螺母2-霧化片3-旋流片4-分油嘴5-噴油座6-進(jìn)油管7-回油管兩個(gè)簡(jiǎn)單壓力霧化噴嘴對(duì)疊，主要功能有回油，便于調(diào)節(jié)負(fù)荷，可達(dá)1：4圖8-11回油式壓力霧化噴嘴由于回油的調(diào)節(jié)，負(fù)荷調(diào)節(jié)比可以達(dá)到1：42．回油式壓力霧化噴嘴圖5-12回油式壓力霧化噴嘴兩個(gè)3．轉(zhuǎn)杯式噴嘴圖8-12轉(zhuǎn)杯式噴嘴

結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料制造運(yùn)行要求高，但負(fù)荷調(diào)節(jié)比可以達(dá)到1：83．轉(zhuǎn)杯式噴嘴圖8-12轉(zhuǎn)杯式噴嘴結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料制造4．高壓介質(zhì)霧化噴嘴內(nèi)混式外混式高速噴射沖擊油流吹散霧化4．高壓介質(zhì)霧化噴嘴內(nèi)混式外混式高速噴射沖擊油流吹散霧化5．低壓空氣霧化噴嘴空氣風(fēng)壓為2.0~7.0kpa，噴嘴出力小5．低壓空氣霧化噴嘴空氣風(fēng)壓為2.0~7.0kpa，噴嘴出116、調(diào)風(fēng)器

調(diào)風(fēng)器也叫配風(fēng)器，它不僅是將燃燒所需的空氣送入爐內(nèi)，而且還能使進(jìn)入爐內(nèi)的空氣形成有利的空氣動(dòng)力場(chǎng)（氣流形狀和速度分布），使之與油噴嘴噴出的油霧很好地混合，促成著火容易、火焰穩(wěn)定及燃燒良好的運(yùn)行工況。調(diào)風(fēng)器一般由穩(wěn)焰器、配風(fēng)器、風(fēng)箱和旋口四個(gè)部分組成。其中配風(fēng)器結(jié)構(gòu)形式很多，主要按氣流流動(dòng)的方式分為旋流式和平流式（或稱直流式）兩種。6、調(diào)風(fēng)器調(diào)風(fēng)器也叫配風(fēng)器，它不僅是將燃燒所需的空氣送入旋流式配風(fēng)器旋流式配風(fēng)器（如圖8-16）所噴出的氣流是旋轉(zhuǎn)的，可使一、二次風(fēng)產(chǎn)生旋流。在此調(diào)風(fēng)器出口的中心位置裝置有一個(gè)擴(kuò)散錐，又稱穩(wěn)焰器，其作用一是使一次風(fēng)產(chǎn)生一定的擴(kuò)散，在火焰根部形成一個(gè)高溫回流區(qū)，以點(diǎn)燃油霧，穩(wěn)定燃燒；二是利用其錐體面上開設(shè)的多條狹長(zhǎng)縫隙和縫后的斜翅使氣流旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向與主氣流相同。旋流式配風(fēng)器旋流式配風(fēng)器（如圖8-16）所噴出的氣流是旋轉(zhuǎn)的圖8-16旋流式配風(fēng)器1-回油2-進(jìn)油3-點(diǎn)火設(shè)備4-圓筒形風(fēng)門5-二次風(fēng)葉輪6-穩(wěn)焰器7-風(fēng)口圖8-16旋流式配風(fēng)器平流式調(diào)風(fēng)器圖8-17平流式調(diào)風(fēng)器a)直筒式平流配風(fēng)器b)文丘利式平流配風(fēng)器平流式調(diào)風(fēng)器圖8-17平流式調(diào)風(fēng)器平流式配分器的優(yōu)勢(shì)溫焰器的中心回流弱，保證著火且在根部有一定濃度氧氣，防止燃油高溫分解。二次風(fēng)風(fēng)速高，擾動(dòng)強(qiáng)。射程長(zhǎng)，后期混合好。流動(dòng)阻力小。氣流測(cè)量精度高，對(duì)低氧燃燒有利。無二次風(fēng)葉輪，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。平流式配分器的優(yōu)勢(shì)溫焰器的中心回流弱，保證著火且在根部有一定第8章鍋爐的熱平衡課件油燃燒器油燃燒器油燃燒器油燃燒器第8章鍋爐的熱平衡課件改善燃油爐燃燒的措施低氧燃燒分級(jí)燃燒改善燃油爐燃燒的措施低氧燃燒三、固體燃料的燃燒方式及設(shè)備

（一）、煤的燃燒過程A、著火前的熱力準(zhǔn)備階段B、揮發(fā)物與焦炭的燃燒階段C、燃盡階段三、固體燃料的燃燒方式及設(shè)備（一）、煤的燃燒過程有利燃燒的必需條件第一，保持一定的高溫環(huán)境，以便能產(chǎn)生急劇的燃燒反應(yīng)；第二，供應(yīng)燃料在燃燒中所需的充足而適量的空氣；第三，采取適當(dāng)措施以保證空氣與燃料能很好接觸、混合，并提供燃燒反應(yīng)所必需的時(shí)間和空間；第四，及時(shí)排出燃燒產(chǎn)物——煙氣和灰渣。有利燃燒的必需條件第一，保持一定的高溫環(huán)境，以便能產(chǎn)生急?。ǘ⒊Ｒ姷娜济籂t——鏈條爐

層燃爐是指煤被層鋪在爐排上進(jìn)行燃燒的爐子，也叫火床爐。它是目前國(guó)內(nèi)供熱鍋爐中采用得最多的一種燃燒設(shè)備。機(jī)械化層燃爐的型式，有鏈條爐排爐、機(jī)械—風(fēng)力拋煤機(jī)爐、往復(fù)爐排爐、振動(dòng)爐排爐和下飼燃料式爐等多種，其中以鏈條爐排爐在我國(guó)的應(yīng)用最為廣泛。鏈條爐排爐簡(jiǎn)稱鏈條爐，是一種結(jié)構(gòu)比較完善的層燃爐，至今已有百余年的歷史。由于它的加煤、清渣、除灰等項(xiàng)主要操作都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，運(yùn)行可靠穩(wěn)定，因此在我國(guó)，鏈條爐不僅在中小型電廠和容量較大的供熱鍋爐中普遍使用，而且在蒸發(fā)量?jī)H0.5一lt／h的小型鍋爐上也得以廣泛的應(yīng)用。

（二）、常見的燃煤爐——鏈條爐層燃爐是指煤被層鋪在爐排上進(jìn)1、鏈條爐的構(gòu)造圖8-18鱗片式爐排總圖1—煤斗2—扇形擋板3—煤閘門4—防渣箱5—老鷹鐵6—主動(dòng)鏈輪7—從動(dòng)輪8—爐排地支架上、下導(dǎo)軌9—送風(fēng)倉10—撥火孔11—人孔門12—渣斗

1、鏈條爐的構(gòu)造圖8-18鱗片式爐排總圖（1）．鏈帶式爐排

圖

鏈帶式爐排1-鏈輪2-煤斗3-煤閘門5-爐排6-隔風(fēng)板7-老鷹鐵8-主動(dòng)鏈環(huán)9-爐排片10-圓鋼

（1）．鏈帶式爐排圖鏈帶式爐排（2）．鱗片式爐排圖

鱗片式爐排結(jié)構(gòu)1-鏈條2-節(jié)距套管3-拉桿4-鑄鐵滾筒5-爐排中間夾板（手槍板）6-側(cè)密封夾板（邊夾板）7-爐排片（2）．鱗片式爐排圖鱗片式爐排結(jié)構(gòu)3、鏈條爐的燃燒過程鏈條爐的煤自煤斗滑落在冷爐排上，主要依靠來自爐膛的高溫輻射，自上而下地著火、燃燒。顯而易見，著火條件較差，是一種“單面引火”的爐子。鏈條爐的第二特點(diǎn)是燃燒過程的區(qū)段性。3、鏈條爐的燃燒過程鏈條爐的煤自煤斗滑落在冷爐排上，主要依燃燒過程圖8-19鏈條爐燃燒過程與煙氣成分示圖

I-新燃料區(qū)П-揮發(fā)物逸出、燃燒區(qū)Ш焦炭燃燒氧化區(qū)

Ш-焦炭燃燒還原區(qū)IV-灰炭形成區(qū)

燃燒過程圖8-19鏈條爐燃燒過程與煙氣成分示圖

I-新燃料區(qū)4、煤的性質(zhì)對(duì)鏈條爐燃燒的影響

如煤的水分過高，將延長(zhǎng)煤的著火階段，使01點(diǎn)后移。一般以應(yīng)用基水分8%—10%為宜?；曳钟撸@種裹夾作用愈甚，增加了氧氣向可燃物質(zhì)擴(kuò)散的阻力，焦炭燃盡愈加困難，為此，灰分含量和灰熔點(diǎn)要求：干燥基灰分不直大于30%，灰的熔化溫度t3最好能高于1200℃。如揮發(fā)分低的貧煤和無煙煤，揮發(fā)物要在較高的溫度下才會(huì)析出，著火困難，燃用粘結(jié)性強(qiáng)的煤，在高溫下易在燃料層表面板結(jié)，通風(fēng)嚴(yán)重受阻，不得不加強(qiáng)撥火操作，而使燃燒不夠穩(wěn)定。當(dāng)燃用未經(jīng)篩分的統(tǒng)煤時(shí)，因粒度大小不一，碎屑細(xì)末會(huì)嵌填于塊煤之間，使干燥階段中產(chǎn)生的水蒸汽不容易散逸，延緩了著火和燃燒過程4、煤的性質(zhì)對(duì)鏈條爐燃燒的影響如煤的水分過高，將延長(zhǎng)煤的著5、鏈條爐的燃燒調(diào)節(jié)及改善措施

（1）．分區(qū)配風(fēng)（2）．爐拱通常把爐拱在在前、后爐墻下部砌筑凸向爐膛的爐膛叫前、后爐拱。爐拱在鏈條爐中有著相當(dāng)重要的作用，它不但可以改變自燃料層上升的氣流方向，使可燃?xì)怏w與空氣得以良好混合，為可燃?xì)怏w燃盡創(chuàng)造條件的同時(shí)，爐拱還有加速新入爐煤著火燃燒的作用。（3）．二次風(fēng)5、鏈條爐的燃燒調(diào)節(jié)及改善措施（1）．分區(qū)配風(fēng)爐拱圖8-20爐拱與喉口及二次風(fēng)的關(guān)系1-前拱2-后拱3-喉口4-二次風(fēng)爐拱圖8-20爐拱與喉口及二次風(fēng)的關(guān)系（三）、爐子的工作強(qiáng)度主要有爐膛熱強(qiáng)度和爐排熱強(qiáng)度兩個(gè)指標(biāo)，表征燃料在爐內(nèi)燃燒的強(qiáng)烈程度。對(duì)于室燃爐，用爐膛熱強(qiáng)度來反應(yīng)爐內(nèi)燃燒的強(qiáng)烈程度。單位體積的爐膛，在單位時(shí)間內(nèi)所燃燒的燃料的放熱量，對(duì)于層燃爐

（三）、爐子的工作強(qiáng)度主要有爐膛熱強(qiáng)度和爐排熱強(qiáng)度兩個(gè)指標(biāo)NOTES層燃爐的燃燒熱強(qiáng)度都冠以“可見”兩字。對(duì)于既定型式的爐子，qv、qR有一個(gè)合理的限值。過分提高爐膛熱強(qiáng)度qv，會(huì)使煙氣和它攜帶的可燃物在爐內(nèi)時(shí)間縮短，也導(dǎo)致不完全燃燒損失增大。在室燃爐中，爐膛體積熱強(qiáng)度的大小反映煤粉、油和氣等氣流通過爐膛的時(shí)間長(zhǎng)短。但是，假如qv取得太小，爐膛體積增大，增加了鍋爐制造費(fèi)用和散熱損失。當(dāng)然，首要的是保證燃燒過程的基本完成，以燒好燃盡為原則。積長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)研究成果，室燃爐、鏈條爐的主要熱工特性列于表5-16NOTES層燃爐的燃燒熱強(qiáng)度都冠以“可見”兩字。8.6鍋爐的受熱面的布置型式鍋爐的出現(xiàn)和發(fā)展迄今已有二百余年的歷史。其間，從低級(jí)到高級(jí)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和對(duì)鍋爐容量、參數(shù)要求的不斷提高，鍋爐型式和鍋爐技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。8.6鍋爐的受熱面的布置型式鍋爐的出現(xiàn)和發(fā)展迄今已有一、鍋爐受熱面型式的演變

一、鍋爐受熱面型式的演變二、鍋爐受壓元件1、煙管鍋爐的主要受壓元件（1）鍋殼作為煙管鍋爐汽水空間外殼的筒形壓力容器。鍋殼內(nèi)盛有水和飽和蒸汽，鍋殼外各管座裝有主汽閥、副汽閥、安全閥、放空閥、壓力表和水位表以及進(jìn)水管、排污管等。（2）封頭（管鈑）鍋殼的封口部分。（3）爐膽（火筒）鍋爐內(nèi)隨介質(zhì)外壓的筒形爐膛，作為內(nèi)燃式煙管鍋爐的燃燒空間和輻射受熱面。爐膽通常有直爐膽和波形爐膽兩種，也有在直爐膽中間加波形膨脹環(huán)的結(jié)構(gòu)形式，（4）煙管（俗稱火管，下同）二、鍋爐受壓元件1、煙管鍋爐的主要受壓元件2、水管鍋爐的主要受壓元件（1）鍋筒（俗稱汽包）水管鍋爐中用以進(jìn)行蒸汽分離凈化、組成循環(huán)回路和蓄水的筒形壓力容器。上鍋筒（有汽、水空間）及下鍋筒（只有水空間）。

（2）水冷壁布置在爐膛內(nèi)壁，主要用水冷卻的輻射受熱面，其外部直接受火焰輻射、管內(nèi)走水的水管。

（3）鍋爐管束用作對(duì)流受熱面的管束，其外部受煙氣沖刷，管內(nèi)由水流動(dòng)吸熱。

（4）集箱用以匯集或分配多根管子中介質(zhì)的筒形壓力容器。2、水管鍋爐的主要受壓元件（1）鍋筒（俗稱汽包）水管鍋三、鍋爐受熱面的主要型式（一）、臥式內(nèi)燃煙管鍋爐

煙管鍋爐，也稱火管鍋爐。目前，它還廣泛使用于蒸汽需要量不大的用戶，以滿足生產(chǎn)和生活的需要?；鸸苠仩t有臥式和立式兩種。鍋殼縱向軸線平行于地面的稱為臥式鍋爐，鍋殼縱向軸線垂直于地面的稱為立式鍋爐。它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上的共同特點(diǎn)是都有一個(gè)大直徑的鍋筒，其內(nèi)部有火筒和為數(shù)眾多的煙管。三、鍋爐受熱面的主要型式（一）、臥式內(nèi)燃煙管鍋爐煙氣折返空間的結(jié)構(gòu)根據(jù)爐膽后部煙氣折返空間的結(jié)構(gòu)形式可分為干背式鍋爐和濕背式鍋爐，干背式鍋爐的煙氣折返空間是由耐火材料圍成的；濕背式鍋爐的折返空間是由浸在爐水中的回燃室組成的，有些鍋爐的水管后壁是密封的，高溫?zé)煔馀龅胶蟊诤笳鄯笛貭t膽內(nèi)壁回到爐膽前部，煙氣折返空間的結(jié)構(gòu)根據(jù)爐膽后部煙氣折返空間的結(jié)構(gòu)形式可分為臥式煙管鍋爐的結(jié)構(gòu)型式表臥式煙管鍋爐的結(jié)構(gòu)型式表臥式干背式火管鍋爐

圖

美國(guó)CB臥式鍋爐的煙氣流程及受熱面型式

CB鍋爐的前后管鈑采用扳邊封頭，煙管采用有縫薄壁管，第二回程煙道與管鈑采用焊接連接，第三、四回程煙管則采用脹接連接。鍋爐受熱面為對(duì)稱布置，爐膽布置在最低位置，稱之為燃燒室低位設(shè)計(jì)，這樣有利于將溫度最高的燃燒室埋在爐水中，鍋爐水位的安全范圍能有所增大。臥式干背式火管鍋爐圖美國(guó)CB臥式鍋爐的煙氣流程及受熱面臥式煙管鍋爐臥式煙管鍋爐臥式煙管鍋爐臥式煙管鍋爐NOTES近年來，在中小型燃?xì)馊加湾仩t的爐型發(fā)展方面，臥式煙管鍋爐受到重視，其原因有：（1）高和寬尺寸較小，適合組裝化的要求，鍋殼結(jié)構(gòu)也使鍋爐圍護(hù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，比組裝水管鍋爐有明顯優(yōu)點(diǎn)。（2）采用微正壓燃燒時(shí)，密封問題容易解決，而且爐膽的開頭有利于燃油燃?xì)?。?）由于采用新的傳熱技術(shù)（如螺紋式煙管等）使傳熱性能接近一般水管鍋爐水平，克服和煙管傳熱性能差的缺點(diǎn)。（4）對(duì)水處理要求低，水容積較大，對(duì)負(fù)荷變化的適應(yīng)性強(qiáng)。NOTES近年來，在中小型燃?xì)馊加湾仩t的爐型發(fā)展方面，臥式煙（二）、臥式煙水管鍋爐圖KZL4-1.3-A型鍋爐1-液壓傳動(dòng)裝置2-鏈帶式鏈條爐排3-水冷壁管4-前煙箱5-煙管6-鍋筒7-后棚管8-下降管9-鑄鐵省煤器10-排污管

（二）、臥式煙水管鍋爐圖KZL4-1.3-A型鍋爐（三）、水管鍋爐容量在4t/h以上的國(guó)產(chǎn)蒸汽鍋爐，除少數(shù)采用煙管鍋爐型式外，目前大都采用了水管鍋爐的結(jié)構(gòu)型式。它與煙管鍋爐相比較，在結(jié)構(gòu)上沒有特大直徑的鍋筒，富有彈性的彎水管替代直煙管，不但節(jié)約金屬，更為提高容量和蒸汽參數(shù)創(chuàng)造了條件。在燃燒方面，由于爐膛不再受鍋筒的限制，可以根據(jù)燃用燃料的特性自如處置，從而改善了燃燒條件，使熱效率有較大的提高。從傳熱學(xué)觀點(diǎn)來看，可以盡量組織煙氣對(duì)水管受熱面作橫向沖刷，傳熱系數(shù)比縱向沖刷的煙管要高。此外，因水管鍋爐有良好的水循環(huán)，水質(zhì)一般又都經(jīng)嚴(yán)格處理，所以即便在受熱面蒸發(fā)率很高的條件下