燃油燃氣鍋爐及鍋爐房設(shè)計

燃油燃氣鍋爐及鍋爐房設(shè)計

〔暖05－1、2班〕

孫金棟2005年8月15日根本內(nèi)容第一章燃油燃氣鍋爐的根本構(gòu)造第二章燃油鍋爐燃油系統(tǒng)設(shè)計第三章燃氣鍋爐燃氣系統(tǒng)設(shè)計第四章燃燒設(shè)備第五章鍋爐熱平衡第六章供熱鍋爐第七章燃油燃氣鍋爐房輔助設(shè)備及附件第八章燃油燃氣鍋爐房水處理設(shè)計第九章燃油燃氣鍋爐房引、送風系統(tǒng)第十章燃油燃氣鍋爐的自動控制第十一章燃油燃氣鍋爐房的設(shè)計第十二章燃油燃氣鍋爐的運行和管理第十三章鍋爐事故及其處理第一章燃油燃氣鍋爐的根本構(gòu)造

和選型

第一節(jié)鍋爐根本含義和分類第二節(jié)鍋爐的根本構(gòu)造和工作過程第三節(jié)鍋爐根本特性的表示第四節(jié)燃油燃氣鍋爐的選擇第一節(jié)鍋爐根本含義學(xué)習(xí)鍋爐的意義1、民用價值

——各種民用鍋爐2、工業(yè)價值各種工業(yè)及采暖方面的鍋爐——工業(yè)鍋爐用于動力、發(fā)電的鍋爐——動力鍋爐3、國防價值

用于艦船——艦船鍋爐

鍋爐根本含義利用燃料燃燒放出的熱量加熱水以產(chǎn)生出一定壓力、溫度的熱水或蒸汽的熱能設(shè)備——鍋爐工作介質(zhì)——水沸點較高特種介質(zhì)——油沸點較低第一局部根底知識第一章鍋爐分類常規(guī)燃料核燃料第一局部根底知識第一章鍋爐分類第一局部根底知識第一章鍋爐分類6．按水的循環(huán)動力分自然循環(huán)鍋爐——由于溫度不同造成水密度不同而形成的自然壓頭強制循環(huán)鍋爐——由外界動力推動水循環(huán)，如泵---泵壓頭

7．按壓力分

低壓鍋爐——P≤2.5Mpa

中壓鍋爐——2.5Mpa<P≤Mpa

高壓鍋爐——8Mpa<P≤13.7Mpa超高壓鍋爐——13.7Mpa<P

8．按鍋爐的容量分

小型鍋爐——D≤20t/h

中型鍋爐——20t/h<D≤75t/h

大型鍋爐——75t/h<D第一局部根底知識第一章鍋爐現(xiàn)狀1、我國工業(yè)鍋爐目前狀況見9頁2、工業(yè)鍋爐的主要要求見10頁3、北京市現(xiàn)狀見11頁4、總結(jié)見12頁第一局部根底知識第一章我國工業(yè)鍋爐目前狀況

〔1〕數(shù)量多〔2〕容量小大局部為1~6t/h的小鍋爐〔3〕絕大局部為燃煤鍋爐〔4〕鍋爐效率低設(shè)計效率一般在80~90%，實際在70%左右〔5〕耗煤量大占全國原煤總產(chǎn)量的1/3左右〔6〕污染嚴重大氣主要污染源之一，煙塵、SO2、NOX〔7〕自控程度較低燃燒不易控制；人員水平低；資金少第一局部根底知識第一章工業(yè)鍋爐的主要要求

〔1〕運行平安可靠〔2〕效率要高〔3〕價格要低，運行費用要低〔4〕污染要少〔5〕便于運行管理第一局部根底知識第一章燃氣燃油鍋爐

1、概念鍋爐：是利用燃料燃燒釋放的熱能加熱給水，以獲得規(guī)定參數(shù)〔溫度、壓力〕和品質(zhì)的蒸汽或熱水的設(shè)備。2、功能3、要求4、優(yōu)點〔1〕排煙無塵；〔2〕不需要燃料儲存的煤場和灰渣場，不需要設(shè)置煙氣凈化處理設(shè)備，鍋爐體積小，初投資相對低；〔3〕鍋爐的負荷調(diào)節(jié)性和操作的作業(yè)性比燃煤鍋爐好，易于實現(xiàn)全自動化操作；〔4〕鍋爐熱效率高等。燃氣燃油鍋爐的開展北京市現(xiàn)狀

〔1〕北京市中小型鍋爐近3萬臺。在市區(qū)以燃油、燃氣鍋爐為主，附近郊縣局部仍以燃煤鍋爐為主?！?〕北京市供熱面積大約2億平方米?，F(xiàn)在集中供熱不到1億平方米；其中市熱力廠4000萬平方米，區(qū)域鍋爐房6000萬平方米?！?〕北京市平均負荷面積小，12萬平方米/千米；國際平均水平為30萬平方米/千米第一局部根底知識第一章總結(jié)

〔1〕任務(wù)：平安可靠、經(jīng)濟有效地把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，熱能傳遞給水，以生產(chǎn)熱水或蒸汽。

〔2〕本質(zhì)：動力鍋爐：過熱焓差——熱能——機械能——電能工業(yè)鍋爐：熱水焓差或蒸汽焓差〔汽化潛熱〕——熱能——熱能

〔3〕開展方向：動力鍋爐——高溫、高壓、大容量工業(yè)鍋爐——提高熱效率，減少污染第一局部根底知識第一章第二節(jié)鍋爐的根本構(gòu)造和工作過程1、鍋爐房鍋爐房是供熱之源。生產(chǎn)熱水或蒸汽，供給用戶需要，工作以后的回水又被送回鍋爐房。鍋爐房設(shè)備包括鍋爐本體和輔助設(shè)備。見14頁2、鍋爐本體結(jié)構(gòu)見15頁3、工作過程見19頁第一局部根底知識第一章鍋爐房汽鍋鍋爐爐子本體蒸汽過熱器附加受熱面尾部受熱面省煤器鍋爐房空氣預(yù)熱器運煤、除渣系統(tǒng)送、引風系統(tǒng)輔助設(shè)備水、汽系統(tǒng)儀表控制系統(tǒng)

第一局部根底知識第一章鍋爐本體結(jié)構(gòu)

1．汽鍋——容納水，并使水在其中受熱、汽化、汽水別離的封閉的汽水系統(tǒng)。見16頁包括(1),(2),(3),(5),(6),(7),(8),(9),(10),(11),(12)2．爐子——燃料燃燒并把熱量傳遞給水的設(shè)備包括：(4),(13),(14),(15),(20)見17頁3．附加受熱面見18頁〔16〕蒸汽過熱器——將汽鍋產(chǎn)生的飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽〔17〕省煤器——利用尾部煙氣余熱，預(yù)熱鍋爐給水〔18〕空氣預(yù)熱器——利用尾部煙氣余熱，預(yù)熱燃燒用空氣第一局部根底知識第一章汽鍋圖第一局部根底知識第一章爐子第一局部根底知識第一章3．附加受熱面

〔16〕蒸汽過熱器〔17〕省煤器〔18〕空氣預(yù)熱器第一局部根底知識第一章工作過程

1．燃燒過程〔1〕

給煤〔2〕

給風〔3〕

除渣化學(xué)能——熱能2．傳熱過程〔1〕爐膛內(nèi)水冷壁——輻射換熱〔2〕蒸汽過熱器——輻射換熱，對流換熱〔3〕對流管束——對流換熱〔4〕省煤器——對流換熱〔5〕空氣預(yù)熱器——對流換熱3．水的受熱和汽化過程見20頁蒸汽的生產(chǎn)過程包括水循環(huán)和汽水別離過程。汽鍋中的工質(zhì)是處于飽和狀態(tài)的汽水混合物?！?〕水循環(huán)汽鍋內(nèi)的水循環(huán)是自然循環(huán)。保證了與高溫煙氣接觸的金屬受熱面得以冷卻不被燒壞，是鍋爐能長期平安可靠運行的必要條件。〔2〕汽水別離在上鍋筒內(nèi)裝有汽水別離器，靠重力作用別離，蒸汽進入蒸汽過熱器，別離下的水落到水面。保證了蒸汽品質(zhì)和蒸汽過熱器可靠工作第一局部根底知識第一章水循環(huán)第一局部根底知識第一章第三節(jié)鍋爐根本特性1、容量〔出力〕見22頁2、參數(shù)見24頁3、鍋爐熱效率見25頁4、受熱面蒸發(fā)率、受熱面發(fā)熱率見26頁5、鍋爐的金屬耗率及耗電率見27頁第一局部根底知識第一章容量〔出力〕〔1〕蒸汽鍋爐——額定蒸發(fā)量表示D[t/h]鍋爐在額定參數(shù)〔壓力、溫度〕和保證一定效率下的最大蒸發(fā)量〔2〕熱水鍋爐——額定產(chǎn)熱量表示Q[MW][kW]鍋爐在額定參數(shù)〔壓力、溫度〕和保證一定效率下的最大產(chǎn)熱量

我國工業(yè)蒸汽鍋爐D系列從0.1~65t/h有13種規(guī)格表1-1中參加8t/h熱水鍋爐Q系列從0.1~116MW有14種規(guī)格第一局部根底知識第一章常用的熱水、蒸汽鍋爐系列

第一局部根底知識第一章參數(shù)

——鍋爐出口處工質(zhì)〔熱水或蒸汽〕的表壓力P[MPa]及溫度t[℃]參數(shù)——額定參數(shù)設(shè)計參數(shù)銘牌上的參數(shù)運行參數(shù)實際值往往低于額定參數(shù)第一局部根底知識第一章鍋爐熱效率

第一局部根底知識第一章受熱面蒸發(fā)率、受熱面發(fā)熱率

蒸發(fā)率——每m2受熱面每小時的蒸發(fā)量，用D/H表示；[kg/m2h]注意：不同受熱面煙溫不同，受熱面蒸發(fā)率也不一樣；對于整臺鍋爐只是一個平均值。發(fā)熱率——每m2受熱面每小時的發(fā)熱量，用Q/H表示；[kJ/m2h]一般，D/H<30~40[kg/m2h]Q/H<83700[kJ/m2h]第一局部根底知識第一章鍋爐的金屬耗率及耗電率

[t/t]一般為2~6[t/t]

[kWt/h]

第一局部根底知識第一章工業(yè)鍋爐型號表示方法

型號——用符號及數(shù)字按一定的書寫格式表達鍋爐的主要性能及特點〔1〕鍋爐型式代號見29頁〔2〕燃燒方式見30頁〔3〕舉例見31頁第一局部根底知識第一章1．鍋爐型式代號

第一局部根底知識第一章燃燒方式

〔1〕層燃爐：按爐排形式L——鏈條爐排爐W——往復(fù)爐排爐Z——振動爐排爐〔2〕室燃爐：S〔3〕沸騰爐：F第一局部根底知識第一章舉例1．SHL10——1.3/350——WⅡ蒸汽爐，雙鍋筒橫置式鏈條爐排爐，2.WNS2——1.3——Y蒸汽爐，臥式內(nèi)燃室燃爐，油3.KZL14——1.3/130/80——AⅡ

熱水爐，

快裝縱置式鏈條爐排爐

第一局部根底知識第一章第三節(jié)燃油燃氣鍋爐的選擇從實際出發(fā)，因地制宜，綜合分析，既要滿足當前需要，又要兼顧將來中長期的開展需要。鍋爐選擇的一般方法1．根據(jù)用戶的要求和特點，確定鍋爐的型號和臺數(shù)。2．根據(jù)所選的油、氣燃料種類，正確地選用燃燒器；3．根據(jù)不同用途選擇適宜的鍋爐；4．鍋爐的臺數(shù)應(yīng)在額定出力時，能滿足鍋爐房的最大熱負荷，同一鍋爐房內(nèi)應(yīng)盡可量選用相同型號的鍋爐，一般情況下鍋爐房內(nèi)布置的鍋爐不超過3～4臺。鍋爐容量≤22∽46∽20≥20鍋爐型式立式、臥式內(nèi)燃臥式內(nèi)燃臥式內(nèi)燃臥式內(nèi)燃總結(jié)1．了解鍋爐的根本構(gòu)造：2、了解鍋爐工作過程燃燒過程；傳熱過程；汽化過程3、鍋爐型式表示方法第一局部根底知識第一章舉例1．SHL10——1.3/350——WⅡ蒸汽爐，雙鍋筒橫置式鏈條爐排爐，2.WNS2——1.3——Y蒸汽爐，臥式內(nèi)燃室燃爐，油3.KZL14——1.3/130/80——AⅡ

熱水爐，

快裝縱置式鏈條爐排爐4.WNS2.8——1.0/95/70——QT

第一局部根底知識第一章第二章燃油鍋爐燃油系統(tǒng)設(shè)計

第一節(jié)

燃料油的種類、性質(zhì)及選用

第二節(jié)

燃料油的燃燒計算

第三節(jié)

鍋爐房燃油系統(tǒng)設(shè)計

第四節(jié)燃油管道的水力計算第一節(jié)

燃料油的種類、性質(zhì)及選用一、燃料油的種類和性質(zhì)燃油的主要元素成分：碳〔C〕和氫〔H〕燃油的主要特性指標：粘度、凝固點、閃點、燃點、爆炸極限、發(fā)熱量。具體油品：重油、渣油、柴油二、燃料油的選用種類

來源及品名

天然燃料油

直接從油井采得的石油，又稱原油

人工燃料油

經(jīng)人工煉制分餾得到的油品，如汽油、煤油柴油等。

副產(chǎn)燃料油

煉油中剩下的液體殘留物，即渣油。若將渣油加入一定比例的煤油或柴油，進行調(diào)制，就是重油。

二、燃料油的選用第二節(jié)

燃料油的燃燒計算

發(fā)熱量計算、空氣量計算、煙氣量計算。一、油燃料發(fā)熱量1kg燃料油完全燃燒所放出的熱量稱為該燃料油的發(fā)熱量。單位：kJ/kg高位發(fā)熱量：低位發(fā)熱量：

二、燃料油燃燒空氣量和煙氣量計算

二、燃料油燃燒空氣量和煙氣量計算1．燃料油燃燒空氣量計算理論空氣量V0k——1千克燃料中可燃元素完全燃燒，而又沒有剩余氧存在時，燃料所需的空氣量。[Nm3/kg](1)1kg固體燃料或液體燃料需要的V0O2C+O2=CO2S+O2=SO22H2+O2=2H2O1222.422.43222.422.4422.444.811.8661.86610.70.715.5511.1kgNm3Nm3kgNm3Nm3kgNm3Nm3那么，(2)1kg固體燃料或液體燃料需要的V0k由于，O2：N2=21：79；

注意：燃料中C、S、H含量增加，那么V0k增加用經(jīng)驗公式計算V0k見書25頁實際空氣量VK

第一局部根底知識第二章2.理論煙氣量V0y

V0y——1千克燃料在V0k下全部完全燃燒，生成的煙氣量?！?〕VCO2的容積〔2〕VSO2的容積

〔3〕理論水蒸氣V0H2O的容積燃料中H生成的水燃料中水分形成水蒸氣理論空氣量帶入水蒸氣：一般含濕量=10g/kg干空氣，干空氣密度1.293kg/Nm3，水蒸氣比容22.4/18=1.24Nm3/kg，那么那么理論水蒸氣容積：第一局部根底知識第二章理論煙氣量V0y〔4〕理論氮氣容積V0N2燃料本身含N2，那么，理論煙氣量：第一局部根底知識第二章實際煙氣量

Vy——1千克燃料在Vk下全部燃燒，生成的煙氣量?！?〕過量空氣容積Vk—V0k=〔α—1〕V0k其中，氧氣容積：VO2=0.21〔α—1〕V0k氮氣容積：VN2=0.79〔α—1〕V0k水蒸氣容積：VH2O=0.0161〔α—1〕V0k〔2〕煙氣的實際容積Vy=V0y+0.21〔α—1〕V0k+0.79〔α—1〕V0k+0.0161〔α—1〕V0k=V0y+1.0161〔α—1〕V0k第一局部根底知識第二章煙氣分析

——測定煙氣中各種氣體成分所占容積百分數(shù)的實驗。常用儀器：奧氏煙氣分析儀、色譜層析儀、紅外線煙氣分析儀煙氣分析結(jié)果應(yīng)用：〔1〕

用于煙氣量的計算〔2〕

用于計算CO含量〔3〕

用于求過量空氣系數(shù)

第一局部根底知識第二章第三節(jié)

鍋爐房燃油系統(tǒng)設(shè)計

一、鍋爐房燃油供給系統(tǒng)的設(shè)計二、鍋爐房燃油管路系統(tǒng)設(shè)計三、重油管道的伴熱與絕熱四、供油泵的選擇及熱備用五、日用油箱一、鍋爐房燃油供給系統(tǒng)的設(shè)計1．運輸設(shè)施2．卸油設(shè)施：圖2－1泵吸上卸系統(tǒng)

圖2－3蒸汽引虹吸上卸油系統(tǒng)圖2－4密閉泵抽下卸系統(tǒng)

圖2－5密閉自流下卸系統(tǒng)

圖2－6敞開自流下卸系統(tǒng)

3．油槽車加熱油槽車裝的是重油，粘度大、流動性小，在卸油前必須將油品加熱到一定溫度。卸油時溫度一般為50～70℃〔油溫高于凝固點10℃即可順利卸出〕。有蒸汽排管的油槽車可用蒸汽間接加熱，無蒸汽排管系統(tǒng)可用蒸汽直接加熱，但會增加油中水分。4．卸油時間計算〔2〕密閉自流下卸時間計算〔3〕整列油槽車卸空時間計算τ——整列油槽車卸空所需時間，min；τ0——一節(jié)油槽車卸凈所需時間，s；n——一次來的油槽車節(jié)數(shù)；α——同時開始卸油的操作小組數(shù)；Δτ——后一節(jié)比前一節(jié)遲開始卸油的時間，平均為2～5min。經(jīng)驗說明，冬季卸油時間一般為6～8h，油卸出時間為2～3h。5．卸油臺位確實定N——卸油臺位數(shù)，個；G——燃油用戶年用油量，t/a；c——來油不均勻系數(shù)，見表2－14〔書76頁〕；V——油槽車容積，m3；見表2－12；ρ——重油密度，t/m3；φ——油槽車充滿系數(shù)，一般取0.95。導(dǎo)油槽、集油溝、集油管、卸油溝、卸油管尺寸參考值見表2－16。見書77頁設(shè)計時應(yīng)當注意，集油溝全部加蓋板、溝頂面要高出地坪150mm，集油溝底坡度不小于0.005。集油溝內(nèi)燃油的流速一般取0.3~0.5m/s，集油溝坡度應(yīng)在0.005~0.025范圍內(nèi)。集油管內(nèi)燃油的流速一般取0.5~1.0m/s，集油溝坡度不小于0.008。卸油管坡度不小于0.01。8．輸油泵

Q——卸油泵的總排油量，m3/h；V——單個油槽車容積，m3；見表2－12；n——卸車車位數(shù)，個；t——純泵卸時間，h。一般2～4h。

一般采用蒸汽排管間接加熱，加熱器用無縫鋼管制作，采用焊接連接。鍋爐房種加熱蒸汽宜采用以下參數(shù)：加熱原油時用0.4MPa及以下壓力的蒸汽；加熱重油時用0.6MPa及以下壓力的蒸汽?！?〕重油加熱所需熱量計算：Q=Q1+Q2+Q3

Q——重油加熱所需的總熱量，kJ/h；Q1——油品升溫所需熱量，kJ/h；Q2——加熱時由于散熱損失的熱量，kJ/h；Q3——加熱油品時容器筒身升溫所消耗的熱量，kJ/h；一般工程計算可忽略不計。

1〕油品升溫所需熱量ρy——油品在〔t1+t2〕/2時的密度，t/m3；V——容器內(nèi)最大裝油容積，m3;cy——油品在〔t1+t2〕/2時的比熱容，kJ/(kg·℃)；t1——油品加熱初溫，℃；t2——油品加熱終溫，℃；α——重油中石蠟的含量，％。無原始資料時取5%。B——石蠟的融解潛熱，kJ/kg；τ——加熱升溫時間，h。2〕加熱時由于散熱損失的熱量F——加熱器的加熱面積，m2；Q——加熱重油所需總熱量，kJ/h；——蒸汽凝結(jié)水的過冷系數(shù)，取決于重油的加熱終溫，見表2－34。ty——油品的平均溫度，℃；tb——蒸汽飽和溫度，℃；KQ——加熱器內(nèi)蒸汽向油品的總傳熱系數(shù)，kJ/(m2·h·℃)。一般取209～293kJ/(m2·h·℃)。

〔3〕蒸汽消耗量計算G——蒸汽消耗量，kg/h；Q——加熱重油所需總熱量，kJ/h；h’’——加熱器入口處的蒸汽熱焓，kJ/kg；h’——冷凝水熱焓，kJ/kg。

二、鍋爐房燃油管路系統(tǒng)設(shè)計

1．鍋爐房耗油量計算

〔1〕單臺鍋爐耗油量計算：B——鍋爐計算燃油耗量，kg/h；D——鍋爐蒸發(fā)量，kg/h；hq——蒸汽的比焓，kJ/kg；hgs——給水的比焓，kJ/kg；η——鍋爐效率，%；QyDW——燃油的應(yīng)用基低位發(fā)熱值，kJ/kg；K——富裕系數(shù)，一般取1.2~1.3?！?〕每只燃燒器計算耗油量GRS——每只燃燒器的計算耗油量，kg/h；n——單臺鍋爐燃燒器的數(shù)量，只。

〔3〕鍋爐房計算燃油耗量2．燃油管路系統(tǒng)設(shè)計

當采用3×50%容量的供油泵時，可以用兩對串聯(lián)閥門將母管分為3段，如圖2－25a所示，也可用于5×33%如圖2－25b也可用于6×25%圖2－25c所示

2〕雙母管。雙母管靈活性高，只要供油泵有負荷規(guī)定的備用容量，不管臺數(shù)多少，系統(tǒng)中的各個元件都可以停下檢修，擴建也方便。但閥門、管材較多，需要時間較長。圖2-26。3〕單雙混合母管?！?〕加熱回路加熱回路由過濾器、油泵和加熱器三者組成，一般有兩種連接方法：一是將過濾器和加熱器與供油泵配套，使三者組成“單元加熱回路〞，回路之間無橫向聯(lián)系，只是在回路末端用母管連接，送到鍋爐房；另一種是將加熱器的容量與臺數(shù)和供油泵不一致，需要采用集中加熱的方式，在加熱器與油泵之見設(shè)置橫向母管，這種連接方式稱“集中加熱回路〞。圖2－28單元加熱回路的根本形式〔4〕幾種典型的燃油管路系統(tǒng)1〕燃燒輕油的鍋爐房燃油管路系統(tǒng)。2〕燃燒重油的鍋爐房燃油系統(tǒng)三、重油管道的伴熱與絕熱

方式有內(nèi)套管伴熱、外套管伴熱、平行蒸汽伴熱管伴熱。

圖2－36外套管伴熱安裝示意圖

圖2－37蒸汽伴隨管安裝位置示意圖1－管道支架；2－震怒鼓起伴隨管；3－重油管；4－絕熱層

圖2－39油管單伴熱結(jié)構(gòu)絕熱斷面示意圖1－絕熱瓦；2－防潮層；3－保護層

四、供油泵的選擇及熱備用

1．供油泵的選擇供油泵用于向鍋爐中直接供給一定壓力的燃料油，亦即滿足所選擇的燃燒器所需的流量和壓力。一般要求流量小、壓力高、油壓穩(wěn)定。中小型鍋爐房中，一般選擇齒輪泵或螺桿泵作為供油泵。(1)齒輪泵的特點：體積小、重量輕、流量均勻，但調(diào)節(jié)性能不佳，負荷變化時壓力波動較大，如齒輪構(gòu)造不良，磨損會較嚴重，并容易卡住。容量較小，用于小容量的燃燒系統(tǒng)。(2)螺桿泵的特點：結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、效率高，流量均勻〔隨壓力改變很小〕，可適應(yīng)較高的粘度，工作時噪聲??；缺點是壓力不夠穩(wěn)定，調(diào)節(jié)性能較離心泵差，不宜輸送含雜質(zhì)的油品，制造精度要求高，較難檢修。2．油泵的熱備用

重油的凝固點高，在常溫下就會凝固，因此，采用齒輪泵、螺桿泵和離心泵等由電機帶動的泵作為備用泵時，必須是熱備用。

圖2－42油泵熱備用安裝示意圖1－進油管閥門；2－電動機；3－油泵；4－旁通回流管；5－止回閥；6－排出管閥門

五、日用油箱

第四節(jié)

燃油管道的水力計算根據(jù)流量計算管道直徑和管線壓力降，以便合理地選擇油泵，進而滿足燃燒器的流量和壓力需要。一、燃油管道管徑計算二、燃油管道管線壓力降計算三、管線壓力降計算四、管線壓力降計算表一、燃油管道管徑計算一般常用的流速，可根據(jù)油品的粘度按表2－50選取，流量、流速及管徑的換算關(guān)系見表2－51?！矔?14頁〕二、燃油管道管線壓力降計算

1．沿程摩擦阻力

2．局部阻力計算

三、管線壓力降計算

L——為管線得計算長度

L＝

四、管線壓力降計算表

油管的水力計算是比較復(fù)雜的，工程設(shè)計一般不采用上述公式進行計算，而是采用查表的方法。表2－55～表2－67為油管壓力降計算表，借助于這些表，可根據(jù)的管徑、流量和油品的運動粘度直接查得管線壓力降。表中值為在油密度為1t/m3時的值，實際使用時，應(yīng)當將查得得阻力值乘以實際密度值?！惨姇?24頁～134頁〕第三章

燃氣鍋爐燃氣系統(tǒng)設(shè)計

第一節(jié)燃氣的種類、性質(zhì)、及選用第二節(jié)燃氣的燃燒計算第三節(jié)燃氣鍋爐房燃氣供給系統(tǒng)第四節(jié)燃氣管道的水力計算第一節(jié)

燃氣的種類、性質(zhì)、及選用

一、燃氣

二、燃氣組分

三、燃氣的使用特性

四、燃氣的選用

一、燃氣1、燃氣就是在常溫常壓下呈氣體狀態(tài)的氣體燃料。2、燃氣來源3、燃氣優(yōu)點：〔1〕污染少；〔2〕調(diào)節(jié)性好；〔3〕操作性好；〔4〕發(fā)熱量高，易調(diào)整。第二章第二節(jié)種類來源及品名天然燃氣來自自然界的可燃氣，天然氣、石油伴生氣等人造燃氣由固體或液體燃料加工而得的可燃氣體，發(fā)生爐煤氣、水煤氣和油制氣副產(chǎn)燃氣鋼鐵、化工生產(chǎn)過程中得到的一種可燃性氣體副產(chǎn)品，焦爐煤氣、高爐煤氣液化石油氣用天然燃氣或石油煉制過程中取得的油氣經(jīng)加壓液化的燃氣，是一種天然和人造性燃氣。二、燃氣組分1、組分是燃氣的一個非常重要的指標，它不僅說明燃氣中含有那些單一氣體和這些單一氣體各自所占的分額，而且決定著整個混合氣體的許多重要特性。2、容積組分：混合氣體中各單一氣體的分容積與混合氣體總?cè)莘e之比，并用百分率表示。3、*燃氣是由多種單一的可燃氣體和一些不可燃氣體組成的混合氣體。4、單一氣體：純潔的一種氣體。CO；CO2；N2；O2等5、混合氣體：是由單一氣體組成的混合物?？諝猓惶烊粴猓幻簹獾?、常用燃氣的主要可燃氣組分見下頁第二章第二節(jié)表3-1常用燃氣的主要可燃氣組分第二章第二節(jié)燃氣名稱主要可燃氣體組分（%）天然氣CH485~97石油伴生氣CH485~93發(fā)生爐煤氣CO+H2（26~30）+（10~15）水煤氣CO+H2（30~40）+（34~53）油制氣H2+CH4（32~58）+（17~29）焦爐煤氣H2+CH4（55~60）+（24~28）高爐煤氣CO26~29液化石油氣CnH2n+2+CnH2n（31~46）+（52~63）三、燃氣的使用特性〔1〕發(fā)熱量〔熱值〕〔2〕密度ρ0〔3〕華白數(shù)〔4〕爆炸極限第二章第二節(jié)〔1〕發(fā)熱量〔熱值〕——1Nm3的燃氣完全燃燒所放出的熱量；單位kJ/Nm3有高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量之分；低熱值燃氣：低于13000kJ/Nm3中等熱值燃氣：13000~30000kJ/Nm3高熱值燃氣：高于30000kJ/Nm3第二章第二節(jié)表2-15常用燃氣的熱值第二章第二節(jié)燃氣名稱低位發(fā)熱值kJ/Nm3天然氣35500~41900石油伴生氣43000~48400焦爐煤氣13200~19200發(fā)生爐煤氣：空氣發(fā)生3700~4600蒸汽發(fā)生10000~11300混合發(fā)生5000~7000油制氣13000~36000高爐煤氣3900~4800液化石油氣88000~115100〔2〕密度ρ0——標準狀態(tài)下1m3燃氣的質(zhì)量，kg/Nm3相對密度——燃氣的密度與標準狀態(tài)下空氣密度之比；用S表示。第二章第二節(jié)表2-16常用燃氣的密度第二章第二節(jié)燃氣名稱平均密度kg/Nm3相對密度天然氣0.75~0.80.58~0.62石油伴生氣0.8~0.90.62~0.70焦爐煤氣0.4~0.50.30~0.40發(fā)生爐煤氣0.72~1.160.56~0.90油制氣催化裂解0.65~0.800.50~0.62非催化裂解1.05~1.900.81~1.50液化石油氣1.9~2.51.5~2.0(3)華白數(shù)——是表征燃氣燃燒特性的數(shù)值。“W〞對于一定的燃氣，其華白數(shù)是一定的。一般將華白數(shù)劃分為三個范圍：W1=21~35MJ/Nm3〔人工煤氣〕W2=17~59MJ/Nm3〔天然氣〕W3=77~93MJ/Nm3〔液化石油氣〕第二章第二節(jié)MJ/Nm3(4)爆炸極限第二章第二節(jié)四、燃氣的選用第二節(jié)

燃氣的燃燒計算

一、燃氣發(fā)熱量的計算

二、燃氣燃燒空氣需要量計算

三、燃氣燃燒煙氣量計算

四、燃氣燃燒溫度計算一、燃氣發(fā)熱量的計算標準狀態(tài)下1m3燃氣完全燃燒所放出的熱量稱為燃氣的發(fā)熱量，單位kJ/Nm3。分為高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量混合氣體的發(fā)熱量可以直接用熱量計測定，也可以由單一氣體的發(fā)熱量根據(jù)混合法那么按公式〔3－1〕進行計算：二、燃氣燃燒空氣需要量計算

標態(tài)下1Nm3燃氣按燃燒反響計算方程式完全燃燒所需要的空氣量稱為理論空氣量，單位Nm3/Nm3。燃氣組分，計算理論空氣量：當燃氣的低位發(fā)熱量小于10500kJ/Nm3時：

當燃氣的低位發(fā)熱量大于10500kJ/Nm3時

三、燃氣燃燒煙氣量計算

1．按燃氣組分計算〔1〕理論煙氣量計算〔2〕實際煙氣量計算2．按發(fā)熱量近似計算

〔1〕理論煙氣量計算對于烷烴類燃氣

對于煉焦煤氣

〔2〕實際煙氣量四、燃氣燃燒溫度計算

熱量計溫度

燃燒熱量溫度tther

第三節(jié)燃氣鍋爐房燃氣供給系統(tǒng)一、鍋爐房燃氣耗量的計算

二、燃氣鍋爐房供氣系統(tǒng)

三、燃氣調(diào)壓系統(tǒng)一、鍋爐房燃氣耗量的計算

1．單臺鍋爐燃氣消耗量B2．每只燃燒器燃氣消耗量

3．鍋爐房燃氣總消耗量

二、燃氣鍋爐房供氣系統(tǒng)

1．供氣系統(tǒng)的組成和設(shè)置要求2．鍋爐房常用燃氣供給系統(tǒng)3．鍋爐房內(nèi)管道的敷設(shè)4．管道的連接方法5．燃氣管道清掃和試壓1．供氣系統(tǒng)的組成和設(shè)置要求

鍋爐房燃氣供氣系統(tǒng)一般由供氣管道進口裝置、鍋爐房內(nèi)配管系統(tǒng)和吹掃放散管道等組成?！?〕鍋爐房燃氣供氣管道進口裝置鍋爐房燃氣供氣管道來自于鍋爐房外，經(jīng)過調(diào)壓站，引入管進入鍋爐房內(nèi)，特殊要求時引入管考慮采用雙管供氣，一般均采用單管供氣。當采用雙管供氣時，每條管道的通過能力為鍋爐房總耗氣量的70％計算。由鍋爐房外部引入的燃氣總管，在進口處裝設(shè)有總關(guān)閉閥，按燃氣流向，閥前安裝有放散管，在放散管上安裝有取樣口，閥后安裝有吹掃管接頭。鍋爐房引入管與鍋爐間供氣干管的連接有端部接法和中間接法兩種?！?〕鍋爐房內(nèi)燃氣配管系統(tǒng)〔3〕吹掃放散管道系統(tǒng)調(diào)壓站至鍋爐房間的管道敷設(shè)

引入管與鍋爐間供氣干管連接

a)鍋爐房引入管與供氣干管端部連接；b)鍋爐房引入管與供氣干管中間連接

〔2〕鍋爐房內(nèi)燃氣配管系統(tǒng)鍋爐房內(nèi)燃氣配管系統(tǒng)用于鍋爐房內(nèi)鍋爐用氣。管路附件要求可靠而嚴密，能承受最高使用壓力；配管系統(tǒng)上安裝明桿閥或閥桿帶有刻度的閥門；鍋爐配氣支管上有關(guān)斷閥門、流量調(diào)節(jié)閥和壓力表。配氣支管至燃燒器前安裝兩只串聯(lián)切斷閥，且在兩閥之間設(shè)置放散管。靠近燃燒器的一只平安切斷電磁閥應(yīng)靠近爐膛，減少管道長度。采用電磁閥不宜設(shè)置旁通管?！?〕吹掃放散管道系統(tǒng)設(shè)計吹掃放散管道系統(tǒng)的要求有：1〕吹掃方案應(yīng)根據(jù)用戶實際條件確定，可以考慮設(shè)置專用的惰性氣體擦掃管道，用氮氣、二氧化碳或蒸汽進行吹掃;2〕燃氣系統(tǒng)應(yīng)在以下部位設(shè)置放散管道：①鍋爐房進氣管總切斷閥的前面〔順氣流方向〕。②燃氣干管的末端、管道、設(shè)備的最高點。③燃燒器前兩切斷閥之間的管道。④系統(tǒng)中其它需要考慮放散的適當?shù)攸c。3〕放散管的管徑應(yīng)根據(jù)吹掃管段的容積和吹掃時間確定，一般按吹掃時間為15～30min，排氣量為吹掃段容積的10～20倍作為放散管管徑的計算依據(jù).2．鍋爐房常用燃氣供給系統(tǒng)〔1〕一般手動控制燃氣系統(tǒng)〔2〕強制鼓風供氣系統(tǒng)〔3〕WNS4-0.7型燃氣供氣系統(tǒng)〔4〕工業(yè)鍋爐供氣系統(tǒng)〔5〕小型鍋爐的一種供氣方式美國“工廠保險協(xié)會〞FIA標準規(guī)定的燃氣供氣系統(tǒng)美國“工廠協(xié)作保險工程公司〞FM標準規(guī)定的燃氣供氣系統(tǒng)3．鍋爐房內(nèi)管道的敷設(shè)

符合以下要求1〕鍋爐房內(nèi)的燃氣管道干管，除生產(chǎn)上有特殊要求考慮雙管供氣外，一般采用單管架空敷設(shè)。2〕燃氣管道宜架設(shè)在鍋爐房的外墻或鍋爐間空氣流動的地方，以利于排除泄漏的燃氣。3〕自干管引至每臺鍋爐的支管，一般采用架空敷設(shè)，只有當架空敷設(shè)有困難時，方可采用埋地或螺紋連接。4〕燃氣管道可以從地下或架空引入鍋爐間，管道穿越墻壁或根底時，應(yīng)設(shè)置套管。4．管道的連接方法

燃氣管道的連接方式應(yīng)根據(jù)所輸送燃氣的壓力和所選用的管材來確定。高、中、低壓氣管常采用鋼管。鋼管一般應(yīng)采用焊連接，管道與閥門或其它附屬設(shè)備根據(jù)具體情況采用法蘭或螺紋連接。

5．燃氣管道清掃和試壓

1〕管道的清掃清掃管道內(nèi)的積水、泥沙、焊渣、及其它雜物。清掃介質(zhì)用壓縮空氣，空氣在管內(nèi)的流速到達30～50m/s，壓力不宜超過0.2~0.3MPa。每段吹掃長度不宜超過3km,連續(xù)吹掃時間一般為30min，原那么上以從清掃口吹出來的氣體到達純潔時為止。2〕燃氣管道試壓燃氣管道清掃完畢后，應(yīng)進行強度試驗和嚴密性試驗。可以先進行分段試驗，再進行全管段試驗，試驗介質(zhì)一般為壓縮空氣。3〕燃氣管道試壓時，還應(yīng)注意以下問題：

強度試驗燃氣管道的強度試驗壓力為設(shè)計壓力的1.5倍，但鋼管不得低于0.3MPa。強度試驗時，壓力應(yīng)緩慢上升，當壓力升至規(guī)定值時，穩(wěn)壓1h，查看壓降情況，然后將壓力降至相應(yīng)的嚴密性試驗規(guī)定壓力，進行外觀檢查，并用涂刷肥皂水的方法檢查每個焊縫和連接點。如有條件，還可在管內(nèi)注入“加臭劑〞，幫助檢查泄漏點氣密性試驗

氣密性試驗在強度試驗后進行，為了使管內(nèi)空氣溫度和周圍環(huán)境溫度一致，應(yīng)升壓至規(guī)定值后穩(wěn)壓6h，然后正式開始試驗記錄，每小時記錄一次，試驗2h。在試驗時，除記錄壓力變化情況外，同時檢查泄漏情況。

當氣密性試驗開始和終了試驗介質(zhì)溫度有變化時，實際壓力降應(yīng)小于或等于允許壓力降，試驗壓力才算合格。

3〕燃氣管道試壓時，還應(yīng)注意以下問題①測定試壓介質(zhì)用的溫度計、壓力表應(yīng)靈敏準確，便于觀看，壓力表的等級應(yīng)為I級。表盤有直徑不小于150mm，量程和最小刻度應(yīng)與試驗壓力相協(xié)調(diào)。②裝在低壓燃氣管道上的皮膜式流量計只進行氣密性試驗，做強度試驗時將其前后閥門關(guān)閉。③管道試壓后結(jié)果如不符合要求，應(yīng)找出缺陷進行修理，修復(fù)后重新試驗，直至試驗合格。

三、燃氣調(diào)壓系統(tǒng)

1．調(diào)壓系統(tǒng)分類1〕單路調(diào)壓系統(tǒng)2〕多路調(diào)壓系統(tǒng)3〕二級調(diào)壓系統(tǒng)4〕帶輔助調(diào)壓器和帶監(jiān)視調(diào)壓器的系統(tǒng)〔國外常用〕2．調(diào)壓系統(tǒng)工藝流程和附件配置3．調(diào)壓系統(tǒng)旁通管、吹掃管、放散管及壓縮空氣管道的設(shè)置1)單路調(diào)壓系統(tǒng)

只安裝一臺調(diào)壓器或串聯(lián)安裝2臺調(diào)壓器的單管路系統(tǒng)

單路一級典型調(diào)壓系統(tǒng)1－氣源總切斷閥；2－切斷閥；3－壓力表；4－油氣別離器；5－過濾器；6－調(diào)壓器；7－平安閥；8－放散管；9－截止閥；10－羅茨流量計；11－旁通管；12－放水管單路一級簡單調(diào)壓系統(tǒng)1－氣源總切斷閥；2－切斷閥；3－壓力表；4－過濾器；5－調(diào)壓器；6－平安閥；7－放散管；8－調(diào)節(jié)閥；9－旁通管2)多路調(diào)壓系統(tǒng)

是指燃氣在經(jīng)過幾臺并聯(lián)的調(diào)壓器之后又集合在一起向外輸送的多管路系統(tǒng)多路一級調(diào)壓系統(tǒng)1－氣源總切斷閥；2－切斷閥；3－壓力表；4－分氣缸；5－過濾器；6－調(diào)壓器；7－集氣缸；8－放散管；9－平安閥；10－排污管；11－調(diào)節(jié)閥；12－旁通管3)二級調(diào)壓系統(tǒng)

當調(diào)壓站進氣壓力和所要求的調(diào)壓后的供氣壓力相差很大時，可考慮采用兩級調(diào)壓系統(tǒng)。兩級調(diào)壓就是在系統(tǒng)中串聯(lián)安裝2臺適當?shù)恼{(diào)壓器，經(jīng)過兩次降壓到達調(diào)壓要求。一般當調(diào)壓系統(tǒng)進出口壓差不超過1.0MPa，調(diào)壓比大于20時，采用兩級調(diào)壓系統(tǒng)。當調(diào)壓系統(tǒng)要供給2種氣壓不同的燃燒器，也可采用局部兩級調(diào)壓系統(tǒng)，將經(jīng)過一級調(diào)壓器后的一局部燃氣直接送至要求較高的燃燒器使用，另一局部燃氣再經(jīng)過第二級調(diào)壓器降壓后送至要求較低的燃燒器使用。單路二級調(diào)壓系統(tǒng)

1－氣源總切斷閥；2－切斷閥；3－壓力表；4－過濾器；5－一級調(diào)壓器；6－二級調(diào)壓器；7－平安水封；8－放散管；9－自來水管；10－流量孔板；11－調(diào)節(jié)閥；12－旁通管局部二級調(diào)壓系統(tǒng)1－氣源總切斷閥；2－切斷閥；3－壓力表；4－過濾器；5－一級調(diào)壓器；6－截止閥；7－二級調(diào)壓器；8－平安水封；9－放散管；10－自來水管；11－流量孔板；12－平安閥4)帶輔助調(diào)壓器和帶監(jiān)視調(diào)壓器的系統(tǒng)〔國外常用〕在經(jīng)常工作的調(diào)壓器〔稱主調(diào)壓器〕旁邊并聯(lián)安裝1臺小調(diào)壓器〔稱輔助調(diào)壓器〕。當系統(tǒng)處于很低負荷運行，主調(diào)壓器不能正常工作時，關(guān)閉主調(diào)壓器，開啟輔助調(diào)壓器，以保證系統(tǒng)調(diào)壓穩(wěn)定。適用于上下符合相差很大的調(diào)壓系統(tǒng)。輔助調(diào)壓器的流通能力一般按主調(diào)壓器流通能力的25％～30％來選擇。2．調(diào)壓系統(tǒng)工藝流程和附件配置

工藝流程：一般由氣源或城市燃氣管網(wǎng)來的燃氣管道先經(jīng)過一個設(shè)置在站外的氣源總切斷閥〔一般安裝在閥門井內(nèi)〕，然后進入調(diào)壓站。在調(diào)壓站內(nèi)，燃氣先經(jīng)過油水別離器、過濾器去除其中所攜帶的水分、油分和雜質(zhì)，再通過調(diào)壓器進行降壓，使燃氣壓力到達燃燒設(shè)備所要求的數(shù)值〔考慮到調(diào)壓站和鍋爐之間的壓力損失〕，調(diào)后的氣壓應(yīng)比燃燒設(shè)備要求的壓力適當提高，然后送到鍋爐房。附件配置：在系統(tǒng)的入口段〔調(diào)壓器前〕設(shè)置放散管、壓力表；在每隔調(diào)壓支路的前后安裝切斷閥；每臺調(diào)壓器的后面應(yīng)安裝壓力表；在調(diào)壓器后的輸氣管上或多路并聯(lián)調(diào)壓支路的集氣聯(lián)箱上應(yīng)安裝平安閥或設(shè)置平安水封；在管和設(shè)備的最低點應(yīng)設(shè)置排污放水點。此外，還有的調(diào)壓系統(tǒng)設(shè)置有吹掃管路和供上下極限壓力報警的壓力控制器〔即控制開關(guān)〕。3．調(diào)壓系統(tǒng)旁通管、吹掃管、放散管及壓縮空氣管道的設(shè)置

〔1〕旁通管調(diào)壓系統(tǒng)均應(yīng)設(shè)置旁通管，在旁通管路上應(yīng)安裝切斷閥和調(diào)節(jié)閥。當系統(tǒng)為中、低壓時，有時只安裝一個截止閥，起調(diào)節(jié)和關(guān)閉的雙重作用。當調(diào)壓系統(tǒng)正常運行時，關(guān)閉旁通管上的閥門，旁通管路處于備用狀態(tài)，氣流通過調(diào)壓器進行調(diào)壓。旁通管只是在以下情況下才開啟使用：1〕當調(diào)壓器、過濾器發(fā)生故障，或進行清洗檢修時，開啟旁通管路，保證系統(tǒng)連續(xù)供氣；2〕當調(diào)壓系統(tǒng)進氣壓力偏低時，為了減少氣流通過過濾器的阻力，保持一定的供氣壓力和輸氣量，開啟旁通管路；3〕當調(diào)壓器投入運行時，為了保護調(diào)壓器平安起動，應(yīng)先微微開啟旁通管路，使調(diào)壓器后有一定的氣壓，然后開啟調(diào)壓器；〔2〕吹掃管和放散管調(diào)壓系統(tǒng)的平安閥或平安水封，也應(yīng)各自設(shè)置獨立的放散管。吹掃點應(yīng)設(shè)在系統(tǒng)中容易聚集雜質(zhì)的設(shè)備附件或彎頭附近。放散管應(yīng)引至室外，其排出口應(yīng)高出屋脊2米以上。露天布置的調(diào)壓站放散管應(yīng)接至離周圍建筑物較遠的平安地點，一般均應(yīng)高出地面4米以上。放散管排出的氣體不應(yīng)竄入臨近的建筑物內(nèi)或吸入通風裝置內(nèi)?！?〕壓縮空氣及其管道當調(diào)壓站內(nèi)有壓縮空氣驅(qū)動的調(diào)壓器、氣動閥門或氣動儀表時，需要設(shè)置壓縮空氣管道，供給含油、含水和機械雜質(zhì)都極少的壓縮空氣。供給氣動設(shè)備使用的壓縮空氣必須經(jīng)過過慮和枯燥處理。第四節(jié)

燃氣管道的水力計算

水力計算的任務(wù)是根據(jù)燃氣流量和允許壓力損失來確定管道的直徑，或在管徑和壓力損失的條件下，求算管道的流通流量。一、燃氣管道管徑計算二、各種燃氣在不同壓力下的水力計算公式一、燃氣管道管徑計算

鍋爐房內(nèi)管徑可根據(jù)燃氣流量QS和選取的管內(nèi)流速來計算

管徑mm<80100200300400~700流速m/s467810~12對于天然氣管道，管內(nèi)實際流速不應(yīng)大于25m/s，對于城市煤氣、發(fā)生爐煤氣允許流速見表3－12。二、各種燃氣在不同壓力下的水力計算公式

燃氣沿管道流動時的總阻力為摩擦阻力Δpm和局部阻力Δpj之和.Δp=Δpm+Δpj

1．低壓燃氣管道的摩擦阻力損失計算1)當Re≤2100時

2〕當Re＝2100～3500時3〕當Re>3500時①管道材料為鋼管時

②管道材料為鑄鐵管時

2．中壓和高壓燃氣管道的壓力損失〔摩擦阻力〕1〕管道材料為鋼管時2〕管道材料為鑄鐵管時3．燃氣管道局部阻力計算

局部阻力通常采用2種方法計算1〕公式計算法2〕當量長度計算法當燃氣管道供氣壓力大于鍋爐房所需用的壓力而局部阻力不需要特別精確計算時，可將產(chǎn)生局部阻力的各個構(gòu)件折合成相當長度直線管段，然后根據(jù)管道所輸送的燃氣壓力按相應(yīng)的管道阻力公式進行計算。此法計算簡便，表3－15列出了燃氣管道上各構(gòu)件的局部阻力當量長度。在實際計算時，燃氣管道的局部阻力通常是取摩擦阻力損失的一個百分數(shù)，而不進行詳細計算。對室外高、中壓燃氣管道的局部阻力常按摩擦阻力的5％作近似計算；低壓燃氣管道局部阻力按摩擦阻力的10％計算；鍋爐房內(nèi)的燃氣管道局部阻力應(yīng)按實際情況進行計算。4．燃氣管道管徑及阻力計算圖表

1〕發(fā)生爐冷煤氣管道水力計算見表3－16。書176頁2〕水煤氣及城市煤氣管道水力計算見表3－17。書177頁3〕鍋爐房天然氣管道支管管徑計算如圖3－25。書178頁4〕人工煤氣低壓鋼管水力計算如圖3－26。書179頁5〕人工煤氣高、中壓鋼管水力計算如圖3－27。書180頁6〕天然氣低壓鋼管水力計算如圖3－28。書181頁7〕天然氣高、中壓鋼管水力計算如圖3－29。書182頁8〕人工煤氣低壓鑄鐵管水力計算如圖3－30。書183頁9〕人工煤氣中壓鑄鐵管水力計算如圖3－31。書184頁10〕天然氣低壓鑄鐵管水力計算如圖3－32。書185頁11〕天然氣中壓鑄鐵管水力計算如圖3－33。書186頁第四章燃燒設(shè)備層燃爐——燃料被層鋪在爐排上進行燃燒的爐子。手燒爐風力——機械拋煤機爐鏈條爐排爐L往復(fù)爐排爐W振動爐排爐Z室燃爐——燃料隨空氣流噴入爐室呈懸浮狀燃燒的爐子。煤粉爐燃油爐燃氣爐沸騰爐——燃料在爐室內(nèi)被由下而上送入的空氣流托起，上下翻騰進行燃燒的爐子。F爐子的工作強度第二局部第四章燃燒設(shè)備應(yīng)具備四個條件燃料的燃燒過程已經(jīng)講過，根據(jù)燃料燃燒過程的分析，我們知道燃燒設(shè)備應(yīng)具備四個條件：〔1〕

保持一定的高溫環(huán)境，以便產(chǎn)生急劇的燃燒反響；〔2〕

供給燃料在燃燒中所需的充足而適量的空氣〔3〕

采取適當?shù)拇胧┮员ＷC空氣與燃料能很好接觸混合，并提供燃燒反響所必需的時間和空間〔4〕及時排出燃燒產(chǎn)物——煙氣、灰渣當然，燃燒設(shè)備還應(yīng)具備以下特點：平安可靠結(jié)構(gòu)簡單合理操作維修方便造價低，運費低第二局部第四章人工操作層燃爐——手燒爐

第二局部第四章1．構(gòu)造

第二局部第四章1．構(gòu)造

1爐門；2爐排；3燃燒層；4爐膛；5水冷壁；6汽鍋管束；7灰坑；8灰門爐膛：應(yīng)保持一定的容積和高度；能為燃燒提供充足的空間和時間爐排：通風截面比較大，機械強度、耐熱性能應(yīng)好。通風截面比——爐排上通風總面積與整個爐排面積的比值；ft條狀爐排：ft20~40%；適用于大塊及揮發(fā)物高煤種板狀爐排：ft8~20%適用于無煙煤或褐煤ft的選?。航柚鸁焽枳匀煌L的爐子：20~25%機械通風的爐子：7~10%第二局部第四章2．燃燒層面狀況

第二局部第四章第二局部第四章2．周期性工作

由于手燒爐的燃料是人工間歇參加引起的。新燃料投入，燃料層最厚，隨著燃燒，漸薄。一般兩次投煤間隔5~8分鐘。缺點：經(jīng)?！懊昂跓煥曉颍涸谛氯剂贤度牒?，迅速被加熱、烘干、緊接著揮發(fā)物逸出燃燒，這時參與燃燒的空氣遠遠滿足不了需要，大量逸出的揮發(fā)物在較低爐溫和缺氧的情況下分解、裂化成微細的碳黑粒子——黑煙，隨煙氣從煙囪冒出，這就是手燒爐每次投煤后黑煙滾滾的原因。第二局部第四章三．改善措施

第二局部第四章機械風力拋煤機爐

第二局部第四章1結(jié)構(gòu)1-煤斗；2-拋煤機；3-搖動爐排；4-飛灰回收再燃燒裝置導(dǎo)管；5-風室與渣斗；6-總風道

第二局部第四章機械風力拋煤機1-煤斗；2-落煤調(diào)節(jié)板；3-給煤機滑塊；4-拋煤遠近調(diào)節(jié)板；5-拋煤轉(zhuǎn)子及葉片；6-冷卻風套；7-冷卻風噴口；

8-搖煤風槽及噴口；9-側(cè)風噴口

第二局部第四章工作過程〔1〕拋煤過程煤塊—煤斗—給煤機滑塊—拋煤機調(diào)節(jié)板—拋煤機葉片冷卻風套——風口拋煤工作風——送風總管——搖煤風槽——噴口側(cè)風噴口風室〔2〕給煤量調(diào)節(jié)通過給煤機滑塊的往復(fù)頻率落煤調(diào)節(jié)板〔3〕拋煤遠近調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)板的伸縮來改變轉(zhuǎn)子葉片沖擊角度〔4〕拋煤機配置根據(jù)鍋爐容量確定，一般2~3臺，每臺工作寬度900~1100毫米第二局部第四章鏈條爐排爐

——爐排片象鏈條一樣一環(huán)扣一環(huán)的層燃爐是一種比較完善的層燃爐在中小型電廠，容量較大的供熱鍋爐普遍使用1．結(jié)構(gòu)見88頁2．燃燒過程見91頁3．燃料性質(zhì)對燃燒的影響見92頁4．燃燒調(diào)節(jié)見93頁5．改善燃燒的措施見94頁第二局部第四章1．結(jié)構(gòu)

第二局部第四章1．結(jié)構(gòu)

第二局部第四章1．結(jié)構(gòu)

〔3〕爐排——主要設(shè)備，煤在上面完成燃燒過程。A作用：輸煤：送到爐中載煤：燃料承載體控制煤量，控制爐排速度進行。B構(gòu)造：鏈條：前鏈輪：驅(qū)動輪，主動輪，由電機帶動后滾筒：從動輪爐排片：鑄鐵造，承煤透風作用C類型：鱗片式爐排鏈帶式爐排復(fù)雜程度復(fù)雜較簡單重量較重800~1000kg/m2較輕600~700kg/m2ft6%5.5~12%維修方便可單換爐排片不方便

爐排有效長度：煤閘門到除渣板之間的距離L[m]40%爐排寬度：b[m]爐排面積：F=Lb[m2]空行程：除有效長度以外的其余爐排長度，鏈條在空行程得到冷卻。第二局部第四章2．燃燒過程

第二局部第四章3．燃料性質(zhì)對燃燒的影響

第二局部第四章4．燃燒調(diào)節(jié)

〔1〕送風量調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)風門的大小〔2〕給煤量調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)爐排速度，2~20m/h調(diào)節(jié)煤閘門上下正常運行工況下，煤在進入煤閘門后0.2~0.3m處開始燃燒，在除渣板前0.3~0.5m處根本燃盡。第二局部第四章5．改善燃燒的措施

〔1〕分區(qū)送風：沿爐排有效長度方向所需空氣量不同。一般4~6個獨立風室，每個風室都裝有調(diào)節(jié)風門；〔2〕爐拱：引燃拱：傾斜式；拋物線式。作用：保護煤閘門不受高溫侵蝕反射爐膛熱量給新燃料層前拱：一般高而短，作用：反射爐膛輻射熱給爐排面上燃料層與后拱配合形成喉口，擾動煙氣，利于燃燒后拱：呈“之〞字型，長而矮作用：與前拱一起形成喉口，擾動煙氣，利于燃燒把爐排尾部過量空氣導(dǎo)向燃燒中心帶動后部微小碳粒，在轉(zhuǎn)彎處別離，落到燃料層繼續(xù)燃燒〔3〕二次風風量：為總風量的5~15%風速：50~80風壓：2000~4000布置：小容量鍋爐，前墻或后墻布置大容量鍋爐，前墻和后墻都布置作用：補給空氣；擾動煙氣第二局部第四章往復(fù)推飼爐排爐〔往復(fù)爐〕W第二局部第四章振動爐排爐Z——是利用整個爐排面在交變慣性力下振動，促使煤層跳躍前進，而實現(xiàn)燃燒的機械化。

1．結(jié)構(gòu)

2．型式

風冷固定支點；風冷活動支點

3．優(yōu)缺點優(yōu)點：燃燒較好結(jié)構(gòu)簡單，耗鋼低，運費低缺點：飛灰損失較大，污染環(huán)境爐排片易燒損第二局部第四章煤粉爐

第二局部第四章煤粉特性

煤：煤種不同，強度不一，可磨性不同?？赡ハ禂?shù)Kkm：在風干狀態(tài)下以難磨的無煙煤為比較的標準煤，將它和待測的某種煤由相同粒度磨碎到相同細度時所消耗的電能之比。Kkm<1.2難磨煤Kkm>1.6易磨煤煤粉：粒徑一般在1000微米以下，多在25~50微米煤粉細度：煤粉顆粒的大小。通常用具有標準篩孔尺寸的篩子來測量。常用，70號〔篩孔90-90微米〕30號〔篩孔200-200微米〕用篩中剩下的煤粉占進篩煤粉總重的百分數(shù)R90和R200來表示。不同煤種煤粉細度要求不同，如煙煤R9025~40%褐煤R9040~60%無煙煤R906~14%第二局部第四章磨煤機

豎井式供熱鍋爐用原煤——碎煤機——磨煤機風扇式筒式〔球蘑機〕第二局部第四章燃油、燃氣爐

——燃料油經(jīng)油噴嘴噴入爐膛內(nèi)懸浮狀燃燒1．燃燒條件〔1〕良好的霧化質(zhì)量油性質(zhì)：油黏度油噴嘴油——霧狀粒子，粒徑小于200微米〔2〕合理的配風——調(diào)風器作用：給風；配風

調(diào)風器與油噴嘴共同組成燃燒器。燃燒器布置：與側(cè)墻距離不應(yīng)小于1~1.2m到爐底距離不應(yīng)小于1m兩燃燒器距離不應(yīng)小于1m第二局部第四章五、燃油燃氣燃燒器

燃燒器霧化不好或配風不當會造成以下危害：

2．燃油燃燒器

燃油的燃燒機理

2.2燃油霧化器的種類霧化器——實現(xiàn)燃油霧化的裝置；也稱噴油嘴，簡稱油嘴、油槍或油燒嘴。目前工業(yè)鍋爐使用最廣泛的霧化是機械壓力式霧化。主要是由于霧化的油粒細度適宜鍋爐的燃燒，霧化耗能少，無噪聲，結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，操作方便，易于與空氣取得良好的混合和實現(xiàn)燃燒過程的自動控制。按霧化所用能量不同，霧化器種類見64頁第二章第三節(jié)霧化器種類第二章第三節(jié)燃油霧化器機械霧化介質(zhì)霧化低壓霧化高壓霧化壓力式轉(zhuǎn)杯式簡單壓力式回油壓力式單噴嘴多噴嘴柱塞式〔1〕壓力式霧化見66頁簡單壓力霧化見67頁回油壓力霧化見70頁〔2〕轉(zhuǎn)杯式霧化見72頁〔3〕介質(zhì)霧化噴嘴見73頁〔4〕幾種常用霧化器的特性見75頁第二章第三節(jié)4、機械霧化簡單壓力霧化1〕“簡單〞是指噴油量調(diào)節(jié)方式簡單而言。簡單壓力霧化噴嘴見圖2-82〕噴油量是通過改變進油壓力來調(diào)節(jié)的。3〕所謂二段或三段調(diào)節(jié)，就是將二個或三個噴油嘴組合在一起裝在一個噴頭中，由各自進油管路上的電磁閥啟閉來控制噴油與否。見圖2-10第二章第三節(jié)簡單壓力切向槽霧化噴嘴1-進油管；2-分流片；3-旋流片；4-霧化片；5-電磁閥；6-油泵第二章第三節(jié)56圖2-10二級〔三級〕霧化噴嘴1-油泵；2-電磁閥；3-噴油嘴第二章第三節(jié)123回油壓力霧化噴嘴1〕就是在進油量〔壓力〕不變的情況下，從霧化片旋渦室噴孔的反方向引出一局部燃油使其返回到油箱的噴嘴。原理見圖2-122〕通過改變回油管路上的節(jié)流閥的開度實現(xiàn)噴油量改變。3〕優(yōu)點：霧化質(zhì)量好，調(diào)節(jié)范圍大，易于自動控制。第二章第三節(jié)圖2-12回油式霧化噴嘴第二章第三節(jié)〔2〕轉(zhuǎn)杯式霧化原理：利用告訴旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)杯所產(chǎn)生的離心力，使燃油沿杯壁形成油膜向外流動飛出而霧化。第二章第三節(jié)1-轉(zhuǎn)杯；2-一次風機固定導(dǎo)流片；3-一次風機葉輪；4-空心軸5-軸承；6-傳動皮帶輪；7-電動機

〔3〕介質(zhì)霧化噴嘴1〕是借助于附加介質(zhì)〔蒸氣或空氣〕的能量將燃油粉碎的噴嘴。附加介質(zhì)稱為“霧化劑〞2〕蒸氣霧化和空氣霧化高壓霧化、中壓霧化、低壓霧化外混合式、內(nèi)混合式、中間混合式3〕“Y〞蒸氣噴嘴見圖2-15第二章第三節(jié)“Y〞型蒸氣噴嘴1-外聯(lián)接件；2-內(nèi)聯(lián)接件；3-霧化噴頭；4-壓緊帽；第二章第三節(jié)〔4〕幾種常見霧化器的特性第二章第三節(jié)特性噴嘴形式適應(yīng)粘度(0E)油壓(MPa)氣壓(Mpa)調(diào)節(jié)比特點及適用范圍簡單壓力式2~32~51:1.5結(jié)構(gòu)簡單，阻力小，低負荷霧化質(zhì)量差，適應(yīng)負荷變化不大的鍋爐回油壓力式2~32~51:4結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)節(jié)性好，適應(yīng)各種鍋爐轉(zhuǎn)杯式<100.01~0.031:8結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護要求高，適應(yīng)工業(yè)鍋爐介質(zhì)霧化式8~100.5~2.00.3~1.31:10結(jié)構(gòu)簡單，霧化質(zhì)量隨負荷變化小，耗蒸汽，有噪音，適應(yīng)于各種鍋爐3．燃氣燃燒器

〔1〕擴散式燃燒器：2〕強制鼓風式燃燒器燃燒所需全部空氣均由鼓風機一次供給，燃燒前燃氣不與空氣混合。有套管式、旋流式和平流式?！?〕無焰燃燒器由混合裝置和頭部兩局部組成，在燃燒之前與空氣實現(xiàn)全部預(yù)混，實現(xiàn)無焰燃燒。4．調(diào)風器

沸騰爐

第二局部第四章結(jié)構(gòu)

1．給煤機螺旋給煤機，適用于正壓給煤負壓給煤：是利用爐膛負壓，靠壓差輸送。2．布風板：布風裝置直孔式〔密孔板式爐排〕：空氣垂直向上吹送；易穿風，易結(jié)焦；側(cè)孔式〔風帽式爐排〕：空氣水平吹送；不易穿風；3．風室儲風送風裝置；等壓風室，配風均勻；4．沉浸受熱面〔埋管〕：受熱面布置在沸騰床內(nèi)，故稱~。布置方式：垂直式或傾斜式布置特點：提高傳熱系數(shù)；增大受熱面面積；缺點：易磨損5．灰渣溢出口灰渣溢出；離布風板1.0~1.5m高處。第二局部第四章結(jié)構(gòu)

第二局部第四章料層分布

1．料層：爐膛內(nèi)燃料密集區(qū)〔在布風板上〕2．爐膛內(nèi)分布特點：固定床：空氣速度低，氣流推動力小于顆粒重力，料層在布風板上靜止不動。沸騰床：空氣速度到達臨界速度，料層處于松散的沸騰狀態(tài)氣力輸送：空氣速度遠遠大于臨界速度，顆粒隨氣流飛走。料層一般在爐膛內(nèi)為：沸騰段：由布風板到灰渣溢出口中心線；高1~1.5m；料層凈高300~500mm，運行時為其2~2.5倍懸浮段：由灰渣溢出口中心線以上的爐膛空間；熱態(tài)煙氣流速低，不超過1m/s作用：利于較大顆粒自由沉降，落回沸騰段再燃燒。第二局部第四章爐子的工作強度

爐子的工作強度是用燃料燃燒的強烈程度來表示；對不同燃燒方式的爐子，有不同表示方式。

一．層燃爐

1．爐排可見熱強度qR——單位面積的爐排在單位時間內(nèi)所燃燒燃料的放熱量

2．爐膛容積可見熱強度qV

——單位爐膛容積內(nèi)，在單位時間中的燃料放熱量。

第二局部第四章kJ/m2hW/m2hkJ/m2hW/m2h爐子的工作強度

二．室燃爐

1．爐膛容積熱強度qV

——單位爐膛容積內(nèi)在單位時間中的燃料放熱量

2．爐膛斷面熱強度qF

——單位爐膛橫截面面積上，在單位時間中的燃料放熱量第二局部第四章kJ/m2hW/m2hkJ/m2hW/m2h第五章

鍋爐的熱平衡

鍋爐熱平衡就是鍋爐熱量的收支平衡關(guān)系

燃料帶入熱=鍋爐工質(zhì)吸熱+各種熱損失我們研究的目的：尋找提高吸熱，減少熱損失的方法途徑第一節(jié)鍋爐熱平衡的組成