廣東工業(yè)大學鍋爐原理課件

廣東工業(yè)大學鍋爐原理課件本課件介紹鍋爐的基本原理和結構，并涵蓋了鍋爐設計、運行和維護方面的知識。鍋爐的定義和分類工業(yè)鍋爐主要用于工業(yè)生產，提供蒸汽或熱水，用于發(fā)電、供暖、工藝等。家用鍋爐用于家庭供暖、生活熱水，通常體積較小，效率較高。燃氣鍋爐以天然氣、液化石油氣等為燃料，燃燒效率高，污染排放低。燃煤鍋爐以煤炭為燃料，價格相對低廉，但污染排放較高。鍋爐工作原理1燃料燃燒燃燒釋放熱能2傳熱熱能傳遞至水3水汽化水轉化為蒸汽4蒸汽輸出提供熱能或動力鍋爐通過燃料燃燒釋放熱能，并利用傳熱將熱能傳遞至鍋爐內部的水，使水蒸發(fā)形成蒸汽。產生的蒸汽可用于熱能供應或驅動機械，實現工業(yè)生產和生活所需。鍋爐的主要組成部件燃燒系統(tǒng)燃燒系統(tǒng)是鍋爐的核心部分，它將燃料燃燒釋放的熱量傳遞給水或其他工質。燃燒系統(tǒng)主要包括爐膛、燃燒器和燃料輸送系統(tǒng)。傳熱系統(tǒng)傳熱系統(tǒng)負責將燃燒釋放的熱量傳遞給水，使水沸騰并轉化為蒸汽。傳熱系統(tǒng)通常由鍋爐本體、省煤器、過熱器和再熱器等部件組成。水循環(huán)系統(tǒng)水循環(huán)系統(tǒng)負責將水從鍋爐底部送入爐膛，吸收熱量后變成蒸汽，再將蒸汽送往汽包，最后將剩余的熱量傳遞給汽包。輔助系統(tǒng)輔助系統(tǒng)包括給水系統(tǒng)、除氧器、排污系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)和安全裝置等，它們保證鍋爐安全、穩(wěn)定、高效地運行。熱力學基礎知識熱力學定律熱力學定律是描述能量轉換和傳遞的基本規(guī)律，例如能量守恒定律、熵增原理等。能量轉換鍋爐的工作原理是通過燃燒燃料將化學能轉化為熱能，再通過傳熱過程將熱能傳遞給水，最終產生蒸汽。熱力學循環(huán)熱力學循環(huán)是描述能量轉換和傳遞的過程，例如朗肯循環(huán)、布雷頓循環(huán)等。燃料和燃燒燃料類型鍋爐使用的燃料多種多樣，包括煤炭、石油、天然氣、生物質燃料等。燃燒過程燃料在氧氣充足的情況下發(fā)生化學反應，釋放熱量，生成燃燒產物。燃燒效率燃燒效率取決于燃料的性質、燃燒條件和鍋爐設計。環(huán)境影響燃燒過程會產生污染物，需要采取措施控制排放，保護環(huán)境。燃料的性質和種類11.燃料的化學性質燃料的主要化學成分是碳、氫、氧等，它們在燃燒時會釋放熱量。22.燃料的物理性質燃料的物理性質包括密度、粘度、揮發(fā)分等，這些性質影響燃燒過程。33.燃料的種類常見的燃料種類包括固體燃料、液體燃料和氣體燃料，每種燃料都有其優(yōu)缺點。44.燃料的選用選擇燃料要根據鍋爐類型、燃料的供應情況、經濟成本等因素綜合考慮。燃燒過程分析燃燒階段燃燒過程包括多個階段，從燃料的預熱到最終形成燃燒產物。燃燒效率燃燒效率是衡量燃燒過程的重要指標，反映了燃料能量轉化為熱能的比例。燃燒產物燃燒產物包括二氧化碳、水蒸氣、氮氣等，以及可能產生的有害氣體。燃燒控制控制燃燒過程的條件，如燃料供應、空氣量、溫度等，以優(yōu)化燃燒效率和減少污染。鍋爐爐膛熱工分析爐膛是鍋爐的核心部件，是燃料燃燒和熱量傳遞的主要場所。爐膛熱工分析主要包括燃燒過程分析、傳熱過程分析以及溫度場分析。燃燒過程分析主要關注燃燒效率、火焰形狀、煙氣成分等參數，分析燃燒過程中的熱量釋放、煙氣流場以及溫度場分布。傳熱過程分析主要關注熱量從火焰到受熱面?zhèn)鬟f的效率，分析不同傳熱方式的影響，例如對流傳熱、輻射傳熱以及傳導傳熱。指標意義爐膛溫度燃燒過程的劇烈程度煙氣成分燃燒效率和環(huán)境污染熱量傳遞效率鍋爐效率和運行成本鍋爐傳熱過程鍋爐傳熱過程是鍋爐燃燒釋放的熱能傳遞給水的過程，這個過程主要通過對流、傳導和輻射三種方式進行。1對流熱量通過流體運動進行傳遞2傳導熱量通過物體的直接接觸進行傳遞3輻射熱量通過電磁波進行傳遞鍋爐傳熱效率是衡量鍋爐性能的重要指標，直接影響著鍋爐的經濟性和環(huán)保性。省煤器的作用和構造省煤器的作用省煤器是鍋爐的重要輔助設備之一，它的主要作用是回收煙氣中的熱量，預熱鍋爐給水，提高鍋爐效率，節(jié)約燃料。省煤器的構造省煤器通常由鋼管、管板、集箱等組成，鋼管內通入鍋爐給水，煙氣在鋼管外流動，將熱量傳遞給給水。省煤器的類型省煤器可以根據其結構分為多種類型，例如直管式、蛇形管式等。不同的類型有不同的特點，需要根據鍋爐的具體情況選擇。省煤器的安裝省煤器一般安裝在鍋爐的爐膛出口處，與煙道相連接，煙氣通過省煤器，將熱量傳遞給給水。省煤器的熱工分析省煤器是鍋爐的重要組成部分，用于預熱鍋爐給水，提高鍋爐效率，降低燃料消耗。省煤器通常安裝在鍋爐的煙道中，利用煙氣中的熱量加熱鍋爐給水。省煤器可分為多種類型，例如：管式省煤器、板式省煤器等。省煤器的熱工分析主要包括：傳熱過程分析、熱效率計算、壓力損失計算等。進水溫度出水溫度煙氣溫度通過對省煤器傳熱過程的分析，可以確定省煤器的熱效率，并根據熱效率計算出省煤器的節(jié)能效果。同時，也需要對省煤器壓力損失進行計算，以確保省煤器在運行過程中不會造成過大的壓力損失，影響鍋爐的正常運行。蒸汽發(fā)生器蒸汽發(fā)生器概述蒸汽發(fā)生器是鍋爐的重要組成部分，其主要功能是將鍋爐給水加熱至飽和狀態(tài)，并將其蒸發(fā)成蒸汽。熱交換過程蒸汽發(fā)生器內部包含多個傳熱面，通過燃燒產生的熱量加熱鍋爐水，實現熱量傳遞。蒸汽參數控制通過調節(jié)燃燒強度和水位，可以控制蒸汽的壓力、溫度和流量等參數。效率和節(jié)能蒸汽發(fā)生器設計應考慮提高熱效率和節(jié)約能源，以降低運行成本。蒸汽發(fā)生器的熱工分析蒸汽發(fā)生器是鍋爐中最重要的部件之一。其熱工分析主要包括熱量平衡分析、傳熱過程分析和熱效率分析等。熱量平衡分析是根據能量守恒定律，對蒸汽發(fā)生器中各部分的熱量輸入和輸出進行分析，以確定其熱效率和熱損失情況。傳熱過程分析是研究蒸汽發(fā)生器內熱量傳遞的過程，包括對流傳熱、輻射傳熱和對流輻射復合傳熱等。熱效率分析是指蒸汽發(fā)生器將燃料燃燒產生的熱量轉化為蒸汽熱量的效率，是衡量蒸汽發(fā)生器性能的重要指標。蒸汽發(fā)生器熱工分析可以幫助我們更好地理解蒸汽發(fā)生器的工作原理，提高其運行效率，降低能源消耗，并確保其安全穩(wěn)定運行。鍋爐蒸汽系統(tǒng)蒸汽管道蒸汽管道將鍋爐產生的蒸汽輸送到用戶所需的應用場景。管道設計需要考慮蒸汽壓力、溫度、流量等因素。常見的管道材質包括碳鋼、不銹鋼等。蒸汽分配系統(tǒng)蒸汽分配系統(tǒng)負責將蒸汽分配到不同的用戶，并控制蒸汽流量和壓力。分配系統(tǒng)通常包括閥門、管道、儀表等組件。蒸汽凝結水回收系統(tǒng)凝結水回收系統(tǒng)收集蒸汽使用后產生的凝結水，并將其送回鍋爐系統(tǒng)?；厥漳Y水可以降低鍋爐用水量，節(jié)省能源。鍋爐水處理與水質要求鍋爐水處理的重要性鍋爐水處理確保鍋爐安全運行，防止結垢、腐蝕和汽水共存，提高鍋爐效率。水質指標控制嚴格控制鍋爐給水和循環(huán)水中溶解鹽類、硬度、堿度和pH值，保證水質符合要求。常見的鍋爐水處理方法軟化處理除鹽處理化學清洗鍋爐給水系統(tǒng)11.給水泵給水泵將水從低壓儲水池提升至鍋爐，保證鍋爐供水壓力。22.給水管道給水管道將給水泵送來的水輸送至鍋爐，確保給水流量和溫度。33.給水除氧器除氧器去除給水中溶解的氧氣，防止鍋爐內發(fā)生腐蝕。44.給水調節(jié)裝置調節(jié)裝置控制給水流量，保證鍋爐水位穩(wěn)定。汽包結構及其作用汽包結構汽包是鍋爐的重要組成部分，主要由圓筒形容器組成，具有較大的容積。蒸汽水分離汽包內部設有蒸汽水分離裝置，將蒸汽與水有效分離。水位控制汽包配備水位控制系統(tǒng)，保證鍋爐運行過程中的穩(wěn)定水位。蒸汽輸出汽包頂部設有蒸汽出口，將飽和蒸汽輸送到汽輪機等設備。汽包水位控制1水位控制汽包水位控制是鍋爐運行的關鍵環(huán)節(jié)，保證鍋爐安全穩(wěn)定運行。2水位測量采用多種水位測量儀表監(jiān)測汽包水位變化，確保實時監(jiān)控。3水位調節(jié)通過控制給水流量，自動調節(jié)汽包水位，維持在安全范圍內。鍋爐安全裝置安全閥安全閥是鍋爐的重要安全裝置，用于防止鍋爐壓力過高，保護鍋爐和人員安全。低水位報警器低水位報警器在鍋爐水位過低時發(fā)出警報，提醒操作人員及時補充鍋爐水位，防止干燒鍋爐。壓力表壓力表用于實時監(jiān)控鍋爐壓力，確保鍋爐運行在安全范圍內。溫度計溫度計用于監(jiān)測鍋爐水溫、蒸汽溫度等關鍵溫度參數，確保鍋爐安全運行。鍋爐自動控制系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)現代鍋爐采用自動控制系統(tǒng)，實現安全、高效運行。燃燒控制通過控制燃料供給和燃燒過程，優(yōu)化燃燒效率。水位控制維持鍋爐水位穩(wěn)定，確保安全運行。壓力控制調節(jié)蒸汽壓力，滿足生產需求。鍋爐檢修和維護1定期檢查確保鍋爐安全運行2清潔維護提高鍋爐效率3必要維修延長鍋爐壽命定期檢查可以發(fā)現潛在問題，及時采取措施，避免事故發(fā)生。清潔維護可以減少積垢和腐蝕，提高鍋爐熱效率。必要維修可以修復損壞的部件，延長鍋爐使用壽命。鍋爐事故分析11.安全事故類型鍋爐安全事故類型包括爆炸、泄漏、火災、人員傷亡等。22.事故原因分析分析事故發(fā)生的根本原因，例如設計缺陷、操作失誤、維護保養(yǎng)不當等。33.事故預防措施制定有效的預防措施，例如加強安全培訓、定期檢查、制定應急預案等。44.事故處理流程明確事故發(fā)生后的處理流程，包括人員疏散、應急救援、事故調查等。鍋爐環(huán)保技術煙氣脫硫脫硫技術可以有效減少二氧化硫排放，改善大氣環(huán)境質量。常用的脫硫方法包括濕法脫硫和干法脫硫，其中濕法脫硫效率更高。煙氣脫硝脫硝技術可以有效降低氮氧化物排放，減少酸雨和霧霾的形成。常用的脫硝方法包括選擇性催化還原法和非選擇性催化還原法。鍋爐運行管理11.安全運行鍋爐運行管理的首要任務是確保鍋爐安全，防止事故發(fā)生，保障人員和設備的安全。22.經濟運行優(yōu)化運行參數，降低能耗，提高鍋爐效率，節(jié)約燃料成本。33.穩(wěn)定運行維持鍋爐的正常運行，確保蒸汽參數穩(wěn)定，滿足生產需求。44.環(huán)境保護控制鍋爐排放污染物，達到環(huán)保標準，保護環(huán)境。鍋爐效率評價鍋爐效率是指鍋爐將燃料熱能轉化為蒸汽熱能的比例。它是一個重要的性能指標，反映了鍋爐的經濟性和節(jié)能效果。80%效率目標現代鍋爐設計目標通常是達到80%以上的熱效率。10%燃燒損失未完全燃燒、煙氣排放等因素會導致熱能損失，降低效率。5%傳熱損失鍋爐壁面、煙道等處的熱量損失會降低鍋爐效率。鍋爐效率的評價方法主要包括熱量平衡法、煙氣分析法和儀表測試法等。通過對鍋爐運行參數的測量和計算，可以評估鍋爐的實際效率，并分析影響因素，找到提高效率的措施。鍋爐技術發(fā)展趨勢更高效的能源利用鍋爐設計更加注重節(jié)能減排，提高熱效率，降低排放。清潔能源的應用利用可再生能源，如生物質能、太陽能和地熱能，減少對化石燃料的依賴。智能化和自動化采用先進的控制系統(tǒng)和傳感器技術，實現鍋爐的智能化運行和遠程監(jiān)控。新技術和材料應用納米材料、新型燃燒技術等新技術，進一步提升鍋爐性能。實驗和課程考核實驗考核實驗考核是檢驗學生對鍋爐原理知識掌握程度的重要手段，通過實際操作加深理解。鍋爐模型實驗鍋爐參數測量燃燒過程分析課程考核課程考核形式靈活多樣，包括平時作業(yè)、期中考試和期末考試。課堂討論案例分析論文撰寫總結與展望鍋爐技術進步鍋爐技術不斷發(fā)展，節(jié)能減排、智能化控制等成為發(fā)展趨勢。環(huán)保要求鍋爐排放污染物需滿足日益嚴格的環(huán)保標準。應用領域鍋爐應用領域不斷擴展，覆蓋更多行業(yè)，包括電力、化工、食品等。問答與討論課堂互動是學習的重要環(huán)節(jié)。鼓勵學生積極提問，分享自己的觀點，并與老師和同學進行深入的討論。老師應耐心解答學生的問題，引導他們思考和分析問題，并幫助他們解決學習中的困惑。討論可以幫助學生加深對鍋爐原理的理解，培養(yǎng)他們的批判性思維和溝