一、基本概念

什么是鍋爐

利用燃料燃燒釋放的熱能或其他熱能加熱水或其他工質，以生產規定參數(溫度、壓力)和品質的蒸汽、熱水或其他工質的設備。

鍋爐是一種能量轉換設備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學能、電能、高溫煙氣的熱能等形式，而經過鍋爐轉換，向外輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體。鍋的原義指在火上加熱的盛水容器，爐指燃燒燃料的場所，鍋爐包括鍋和爐兩大部分。鍋爐中產生的熱水或蒸汽可直接為工業生產和人民生活提供所需熱能，也可通過蒸汽動力裝置轉換為機械能，或再通過發電機將機械能轉換為電能。提供熱水的鍋爐稱為熱水鍋爐，主要用于生活，工業生產中也有少量應用。產生蒸汽的鍋爐稱為蒸汽鍋爐，常簡稱為鍋爐，多用于火電站、船舶、機車和工礦企業。

鍋爐是一種利用燃料燃燒后釋放的熱能或工業生產中的余熱傳遞給容器內的水，使水達到所需要的溫度（熱水）或一定壓力蒸汽的熱力設備。它是由“鍋”（即鍋爐本體水壓部分、吸熱的部分稱為鍋）、“爐”（即燃燒設備部分、產生熱量的部分稱為爐）、附件儀表及附屬設備構成的一個完整體。例如水冷壁、過熱器、省煤器等吸熱的部分可以看成是鍋；而爐膛、燃燒器、燃油泵，送、引風機可以看成是爐。

鍋爐在“鍋”與“爐”兩部分同時進行，水進入鍋爐以后，在汽水系統中鍋爐受熱面將吸收的熱量傳遞給水，使水加熱成一定溫度和壓力的熱水或生成蒸汽，被引出應用。在燃燒設備部分，燃料燃燒不斷放出熱量，燃燒產生的高溫煙氣通過熱的傳播，將熱量傳遞給鍋爐受熱面，而本身溫度逐漸降低，*后由煙囪排出。

鍋爐的主要工作過程：

1) 燃料燃燒過程：層燃：煤→煤斗→爐排—（完成燃燒）→高溫煙氣

2) 煙氣向工質傳熱過程：高溫煙氣—（輻射）→水冷壁—（輻射對流）→凝渣管—（輻射對流）→過熱、再熱管—（對流）→省煤器—（除塵脫硫）→低溫煙氣排向大氣

3) 工質的加熱汽化過程：給水（系統用水補給水）→給水箱→泵→省煤器→鍋筒—（下降管）→下集箱→水冷壁管束—（輻射對流 汽水混合物）→分離器→飽和蒸汽→過熱器→過熱蒸汽→用戶

參數

是表示鍋爐性能的主要指標，包括鍋爐容量、蒸汽壓力、蒸汽溫度、給水溫度等.鍋爐容量可用額定蒸發量或*大連續蒸發量來表示。額定蒸發量是在規定的出口壓力、溫度和效率下，單位時間內連續生產的蒸汽量。*大連續蒸發量是在規定的出口壓力、溫度下，單位時間內能*大連續生產的蒸汽量。

蒸汽參數

包括鍋爐的蒸汽壓力和溫度，通常是指過熱器、再熱器出口處的過熱蒸汽壓力和溫度如沒有過熱器和再熱器，即指鍋爐出口處的飽和蒸汽壓力和溫度。給水溫度是指省煤器的進水溫度，無省煤器時即指鍋筒進水溫度。

鍋爐容量

是指鍋爐提供熱能的一種能力。容量大供熱的能力大、出力大；反之就小。如：容量為1t/h蒸汽鍋爐，即表示該鍋爐在1小時內可以將1噸的水變成一定壓力下飽和蒸汽的能力。

工作壓力

工作壓力是指鍋爐*高允許使用的壓力。工作壓力是根據設計壓力來確定的，通常用MPa來表示。

鍋爐壓力

鍋爐行業通常所指的鍋爐壓力（壓強）即表示垂直于容器單位壁面積上的力，用“Mpa”表示，舊單位“公斤力/厘米2” （kgf/cm2）。

額定溫度

鍋爐銘牌上標明的溫度是鍋爐出口處介質的溫度，又稱額定溫度。

蒸發量（D）

蒸汽鍋爐長期安*運行時，每小時所產生的蒸汽數量，即該臺鍋爐的蒸發量，用“D”表示，單位為噸/小時（t/h）。

飽和蒸汽

鍋爐中的水在某一壓力下被燃料燃燒所放出的熱量加熱而發生沸騰，汽化變為蒸汽，這種處于沸騰狀態下的爐水溫度是飽和蒸汽；鍋內壓力高，飽和蒸汽溫度就高。如1.0 Mpa飽和蒸汽溫度184℃，1.25 Mpa飽和蒸汽溫度193℃。

過熱蒸汽

溫度高于對應壓力下的飽和溫度的蒸汽稱為過熱蒸汽。過熱蒸汽的熱焓大，熵值高做功的能力大，與飽和蒸汽質量相同的過熱蒸汽作為熱源用，可使被加熱的介質溫度升得高，送入汽輪發電機則可以發出較多的電力。

熱功率（供熱量Q）

熱水鍋爐長期安*運行時，每小時出水有效帶熱量。即該臺鍋爐的熱功率，用“Q”表示，單位為兆瓦（MW），工程單位為104千卡/小時（104Kcal/h）。

鍋爐熱效率

是指鍋爐或有機熱載體爐在熱交接過程中，被水、蒸汽或導熱油所吸收的熱量，占進入鍋爐的燃料完*燃燒所放出的熱量的百分數。

水汽系統

在水汽系統方面，給水在加熱器中加熱到一定溫度后，經給水管道進入省煤器，進一步加熱以后送入鍋筒，與鍋水混合后沿下降管下行至水冷壁進口集箱。水在水冷壁管內吸收爐膛輻射熱形成汽水混合物經上升管到達鍋筒中，由汽水分離裝置使水、汽分離。分離出來的飽和蒸汽由鍋筒上部流往過熱器，繼續吸熱成為一定溫度的過熱蒸汽（目前大多300MW、600MW機組蒸汽溫度約為540℃左右），然后送往汽輪機。

燃燒和煙風系統

在燃燒和煙風系統方面，送風機將空氣送入空氣預熱器加熱到一定溫度。在磨煤機中被磨成一定細度的煤粉，由來自空氣預熱器的一部分熱空氣攜帶經燃燒器噴入爐膛。燃燒器噴出的煤粉與空氣混合物在爐膛中與其余的熱空氣混合燃燒，放出大量熱量。燃燒后的熱煙氣順序流經爐膛、凝渣管束、過熱器、省煤器和空氣預熱器后，再經過除塵裝置，除去其中的飛灰，*后由引風機送往煙囪排向大氣。

燃料

工業鍋爐用燃料分為三類：

固體燃料—煙煤，無煙煤，褐煤，泥煤，油頁巖，木屑，甘蔗渣，稻糠等；

液體燃料—重油，渣油，柴油，等；

氣體燃料—天然氣，人工燃氣，液化石油氣等。

煤的成分及性質

組成：C.H.O.N.S.A.W

高位發熱量Q高是指1KG燃料完*燃燒后燃燒產物冷卻到使其中的水蒸氣凝結成0度的水時放出的熱量。

低位發熱量Q低是指1KG燃料完*燃燒后燃燒產物除去汽化潛熱后所得的熱量。

鍋爐設計采用低位發熱量的原因：煤在燃燒后，排煙仍具有相當高的溫度，使得蒸汽無法凝結，汽化潛熱無法回收利用，因而采用低位發熱量。

隔絕空氣加熱到850℃以上，有機物和礦物質發生分解，分解析出的氣態產物稱揮發分。揮發分多的煤易著火，易燃盡；

應用成分：C%+H%+O%+N%+S%+A%+W%=

干燥成分：C%+H%+O%+N%+S%+A%=

可燃成分：C%+H%+O%+N%+S%=

鍋爐煙氣

鍋爐煙氣中所含粉塵(包括飛灰和炭黑)、硫和氮的氧化物都是污染大氣的物質，未經凈化時其排放指標可達到環境保護規定指標的幾倍到數十倍。控制這些物質排放的措施有燃燒前處理、改進燃燒技術、除塵、脫硫和脫硝等。借助高煙囪只能降低煙囪附近地區大氣中污染物的濃度。

煙氣除塵所使用的作用力有重力、離心力、慣性力附著力以及聲波、靜電等。對粗顆粒一般采用重力沉降和慣性力的分離，在較高容量下常采用離心力分離除塵靜電除塵器和布袋過濾器具有較高的除塵效率。濕式和文氏—水膜除塵器中水滴水膜能粘附飛灰，除塵效率很高還能吸收氣態污染物。

二、鍋爐的分類和規格型號

自然循環鍋爐：利用水汽密度差產生的壓頭，提供循環動力。

直流鍋爐：依靠水泵的壓頭來提供動力。

強制循環：鍋爐下降管中加裝了循環泵。

一.鍋爐的分類

1、按煙氣在鍋爐流動的狀況分

水管鍋爐、鍋殼鍋爐（火管鍋爐）、水火管組合式鍋爐。 

2、按鍋筒放置的方式分

立式鍋爐、臥式鍋爐。 

3、按鍋筒數量分

單鍋筒鍋爐、雙鍋筒鍋爐。 

4、按用途分

生活鍋爐、工業鍋爐、電站鍋爐、車船用鍋爐。 

5、按介質分

蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、汽水兩用鍋爐、有機熱載體鍋爐。 

6、按安裝方式分

快裝鍋爐、組裝鍋爐、散裝鍋爐。 

7、按燃料分

燃生物質顆粒鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐、余熱鍋爐、電加熱鍋爐、生物質鍋爐。 

8、按水循環分

自然循環、強制循環、直流鍋爐、復合循環。 

9、按壓力分

常壓鍋爐、低壓鍋爐、中壓鍋爐、高壓鍋爐、壓鍋爐。 

10、按鍋爐數量分

單鍋筒鍋爐、雙鍋筒鍋爐。 

11、按燃燒定在鍋爐內部或外部分

內燃式鍋 爐、外燃式鍋爐。

12、按工質在蒸發系統的流動方式

可分為自然循環鍋爐、強制循環鍋爐、直流鍋爐等。 

13、按制造級別分類

*級、B級、C級、D級、E級（按制造鍋爐的壓力分）。 

14、按出口蒸汽壓力分為

低壓鍋爐（P〈2.45MPa）、中壓鍋爐（3.8〈P〈5.8MPa）、高壓鍋爐（5.9〈P=12.6MPa）、壓鍋爐（12.7〈P=15.8MPa）、亞臨界鍋爐（15.9〈P=18.3MPa）、超臨界鍋爐（22.115〈P〈30MPa）、超超臨界鍋爐>30MPa。

15、按鍋爐的蒸發量分類

（1）小型鍋爐：D<20噸/小時；

（2）中型鍋爐：D=20∽75噸/小時；

（3）大型鍋爐：D>75噸/小時。

二、鍋爐型號由三部分組成

第*部分表示鍋爐型式，燃燒方式和額定蒸發量或額定熱功率。共分三段：第*段用兩個漢語拼音表示鍋爐總體形式；*二段用一個漢語拼音字母代表燃燒方式（廢熱鍋爐無燃燒方式代號）；第三段用阿拉伯數字表示蒸汽鍋爐的額定蒸發量，單位為t/h（噸/小時），或熱水鍋爐的額定熱功率，單位為MW（兆瓦）或廢熱鍋爐的受熱面，單位為m2（平方米）。

型號的*二部分表示介質參數。共分兩段，中間用斜線分開，第*段用阿拉伯數字表示介質出口壓力，單位為MPa（兆帕）；*二段用阿拉伯數字表示過熱蒸汽溫度或出水溫度、回水溫度，單位為℃，生產飽和蒸汽的鍋爐沒有這段數字。

型號的第三部分表示燃料種類和設計次序。共分兩段：第*段用漢語拼音字母代表燃料種類，同時以羅馬數字代表燃料分類與之并列，見表1—4。如同時使用幾種燃料，主要燃料放在前面一段連接書寫。原型設計無*二段。

舉例：

（1）DZL4—1.0—AⅡ，表示單鍋筒縱置式鏈條爐排額定蒸發量為4噸/小時，蒸汽壓力為1.0MPa，蒸汽溫度為飽和溫度，燃用Ⅱ類煙煤，原型設計的蒸氣鍋爐。

（2）WNS2—0.7—YC，表示臥式內燃室燃爐，額定蒸發量為2噸/小時，蒸汽壓力為0.7 MPa，蒸汽溫度為飽和溫度，燃柴油原型設計的蒸氣鍋爐。

（3）QXS7—1.0/115/90—QT，表示強制循環室燃爐，額定功率為7MW，供水壓力為1.0 MPa，供水溫度為115℃，回水溫度為90℃，天然氣原型設計的熱水鍋爐。

三、蒸汽鍋爐結構簡介

整體結構

鍋爐整體的結構包括鍋爐本體（drum)、輔助設備和安*裝置兩大部分。鍋爐中的爐膛、鍋筒、燃燒器、水冷壁、過熱器、省煤器、空氣預熱器、構架和爐墻等主要部件構成生產蒸汽的重要部分，稱為鍋爐本體。鍋爐本體中兩個*主要的部件是爐膛和鍋筒。 爐膛又稱燃燒室，是供燃料燃燒的空間。將固體燃料放在爐排上，進行火床燃燒的爐膛稱為層燃爐，又稱火床爐；將液體、氣體或磨成粉狀的固體燃料，噴入火室燃燒的爐膛稱為室燃爐，又稱火室爐；空氣將煤粒托起使其呈沸騰狀態燃燒，并適于燃燒劣質燃料的爐膛稱為沸騰爐，又稱流化床爐；利用空氣流使煤粒高速旋轉，并強烈火燒的圓筒形爐膛稱為旋風爐。