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安全设备工程复习重点 第一章 锅炉基础知识 一、锅炉的基本概念 1、锅炉的中心任务就是把燃料中的化学能最有效地转化成为蒸汽或热水的热能。 2、《特种设备安全监察条例》中对锅炉的限制性定义 在《特种设备安全监察条例》中给出了限制性定义：“锅炉，是指利用各种燃料、电或者其他能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，并承载一定压力的密闭装备，其范围规定为容积大于或者等于30L的承压蒸汽锅炉、出口水压大于或者等于0.1MPa（表压），且额定功率大于或者等0.1MW的承压热水锅炉、有机热载体锅炉。 3、火管锅炉和水管锅炉的特点 燃烧后的烟气在管中流动，叫做锅壳锅炉，又叫火管锅炉。 与火管锅炉相似，水筒的数目不断增加，发展成很多小直径的水管，水在管中流动，所以称为水管锅炉。 两大锅炉的特点： （1）火管式锅炉 这类锅炉的炉膛十分矮小，炉膛四周又被称作为辐射受热面的筒体包围，所以炉内温度低，燃烧条件差，难于燃用低质煤。而且，烟气纵向冲刷壁面，传热效果也较差，排烟温度高，热效率低。此外，锅筒直径大，既不宜提高汽压，又增加了钢的消耗量，蒸发量也受到了限制。对于烟管锅炉，还存在结构刚度大，烟管排列紧密使清洗水垢困难和烟道内部易于堵灰等缺点。但因它结构简单，水和蒸汽容量大，对负荷变动适应性好，水质要求低，维修方便等优点，有些结构至今仍被用于一些小型工业企业生产、交通运输及生活取暖用汽。 （2）水管锅炉 水管锅炉可分为横水管和竖水管两种类型。早期出现的是整联箱横水管锅炉，由于整联箱太大，强度不够，于是改为分联箱。分联箱由初期的方形逐渐改为波浪形，使联箱更有弹性。为了便于更换水管和清除水垢，联箱上针对每根水管开有手孔，因而制造加工量大，金属耗量高，此外，横水管管系的水循环不够可靠，易出现故障，因此横水管锅炉现已不再生产。 弯水管与直水管相比，不仅富有弹性而且布置方便，锅炉的制造也大大简化。最初为了增加受热面，采用许多个锅筒作成锅筒弯水管锅炉。此后，由于传热学的发展，锅炉向着减少对流受热面，增加辐射受热面的方向发展，于是锅筒数目逐渐减少，演变成双锅筒和单锅筒锅炉，以至发展到现代的无锅筒锅炉——直流锅炉。 二、锅炉的分类及参数系列 1、锅炉的分类 （1）按结构分：火管锅炉、水管锅炉和水火管锅炉 （2）按用途分：电站锅炉、工业锅炉、机车锅炉、船舶锅炉 （3）按按燃烧方式分：层燃炉、沸腾炉、室燃炉 （4）按压力分：低压（P≤2.5）、中压（2.5＜P≤5.9）、高压（9.8＜P≤13.7）、 超高压（9.8＜P≤13.7）、亚临界（13.7＜P≤16.7）、超临界（P＞22）单位：Mpa （5）按容量分：小型（V≤20t/h）、中型（20~100t/h）、大型（V≥100t/h） 2、锅炉的参数 额定蒸汽压力、额定热功率、工作压力、额定蒸发量、介质出口温度 额定蒸汽压力（相对蒸汽锅炉而言） 指锅炉在额定运行工况下，其出口处的蒸汽压力。 额定热功率（相对热水锅炉和有机热载体锅炉而言） 指锅炉在额定运行工况下，在单位时间内输出的热量。 工作压力 指锅炉、锅炉受压元件出口处的运行压力。一般情况下，锅炉的工作压力不超过额定压力。 额定蒸发量 指蒸汽锅炉在额定运行工况下，单位时间内能产生额定压力蒸汽的能力。 介质出口温度 指锅炉在额定运行工况下，锅炉出口处的介质温度。 燃烧种类：一般有煤、油、气。 热效率：是考察锅炉的主要经济指标，表示的是锅炉所产生的热量与燃料所储存的热量的比值关系。 ▲3、工业锅炉型号表示方法 三、工业锅炉的特性 1、蒸汽量：指蒸汽锅炉每小时所生产的额定蒸气量，用以表征锅炉容量的大小。蒸汽量常用符号D来表示，单位是t/h（吨/小时），工业锅炉蒸汽量一般从0.1 t/h到65 t/h。采暖用热水锅炉则用额定产热量来表征容量大小，常用符号Q来表示，单位是KJ/h。 2、受热面蒸发率、受热面发热率 锅炉受热面是指汽锅和附加受热面等与烟气接触的金属表面积，即烟气与水进行热交换的表面积。 每平方米受热面每小时所产生的蒸汽量，就叫做锅炉受热面的蒸发率，用D/H表示。 热水锅炉则采用受热面发热率这个指标，即每平方米受热面每小时能生产的热量，用符号Q/H表示，单位kJ/(m2h) 四、锅炉的主要部件及工作原理 1、锅炉的本体设备 主要包括汽锅、炉子、蒸汽换热器、省煤器和空气预热器。 （1）省煤器：是利用锅炉尾部烟气的热量加热锅炉给水的设备。 （2）锅筒（主要作用） 锅筒的主要作用是： ①锅筒与下降管，水冷壁管连接，组成自然循环回路，同时锅筒又接受省煤器的给水，还向过热器输出饱和蒸汽。 ②容纳一定量的水，具有储热能力，可相对稳定水位，在负荷发生变化时，可以减缓汽压的变化。 ③具有一定的蒸汽空间，进行汽水分离，在汽水系统中是汽液两相的分接口。 （3）水冷壁：主要是用水冷壁管