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锅炉基本知识

锅炉概念

按《条例》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设备，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于0.1MW的承压热水锅炉；有机热载体锅炉。

锅炉的概念中还包括其安全附件、安全保护装置和与安全保护装置相关的设施。

水的性质

水在自然界中有固态（冰）、液态（水）、气态（水蒸汽）三种形态。在一定的压力下，水被加热，吸收热量以后，温度就逐渐升高，到一定温度时，水便开始沸腾。水沸腾时的温度，叫做沸点。沸点状态下的水称为饱和水。沸点也叫饱和温度。1kg的水由0°C加热至饱和温度，所吸收的热量称为水的液体热。

在不同的压力下，水的饱和温度、液体热、汽化潜热是不同的，表1-1中列出了几种压力下，它们的相应值。蒸汽过热热量则与过热度和压力有关。汽化潜热为零的状态称为临界状态，相应的各项参数称为临界参数。

锅炉工作原理

输入能量为燃料中的化学能的锅炉，其工作原理可用下述工作过程和工作系统来说明。

-（1）工作过程

-锅炉产生热水或蒸汽需要以下三个过程：

-①燃料的燃烧过程：燃料在炉膛内燃烧放出热量的过程。

-②传热过程：燃料燃烧后产生的热量，通过受热面传递给锅内的水或蒸汽的过程。

-③水的加热、汽化过程：锅内的水吸收热量转变成具有一定温度和压力的热水或蒸汽的过程。

（2）工作系统

-锅炉的工作过程是通过两个工作系统来实现的：一个系统是介质系统，在蒸汽锅炉中称为汽水系统，另一个系统是燃烧系统。

锅炉特点

一般来说，锅炉具有下列特点：

（1）承受一定的压力和温度，因而具有爆炸的危险性。

（2） 投入运行后，一般要求连续运行。

（3） 工作条件较恶劣，受热面内外承受火、烟、灰、水、汽等侵蚀。

锅炉组成

锅炉是由“锅”和“炉”以及保证“锅”和“炉”安全正常运行所必需的安全附件、阀门仪表和附属设备等三大部分组成

“锅”是指锅炉中盛放水和蒸汽的部分，是锅炉的吸热部分，其中的水和蒸汽被加热。主要包括：锅筒、对流管束、水冷壁管、集箱（联箱）、过热器、省煤器等受压部件。这些受压部件通常即是锅炉受热面（从放热介质中吸收热量并传递给受热介质的表面）。

“炉”是指锅炉中使燃料进行燃烧产生热量的部分，也就是把燃料中的化学能，经过燃烧过程转化为热能的部分，是锅炉的放热部分。主要包括：燃烧设备、燃烧室（炉膛）、炉墙、烟道等。

?安全附件、阀门仪表和附属设备主要包括：安全阀、压力表、温度计等安全附件及自动保护装置；各类阀门、仪表；给水设备、水处理设备、送风机、引风机、除尘器脱硫设备、输煤与出渣设备等。

相对于锅炉本体，也可以把锅炉分为锅炉本体和辅助设备（给水设备、送风机、引风机、除尘器、输煤设备等）两大部分。

锅炉的主要受压部件

锅筒及其内部装置

（1） 锅筒的作用和构造

锅筒（汽包）是锅炉中最重要的受压元件，其作用为：

-连接上升管和下降管组成自然循环回路，接受从省煤器来的给水，同时向蒸汽过热器输送饱和蒸汽。

-锅筒中储存有一定量的饱和水，所以锅炉短时间的供水中断，不会立即发生锅炉事故。另外起缓冲气压的作用。

-锅筒内部装置可净化蒸汽，获得品质良好的蒸汽。

锅炉按锅筒分类有双锅筒和单锅筒锅炉。双锅筒锅炉有上锅筒、下锅筒各一个，上下锅筒由对流管束连接。而单锅筒只有一个上锅筒。

锅筒由上升管和下降管连接起来组成自然循环回路。上锅筒内汇集了循环回路中的汽水混合物，常设有汽水分离装置、给水分配管。为了改善锅水品质有的锅炉还设有连续排污管和加药管。下锅筒内则有定期排污装置。

（2） 汽水分离装置

锅炉给水一般含有少量杂质，随着锅水的不断蒸发和浓缩，锅水杂质的相对含量会越来越高，即锅水含盐浓度增大。由受热面各上升管进入上锅筒的汽水混合物具有很高动能，会冲击蒸发面和汽包内部装置，引起大量的锅水飞溅。这些质量很小的水珠很容易被流速很高的蒸汽带走。于是蒸汽携带了含盐浓度较高的锅水而被污染，即蒸汽品质恶化了。品质恶化的蒸汽会在蒸汽过热器或换热设备及阀门内结垢，这样不仅影响设备的传热效果，而且影响设备的安全运行。因此，保持蒸汽的洁净、降低蒸汽的带水量是非常重要的。

工业锅炉常用的汽水分离装置有：

-进口挡板

-水下孔板

均汽孔板

-集汽管

蜗壳式分离器

（3） 上锅筒给水装置

蒸汽锅炉的给水大多由上锅筒引入。给水管的作用是将锅炉给水沿锅筒长度方向均匀分配，避免过于集中在一起，而破坏正常的水循环；同时为避免给水直接冲击锅筒壁，造成温差应力。

（4）连续排污装置

连续排污装置的作用是排走含盐浓度较高的锅水，使锅水含盐量降低，以防止锅水起沫，造成锅水的汽水共腾。通常在蒸发面附近沿上锅筒纵轴方