鍋爐工作原理

1、第一章鍋爐的一般工作原理鍋爐是一種生產蒸汽的換熱設備，它通過煤，油，天然氣等燃料時放出化學能，通過傳熱過程將能量傳遞給水，使水轉變成蒸汽，蒸汽直接供給工業(yè)生產中所需的各種形式的能源鍋爐的蒸汽參數：容量、蒸汽壓力、蒸汽溫度和給水溫度。鍋爐的容量：額定蒸發(fā)量，即在規(guī)定的出口壓力，溫度和保證效率下最大連續(xù)生成的蒸汽量鍋爐的壓力和溫度指蒸汽的壓力，溫度，指過熱器主汽閥出口處的過熱蒸汽壓力和溫度。對于無過熱器的鍋爐，指主蒸汽發(fā)出扣除的飽和蒸汽壓力

2、和溫度，給水溫度指省煤器進口溫度，若無省煤器則指進入鍋筒的水溫。鍋爐具有以下特點1）可靠性要求高2）綜合性強3）金屬耗量和體積大4）生產周期長5）過路產品一般不能在制造廠內整裝鍋爐本體：爐膛、燃燒器、水冷壁、過熱器、省煤器、再熱器、空氣預熱器以及鋼架爐壁水冷壁：吸收爐膛輻射熱，汽化水過熱器：飽和蒸汽加熱到過熱蒸汽再熱器：將透平中低溫蒸汽加熱，以提高做功能力省煤器：把低溫給水加熱成溫度較高的水空氣預熱器：預熱空氣，利用低溫煙氣加熱進入鍋爐

3、的空氣，提高其溫度爐墻：減少鍋爐散熱損失，起保護作用燃燒器：使燃料合理燃燒輔助裝置：磨煤裝置：磨煤機、排粉機、粗粉及細粉分離器送風裝置：送風機、風道、送風機將空氣通過空氣預熱器送往爐子中引風裝置：引風機、煙囪，將爐子中排出的煙氣送入大氣中給水裝置：給水泵、給水管道、水處理設備燃料供應裝置：將燃料由儲煤場送到鍋爐房除灰裝置：從鍋爐中除去灰渣并送出電廠除塵裝置：出去鍋爐煙氣中的飛灰，改善環(huán)境衛(wèi)生自動控制與儀表，包括熱工測量儀表及自動之控制設

4、備鍋爐的經濟指標：熱效率、成本及工作可靠程度。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)工質的加熱器化過程：給水（系統(tǒng)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

5、汽→用戶4）鍋爐類型：1、火管鍋爐：煙氣走管內（自然循環(huán)鍋爐）火筒式鍋爐：單火筒式雙火筒式火管式（或煙管式）鍋爐火筒火管式火管水管式2、水管鍋爐：水和水蒸氣走管內自然循環(huán)鍋爐直水管鍋爐：整聯(lián)箱式分聯(lián)箱式晚水管鍋爐：多鍋筒式→水冷壁式（單火雙鍋筒）強制循環(huán)鍋爐；低倍率循環(huán)鍋爐直流鍋爐火管鍋爐特點：受熱面積少，容量小，工作壓力低，金屬耗量大，鍋爐效率低。且容易發(fā)生受熱面金屬損裂、爆破等情況、易發(fā)生爆炸危險。直水管過路的特點：其稅系統(tǒng)缺乏彈性

6、，管子集箱等受熱部件膨脹受限制時易損壞受壓部件；沸騰管束傾斜度小，汽水循環(huán)不良，工作不可靠；集箱上手孔多，制造費時，金屬耗量大，已發(fā)生泄漏。鍋爐不僅水側會發(fā)生腐蝕，煙氣側也會發(fā)生腐蝕。水冷壁、不定期熱器管、再熱器管、省煤器管和空氣預熱器的煙氣側，受煙氣或懸浮于其中的灰分的作用，會發(fā)生不同程度的腐蝕。這種腐蝕包括高溫氧化、熔鹽腐蝕和露點腐蝕，前兩種腐蝕為高溫腐蝕，露點腐蝕稱為低溫腐蝕。煙氣單純的氧化不會引起管壁的嚴重破壞，因為鋼表面有一層

7、保護膜，使鋼的氧化速度受到一定的限制，因此，我們著重討論熔鹽腐蝕和露點腐蝕。高溫腐蝕主要指熔鹽腐蝕，其特點為：熔鹽有很高的導電性，對金屬有腐蝕作用。它有現(xiàn)金帳種形態(tài)，一種是金屬溶解于鹽之中，會生成一種絡鹽。另一種是金屬被氧化，金屬以離子狀態(tài)溶解，它于水溶液的腐蝕相類似，屬于電化學腐蝕。這是熔鹽腐蝕的主要不得形式，盡管熔鹽的溫度、電導率與水溶液不同，但熔鹽腐蝕的電化學性質和水溶液中的電化學性質相似。熔鹽體系和水溶液相比，它的電導率高，對電

8、極反應的阻力小。所以，在相同的電位差下，熔鹽的腐蝕速度大。在熔鹽體系中，往往是氧化劑的遷移速度成為整個腐蝕的控制步驟。一、鍋爐的高溫腐蝕一、鍋爐的高溫腐蝕一、一、硫腐蝕硫腐蝕硫腐蝕包括硫酸鹽腐蝕和硫化物腐蝕1、水冷壁管煙側的硫酸鹽腐水冷壁管煙側的硫酸鹽腐蝕：蝕：引起水冷壁管煙側的硫酸鹽腐蝕的物質，是下硫酸鹽和焦硫酸鹽。它們的腐蝕機理是不同的。A：硫酸鹽的機理為水冷壁管溫度在310420度，管壁由于氧化形成三氧化二鐵層。燃燒時升華出來的堿

9、金屬氧化物凝結在管壁上，與煙氣中的三氧化硫反應生成硫酸鹽，粘附于管壁上并捕捉灰粒，粘結成灰層。于是灰表面溫度上升，外面形成渣層，最外層為流層。煙氣中的三氧化硫能夠穿過渣層，在管壁和灰渣層的接觸面，與三氧化二鐵反應，然后，管壁上再形成新的三氧化二鐵層。這樣管壁受到腐蝕。B：焦硫酸鹽的機理為管壁結渣中的硫酸鹽與三氧化硫反應生成焦硫酸鹽，它在310400度的范圍內成熔化狀態(tài)，腐蝕性很強，與管壁的氧化層反應，只要有5%的焦硫酸鹽存在，管壁將受到

10、嚴重腐蝕。在固態(tài)排渣的爐壁附近氣體中三氧化硫不多，不易生成焦硫酸鹽，不會造成嚴重的腐蝕。2、過熱器和再熱器過熱器和再熱器煙側的硫酸鹽腐蝕：煙側的硫酸鹽腐蝕：引起過熱器和再熱器煙側腐蝕的物質是鐵、鈉的硫酸鹽M3Fe(SO4)3。熔融狀態(tài)的M3Fe(SO4)3可以通過腐蝕產物層到達金屬表面，它與金屬基體直接反應，先生成FeS，F(xiàn)eS再和氧作用生成SO2和Fe3O4反應產物SO3可以氧化為SO3，所生成的SO3又和飛灰中的Fe2O3、反應產物

11、M2SO4起化學作用，生成M3Fe(SO4)3繼續(xù)腐蝕金屬。因此少量的腐蝕劑——液態(tài)M3Fe(SO4)3的，在有氧的情況下可腐蝕大量的金屬。這種腐蝕只有在550710度之間才起作用，在燃用固體燃料的鍋爐中，汽溫參數為540565度的鍋爐過熱器和再熱器出口部分，M3Fe(SO4)3處于熔化狀態(tài)，管外壁腐蝕速度為1mma。腐蝕大部分在迎風面，腐蝕處外壁面為Fe3O4及硫化物，外層為堿金屬硫酸鹽，最外層為沉積的飛灰。3、硫化物的腐蝕：硫化物的

12、腐蝕：燃料中的FeS2在燃燒過程中會引起鍋爐管壁腐蝕。因FeS2分解產生FeS和S，S和Fe反應生成FeS，管壁受到腐蝕。同時FeS在高溫下又能和氧反應生成SO2和Fe3O4，加速成硫酸鹽的腐蝕，燃料中的單質硫在燃燒中生成H2S，它可通過疏松的Fe2O3，與較致密的Fe3O4中FeO的作用，使保護層破壞，引起腐蝕。4、硫腐蝕的防止：硫腐蝕的防止：1、防止水冷壁的腐蝕有A：改善燃燒條件，過剩系數不宜過小，防止管壁接觸管壁。B：控制管壁溫，