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《电厂锅炉原理及设备》复习要点提示

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《电厂锅炉原理及设备》复习要点提示

摘要：本文针对《电厂锅炉原理及设备》课程，总结了复习要点。首先概述了锅炉的基本原理和设备组成，接着详细阐述了锅炉的工作过程、热力计算、安全运行及维护等方面。此外，对锅炉燃烧、传热、流体力学等关键知识点进行了深入剖析，并提供了丰富的实例分析。最后，对锅炉技术的发展趋势进行了展望，为电厂锅炉工作人员提供有益的参考。

前言：随着我国电力工业的快速发展，电厂锅炉作为电力生产的关键设备，其性能和安全性对整个电力系统的稳定运行至关重要。为了提高电厂锅炉工作人员的专业素养，本文对《电厂锅炉原理及设备》课程进行了深入复习，总结了复习要点，旨在为电厂锅炉工作人员提供有益的指导。

第一章锅炉概述

1.1锅炉的定义和分类

锅炉作为一种重要的热能转换设备，广泛应用于火力发电、工业供热、城市供暖等领域。它通过燃烧燃料产生的热量将水加热成蒸汽，进而驱动汽轮机旋转，产生电能或热能。锅炉的定义可以从以下几个方面进行阐述：

(1)锅炉是一种密闭的容器，其主要功能是吸收燃料燃烧产生的热量，将水加热成蒸汽。根据国际锅炉协会（IBA）的定义，锅炉是一种能够产生蒸汽、热水或高温介质的设备，其工作压力一般不低于0.1MPa。锅炉的设计和工作参数根据应用场景的不同而有所差异，如发电厂使用的锅炉通常具有较高的工作压力和容量。

(2)锅炉的分类方法多种多样，可以根据燃料类型、工作原理、结构形式等进行划分。按燃料类型分类，锅炉可分为燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉和生物质锅炉等。其中，燃煤锅炉在我国电力工业中占据主导地位，其燃烧效率约为40%左右。以某火力发电厂为例，该厂使用的燃煤锅炉单台容量为1000MW，年发电量约为70亿千瓦时。

(3)从工作原理角度来看，锅炉可分为自然循环锅炉、强制循环锅炉和直流锅炉。自然循环锅炉依靠重力差实现水的循环，适用于中小型锅炉；强制循环锅炉则通过泵强制水循环，适用于大型锅炉。以某钢铁厂使用的强制循环锅炉为例，该锅炉单台容量为100t/h，工作压力为10.3MPa，蒸汽温度为540℃。此外，锅炉还可根据结构形式分为水管锅炉、火管锅炉和水管-火管混合锅炉等。其中，水管锅炉具有较高的热效率，广泛应用于火力发电领域。

锅炉的分类和定义对于理解和选择合适的锅炉设备具有重要意义。在实际应用中，应根据具体需求和环境条件，综合考虑锅炉的燃料类型、工作原理、结构形式等因素，以确保锅炉的安全、高效运行。

1.2锅炉的组成和结构

(1)锅炉的组成主要包括燃烧室、炉膛、过热器、再热器、省煤器、空气预热器、除尘器、脱硫脱硝设备等部分。燃烧室是锅炉的核心部分，负责燃料的燃烧，产生高温高压的烟气。炉膛是燃烧室内部空间，通常由耐火材料和保温材料构成，以承受高温烟气的冲击。

(2)过热器位于炉膛上方，其作用是使锅炉产生的蒸汽温度升高，提高蒸汽的热力学能，从而提高锅炉的热效率。再热器则用于提高过热蒸汽的温度，增加蒸汽的做功能力，提高发电厂的效率。省煤器安装在烟道中，通过回收烟气中的热量来加热给水，降低燃料消耗。

(3)空气预热器位于省煤器之后，用于预热进入炉膛的空气，提高燃烧效率。除尘器负责捕捉烟气中的灰尘颗粒，减少对环境的影响。脱硫脱硝设备用于减少烟气中的二氧化硫和氮氧化物排放，符合环保要求。锅炉的结构设计需考虑各部件的布局、连接方式以及材料选择，以确保锅炉的安全、稳定运行。

1.3锅炉的工作原理

(1)锅炉的工作原理基于燃料的燃烧产生的热量将水加热成蒸汽。首先，燃料在燃烧室内燃烧，释放出大量的热能。这些热能通过辐射和对流的方式传递给炉膛内的水，使水温升高。炉膛内的火焰温度通常高达1500℃以上，而水在吸收足够的热量后开始蒸发。

(2)随着水温的升高，水逐渐转化为蒸汽。在自然循环锅炉中，由于蒸汽的密度小于水，蒸汽会上升至锅炉的上部，形成蒸汽空间。同时，炉膛内冷却后的水会下降至锅炉的下部，形成水空间。这种水的上下流动形成了自然循环。在强制循环锅炉中，通过泵的作用强制水循环，提高了循环效率。

(3)蒸汽在过热器中进一步加热，达到所需的过热温度，然后进入汽轮机。在汽轮机中，蒸汽膨胀做功，驱动涡轮旋转，从而带动发电机发电。汽轮机排出的乏汽进入再热器，再次加热，以提高其做功能力。最终，乏汽进入冷凝器，冷凝成水，然后通过水泵重新进入锅炉，完成一个循环。锅炉的工作原理涉及燃料的燃烧、热能的传递、水的循环以及蒸汽的做功等多个环节，是一个复杂的热力循环过程。

1.4锅炉的发展趋势

(1)随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益突