第一章 锅炉的类别,参数及型号 1
第一节 锅炉及其分类 1
一、按用途分类 1
二、按结构分类 1
三、按循环方式分类 1
四、按锅炉出口工质压力分类 1
五、按燃烧方式分类 1
六、按所用燃料或能源分类 1
七、按排渣方式分类 2
八、按炉膛烟气压力分类 2
九、按锅筒布置分类 2
十、按炉型分类 2
十一、按锅炉房型式分类 2
十二、按锅炉出厂型式分类 2
第二节 锅炉设备及其工作过程 2
一、锅炉设备 2
二、锅炉设备的工作过程 2
第三节 锅炉的参数与技术经济指标 3
一、锅炉参数 3
二、锅炉技术经济指标 4
第四节 锅炉型号 5
一、工业锅炉型号 5
二、电站锅炉型号 6
第二章 燃料、燃烧产物及热平衡计算 7
第一节 锅炉燃料 7
一、燃料分类 7
二、燃料的成分组成 7
三、各种“基”的表示方法及“基”的换算 8
四、燃料的发热量及折算成分 9
第二节 煤的特性和分类 12
一、煤的工业分析 12
二、煤灰的熔融特性(煤灰熔点)及测定 15
三、煤的可磨性和磨损性 17
四、煤粉的主要特性 18
五、煤的分类 19
第三节 煤的着火及燃烧特性判别指标 24
一、煤的着火稳燃特性 24
二、煤的燃尽特性 26
第四节 液体燃料的燃烧特性 27
一、液体燃料的燃烧特性 27
二、燃料油的分类 32
第五节 气体燃料的燃烧特性 34
一、气体燃料的主要燃烧特性 34
二、气体燃料的种类 42
第六节 燃料燃烧计算 45
一、燃料燃烧计算的任务和基本规则 45
二、燃烧所需空气量的计算 45
三、燃料燃烧产物(烟气量)的计算 47
四、燃烧产物焓的计算 50
五、燃烧计算表格(汇总) 51
六、运行状态下,燃烧工况的监测 53
第七节 锅炉机组的热平衡 55
一、锅炉机组热平衡计算的任务和规则 55
二、锅炉效率及各项热损失的计算 56
三、锅炉燃烧所需燃料消耗量的计算 60
第八节 锅炉燃烧及热平衡计算示例 60
一、沸腾燃烧锅炉燃烧产物的焓及热平衡计算示例 60
二、煤粉燃烧锅炉燃烧产物的焓及热平衡计算示例 63
第三章 工业锅炉和特种锅炉的结构 66
第一节 火管锅炉结构 66
一、外燃烟管锅炉 66
二、卧式内燃烟火管锅炉 66
三、立式小横水管火管锅炉 67
四、立式直水管火管锅炉 68
五、立式弯水管火管锅炉 68
第二节 水火管锅炉结构 69
第三节 水管锅炉结构 70
一、单锅筒纵置式锅炉 70
二、单锅筒横置式锅炉 71
三、双锅筒纵置式锅炉 71
四、双锅筒横置式锅炉 72
第四节 热水锅炉结构 73
一、强制循环热水锅炉 74
二、自然循环热水锅炉 74
三、铸铁锅炉 75
第五节 间接加热锅炉 75
一、相变锅炉 75
二、间接加热锅炉 76
第六节 余热锅炉 76
一、管壳式余热锅炉 76
二、烟道式余热锅炉 76
第七节 废料锅炉 77
一、燃烧造纸废液的废料锅炉 77
二、燃用垃圾的废料锅炉 78
第八节 特种工质锅炉 79
第四章 电站锅炉结构 81
第一节 自然循环电站锅炉结构 81
一、中压自然循环电站锅炉 81
二、高压自然循环电站锅炉 83
三、超高压自然循环电站锅炉 84
四、亚临界压力自然循环电站锅炉 86
第二节 多次强制循环电站锅炉结构 88
第三节 电站直流锅炉结构 90
第四节 复合循环锅炉结构 98
第五章 锅炉主要受热面的结构 108
第一节 锅炉蒸发受热面结构 108
一、自然循环锅炉的水冷壁结构 108
二、强制循环锅炉的水冷壁结构 110
三、倾斜围绕式水冷壁与垂直上升管屏式水冷壁的连接方式 115
四、多次垂直上升管屏式水冷壁与位于上部的一次垂直上升管屏式水冷壁的连接方法 115
五、锅炉管束与凝渣管束结构 115
六、锅筒和集箱的支承结构 116
七、水冷壁管的高温腐蚀及防止 117
第二节 锅炉的过热器结构 117
一、对流式过热器结构 117
二、屏式过热器结构 119
三、辐射式过热器结构 121
四、炉顶过热器与包墙管过热器结构 122
五、过热器的支持结构 122
六、过热器管的高温腐蚀及防止 122
第三节 锅炉的再热器结构 123
一、再热器的结构 124
二、再热器的支持结构 124
第四节 锅炉过热器和再热器的汽温调节 124
一、汽温变化及汽温调节方法分类 124
二、面式减温器法 125
三、喷水减温器法 126
四、汽-汽热交换器法 129
五、烟气再循环法 130
六、烟气挡板法 130
七、改变火焰位置法 130
第五节 锅炉的省煤器结构 131
一、省煤器的结构 131
二、省煤器的支持结构 134
三、省煤器的磨损与腐蚀 135
第六节 锅炉的空气预热器结构 136
一、空气预热器的结构 136
二、空气预热器的磨损与腐蚀 142
第六章 锅炉燃烧设备 144
第一节 燃烧基本特性 145
一、温度、压力和浓度对燃烧化学反应速度的影响 145
二、燃烧反应热力特性参数 146
三、碳燃烧反应的控制及燃烧速度 153
四、影响碳球燃烧速度的其他因素 155
五、煤粒燃烧的一些实验结果 157
第二节 火床燃烧 158
一、火床燃烧空气动力学特性 158
二、固定炉排炉 162
三、链条炉排炉 164
四、振动炉排炉 174
五、往复炉排炉 178
六、抛煤机炉排炉 180
七、其他型式的火床炉 182
八、火床炉的炉拱设计 184
九、火床炉的二次风设计 186
第三节 流化床燃烧 187
一、流态化的一般特性 187
二、流化床的特征速度 189
三、快速床的特征速度 191
四、流化床的结构 191
五、循环流化床锅炉的基本结构型式及特性 193
六、流化床的热力特性数据 197
七、流化床锅炉中的烟气排放 198
第四节 煤粉燃烧 199
一、炉膛 199
二、燃烧器的分类 200
三、旋流燃烧器 201
四、旋流式煤粉预燃室 214
五、直流式燃烧器 218
六、W型火焰锅炉设计特点 245
七、煤粉制备系统及设备 245
第五节 油、气燃烧 282
一、油的燃烧特点 282
二、油燃烧器 283
三、气体燃料燃烧特点 295
四、气体燃烧器 297
第七章 锅炉热力系统及设计布置 312
第一节 锅炉参数、容量和燃料对受热面布置的影响 312
一、锅炉参数对受热面布置的影响 312
二、容量对锅炉受热面布置的影响 313
三、燃料对锅炉受热面布置的影响 314
第二节 锅炉热力系统 314
一、低压小容量工业锅炉的热力系统 314
二、中压中容量电站锅炉的热力系统 314
三、高压大容量电站锅筒锅炉的热力系统 314
四、超高压大容量电站锅筒锅炉的热力系统 314
五、亚临界压力大容量直流锅炉的热力系统 316
六、超临界压力容量锅炉的热力系统 316
第三节 锅炉炉膛及对流受热面设计布置 317
一、炉膛设计布置 317
二、炉膛出口温度的选择 317
三、水冷壁布置 317
四、对流受热面的设计布置 319
第八章 锅炉热力计算 326
第一节 综述 326
一、目的 326
二、计算顺序 326
第二节 炉膛辐射受热面的换热计算 326
一、概述 326
二、基本原理 326
三、炉膛几何计算 335
四、炉膛换热计算 337
第三节 半辐射和对流受热面的换热计算 348
一、传热基本方程式 348
二、对流传热系数的计算 351
三、辐射放热系数的计算 369
四、受热面污染系数、热有效系数和利用系数 371
五、平均温压 373
六、对流受热面传热计算方法 377
第四节 锅炉热力计算机计算 379
一、概述 379
二、锅炉热力计算的计算机计算的基本方法及步骤 379
三、图表的处理 381
四、锅炉热力计算的计算机程序框图 383
第五节 锅炉机组热力计算示例 386
一、某1000t/h大型电站锅炉机组部分受热面热力计算示例 386
二、某130t/h中参数燃煤锅炉机组全部受热面热力计算示例 402
第九章 锅炉水动力学和管内传热 426
第一节 强制流动并联管组的水动力学 426
一、概述 426
二、热偏差、流量偏差及其对策 426
三、水平蒸发管组的水动力学 435
四、垂直蒸发管组的水动力学 439
五、蒸发管的脉动性流动 442
第二节 自然循环锅炉的水动力学 444
一、自然循环的基本方程式及水循环计算方法 444
二、上升管含汽段高度和汽水混合物密度的计算 445
三、循环回路中的阻力计算 448
四、循环回路计算方法 449
五、水循环可靠性校核 452
第三节 直流锅炉与多次强制循环锅炉的水动力学 455
一、直流锅炉及其改进型式 455
二、直流锅炉的水动力计算特点 456
三、直流锅炉的水动力可靠性校验 456
四、直流锅炉并联管的工质分配和混合 457
五、多次强制循环锅炉的水动力计算特点 459
第四节 热水锅炉的水动力学 461
一、循环倍率与下降管进口水温 461
二、自然循环热水锅炉的水循环计算方法 461
三、强制循环热水锅炉的水动力计算 462
四、热水锅炉过冷沸腾防止及受热管内平均水速选用 463
第五节 传热恶化及其防止措施 467
一、管内传热恶化现象 467
二、垂直上升管中的传热恶化计算 467
三、水平管和倾斜管的传热恶化计算 468
四、传热恶化后的管内放热系数及xmax计算 469
五、超临界压力时的管内传热恶化 469
六、传热恶化的防止措施 469
第六节 管壁温度计算 471
一、管子正面内壁温度、外壁温度和平均壁温计算 471
二、鳍片管的鳍根和鳍端温度计算 472
三、管内工质温度和管内放热系数的计算 474
第七节 计算示例 475
第十章 蒸汽品质及锅筒内件 490
第一节 锅炉蒸汽品质及其污染原因 490
一、蒸汽净化的必要性 490
二、蒸汽品质标准 490
三、蒸汽被污染的原因及提高蒸汽品质的途径 490
四、机械性携带及其影响因素 491
五、选择性携带及其影响因素 493
第二节 锅筒内件 496
一、锅筒的作用及结构 496
二、锅筒内件的任务 496
三、汽水分离装置 498
四、蒸汽清洗装置 512
五、分段蒸发 515
六、排污装置 516
七、锅筒内部的辅助装置 517
第三节 锅筒内件典型布置方式 518
第十一章 锅炉水处理与给水设备 522
第一节 水中杂质 522
第二节 锅炉水质标准 523
第三节 锅炉受热面的结垢与腐蚀 525
一、锅炉受热面的结垢 525
二、锅内水垢的防止方法 526
三、锅炉受热面和管路的内部腐蚀 526
第四节 锅炉水处理及其系统 528
一、水的净化处理 528
二、水的软化 531
三、水的除盐 537
四、水的除气 539
五、锅炉水处理系统选择 543
第五节 锅炉给水设备及其选用 544
一、蒸汽注水器 544
二、蒸汽活塞式水泵 545
三、离心式水泵 545
四、强制循环锅炉用的循环泵 548
五、泵的选用 549
第十二章 锅炉通风阻力计算及通风设备 550
第一节 锅炉通风阻力计算概述与原理 550
一、通风过程与通风方式 550
二、锅炉通风阻力计算原理 550
第二节 锅炉烟道阻力计算 563
一、烟道总阻力 563
二、自生通风力hza 565
三、烟道总压降 566
第三节 锅炉风道阻力计算 566
第四节 锅炉通风设备及其选用 568
第五节 烟囱的计算 569
一、烟囱的作用与自然抽力 569
二、烟囱高度的计算 570
第六节 锅炉通风阻力计算示例 571
第十三章 锅炉炉墙和构架 579
第一节 锅炉炉墙及其结构 579
一、对锅炉炉墙结构的基本要求及炉墙型式 579
二、重型炉墙的结构 579
三、轻型炉墙的结构 581
四、敷管炉墙 583
第二节 锅炉炉墙材料 586
一、炉墙材料的分类和性能 586
二、耐火材料 587
三、保温绝热材料 589
四、密封涂料 589
第三节 炉墙的传热计算 590
一、炉墙内壁最高温度和平均温度的计算 590
二、炉墙的传热计算 592
第四节 锅炉构架的分类与结构 593
一、锅炉构架及其类型 593
二、框架式构架 593
三、桁架式构架 595
第十四章 锅炉管件及吹灰、排渣装置 597
第一节 锅炉管道及阀门 597
一、锅炉管道 597
二、阀门 613
第二节 锅炉吹灰及防爆装置 627
一、蒸汽吹灰装置 627
二、水吹灰器 630
三、压缩空气吹灰器 631
四、振动除灰器 631
五、声波除灰器 633
六、钢珠除灰器 634
七、防爆门 637
第三节 锅炉排渣装置 638
一、机械排渣装置 638
二、水力排渣装置 639
三、气力排渣装置 643
第十五章 锅炉测试 647
第一节 锅炉的流量和流速测量 647
一、概述 647
二、差压式流量计 647
三、分流旋翼式流量计 658
四、涡轮流量计 658
五、测速管 659
第二节 锅炉的压力及差压测量 663
一、概述 663
二、弹簧管式压力计 663
三、液柱式压力计与微压计 663
四、液柱式差压计 664
五、膜式压力计及差压计 666
六、气动式差压传感器 668
七、电动式差压传感器 668
第三节 锅炉的温度测量 669
一、概述 669
二、水银玻璃温度计 670
三、电阻温度计 670
四、热电偶温度计 672
五、辐射高温计 676
第四节 烟气成分分析方法 677
一、概述 677
二、奥氏烟气分析器 677
三、烟气全分析器 678
四、烟气色谱分析法 679
五、烟气中二氧化硫和氧化氮的测量方法 680
六、烟气测氧仪 682
第五节 锅炉的热平衡和热效率试验 682
一、正平衡法热效率和反平衡法热效率 682
二、锅炉热平衡试验的要求和测量项目 682
三、锅炉热效率测试时的测点布置 684
四、燃料、灰渣、烟气及工质的取样方法 686
第六节 锅炉蒸发受热面水动力测试 691
一、自然循环回路水循环试验 691
二、直流锅炉蒸发受热面水动力试验 693
第七节 锅炉过热器测试 695
一、过热器试验内容 695
二、过热器试验方法 695
三、过热器试验的数据整理 697
第八节 锅炉水位测量 698
一、玻璃水位计法 698
二、差压式低地位水位计法 699
三、用电测法测量水位 700
四、用热电法测量水位 700
第九节 锅炉炉膛空气动力场测试 700
一、炉膛空气动力场的测试目的和类别 700
二、保持冷、热态测试结果近似相似的条件 700
三、火室炉冷态空气动力场测试方法 701
四、火床炉冷态空气动力场测试方法 703
五、炉膛热态空气动力场测试方法 703
第十六章 锅炉环境保护 707
第一节 锅炉污染物排放标准 707
一、中国环境质量标准 707
二、锅炉烟尘排放标准 710
三、火电厂锅炉SO2排放标准 714
四、火电厂锅炉NOx排放标准 717
第二节 锅炉除尘技术 722
一、中国工业锅炉和电站锅炉烟尘排放概况 722
二、锅炉的初始排尘浓度和分散度 723
三、除尘器的类型及其性能 726
四、工业锅炉的烟气除尘 731
五、电厂锅炉烟气除尘 752
第三节 火电厂锅炉脱硫技术 761
一、中国火电厂燃煤含硫分及SO2排放 761
二、二氧化硫的危害 762
三、燃烧前脱硫——煤脱硫 763
四、燃烧中脱硫——炉内喷吸收剂脱硫 764
五、烟气脱硫 769
六、火电厂锅炉脱硫工艺的选择 782
第四节 火电厂锅炉脱NOx技术 784
一、燃料燃烧时NOx的生成机理 784
二、锅炉结构特性对NOx生成的影响 787
三、降低NOx排放量的措施 788
四、从燃烧角度控制NOx的排放 789
五、烟气脱硝技术(FGT) 813
六、控制NOx排放技术的应用 817
第十七章 锅炉钢材及强度计算 819
第一节 锅炉钢材 819
一、锅炉受压部件制造用钢的基本性能 819
二、主要锅炉用钢的化学成分 827
三、主要锅炉用钢的适用范围 830
第二节 锅炉受压部件强度计算的参数 832
一、许用应力的确定原则 832
二、计算压力的确定原则 834
三、计算壁温的确定原则 835
第三节 承受内压力的圆筒形元件的强度计算 836
一、强度未减弱的圆筒形元件强度计算的基本公式 836
二、圆筒形元件强度计算基本公式 837
三、焊缝减弱系数的推荐值 838
四、孔桥减弱系数的确定 839
五、强度计算中附加壁厚的确定及对壁厚的限制 841
六、重力载荷引起的弯曲应力校核 842
第四节 受内压封头的强度计算 843
一、凸形封头的强度计算及开孔结构要求 843
二、平端盖、平堵头及盖板壁厚的确定 846
三、带有拉撑件的平板强度计算 848
第五节 孔的加强计算 851
一、未加强孔的最大允许直径 851
二、孔的加强结构 851
三、孔的加强计算 851
四、孔桥的加强计算 854
五、焊缝强度的校核计算 855
第六节 计算示例 855
第十八章 锅炉主要部件的制造工艺 867
第一节 锅筒的制造工艺 867
一、锅筒筒节的制造工艺 867
二、封头的制造工艺 872
三、锅筒和管件的焊接与胀接 877
四、铜筒的组焊和总装工艺 879
五、锅筒制造中的热处理 880
六、锅筒制造中的检验 881
第二节 锅炉受压管件的制造工艺 883
一、管件的划线与下料 883
二、管件的弯制工艺 883
三、管件的对焊拼接工艺 887
四、蛇形管受热面的制造工艺 888
五、膜式水冷壁管排制造工艺 888
六、管件制造中的质量检验 889
第三节 锅炉集箱的制造工艺 891
一、集箱的对接拼焊 892
二、集箱管座坡口结构 893
三、集箱端盖制造工艺 893
四、集箱的焊后热处理 894
第四节 空气预热器的制造工艺 894
一、钢管式空气预热器制造工艺 894
二、回转式空气预热器制造工艺 896
第十九章 锅炉安装 898
第一节 综述 898
第二节 施工组织和准备工作 898
一、施工计划的编制 898
二、机具选择与布置 899
三、组件划分、组合场地和组合支架 899
四、其他准备工作 901
第三节 锅炉本体部件的安装 902
一、安装工艺的基本要求 902
二、钢架安装 903
三、水冷壁安装 905
四、锅筒安装 908
五、过热器安装 911
六、再热器安装 914
七、省煤器安装 916
八、水压试验 917
九、回转式空气预热器安装 918
第四节 锅炉主要辅助设备的安装 920
一、钢球磨煤机安装 920
二、离心式风机安装 925
三、轴流式风机安装 926
四、水泵安装 929
第二十章 锅炉运行及调整 931
第一节 锅炉启动和停运 931
一、锅炉启动方式 931
二、锅炉机组启动必须具备的条件 932
三、锅筒锅炉的冷态启动 933
四、直流锅炉的冷态启动 935
五、热态启动 940
六、启动过程中的汽、水品质 941
七、锅炉启动、停运曲线 942
八、锅炉停运 945
九、旁路系统 947
十、锅炉承压部件寿命管理 950
十一、锅炉制粉系统的启动和停运 953
第二节 锅炉机组的运行调整 959
一、锅炉运行调整的主要任务 959
二、燃烧调整 960
三、蒸汽压力调整 961
四、蒸汽温度的调整 961
五、煤粉锅炉燃烧设备在运行中的常见故障及其处理措施 962
第三节 锅炉变压运行 969
一、变压运行的分类 970
二、变压运行的特点 971
三、变压运行对锅炉的影响 972
第二十一章 锅炉自动控制 974
第一节 锅筒锅炉给水自动调节系统 974
一、给水自动调节的任务和调节对象的动态特性 974
二、锅筒锅炉给水自动调节系统 976
第二节 蒸汽温度自动调节系统 980
一、过热汽温调节的任务和调节对象特性 980
二、过热汽温串级调节系统 981
三、具有导前汽温微分信号的双回路汽温调节系统 981
四、过热汽温分段调节系统 981
五、再热汽温调节系统 982
第三节 锅筒锅炉燃烧过程自动调节系统 982
一、燃烧过程自动调节的任务 982
二、中间粉仓式锅筒锅炉燃烧过程自动调节系统 983
第四节 直流锅炉自动调节系统 988
一、调节特点 988
二、动态特性 989
三、自动调节系统 990
第五节 工业锅炉的自动调节 990
第六节 锅炉机组的热工保护 992
一、锅炉主汽压力高保护 992
二、锅炉水位保护 993
三、直流锅炉断水保护 994
四、再热器保护 994
五、炉膛安全监控系统 995
第二十二章 锅炉改造 1000
第一节 工业锅炉改造 1000
一、工业锅炉改造的原则和方法 1000
二、工业锅炉燃烧设备的改造 1001
三、锅炉本体的改造 1007
四、尾部受热面与辅助设备的加装及改造 1012
第二节 电站锅炉改造 1014
一、电站锅炉改造的特点 1014
二、燃烧系统的改造 1015
三、过热器、再热器及相关系统的改造 1017
四、尾部受热面的改造 1018
基本参考文献 1023