锅炉与锅炉房设备

第1章概论1

1.1锅炉的历史、现状与发展1

1.2锅炉的基本组成及工作过程3

1.2.1锅炉的基本组成3

1.2.2锅炉的工作过程5

1.3工业锅炉分类5

1.4工业锅炉参数及型号6

1.4.1工业锅炉参数系列6

1.4.2锅炉型号8

1.5锅炉的经济性指标9

复习思考题9

第2章锅炉燃料11

2.1燃料的分类与组成11

2.1.1燃料的分类11

2.1.2燃料的组成与特性11

2.1.2.1气体燃料的组成与特性11

2.1.2.2液体和固体燃料的组成与特性12

2.1.3燃料成分的基准与换算13

2.2气体燃料15

2.2.1天然气体燃料15

2.2.2人工气体燃料15

2.2.3气体燃料的特点17

2.2.4气体燃料的基本性质17

2.3液体燃料21

2.3.1锅炉用燃料油的分类及特点21

2.3.2燃料油的基本性质22

2.4固体燃料26

2.4.1煤的分类26

2.4.2煤的分析及其燃烧特性27

2.4.2.1煤的分析27

2.4.2.2煤的燃烧特性28

2.4.3工业锅炉常用的其他固体燃料31

2.4.3.1植物性燃料31

2.4.3.2城市生活垃圾31

复习思考题31

第3章锅炉的物质平衡与热平衡33

3.1锅炉的物质平衡33

3.1.1燃烧所需的空气量计算33

3.1.2燃烧生成的烟气量计算36

3.2锅炉的热平衡39

3.2.1锅炉输入热量40

3.2.2锅炉有效利用热41

3.2.3锅炉热效率41

3.2.4锅炉燃料消耗量42

3.2.5锅炉热损失42

3.3空气及烟气的焓45

3.4燃烧温度47

3.5锅炉物质平衡及热平衡算例48

3.6燃烧方程及烟气分析50

3.6.1燃烧方程50

3.6.2烟气分析52

复习思考题53

第4章锅炉燃烧设备及结构形式55

4.1燃料燃烧的基本知识55

4.1.1着火与燃烧55

4.1.2燃烧方式56

4.1.3完全燃烧条件57

4.1.4燃烧质量的评价57

4.2燃烧设备57

4.2.1燃气炉57

4.2.1.1气体燃料的燃烧57

4.2.1.2燃气炉的构造与特性59

4.2.1.3燃烧器的分类与技术要求59

4.2.1.4常用燃烧器60

4.2.2燃油炉64

4.2.2.1油的燃烧64

4.2.2.2油喷嘴64

4.2.2.3配风器67

4.2.2.4稳焰器69

4.2.2.5对燃油燃烧器的技术要求69

4.2.3燃煤炉69

4.2.3.1固体燃料的燃烧69

4.2.3.2层燃炉70

4.2.3.3流化床锅炉78

4.2.3.4煤粉炉80

4.3工业锅炉的结构形式82

4.3.1烟管锅炉82

4.3.2水管锅炉84

4.4锅炉辅助受热面89

4.4.1过热器90

4.4.2省煤器90

4.4.3空气预热器91

4.5锅炉安全附件91

复习思考题93

第5章送引风系统及计算95

5.1通风的作用和方式95

5.2风、烟管道的设计及阻力计算96

5.2.1风、烟管道的结构96

5.2.2风、烟管道的截面面积96

5.2.3风、烟管道的阻力计算97

5.3烟囱的构造及计算102

5.4送、引风机的选择与布置106

5.5烟气净化设备110

5.5.1锅炉烟气组成及排放标准110

5.5.2锅炉除尘器112

5.5.3锅炉烟气特性及其对除尘效率的影响113

复习思考题116

第6章燃料供应及除灰渣系统117

6.1锅炉房燃气供应系统117

6.2锅炉房燃料油供应系统118

6.3锅炉房运煤系统120

6.3.1储煤量的确定121

6.3.2储煤场面积的确定121

6.3.3煤的制备121

6.3.4运煤设备122

6.3.5运煤系统的选择124

6.4锅炉房除灰渣系统124

6.4.1锅炉房除灰方式125

6.4.2除灰渣设备125

6.4.3灰渣场127

复习思考题128

第7章锅炉的水循环及蒸汽净化129

7.1锅炉的水循环129

7.2蒸汽品质及蒸汽带水132

7.2.1蒸汽品质132

7.2.2蒸汽带水的影响因素133

7.3汽水分离装置133

7.3.1汽水分离原理133

7.3.2汽水分离装置介绍134

复习思考题137

第8章锅炉水处理及汽水系统138

8.1锅炉给水处理及设备138

8.1.1水质及水质标准138

8.1.2工业锅炉水质标准140

8.1.3水处理系统的分类及水处理设备141

8.1.3.1水处理工艺141

8.1.3.2水处理设备144

8.2水的除气146

8.3供热锅炉的排污系统及排污计算149

8.4给水系统150

8.5蒸汽系统与排污系统153

8.5.1蒸汽系统153

8.5.2排污系统154

复习思考题155

第9章工业锅炉房设计156

9.1工业锅炉房设计156

9.1.1工业锅炉房的设计原则156

9.1.2锅炉房工艺设计程序156

9.1.3锅炉房设计文件的构成157

9.2燃气锅炉房设计159

9.2.1锅炉房的位置159

9.2.2锅炉房建筑设计要求159

9.2.3调压站的位置160

9.2.4调压站站房的设计要求160

9.3燃油锅炉房设计161

9.3.1燃油锅炉房区域各建筑和构筑物的布置161

9.3.2燃油锅炉房热负荷计算161

9.3.3燃油锅炉房位置选择和布置162

9.3.4油库位置的选择及布置163

9.3.5油泵房选择和布置164

9.4燃煤锅炉房设计简介164

9.4.1设计原始资料165

9.4.2锅炉房容量的确定165

9.4.3锅炉房位置的选择166

9.5锅炉房设计与有关专业的协作关系166

9.5.1与土建专业的协作内容166

9.5.2与电气及自控仪表专业的协作内容167

9.5.3与暖通专业(或建筑环境与设备专业)协作的内容168

9.5.4与给排水专业协作的内容168

9.5.5与其他专业的协作169

9.6锅炉房布置及汽水系统170

9.6.1锅炉房及设备布置170

9.6.2锅炉房主机设备的选择172

9.6.3锅炉房布置实例173

第10章锅炉运行与管理179

10.1锅炉运行与维护保养179

10.1.1锅炉点火前的检查179

10.1.2锅炉点火前的准备180

10.2锅炉的安全管理182

复习思考题184

第11章工业锅炉的热工试验185

11.1燃料发热量的测定185

11.1.1气体燃料发热量测定185

11.1.2固体及液体燃料发热量测定187

11.2锅炉运行特性试验189

11.2.1烟气分析189

11.2.2炉渣、漏煤及飞灰含碳量分析191

11.3锅炉燃料特性测定192

11.3.1气体燃料特性测定192

11.3.1.1火焰传播速度测量192

11.3.1.2可燃气体爆炸极限测量193

11.3.2液体燃料特性测定195

11.3.2.1恩氏黏度的测量195

11.3.2.2闪点与燃点的测量196

11.3.3固体燃料特性测定198

11.3.3.1煤样的采集198

11.3.3.2仪器设备198

11.3.3.3水分测定199

11.3.3.4灰分的测定200

11.3.3.5挥发分的测定201

11.3.3.6固定碳的计算201

复习思考题201

第12章锅炉受热面热力计算203

12.1辐射受热面热力计算203

12.1.1炉膛传热计算基本公式203

12.1.2经验系数M的确定204

12.1.3热有效系数及污染系数204

12.1.4炉膛黑度205

12.1.5理论燃烧温度Tll208

12.1.6烟气的平均比热容VCpj208

12.1.7辐射换热面传热计算步骤208

12.1.8炉胆传热计算的简化208

12.1.9炉胆传热计算举例209

12.2对流受热面的传热计算210

12.2.1对流受热面传热的基本方程210

12.2.2传热系数K211

12.2.3对流放热系数212

12.2.4流速与计算截面积214

12.2.5辐射放热系数215

12.2.6传热温压216

12.2.7对流换热面传热计算步骤216

12.2.8对流换热面传热计算举例217

复习思考题221

第13章锅炉强度计算222

13.1受压元件强度计算的主要参数222

13.1.1许用应力222

13.1.2计算壁温224

13.1.3计算压力226

13.2强度计算的基本理论227

13.3各种受压部件的强度计算227

13.3.1管子和管道的强度计算227

13.3.2锅筒与集箱强度计算230

13.3.3封头与端盖的强度计算233

13.3.3.1凸形封头233

13.3.3.2平端盖及盖板234

13.4孔的补强计算235

13.4.1未补强孔及其最大允许直径[d]236

13.4.2孔的补强结构236

13.4.3单孔补强236

13.4.4孔桥补强238

复习思考题239

第14章其他供热设备及系统240

14.1电热锅炉240

14.1.1电热锅炉的工作原理240

14.1.2电热锅炉的特点241

14.1.3电热锅炉的使用条件242

14.2余热锅炉243

14.2.1余热锅炉的分类243

14.2.2余热锅炉参数的选择245

14.2.3余热锅炉的应用245

14.3地热技术248

14.4太阳能供热设备249

14.4.1太阳能249

14.4.2太阳能集热器249

14.4.3太阳能供热装置251

14.5热泵技术252

14.5.1热泵的分类252

14.5.2热泵的工作原理252

14.5.3热泵的应用255

复习思考题257

参考文献258

　　本书系统阐述了锅炉及锅炉房设备与系统的组成、工作原理、设计及计算的方法等方面的基础理论及专业知识。　　由于城市环境保护方面的要求，许多城市均在一定程度上限制燃煤锅炉的使用，本书加大了对燃油、燃气设备与系统的基础理论及专业知识的介绍，精减了锅炉热力计算内容，以我国标准GB/T92222008为主，介绍了锅炉强度计算的方法。此外还介绍了其他如电能、余热利用、太阳能及热泵等当今被广泛关注的热源设备。全书除了基础理论的介绍，还注重常用及先进设备与技术的阐述并注意引导学生关注国家的政策导向。　　全书共14章，第1章主要介绍锅炉的发展、基本构造及工作过程、参数系列与型号等；第2章介绍锅炉燃料的分类、组成及基本性质；第3章介绍锅炉的物质平衡与热平衡；第4章简要介绍燃料燃烧的基础理论、我国目前常用的锅炉燃烧设备及锅炉的结构形式等；第5章介绍锅炉的送引风系统及计算；第6章介绍燃料供应及除灰渣系统；第7章介绍了锅炉的水循环及蒸汽净化；第8章介绍了锅炉房水处理设备及汽水系统；第9、10章介绍了工业锅炉房设计及锅炉运行与管理等方面的相关知识；第11章介绍常用的工业锅炉房热工试验方法；第12、13章介绍了锅炉的热力计算和强度计算；第14章介绍能够供热的其他热源设备与系统，包括电热锅炉、余热锅炉、地热技术及热泵技术等。　　本书加大了对燃油、燃气设备及系统的基础理论及专业知识的介绍，精减了锅炉热力计算内容，以我国标准GB/T92222008为主，讲述了锅炉强度计算的方法。此外还讲述了其他如电能、余热利用、太阳能及热泵等当今被广泛关注的热源设备。　　本书可作为高等本专科学校及高等职业学校建筑环境与设备工程专业的教学用书，也可供相关工程技术人员在进行锅炉房工艺设计、施工及运行管理时参考。