鍋爐是國民經(jīng)濟中重要的熱能供應(yīng)設(shè)備。電力、機械、冶 金、化工、紡織、造紙、食品等行業(yè) , 以及工業(yè)和民用采暖都需要鍋爐供給大量的熱能。
鍋爐是利用燃料燃燒釋放出的熱能或其他能量將工質(zhì) ( 中間載熱體 ) 加熱到一定參數(shù)的設(shè)備。應(yīng)用于加熱水使之轉(zhuǎn) 變?yōu)檎羝腻仩t稱為蒸汽鍋爐 , 也稱為蒸汽發(fā)生器 ; 應(yīng)用于 加熱水使之提高溫度轉(zhuǎn)變?yōu)闊崴腻仩t , 稱為熱水鍋爐而應(yīng)用于加熱有機熱載體的鍋爐稱為有機熱載體鍋爐。
從能源利用的角度看 , 鍋爐是一種能源轉(zhuǎn)換設(shè)備。在鍋 爐中 , 一次能源 ( 燃料 ) 的化學(xué)貯藏能通過燃燒過程轉(zhuǎn)化為 燃燒產(chǎn)物 ( 煙氣和灰渣 ) 所載有的熱能 , 然后又通過傳熱過 程將熱量傳遞給中間載熱體 ( 例如水和蒸汽 ), 依靠它將熱量輸送到用熱設(shè)備中去。
這種傳輸熱量的中間載熱體屬于二次能源 , 因為它的用途就是向用能設(shè)備提供能量。當(dāng)中間載熱體用于在熱機中進 行熱一功轉(zhuǎn)換時 , 就叫做 “ 工質(zhì) “ 。如果中間載熱體只是向熱 設(shè)備傳輸、提供熱量以進行熱利用 , 則通常被稱為 “ 熱媒 “ 。
鍋爐按其用途可以分為電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、船舶鍋爐 和機車鍋爐等四類。前兩類又稱為固定式鍋爐 , 因為是安裝在固定基礎(chǔ)上而不可移動的。后兩類則稱為移動式鍋爐。本 書介紹的是固定式工業(yè)鍋爐。
在鍋爐中進行著三個主要過程 :
(1) 燃料在爐內(nèi)燃燒 , 其化學(xué)貯藏能以熱能的形式釋放出來 , 使火焰和燃燒產(chǎn)物 ( 煙氣和灰渣 ) 具有高溫。
(2) 高溫火焰和煙氣通過 “ 受熱面 “ 向工質(zhì) ( 熱媒 ) 傳遞熱量。
(3) 工質(zhì) ( 熱媒 ) 被加熱 , 其溫度升高或者汽化為飽和蒸汽 , 或再進一步被加熱成為過熱蒸汽。
以上三個過程是互相關(guān)聯(lián)并且同時進行的 , 實現(xiàn)著能量 的轉(zhuǎn)換和傳遞。伴隨著能量的轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)移還進行著物質(zhì)的流 動和變化 :
(1) 工質(zhì) , 例如給水 ( 或回水〉進入鍋爐 , 最后以蒸汽( 或熱水 ) 的形式供出。
(2) 燃料 , 例如煤進入爐內(nèi)燃燒 , 其可燃部分燃燒后連同原含水分轉(zhuǎn)化為煙氣 , 其原含灰分則殘存為灰渣。
(3) 空氣送入爐內(nèi) , 其中氧氣參加燃燒反應(yīng) , 過剩的空氣和反應(yīng)剩余的惰性氣體混在煙氣中排出。
水一汽系統(tǒng)、煤一灰系統(tǒng)和風(fēng)二煙系統(tǒng)是鍋爐的三大主要系統(tǒng) , 這三個系統(tǒng)的工作是同時進行的。
通常將燃料和煙氣這一側(cè)所進行的過程 ( 包括燃燒、放 熱、排渣、氣體流動等 ) 總稱為 “ 爐內(nèi)過程 ”； 把水、汽這 -1 側(cè)所進行的過程 ( 水和蒸汽流動、吸熱、汽化、汽水分離、熱 化學(xué)過程等 ) 總稱為 “ 鍋內(nèi)過程 ” 。
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