1、锅炉作业人员复审培训锅炉作业人员复审培训赵晓臣赵晓臣胜利油田特种技术培训中心胜利油田特种技术培训中心锅炉的感性认识锅炉的感性认识HH sA热 负 荷给 水汽 包H q汽 水 分 离 器蒸 汽 出 口下降管上升管下 集 箱锅炉的感性认识锅炉的感性认识-锅炉的工作原理锅炉的工作原理锅炉的感性认识锅炉的感性认识省煤器省煤器汽包汽包过热器过热器水冷壁水冷壁锅炉的感性认识锅炉的感性认识锅炉的感性认识锅炉的感性认识第一部分第一部分 、工业锅炉基础知识工业锅炉基础知识第一节、锅炉的分类及主要性能指标第一节、锅炉的分类及主要性能指标第二节、工业锅炉物质状态参数第二节、工业锅炉物质状态参数第三节、锅炉热力学与流
2、体力学知识第三节、锅炉热力学与流体力学知识第四节、锅炉钢材机械性能知识第四节、锅炉钢材机械性能知识第一节、锅炉的分类及主要性能指标第一节、锅炉的分类及主要性能指标第二节、工业锅炉物质状态参数第二节、工业锅炉物质状态参数第三节、锅炉热力学与流体力学知识第三节、锅炉热力学与流体力学知识第四节、锅炉钢材机械性能知识第四节、锅炉钢材机械性能知识第一节、第一节、锅炉的分类及主要性能指标锅炉的分类及主要性能指标一、锅炉的用途与分类一、锅炉的用途与分类 利用各种燃料、电或者其他能源，将所利用各种燃料、电或者其他能源，将所盛装的液体加热到盛装的液体加热到 一定的参数，并对外输一定的参数，并对外输出热能的设备，
3、其范围规定为容积大于或出热能的设备，其范围规定为容积大于或等于等于30L30L的承压蒸汽锅炉；出口水压大于或的承压蒸汽锅炉；出口水压大于或者等于者等于0.1Mpa(0.1Mpa(表压表压), ),且额定功率大于或者且额定功率大于或者等于等于0.1MW0.1MW的承压热水锅炉，有机热载体的承压热水锅炉，有机热载体锅炉。锅炉。特种设备安全生产条例特种设备安全生产条例锅炉锅炉是由锅和炉两个主要部分组成的。是由锅和炉两个主要部分组成的。“锅锅”是指水汽系是指水汽系统，统，“炉炉”是指燃烧系统，锅与炉结合起来就称为锅炉。是指燃烧系统，锅与炉结合起来就称为锅炉。锅炉的作用：锅炉的作用：是将燃料在炉中燃烧放
4、出的热量传递给炉中是将燃料在炉中燃烧放出的热量传递给炉中的水，使水变成具有一定的压力和温度的热力蒸汽。的水，使水变成具有一定的压力和温度的热力蒸汽。锅炉基本特征的参数：锅炉基本特征的参数：是指锅炉产生的质量、数量和经济是指锅炉产生的质量、数量和经济性。具体是指蒸发量、蒸汽参数和锅炉的热效率。性。具体是指蒸发量、蒸汽参数和锅炉的热效率。锅炉锅炉（1）工业锅炉）工业锅炉用于工农业生产、采暖通风、空气用于工农业生产、采暖通风、空气调节和热水供应的锅炉，又称供热锅炉。多为低参数、小调节和热水供应的锅炉，又称供热锅炉。多为低参数、小容量锅炉，其工质出口压力一般不超过容量锅炉，其工质出口压力一般不超过2.
5、5MPa。（2）动力锅炉）动力锅炉用于发电和动力方面的锅炉，如电用于发电和动力方面的锅炉，如电站锅炉、船用锅炉、机械锅炉等。动力锅炉所生产的蒸汽站锅炉、船用锅炉、机械锅炉等。动力锅炉所生产的蒸汽用作将热能转变成机械能的工质以产生动力，其蒸汽压力用作将热能转变成机械能的工质以产生动力，其蒸汽压力和温度都比较高，如电站锅炉的蒸汽压力大于或等于和温度都比较高，如电站锅炉的蒸汽压力大于或等于3.9MPa，蒸汽温度大于或等于，蒸汽温度大于或等于450。（一）（一） 按用途分类按用途分类第一节、锅炉的分类及主要性能指标第一节、锅炉的分类及主要性能指标（1）燃煤锅炉）燃煤锅炉以煤为燃料的锅炉。以煤为燃料的锅
6、炉。（2）燃油锅炉）燃油锅炉以轻柴油、重油等为燃料的锅炉。以轻柴油、重油等为燃料的锅炉。（3）燃气锅炉）燃气锅炉以天然气、液化石油气、人工燃气为以天然气、液化石油气、人工燃气为燃料的锅炉。燃料的锅炉。（4）混合燃料锅炉）混合燃料锅炉以煤、油、气等混合燃料为燃料以煤、油、气等混合燃料为燃料的锅炉。的锅炉。（5）废料锅炉）废料锅炉以垃圾、树皮、甘蔗渣、桔梗等废料以垃圾、树皮、甘蔗渣、桔梗等废料为燃料的锅炉。为燃料的锅炉。第一节、锅炉的分类及主要性能指标第一节、锅炉的分类及主要性能指标（二）（二） 按燃烧用燃料或能源分类按燃烧用燃料或能源分类（6）余热锅炉）余热锅炉以冶金、石油、化工、建材等工业的以
7、冶金、石油、化工、建材等工业的高温排烟余热、高温余气和化学反应热为加热介质的锅炉。高温排烟余热、高温余气和化学反应热为加热介质的锅炉。（7）其他能源锅炉）其他能源锅炉以原子能、电能等为能源的锅炉。以原子能、电能等为能源的锅炉。第一节、锅炉的分类及主要性能指标第一节、锅炉的分类及主要性能指标（1）层燃炉）层燃炉燃料被铺层在炉排上进行燃烧的锅炉。燃料被铺层在炉排上进行燃烧的锅炉。（2）室燃炉）室燃炉燃料被喷入炉膛空间呈悬浮状燃烧的锅燃料被喷入炉膛空间呈悬浮状燃烧的锅炉。炉。（3）沸腾炉）沸腾炉燃料在布风板上被由下而上送入的高速燃料在布风板上被由下而上送入的高速空气流托起，上下翻滚进行燃烧的锅炉。空
8、气流托起，上下翻滚进行燃烧的锅炉。第一节、第一节、 锅炉的分类及主要性能指标锅炉的分类及主要性能指标（三）（三）按燃烧方式分类按燃烧方式分类（1）烟管锅炉）烟管锅炉锅壳内容纳水、汽且烟管受热面浸没锅壳内容纳水、汽且烟管受热面浸没在水空间的锅炉。燃烧室布置在锅壳内部的称为内燃锅炉，在水空间的锅炉。燃烧室布置在锅壳内部的称为内燃锅炉，燃烧室布置在锅壳外部的称为外燃锅炉。燃烧室布置在锅壳外部的称为外燃锅炉。（2）水管锅炉）水管锅炉受热面布置在炉墙围护结构空间内，受热面布置在炉墙围护结构空间内，水、汽、汽水混合物等工质在管内流动受热，高温烟气在水、汽、汽水混合物等工质在管内流动受热，高温烟气在管外冲刷
9、放热的锅炉。管外冲刷放热的锅炉。第一节、锅炉的分类及主要性能指标第一节、锅炉的分类及主要性能指标（四）（四）按锅炉本体结构不同分类按锅炉本体结构不同分类（1）锅筒纵置式锅炉）锅筒纵置式锅炉锅筒纵向中心线与锅炉前后中锅筒纵向中心线与锅炉前后中心线平行的锅炉。心线平行的锅炉。（2）锅筒横置式锅炉）锅筒横置式锅炉锅筒纵向中心线与锅炉前后中锅筒纵向中心线与锅炉前后中心垂直的锅炉。心垂直的锅炉。第一节、第一节、 锅炉的分类及主要性能指标锅炉的分类及主要性能指标（五）（五）按锅筒放置方式不同分类按锅筒放置方式不同分类（1）快装锅炉）快装锅炉锅炉本体整装出厂的锅炉。锅炉本体整装出厂的锅炉。（2）散装锅炉）散
10、装锅炉锅炉本体以零件和部件出厂，在安装锅炉本体以零件和部件出厂，在安装地点按锅炉厂设计图纸进行安装，形成锅炉整体，称为散地点按锅炉厂设计图纸进行安装，形成锅炉整体，称为散装锅炉。装锅炉。第一节、锅炉的分类及主要性能指标第一节、锅炉的分类及主要性能指标（六）（六）（1）热水锅炉）热水锅炉锅炉制备的工质是具有一定温度的热锅炉制备的工质是具有一定温度的热水。水。（2）蒸汽锅炉）蒸汽锅炉锅炉制备的工质是具有一定压力的饱锅炉制备的工质是具有一定压力的饱和蒸汽或过热蒸汽。和蒸汽或过热蒸汽。第一节、锅炉的分类及主要性能指标第一节、锅炉的分类及主要性能指标（七）（七） 按产生热媒不同分类按产生热媒不同分类 为
11、了简明的表示锅炉结构形式、燃烧方式、设计参数、适应煤为了简明的表示锅炉结构形式、燃烧方式、设计参数、适应煤种等情况，工业锅炉产品型号种等情况，工业锅炉产品型号JB/T1612规定了编制办法，工业锅炉规定了编制办法，工业锅炉型号由三部分组成，表示方法如下：型号由三部分组成，表示方法如下：二、二、锅炉型号表示方法锅炉型号表示方法表表1 锅壳锅炉代号锅壳锅炉代号锅炉总体型式锅炉总体型式代号代号锅炉总体型式锅炉总体型式代号代号立式水管立式水管立式火管立式火管LS（立水）（立水）LH（立火（立火）卧式外燃卧式外燃卧式内燃卧式内燃WW（卧外）（卧外）WN（卧内）（卧内）第一部分的型式代号见表第一部分的型式
12、代号见表1、表。、表。燃烧方式代号见表燃烧方式代号见表3，第三部分的燃料种类代号见表，第三部分的燃料种类代号见表4。二、二、锅炉型号表示方法锅炉型号表示方法表表2水管锅炉代号水管锅炉代号锅炉总体型式锅炉总体型式代号代号锅炉总体型式锅炉总体型式代号代号单锅筒立式单锅筒立式DL（单立）（单立）双锅筒横置式双锅筒横置式SH（双横）（双横）单锅筒纵置式单锅筒纵置式DZ（单纵）（单纵）纵横锅筒式纵横锅筒式ZH（纵横）（纵横）单锅筒横置式单锅筒横置式DH（单横）（单横）强制循环式强制循环式QX（强循）（强循）双锅筒纵置式双锅筒纵置式SZ（双纵）（双纵）二、二、锅炉型号表示方法锅炉型号表示方法表表3 3 燃
13、烧方式代号燃烧方式代号燃烧方式燃烧方式代号代号燃烧方式燃烧方式代号代号固定炉排固定炉排G（固）（固）振动炉排振动炉排Z（振）（振）活动手摇炉排活动手摇炉排H（活）（活）下饲炉排下饲炉排A（下）（下）链条炉排链条炉排L（链）（链）沸腾炉沸腾炉F（沸）（沸）往秘推动炉排往秘推动炉排W（住）（住）半沸腾炉半沸腾炉B（半）（半）抛煤机抛煤机P（抛）（抛）室燃炉室燃炉S（室）（室）倒转炉排加抛煤机倒转炉排加抛煤机D（倒）（倒）旋风炉旋风炉X（旋）（旋）二、二、锅炉型号表示方法锅炉型号表示方法表表4 燃料种类代号燃料种类代号燃料种类燃料种类代号代号锅炉总体型式锅炉总体型式代号代号I类石煤、煤矸石类石煤、煤
14、矸石S I褐煤褐煤A类石煤、煤矸石类石煤、煤矸石S贫煤贫煤P类石煤、煤矸石类石煤、煤矸石S木柴木柴MI类无烟煤类无烟煤W I稻糠稻糠G类无烟煤类无烟煤W甘蔗渣甘蔗渣G类无烟煤类无烟煤W油油YI类烟煤类烟煤A I气气Q类烟煤类烟煤A油母页岩油母页岩YM类烟煤类烟煤A二、二、锅炉型号表示方法锅炉型号表示方法 (1) DZL4-1.25-W表示单锅筒纵置式链条炉排，额定蒸发量表示单锅筒纵置式链条炉排，额定蒸发量为为4t/h，额定工作压力为，额定工作压力为1.25MPa，蒸汽温度为饱和温度，燃，蒸汽温度为饱和温度，燃用用类无烟煤的蒸汽锅炉。类无烟煤的蒸汽锅炉。(2) SHL20-2.45/400-A表
15、示双锅筒横置式链条炉排额定蒸发量表示双锅筒横置式链条炉排额定蒸发量为为20t/h，额定工作压力为，额定工作压力为2.45MPa，过热蒸汽温度为，过热蒸汽温度为400C燃燃用用类烟煤的蒸汽锅炉。类烟煤的蒸汽锅炉。(3) WNSl-0.7-Y(Q)表示卧式内燃炉，额定蒸发量为表示卧式内燃炉，额定蒸发量为lt/h，额定，额定工作压力为工作压力为0.7MPa，燃油或燃气两用的蒸汽锅炉。，燃油或燃气两用的蒸汽锅炉。 (4) QXW2.8-1.25/90/70-A表示强制循环往复炉排、额定热功表示强制循环往复炉排、额定热功率为率为2.8MW，额定工作压力为，额定工作压力为1.25MPa，出水温度为，出水温
16、度为90C，进水温度为进水温度为70，燃用，燃用类烟煤的热水锅炉。如果用管架式或类烟煤的热水锅炉。如果用管架式或角管式结构，可在铭牌上用中文说明，以示其特点。角管式结构，可在铭牌上用中文说明，以示其特点。二、二、锅炉型号表示方法锅炉型号表示方法蒸汽锅炉每小时生产的额定蒸汽量称为蒸汽锅炉每小时生产的额定蒸汽量称为蒸发量蒸发量，常用，常用符号符号D来表示，单位是来表示，单位是t/h。锅炉铭牌上所标蒸汽产量即为。锅炉铭牌上所标蒸汽产量即为锅炉的额定蒸发量，因此，锅炉额定蒸发量又称铭牌蒸发锅炉的额定蒸发量，因此，锅炉额定蒸发量又称铭牌蒸发量或额定出力。工业锅炉的蒸发量一般为量或额定出力。工业锅炉的蒸发
17、量一般为0.165t/h。对于热水锅炉，则用额定热功率来表明其容量的大小，对于热水锅炉，则用额定热功率来表明其容量的大小，常用符号常用符号Q表示，单位是表示，单位是MW。所谓。所谓额定热功率额定热功率（额定供（额定供热量）是指热水锅炉在额定压力、温度和保证达到规定的热量）是指热水锅炉在额定压力、温度和保证达到规定的热效率指标的条件下，每小时连续最大的产热量。热效率指标的条件下，每小时连续最大的产热量。三、三、 锅炉的主要性能指标锅炉的主要性能指标1 、 蒸发量或热功率蒸发量或热功率蒸汽锅炉出汽口处蒸汽的额定压力或热水锅炉出水口处热蒸汽锅炉出汽口处蒸汽的额定压力或热水锅炉出水口处热水的额定压力称
18、为水的额定压力称为锅炉的额定工作压力锅炉的额定工作压力，又称最高工作压力，又称最高工作压力，常用符号常用符号P表示，单位是表示，单位是MPa。对于生产饱和蒸汽的锅炉，只需标明蒸汽压力。对于生产对于生产饱和蒸汽的锅炉，只需标明蒸汽压力。对于生产过热蒸汽的锅炉，必须标明蒸汽过热器出口处的蒸汽温度，即过热蒸汽的锅炉，必须标明蒸汽过热器出口处的蒸汽温度，即过热蒸汽温度，常用符号过热蒸汽温度，常用符号t表示，单位是表示，单位是。对于热水锅炉则有额定对于热水锅炉则有额定出水口供水温度出水口供水温度和额定和额定进水口回水进水口回水温度温度之分。之分。与额定热功率、额定供回水温度相对应的通过热水锅炉的水流与额
19、定热功率、额定供回水温度相对应的通过热水锅炉的水流量称为量称为额定循环水量额定循环水量，单位是，单位是t/h，常用符号，常用符号G表示。表示。2、 压力和温度压力和温度三、三、 锅炉的主要性能指标锅炉的主要性能指标锅炉热效率锅炉热效率是指送入锅炉的全部热量中被有效利用的百分是指送入锅炉的全部热量中被有效利用的百分数，也称为锅炉效率，用符号数，也称为锅炉效率，用符号表示。它是表明锅炉热经济性表示。它是表明锅炉热经济性的指标，我国工业燃煤锅炉的热效率在的指标，我国工业燃煤锅炉的热效率在60%82%。有时为了概略衡量蒸汽锅炉的热经济性，还常用有时为了概略衡量蒸汽锅炉的热经济性，还常用煤水比或煤水比或
20、煤汽比煤汽比来表示，即锅炉在单位时间内的耗煤量和产汽量之比。来表示，即锅炉在单位时间内的耗煤量和产汽量之比。煤水比的大小与锅炉形式、煤质及运行管理水平等因素有关。煤水比的大小与锅炉形式、煤质及运行管理水平等因素有关。工业锅炉的煤水比一般为工业锅炉的煤水比一般为1 61 7.5。第一节、第一节、 锅炉的分类及主要性能指标锅炉的分类及主要性能指标3 锅炉热效率锅炉热效率物质组成：物质组成：物质是由分子组成，分子由物质是由分子组成，分子由原子组成。原子组成。物质是由物质是由107107种化学元素构成。种化学元素构成。单质单质：由同一种化学元素的原子组成的。：由同一种化学元素的原子组成的。化合物化合物
21、：由两种或两种以上化学元素的：由两种或两种以上化学元素的原子组成。原子组成。某一物质内含有两种或两种以上的分子某一物质内含有两种或两种以上的分子时时, ,我们则称它为我们则称它为混合物混合物。第二节、第二节、工业锅炉物质状态参数工业锅炉物质状态参数一、物质的状态：固体、液体和气体固体、液体和气体（1）固体）固体:具有一定的形状和体积的物质叫做固体。具有一定的形状和体积的物质叫做固体。固体在外力的作用下有三种变形：弹性变形弹性变形：当作用在固体上的外力去除以后当作用在固体上的外力去除以后,固体仍能恢复固体仍能恢复其原来形状的变形；其原来形状的变形； 塑性变形塑性变形：当外力去除后当外力去除后,固
22、体不能恢复其原来形状的变形；固体不能恢复其原来形状的变形；破裂破裂：在外力的作用下在外力的作用下,固体的形状完全改变固体的形状完全改变,并且永远不能并且永远不能恢复原状的变形。恢复原状的变形。物质的状态物质的状态物质的三态变化物质的三态变化（2）液体）液体:可以流动可以流动,无固定形状无固定形状,但有一定体积的物但有一定体积的物质。质。由于液体分子的排列比较紧密由于液体分子的排列比较紧密,在极大的外力作用下在极大的外力作用下,它的体积才发生极微小的变化。因此它的体积才发生极微小的变化。因此,通常我们把液通常我们把液体看作是不可压缩的。体看作是不可压缩的。（3）气体）气体:可以流动可以流动,但无
23、固定的形状和体积的物质。但无固定的形状和体积的物质。由于气体分子间的距离比较大由于气体分子间的距离比较大,分子间的作用力很小分子间的作用力很小,它们的运动是杂乱无章的、无规则的。因此它们的运动是杂乱无章的、无规则的。因此,气体不论气体不论其气量多少其气量多少,总是可以均匀地充满存放它的容器总是可以均匀地充满存放它的容器,并且并且能被压缩成很小的体积。能被压缩成很小的体积。物质的状态物质的状态物质的三态变化物质的三态变化二.物质状态的变化：物质的三种物态并不物质的三种物态并不是一成不变的。在一是一成不变的。在一定的条件下定的条件下,同一种同一种物质能够由一种状态物质能够由一种状态转变为另一种状态
24、。转变为另一种状态。物质的状态物质的状态物质的三态变化物质的三态变化在物态变化中常遇名词在物态变化中常遇名词（1）熔解熔解:物质由固态变为液态的过程。物质由固态变为液态的过程。 （2）凝固凝固:物质由液态变为固态的过程。物质由液态变为固态的过程。 （3）气化气化:物质由液态变为气态的过程。物质由液态变为气态的过程。（4）液化液化:物质由气态变为液态的过程。物质由气态变为液态的过程。（5）升华升华:物质由固态直接变为气态的过程。物质由固态直接变为气态的过程。（6）凝华凝华:物质由气态直接变为固态的过程。物质由气态直接变为固态的过程。物质的状态物质的状态物质的三态变化物质的三态变化与物质状态有关的
25、参数与物质状态有关的参数物态参数物态参数(即状态参数即状态参数)：在给定的状态下：在给定的状态下,表明物表明物质物理特性作用的各个量。质物理特性作用的各个量。状态参数的全部或一部分发生变化状态参数的全部或一部分发生变化,即表明物质即表明物质所处的状态起了变化。所处的状态起了变化。主要物态参数有主要物态参数有温度、压力、比容和密度、焓。温度、压力、比容和密度、焓。物质的状态物质的状态物质的三态变化物质的三态变化常用的温标有三种:摄氏温标、华氏温标、绝对温标摄氏温标、华氏温标、绝对温标。1.摄氏温标摄氏温标:又叫做国际百分度温标。又叫做国际百分度温标。是把标准大气压冰水混合的温度规定为是把标准大气
26、压冰水混合的温度规定为0度度,把水沸腾时的温度把水沸腾时的温度(即沸点即沸点)规定规定为为100度度,在在0度与度与100度之间平均分成度之间平均分成100个等份个等份,每一等份就是每一等份就是1度。摄氏温度度。摄氏温度的单位为的单位为“摄氏度摄氏度”,用符号用符号表示。表示。2.华氏温标华氏温标:是英制温标是英制温标,为英、美等国过去比较常用的一种温标。为英、美等国过去比较常用的一种温标。是把标准大气压下水凝固成冰时的温度是把标准大气压下水凝固成冰时的温度(冰点冰点)规定为规定为32度度,水沸腾时的温度水沸腾时的温度(沸沸点点)规定为规定为212度度,在在32度与度与212度之间平均分为度之
27、间平均分为180个等分个等分,每一个等分就是每一个等分就是1华华氏度。华氏温度的单位为氏度。华氏温度的单位为“华氏度华氏度”,用符号用符号 表示。表示。（一）、温度是指物体冷热的程度。温度计上表示温度高低的尺度叫做温度标尺(简称温标)。三、物态参数三、物态参数物态参数-温度3.绝对温标绝对温标:绝对温标也称为热力学绝对温标。绝对温标也称为热力学绝对温标。它的刻度和摄氏温标相等它的刻度和摄氏温标相等,只是它把摄氏温标的只是它把摄氏温标的-273.15规定为规定为0开尔文开尔文,把标准大气压下水凝固的温度把标准大气压下水凝固的温度(冰点冰点)规定为规定为273开尔文开尔文, 把把沸水的温度沸水的温
28、度(沸点沸点)规定为规定为373开尔文。绝对温度的单位叫做开尔文。绝对温度的单位叫做 “开开尔文尔文”,简称开简称开,用符号用符号K表示。表示。摄氏温度与华氏温度之间的换算关系如下摄氏温度与华氏温度之间的换算关系如下: t =9/5* t+32 t=5/9*(t -32)摄氏温度与绝对温度之间的换算关系：摄氏温度与绝对温度之间的换算关系：t=TK-273.15 TK=t+273.15三、物态参数三、物态参数物态参数-温度压力：压力：单位面积上所受到的垂直作用力。单位面积上所受到的垂直作用力。但一般工程技术上习惯于将压强称为压力。但一般工程技术上习惯于将压强称为压力。压力按国际单位制为帕压力按国
29、际单位制为帕(牛顿牛顿/米米2),符号为符号为Pa。在锅炉的铭牌上在锅炉的铭牌上 “工作压力工作压力0.8MPa” 表示锅炉运行时表示锅炉运行时,其炉内的额定其炉内的额定的蒸汽压力为的蒸汽压力为0.8MPa。在使用中帕单位太小在使用中帕单位太小,常用千帕常用千帕(KPa)和兆帕和兆帕(MPa)作为压力单位。作为压力单位。 1MPa=106 Pa 1KPa=103 Pa1公斤力公斤力/厘米厘米2=0.098兆帕兆帕=0.098106帕帕物态参数-压力1.大气压力大气压力: 地球表面被一层很厚的气体包裹着地球表面被一层很厚的气体包裹着,这层气体这层气体称为大气。由于气体受地心的吸引产生了重力称为大
30、气。由于气体受地心的吸引产生了重力,所以包围在所以包围在地球外面的大气层对地球表面便产生了压力。这个压力是地球外面的大气层对地球表面便产生了压力。这个压力是由大气产生的由大气产生的,叫做大气压力叫做大气压力(用用P大气表示大气表示),又称大气压。又称大气压。 标准大气压：标准大气压： 海平面上的大气压为海平面上的大气压为101325Pa或为或为760mmHg。这个大气压我们称为标准大气压。这个大气压我们称为标准大气压。2.绝对压力、表压力与负压力绝对压力、表压力与负压力:（1）表压力：表压力：用压力表指示出来的压力，是指超过当地大气压力的压力表指示出来的压力，是指超过当地大气压力的部分；部分；
31、（2）绝对压力绝对压力：绝对压力的数值等于表压力加上当地的大气压力的绝对压力的数值等于表压力加上当地的大气压力的数值；数值；（3）负压力负压力：负压力就是低于大气压力的压力。负压力就是低于大气压力的压力。绝对压力、表压力、大气压力三者之间的关系：绝对压力、表压力、大气压力三者之间的关系：P绝绝=P表表+P大气大气 P负负=P大气大气-P绝绝 如图所示：如图所示：（三）其他物态参数1.比容：单位质量的物质所占有的容积。比容：单位质量的物质所占有的容积。用符号表示。其单位为米/千克。公式为：=V/m气体的比容大小与气体的压力和气体的温度有关。假定气体的压力气体的比容大小与气体的压力和气体的温度有关
32、。假定气体的压力不变，温度与比容成正比；假定气体的温度不变，则压力与比容成不变，温度与比容成正比；假定气体的温度不变，则压力与比容成反比；假定比容不变，压力与温度成正比。反比；假定比容不变，压力与温度成正比。2.密度：密度：单位容积内所含物质的质量单位容积内所含物质的质量，用符号表示。其公式为：=m/v密度与比容互为倒数密度与比容互为倒数,即即:=13.重度：重度：单位容积内物质的重量称为重度单位容积内物质的重量称为重度,用符号表示。公式为： =g4.焓焓：是指在流体中总的含热量。是指在流体中总的含热量。实质上是流体内部分子内能和流动压力能的总和。用公式表示：H=U+PV（单位为焦耳） 式中：
33、U流体的内能，焦耳； PV流体的流动压力能，焦耳。 其他物态参数三、热力知识三、热力知识-热量热量1.热量：热量：热量是物体吸收或放出热的数量。热量是物体吸收或放出热的数量。一切物体由冷变热时一切物体由冷变热时,需要吸收热量；由热变冷时需要吸收热量；由热变冷时,则要放出热量。则要放出热量。热量的单位为焦耳热量的单位为焦耳,简称焦。过去热量单位用卡表简称焦。过去热量单位用卡表示。示。1卡卡1克纯水温度升高克纯水温度升高1所需要的热量。所需要的热量。1焦耳焦耳在在1牛顿力的作用下，物体沿力的方向牛顿力的作用下，物体沿力的方向移动移动1米距离所做的功。米距离所做的功。第三节锅炉的热力学与流体力学知识
34、第三节锅炉的热力学与流体力学知识热量一、热力学概念一、热力学概念卡与焦耳的换算关系卡与焦耳的换算关系是：是：1卡卡=4.1868焦耳焦耳1千焦千焦=1000焦耳焦耳=1000牛顿米牛顿米1千克纯水温度升高千克纯水温度升高1所需要的热量为所需要的热量为4186.8焦耳。焦耳。 热量与温度二者之间虽热量与温度二者之间虽有一定的联系有一定的联系,但却是两但却是两个不同的物理量。不能个不同的物理量。不能混为一谈。当物体受热混为一谈。当物体受热之后会发生下列变化之后会发生下列变化:(1)温度升高；温度升高；(2)体积膨胀体积膨胀(在定压下在定压下)；(3)物体的状态改变。物体的状态改变。同样的同样的,当
35、物体受冷后会当物体受冷后会发生降温、体积缩小及发生降温、体积缩小及状态变化。状态变化。热量2.比热容比热容：单位质量的物单位质量的物质质,温度升高温度升高1吸收的热吸收的热量称为该物质的比热容。量称为该物质的比热容。用符号C表示，单位焦耳/千克。每种物质都有自己的比热每种物质都有自己的比热容。水的比热容最大容。水的比热容最大,为为4186.8焦耳焦耳/千克千克。所以。所以通常我们用水作循环液通常我们用水作循环液,以以便吸收或散发较多的热量。便吸收或散发较多的热量。Q=mc(t2-t1) 式中：Q-物质在温度升高时吸收的热量,焦耳；m-物质的质量,千克；C-物质的比热容,焦耳/千克；t2-物质加
36、热后的温度,；t1-物质加热前的温度,。比热容3.热胀冷缩：物体受热后膨胀热胀冷缩：物体受热后膨胀,受冷后收缩的现象。受冷后收缩的现象。(1)线膨胀线膨胀:固体物质受热后固体物质受热后,沿着长度方向发生的伸长变化沿着长度方向发生的伸长变化,叫做叫做固体的线膨胀。固体的线膨胀。物质受热后长度的伸长可按下式计算:L2=L11+(t2-t1)(2)体膨胀体膨胀:物质受热后物质受热后,其体积的膨胀叫做体膨胀。其体积的膨胀叫做体膨胀。对于液体和气体来说对于液体和气体来说,它们只有体膨胀。它们只有体膨胀。物质受热后,温度升高1,其体积的增加值与该物质升温前的体积之比叫做该物质的体膨胀系数。热胀冷缩4.传热
37、：两种温度不同的物质传热：两种温度不同的物质,在相互接近和接触时在相互接近和接触时,便便会发生热量的传播会发生热量的传播,由温度高的物质将热量传播给温度由温度高的物质将热量传播给温度低的物质。低的物质。传热方法通常有导热、对流和辐射导热、对流和辐射三种形式。（1）导热：在同一物质中导热：在同一物质中(或两种温度不同的物质接或两种温度不同的物质接触时触时),热量从高温部分传播至低温部分。热量从高温部分传播至低温部分。不同的物质导热的能力也不相同，分为良热导体和不不同的物质导热的能力也不相同，分为良热导体和不良热导体。良热导体。传热方式(2)对流：依靠流体对流：依靠流体(气体或液体气体或液体)流动
38、来传播热量的方式流动来传播热量的方式叫做对流。叫做对流。由于流体被加热部分的体积膨胀由于流体被加热部分的体积膨胀,相应地其密度减小相应地其密度减小,便便逐渐向流体上部上升逐渐向流体上部上升,而温度低的流体密度大而温度低的流体密度大,就下降填就下降填补它的空间补它的空间,下降的流体加热后又上升下降的流体加热后又上升,这样循环地流动这样循环地流动,便把高温物质的热量传播给低温物质。便把高温物质的热量传播给低温物质。(3)辐射：高温的物质以电磁波直接向四周发射来传播热辐射：高温的物质以电磁波直接向四周发射来传播热量的方式量的方式。实验证明实验证明:物体在单位时间内物体在单位时间内,通过单位表面积向外
39、的辐通过单位表面积向外的辐射放热强度是和其绝对温度的四次方成正比射放热强度是和其绝对温度的四次方成正比。传热方式二、热二、热 工工 概念概念1.锅炉本体：锅炉本体：由锅筒、受热面及其间的连接由锅筒、受热面及其间的连接管道（包括烟道和风道）、燃烧设备、构架管道（包括烟道和风道）、燃烧设备、构架（包括平台和扶梯）、炉墙和除渣设备等所（包括平台和扶梯）、炉墙和除渣设备等所组成的整体。组成的整体。2.受热面：受热面：从放热介质中吸收热量并传递给从放热介质中吸收热量并传递给受热介质的表面，如炉胆、管子、筒体等。受热介质的表面，如炉胆、管子、筒体等。包括：包括：辐射受热面：辐射受热面：主要以辐射换热方式从
40、放热介主要以辐射换热方式从放热介质吸收热量的受热面。质吸收热量的受热面。对流受热面：对流受热面：主要以对流换热方式从高温烟主要以对流换热方式从高温烟气中吸收热量的受热面。气中吸收热量的受热面。3.最高火界：最高火界：锅壳锅炉蒸发受热面上受火焰或高温烟锅壳锅炉蒸发受热面上受火焰或高温烟气冲刷的水侧最高点。气冲刷的水侧最高点。4.最低安全水位：最低安全水位：锅炉在正常运行时的极限低水位。锅炉在正常运行时的极限低水位。水管锅炉的最低安全水位，应能保证对下降管可靠水管锅炉的最低安全水位，应能保证对下降管可靠地供水。地供水。锅壳锅炉的最低安全水位：锅壳锅炉的最低安全水位：应高于最高火界应高于最高火界10
41、0毫米。毫米。水管锅炉的最低安全水位：水管锅炉的最低安全水位：应能保证对下降管可靠应能保证对下降管可靠地供水。位于下降管与锅筒连接处最高点以上地供水。位于下降管与锅筒连接处最高点以上4倍管倍管径处。径处。5.负压燃烧：负压燃烧：炉膛出口烟气静压小于外界炉膛出口烟气静压小于外界大气压力的燃烧方式。大气压力的燃烧方式。6.火床燃烧：火床燃烧：炉膛中设炉排炉膛中设炉排,固体燃料以一固体燃料以一定厚度分布在炉排上进行燃烧的方式。定厚度分布在炉排上进行燃烧的方式。7.火室燃烧（悬浮燃烧）：火室燃烧（悬浮燃烧）：炉膛中不设炉炉膛中不设炉排排,固体燃料以粉状、液体或气体燃料以雾固体燃料以粉状、液体或气体燃料
42、以雾状或气态随同空气喷入炉膛中进行燃烧的状或气态随同空气喷入炉膛中进行燃烧的方式。方式。8.理论空气量：理论空气量：燃料燃烧计算中燃料燃烧计算中,每公斤或每标准立方米每公斤或每标准立方米燃料完全燃烧所需要的空气量。燃料完全燃烧所需要的空气量。9.过量空气系数：过量空气系数：燃料燃烧时燃料燃烧时,实际供给的空气与理空气实际供给的空气与理空气量的比值。量的比值。10.一次风：一次风：火床炉燃烧时火床炉燃烧时,从炉排下部送入的空气；煤从炉排下部送入的空气；煤粉燃烧时与煤粉一起送入炉膛的空气；油、气体燃料燃粉燃烧时与煤粉一起送入炉膛的空气；油、气体燃料燃烧时烧时,从火焰根部送入炉膛的空气。从火焰根部送
43、入炉膛的空气。11.二次风：二次风：火床炉燃烧时火床炉燃烧时,从炉排上部送入的空气从炉排上部送入的空气,火室火室燃烧时燃烧时,在炉膛适当位置通过专用喷口送入炉膛的热风。在炉膛适当位置通过专用喷口送入炉膛的热风。12.比热：比热：单位质量的物质单位质量的物质,温度升高或降低温度升高或降低1时所时所吸收或放出的热量。吸收或放出的热量。1千卡千卡/公斤公斤（1kcal/kg）=4.1868千焦耳千焦耳/公公斤斤（KJ/kg）13.热焓：热焓：定压过程中工作介质的含热量。定压过程中工作介质的含热量。14.“标准煤标准煤”：低位发热量为低位发热量为29308kJ/kg的煤。的煤。发热量：单位物量发热量：
44、单位物量(固体、液体用固体、液体用1kg，气体用，气体用1m3 ）燃料完全燃烧燃料完全燃烧时放出的热量；时放出的热量；高位发热量：燃烧产物中的水蒸气全部凝结成水时所得的发高位发热量：燃烧产物中的水蒸气全部凝结成水时所得的发热量；热量；低位发热量：燃烧产物中的水蒸汽保持蒸汽状态时所得的发低位发热量：燃烧产物中的水蒸汽保持蒸汽状态时所得的发热量；热量；两者的区别：燃烧产物中水蒸气的汽化潜热是否放出。两者的区别：燃烧产物中水蒸气的汽化潜热是否放出。1.水的性质水的性质纯水是无色、无味、无嗅、透明的液体。纯水是无色、无味、无嗅、透明的液体。水是良好的溶剂水是良好的溶剂,它能溶解许多种物质。它能溶解许多
45、种物质。水在自然界中有三种形态水在自然界中有三种形态,即即:固态固态-冰和雪；液态冰和雪；液态-水；气态水；气态-蒸汽。蒸汽。在在4时时,水的密度最大水的密度最大,体积最小。体积最小。在冬季在冬季,不运行的锅炉要注意防冻不运行的锅炉要注意防冻,避免炉水结成冰后体积增大避免炉水结成冰后体积增大,而将设备撑而将设备撑坏。坏。比热较大比热较大。利用这一特性，常被用来作为吸热和放热。利用这一特性，常被用来作为吸热和放热(如冷却和采暖如冷却和采暖)的介的介质。质。2.水的水的特点特点三、流体力学知识-水与水蒸汽水具有液体的各种特性。水具有液体的各种特性。1.1.当连通器的各部分水面当连通器的各部分水面上
46、的压力相等时上的压力相等时, , 水面就都水面就都保持在同一高度上。保持在同一高度上。根据这一原理根据这一原理, , 可以用水位可以用水位表测量出锅筒内的水位高表测量出锅筒内的水位高低。低。2.2.水在密闭容器中水在密闭容器中, ,当水的部分当水的部分受到外界压力作用时受到外界压力作用时, ,它便以大它便以大小相等的力向各个方向传递小相等的力向各个方向传递, ,以以致接触到水的任何一点致接触到水的任何一点, ,都受到都受到相等的压力相等的压力。锅炉水压试验便是利用这一原理锅炉水压试验便是利用这一原理来检查各受压部件的强度和严密来检查各受压部件的强度和严密性的。性的。流体力学知识饱和温度：饱和温
47、度：水被加热并吸收热量以后,温度就逐渐升高,当水加热到一定温度时,便开始沸腾,水沸腾时的温度叫做沸点,也叫饱和温度。饱和压力：饱和压力：与饱和温度相对应的定值压力。显热：显热：沸点状态下的饱和水所含的热量。水的沸点随着压力的升高或降低相应地升高或降低。饱和蒸气、饱和水：饱和蒸气、饱和水： 一定压力沸水汽化所生成的蒸汽温度与沸水温度相同,始终保持在饱和温度,这种蒸汽就叫做饱和蒸汽,这时的沸水叫做饱和水。流体力学知识水的沸点随着压力的升高或降低而相应地升高或降低水的沸点随着压力的升高或降低而相应地升高或降低。在标准大气压下在标准大气压下,水的沸点为水的沸点为100,而在绝对气压而在绝对气压980.
48、665KPa下下,水的沸点即为水的沸点即为179.04。当绝对压力。当绝对压力为为58.84KPa时时,水的沸点即为水的沸点即为85.45。水在低压下比在高压下沸腾得快水在低压下比在高压下沸腾得快,但水中所含的热量但水中所含的热量较少。较少。在高原地区在高原地区,因为当地气压较低因为当地气压较低,所以水不到所以水不到100就沸就沸腾了。腾了。流体力学知识水由液态变为气态水由液态变为气态-水蒸汽的过程叫做汽化。水蒸汽的过程叫做汽化。 当水被加热到沸点时当水被加热到沸点时,在水的表面和内部便产生在水的表面和内部便产生大量的汽泡，汽泡升至水面时就破裂开来大量的汽泡，汽泡升至水面时就破裂开来 放出放出
49、水汽水汽,水就这样逐渐地变成了水蒸汽。水就这样逐渐地变成了水蒸汽。在不同的压力下在不同的压力下,饱和水汽化为饱和蒸汽所需的饱和水汽化为饱和蒸汽所需的汽化潜热也不相同汽化潜热也不相同,汽化潜热的数值是随着压力汽化潜热的数值是随着压力升高而降低的。升高而降低的。汽化潜热汽化潜热r=0时，这一点水和水蒸汽无区别时，这一点水和水蒸汽无区别,该点该点称为水的临界点称为水的临界点,在临界点水的温度为在临界点水的温度为374。(1)汽化与汽化潜热流体力学知识汽化潜热（即蒸发潜热）汽化潜热（即蒸发潜热）：1千克饱和水完全千克饱和水完全汽化为饱和蒸汽时所需要的热量汽化为饱和蒸汽时所需要的热量,叫做汽化潜热。叫做
50、汽化潜热。用符号用符号r表示。单位为焦耳表示。单位为焦耳/千克。千克。汽化潜热之所以称为潜热汽化潜热之所以称为潜热,是由于该过程只有相是由于该过程只有相变变,而温度不发生变化而温度不发生变化,和习惯上温度变化的相和习惯上温度变化的相对的显热相区别。对的显热相区别。流体力学知识干饱和蒸汽干饱和蒸汽:不含水份的饱和蒸汽。指饱和水全部被汽化不含水份的饱和蒸汽。指饱和水全部被汽化,而蒸汽温度仍等而蒸汽温度仍等于该压力下的饱和温度时的状态。于该压力下的饱和温度时的状态。湿饱和蒸汽湿饱和蒸汽:含有水份的饱和蒸汽。指饱和水汽化过程中含有水份的饱和蒸汽。指饱和水汽化过程中,处于汽与水共存处于汽与水共存的状态。
