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第一章　锅炉的分类及结构1

第一节　锅炉的构成及分类1

一、锅炉的工作原理1

二、锅炉的基本构成2

三、锅炉的分类2

第二节　锅炉的参数、型号及技术经济指标4

一、锅炉参数4

二、锅炉型号6

三、锅炉技术经济指标7

第三节　蒸发受热面内的工质流动方式8

一、自然循环8

二、控制循环9

三、直流锅炉9

四、复合循环9

第四节 自然循环锅炉的结构13

一、中压自然循环锅炉13

二、高压自然循环锅炉14

三、超高压自然循环锅炉16

四、亚临界压力自然循环锅炉20

第五节　控制循环锅炉的结构31

一、300MW控制循环锅炉31

二、600MW控制循环锅炉34

第六节　直流锅炉的结构38

一、直流锅炉管屏的基本型式38

二、国产300MW亚临界压力直流锅炉41

三、924t/h苏尔寿亚临界压力直流锅炉42

四、德国1898t/h亚临界压力直流锅炉43

五、1900t/h超临界压力直流锅炉44

六、800MW超临界压力直流锅炉45

七、4218t/h超临界压力直流锅炉47

第七节　复合循环锅炉的结构47

一、苏尔寿947t/h低循环倍率塔式锅炉48

二、捷克1650t/h低循环倍率塔式锅炉49

三、亚临界压力部分负荷复合循环锅炉50

四、超临界压力部分负荷复合循环锅炉51

第八节　电站锅炉的发展趋势52

一、容量和参数52

二、变压运行超临界压力锅炉54

三、燃烧技术54

四、受热面结构54

五、金属材料54

六、可靠性技术55

七、洁净煤发电技术55

参考文献57

第二章　锅炉的主要受热面58

第一节　蒸发受热面58

一、自然循环锅炉的蒸发受热面58

二、强制循环锅炉的水冷壁62

第二节　过热器和再热器65

一、对过热器和再热器的要求65

二、对流过（再）热器66

三、屏式过热器69

四、壁式过（再）热器71

五、顶棚过热器和包覆管过热器73

第三节　汽温特性与蒸汽温度调节方法74

一、汽温特性74

二、汽温调节的基本要求74

三、蒸汽侧调温方法75

四、烟气侧调温方法78

第四　节省煤器83

一、省煤器的作用及种类83

二、钢管式省煤器83

三、省煤器设计中应考虑的问题85

四、省煤器的起动保护89

第五节　空气预热器90

一、概述90

二、管式空气预热器90

三、回转式空气预热器95

四、热管式空气预热器111

第六节　过热器和再热器的积灰与腐蚀112

一、过热器与再热器的高温积灰112

二、烟气侧的高温腐蚀112

三、防止高温积灰与腐蚀的措施114

第七节　低温受热面的积灰、磨损和腐蚀115

一、低温受热面的积灰及其防止措施115

二、低温受热面的飞灰磨损及其防止措施116

三、尾部受热面的低温腐蚀124

参考文献129

第三章　燃料与燃烧计算130

第一节　燃料及其成分130

一、燃料130

二、燃料成分130

三、燃料的成分基准及其换算131

第二节　燃料的某些特性132

一、燃料的发热量132

二、煤的着火及燃烧特性135

三、煤灰的特性140

第三节　燃料分类141

一、固体燃料141

二、液体燃料145

三、气体燃料146

第四节　燃料燃烧所需空气量计算147

第五节　燃烧产物计算147

一、完全燃烧时的燃烧产物（α≥1）148

二、不完全燃烧时的燃烧产物（α＜1）149

三、烟气分析150

第六节　锅炉热平衡计算153

一、热平衡基本概念153

二、锅炉输入热量153

三、锅炉有效利用热量154

四、各项热损失155

五、锅炉效率ηb157

六、锅炉热效率试验157

第七节　国外热平衡计算方法简介158

一、日本三菱公司计算锅炉热效率的方法158

二、ASME PTC 4.1159

参考文献160

第四章　煤粉制备及其系统161

第一节　煤的磨制特性161

一、煤的可磨性系数161

二、煤的磨损指数161

三、煤粉特性162

第二节　磨煤机的分类和制粉系统的类型164

一、磨煤机的分类164

二、制粉系统的类型167

三、磨煤机和制粉系统的选择171

第三节　磨煤机的结构和性能参数计算172

一、钢球磨煤机的结构和性能参数计算172

二、中速磨煤机的结构和性能参数计算183

三、风扇式磨煤机的结构和性能参数计算194

第四节　制粉系统的其他部件202

一、原煤仓202

二、煤粉仓203

三、给煤机204

四、输粉机208

五、给粉机209

六、209

粗粉分离器209

七、细粉分离器214

八、锁气器215

九、煤粉分配器217

十、煤粉混合器218

十一、节流元件220

十二、制粉系统的风机220

第五节　制粉系统的热力计算222

一、干燥剂量的计算222

二、干燥剂初温的计算224

三、干燥剂组成成分的计算228

四、干燥剂终温的确定231

五、制粉系统末端干燥剂含湿量及露点计算232

六、煤粉与一次风混合物温度的计算233

第六节　制粉系统的空气动力计算234

一、管道的阻力计算235

二、制粉系统部件的阻力计算243

三、制粉系统的阻力计算245

参考文献247

第五章　燃烧方式及燃烧设备248

第一节　炉膛248

一、对炉膛的要求248

二、炉膛热负荷248

三、炉膛尺寸254

四、对燃烧器布置的要求256

五、炉膛的运行异常258

第二节　传统煤粉燃烧器260

一、燃烧器的分类260

二、旋流燃烧器261

三、直流燃烧器270

第三节　低NOx燃烧器284

一、概述284

二、空气分级燃烧291

三、燃料分级燃烧310

四、烟气再循环313

五、浓淡燃烧313

第四节　低质煤燃烧器319

一、煤粉气流的着火320

二、浓淡燃烧器322

三、钝体燃烧器342

四、船形燃烧器347

五、大速差射流型燃烧器349

六、偏置射流型燃烧器352

七、夹心风燃烧器353

八、预燃室燃烧器354

九、W型火焰燃烧技术358

第五节　液态排渣炉和旋风炉366

一、液态排渣炉366

二、旋风炉368

三、液态排渣炉和旋风炉的特殊问题370

第六节　流化床燃烧371

一、概述371

二、典型的循环流化床锅炉374

三、循环流化床锅炉的主要部件380

四、增压循环流化床联合循环（PFBC-CC）发电技术384

第七节　燃气炉与燃油炉389

一、燃烧室的结构特点389

二、气体燃料燃烧特点389

三、气体燃烧器390

四、油的燃烧特点391

五、油燃烧器392

六、油掺水燃烧399

第八节　水煤浆的燃烧401

一、水煤浆（CWM）的种类和用途401

二、水煤浆的特性401

三、水煤浆喷嘴405

四、水煤浆调风器401

五、燃油锅炉改烧水煤浆409

第九节　点火装置409

一、带煤粉预热室的点火装置410

二、采用过渡燃料的点火装置410

三、煤粉直接点火技术411

参考文献413

第六章　锅炉的整体设计布置417

第一节　影响锅炉整体布置的因素417

一、参数对整体布置的影响417

二、锅炉容量对整体布置的影响418

三、燃料性质对受热面布置的影响418

第二节　锅炉整体布置方案418

一、倒U型布置418

二、T型布置419

三、塔型布置419

四、箱型布置419

五、N型和M型布置420

第三节　有关锅炉本体设计的几个问题420

一、锅炉介质温度的选择420

二、过热器及再热器系统421

三、尾部受热面的布置425

参考文献427

第七章　锅炉水处理428

第一节　概述428

一、水处理对火力发电厂安全经济运行的影响428

二、水中杂质的分类及相应的处理方法428

第二节　锅炉补给水预处理——混凝、澄清和过滤429

一、预沉淀和混凝429

二、影响混凝效果的因素429

三、常用的混凝剂和絮凝剂429

四、混凝剂溶液的制备和投加429

五、混凝澄清及其设备430

六、水的过滤432

第三节　离子交换水处理434

一、离子交换软化水处理435

二、离子交换除盐水处理435

三、水的膜处理和膜技术与离子交换的联合应用438

参考文献439

第八章　汽水品质及其控制措施440

第一节　蒸汽品质及蒸汽污染的原因440

一、蒸汽品质指标440

二、蒸汽污染原因及影响因素440

三、提高蒸汽品质的途径442

第二节　汽包及其内部装置442

一、汽包的作用及结构442

二、汽水分离装置444

三、分段蒸发448

四、蒸汽清洗450

五、给水管、排污管、加药管和事故放水管450

六、汽包内部装置的组合451

第三节　锅内结垢及腐蚀452

一、锅内水垢的形成及其分类452

二、锅内水垢的危害及其防止453

三、腐蚀的形成及其分类453

四、锅内腐蚀及其防止453

第四节　锅炉的水质指标455

一、水质指标455

二、电站锅炉的水质指标456

第五节　锅内水处理457

一、电站锅炉的锅内水处理457

二、锅炉排污457

参考文献459

第九章　锅炉辅助设备460

第一节　水位表460

一、双色水位计460

二、电接点水位计460

三、汽包水位精确性分析462

四、差压式低地位水位计463

第二节　水位保护装置和水位调节器464

第三节　锅炉水再循环泵465

一、无轴封型锅炉水循环泵主要结构466

二、泵的冷却系统468

第四节　锅炉阀门469

一、概述469

二、闸阀477

三、截止阀479

四、锅炉水循环泵出口阀482

五、调节阀482

六、电动排汽阀483

七、安全阀485

第五节　吹灰器491

一、吹灰器结构492

二、吹灰器布置及系统496

三、吹灰器运行497

第六节　除渣设备498

一、除渣方式498

二、碎渣设备501

参考文献501

第十章　锅炉构架503

第一节　锅炉构架的类型503

一、框架式构架503

二、桁架式构架504

第二节　柱和梁的结构505

一、柱的结构506

二、梁的结构506

三、连接方式506

第三节　刚性梁510

一、刚性梁的最大间距510

二、连接结构511

三、刚性梁的典型结构511

参考文献513

第十一章　炉墙与管道保温514

第一节　炉墙与管道保温结构514

一、炉墙的性能要求514

二、炉墙分类514

三、锅炉炉墙结构514

四、设备与管道保温519

第二节　炉墙材料522

一、锅炉耐火材料522

二、保温材料529

三、填充及密封材料533

四、防护材料533

第三节　炉墙传热和管道保温计算535

一、经济厚度计算方法535

二、表面温度法539

三、复合材料保温层厚度计算539

四、允许热损失法540

五、表面温度的计算541

参考文献541

第十二章　锅炉热力计算542

第一节　概述542

一、热力计算的任务542

二、热力计算的方法与顺序542

第二节　炉膛热力计算545

一、炉膛几何尺寸的计算545

二、炉膛传热计算的基本方程547

三、我国常用的炉膛换热计算方法550

四、欧美国家的几种热力计算方法554

第三节　对流受热面的热力计算557

一、基本方程557

二、传热系数558

三、传热温压578

参考文献582

第十三章　通风设备与通风阻力计算583

第一节　通风计算的基本原理和计算公式583

一、通风计算的目的583

二、流动阻力583

三、自生通风584

四、烟、风道的全压降585

第二节　锅炉烟气侧流动阻力计算586

一、沿程摩擦阻力计算586

二、局部阻力计算590

三、横向冲刷管束阻力计算596

四、烟道的全压降602

第三节　锅炉空气侧阻力计算605

一、冷风道605

二、空气预热器605

三、热风道606

四、燃烧设备606

五、自生通风606

六、风道全压降606

第四节　烟囱607

一、大气的稳定度607

二、污染物的最大落地浓度609

三、烟囱排出的污染物量611

四、烟囱高度及出口烟速611

第五节　送、引风机613

一、风机的基本知识613

二、轴流式风机的结构特性616

三、轴流送风机的运行和调节617

四、离心式风机619

五、风机的选择620

参考文献622

第十四章　锅炉水动力学623

第一节　水动力计算的基础知识623

一、管组和区段的划分623

二、吸热量的分配626

三、流动特性参数631

四、管段内压降的计算634

五、蒸发管内传热恶化工况的计算654

第二节 自然循环锅炉水动力计算659

一、循环回路计算方法659

二、水循环可靠性校核660

三、提高循环可靠性的方法663

第三节　直流锅炉水动力学664

一、水平布置蒸发受热面中的水动力特性664

二、垂直布置蒸发受热面中的水动力特性666

三、蒸发受热面中的脉动现象669

四、蒸发受热面中的热偏差670

第四节　控制循环锅炉水动力学671

第五节　传热恶化及其防止措施673

一、传热恶化现象673

二、传热恶化校验及其防止措施673

参考文献676

第十五章　受热面热偏差及金属壁温计算677

第一节　基本计算公式677

一、热偏差系数计算公式677

二、炉内受热管子金属壁温计算公式677

第二节　流量不均匀系数681

一、管组的平均阻力系数681

二、并联各管长度的影响681

三、并联各管内径或所用材料的影响682

四、联箱内压力变化的影响682

五、吸热不均匀的影响683

六、总流量不均匀系数683

第三节　热力不均匀系数685

一、水冷壁的热力不均匀系数685

二、对流烟道中管组沿宽度的热力不均匀系数686

第四节　同屏（片）各管受热面积的不均匀性686

一、炉膛火焰或管组前后烟气容积的影响686

二、管屏间烟气容积的影响687

三、同屏（片）各管长度偏差的影响687

第五节　过热器和再热器的热偏差计算688

一、屏式过热器和屏式再热器的热偏差计算688

二、高温对流过热器和再热器的热偏差计算689

三、低温对流过热器和再热器的热偏差计算690

第六节　减小热偏差的方法690

第七节　过热器和再热器的壁温计算691

一、计算点及校验线的确定691

二、计算点的蒸汽温度t691

三、校验线上烟气的平均温度θ692

四、计算点的热负荷qo693

五、计算点的最大热负荷qmax694

六、均流系数？696

第八节　水冷壁管的壁温计算697

一、光管水冷壁的壁温计算697

二、膜式水冷壁的壁温计算698

参考文献702

第十六章　强度计算703

第一节　锅炉常用的金属材料703

一、过热器和蒸汽管道用钢703

二、水冷壁管和省煤器管用钢703

三、汽包及联箱用钢704

第二节　锅炉元件的许用应力704

第三节　锅炉元件的计算壁温706

第四节　锅炉元件的计算压力708

第五节　锅炉圆筒形元件上孔排及焊缝的减弱708

一、锅炉圆筒形元件的孔桥减弱系数708

二、锅炉圆筒形元件的焊缝减弱系数709

三、锅炉圆筒形元件的最小减弱系数710

第六节　锅炉圆筒形元件的附加壁厚711

第七节　锅炉主要受压元件的强度计算711

一、汽包简体的强度计算711

二、圆筒形联箱简体的强度计算712

三、管子和锅炉范围管道的强度计算713

四、凸形封头的强度计算715

五、平端盖的强度计算716

六、平端头和盖板的强度计算717

七、孔的加强计算717

第八节　锅炉元件的强度计算方法719

一、设计计算720

二、校核计算720

第九节　锅炉受压元件的低周疲劳分析方法720

一、ASME的疲劳分析方法720

二、TRD的疲劳分析方法721

三、PTM的疲劳分析方法722

第十节　锅炉受压元件剩余寿命估算方法722

一、以蠕变为主要失效方式的部件722

二、以疲劳为主要失效方式的部件723

三、疲劳-蠕变交互作用下的部件723

参考文献723

第十七章　环境保护724

第一节　污染物排放标准724

一、环境空气质量标准及大气污染物排放标准724

二、水环境质量标准和污水排放标准731

三、土壤环境质量标准738

四、噪声标准739

五、车间空气中生产性粉尘的最高容许浓度740

六、国外有关环境保护的标准741

七、排放单位换算742

第二节　烟气除尘742

一、烟尘的性质743

二、烟尘的危害746

三、除尘器的分类747

四、除尘器的性能指标747

五、湿式除尘器750

六、电除尘器756

七、过滤式除尘器769

八、除尘器的选择776

第三节　火电厂的脱硫技术778

一、我国火电厂燃煤硫分及SO2排放778

二、SO2的危害780

三、脱硫技术的分类782

四、烟气脱硫剂784

五、烟气脱硫技术的综合评价785

六、燃烧中脱硫——炉内喷脱硫剂脱硫789

七、湿式烟气脱硫技术796

八、半干式烟气脱硫技术824

九、干式烟气脱硫技术831

第四节　烟气脱硝技术842

一、选择性催化还原法843

二、选择性非催化还原法845

三、非选择性催化还原法846

四、湿法烟气脱硝847

第五节　同时脱硫脱硝技术847

一、电子束辐射技术847

二、脉冲电晕技术853

三、活性炭脱硫脱硝技术854

四、其他同时脱硫脱硝技术857

第六节　二氧化碳的减排与综合利用861

一、温室气体和温室效应861

二、减排CO2的措施863

三、CO2的储存863

四、CO2的综合利用864

五、CO2的捕集864

第七节　其他的洁净煤技术864

一、煤炭洗选865

二、型煤867

三、煤炭气化867

四、整体煤气化联合循环发电技术（IGCC）880

五、燃料电池（FC）889

第八节　粉煤灰的综合利用895

一、概述895

二、粉煤灰的化学特性895

三、粉煤灰的物理特性895

四、粉煤灰的结构特征899

五、粉煤灰标准900

六、粉煤灰的分级方法901

七、粉煤灰在建材行业中的应用905

八、粉煤灰在建筑工程中的应用907

九、粉煤灰在农业、水产方面的应用907

十、粉煤灰的精细利用909

第九节　噪声控制技术911

一、基本概念911

二、噪声的危害912

三、火电厂的主要噪声源及治理原则912

四、磨煤机的噪声控制914

五、风机的噪声控制915

六、锅炉炉膛振动和噪声的控制917

七、空气预热器振动和噪声控制918

八、消声器919

参考文献924

第十八章　锅炉运行与维护928

第一节　锅炉的启动与停止928

一、单元制自然循环锅炉的滑参数启动928

二、母管制自然循环锅炉的启动与停止935

三、控制循环锅炉的启动939

四、超临界压力锅炉的启动946

第二节　锅炉的运行调节946

一、汽包锅炉的运行调节947

二、直流锅炉的运行调节959

第三节　锅炉的维护与保养961

一、湿法保养962

二、干法和充气法保养963

三、热法保养964

四、采用除湿机保养964

第四节　锅炉的酸洗与碱煮965

一、概述965

二、锅炉进行化学清洗的必要性和依据965

三、锅炉化学清洗药剂的分类966

四、化学清洗的工艺970

五、化学清洗的系统976

参考文献977

第十九章 锅炉性能试验978

第一节　试验导则978

一、锅炉的热平衡系统978

二、试验条件978

第二节　输入—输出热量法锅炉热效率试验980

一、测量内容980

二、输入—输出热量法锅炉热效率计算980

第三节　热损失法热效率试验983

一、测量内容983

二、热损失法锅炉热效率计算983

第四节　锅炉热效率计算987

一、简化热效率的计算987

二、换算到保证条件下的锅炉热效率987

第五节　测试方法987

一、测点布置987

二、温度测量990

三、压力测量992

四、流量测量993

五、烟气成分分995

析995

六、灰渣取样分析996

七、燃料取样分析997

八、灰平衡测试方法997

第六节　误差分析方法998

一、输入—输出热量法热效率试验的误差分析998

二、热损失法热效率试验的误差分析999

参考文献1000

第二十章　锅炉的自动控制1001

第一节　分散控制系统简介1001

一、分散控制系统的结构1001

二、分散控制系统的硬件1002

三、分散控制系统的软件1003

四、分散控制系统的发展趋势1003

第二节　模拟量控制系统1004

一、单元机组协调控制系统1004

二、燃烧控制系统1013

三、汽包锅炉给水控制系统1018

四、汽包锅炉蒸汽温度控制系统1022

五、直流锅炉控制系统1025

第三节　顺序控制系统1027

一、可编程序控制器简介1027

二、顺序控制的分级控制1028

三、顺序控制的典型逻辑图1029

四、功能组控制举例1033

五、顺序控制设计和运行中要注意的几个问题1033

第四节　炉膛安全监控系统1034

一、炉膛安全监控系统的功能1035

二、炉膛安全监控系统的构成1035

三、火焰检测1036

四、燃料安全系统1040

五、燃烧器控制系统1043

参考文献1047