系統(tǒng)介紹鍋爐的基本理論知識

詳細講解鍋爐的操作規(guī)程

校企合作理論聯(lián)系實際

前 言

生物質(zhì)作為一種重要的可再生能源，其開發(fā)利用日益受到社會的重視，生物質(zhì)鍋爐作為生物質(zhì)能源清潔燃燒的重要設備，得到了快速發(fā)展和大力推廣應用。為滿足從事生物質(zhì)鍋爐運行、安裝、調(diào)試、管理等方面工作人員的需要，湖南人文科技學院能源與動力工程教研室部分教師與理昂生態(tài)能源股份有限公司技術(shù)人員，共同編寫了《生物質(zhì)鍋爐技術(shù)》一書，全面介紹了生物質(zhì)鍋爐的基本知識和使用技術(shù)。

全書共分為兩篇，第一篇主要介紹了生物質(zhì)能源發(fā)電技術(shù)、生物質(zhì)燃燒發(fā)電系統(tǒng)及技術(shù)經(jīng)濟性評價、生物質(zhì)及燃燒計算、鍋爐熱平衡計算、循環(huán)流化床內(nèi)的氣固兩相流動、生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐傳熱等鍋爐的基本理論知識；第二篇主要介紹循環(huán)流化床鍋爐概況、設備的簡要特性、鍋爐機組的啟動、流化床鍋爐燃燒調(diào)整、鍋爐運行中的監(jiān)視與調(diào)整、鍋爐機組的停運、鍋爐事故處理等鍋爐的操作規(guī)程。

本書由劉海力擔任主編，林道光、許君擔任副主編，參與編寫的還有黎嬌、毛永寧、曾稀、嚴中俊、陸卓群、楊正德、陳旺。具體編寫章節(jié)分配如下：第一章由湖南人文科技學院黎嬌編寫，第二章由湖南人文科技學院毛永寧編寫，第三章由湖南人文科技學院曾稀編寫，第四章由湖南人文科技學院林道光編寫，第五章由湖南人文科技學院劉海力、嚴中俊編寫，第六章由湖南人文科技學院陸卓群編寫，第七至十三章由劉海力和理昂生態(tài)能源股份有限公司許君副總工程師共同編寫。全書由劉海力和林道光統(tǒng)稿。

本書引用了大量的文獻資料，重點參考了葉江明主編的《電廠鍋爐原理及設備》、楊建華主編的《循環(huán)流化床鍋爐設備及運行》等教材，在此向有關(guān)作者及單位深表感謝。

限于作者的水平，書中難免有疏誤之處，懇請同行和讀者批評指正。

編 者

2019年1月

前言
第一篇 基本理論

第一章 緒論 1
第一節(jié) 生物質(zhì)概述 1
一、生物質(zhì)和生物質(zhì)能的概念 1
二、生物質(zhì)資源的具體形式 1
三、生物質(zhì)能的特點 2
第二節(jié) 中國發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的意義 2
一、生物質(zhì)發(fā)電可作為中國可靠的綠色
電力保障 2
二、生物質(zhì)發(fā)電有助于節(jié)能減排，保護
生態(tài)環(huán)境 2
三、生物質(zhì)發(fā)電在解決“三農(nóng)”問題和擴大
可持續(xù)能源利用方面發(fā)揮重要作用 2
第三節(jié) 國內(nèi)外生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 3
一、生物質(zhì)發(fā)電的技術(shù)分類 3
二、國外生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 3
三、中國生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)發(fā)展狀況 6
第四節(jié) 生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)存在的問題及發(fā)展
趨勢 9
一、生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)存在的問題 9
二、中國生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢 10
思考題 10
第二章 生物質(zhì)燃燒發(fā)電系統(tǒng)及技術(shù)經(jīng)濟性評價 11
第一節(jié) 生物質(zhì)燃燒發(fā)電系統(tǒng) 11
一、原料收集與輸運系統(tǒng) 11
二、預處理系統(tǒng) 12
三、儲存與給料系統(tǒng) 13
四、生物質(zhì)燃燒系統(tǒng)（技術(shù)） 13
五、熱利用系統(tǒng) 16
六、煙氣處理系統(tǒng) 16
第二節(jié) 生物質(zhì)燃燒發(fā)電項目的經(jīng)濟性評價 17
一、經(jīng)濟性評價方法 18
二、生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電工程經(jīng)濟性分析 18
三、生物質(zhì)燃燒發(fā)電技術(shù)經(jīng)濟指標及存在
的問題 20
第三節(jié) 生物質(zhì)發(fā)電參與清潔發(fā)展機制 21
思考題 22
第三章 生物質(zhì)及燃燒計算 23
第一節(jié) 生物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu) 23
一、可燃質(zhì) 23
二、無機物 24
三、水分 25
第二節(jié) 生物質(zhì)物理和化學特性 26
一、生物質(zhì)的物理特性 26
二、生物質(zhì)的化學特性 28
第三節(jié) 生物質(zhì)元素和工業(yè)分析 32
一、生物質(zhì)元素分析 32
二、生物質(zhì)工業(yè)分析 36
第四節(jié) 燃料燃燒計算 40
一、燃燒所需空氣量 40
二、燃燒產(chǎn)生的煙氣量的計算 42
三、飛灰濃度的計算 44
思考題 44
第四章 鍋爐熱平衡計算 46
第一節(jié) 鍋爐熱平衡 46
一、鍋爐熱平衡的概念 46
二、鍋爐熱平衡的意義 47
第二節(jié) 鍋爐輸入熱量和有效利用熱量 47
一、鍋爐輸入熱量 47
二、鍋爐有效利用熱量 48
第三節(jié) 鍋爐的各項熱損失 48
一、機械不完全燃燒熱損失 48
二、化學不完全燃燒熱損失 50
三、排煙熱損失 51
四、散熱損失 52
五、灰渣物理熱損失 54
第四節(jié) 鍋爐效率及燃料消耗量計算 55
一、鍋爐效率的計算方法 55
二、鍋爐燃料消耗量 55
思考題 56
第五章 循環(huán)流化床內(nèi)的氣固兩相流動 57
第一節(jié) 粉體顆粒的物理特性 57
一、單顆粒的物理特性 57
二、粉體顆粒群的物理特性 59
三、顆粒分類 62
第二節(jié) 流態(tài)化過程的基本原理 64
一、流態(tài)化現(xiàn)象 64
二、流化床分類 64
三、流化床的特點 66
四、非正常流化的幾種狀態(tài) 68
第三節(jié) 流化床流體動力特性參數(shù) 72
一、床層壓降、膨脹比及空隙率 72
二、臨界流化速度 75
三、最小鼓泡速度 76
四、顆粒終端速度 77
五、顆粒的夾帶與揚析 78
第四節(jié) 循環(huán)流化床爐內(nèi)的氣固流動 80
一、循環(huán)流化床鍋爐氣固流動的特點 80
二、循環(huán)流化床內(nèi)軸向流運結(jié)構(gòu) 81
三、密相區(qū)的流動 81
四、稀相區(qū)的流動 83
五、循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)氣固流動的整體
特性 85
思考題 86
第六章 生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐傳熱 87
第一節(jié) 循環(huán)流化床鍋爐的傳熱分析 87
一、循環(huán)流化床的主要傳熱過程 87
二、影響循環(huán)流化床傳熱的主要因素 91
第二節(jié) 循環(huán)流化床鍋爐的傳熱計算 94
一、爐膛受熱面的吸熱量計算 94
二、寬篩分傳熱模型 96
三、工業(yè)簡化模型 101
四、尾部受熱面?zhèn)鳠嵊嬎?102
思考題 105

第二篇 循環(huán)流化床鍋爐基礎及操作規(guī)程

第七章 循環(huán)流化床鍋爐概況 107
第一節(jié) 基礎知識 107
一、循環(huán)流化床鍋爐概念 107
二、循環(huán)流化床鍋爐主要設備 107
三、循環(huán)流化床鍋爐輔機配置及作用 108
四、流化床鍋爐床溫 110
五、流化床鍋爐床壓 110
六、流化床鍋爐的作用 110
七、鍋爐的概念 111
八、鍋爐的分類 111
第二節(jié) 循環(huán)流化床鍋爐幾個常用名詞 112
一、固體物料的流態(tài)化 112
二、料層差壓 112
三、流化床鍋爐的稀相區(qū) 112
四、流化床鍋爐的密相區(qū) 112
五、物料的循環(huán)倍率 112
六、高溫結(jié)焦 113
七、低溫結(jié)焦 113
八、CFB鍋爐主要燃燒區(qū)域 113
九、爐膛差壓 113
十、中低溫烘爐 113
十一、臨界流化風量 113
第三節(jié) 流化床鍋爐系統(tǒng)及其作用 113
一、循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng) 113
二、各系統(tǒng)設備作用 115
第四節(jié) 各系統(tǒng)工藝流程 118
一、輸料系統(tǒng)工藝流程 118
二、燃油系統(tǒng)工藝流程 118
三、壓縮空氣系統(tǒng)工藝流程 118
四、汽水系統(tǒng)流程 119
五、風煙系統(tǒng)流程 119
思考題 120
第八章 設備的簡要特性 121
第一節(jié) 設備概況 121
一、鍋爐簡述 121
二、鍋爐基本尺寸 121
三、燃料設計 121
第二節(jié) 鍋爐整體布置簡述 122
一、汽包及內(nèi)部裝置 122
二、爐膛 123
三、旋風分離器 123
四、返料器 124
五、過熱器 125
六、省煤器 125
七、空氣預熱器 125
第三節(jié) 設計規(guī)范 126
一、鍋爐主要設計參數(shù) 126
二、鍋爐熱效率 126
三、承壓部件及受熱面 127
四、主要輔機設備規(guī)范 127
五、點火用油參數(shù) 128
第四節(jié) DCS安全聯(lián)鎖控制及保護 128
一、引風機 128
二、羅茨風機 129
三、一次風機 129
四、二次風機 129
五、自動MFT產(chǎn)生條件 129
六、手動MFT 130
七、注意事項 130
八、鍋爐MFT保護邏輯 130
思考題 130
第九章 鍋爐機組的啟動 131
第一節(jié) 鍋爐冷態(tài)啟動前的檢查 131
一、燃燒室的檢查 131
二、水冷風室及風道檢查 131
三、煙道的檢查 131
四、汽包水位計檢查 132
五、引風機檢查 132
六、一次風機檢查 132
七、二次風機檢查 133
八、羅茨風機檢查 133
九、熱工儀表及控制設備檢查 134
十、壓力表檢查 134
十一、膨脹指示器檢查 134
十二、燃油系統(tǒng)檢查 134
十三、給料系統(tǒng)檢查 135
十四、空壓機檢查 135
十五、除塵及輸灰系統(tǒng)檢查 135
十六、汽水系統(tǒng)檢查 135
第二節(jié) 鍋爐冷態(tài)啟動前的準備與試驗 137
一、啟動前的準備 137
二、布風板阻力特性試驗 137
三、料層阻力特性試驗 138
四、鍋爐上水 138
五、水壓試驗 138
六、轉(zhuǎn)動設備的試運轉(zhuǎn) 140
七、鍋爐保護及轉(zhuǎn)動設備聯(lián)鎖試驗 140
八、冷態(tài)流化試驗及布風板均勻性試驗 141
九、燃油泵試運及點火油槍霧化試驗 141
第三節(jié) 鍋爐點火 141
一、點火前必須確認的工作 141
二、點火操作 142
第四節(jié) 鍋爐升壓與并列 143
一、鍋爐升壓的要求 143
二、升壓過程中應進行的工作 143
三、鍋爐并列的條件 143
四、并汽操作 143
五、升壓過程中的注意事項 144
第五節(jié) 鍋爐熱啟動 144
第六節(jié) 安全閥的整定 146
一、安全閥的整定標準 146
二、注意事項 146
思考題 147
第十章 流化床鍋爐燃燒調(diào)整 148
第一節(jié) 燃燒控制與調(diào)整的主要任務 148
一、燃燒控制與調(diào)整的主要任務 148
二、鍋爐正常運行條件 148
三、控制與調(diào)整的主要參數(shù) 148
第二節(jié) 床溫調(diào)控 148
第三節(jié) 床壓調(diào)控 150
第四節(jié) 爐膛負壓的調(diào)控 150
第五節(jié) 煙氣含氧量調(diào)控 150
第六節(jié) 物料循環(huán)倍率的控制 151
一、物料循環(huán)倍率的概念 151
二、物料循環(huán)倍率的重要性 151
三、影響物料循環(huán)倍率的因素 151
思考題 152
第十一章 鍋爐運行中的監(jiān)視與調(diào)整 153
第一節(jié) 鍋爐運行的調(diào)整任務 153
一、鍋爐運行調(diào)整的主要任務 153
二、注意事項 153
三、鍋爐主要參數(shù)的控制要求 153
第二節(jié) 鍋爐水位的調(diào)整 154
第三節(jié) 汽壓和汽溫的調(diào)整 155
第四節(jié) 鍋爐排污 156
第五節(jié) 排渣放灰與打焦 157
第六節(jié) 轉(zhuǎn)動機械的運行監(jiān)視 158
第七節(jié) 鍋爐運行定期工作 159
思考題 160
第十二章 鍋爐機組的停運 161
第一節(jié) 正常停爐 161
第二節(jié) 停爐后的冷卻 162
第三節(jié) 熱停爐 162
一、有計劃的熱停爐 162
二、非計劃停爐（MFT）操作 163
三、緊急停爐操作 163
思考題 163
第十三章 鍋爐事故處理 164
第一節(jié) 事故處理的原則 164
第二節(jié) 緊急停爐與申請停爐 164
一、遇有下列情況需緊急停爐 164
二、遇下列情況應申請停爐 164
第三節(jié) 鍋爐滿水 165
一、鍋爐滿水現(xiàn)象 165
二、滿水的原因 165
三、滿水的處理 165
四、鍋爐滿水的預防 166
第四節(jié) 鍋爐缺水、水位不明及叫水程序 166
一、缺水 166
二、叫水程序 167
三、水位不明 167
四、鍋爐缺水的預防 167
第五節(jié) 汽包水位計損壞 168
一、汽包水位計損壞的原因 168
二、汽包水位計損壞的處理 168
三、汽包水位計損壞的預防 168
第六節(jié) 汽水共騰 168
一、汽水共騰時的現(xiàn)象 168
二、汽水共騰的原因 169
三、汽水共騰的處理 169
第七節(jié) 鍋爐承壓部件損壞 169
一、水冷壁管（屏）爆破 169
二、省煤器管損壞 170
三、過熱器管（屏）損壞 171
四、減溫器損壞 171
五、蒸汽及給水管道損壞 172
第八節(jié) 鍋爐及管道的水沖擊 173
一、水沖擊的現(xiàn)象 173
二、水沖擊的常見原因 173
三、水沖擊的處理 173
第九節(jié) 鍋爐滅火 173
一、滅火的現(xiàn)象 173
二、滅火的原因 174
三、滅火的處理 174
第十節(jié) 流化床結(jié)焦 174
一、流化床結(jié)焦的現(xiàn)象 174
二、流化床結(jié)焦的原因 175
三、流化床結(jié)焦的處理方法 175
第十一節(jié) 旋風筒內(nèi)再燃燒 175
一、旋風筒內(nèi)再燃燒的現(xiàn)象 175
二、旋風筒再燃燒的原因 176
三、旋風筒再燃燒的處理 176
第十二節(jié) 返料器結(jié)焦或終止返料 176
一、返料器結(jié)焦或終止返料的現(xiàn)象 176
二、返料結(jié)焦或終止返料的原因 176
三、返料結(jié)焦或終止返料的處理 177
第十三節(jié) 負荷驟減與驟增 177
一、負荷驟減 177
二、負荷驟增 177
第十四節(jié) 廠用電中斷 178
一、鍋爐10kV、690V廠用電中斷 178
二、鍋爐0.4kV廠用電中斷 179
第十五節(jié) 風機故障 180
一、風機故障時的現(xiàn)象 180
二、風機故障的常見原因 180
三、風機故障的處理 180
四、風機故障的預防 181
第十六節(jié) 放渣管堵塞 181
一、放渣管堵塞的原因 181
二、放渣管堵塞的處理 181
思考題 181
參考文獻 183

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