系統介紹鍋爐的基本理論知識

詳細講解鍋爐的操作規程

校企合作理論聯系實際

前 言

生物質作為一種重要的可再生能源，其開發利用日益受到社會的重視，生物質鍋爐作為生物質能源清潔燃燒的重要設備，得到了快速發展和大力推廣應用。為滿足從事生物質鍋爐運行、安裝、調試、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能源股份有限公司技術人員，共同編寫了《生物質鍋爐技術》一書，全面介紹了生物質鍋爐的基本知識和使用技術。

全書共分為兩篇，第一篇主要介紹了生物質能源發電技術、生物質燃燒發電系統及技術經濟性評價、生物質及燃燒計算、鍋爐熱平衡計算、循環流化床內的氣固兩相流動、生物質循環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、流化床鍋爐燃燒調整、鍋爐運行中的監視與調整、鍋爐機組的停運、鍋爐事故處理等鍋爐的操作規程。

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《循環流化床鍋爐設備及運行》等教材，在此向有關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 生物質概述 1
一、生物質和生物質能的概念 1
二、生物質資源的具體形式 1
三、生物質能的特點 2
第二節 中國發展生物質發電產業的意義 2
一、生物質發電可作為中國可靠的綠色
電力保障 2
二、生物質發電有助于節能減排，保護
生態環境 2
三、生物質發電在解決“三農”問題和擴大
可持續能源利用方面發揮重要作用 2
第三節 國內外生物質發電技術的發展現狀 3
一、生物質發電的技術分類 3
二、國外生物質發電技術發展現狀 3
三、中國生物質發電技術發展狀況 6
第四節 生物質發電產業存在的問題及發展
趨勢 9
一、生物質發電產業存在的問題 9
二、中國生物質發電產業的發展趨勢 10
思考題 10
第二章 生物質燃燒發電系統及技術經濟性評價 11
第一節 生物質燃燒發電系統 11
一、原料收集與輸運系統 11
二、預處理系統 12
三、儲存與給料系統 13
四、生物質燃燒系統（技術） 13
五、熱利用系統 16
六、煙氣處理系統 16
第二節 生物質燃燒發電項目的經濟性評價 17
一、經濟性評價方法 18
二、生物質直接燃燒發電工程經濟性分析 18
三、生物質燃燒發電技術經濟指標及存在
的問題 20
第三節 生物質發電參與清潔發展機制 21
思考題 22
第三章 生物質及燃燒計算 23
第一節 生物質組成和結構 23
一、可燃質 23
二、無機物 24
三、水分 25
第二節 生物質物理和化學特性 26
一、生物質的物理特性 26
二、生物質的化學特性 28
第三節 生物質元素和工業分析 32
一、生物質元素分析 32
二、生物質工業分析 36
第四節 燃料燃燒計算 40
一、燃燒所需空氣量 40
二、燃燒產生的煙氣量的計算 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 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 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 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 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 循環流化床內的氣固兩相流動 57
第一節 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 流態化過程的基本原理 64
一、流態化現象 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 68
第三節 流化床流體動力特性參數 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 循環流化床爐內的氣固流動 80
一、循環流化床鍋爐氣固流動的特點 80
二、循環流化床內軸向流運結構 81
三、密相區的流動 81
四、稀相區的流動 83
五、循環流化床鍋爐爐內氣固流動的整體
特性 85
思考題 86
第六章 生物質循環流化床鍋爐傳熱 87
第一節 循環流化床鍋爐的傳熱分析 87
一、循環流化床的主要傳熱過程 87
二、影響循環流化床傳熱的主要因素 91
第二節 循環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、工業簡化模型 101
四、尾部受熱面傳熱計算 102
思考題 105

第二篇 循環流化床鍋爐基礎及操作規程

第七章 循環流化床鍋爐概況 107
第一節 基礎知識 107
一、循環流化床鍋爐概念 107
二、循環流化床鍋爐主要設備 107
三、循環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 循環流化床鍋爐幾個常用名詞 112
一、固體物料的流態化 112
二、料層差壓 112
三、流化床鍋爐的稀相區 112
四、流化床鍋爐的密相區 112
五、物料的循環倍率 112
六、高溫結焦 113
七、低溫結焦 113
八、CFB鍋爐主要燃燒區域 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 流化床鍋爐系統及其作用 113
一、循環流化床鍋爐系統 113
二、各系統設備作用 115
第四節 各系統工藝流程 118
一、輸料系統工藝流程 118
二、燃油系統工藝流程 118
三、壓縮空氣系統工藝流程 118
四、汽水系統流程 119
五、風煙系統流程 119
思考題 120
第八章 設備的簡要特性 121
第一節 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 鍋爐整體布置簡述 122
一、汽包及內部裝置 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 設計規范 126
一、鍋爐主要設計參數 126
二、鍋爐熱效率 126
三、承壓部件及受熱面 127
四、主要輔機設備規范 127
五、點火用油參數 128
第四節 DCS安全聯鎖控制及保護 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 鍋爐冷態啟動前的檢查 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、燃油系統檢查 134
十三、給料系統檢查 135
十四、空壓機檢查 135
十五、除塵及輸灰系統檢查 135
十六、汽水系統檢查 135
第二節 鍋爐冷態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、轉動設備的試運轉 140
七、鍋爐保護及轉動設備聯鎖試驗 140
八、冷態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 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 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 鍋爐熱啟動 144
第六節 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 流化床鍋爐燃燒調整 148
第一節 燃燒控制與調整的主要任務 148
一、燃燒控制與調整的主要任務 148
二、鍋爐正常運行條件 148
三、控制與調整的主要參數 148
第二節 床溫調控 148
第三節 床壓調控 150
第四節 爐膛負壓的調控 150
第五節 煙氣含氧量調控 150
第六節 物料循環倍率的控制 151
一、物料循環倍率的概念 151
二、物料循環倍率的重要性 151
三、影響物料循環倍率的因素 151
思考題 152
第十一章 鍋爐運行中的監視與調整 153
第一節 鍋爐運行的調整任務 153
一、鍋爐運行調整的主要任務 153
二、注意事項 153
三、鍋爐主要參數的控制要求 153
第二節 鍋爐水位的調整 154
第三節 汽壓和汽溫的調整 155
第四節 鍋爐排污 156
第五節 排渣放灰與打焦 157
第六節 轉動機械的運行監視 158
第七節 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 正常停爐 161
第二節 停爐后的冷卻 162
第三節 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 事故處理的原則 164
第二節 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 鍋爐滿水 165
一、鍋爐滿水現象 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 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 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 汽水共騰 168
一、汽水共騰時的現象 168
二、汽水共騰的原因 169
三、汽水共騰的處理 169
第七節 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 鍋爐及管道的水沖擊 173
一、水沖擊的現象 173
二、水沖擊的常見原因 173
三、水沖擊的處理 173
第九節 鍋爐滅火 173
一、滅火的現象 173
二、滅火的原因 174
三、滅火的處理 174
第十節 流化床結焦 174
一、流化床結焦的現象 174
二、流化床結焦的原因 175
三、流化床結焦的處理方法 175
第十一節 旋風筒內再燃燒 175
一、旋風筒內再燃燒的現象 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 返料器結焦或終止返料 176
一、返料器結焦或終止返料的現象 176
二、返料結焦或終止返料的原因 176
三、返料結焦或終止返料的處理 177
第十三節 負荷驟減與驟增 177
一、負荷驟減 177
二、負荷驟增 177
第十四節 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 風機故障 180
一、風機故障時的現象 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 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

1. 實用運籌學 [主編　邢育紅　于晉臣]
2. 電子技術（第二版） [主編 覃愛娜 李飛]
3. 勞動爭議處理實務 [主編 王秀卿 羅靜]
4. 工程數學 [主編 郭立娟 王海]
5. 語音識別理論與實踐 [主編　莫宏偉]
6. 武術基礎教程 [主編 李代勇 謝志民]
7. 計算機網絡實訓教程 [主編 張浩軍 趙玉娟]
8. 畫法幾何與機械制圖習題集（多學時） [主編 趙軍]
9. 電工電子技術基礎 [主編 劉 軍 楊國龍 劉天成]
10. MySQL數據庫項目式教程 [陳亞峰]
11. 機械設計基礎（第二版） [主編 田亞平 李愛姣]
12. 畫法幾何與機械制圖 [主編 趙軍]
13. C語言程序設計習題與實驗指導（第二版） [主編 甄增榮 張賓]
14. C語言程序設計（第二版） [主編 甄增榮 田云霞]
15. Unity3D虛擬現實應用開發實踐 [主 編 劉龍]
16. 智能化技術基礎（第三版） [鄧文達　李禮]
17. 面向對象程序設計 [主編 張勇 張平華 趙小龍]
18. 網絡營銷 [主編 夏薇薇 劉婷 尚潔]
19. 電視節目策劃與制作（微課版） [主　編　黃滴滴]
20. 數據庫技術與應用實踐教程（SQL Server 2019） [主 編 嚴暉 周肆清]
21. 大學應用數學 [主編 郭立娟]
22. 工業機器人拆裝與調試 [主編 胡月霞 向艷芳 朱奇]
23. 功能材料制備與表征實驗指導書 [龔偉平 趙軍峰 梅海娟 等編著]
24. 信號與系統（第二版） [主編 張宇]
25. 信息技術基礎 [主編 唐倩 邵銳]
26. Python 語言程序設計實踐指導 [主編　張雙獅]
27. Photoshop 圖形圖像項目化教程 [主編 胡斌斌 黎婭 蘇大椿]
28. 體育舞蹈教程 [主編 劉偉 陳志明 曾明]
29. 線性代數導學篇 [主編 史昱]
30. 信息技術基礎實訓與習題指導（Windows7+Office2016） [主編 周金容 唐天國]