实用锅炉手册

　　《实用锅炉手册》第一版出版已有10年时间。10年间我国电力工业发展迅猛。为了满足读者需要，作者在《实用锅炉手册》第二版中共设22章，包括小型工业锅炉、大型电站锅炉等的锅炉本体结构、燃烧设备结构、锅炉整体的设计布置、锅炉受热面的换热计算、水动力学计算和传热问题、锅筒及其内部装置、锅炉的炉墙和构架、锅炉的给水、通风和水处理设备、锅炉的烟风道阻力计算、锅炉钢及强度计算、锅炉运行及维护、锅炉事故及环保等内容。 本版除对前版各章内容补充国内外新技术、新成果和数据，还增设了第八章流化床燃烧锅炉的特性、结构及计算，第十九章高效洁净煤利用与发电技术。为配合各行业的节能和余热利用，增设第四章余热锅炉及特种锅炉的结构及设计。根据锅炉环境保护技术的发展和重要性，对第十八章进行了改编，并充实了大量新技术内容。限于篇幅，删除了第一版中有关锅炉安装、自动控制和锅炉改造的内容。

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第一章 锅炉的类别、参数及型号1
第一节 锅炉及其分类1
一、按用途分类1
二、按结构分类1
三、按循环方式分类1
四、按出口工质压力分类1
五、按燃烧方式分类1
六、按所用燃料或能源分类2
七、按排渣方式分类2
八、按炉膛烟气压力分类2
九、按锅筒布置分类2
十、按炉形分类2
十一、按锅炉房形式分类2
十二、按锅炉出厂形式分类2
第二节 锅炉设备及其工作过程2
一、锅炉设备2
二、锅炉设备的工作过程3
第三节 锅炉参数与技术经济指标3
一、锅炉参数3
二、锅炉技术经济指标5
第四节 锅炉型号8
一、工业锅炉型号8
二、电站锅炉型号8
第二章 燃料、燃烧产物及热平衡计算10
第一节 锅炉燃料10
一、燃料的分类10
二、燃料的成分组成10
三、各种“基”的表示方法及“基”的换算11
四、燃料的发热量及折算成分12
第二节 煤的特性和分类15
一、煤的工业分析16
二、煤灰的熔融特性（煤灰熔点）及测定20
三、煤灰的沾污特性22
四、煤的可磨性和磨损性22
五、煤粉的主要特性23
六、煤的分类24
第三节 煤着火燃烧和燃尽特性的最新研究成果31
一、煤的着火稳燃特性31
二、煤的燃尽特性和煤灰结渣特性34
三、用工业分析数据表征煤的着火稳定性和燃尽性40
四、混煤的着火燃烧特性41
第四节 液体燃料的燃烧特性41
一、液体燃料的燃烧特性41
二、燃料油的分类45
第五节 气体燃料的燃烧特性47
一、气体燃料的主要燃烧特性47
二、气体燃料的种类56
第六节 燃料燃烧计算59
一、燃料燃烧计算的任务和基本规则59
二、燃烧所需空气量的计算59
三、燃料燃烧产物(烟气量)的计算62
四、燃烧产物焓的计算64
五、燃烧计算表(汇总)65
六、运行状态下，燃烧工况的监测66
第七节 锅炉机组的热平衡71
一、锅炉机组热平衡计算的任务和规则71
二、锅炉效率及各项热损失的计算71
三、锅炉燃烧所需燃料消耗量的计算75
第八节 锅炉燃烧及热平衡计算示例76
一、火床燃烧锅炉燃烧产物的焓及热平衡计算示例76
二、煤粉燃烧锅炉燃烧产物的焓及热平衡计算示例78
第九节 生物质和石油焦燃料的特性80
一、生物质燃料80
二、石油焦燃料82
第三章 工业锅炉结构84
第一节 火管锅炉结构84
一、外燃烟管锅炉84
二、卧式内燃烟火管锅炉84
三、立式小横水管火管锅炉85
四、立式直水管火管锅炉86
五、立式弯水管火管锅炉86
第二节 水火管锅炉结构87
第三节 水管锅炉结构87
一、单锅筒纵置式锅炉87
二、单锅筒横置式锅炉88
三、双锅筒纵置式锅炉89
四、双锅筒横置式锅炉89
第四节 热水锅炉结构90
一、强制循环热水锅炉91
二、自然循环热水锅炉91
第四章 余热锅炉及特种锅炉的结构及设计92
第一节 余热锅炉结构92
一、余热锅炉分类92
二、烟管型余热锅炉93
三、水管型余热锅炉94
第二节 特种锅炉结构100
一、铸铁锅炉100
二、间接加热锅炉100
三、废料锅炉102
四、特种工质锅炉103
第三节 余热锅炉设计计算104
一、余热锅炉整体布置104
二、余热锅炉热力计算105
三、余热锅炉水循环计算109
第四节 特种锅炉设计计算111
一、热力计算和阻力计算111
二、强度计算112
第五章 电站锅炉结构113
第一节 自然循环电站锅炉结构113
一、中压自然循环电站锅炉113
二、高压自然循环电站锅炉115
三、超高压自然循环电站锅炉116
四、亚临界压力自然循环电站锅炉118
第二节 多次强制循环电站锅炉结构121
第三节 电站直流锅炉结构126
一、亚临界直流锅炉127
二、超临界直流锅炉129
第四节 复合循环锅炉结构134
一、部分负荷复合循环锅炉134
二、全负荷复合循环锅炉135
第六章 锅炉主要受热面的结构140
第一节 锅炉蒸发受热面的结构140
一、自然循环锅炉的水冷壁结构140
二、强制循环锅炉的水冷壁结构143
三、倾斜围绕式水冷壁与垂直上升管屏式水冷壁的连接方法147
四、多次垂直上升管屏式水冷壁与位于上部的一次垂直上升管屏式水冷壁的连接方法147
五、锅炉管束与凝渣管束结构147
六、锅筒和集箱的支撑结构147
七、水冷壁管的高温腐蚀及防止148
第二节 锅炉过热器的结构148
一、对流式过热器的结构148
二、屏式过热器的结构150
三、辐射式过热器的结构152
四、炉顶过热器与包墙管过热器的结构153
五、过热器的支持结构153
六、过热器管的高温腐蚀及防止154
第三节 锅炉再热器的结构154
一、再热器的结构154
二、再热器的支持结构155
第四节 锅炉过热器和再热器的蒸汽温度调节155
一、蒸汽温度变化及蒸汽温度调节方法分类155
二、面式减温器法155
三、喷水减温器法157
四、汽汽热交换器法159
五、烟气再循环法159
六、烟气挡板法160
七、改变火焰位置法160
第五节 锅炉省煤器的结构161
一、省煤器的结构161
二、省煤器的支持结构164
三、省煤器的磨损与腐蚀164
第六节 锅炉空气预热器的结构165
一、空气预热器的结构166
二、空气预热器的磨损与腐蚀170
第七章 火床和火室燃烧设备172
第一节 燃烧基本特性172
一、浓度、温度和压力对燃烧化学反应速度的影响172
二、燃烧反应热力特性参数175
三、碳燃烧反应的控制及燃烧速度183
四、影响炭球燃烧速度的其他因素185
五、煤粒燃烧的一些试验结果187
第二节 煤的火床燃烧188
一、火床燃烧空气动力学特性188
二、固定炉排炉192
三、链条炉排炉194
四、振动炉排炉200
五、往复炉排炉203
六、抛煤机炉排炉205
七、其他形式的火床炉207
八、火床炉的炉拱设计208
九、火床炉的二次风设计210
第三节 煤粉制备系统及设备211
一、制粉系统分类211
二、磨煤机212
三、制粉系统热力计算228
四、制粉系统的空气动力学235
五、直吹式制粉系统的计算240
六、磨煤机及制粉系统类型的选择243
七、制粉系统的其他设备和部件246
第四节 煤的火室燃烧258
一、炉膛259
二、燃烧器的分类261
三、旋流式燃烧器262
四、旋流式煤粉预燃室275
五、直流式燃烧器275
六、燃烧控制NOx排放的技术302
第五节 油、气燃烧303
一、油的燃烧特点303
二、油燃烧器304
三、气体燃料的燃烧特点315
四、气体燃烧器317
第六节 W型火焰锅炉330
一、W型火焰锅炉炉膛的结构特点330
二、W型火焰锅炉的燃烧器333
三、W型火焰锅炉的炉内空气动力工况334
第八章 流化床燃烧锅炉的特性、结构及计算335
第一节 流化床燃烧锅炉的分类及发展335
一、概述335
二、流化床燃烧锅炉的分类336
三、流化床燃烧锅炉的发展337
第二节 流化床燃烧锅炉的结构340
一、常压鼓泡流化床锅炉的总体结构340
二、常压循环流化床锅炉的总体结构344
三、增压、流化床锅炉的蒸汽燃气联合循环发电系统363
四、常压循环流化床锅炉的蒸汽燃气联合循环发电系统364
五、增压循环流化床锅炉的蒸汽燃气联合循环发电系统364
六、布风装置的结构366
七、分离装置369
八、回料装置375
第三节 流化床锅炉的流态化特性与床内传热特性377
一、流态化及其特性377
二、流化床的特征速度378
三、快速（循环）床的特征速度381
四、鼓泡流化床锅炉燃烧室的气固两相流动工况381
五、循环流化床锅炉燃烧室的气固两相流动工况381
六、循环流化床锅炉其他部件内的气固两相流动工况383
七、鼓泡流化床锅炉燃烧室中的传热特性384
八、循环流化床锅炉燃烧室中的传热特性386
第四节 流化床锅炉主要换热部件的设计394
一、鼓泡流化床锅炉的燃烧室设计394
二、循环流化床锅炉的燃烧室设计396
三、循环流化床锅炉外置式受热面和对流受热面的设计406
第五节 流化床锅炉的燃烧特点及烟气污染物排放量的控制408
一、流化床锅炉的燃烧特点及影响因素408
二、流化床锅炉烟气污染物的生成及排放量的控制410
三、我国循环流化床锅炉的运行情况分析413
第九章 锅炉热力系统及设计布置416
第一节 锅炉参数、容量和燃料对受热面布置的影响416
一、锅炉参数对受热面布置的影响416
二、容量对锅炉受热面布置的影响417
三、燃料对锅炉受热面布置的影响418
第二节 锅炉热力系统418
一、低压小容量工业锅炉的热力系统418
二、中压中容量电站锅炉的热力系统418
三、高压大容量电站锅筒锅炉的热力系统419
四、超高压大容量电站锅筒锅炉的热力系统419
五、亚临界压力大容量直流锅炉的热力系统420
六、超临界压力大容量锅炉的热力系统420
第三节 锅炉炉膛及对流受热面的设计布置421
一、炉膛的设计布置421
二、炉膛出口温度的选择421
三、水冷壁的布置421
四、对流受热面的设计布置423
第十章 锅炉热力计算429
第一节 炉膛辐射受热面的换热计算429
一、概述429
二、基本原理429
三、炉膛几何尺寸计算437
四、炉膛换热计算439
第二节 半辐射和对流受热面的换热计算445
一、传热基本方程式445
二、对流传热系数的计算448
三、辐射放热系数的计算460
四、受热面污染系数、热有效系数和利用系数的计算462
五、平均温压的计算464
六、对流受热面传热计算方法467
第三节 锅炉热力计算机计算469
一、概述469
二、计算机计算锅炉热力的基本方法及步骤470
三、图表的处理471
四、锅炉热力计算的计算机程序框图473
第四节 锅炉机组热力计算示例476
一、某1000t/h大型电站锅炉机组部分受热面热力计算示例476
二、某130t/h中参数燃煤锅炉机组全部受热面热力计算示例491
三、某600MW亚临界参数大型电站锅炉热力计算示例513
第十一章 锅炉水动力学和管内传热530
第一节 强制流动并联管组的水动力学530
一、概述530
二、热偏差、流量偏差及其对策530
三、水平蒸发管组的水动力学539
四、垂直蒸发管组的水动力学542
五、蒸发管的脉动性流动545
第二节 自然循环锅炉的水动力学547
一、自然循环的基本方程式及水循环计算方法547
二、上升管含汽段高度和汽水混合物密度的计算547
三、循环回路中的阻力计算550
四、循环回路计算方法551
五、水循环可靠性校核553
第三节 直流锅炉与多次强制循环锅炉的水动力学555
一、直流锅炉及其改进形式555
二、直流锅炉的水动力计算特点556
三、直流锅炉的水动力可靠性校验557
四、直流锅炉并联管的工质分配和混合558
五、多次强制循环锅炉的水动力计算特点559
第四节 热水锅炉的水动力学561
一、循环倍率与下降管进口水温561
二、自然循环热水锅炉的水循环计算方法562
三、强制循环热水锅炉的水动力计算563
四、热水锅炉过冷沸腾防止及受热管内平均水速选用564
第五节 传热恶化及其防止措施568
一、管内传热恶化现象568
二、垂直上升管中的传热恶化计算568
三、水平管和倾斜管的传热恶化计算569
四、传热恶化后的管内放热系数及ｘｍａｘ计算570
五、超临界压力时的管内传热恶化570
六、传热恶化的防止措施571
第六节 管壁温度计算572
一、管子正面内壁温度、外壁温度和平均壁温计算572
二、鳍片管的鳍根和鳍端温度计算572
三、管内工质温度和管内放热系数的计算573
第七节 计算示例574
第十二章 蒸汽品质及锅筒内件590
第一节 锅炉蒸汽品质及其污染原因590
一、蒸汽净化的必要性590
二、蒸汽品质标准590
三、蒸汽被污染的原因及提高蒸汽品质的途径591
四、机械性携带及其影响因素592
五、选择性携带及其影响因素594
第二节 锅筒内件596
一、锅筒的作用及结构596
二、锅筒内件的任务598
三、汽水分离装置598
四、蒸汽清洗装置610
五、分段蒸发613
六、排污装置614
七、锅筒内部的辅助装置615
八、典型锅筒内件布置616
第十三章 锅炉水处理与给水设备621
第一节 水中杂质621
第二节 锅炉水质标准622
第三节 锅炉受热面的结垢与腐蚀627
一、锅炉受热面的结垢627
二、锅内水垢的防止方法628
三、锅炉受热面和管路的内部腐蚀628
第四节 锅炉水处理及其系统631
一、水的净化处理631
二、水的软化633
三、水的除盐640
四、水的除气642
五、锅炉水处理系统的选择646
第五节 锅炉给水设备及其选用649
一、蒸汽注水器649
二、蒸汽活塞式水泵649
三、离心式水泵649
四、强制循环锅炉用的循环泵651
五、泵的选用652
第十四章 锅炉通风阻力计算及通风设备653
第一节 锅炉通风阻力计算概述与原理653
一、通风过程与通风方式653
二、锅炉通风阻力计算原理653
第二节 锅炉烟道阻力计算667
一、烟道总阻力667
二、自生通风力669
三、烟道总压降670
第三节 锅炉风道阻力计算670
第四节 锅炉通风设备及其选用672
第五节 烟囱的计算673
一、烟囱的作用与自然抽力673
二、烟囱高度的计算674
第六节 锅炉通风阻力计算示例675
第十五章 锅炉炉墙和构架684
第一节 锅炉炉墙及其结构684
一、对锅炉炉墙结构的基本要求及炉墙形式684
二、重型炉墙685
三、轻型炉墙686
四、敷管炉墙688
第二节 锅炉炉墙材料690
一、炉墙材料的分类和性能690
二、耐火材料691
三、保温绝热材料693
四、密封涂料695
第三节 炉墙的传热计算695
一、炉墙内壁最高温度和平均温度的计算695
二、炉墙的传热计算697
第四节 锅炉构架的分类与结构698
一、锅炉构架及其类型698
二、框架式构架698
三、桁架式构架700
第十六章 锅炉管件及吹灰、排渣装置702
第一节 锅炉管道及阀门702
一、锅炉管道702
二、阀门717
第二节 锅炉吹灰及防爆装置734
一、蒸汽吹灰装置735
二、水吹灰器740
三、压缩空气吹灰器741
四、振动除灰器742
五、声波除灰器743
六、气脉冲除灰器744
七、钢珠除灰器745
八、防爆门746
第三节 锅炉排渣装置748
一、机械排渣装置748
二、水力排渣装置749
三、气力排渣装置752
第十七章 锅炉测试757
第一节 锅炉的流量和流速测量757
一、概述757
二、差压式流量计757
三、分流旋翼式流量计769
四、涡轮流量计769
五、测速管770
第二节 锅炉的压力及差压测量774
一、概述774
二、弹簧管式压力计774
三、液柱式压力计与微压计774
四、液柱式差压计775
五、膜式压力计及差压计777
六、气动式差压传感器778
七、电动式差压传感器778
第三节 锅炉的温度测量780
一、概述780
二、水银玻璃温度计780
三、电阻温度计780
四、热电偶温度计782
五、辐射高温计785
第四节 烟气成分分析方法786
一、概述786
二、奥氏烟气分析器786
三、烟气全分析器787
四、烟气色谱分析法788
五、烟气中二氧化硫和氧化氮的测量方法789
六、烟气测氧仪790
第五节 锅炉的热平衡和热效率试验791
一、正平衡法热效率和反平衡法热效率791
二、锅炉热平衡试验的要求和测量项目791
三、锅炉热效率测试时的测点布置793
四、燃料、灰渣、烟气及工质的取样方法794
第六节 锅炉蒸发受热面水动力测试799
一、自然循环回路水循环试验799
二、直流锅炉蒸发受热面水动力试验801
第七节 锅炉过热器测试803
一、过热器试验内容803
二、过热器试验方法803
三、过热器试验的数据整理805
第八节 锅炉水位测量806
一、玻璃水位计法806
二、差压式低地位水位计法806
三、电测法807
四、热电法807
第九节 锅炉炉膛空气动力场测试808
一、炉膛空气动力场的测试目的和类别808
二、保持冷、热态测试结果相似的条件808
三、火室炉冷态空气动力场测试方法808
四、火床炉冷态空气动力场测试方法810
五、炉膛热态空气动力场测试方法810
第十八章 燃煤锅炉环境保护814
第一节 环境空气质量标准及锅炉污染物排放标准814
一、环境空气质量标准814
二、锅炉大气污染物排放标准815
第二节 我国火电厂污染物排放与治理状况828
一、我国能源结构特点828
二、火力发电厂的污染物排放与控制830
三、大气污染与酸雨835
四、燃煤锅炉大气污染物产生量与排放量的估算840
第三节 燃煤锅炉除尘技术851
一、除尘器分类及性能851
二、电厂锅炉湿式除尘器856
三、电除尘器860
四、袋式除尘器867
五、电除尘器与袋式除尘器的对比891
六、电袋复合式除尘器894
第四节 燃煤锅炉脱硫技术896
一、脱硫技术的分类896
二、石灰石石膏湿法烟气脱硫技术899
三、海水烟气脱硫技术928
四、其他湿法烟气脱硫技术934
五、喷雾干燥吸收法烟气脱硫技术934
六、LIFAC脱硫技术940
七、烟气循环流化床脱硫技术944
八、电子束烟气脱硫技术951
第五节 燃煤锅炉脱硝（NOx）技术952
一、燃料燃烧时NOx的生成机理952
二、低NOx燃烧技术955
三、低NOx燃烧器957
四、再燃烧(炉内)NOx还原技术978
五、烟气脱硝技术991
第六节 火电厂CO2排放及治理技术1017
一、温室气体及温室效应1017
二、中国温室气体排放现状1019
三、火电厂CO2减排技术1020
四、新型煤燃烧CO2减排技术1021
五、烟气中CO2的分离1022
六、CO2的封存和利用1025
七、我国第一套燃煤电站烟气CO2捕集示范装置1025
第十九章 高效洁净煤利用与发电技术1027
第一节 选煤和动力配煤技术1027
一、选煤的环保作用及主要方法1027
二、重力选煤1030
三、浮游选煤1041
四、动力配煤1043
第二节 型煤1045
一、型煤的用途分类和加工工艺分类1046
二、型煤的形状规格1048
三、型煤的生产过程与设备1049
第三节 水煤浆1050
一、水煤浆的发展与现状1050
二、水煤浆的特点和水煤浆燃料的基本性质1052
三、煤的成浆性和水煤浆的制备1057
四、水煤浆的燃烧组织1061
五、水煤浆的应用1065
第四节 煤的气体1067
一、煤气化的基本原理1067
二、煤气化反应的热效应1068
三、煤气化反应的动力学1068
四、煤气化分类1071
五、煤炭气化指标和影响因素1073
六、煤气化方法及其典型气化炉1073
第五节 煤的液化1095
一、煤炭液化的主要任务1095
二、煤的直接液化1095
三、煤的间接液化1106
第六节 高效低污染燃煤发电技术1113
一、超临界、超超临界发电技术1113
二、整体煤气化燃气蒸汽联合循环1120
三、燃料电池用于清洁煤发电1125
第二十章 锅炉金属材料及受压元件强度计算1133
第一节 锅炉金属材料1133
一、金属材料基础知识1133
二、锅炉主要部件工作条件及用钢要求1137
三、主要锅炉用钢的化学成分1143
四、锅炉受压部件制造用钢的基本性能1145
五、主要锅炉用钢的适用范围1153
第二节 锅炉受压元件强度计算1160
一、防脆断安全设计准则1161
二、强度计算基础1162
三、强度计算基本参数的选取1165
四、承受内压力的圆筒形元件的强度计算1169
五、受内压封头的强度计算1177
六、孔的加强计算1183
七、计算示例1187
第二十一章 锅炉主要部件的制造工艺1197
第一节 锅筒的制造工艺1198
一、锅筒筒节的制造工艺1198
二、封头的制造工艺1202
三、锅筒和管件的焊接与胀接1208
四、锅筒的组焊和总装工艺1210
五、锅筒制造中的热处理1211
六、锅筒制造中的检验1212
第二节 锅炉受压管件的制造工艺1214
一、管件的划线与下料1214
二、管件的弯制工艺1215
三、管件的对焊拼接工艺1218
四、蛇形管受热面的制造工艺1219
五、膜式水冷壁管排制造工艺1220
六、管件制造中的质量检验1222
第三节 锅炉集箱的制造工艺1223
一、集箱的对接拼焊1223
二、集箱管座坡口结构1224
三、集箱端盖制造工艺1224
四、集箱的焊后热处理1225
第四节 空气预热器的制造工艺1225
一、钢管式空气预热器的制造工艺1226
二、回转式空气预热器的制造工艺1227
第二十二章 火电厂锅炉的运行及调整1229
第一节 锅炉启动和停运1229
一、锅炉启动方式1229
二、锅炉机组启动必须具备的条件1230
三、锅筒锅炉的冷态启动1231
四、直流锅炉的冷态启动1234
五、热态启动1241
六、启动过程中的汽、水品质1241
七、锅炉启动、停运曲线1241
八、锅炉的停运1244
九、再热机组的旁路系统1247
十、锅炉承压部件寿命管理1250
十一、锅炉制粉系统的启动和停运1252
第二节 锅炉机组的运行调整1258
一、锅炉运行调整的主要任务1258
二、燃烧调整1258
三、运行参数的调节1262
四、煤粉锅炉燃烧设备在运行中的常见故障及其处理措施1267
第三节 单元机组调峰与锅炉变压运行1278
一、变压运行方式1279
二、两班制运行方式1283
三、少蒸汽无负荷运行方式1283
四、低速旋转热备用方式1283
第四节 锅炉的调峰性能1283
一、几种典型锅炉的调峰性能1283
二、调峰锅炉运行中的主要问题1284
第五节 燃煤电厂烟气脱硫装置的启动与停运1284
一、燃煤电厂石灰石湿法FGD装置的启动与停运1284
二、烟气脱硫装置常见故障、原因及处理措施1286
参考文献1291