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鍋爐燃燒機的基本知識

鍋爐是能量轉換設備,它是把燃料中的潛在能量,經過燃燒放出熱量,經過傳熱作用傳 遞給水,使水變成蒸汽(熱水鍋爐是將水加熱變成一定溫度的熱水輸出的一種設備。 鍋爐的最基本的部件是“鍋”與“爐”兩大部分,鍋是鍋爐設備中的汽水系統,是水變 成氣(或熱水 的吸熱部分,爐是鍋爐設備中的燃燒系統,是油與空氣發生化學反應產生高 溫火焰和煙氣的放熱部分。 “鍋”與“爐” ,一個吸熱(油,氣經燃燒放出熱能,盡可能 限度的被吸收 ,一個放熱(使油,氣限度的燃盡,把熱能的釋放出來 ,它們組成 了一套完整的設備。

鍋爐的工作包括以下三個過程:不斷劇烈氧化燃燒的過程;火焰和高溫煙氣不斷把熱量 傳遞給鍋內水的傳熱過程;水在鍋內不斷流動循環,吸熱

生溫

的汽化, (熱水鍋爐達不到沸 騰溫度 的水循環過程及汽化過程。 這三個過程在鍋爐內不斷連續進行, 是通過包括鍋爐附 屬設備及儀表附件等二個工作系統來實現的。

鍋爐的傳熱

一、熱量與比熱

熱量是物體所含有的熱能數量,熱量的多少不僅與物體本身的溫度有關,還與其重量 和性質有關。熱量的單位是 " 焦耳 (J ,焦耳的 1000倍稱為千焦。過去用的單位是 " 千卡 " , 兩者的換算關系是 :1千卡 =4.18千焦。

單位重量的物質, 溫度升高 l 度時所吸收的熱量, 稱為該物質的 " 比熱 " , 常用的單位是 " 千焦 /公斤度 " 。例如,水的比熱為 4218焦耳 /公斤度 (1千卡 /公斤度 ,鋼的比熱為 0.5千焦 /公斤度 (0.12千卡 /公斤度 。

二、傳熱方式

在燃油鍋爐中,燃燒是基礎,產生蒸汽或熱水是目的,這兩者是通過傳熱聯系起來的。 油在爐內燃燒產生出的熱量,由火焰或煙氣通過金屬壁 (受熱面 傳給水、蒸汽或空氣 (介 質 的過程,稱為 " 傳熱 " 。傳熱總由高溫物體向低溫物體進行,兩個物體的溫度差越大,傳 熱速度越快,效果就越好。傳熱方式有導熱、對流和輻射三種。

1導熱

導熱是同一物體內或兩個不同溫度的物體相接觸時,熱量從高溫部分傳給低溫部分的 過程。例如 :鍋爐水管的外壁受煙氣加熱后,熱量很快傳導給內壁,然后供爐水吸收。各種 物體導熱的性能是不相同的。善于導熱的物體稱為 "熱的良導體 " ,如銅、鋁、鐵等金屬 ; 不善于導熱的物體稱為 " 熱的不良導體 " 或稱 "絕熱體 " ,如水垢、空氣、石棉等。

2對流

對流是液體或氣體依靠其本身的流動來達到熱量傳遞的過程。 例如, 使用熱水沖淋浴, 當水沖到身上時,身體就會感到熱量的傳遞。在鍋爐內,由于熱水上升或冷水下降,在循 環流動中傳熱,使全部鍋水的溫度逐步升高。

3輻射

輻射是高溫物體不通過接觸或流動, 直接將熱量向四周散發給低溫物體的過程。例如, 太陽的熱量就是通過輻射的方式傳給地球的 ; 鍋爐爐膛內, 火焰溫度很高, 對爐膽內壁進行 輻射傳熱。輻射傳熱的效果與熱源溫度的四次方成正比。

在鍋爐實際運行中,傳熱方式不只是導熱、對流、輻射傳熱中的一種,是幾種傳熱方式都 存在的,在爐膛中,存在著火焰對爐的輻射傳熱,也存在著高溫煙氣的對流傳熱,但以輻 射傳熱方式為主 ; 在煙管中,存在著煙氣的對流傳熱,也存在著煙氣的輻射傳熱,但以對 流傳熱為主。