焦化干熄焦工艺培训教材

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1、第一章 干熄焦工艺基本知识第一节、干熄焦的发展历史干熄焦起源于瑞士，20世纪40年代许多发达国家开始研究开发干熄焦技术，采取的方式各异，而且一般规模较小，生产不稳定。进人60年代，前苏联在干熄焦技术方面取得了突破进展，实现了连续稳定生产，获得专利发明权，并陆续在其国内多数大型焦化厂建成干熄焦装置。到目前为止，前苏联有40的焦化厂采用了干熄焦技术，单套处理量在5070th。但前苏联干熄焦装置在自动控制和环保措施方面起点并不高。 20世纪70年代的全球能源危机促使干熄焦技术得到了长足发展。资源相对贫乏的日本，率先从苏联引进了干熄焦技术，并在装置的大型化、自动控制和环境保护方面进行改进。到90年代中

2、期，日本已建成干熄焦装置31套，其中单套处理能力在100th以上的装置有17套，日本新日铁和NKK等公司建成的干熄焦单套处理量可达到200th以上；装焦方式采用了料钟布料，排焦采用了旋转密封阀连续排焦，接焦采用了旋转焦罐接焦等技术，使气料比大大降低，极大地降低了干熄焦装置的建设投资和装置的运行费用；在控制方面实现了计算机控制，做到了全自动无人操作；在除尘方面，采用了除尘地面站方式，避免了干熄焦装置可能带来的二次污染。日本的干熄焦技术不仅在其国内被普遍采用，同时它将干熄焦技术输出到德国、中国、韩国等国家，其干熄焦技术已达到国际领先水平。 20世纪80年代，德国又发明了水冷壁式干熄焦装置，使气体循

3、环系统更加优化，并降低了运行成本。德国蒂森斯蒂尔奥托(TSoA)公司成功地将水冷栅和水冷壁置人干熄炉，并将干熄炉断面由圆形改成方形，同时在排焦和干熄炉供气方式上进行了较大改进，干熄炉内焦炭下降及气流上升，实现了均匀分布，大大提高了换热效率，使气料比降到了1000m3t焦以下，进一步降低了干熄焦装置的运行费用。TSOA干熄焦技术在德国得到推广，同时该技术还输出到韩国和中国的台北。 干熄焦工艺发展至今，虽然出现了不同的形式，但基本工艺流程大同小异，只是在装焦、排焦、循环气体除尘等方面有所区别。具有代表性的有德国TSOA公司设计的干熄焦工艺和日本新日铁设计的干熄焦工艺，这两种典型的干熄焦工艺在消化吸

4、收前苏联干熄焦成熟技术的基础上都有所创新，形成各自的特点，并使干熄焦技术及其应用达到了较先进的水平。中国的鞍山焦耐院和首钢设计院，以及武钢、宝钢、首钢在吸收消化日本干熄焦技术方面做了一些有益的工作，并积累了较为丰富的经验。干熄焦是目前在国外已经成为较广泛应用的一项节能技术，近几年在我国得到了快速发展，在很多工程中得到了应用，武钢、马钢、通钢等一些大型钢厂干熄焦工程已陆续投产，并已取得了一定的经济效益和社会效益。第二节、干熄焦工艺的基本原理干熄焦即干法熄焦，在密闭的系统中用循环使用的惰性气体将红焦冷却，温度约1000的红焦在干熄炉的冷却室内与循环风机鼓入的冷惰性气体进行热交换。吸收了红焦显热的惰

5、性循环气体（本书中又称为烟气）温度上升到800900，焦碳温度将到200以下，惰性气体经过一次除尘器后温度上升到900 -1000，进入干熄焦余热锅炉换热,干熄焦锅炉换热后产生蒸汽用于发电或外送用户利用。干熄焦主体主要包括干熄炉和余热锅炉两部分，主要包括以下设备：红焦提升运输设备、炉体设备、锅炉设备、气体循环设备、附属公用设备。第三节、干熄焦主要设备1、干熄炉本体设备（1）红焦运输设备红焦运输设备由电机车、焦灌、焦罐台车、焦罐旋转装置、APS自动对位装置（2）提升机提升机及其附属设备主要有卷扬机、走行台车及框架，缓冲器、提升导轨、电缆载架导轨、吊具、焦罐盖、限位开关及支架、平台、走梯等组成，另

6、设有检修用电动葫芦。（3）装入装置及平板闸门装入装置主要有料斗、衬板、料盅、积尘管道、焦罐固定支架、台车驱动装置、炉盖、台车导轨、水封罩、安全栏杆、给脂润滑设备等组成、 驱动装置主要有行程限位开关等。（4）排出装置检修闸板、振动给料器、旋转密封阀以及双叉溜槽组成。（5）循环气体系统循环风机、供气装置等2、锅炉主要设备：（1）锅炉本体设备主要有省煤气、蒸发器、过热气、汽包、吊顶管、上升管、下降管、膜式水冷壁，联箱等组成。（2）锅炉附属设备锅炉给水泵、锅炉循环泵、除氧器、除氧器给水泵、气体冷却器（管式换热器）、加药取样装置及各种流量调节阀、流量计、压力温度指示仪表、水位计、安全阀等附属设备及安全设

7、备。3、除尘设备主要分为系统除尘设备及环境除尘设备（1）系统除尘设备系统除尘设备主要包括一次除尘和二次除尘。一次除尘为重力沉降型除尘，主要利用循环气体内含焦粉自身重力除尘。设置于干熄炉与锅炉之间。二次除尘为旋风除尘，二次除尘主要有单体旋风器、旋风子固定板、导气管固定板、外壳、下部灰斗及附属设备组成。（2）环境除尘设备包括干熄炉本体环境除尘、炉前焦库除尘、筛焦楼除尘三个除尘站。第四节：工艺流程及特点一、 焦碳运行流程 推焦车 1000+500C的红焦炭化室拦焦车导焦栅一焦罐（置于焦罐台车上）提升塔顶 加盖子 装入装置提升塔下炉顶走行干熄炉顶 与冷惰性气体热交换 干熄炉预存室干熄炉冷却室排焦装置2

8、000C的焦碳皮带运输炉前焦库筛焦处理二、 惰性气体流程 1700C 1800C的冷惰性气体循环风机气体冷却器干熄炉底供气 与红焦进行热交换 装置干熄炉冷却室双斜道环行烟道烟气温度8000C9000C 焦粉沉下 烟气温度将至一次除尘余热锅炉1701800C 焦粉沉下二次旋风除尘器循环风机三、锅炉汽水系统流程除盐水罐除氧给水泵水水热交换器除氧器锅炉给水泵 下联箱三级蒸发器-上联箱 锅炉循环泵省煤器汽包下降管 集箱吊顶管集箱 下联箱水冷壁上连箱上升管汽包过热器减温器主蒸汽压力调节阀主蒸汽减温减压后抽汽、并网发电四、干熄焦系统工艺流程示意如下： 2、干熄焦技术主要特点：回收余热、节约能源：采用干熄焦

9、技术可回收约80%的红焦显热，即熄1吨红焦可产生中压过热蒸汽约0.50.6吨。也就是说节约了产生相同吨数蒸汽的锅炉所消耗的标煤量。减少环境污染：干熄焦锅炉产生蒸汽用于发电或供用户使用，可节约产生相同吨数蒸汽的燃煤（或油、气等）,减少了这些燃煤（或油、气等）燃烧后对大气的污染，尤其减少了SO2、CO2 向大气的排放。改善焦炭质量。可以看出，干熄焦锅炉系统是干熄焦工艺系统中的一个重要组成部分，其作用是降低干熄焦系统循环冷却气体的温度并吸收其热量，产生蒸汽用于发电或外送用户。目前，我国在干熄焦锅炉系统工艺技术方面的研究有了很大的进展，对设备和系统进行了较大的改进，从而减少了一次性投资，降低了能源消耗

10、，提高了热效率，延长了设备的使用寿命等，系统自动化控制水平也有了很大程度的提高，从而使锅炉运行更趋安全，可靠，稳定。编制本培训教材的主要目的，是使操作人员能够尽快掌握干熄焦锅炉系统所涉及到的一些基本理论知识，能尽快熟悉工艺系统的流程和主要设备的结构、性能、作用及原理。第五节：工艺参数与指标1）、干熄焦工艺参数温度热管换热器进/出口温度170190/约130T2（干熄炉入口温度）130T6（锅炉入口温度）910T6940锅炉出口温度160二过入口温度265二过300，正常值280主蒸汽温度45010给水温度104T58001000排焦温度冬150夏180压力预存段压力控制-100Pa压力0Pa锅

11、炉入口压力控制-1100Pa极限值为-1300Pa除氧器压力0.02MPa主蒸汽阀后压力3.82MPa汽包压力4.140.1MPa循环风量170000180000m3/h气料比1200左右排焦量约为140t/h汽包液位010mm除氧器液位0600mm横移牵引速度/距离40 m/min，15 m/min，5 m/min 14.6m提升机速度/高度30、10、4m/min 约34.6m走行速度/距离40、3.5m/min 13.1m焦罐重量/容量35t / 22t循环气体计算成份H2：1%；O2：0.5%；CO：4%；H2O：6%；CO2：15%；其余为：N2第二章、干熄焦热力系统基本知识第一节、

12、常用热力学基本概念1. 温度：是标志物体冷热程度的物理量。按分子运动学解释温度是大量分子移动动能平均值的标志，温度升高，分子运动的速度加快，反之，温度降低，分子运动的速度减慢，如果分子运动完全停止，此时温度为绝对零度。2. 温标：是测量物体温度的尺度。工程上常用的温标有华氏温标和摄氏温标。2.1 华氏温标：用符号 表示。把标准大气压下冰融点定为320，水沸点定为2120，两点间分为180分格，每格称为华氏一度，即表示为1。2.2 摄氏温标：用符号 表示。把标准大气压下冰融点定为00，水沸点定为1000，两点间分为100分格，每格称为摄氏一度，即表示为1。现普遍采用摄氏温标。两者换算： 摄氏温标

13、5/9华氏温标32 华氏温标9/5摄氏温标+323. 压力： 指单位面积上所受的垂直作用力，又称压强。 在国际单位制（SI）中，压力单位为帕斯卡，简称帕（Pa）. 1帕（Pa）1牛顿（N）/平方米（）4. 绝对压力、表压力：4.1 绝对压力P绝：是指设备内部或某处真实压力，它等于表压力P表与当地大气压力B之和。 P绝P表+B4.2 表压力P表： 是指设备内部或某处绝对压力P绝与当地大气压力B之差。 P表P绝B 5. 密度、重度：5.1 密度：是单位容积V内所含物质的质量m。单位为kgm3。 mV5.2 重度：是单位容积V内所含物质的重量G。单位为Nm3。 GV密度和重度的关系：g式中，g：重力

14、加速度 g9.8079.81ms26.比容：是单位质量m的物质所占有的容积V。单位是m3kg。Vm7.热量和比热7.1 热量：是能量的一种形式，它表示物体吸热和放热多少的物理量。热量单位有焦耳（J）或卡（cal） 1J0.2389cal或1kJ0.2389kcal（千卡或大卡）7.2 比热：单位质量的物体温度升高或降低1所吸收或放出的热量。物体比热与物体的性质和所处温度有关。8. 导热系数（热导率）：是表示材料导热性能的指标，仅与材料本身有关，是说明材料物理性质的参数。物体的导热系数在数值上等于一个厚度为1m，表面积为1 m2的平壁两侧维持1温差时，单位时间传导给该平壁的热量。导热系数的单位为

15、W（m）。导热系数该数值越小，物质的导热性能越差。通常把导热系数低于0.2 W（m）的材料称为保温材料。9.汽化：物质由液态转变成气态的过程叫汽化。液体的汽化有蒸发与沸腾两种方式。9.1 蒸发：在任何温度下液体表面发生的汽化现象叫蒸发。蒸发的速度与下列条件有关：温度越高，蒸发越快；蒸发表面积越大，蒸发越快；液体表面上蒸汽分子密度越小，蒸发越快。9.2 沸腾：当液体被加热，液体内部产生汽泡，当汽泡内部压力等于或大于汽泡外部所受压力时，汽泡升至液面而破裂，此时即为沸腾。9.3 沸点：液体开始沸腾时的温度叫沸点，也称沸腾温度，或称饱和温度。水的沸点与压力有关，在一定压力下水沸腾时，沸点保持不变，压力

16、越高，沸点也越高。蒸发与沸腾均是由液相转变为气相，但两者区别是在一定压力下，蒸发可以在任何温度下进行，而沸腾只有在液体温度达到沸点时才会发生。10.冷凝：物质从气态转变为液态的过程叫做冷凝。冷凝是汽化的逆过程，冷凝时所形成的液体叫凝结液。11.水与水蒸汽的性质：11.1 水的特性：水的一个特性是水在4时，密度最大、体积最小；当水温低于4或高于4时，其密度逐渐减小，体积逐渐增大。水的另一特性是比热容较大。由于水有上述两个特性，又容易获得，因此常被用来作为吸热和放热（如冷却和采暖）的介质。11.2 水蒸汽的焓：热焓简称焓，是热工计算中常用的一个复合的状态参数。焓常用符号i表示，单位是J/kg。从热

17、力学的观点，蒸汽的热焓就是蒸汽的能量，对于一定状态下（温度、压力）单位重量的蒸汽，其热焓是一定的。11.3 熵：是一个常用导出的状态参数，是表示工况状态变化时，其热量传递的程度。在一定条件下，熵在数值上等于热量除以温度的值。单位是JK。11.4 汽化潜热：将1千克处于沸腾温度下的水，全部变为干饱和蒸汽时所消耗的热量叫做汽化潜热。单位是kJkg。水的汽化潜热是随压力的升高而减小的。11.5. 水的三相点：是指固态、液态、汽态三相共存的状态点。11.6.水蒸汽：水在一定温度和压力时的沸腾汽态即为水蒸汽。蒸汽分为饱和蒸汽和过热蒸汽。11.6.1饱和蒸汽：在封闭容器内，当蒸发与凝结进行到一定时，液、汽

18、两相动态平衡时为饱和状态，此时蒸汽为饱和蒸汽，液体为饱和液体，液、汽两相温度为饱和温度，对应的压力为饱和压力。饱和蒸汽又分为干饱和蒸汽和湿饱和蒸汽。干饱和蒸汽即组成部分均为饱和蒸汽，湿饱和蒸汽即组成部分为饱和蒸汽和饱和液体，由饱和液体变成干饱和蒸汽所吸收的热量称汽化潜热。其过程温度不变。通常所说蒸汽是指干饱和蒸汽。11.6.2过热蒸汽：在一定压力下，对干饱和蒸汽继续加热使其温度升高，此时蒸汽为过热蒸汽。其过热温度又称为过热度。11.6.3 蒸汽的干度、湿度：干度：水蒸汽中干饱和蒸汽所占的重量百分数叫蒸汽的干度。湿度：水蒸汽中干饱和水所占的重量百分数叫蒸汽的湿度。对于干饱和蒸汽，其干度为1。11

19、.6.4 蒸汽的状态参数：表明蒸汽状态特征的物理量称为蒸汽的状态参数。蒸汽状态参数有压力、温度、比容、热焓、内能和熵。12.热量传递的方式（传热）传热现象是一个非常复杂的过程，通常将它分为三种基本方式：热传导、对流和热辐射。12.1热传导（导热）： 是指物体或相邻两个物体热量从一方转移到另一方，各部分之间无相对位移。这种现象在气体、液体、固体中均可能发生。12.2对流： 只能在气体、液体中产生，它是流体所特有的一种传热方式，它是由于各部分之间发生相对位移而引起了热量传递。对流换热的强弱与流体的种类、流速、温度、固体壁表面形状及大小等因素有关。12.3热辐射：热辐射现象与导热、对流都不同，是通过

20、电磁波进行热量传递。物体在任何温度下都要放射和吸收辐射能。温度越高辐射越强。13. 闪点：标准条件下，能够使液体释放出足够的蒸气而形成能发生闪燃的爆炸性气体混合物的液体最低温度叫闪点。14.功、功率：功是力所作用的物体在力的方向上的位移与作用力的乘积。功的大小根据物体在力的作用下，沿力的作用方向移动的位移来决定，改变它的位移，就改变了功的大小。功的单位为焦耳。其计算式为： W=FS （J） 式中： F-作用力，N S-位移 ，m.功率是功与完成功所用的时间之比，也就是单位时间内所做的功。功率的单位为瓦特。其计算式为：P=Wt W 式中 W功，J t-做功的时间， s15.能：物质作功的能力称为

21、能。能的形式一般有：动能、位能、光能、电能、热能等。热力学中应用的有动能、位能和热能等。 15.1动能：物体因为运动而具有作功的本领叫动能。动能与物体的质量和运动的速度有关。速度越大，动能就越大；质量越大，动能就越大。动能按下式计算： EKmc2/2 kJ式中 m-物体质量，kg c-物体速度，m/s15.2 位能：由于相互作用，物体之间的相互位置决定的能称为位能。物体所处高度位置不同，受地球的吸引力不同而具有的能，称为重力位能。 15.3 热能：物体内部大量分子不规则的运动称为热运动。这种热运动所具有的能量叫做热能，它是物体的内能。16机械能：物质有规律的运动称为机械运动。机械运动一般表现为

22、宏观运动。物质机械运动所具有的能量叫做机械能。17.热力循环： 工质从某一状态点开始，经过一系列的状态变化又回到原来这一状态点的封闭变化过程。18. 循环热效率： 工质每完成一个循环所做的净功W和工质在循环中从高温热源吸收的热量q的比值，即： W/q19.节流：工质在管内流动时，由于通道截面突然缩小，使工质流速突然增加，压力降低的现象。20. 爆炸极限：易燃气体、易燃液体的蒸气或薄雾，及易燃固体的粉尘或纤维等与空气混合，形成爆炸性气体混合物的浓度，叫爆炸极限。其最低浓度叫爆炸下限，最高浓度叫爆炸上限。爆炸极限通常以可燃介质在混合物中的体积百分比表示21.设计压力、设计温度：设计压力：一般指设备

23、或管道运行中，内部介质的最大工作压力。设计温度：一般指设备或管道运行中，内部介质的最高工作温度。第二节、常用专业基本知识1、锅炉、水管锅炉、火管锅炉、蒸汽锅炉、热水锅炉：1.1锅炉：是利用燃料燃烧释放的热能或其它热能加热传递给水或其它工质，以获得额定参数（温度和压力）和品质的蒸汽、热水或其它工质的一种受压、受热设备。1.2 水管锅炉：是指水和蒸汽在锅筒和水管内部流动，高温烟气在管外流动并冲刷管壁的一种锅炉。反之为火管锅炉。现代锅炉一般均采用水管锅炉。锅炉按所生产的工质不同，分为蒸汽锅炉和热水锅炉。1.3 蒸汽锅炉：用以生产蒸汽的锅炉，锅炉内的水发生物态的变化，由液态汽化成蒸汽。1.4 热水锅炉

24、：用以生产热水的锅炉，锅炉内的水未发生物态的变化，只是提高了水温。锅炉机组包括：锅炉本体、附属设备、管道及测量仪表等。2、干熄焦锅炉：是吸收干法熄灭赤热焦炭的部分热量后，又将热量传递给水，从而产生额定参数（温度和压力）和品质的蒸汽，并输送给热用户的一种受压、受热的设备。3、干熄焦锅炉系统：是保证干熄焦锅炉能正常生产，包括所必需的介质供应设备及附件的组合。 4、干熄焦锅炉的热平衡：干熄焦锅炉的热平衡是计算外部热量在锅炉中利用的情况，如热量的有效利用情况、热损失情况等，其目的是为了研究有效地提高锅炉的热效率。 干熄焦锅炉热平衡的计算是为了使进入锅炉的热量Q与有效利用热量Q1及各种损失的总和相平衡，

25、再在热平衡的基础上计算干熄焦锅炉的产汽量。锅炉热平衡方程式如下：QQ1Q2Q3Q4 kJh式中： Q进入锅炉的总热量； kJhQ1 锅炉的有效利用热量； kJhQ2 排烟损失； kJhQ3 散热损失； kJhQ4 其它热损失； kJh进入锅炉的总热量包括烟气带入的热量Qy、烟尘带入的热量Qh、漏入空气带入的热量QLk。干熄焦循环气体系统中，对漏入系统的空气处理方法，无论采用完全燃烧或不完全燃烧等方式，其可能发生的反应一般均不设在干熄焦锅炉区域，其对锅炉循环气体入口侧的变化主要体现在循环气体量的变化或温度的变化。因此，如考虑因锅炉密封不严密等各种原因而漏入锅炉的空气，因其带入的热量很少，一般QL

26、k可不计，则进入锅炉的热量可按下式计算： Q QyQh kJh锅炉热损失中，因干熄焦循环气体的循环流动特点，锅炉排烟损失Q2最大。锅炉的散热损失Q3，主要与炉内温度、炉墙结构及保温情况有关。锅炉有排污、有放汽、有疏放水等，均属于其它热损失Q4。5、干熄焦锅炉烟道阻力计算： 锅炉烟道阻力计算的目的，在于求得烟气通过炉内时的阻力，为整个干熄焦工艺系统的循环气体系统选择循环风机时提供数据。同时，通过烟道阻力计算，还可以发现并纠正锅炉受热面和烟道的不合理布置。5.1 锅炉烟道阻力一般可分为摩擦阻力和局部阻力两类。摩擦阻力是指气流在等断面的直流通道中流动时因介质粘性引起的阻力。局部阻力是指气流在断面的形

27、状或方向改变的通道中流动时因涡流耗能引起的阻力。5.2 锅炉烟气阻力计算时，通常把阻力分成以下三个部分来考虑：摩擦阻力：包括烟气等在断面的直流通道中流动时的阻力和烟气纵向冲刷管束的阻力。局部阻力：烟气在断面的形状或方向改变的通道中流动时（包括分流、合流）的阻力。6、烟气横向冲刷管束的阻力。烟气通过干熄焦锅炉的总阻力，为上述三者之和。即：PP1P2P3 Pa 式中 P 烟气流动的总阻力 Pa P1 烟气的摩擦阻力 Pa P2 烟气的局部阻力 Pa P3 烟气横向冲刷管束的阻力 Pa锅炉蒸发量、额定蒸发量：6.1锅炉蒸发量：又叫锅炉出力，表示锅炉每小时能够产生的蒸汽量。6.2额定蒸发量：设计制造锅

28、炉时，按额定蒸汽参数、给水温度和烟气参数所保证的蒸发量称为额定蒸发量或额定出力。锅炉蒸发量常用符号“D”来表示，单位是“t/h” 或“kg/h”。7、额定蒸汽压力：是指蒸汽锅炉在规定的给水压力和负荷范围内，长期连续运行时应予保证的出口蒸汽压力。8、额定蒸汽温度：是指蒸汽锅炉在规定的负荷范围、规定的蒸汽压力和额定给水温度下，长期连续运行时必须保证的出口蒸汽温度。9、给水温度：蒸汽锅炉进口处给水的温度。10.锅炉给水：是指符合一定质量要求，并用给水装置送入锅炉的水。11.凝结水：热力系统中蒸汽经冷凝而成的水。12.补给水：热力系统中因各种汽水损失或无生产回水而从热力系统外部补充的给水。13炉水：锅

29、炉循环回路中的水。14疏水：将受热面或管道中所产生的凝结水放出。15排污量：连续排污的排污水流量。16排污率：排污量占锅炉蒸发量的百分数。17喷水量：喷入减温器的减温水量。18锅炉效率：是指锅炉有效利用热量与单位时间内输入锅炉热量的百分比。又叫锅炉热效率。19受热面：是指锅炉中凡一面有火焰或烟气加热，另一面有水或蒸汽等介质吸收热量进行热交换的表面称为的受热面，其面积（从烟气侧计算）称为受热面积，单位是“m2 ”。按烟气放热的性质进行划分，受热面有辐射受热面和对流受热面。20锅炉金属耗率：锅炉制造时耗用的金属重量与其额定蒸发量之比，称为锅炉金属耗率，俗称“钢水比”。21锅筒：锅炉的锅筒，又称为汽

30、包或汽锅，是用钢板制成的圆柱形容器，两端是凸形的封头。在锅筒的一端或两端的封头上开有人孔，以便安装和检修锅筒内部装置。干熄焦锅炉的锅筒是汇集汽水混合物和使汽水分离的装置，它同时接受从省煤器来的给水，并接受蒸发器和锅炉水冷壁产生的饱和蒸汽，经分离后向过热器输送饱和蒸汽。因此，锅筒是炉水加热、蒸发、过热这三个过程的连接枢纽。为了改善炉水的品质，锅筒装有汽水分离器和连续排污装置、定期排污装置等。由于锅筒内部储存一定数量的水，对于锅炉来说，短时间的供水中 断，不会立即发生事故，增加了锅炉的安全性，同时，如外界负荷改变，锅筒内部储存一定数量的水又能维持锅炉相对的稳定性。22省煤器：省煤器是由钢管或铸铁管

31、组成的受热面，一般装设在锅炉尾部的烟道中，管内流过给水，管外为烟气。给水经省煤器加热后进入锅炉的蒸发受热面。简单的说，省煤器的作用是将锅炉排烟余热用来加热锅炉的给水。装设省煤器是为了利用锅炉烟道尾部低温烟气的热量来加热给水，以降低排烟温度，提高锅炉效率。装设省煤器还可以减少锅炉蒸发受热面，节约金属耗量，降低制造成本。给水在省煤器内可加热至接近或等于饱和温度。当给水经省煤器加热后进入锅筒时，避免了较冷的给水同锅筒接触时因壁温不均而引起的热应力，改善了锅筒的工作条件。23蒸发器：是干熄焦锅炉主要产生蒸汽的部分，一般被设置在干熄焦锅炉的中部区域。从锅筒中引出的饱和水通过强制循环水泵压入蒸发器，在蒸发

32、器中与炉内烟气换热，产生的汽水混合物回到锅筒后，经锅筒内汽水装置分离后产生饱和蒸汽供出。干熄焦锅炉蒸发器一般包括光管蒸发器和鳍片管蒸发器两种形式。24.过热器： 是将从锅筒引出的饱和蒸汽或一定温度的过热蒸汽加热干燥，并达到一定的过热温度，从而提高蒸汽过热度，增加蒸汽热焓。干熄焦锅炉过热器一般由两级过热器组成，下段的部件称为一级过热器，上段的部件称为二级过热器，在一级过热器和二级过热器之间安装了喷水减温器，通过喷入冷水达到控制二级过热器出口过热蒸汽温度的目的。25.水冷壁在水管式锅炉的蒸发设备中，使炉水受热、蒸发产生饱和蒸汽的受热面是由许多管子组成的，这种管子称为沸腾管。沸腾管按水循环的流向看，

33、可分成上升管和下降管。所谓水冷壁，是指在炉墙的一部或全部表面上敷设水管，以吸收热量，降低炉墙表面温度。常见的锅炉水冷壁有光管式、膜式、刺管式三种。干熄焦锅炉一般采用膜式水冷壁结构。26膜式水冷壁：是在光管上焊接或直接轧制鳍片，将各管的鳍片焊接起来，组成整块的水冷壁受热面。采用膜式水冷壁的主要优点：a.具有良好的炉膛密封性，可提高锅炉效率。b.不需要耐火衬砖，只需要采用轻型的绝热材料，使炉墙重量减轻50%60%，从而可大大减轻锅炉构架负荷及地基荷载，减少了材料用量，降低了成本，而且便于使用悬吊结构。c.便于制造厂采用半自动化和全自动化生产，同时也减少了锅炉的安装量。在锅炉设计中，正确的选择管子的

34、节距和鳍片的尺寸对膜式水冷壁管运行的可靠性是非常重要的。27.锅炉炉墙：锅炉炉墙是锅炉的隔绝外壳，起着绝热和密封的作用，形成烟气的通道，并构成了炉膛和烟道等的外形。锅炉炉墙的性能要求：a.具有足够的耐热性，能承受很大的温度变化，并有抵抗高温烟气侵蚀的能力。b.较好的绝热性。为了降低散热损失和保证良好的运行条件，要求锅炉外壁温度不能过高。c.良好的密封性。d.具有一定的机械强度，同时要求结构简单、质轻、低价和施工方便。锅炉炉墙按结构形式一般可分为三种：重型炉墙、轻型炉墙和敷管式炉墙。现在的干熄焦锅炉一般都采用敷管式炉墙，锅炉受热面管子采用小节距管或膜式水冷壁等。该种炉墙特别适合采用悬吊组合形式安

35、装的锅炉。28.安全阀：当阀门进口侧静压超过其起座压力时，能突然跳起至全开的自动泄压器件。是保证受压设备和管道在一定压力下安全运行的安全附件。干熄焦锅炉系统的安全阀按设置位置分为锅炉安全阀、除氧器安全阀。28.1 锅炉安全阀其作用是保障锅炉不在超过规定的蒸汽压力下工作，以免发生爆炸的危险。锅炉蒸汽安全阀装在锅炉的锅筒上和过热器出口管道上，分别保护蒸发受热面和过热器。为了避免许多安全阀同时开启，排汽过多，锅筒上的安全阀分为控制安全阀和工作安全阀两种。控制安全阀的开启压力应低于工作安全阀的开启压力。为了保护过热器，应使过热器的安全阀先行开启，这样可使蒸汽流过过热器进行冷却，以免金属过热。28.2

36、除氧器安全阀其作用是保障除氧器不在超过规定的蒸汽压力下工作，以免发生爆炸的危险。除氧器安全阀装在除氧器的除氧头上。29.水位计：用以指示锅炉锅筒内或其它容器中水位的高低液位测量装置。30.锅炉钢架：在锅炉中用来支撑锅筒、联箱、受热面管子、平台、扶梯及部分炉墙的金属构件，称为锅炉钢架。31.锅炉水循环：水和汽水混合物在锅炉蒸发受热面的循环回路中的连续流动的过程，叫做锅炉水循环。锅炉水循环方式主要有两种：自然循环和强制循环。31.1自然循环：由于汽水混合物的密度比水小，利用这种密度差产生水和汽水混合物的循环流动，称为自然循环。31.2强制循环：是利用循环水泵机械力的强制作用使炉水循环流动换热的方式

37、。强制循环是通过强制循环水泵来实现动力供应的，强制循环水泵的流量和压头与锅炉的循环倍率选择及锅筒高度、水循环回路阻力、蒸汽压力等因素均有关。31.3循环流量：指单位时间内进入循环回路的水流量。单位kgh。31.4循环倍率：循环流量G和蒸汽流量D之比称为循环倍率K。其关系式为：KGD强制循环锅炉设计中，循环倍率应根据工质情况和受热面条件进行详细计算。这是由于如循环倍率选用过大，将增大循环水泵的电力消耗。而循环倍率选用过小，将有使个别管子发生“过热”和由于热负荷分配不均匀而可能导致水循环破坏的事故。32.强制循环水泵： 是将锅炉锅筒中的炉水送入蒸发器吸热汽化成为汽水混合物后再返回锅筒的设备。强制循

38、环水泵的流量通常为锅炉蒸汽产量的56倍。33.锅炉消音器：是减小开启锅炉安全阀、放散阀向大气放散时产生噪音的设备。34.锅炉减温器：是将冷却水（锅炉减温水）加入过热蒸汽中，保证锅炉出口蒸汽温度，起到调节过热蒸汽的作用。35.锅炉的磨损：由于烟气中含有较多的烟尘，如处理不当，受热面就会产生严重的磨损。影响磨损的因素总的说来有三个方面：即烟气流条件,如气流速度、温度、含尘量以及对受热面冲刷的角度；烟尘的性质,如粒子大小、形状、重度、硬度、破碎性等；被冲刷面的性质,如金属组织、硬度、表面形状等。这些因素对磨损的影响不是孤立的，而是综合地表现出来。磨损一般是不均匀的,大多数首先在局部发生,然后逐步扩展

39、。另外,材料本身的缺陷也会加速它的磨损过程。36.锅炉排污：锅炉运行时，通过锅炉给水进入锅炉内的杂质，仅有很少部分会被饱和蒸汽带走，大部分留在锅炉水中。如不采取措施，随时间的推移，炉水中含盐量、水渣量将越积越多，不仅会影响蒸汽品质，而且可能造成炉管堵塞，危及锅炉的安全运行。因此，为了使锅炉水的含盐量和含硅量能维持在极限容许值以下和排除锅炉水中的水渣，在锅炉运行中，必须经常放掉一部分锅炉水，并补入相同量的给水，这叫作锅炉排污。 锅炉排污分连续排污和定期排污两种方式：36.1连续排污：也叫表面排污或上部排污，这种排污方式是从锅炉锅筒内含盐浓度最大的部位连续放出锅水，以维持额定的锅水含盐量。36.2

40、定期排污：也叫间断排污或底部排污，这种排污方式是补充连续排污的不足，定期从锅炉水循环系统的最低点，短时间内快速排放锅炉水，从而排除锅炉水中的沉淀物，以改善锅炉水的品质。进行定期排污时，应注意以下几点：排放速度应很快，以利于水渣和沉淀物的排出。每次排放的时间应很短，因排放时间过长会影响锅炉水循环的安全。定期排污的间隔时间，应根据锅炉水水质来确定。定期排污一般最好在锅炉低负荷时进行，因为此时水循环速度低，水渣下沉，排放的效果较好。定期排污前应适当提高水位，以免锅炉缺水。锅炉发生事故时（满水事故除外），应立即停止排污。g.定期排污水的温度和压力都很高，只有降温降压后才能排入工厂排污水系统中，通常设排

41、污井来降温。锅炉投入运行的初期，需加强定期排污，以排除锅炉水中的铁锈和其它水渣。37.锅炉给水除氧及锅内水化学处理：干熄焦锅炉锅内水化学处理是采用向锅炉内加磷酸三钠溶液的方式。给水除氧处理是采用给水经大气式热力除氧器加热除氧的物理方式和加联氨溶液辅助除氧的化学处理方式。37.1锅炉给水除氧原理：金属最严重的腐蚀是电化学腐蚀。在锅炉设备里，锅筒、管道等一般是碳钢，它们在炉水中构成了以钢中的碳（FeC3）为阳极、铁为阴极的微电池活动的必要条件。在炉水中的大量盐分提供了必要的电池电解液之后，发生了一系列的微电池反应：阳极 Fe2eFe2阴极 2H2 eH2（炉水呈酸性时） O22H2O4 e4OH（

42、炉水呈碱性时）炉水一般应维持微碱性，因此后一反应是构成腐蚀的重要的电化学反应，氧是电池反应的重要条件，2FeO22H2O2Fe（OH）2，如果没有氧气来接受阳极铁放出的电子，这个电极反应就会很快达到平衡，不再继续进行，腐蚀也随即停止。但是给水中往往含有大量的氧气，而且氧气的含量随着未经处理的给水而不断的补充进来，这就使电化学腐蚀不断地进行着。它对锅炉的使用年限和安全运行影响很大。氧在水中的溶解度是和水的温度成反比的，水温越高，水中的溶氧就越少。此外，氧在水中的溶解度还和水面上气体空间各种气体形成的总压力中氧气的分压力成正比，氧的分压力小，水中的溶氧也愈少。上述三者关系曲线如下图示意：在锅炉给水

43、的除氧方面，就是利用氧的溶解度性能和化学性质，设法将水中氧除去。目前应用最普遍的几种除氧方法是：大气式热力除氧、真空除氧、解析除氧和钢屑除氧。干熄焦锅炉系统的给水除氧一般采用大气式热力除氧方式。a.大气式热力除氧：由上图可以看出，当水温升到100左右时，由于水的蒸汽分压力迅速增加，促使氧气在水上部空间所占分压力的百分数迅速减少，水中溶解氧的含量趋向于零。因此，在给水进入锅炉前，可先引入除氧器中，用通入蒸汽将给水加热直到沸腾的方法，使溶解在水中的氧气等气体逸出到水上空间，随着部分蒸汽一同排入大气中。根据这一原理制造的除氧器称为大气式热力除氧器。热力除氧器除氧效果的好坏，与设备结构和运行工况有直接

44、的关系。一般要求除氧器内水和加热蒸汽分布均匀、流动通畅及水和蒸汽之间有足够的接触空间和时间。 除氧器运行时应注意以下几点：1)水应加热到沸点：因沸点是随水面上压力的不同而不同的，所以在除氧器运行中应根据除氧器内的压力来查对其沸点。即应注意加热蒸汽量和水量调节的问题，以确保除氧器内的水保持沸腾状态。如自动调节系统达不到要求时，应在现场手动开启辅助加热蒸汽阀门进行通汽加热。2)解吸出来的气体应能通畅地排走。否则会由于除氧器内蒸汽残余氧量过多而影响水中氧扩散出去的速度，使出水含氧量增大。3)保证除氧器工作压力稳定：除氧器排气是通过除氧头上的排气阀实现的，应确保除氧器工作压力为0.02MPa以上，高于

45、外界大气压，以利除氧头排气通畅，也能防止外界空气窜入除氧器中影响除氧效果。除氧头排气阀的开度可根据现场调整来确定。4)进入除氧器的补充水量应连续和稳定。否则对除氧效果会有一定的影响。）在热力式除氧器运行过程中，空气引出管应经常冒出微量的蒸汽。b.锅炉给水的化学处理：锅炉给水化学处理方法一般采用加联氨药液处理的方式，能够消除给水中残余溶解氧，减缓炉内氧化铁结垢与腐蚀。联氨除氧的原理：联氨N2H4在常温时，为一种无色液体，有象氨的气味，剧毒，易燃。在大气压力为0.1MPa下， 凝固点为1.4，沸点113.5;在25时，密度为1.004gcm3;凝固时体积缩小。联氨吸水性很强，易溶于水和乙醇。联氨遇

46、水会结合成稳定的水合联氨N2H4H2O。水合联氨是无色液体，凝固点低于40，沸点119.5，也易溶于水和乙醇。联氨易挥发，在溶液中其浓度愈大，挥发性愈强。当溶液中N2H4H2O含量不超过40%时，常温下挥发量不大。联氨能在空气中燃烧，无水联氨的闪点为52，85%的N2H4H2O溶液的闪点约为90。高浓度的联氨溶液遇火容易爆炸，但当联氨溶液中的N2H4H2O含量低至40%时，就不易燃烧。当空气中联氨蒸汽的含量达到4.7%按体积计时，遇火便要发生爆燃现象。联氨是一种还原剂，特别是在碱性水溶液中，它是一种很强的还原剂。它可将水中溶解氧还原，如下式：N2H4O2N22H2O反应产物N2 和H2O对热力

47、系统的运行无害，用联氨除去给水中溶解氧就是利用它的这种性质。利用联氨除氧的条件：联氨和水中溶解氧的反应速度受温度、PH值和联氨过剩量的影响。温度越高，反应越快，低于50时，N2H4和O2的反应速度很慢，当水温超过10时，反应速度已明显增快。联氨与溶解氧的反应速度与温度的关系见下图：为了保证联氨除氧的效果，一般需要满足以下几个条件：a.必须使水维持一定的PH值。因为联氨必须处在碱性水中才能是强还原剂，而且它和溶解氧的反应速度与水的PH值有密切关系，当PH值在911之间时，反应速度最快。b.必须使水中联氨有一定的过剩量。在PH值和温度相同的情况下， N2H4过剩量愈多，除氧所需时间愈少，即反应的速

48、度愈快，效果愈好。但在实际运行中，N2H4过剩量应保持适当，因为如过剩量太大，不仅会多消耗药品，而且有可能使反应不完全的联氨带入水蒸汽中，影响蒸汽的品质。联氨加药注意事项：一般采用浓度为40%的N2H4H2O溶液。其加药量应有以下考虑：联氨除氧的加药量，除考虑和给水中溶解氧化合所需的外，还应该考虑联氨与给水中铁、铜氧化物作用的消耗量，以及为了保证反应完成和防止有偶然漏过氧所需的过剩量。在进行联氨处理的最初一段时间，由于N2H4还会被给水系统中金属表面的氧化物所消耗，所以在这个阶段中采得的省煤器入口给水样品中往往不含有N2H4，所以为了缩短这个最初阶段，联氨的起始加药量应较大些。待给水中有过剩N

49、2H4出现时，再逐渐减少加药量。c.联氨具有挥发性、有毒、易燃烧，所以在保存输送和化验等方面，应特别注意：联氨的浓溶液应密封保存，靠近联氨浓溶液的地方不允许有明火。搬运联氨时，工作人员应配备胶皮手套和护目镜或面罩等防护用品。在操作联氨的地方，应有良好的通风和水源。对联氨进行化验时，不允许用嘴吸移液管来吸取含有联氨的溶液。d.加联氨后的蒸汽不能用于蒸饭、直接洗浴等生活用汽。37.2 锅内水处理：干熄焦锅炉一般采用向炉内加磷酸盐溶液，来阻止锅炉产生钙垢。锅内水处理基本原理：通过加磷酸盐溶液的方法，使锅炉水中维持一定量的过剩磷酸根PO43，使锅炉水中Ca2含量非常小，难以和炉水中残留的SO42或 S

50、iO32化合形成钙垢。在炉水的高温及碱性环境下，发生如下反应：10Ca26 PO432 OHCa10OH2PO46生成的碱式磷酸钙Ca10OH2PO46是一种非常难溶的化合物，在炉水中形态为松软的水渣，不会粘附在锅炉内，随锅炉排污容易排除。当然，锅炉水中的PO43也不应太多，太多了不仅使药品耗量增加，而且会引起下述后果：增加锅炉水的含盐量，影响蒸汽品质。可能与锅炉内微量的Mg2反应生成Mg3PO42，其溶解度非常小，能粘附在炉管内形成二次水垢。因此，只要能达到防垢的目的，锅炉水中PO43的含量也不宜过高。常用的药品为Na3PO412H2O，一般采用在磷酸盐溶解箱中用除盐水将固体磷酸盐溶解成1%

51、5%的磷酸盐溶液，再用加药泵送至锅炉的方式。实际加药量应该根据锅炉水维持的PO43含量，通过调整后得到具体药剂量。因为锅炉水的磷酸盐处理实际是增加锅炉水的含盐量，因此，为了既能保证处理效果，又不影响蒸汽品质，需注意以下问题：a.给水的残余硬度应小于5mol/L，以免生成锅炉水渣太多，增加锅炉排污，甚至影响蒸汽品质。b.应使锅炉水维持一定的过剩PO43量。c.及时排除生成的水渣。d.对于结垢的锅炉，因PO43能与先前生成的钙垢作用，形成水渣或脱落，有可能影响到蒸汽品质，因此在进行磷酸盐加药处理前，必须先将水垢处理掉。e.药品应比较纯净，以免杂质进入锅炉。其品质一般应符合以下标准：Na3PO412

52、H2O不少于95%，不溶性残渣不大于0.5%。38.自动调节：在干熄焦锅炉系统运行过程中，由于外来干扰而使运行工况发生允许范围内的偏移时，自动调节能自动进行必要的操作来抵消干扰的影响，以使运行工况恢复正常。干熄焦锅炉系统采用自动调节项目主要有以下几种：给水自动调节系统：给水自动调节系统的任务是改变给水量，使之适应锅炉的蒸发量，将锅筒水位保持在一定的范围内。一般锅炉给水自动调节系统有以下三种方式：单冲量给水自动调节系统：以锅筒水位信号为唯一调节信号。双冲量给水自动调节系统：以锅筒水位信号为主调节信号、蒸汽流量为补充信号。三冲量给水自动调节系统：以锅筒水位信号为主调节信号，给水流量和蒸汽流量为补充

53、信号。可以较好的克服锅筒“虚假水位”现象，实现无差调节，改善调节品质。干熄焦锅炉一般采用三冲量给水自动调节系统，系统如下:b.过热蒸汽温度自动调节：是维持过热器出口蒸汽温度在允许范围之内，并保护过热器使其管壁温度不超过允许的工作温度。一般采用改变减温水量的方式来调节过热蒸汽温度。根据减温器的结构不同又有表面式减温器和喷水式减温器。表面式减温器过热蒸汽温度自动调节系统：其优点是减温水不与蒸汽接触，蒸汽品质不受冷却水质的影响。但它调温不如喷水式灵活，调温幅度亦小，而且减温器的安装位置对过热蒸汽温度的调节有明显的影响。面式减温器一般可以使温度下降4050，减温水量占给水量的40%60%，可以用减温水

54、调节阀来控制。喷水式减温器过热蒸汽温度自动调节系统：喷水减温是将水直接喷入过热蒸汽中以达到降温的目的。喷水减温器结构简单，调温能力大而惰性较小。干熄焦锅炉系统采用喷水式减温系统，系统见上图。c.除氧器压力自动调节系统：大气式除氧器因除氧器为定压运行，除氧器压力自动调节系统采用控制除氧器加热蒸汽空间压力的方法，保证除氧器工作压力稳定，以达到良好的除氧效果。d.水位自动调节系统：除氧器水箱的作用是为了保证锅炉有一定的给水储备量。除氧器水箱水位在运行中要求维持稳定，水位太低，会由于储水量不足而危及锅炉安全运行，并可能使给水泵入口汽化；水位过高，会防碍除氧器除氧。因此要求除氧器水箱液位不得过高或过低，

55、以保证除氧效果和运行安全。e.主蒸汽压力自动调节系统：根据二级过热器出口主蒸汽压力调节干熄焦锅炉蒸汽压力，保证干熄焦锅炉蒸汽压力稳定。f.外供主蒸汽压力自动调节系统：根据外供主蒸汽压力进行调节，保证外供主蒸汽压力不受干熄槽生产正常波动的影响。39.锅炉事故：指锅炉运行中，因受压部件、附件或附属设备发生故障或损坏，造成锅炉设备停止运行或减少供汽、供热的现象。对锅炉事故的详细划分和界定应以国家和行业的相关法规及规范、规定为准。常见干熄焦锅炉事故有：水位计爆裂、过热器管破裂；蒸发器、省煤器管、水冷壁管损坏；锅炉满水或缺水等等。40.锅炉故障主要是由于运行操作不当或长期使用和维护保养不良造成的。其与事

56、故的区别主要是可以在不停炉的情况下，经过维修处理后即可恢复正常生产。常见故障如：法兰泄漏、阀门不严、压力表失灵等。41.泵：是用来把原动机的机械能转变为液体的动能和压力能的一种设备，一般用来输送液体，可以从位置低的地方送到位置高的地方，或者从压力低的容器送至压力高的容器。其主要性能参数有流量、扬程、转速、轴功率及效率等。流量：表示泵在单位时间内输出液体的体积或重量。流量有体积流量和重量流量两种表示方法。常用符号Q和G表示，常用单位是m3h，ls或th，kgs 。扬程：又称压头，表示泵能提升液体的高度。用h表示，其单位是米水柱。转速：是指原轴每分钟旋转的次数。用n表示，单位是rmin。一般水泵的

57、功率指泵的轴功率，即原动机输送给泵轴上的功率。用N表示，常用单位是kW或W。有效功率：泵在单位时间内对流经泵的液体所作功的大小称为泵的有效功率。用Nyx表示。效率：泵的有效功率与轴功率之比叫泵的效率。用表示，单位是%，即： NyxN100%汽蚀余量（允许吸上高度）：表示泵的吸上扬程的最大值，即在保证离心泵不发生汽蚀的情况下，泵进口处允许的最低压力。泵的汽蚀现象：离心泵在工作时，由于叶轮转动产生离心力，使泵的进口处产生局部真空。即在进口处存在一最低压力区，如此时吸入压力低于当时温度下被吸液体的饱和蒸汽压力时，将有汽泡产生和破裂，这就是汽蚀现象。汽蚀现象的破坏作用：a.破坏材料：叶轮、导叶、泵体等

58、材料表面出现蜂窝状的侵蚀并形成空洞。b.影响泵的性能：泵的出力、扬程、效率降低，而且功率增加，甚至会使泵中断工作。c.泵发生振动：泵振动并发出强烈的噪声，使泵不能正常工作。41.水压试验：为了鉴别锅炉受压部件的严密性和耐压的强度，对锅炉要进行水压试验。水压试验应按有关规范的技术要求进行。所谓鉴别其严密性，主要是试验干熄焦锅炉的接缝、法兰接头及管子胀口是否严密，有无渗漏。耐压强度的合格标志，主要是在水压试验后，检查锅炉受压部件不得有永久变形。下列情况需要进行水压试验：a.新装锅炉，当汽、水压力系统及其附属装置安装完毕后，均应进行水压试验。b.锅炉停止运行较长时间后要恢复运行。c.受压部件经过重大

59、修理（如挖补、更换炉管、更换铆钉等）以后。干熄焦锅炉运行一段时间后或对设备状态有怀疑必须进行检查时，应进行水压试验。第三章、干熄焦锅炉系统作用、组成及主要工艺流程第一节、干熄焦锅炉系统作用干熄焦锅炉系统是干熄焦工艺系统中的一个重要组成部分，其作用是降低干熄焦系统循环冷却气体的温度并吸收其热量加以有效利用。第二节、干熄焦锅炉系统组成为配合140t/h干熄焦的生产，配套设置了干熄焦锅炉系统，包括干熄焦锅炉本体部分和除氧给水泵站部分，设备组成如下：设备名称安装台数工作台数备注干熄焦锅炉本体干熄焦锅炉11强制循环水泵21连续排污膨胀器11定期排污膨胀器11除氧给水泵站锅炉给水泵21除氧给水泵32大气式热力除氧器11磷酸盐加药装置