鍋爐微計算機控制，是近年來開發的一項新技術，它是微型計算機軟、硬體、自動控制、鍋爐節能等幾項技術緊密結合的產物，我國現有中、小型鍋爐30多萬台，每年耗煤量占我國原煤產量的1/3，目前大多數工業鍋爐仍處於能耗高、浪費大、環境污染等嚴重的生產狀態。提高熱效率，降低耗煤量，用微機進行控制是一件具有深遠意義的工作。
簡介
作為鍋爐控制裝置，其主要任務是保證鍋爐的安全、穩定、經濟運行，減輕操作人員的勞動強度。採用微計算機控制，能對鍋爐進行過程的自動檢測、自動控制等多項功能。
鍋爐微機控制系統，一般由以下幾部分組成，即由鍋爐本體、一次儀表、微機、手自動切換操作、執行機構及閥、滑差電機等部分組成，一次儀表將鍋爐的溫度、壓力、流量、氧量、轉速等量轉換成電壓、電流等送入微機，手自動切換操作部分，手動時由操作人員手動控制，用操作器控制滑差電機及閥等，自動時對微機發出控制信號經執行部分進行自動操作。微機對整個鍋爐的運行進行監測、報警、控制以保證鍋爐正常、可*地運行，除此以外為保證鍋爐運行的安全，在進行微機系統設計時，對鍋爐水位、鍋爐汽包壓力等重要參數應設定常規儀表及報警裝置，以保證水位和汽包壓力有雙重甚至三重報警裝置，這是必不可少的，以免鍋爐發生重大事故
改造背景
鍋爐是全廠重要的動力設備，其任務是供給合格穩定的蒸汽，以滿足負荷的需要。為此，鍋爐生產過程的各個主要參數都必須嚴格控制。鍋爐設備是一個複雜的控制對象，主要輸入變數是負荷、鍋爐給水、燃料量、減溫水、送風和引風量。主要輸出變數包括汽包水位、過熱蒸汽溫度及壓力、煙氣氧量和爐膛負壓等。因此鍋爐是一個多輸入、多輸出且相互關聯的複雜控制對象。
改造要求
1、拆除鍋爐主控制室的原有兩台低配置的工控機和附屬板卡，採用新的工控機及PLC和相關軟體，組成PLC＋IPC架構的監控系統，實現對兩台35噸鍋爐運行狀態、各項參數的監視和汽包水位的自動控制。
2、新系統和原有控制盤上儀表系統通過信號隔離分配器相互獨立，控制優先權別從高依次為：現場手動→主控制室控制盤儀表系統→微機系統自動。
3、本次改造在控制方面暫止要求實現汽包水位自動控制，但要求在PLC預留鍋爐自動燃燒控制的全套程式，以利於在條件成熟時實現自動燃燒控制。
4、系統模式為：PLC＋IPC即可程式控制器＋工業計算機的監控模式。這樣達到底層控制；上層監測的最佳監控方式。
系統配置
1、工業計算機軟體部分
◆微軟WINDOWS2000作業系統
◆崑崙通態MCGS5.5開發版
◆崑崙通態MCGS5.5運行版
◆西門子S7-300編程軟體SETUP7v5.2+sp1
2、工業計算機部分
採用國內最穩定的研華原裝工業電腦，配置如下：
◆P41.8GCPU；256MDDR記憶體；32M顯示卡；40G硬碟；1.44M軟碟機；52XCDROM；4個USB2.0接口；雙10/100M網卡；
◆17英寸三星CRT顯示器、聯想天工工業鍵盤、滑鼠套裝。
3、可程式控制器PLC
採用德國西門子的S7-300系列可程式控制器內置PID模組，32K存儲器，I/O能擴展到2048點
控制方案設計
※PLC控制設計※
■鍋爐汽包水位控制系統
汽包水位是影響鍋爐安全運行的重要參數，水位過高，會破壞汽水分離裝置的正常工作，嚴重時會導致蒸汽帶水增多，增加在管壁上的結垢和影響蒸汽質量。水位過低，則會破壞水循環，引起水冷壁管的破裂，嚴重時會造成乾鍋，損壞汽包。所以其值過高過低都可能造成重大事故。它的被調量是汽包水位，而調節量則是給水流量，通過對給水流量的調節,使汽包內部的物料達到動態平衡，變化在允許範圍之內，由於鍋爐汽包水位對蒸氣流量和給水流量變化的回響呈積極特性。但是在負荷(蒸氣流量)急劇增加時，表現卻為"逆回響特性"，即所謂的"虛假水位"，造成這一原因是由於負荷增加時，導致汽包壓力下降，使汽包內水的沸點溫度下降，水的沸騰突然加劇，形成大量汽泡，而使水位抬高。汽包水位控制系統，實質上是維持鍋爐進出水量平衡的系統。它是以水位作為水量平衡與否的控制指標，通過調整進水量的多少來達到進出平衡，將汽包水位維持在汽水分離界面最大的汽包中位線附近，以提高鍋爐的蒸發效率，保證生產安全。由於鍋爐水位系統是一個設有自平衡能力的被控對象，運行中存在虛假水位現象，實際套用中可根據情況採用水位單衝量、水位蒸汽量雙重量和水位、蒸汽量、給水量三衝量的控制系統。
控制目標值：（汽包水位均勻量為：±220，水位控制在中間值，偏差≤±10
1、在操作界面上利用滑鼠鍵盤實現對水泵啟停的控制。
2、在儀錶盤上使用原有的DDZ-III操作器對水泵進行手動/自動調節控制。
系統給水自動調節分為三種模式：
單水位控制模式：只通過檢測汽包水位來控制給水量
雙衝量水位控制模式：監測汽包水位、蒸汽流量，將蒸汽流量作為前饋信號，與汽包水位組成前饋—反饋控制方式。
三衝量水位控制模式：監測汽包水位、蒸汽流量、給水流量，將汽包水位作為主控編練個，給水流量作為輔助被控變數的串級控制系統與蒸汽流量作為前饋信號組成前饋—串級反饋控制方式，如下圖所示。
三衝量水位控制實現方式：
1）在異常情況下，如液位偏離正常值較大時，採用規則控制，可以快速恢復水位，保證鍋爐的安全穩定運行。
2）當水位控制和主蒸汽溫度控制發生矛盾時，可根據矛盾的主要方面進行兩者的協調控制。
3）它包含給水流量控制迴路和汽包水位控制迴路兩個控制迴路，實質上是蒸汽流量前饋與水位－流量串級系統組成的複合控制系統。當蒸汽流量變化時，鍋爐汽包水位控制系統中的給水流量控制迴路可迅速改變進水量以完成粗調，然後再由汽包水位調節器完成水位的細調。
■鍋爐燃燒過程控制系統
鍋爐燃燒過程有三個任務：給煤控制，給風控制，爐膛負壓控制。保持煤氣與空氣比例使空氣過剩係數在1.08左右、燃燒過程的經濟性、維持爐膛負壓，所以鍋爐燃燒過程的自動調節是一個複雜的問題。對於35t鍋爐來說燃燒放散高爐煤氣，要求是最大限度地利用放散的高爐煤氣，故可按鍋爐的最大出力運行，對蒸汽壓力不做嚴格要求；燃燒的經濟性也不做較高的要求。這樣鍋爐燃燒過程的自動調節簡化為爐膛負壓為主參數的定煤氣流量調節。
爐膛負壓Pf的大小受引風量、鼓風量與煤氣量（壓力）三者的影響。爐膛負壓太小，爐膛向外噴火和外泄漏高爐煤氣，危及設備與運行人員的安全。負壓太大，爐膛漏風量增加，排煙損失增加，引風機電耗增加。根據多年的人工手動調節摸索，35t鍋爐的Pf=100Pa來進行設計。調節方法是初始狀態先由人工調節空氣與煤氣比例，達到理想的燃燒狀態，在引風機全開時達到爐膛負壓100Pa，投入自動後，只調節煤氣蝶閥，使壓力波動下的高爐煤氣流量趨於初始狀態的煤氣流量，來保持燃燒中高爐煤氣與空氣比例達到最佳狀態。保因此，鍋爐燃燒過程自動控制系統按照控制任務的不同可分為三個子控制系統，即蒸汽壓力控制系統、煙氣氧量控制系統和爐膛負壓控制系統。如下圖所示
■過熱蒸汽溫度控制系統
過熱蒸汽的溫度是鍋爐生產過程的重要參數，一般由鍋爐和汽輪機生產的工藝確定。從安全生產和經濟技術指標上看，必須控制過熱蒸汽溫度在允許範圍之內。在35T鍋爐計算機控制系統中，過熱蒸汽溫度控制系統設計為如下圖所示。調節手段是改變減溫水流量。從結構上看，這是一個簡單的單迴路控制系統，但是實際系統存在以下問題：鍋爐的進水系統中實際有三台調節閥，即鍋爐總給水閥(V1)、減溫水閥(V2)和汽包給水支閥(V3)，如圖3所示。因為這3個閥都控制給水量，將會通過圖中進水交點處壓力P的變化而產生關聯作用。
■除氧器控制系統
除氧器控制系統包括除氧器壓力和液位兩個控制子系統。在35T鍋爐計算機控制系統中，除氧器壓力控制系統和除氧器液位控制系統都設計為單迴路PI控制方式。在滿足鍋爐生產的實際要求的前提下，單迴路PI控制方式具有結構簡單、容易整定和實現等優點。除氧器控制系統的控制方案示意圖如圖4所示。
對於除氧器壓力系統而言，當除氧器壓力發生變化時，壓力控制系統調節除氧器的進汽閥，改變除氧器的進汽量，從而將除氧器的壓力控制在目標值上；同樣，對於除氧器液位系統，當除氧器液位發生變化時，液位控制系統調節除氧器的進水閥，改變除氧器的進水量，從而將除氧器的液位控制在目標值上。
※軟體系統※
以上控制系統一般由PLC或其它硬體系統完成控制，而在上位計算機中要完成以下功能
■系統功能：
實時準確檢測鍋爐的運行參數：為全面掌握整個系統的運行工況，監控系統將實時監測並採集鍋爐有關的工藝參數、電氣參數、以及設備的運行狀態等。系統具有豐富的圖形庫，通過組態可將鍋爐的設備圖形連同相關的運行參數顯示在畫面上；除此之外，還能將參數以列表或分組等形式顯示出來。
綜合分析及時發出控制指令：監控系統根據監測到的鍋爐運行數據，按照設定好的控制策略，發出控制指令，調節鍋爐系統設備的運行，從而保證鍋爐高效、可*運行。
診斷故障與報警管理：主控中心可以顯示、管理、傳送鍋爐運行的各種報警信號，從而使鍋爐的安全防爆、安全運行等級大大的提高。同時，對報警的檔案管理可使業主對於鍋爐運行的各種問題、弱點等了如指掌。為保證鍋爐系統安全、可*地運行，監控系統將根據所監測的參數進行故障診斷，一旦發生故障，監控系統將及時在操作員螢幕上顯示報警點。報警相關的顯示功能使用戶定義的顯示畫面與每個點聯繫起來，這樣，當報警發生時，操作員可立即訪問該報警點的詳細信息和按照所推薦採取的應急措施進行處理。
歷史記錄運行參數：監控系統的實時資料庫將維護鍋爐運行參數的歷史記錄，另外監控系統還。設有專門的報警事件日誌，用以記錄報警／事件信息和操作員的變化等。歷史記錄的數據根據操作人員的要求，系統可以顯示為瞬時值，也可以為某一段時間內的平均值。歷史記錄的數據可有多種顯示方式，例如曲線、特定圖形、報表等顯示方式；此外歷史記錄的數據還可以由以網路為基礎的多種套用軟體所套用。
計算運行參數：鍋爐運行的某些運行參數不能夠直接測量，如年運行負荷量、蒸汽耗量、補水量、冷凝水返回量、設備的累積運行時間等。監控系統提供了豐富的標準處理算法，根據所測得的運行參數，將這些導出量計算出來。
■實施方式
MCGS組態軟體集控制技術、人機界面技術、圖形技術、資料庫、通訊技術於一體。其包括動態顯示、歷史趨勢記錄、報警、控制策略組件等。並提供一個友好的用戶界面，使用戶在不用編代碼的情況下，即可生成需要的套用軟體。
建立資料庫：監控組態的工作首先是建立實時資料庫，其前提是在完成連續控制圖、梯形邏輯圖的設計後，將相關的迴路點、信號點、暫存器點、報警點等點名存入實時資料庫。
界面組態：其中最重要的是流程圖畫面設計，用ACTIVE圖庫提供的繪圖工具和豐富的圖形等元素，來形成特定的人機界面。每台鍋爐設計有9個操作畫面`，具體是：鍋爐本體流程圖、調節系統畫面、參數顯示畫面、電氣操作畫面、報表顯示畫面、綜合趨勢圖畫面、迴路整定畫面、報警總貌畫面、設定參數畫面。
報警組態：按工藝要求定義各報警點，並設定報警點的高低限，越限時會在報警總貌畫面顯示並發出聲光信號。
報表組態：按工藝要求製作的班報表及月報表，即利用DDE方式將實時資料庫的資料輸出到EXCEL中生成報表數據，並進行相關的連結及設定列印時間，班報表自動列印，而月報表是人工操作列印。
歷史趨勢組態：用軟體定義、採集、顯示汽包水位、汽包壓力、蒸汽流量、爐膛負壓等重要參數的歷史趨勢數據，必要時可列印。
登錄及許可權組態：
操作員層：只能對設定好的畫面進行切換、操作和監視，無權更改參數及退出和最小化系統。
工程師層：客隊系統進行組態，參數設定、退出系統。
管理員層:最高許可權，可進行一切操作。
運行中可在監控站上對控制器參數進行設定、修改，但為保證系統安全，進入設定參數、歷史數據查詢、月報表製作等內容時，須輸入密碼後才能進入各畫面進行操作。
選單組態：所有換面的切換按鈕、列印功能按鈕、系統登錄退出按鈕、幫助按鈕、系統時鐘、操作員許可權顯示等功能按鈕。
鍋爐微計算機控制
鍋爐微計算機控制，是近年來開發的一項新技術，它是微型計算機軟、硬體、自動控制、鍋爐節能等幾項技術緊密結合的產物，我國現有中、小型鍋爐30多萬台，每年耗煤量占我國原煤產量的1/3，目前大多數工業鍋爐仍處於能耗高、浪費大、環境污染等嚴重的生產狀態。提高熱效率，降低耗煤量，用微機進行控制是一件具有深遠意義的工作。
作為鍋爐控制裝置，其主要任務是保證鍋爐的安全、穩定、經濟運行，減輕操作人員的勞動強度。採用微計算機控制，能對鍋爐進行過程的自動檢測、自動控制等多項功能。
鍋爐微機控制系統，一般由以下幾部分組成，即由鍋爐本體、一次儀表、微機、手自動切換操作、執行機構及閥、滑差電機等部分組成，一次儀表將鍋爐的溫度、壓力、流量、氧量、轉速等量轉換成電壓、電流等送入微機，手自動切換操作部分，手動時由操作人員手動控制，用操作器控制滑差電機及閥等，自動時對微機發出控制信號經執行部分進行自動操作。微機對整個鍋爐的運行進行監測、報警、控制以保證鍋爐正常、可*地運行，除此以外為保證鍋爐運行的安全，在進行微機系統設計時，對鍋爐水位、鍋爐汽包壓力等重要參數應設定常規儀表及報警裝置，以保證水位和汽包壓力有雙重甚至三重報警裝置，這是必不可少的，以免鍋爐發生重大事故。
微機控制系統由機箱、通道箱、CRT顯示器、印表機、鍵盤、報警裝置、低通濾波器及I/V轉換板等組成，能完成對給水、給煤、鼓風、引風等進行自動控制，使鍋爐的汽包水位、蒸汽壓力保持在規定的數值上，以保證鍋爐的安全運行，平穩操作，達到降低煤耗、提高供汽質量的目的，同時對運行參數如壓力、溫度等有流程動態模擬圖、光柱模擬圖等多幅畫面並配有數字說明，還可對汽包水位、壓力、爐溫等進行越限報警，發出聲光信號，還可定時列印出十幾種運行參數的數據。以形成生產日誌和班、日產耗統計報表，有定時列印、隨機列印等幾種方式。
鍋爐控制系統的硬體配置，目前有幾種，功能較好首推可程式序控制器PLC，適合於多台大型鍋爐控制，由於PLC具有輸入輸出光電隔離、停電保護、自診斷等功能，所以抗干擾能力強，能置於環境惡劣的工業現場中，故障率低，如北京麗都飯店使用的PLC控制系統，運行幾年來從未發生任何故障。PLC編程簡單，易於通信和聯網，多台PLC進行同位連結及計算機進行上位連結，實現一台計算機和若干台PLC構成分散式控制網路，但是，價格較高，如果是控制單台，資源不能充分利用，多台鍋爐控制能提高性能價格比，如果從長遠觀點看，其壽命長，故障率低，易於維修，值得選用。
第二種是16位STD匯流排工業控制機為主機構成的系統，由於其性能價格比較高，所以國內用的較多，微機內部一般採用匯流排式模組結構，組態靈活，維修方便，STD匯流排結構很適於工業環境，按測量參數的多少和控制迴路的數目選配相應的模板，在操作上，考慮到現場人員的技術水平，對開機操作，控制目標，控制參數的修改，手/自動切換等設定了最簡便的操作，國內有許多家搞這方面的研製，就其產品而言，使用較好的是大連DMC-500T系列產品，適用於10噸以上鍋爐使用，價格適中。
第三種是智慧型儀表控制，以單（雙）迴路可程式控制器為主，以PC機為上位機，彼此間採用RS-232相連，它可以接受多路模擬量及開關量輸入，實現複雜的運算、控制、通信及故障診斷功能，出於危險分散的考慮，它雖有若干路模擬量及開關量輸入，但只有一（二）路採用4～20mA直接信號輸出，即原則上只控制一（二）個執行器，它與模擬儀表一樣，可與常規儀表混合合作，它作為集散控制係數的一部分，是現代自動控制、計算機及通信技術最新發展產物。該儀表編程方式採用模組化，容易掌握。山東酒精總廠就是用該儀表構成鍋爐微機控制系統，運行良好。
鍋爐控制系統，一般有燃燒、水位等控制系統。燃燒控制實質上是能量平衡系統，它以蒸汽壓力作為能量平衡指標，量出而入不斷根據用汽量與壓力的變化成比例地調整燃料量與送風量，同時保證燃料的充分燃燒及熱量的充分利用，其中保持合適的“空燃比”是一個重要因素。“空燃比”是指燃燒中空氣量與燃燒量的比值係數。
汽包水位控制系統，實質上是維持鍋爐進出水量平衡的系統。它是以水位作為水量平衡與否的控制指標，通過調整進水量的多少來達到進出平衡，將汽包水位維持在汽水分離界面最大的汽包中位線附近，以提高鍋爐的蒸發效率，保證生產安全。由於鍋爐水位系統是一個設有自平衡能力的被控對象，運行中存在虛假水位現象，實際套用中可根據情況採用水位單衝量、水位蒸汽量雙重量和水位、蒸汽量、給水量三衝量的控制系統。
爐膛負壓控制系統是使進出爐膛的空氣量維持平衡的控制系統，一般以爐膛壓力作為空氣量平衡與否的控制指標，通過調整排向大氣的引風量達到空氣量進出平衡，為提高控制品質，一般以送風量或送風檔板開度作為前饋量構成前饋－反饋控制系統。
微機鍋爐控制技術具有良好實用前景，既可節能又可提高鍋爐的運行管理水平，減輕環境污染，目前國內只有幾百台鍋爐採用微機控制，占總數的很小一部分，所以推廣套用該技術就顯得十分繁重。同時，該技術也在不斷完善和提高，在進一步降低造價及鍋爐本體設備的改造緊密配合方面還有許多工作要做。
鍋爐基礎知識（初學者）
利用燃料或其他能源的熱能把水加熱成為熱水或蒸汽的機械設備。鍋的原義是指在火上加熱的盛水容器，爐是指燃燒燃料的場所，鍋爐包括鍋和爐兩大部分。鍋爐中產生的熱水或蒸汽可直接為工業生產和人民生活提供所需要的熱能，也可通過蒸汽動力裝置轉換為機械能，或再通過發電機將機械能轉換為電能。提供熱水的鍋爐稱為熱水鍋爐，主要用於生活，工業生產中也有少量套用。產生蒸汽的鍋爐稱為蒸汽鍋爐，簡稱為鍋爐，多用於火電站、船舶、機車和工礦企業。
蒸汽鍋爐有時又叫蒸汽發生器，是蒸汽動力裝置的重要組成部分。電站鍋爐、汽輪機和發電機是火力發電站的主機，因此電站鍋爐是生產電能的重要設備。工業鍋爐是在各種工業企業中提供生產和供暖所需的蒸汽的必不可少的設備。工業鍋爐數量甚多，需要消耗大量燃料。利用生產過程中高溫爐越做越大，為了增加受熱面積，在鍋殼中加裝火筒，在火筒前端燒火，煙氣從火筒後面出來，通過磚砌的煙道排向煙囪並對鍋殼的外部加熱，稱為火筒鍋爐。開始只裝一隻火筒，稱為單火筒鍋爐或康尼許鍋爐(圖1b)；後來加到兩個火筒，稱為雙火筒鍋爐或蘭開夏鍋爐（圖1c）。1830年左右，在掌握了優質鋼管的生產和脹管技術之後出現了火管鍋爐（圖1d）。一些火管裝在鍋殼中，構成鍋爐的主要受熱面，火（煙氣）在管內流過。在鍋殼的存水線以下裝上儘量多的火管，稱為臥式外燃回火管鍋爐。它的金屬耗量較低，但需要很大的砌體。圖1e為火筒火管鍋爐，煙氣流出火筒後再流過火管，稱為蘇格蘭船用鍋爐。其形狀和尺寸可與輪船機艙配合較好，鍋爐本身也較輕，所以一直在船舶上使用。圖1f的機車鍋爐在只有火管的鍋殼前方裝上一個包有水夾套的火箱，火箱下部裝爐排燒火，布置緊湊，蒸汽機車均用這種鍋爐。圖1g為小型立式火管鍋爐。火筒鍋爐和火管鍋爐合稱鍋殼鍋爐。火筒鍋爐已趨淘汰，而火筒鍋爐則仍在套用。
19世紀中葉，出現了水管鍋爐。鍋爐受熱面是鍋殼外的水管，取代了鍋殼本身和鍋殼內的火筒、火管。鍋爐的受熱面積和蒸汽壓力的增加不再受到鍋殼直徑的限制，有利於提高鍋爐蒸發量和蒸汽壓力。這種鍋爐中的圓筒形鍋殼遂改名為鍋筒，或稱為汽包。初期的水管鍋爐只用直水管，其發展見圖2
直水管鍋爐壓力和容量都受到限制。
20世紀初期，汽輪機開始發展，它要求配以容量和蒸汽參數較高的鍋爐。直水管鍋爐已不能滿足要求。隨著製造工藝和水處理技術的發展，出現了彎水管式鍋爐（圖3）。開始是採用多鍋筒式。隨著水冷壁、過熱器和省煤器的套用和鍋筒內部汽水分離元件的改進，鍋筒數目逐漸減少，既節約了金屬，又有利於提高鍋爐的壓力、溫度、容量和效率。到30年代，已廣泛套用2～4兆帕、385～400℃的具有水冷壁的彎水管式鍋爐配6～12兆瓦的火電機組。
第二次世界大戰以後，鍋爐工業發展很快。40年代開始採用10兆帕、510℃左右的配50兆瓦發電機組的鍋爐;50年代開始採用14兆帕左右、540～570℃的配100～200兆瓦發電機組的鍋爐；60年代開始採用配300～600兆瓦發電機組的亞臨界壓力(17～18.5兆帕)鍋爐；70年代最大的自然循環鍋爐單台容量已達850兆瓦。
以前的火筒鍋爐、火管鍋爐和水管鍋爐都屬於自然循環鍋爐(圖4),水汽在上升、下降管路中因受熱情況不同造成密度差而產生自然流動。在發展自然循環鍋爐的同時，從30年代開始套用直流鍋爐。40年代開始套用輔助循環鍋爐。輔助循環鍋爐又稱強制循環鍋爐圖5,它是在自然循環鍋爐的基礎上發展起來的。在下降管系統內加裝循環泵，以加強蒸發受熱面的水循環。直流鍋爐圖6中沒有鍋筒,給水由給水泵送入省煤器，經水冷壁和過熱器等蒸發受熱面變成過熱蒸汽送往汽輪機，各部分流動阻力全由給水泵來克服。第二次世界大戰以後，這兩種型式的鍋爐得到較快發展，因為當時發電機組要求高溫高壓和大容量。發展這兩種鍋爐的目的是：縮小或不用鍋筒，可以採用小直徑管子作受熱面，可以比較自由地布置受熱面。隨著自動控制和水處理技術的進步，它們漸趨成熟。70年代最大的單台輔助循環鍋爐是17兆帕壓力配1000兆瓦發電機組。在超臨界壓力時，直流鍋爐是唯一可以採用的一種鍋爐，70年代最大的單台容量是27兆帕壓力配1300兆瓦發電機組。後來又發展了由輔助循環鍋爐和直流鍋爐複合而成的複合循環鍋爐。
爐的發展在鍋爐的發展過程中，燃料種類對爐膛和燃燒設備有很大的影響。因此，不但要求發展各種爐型來適應不同燃料的燃燒特點，而且還要提高燃燒效率以節約能源。此外，爐膛和燃燒設備的技術改進還要求儘量減少鍋爐排煙中的污染物（硫氧化物和氮氧化物）。
早年的鍋殼鍋爐採用固定爐排，多燃用優質煤和木柴，加煤和除渣均用手工操作。直水管鍋爐出現後開始採用機械化爐排，其中鏈條爐排得到了廣泛的套用。爐排下送風從不分段的“統倉風”發展成分段送風。早期爐膛低矮，燃燒效率低。後來人們認識到爐膛容積和結構在燃燒中的作用，將爐膛造得較高，並採用爐和二次風，從而提高了燃燒效率。鏈條爐排能適應大多數煤種，但不能燒強粘結煙煤。下飼爐排也出現得很早，只適宜於燒優質煙煤。40年代出現了拋煤機。拋煤機可以配在固定火床上，也可以配在鏈條爐排上而成為拋煤機鏈條爐排。發電機組功率超過6兆瓦時,以上這些層燃爐的爐排尺寸太大，結構複雜，不易布置，所以20年代開始使用室燃爐，室燃爐燃燒煤粉和油。煤由磨煤機磨成煤粉後用燃燒器噴入爐膛燃燒，發電機組的容量遂不再受燃燒設備的限制。自第二次世界大戰初起，電站鍋爐幾乎全部採用室燃爐。
早年製造的煤粉爐採用了Ｕ形火焰。燃燒器噴出的煤粉氣流在爐膛中先下降，再轉彎上升。後來又出現了前牆布置的鏇流式燃燒器，火焰在爐膛中形成L形火炬。隨著鍋爐容量增大,鏇流式燃燒器的數目也開始增加,可以布置在兩側牆，也可以布置在前後牆。1930年左右出現了布置在爐膛四角且大多成切圓燃燒方式的直流燃燒器。60年代某些國家曾在多角形爐膛中套用直流燃燒器的切圓燃燒方式,用以燃燒褐煤。第二次世界大戰後,石油價廉，許多國家廣泛採用燃油鍋爐。燃油鍋爐的自動化程度容易提高。70年代石油提價後，許多國家又轉向利用煤炭資源。這時電站鍋爐的容量也越來越大，要求燃燒設備不僅能燃燒完全，著火穩定，運行可靠，低負荷性能好，還必須減少排煙中的污染物質。40～60年代，為了強化燃燒和減少飛灰，一度採用液態排渣煤粉爐和鏇風爐，但由於採用這種燃燒方式生成的氮氧化物太多，從70年代起已較少採用。
在燃煤（特別是燃褐煤）的電站鍋爐中採用分級燃燒或低溫燃燒技術，即延遲煤粉與空氣的混合或在空氣中摻煙氣以減慢燃燒,或把燃燒器分散開來抑制爐溫,不但可抑制氮氧化物生成，還能減少結渣。沸騰燃燒方式屬於一種低溫燃燒，除可燃用灰分十分高的固體燃料外，還可在沸騰床中摻入石灰石用以脫硫。
參數鍋爐參數是表示鍋爐性能的主要指標，包括鍋爐容量、蒸汽壓力、蒸汽溫度、給水溫度等。
鍋爐容量可用額定蒸發量或最大連續蒸發量來表示。額定蒸發量是在規定的出口壓力、溫度和效率下，單位時間內連續生產的蒸汽量。最大連續蒸發量是在規定的出口壓力、溫度下，單位時間內能最大連續生產的蒸汽量。蒸發量的單位習慣上以噸／時表示，電站鍋爐的容量也可用與之配套的汽輪發電機的電功率(兆瓦)來表示。
蒸汽參數蒸汽參數包括鍋爐的蒸汽壓力和溫度，通常是指過熱器、再熱器出口處的過熱蒸汽壓力和溫度，如沒有過熱器和再熱器，即指鍋爐出口處的飽和蒸汽壓力和溫度。鍋爐壓力單位用兆帕(MPa)表示,也有用工程大氣壓(at)表示的，1兆帕等於10.2工程大氣壓。
給水溫度指省煤器的進水溫度，無省煤器時即指鍋筒進水溫度。
分類鍋爐可按照不同的方法進行分類。鍋爐按用途可分為工業鍋爐、電站鍋爐、船用鍋爐和機車鍋爐等；按鍋爐出口壓力可分為低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界壓力、超臨界壓力等鍋爐(見表[鍋爐的壓力範圍])。
中國電站鍋爐的現行系列為:中壓3.9兆帕；高壓10兆帕；超高壓14兆帕；亞臨界壓力17兆帕。中國工業鍋爐的現行系列為：0.5兆帕、0.8兆帕、1.3兆帕、2.5兆帕。
鍋爐按水和煙氣的流動路徑可分為火筒鍋爐、火管鍋爐和水管鍋爐，其中火筒鍋爐和火管鍋爐又合稱為鍋殼鍋爐；按循環方式可分為自然循環鍋爐、輔助循環鍋爐（即強制循環鍋爐）、直流鍋爐和複合循環鍋爐。複合循環鍋爐是由輔助循環鍋爐和直流鍋爐複合而成，其中包括低循環倍率鍋爐（見電站鍋爐）。按燃燒方式鍋爐分為室燃爐、層燃爐和沸騰爐等。
工作過程圖4[自然循環鍋爐簡圖]和圖7[燃燒系統示意圖]為120噸／時自然循環燃煤電站鍋爐的簡圖和燃燒系統示意圖。首先由磨煤機將煤磨製成粉。煤粉由空氣攜帶通過裝在爐牆上的燃燒器送入爐膛中燃燒。在火焰中心處的氣體溫度達到1500～1600℃。鍋爐的蒸發受熱面裝在爐膛的內壁上，組成水冷壁，吸收爐膛中高溫火焰和煙氣的輻射熱量，使爐膛出口處煙氣溫度降低到1000～1150℃。後牆水冷壁的上部分（在水平煙道進口）組成排列較稀的數列凝渣管，以防止結渣。為防止鍋爐受熱面上積灰或結渣，還使用吹灰器。
過熱器位於水平煙道中，它的作用是把從鍋筒出來的飽和蒸汽加熱成具有一定溫度的過熱蒸汽，目的是提高電站的經濟性。煙氣通過過熱器後溫度降低到500～600℃,然後進入尾部煙道。尾部煙道中受熱面之一為省煤器。它由很多平行的蛇形管所組成，其作用是使給水在進入鍋筒之前預先加熱，並降低排煙溫度。另一尾部受熱面是空氣預熱器。它的作用是使空氣在進入爐膛以前加熱到一定溫度，以改善燃燒和進一步降低排煙溫度，提高鍋爐效率。
在水汽系統方面，給水在加熱器中加熱到一定溫度，經給水管道進入省煤器，進一步加熱以後送入鍋筒，與鍋水混合後沿下降管下行至水冷壁進口集箱。水在水冷壁管內吸收爐膛輻射熱形成汽水混合物經上升管到達鍋筒中，由汽水分離裝置使水、汽分離。分離出來的飽和蒸汽由鍋筒上部流往過熱器,繼續吸熱成為450℃的過熱蒸汽，然後送往汽輪機。
在燃燒和煙風系統方面，送風機將空氣送入空氣預熱器加熱到一定溫度。在磨煤機中被磨成一定細度的煤粉，由來自空氣預熱器的一部分熱空氣攜帶經燃燒器噴入爐膛。燃燒器噴出的煤粉與空氣混合物在爐膛中與其餘的熱空氣混合燃燒，放出大量熱量。燃燒後的熱煙氣順序流經爐膛、凝渣管束、過熱器、省煤器和空氣預熱器後，再經過除塵裝置，除去其中的飛灰，最後由引風機送往煙囪排向大氣。
基本結構鍋爐整體的結構包括鍋爐本體和輔助設備兩大部分。
鍋爐本體鍋爐中的爐膛、鍋筒、燃燒器、水冷壁、過熱器、省煤器、空氣預熱器、構架和爐牆等主要部件構成生產蒸汽的核心部分，稱為鍋爐本體。鍋爐本體中兩個最主要的部件是爐膛和鍋筒。
①爐膛：又稱燃燒室，是供燃料燃燒的空間。將固體燃料放在爐排上進行火床燃燒的爐膛稱為層燃爐，又稱火床爐；將液體、氣體或磨成粉狀的固體燃料噴入火室燃燒的爐膛稱為室燃爐，又稱火室爐；空氣將煤粒托起使其呈沸騰狀態燃燒、適於燃燒劣質燃料的爐膛稱為沸騰爐，又稱流化床爐；利用空氣流使煤粒高速鏇轉並強烈火燒的圓筒形爐膛稱為鏇風爐。
爐膛的橫截面一般為正方形或矩形。燃料在爐膛內燃燒形成火焰和高溫煙氣，所以爐膛四周的爐牆由耐高溫材料和保溫材料構成。在爐牆的內表面上常敷設水冷壁管，它既保護爐牆不致燒壞，又吸收火焰和高溫煙氣的大量輻射熱。
爐膛的結構、形狀、容積和高度都要保證燃料充分燃燒，並使爐膛出口的煙氣溫度降低到熔渣開始凝結的溫度以下。
當爐內的溫度超過灰熔點時，灰便呈熔融狀態。熔融的灰渣顆粒在觸及爐內水冷壁管或其他構件時會粘在上面。粘結的灰粒逐漸增多,遂形成渣塊,稱為結渣。結渣會降低鍋爐受熱面的傳熱效果。嚴重時會堵塞煙氣流動的通道，影響鍋爐的安全和經濟運行。
一般用爐膛容積熱負荷和爐膛截面熱負荷或爐排熱負荷表示其燃燒強烈程度。爐膛容積熱負荷是單位爐膛容積中每單位時間內釋放的熱量。在鍋爐技術中常用爐膛容積熱負荷來衡量爐膛大小是否恰當。容積熱負荷過大，則表示爐膛容積過小，燃料在爐內的停留時間過短，不能保證燃料完全燃燒，使燃燒效率下降；同時這還表示爐牆面積過小，難以敷設足夠的水冷壁管，結果爐內和爐膛出口處煙氣溫度過高，受熱面容易發生結渣。室燃爐的爐膛截面熱負荷是單位時間內單位爐膛橫截面上燃料燃燒所釋放的熱量。在爐膛容積確定以後，爐膛截面熱負荷過大會使局部區域的壁面溫度過高而引起結渣。層燃爐的爐排熱負荷是單位時間內燃料燃燒所釋放的熱量與爐排面積的比值。爐排熱負荷過高會使飛灰大大增加。
爐膛設計需要充分考慮使用燃料的特性。每台鍋爐應儘量燃用原設計的燃料。燃用特性差別較大的燃料時，鍋爐運行的經濟性和可靠性都可能降低。
②鍋筒：它是自然循環和多次強制循環鍋爐中接受省煤器來的給水、聯接循環迴路，並向過熱器輸送飽和蒸汽的圓筒形容器。鍋筒筒體由優質厚鋼板製成，是鍋爐中最重的部件之一。
鍋筒的主要功能是儲水，進行汽水分離，在運行中排除鍋水中的鹽水和泥渣，以避免含有高濃度鹽分和雜質的鍋水隨蒸汽進入過熱器和汽輪機中。這些鹽分和雜質如在過熱器管和汽輪機通道上發生結垢、積鹽和腐蝕，會影響設備的經濟安全運行。鍋爐出口的蒸汽一般都有一定的質量標準。鍋筒內部裝置包括汽水分離和蒸汽清洗裝置、給水分配管、排污和加藥設備等。其中汽水分離裝置的作用是將從水冷壁來的飽和蒸汽與水分離開來，並儘量減少蒸汽中攜帶的細小水滴。中、低壓鍋爐常用擋板和縫隙擋板作為粗分離元件。中壓以上的鍋爐除廣泛採用多種型式的鏇風分離器進行粗分離外，還用百頁窗、鋼絲網或均汽板等進行進一步分離。隨著水處理技術的提高，蒸汽分離裝置趨向於簡化和定型化。排污裝置（包括連續排污和定期排污）能在鍋爐運行中排出一部分含有較高鹽分和泥渣的鍋水。鍋筒上還裝有水位表、安全閥等監測和保護設施。
輔助設備除鍋爐本體外，在電站鍋爐中還有許多配套的輔助設備：①煤粉製備系統，包括磨煤機、排粉機、粗粉分離器和煤粉管道等；②送、引風系統，包括送風機、引風機和煙風道等；③給水系統，包括給水泵、閥門和管道等；④水處理系統（見鍋爐水處理）；⑤灰渣清除系統，包括出渣機、除塵器等；⑥自動控制和監測系統（見鍋爐自動控制、鍋爐汽溫調節）。
熱平衡計算鍋爐熱效率（簡稱鍋爐效率）的方法。鍋爐熱效率是指送入鍋爐的燃料熱量中得到有效利用的百分數。近代電站鍋爐的效率可達90％以上；工業鍋爐的效率可達75％以上。
送入鍋爐的燃料熱量，除了有效利用的部分外，都以各種形式損失掉了，計有：排煙帶走的熱損失；排煙中未燃盡的一氧化碳、氫和甲烷等造成的氣體不完全燃燒熱損失；飛灰、爐渣和爐排漏煤等所含未燃盡碳造成的固體不完全燃燒熱損失和散熱損失等。
為了考核性能和改進設計，鍋爐常要經過熱平衡試驗。直接從有效利用能量來計算鍋爐熱效率的方法叫正平衡，從各種熱損失來反算效率的方法叫反平衡。考慮鍋爐房的實際效益時，不僅要看鍋爐熱效率，還要計及鍋爐輔機所消耗的能量。
單位質量或單位容積的燃料完全燃燒時按化學反應方程式計算出的空氣需求量稱為理論空氣量。為了使燃料在爐膛內有更多的機會與氧氣接觸而燃燒，實際送入爐內的空氣量總要大於理論空氣量。實際送入爐內的空氣量與理論空氣量之比值稱為過量空氣係數。實際的爐膛出口過量空氣係數主要取決於燃料性質和燃燒方式，一般在1.05～1.5的範圍內。雖然多送入空氣可以減少不完全燃燒熱損失，但排煙熱損失會增大，還會加劇硫氧化物腐蝕和氮氧化物生成。因此應設法改進燃燒技術，爭取以儘量小的過量空氣係數使爐膛內燃燒完全。如燃油鍋爐的過量空氣係數已有可能小於1.03。這種採用低過量空氣係數的燃燒技術稱為低氧燃燒。
循環方式鍋爐循環方式是指鍋爐蒸發系統內水汽的流動方式，可分為自然循環、輔助循環、直流和複合循環。
煙氣淨化和灰渣處理鍋爐煙氣中所含粉塵(包括飛灰和炭黑)、硫和氮的氧化物都是污染大氣的物質,未經淨化時其排放指標可能達到環境保護規定指標的幾倍到數十倍。控制這些物質排放的措施有燃燒前處理、改進燃燒技術、除塵、脫硫和脫硝等。藉助高煙囪只能降低煙囪附近地區大氣中污染物的濃度。
煙氣除塵所使用的作用力有重力、離心力、慣性力、附著力以及聲波、靜電等。對粗顆粒一般採用重力沉降和慣性力的分離，在較高容量下常採用離心力分離除塵。靜電除塵器和布袋過濾器具有較高的除塵效率。濕式和文氏-水膜除塵器中水滴水膜能粘附飛灰,除塵效率很高，還能吸收氣態污染物。
煙氣脫硫有吸收法和催化氧化法。乾法吸收用鹼性氧化鋁、半焦炭、活性炭等；濕法吸收用氨、碳酸鈉、石灰漿等。用五氧化二釩等觸媒在一定溫度下可使大部分二氧化硫氧化為三氧化硫，從而有助於吸收脫硫。由於煙氣脫硫設備及運行費用昂貴，大部分企業傾向使用低硫燃料以降低硫氧化物的排放量。
煙氣中氮氧化物主要是一氧化氮。煙氣脫硝有催化分解法、選擇性催化還原法，也有採用高溫活性炭吸收脫硝的。
燃煤鍋爐在運行中必然要排出大量爐渣和由除塵器收集的飛灰，一般用水力或機械的方法清除送至堆渣場。
20世紀50年代以來,人們努力發展灰渣綜合利用,化害為利。如用灰渣製造水泥、磚和混凝土骨料等建築材料。70年代起又從粉煤灰中提取空心微珠，作為耐火保溫等材料。
發展趨勢鍋爐發展的趨勢主要是：①進一步提高鍋爐和電站熱效率；②降低鍋爐和電站的單位功率的設備造價;③提高鍋爐機組的運行靈活性和自動化水平;④發展更多鍋爐品種以適應不同的燃料；⑤提高鍋爐機組及其輔助設備的運行可*性;⑥減少對環境的污染。(見彩圖[煤粉鍋爐內部結構圖]、[大型輔助循環鍋、[臥式快裝鏈條鍋爐]、[半露天電站鍋爐]、[鍋爐汽包]、[大型鍋爐膜式水冷壁]、[轉式空氣預熱器])
幾點鍋爐知識
鍋爐汽溫的調節方法。
過熱汽溫的調節，一般多採用噴水減溫器來進行調節；再熱汽溫的調節一般使用煙氣側調節方式，只有在再熱器嚴重超溫時才採用事故噴水。位
“虛假水位”就是暫時不真實的水位。當汽包壓力突然降低時，由於爐水飽和溫度下降到相對應壓力下的飽和溫度而放出大量熱量來自行蒸發，於是爐水內氣泡增加，體積膨脹，使水位上升，形成虛假水位。
當汽包壓力突然升高，則對應的飽和溫度提高，一部分熱量被用於爐水加熱，使蒸發量減少，爐水中氣泡減少，體積收縮，促使水位下降，同樣形成虛假水位。
什麼情況下壓力突變？（突然升高或突然降低）
1、負荷突變;
2、滅火;
3、安全門動作;
4、燃燒不穩等
燃燒不穩以及滅火當然是鍋爐自己的事情了，屬於內擾.如果是汽輪機突然增加負荷，或突然甩負荷，當然是外擾引起了壓力波動，出現虛假水位就是外擾造成的了.
煙氣側影響過熱汽溫的因素？（分析）
⑴燃料量及爐膛出口處煙溫的影響：燃料量增加，爐膛出口煙溫和煙氣量都增加，從而過熱器的傳熱溫差Δt和傳熱係數K也都增大，傳熱量Q增加，過熱汽溫上升。
⑵燃煤水份變化的影響：當燃煤水份增加時，煤的發熱量減少，為了保證蒸發量不變，必須增加燃料量，導致過熱汽溫上升。
⑶風量變化的影響：送風量或漏風量增加時，爐內過剩空氣係數增大，爐膛溫度下降，爐內輻射傳熱減弱，爐膛出口煙溫上升；另一方面，空氣量增加，煙氣量增加，傳熱係數增大，過熱汽溫上升。
燃燒器投停方式和負荷分配原則
為了保持良好的為焰中心位置，避免火焰偏斜，一般投入運行的各燃燒器的負荷應儘量分配均勻、對稱。投停燃燒器時的原則：⑴只有在為了穩定燃燒以適應負荷需要和保證鍋爐參數的情況下才停用燃燒器；⑵停上投下；⑶分層停用，對角停用，定時切換；⑷先投後停，穩定燃燒。
為什麼說制粉系統在啟、停過程中要注意防爆？實際過程中採取哪些措施防爆？
制粉系統在啟、停過程中，煤粉濃度變化較大，煤粉濃度接近或達到危險濃度的機會較多，爆炸的可能性較大。在啟、停過程中，應嚴格控制磨煤機出口溫度不超過規定值；停用制粉系統時，應將系統內部積粉抽盡，避免煤粉沉積；設計和安裝過程中，避免系統內部形成死角，造成積粉、積煤；安裝防爆門，以免爆炸發生後損壞設備。
冷態啟動如何保護設備
1.對水冷壁的保護：在點火初期，水冷壁受熱偏差大，水循環不均勻，由於各水冷壁管存在溫差，故會產生一定的熱應力，嚴重時會造成水冷壁損壞。保護措施有：（1）加強水冷壁下聯箱放水，促進水循環的建立；（2）維持燃燒的穩定和均勻；（3）點火前投入底部加熱裝置。
2.對汽包的保護：點火前進水和點火升壓時汽包壁溫差大。保護措施有：加強水冷壁下聯箱放水，促進水循環的建立；（2）維持燃燒的穩定和均勻；（3）點火前投入底部加熱裝置。（3）按規程規定控制進水速度和水溫；（4）嚴格控制升溫升壓速度。
3.對過熱器的保護：初期控制過熱器進口煙溫，在升壓過程中控制出口汽溫不超限。
4.對再熱器的保護：再熱器主要通過旁路流量來冷卻，但採用一級大旁路系統必須控制再熱器進口煙溫，否則再熱器可能超溫。
5.省煤器的保護：省煤器再循環。
鍋爐冷態啟動時應注意什麼問題？
1.正確點火：充分通風后先投點火裝置，然後投油槍；
2.對角投用火嘴，及時切換，力求火焰均勻；
3.調整引送風量，爐膛負壓不宜過大；
4.監視排煙溫度，防止二次燃燒；
5.儘量提高一次溫，根據不同燃料合理送入二次風，調整兩側煙溫差；
6.操作中做到制粉系統開停穩定；給煤機下煤量穩定；給粉機轉速穩定；風煤配合穩定；氧量穩定；汽壓汽溫上升穩定；升負荷穩定。
7.嚴格控制升溫、升壓速度，控制汽包壁溫差≯40℃
8.儘量增加蒸汽流通量，監視各管壁溫度不超限
直流鍋爐啟動有什麼特點？
1.需要專門的啟動旁路系統；
2.啟動前鍋爐要建立啟動壓力和啟動流量；
3.直流鍋爐的啟動必須進行系統水清洗：（1）冷態清洗；（2）熱態清洗。清洗的目的是洗去系統內的雜質，提高汽水品質；
汽包鍋爐啟動過程中哪些部件需要保護？怎樣保護？
汽包鍋爐在啟動過程中就對汽包、水冷壁、省煤器、過熱器、再熱器等設備進行保護。對汽包的保護：⑴嚴格控制上水溫度、上水速度；⑵嚴格控制汽包上、下壁溫差和內、外壁溫差不超過規定值；⑷嚴格控制升溫、升壓速度。水冷壁的保護：⑴正確選擇和適當輪換點火油噴嘴或燃燒器，使水冷壁受熱均勻；⑵保證水冷壁各部膨脹均勻，對膨脹較小的水冷壁下聯箱進行適當放水；⑶在點火初期，將鄰爐蒸汽引入下聯箱進行加熱，加快水循環的建立。過（再）熱器的保護：⑴點火時燃料量的增長速度不能太快；⑵保持火焰中心不偏斜，充滿度好；⑶開啟疏水門，及時疏水；⑷降低火焰中心，控制爐膛出口煙
鍋爐的主要參數,包括鍋爐產生熱能的數量和質量兩個方面的指標。如蒸汽鍋爐的主要參數是生產蒸汽的數量和蒸汽的壓力、溫度,熱水鍋爐的主要參數是熱水的流量和熱水的壓力、溫度。
一、鍋爐出力蒸汽鍋爐的出力是指每小時所產生的蒸汽數量,也稱為鍋爐的蒸發量,用以表示其產汽的能力。蒸發量又稱為容量,用符號D來表示,常用的單位是“t/h“。
新鍋爐出廠時,銘牌上所標示的蒸發量,指的是這台鍋爐的額定蒸發量。所謂額定蒸發量,是指鍋爐燃用設計的燃料品種,並在設計參數下運行,即在規定的壓力、溫度和一定的熱效率下,長期連續運行時每小時所產生的蒸汽量。
熱水鍋爐的出力是指鍋爐在確保全全的前提下長期連續運行,每小時輸出熱水的有效供熱量,稱為鍋爐的額定供熱量。熱水鍋爐的額定供熱量用熱功率表示,其單位為“MW“。
二、鍋爐壓力
壓力是指垂直作用在單位面積上的力,通常叫壓力(實際上是壓強)。用符號p表示,單位是“MPa“。
鍋爐的壓力是根據所用金屬材料在一定溫度條件下的強度,受壓元件的幾何形狀以及受壓特點等條件,按照國家頒布的有關強度計算標準,對各個受壓元件分別進行壁厚計算,然後從中選出一個所能承受的壓力最低值,作為這台鍋爐的最高允許使用壓力。
蒸汽鍋爐內為什麼會有壓力呢?這是因為鍋爐內的水吸收熱量後,由液體狀態變成氣體狀態,體積膨脹。由於鍋筒是密閉容器,蒸汽不能自由膨脹,而被迫壓縮在鍋筒內,因此對筒壁就產生壓力。
熱水鍋爐壓力主要由熱水本身的壓力造成的。熱水鍋爐的水是由給水泵送入鍋爐的,給水泵的出口壓力減去管道阻力就是鍋爐的給水壓力。
大氣壓力是指空氣作用在地球表面上的質量力。由於1m3空氣在0。C時的質量為1.29kg,所以地球上部的大氣層對地球表面有一定的壓力,這個壓力叫大氣壓力。0。C時在北緯22.5。的海平面上(即海拔零米處)大氣壓力是0.1013MPa,工程上常用工程大氣壓,它是每kg質量的物質作用在1cd面積上的力,數值是0.0981MPd工程上常把二者簡化為同一數值,約為0.1MPa)。
另外,隨著使用的場合不同,度量壓力的單位還有水銀柱高度(mmHU、水柱高度(mH20)等,其換算關係如下:
0.0981MPa=0.9678物理大氣壓=735.6mmHg
=1OmH20=1kgf/cm2
表壓力是指以大氣壓力作為測量起點,即壓力表指示的壓力。表壓力不是實際壓力,因為當壓力表指針為零時,實際上已受到周圍一個大氣壓力的作用力,所以壓力表指的數值,是指超過大氣壓力的部分。
絕對壓力是指以壓力為零作為測量起點的,即實際壓力。
其數值就是表壓力加0.1013MPa(大氣壓力)。
表壓力與絕對壓力的關係:
p絕=p表+(0.1013MPa)
p表=p絕-(0.1013MPa)
負壓是指低於大氣壓力(俗稱真空)。通常負壓燃燒的鍋爐正常燃燒時,打開爐門會感覺到周圍空氣吸向爐膛,這是爐膛內負壓的緣故。一般爐膛出口保持負壓2~3mm水柱。
三、溫度
溫度是指物體冷熱的程度(通常用符號t表示)。測量溫
度常用的單位是攝氏度,用。C表示。在鍋爐設計計算中,常用絕對溫度單位,用K表示。絕對溫度的零度為零下273攝氏度(。C)。如果以T表示絕對溫度的值,以t表示攝氏溫度的值,其轉換公式為:T=t+273K
溫度通常用攝氏溫度(用符號。C表示)和華氏溫度(用符號下表示)。目前我國常用的是攝氏溫度。
(1)攝氏溫度:以水在一個大氣壓下開始沸騰時的溫度(即沸點)為100。c,水開始結冰時的溫度(即冰點)為0。c,中間分成100格,每格為1攝氏度。
(2)華氏溫度:以水的沸點為212。F,冰點為32。F,中間分成180格,每格為1華氏度。
兩種溫度的換算關係如下:toC=(5/9)(oF-32)
蒸汽鍋爐的額定蒸汽溫度是指鍋爐輸出蒸汽的最高工作溫度。一般鍋爐銘牌上載明的蒸汽溫度是以攝氏溫度表示的。對於小型鍋爐,使用的蒸汽絕大多數是從鍋筒上部的主汽閥直接引出的,其蒸汽溫度是指該鍋爐工作壓力下的飽和蒸汽溫度。對於有過熱器的鍋爐,其蒸汽溫度是指過熱器後主汽閥出口處的過熱蒸汽溫度。熱水鍋爐的額定熱水溫度是指鍋爐輸出、熱水的最高工作溫度。鍋爐銘牌上載明的熱水溫度也是以攝氏溫度表示的。
