清华锅炉课件第一章.ppt

锅炉原理 授课教师：杨龙滨 联系电话 办公室：动力楼1121 学习本课程的基本要求 授课60学时＋实验4学时 认真听课，遵守课堂纪律；3次抽查点 名，2次无故旷课者按未修处理；有事务必提前请假 考核方法：百分制 笔试成绩为主，参考实验与平时上课情况 欢迎同学们对本门课程多提建议和意见，我会认真对待 教材及参考书 教材：胶印 《锅炉原理》（第二版）上、下册，陈学俊、陈听宽，机械工业出版社 参考书 《锅炉原理及计算》（第二版），冯俊凯、沈幼庭，科学出版社 《锅炉结构及设计》，赵明泉，哈尔滨工业大学出版社 《小型锅炉设计与改装》（第二版），哈尔滨工业大学热能工程教研室，科学出版社 第一章 概论 我们的生活和锅炉关系？ 电： 采暖： 纸、书： 桌子，木材干燥 空气：锅炉污染 饭 什么是能源？ 《科学技术百科全书》能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源。 《大英百科全书》 能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量。 《能源百科全书》能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源。 《日本大百科全书》在各种生产活动中，我们利用热能、机械能、光能、电能等来作功，可利用来作为这些能量源泉的自然界中的各种载体，称为能源。 能量资源可分为三类 来自太阳的能量。有直接来自太阳的辐射能，即通常所说的太阳能；有间接来自太阳的能源，如化石燃料、水能、风能、海洋能。 地球本身贮存的能量。如地球内部的地热能，地球上的可用铀、钍、氘、氚等裂变聚变的核能。 月亮、太阳、地球之间产生的能量。如潮汐能。 1.1 热能及其利用 1.1.1 能量的形式 物质存在的基本形式： 必然就要伴随着能量的消耗和转换 能量：就是产生某种效果或变化的一种能力 （例如：煤燃烧发生热，化学能→热能） 能量的六种形式： ① 机械能 包括动能、势能、弹性能 以功的形式来实现 能方便有效地转换为其它形式的能 ② 热能 与构成物质的原子和分子的运动（振动） 有关的一种能量 宏观表现是温度的高低 是一种基本的能量形式，所有其他能量形 式都能完全转换为热能 ③ 电能 和电子的流动和积累有关的一种能 可以静电场能或感应电场能的形式来贮存 传递形式是电流 能方便有效地转换为其它形式的能 ④ 辐射能 以电磁波形式发射的能量，故也称电磁能 仅以传递如光速变迁能量的形式存在 按波长分为γ射线、X射线、热辐射、微波和毫米波射线及无线电波 热辐射是一种由原子振动而产生的电磁能，包含紫外线、可见（光）射线和红外线 ⑤ 化学能 仅以贮存能的形式存在的能量 是物质或物系在化学反应过程中以热能形式释放的内能 ⑥ 核能（原子能） 仅以贮存能形式存在的能量形式 发生原子核反应时释放出蕴藏在原子核内部的核内能 原子核反应有：放射性衰变、核裂变和核聚变 1.1.2 热能的发生 最早被人类认识和利用的能量形式之一。 据统计，经过“热”这个环节而被利用的能量，在我国占90％以上，世界各国平均达85％以上。 热能是能源利用的最基本和最重要的能量形式。 热能发生的两种途径 直接产生（如太阳能、地热能和海洋热能） 通过转换产生 ① 化学能的转换 ② 电能的转换 ③ 辐射能的转换 ④ 核能的转换 ⑤ 机械能的转换 1.1.3 热能的利用 电力工业 钢铁工业 有色金属工业 化学工业 石油工业 建材工业 机械工业 轻纺工业 交通运输 农业及水产养殖业 生活需要 热能在转换成其它形式的能量利用中往往是以动力的方式输出 锅炉是现代工业的主要动力设备，也是环境污染的主要污染源 1.2 锅炉的定义、分类及发展史 1.2.1 定义 锅炉是一种生产蒸汽的换热设备 锅炉的中心任务：把燃料中的化学能最有效地转换为蒸汽的热能。因此，近代锅炉亦称蒸汽发生器。 从能源利用的角度看，锅炉是一种能源转换设备。 在锅炉中，一次能源（燃料）的化学贮藏能通过燃烧过程转化为燃烧产物（烟气和灰渣）所载有的热能，然后又通过传热过程将热量传递给中间载体（例如水和蒸汽），依靠它将热量输送到用热设备中去。 传输热量的中间载热体属于二次能源，因为它的用途就是向用能设备提供能量。 当中间载热体用于在热机中进行热－功转换时，就叫做“工质”。 如果中间载热体只是向热设备传输、提供热量以进行热利用，则通常被称为“热媒”。 锅炉定义 用燃料燃烧产生的热能或其他热能（太阳能、电能、余热等），将工质（水、空气、油）加热到一定参数的设备，包括燃烧过程、传热过程、锅内过程。 1.2.2 分类 ① 按用途分： 电站锅炉 工业锅炉 船舶锅炉 机车锅炉 低压锅炉（2.5MPa以下） 中压锅炉（3.9M