锅炉的工作原理(热力设备的工作原理)

热水锅炉的用途和工作原理

热水锅炉是国民经济中重要的热能供应设备。电力、机械、冶金、化工、纺织、造纸、食品等行业，以及工业和民用供热，都需要锅炉提供大量的热能。

锅炉是利用燃料燃烧释放出的热能或其他能量将工质 ( 中间载热体 ) 加热到一定参数的设备。应用于加热水使之转变为蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉,也称为蒸汽发生器 ; 应用于加热水使之提高温度转变为热水的锅炉 , 称为热水锅炉；而应用于加热有机热载体的锅炉称为有机热载体锅炉。

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热体 ( 例如水和蒸汽 ), 依靠它将热量输送到用热设备中去。

这个传递热量的中间热载体属于二次能源，因为它的目的是给用能设备提供能量。中间热载体在热机中用于热-功转换时，称为“工质”。如果中间热载体只是将热量传递并提供给热力设备进行热量利用，通常称为“热媒”。

锅炉按用途可分为四类：电站锅炉、工业热水锅炉、船舶锅炉、机车锅炉。前两种也叫固定锅炉，因为安装在固定基础上，不能移动。后两种类型称为移动锅炉。这本书介绍了固定式工业锅炉。

锅炉主要有三个过程。

(1)燃料在炉内燃烧,其化学贮藏能以热能的形式释放出来,使火焰和燃烧产物 ( 烟气和灰渣 ) 具有高温。

(2)高温火焰和烟气通过 “受热面“ 向工质 ( 热媒 ) 传递热量。

(3)工质(热媒) 被加热 ,其温度升高或者汽化为饱和蒸汽 ,或再进一步被加热成为过热蒸汽。

以上三个过程相互关联，同时进行，实现能量转换和传递。随着能量的转换和转移，物质流动和变化。

(1)工质 ,例如给水 ( 或回水〉进入锅炉 ,最后以蒸汽( 或热水 ) 的形式供出。

(2)燃料 ,例如煤进入炉内燃烧 ,其可燃部分燃烧后连同原含水分转化为烟气 ,其原含灰分则残存为灰渣。

(3)空气送入炉内,其中氧气参加燃烧反应 ,过剩的空气和反应剩余的惰性气体混在烟气中排出。

水一汽系统、煤灰系统、风烟系统是锅炉的三个主要系统，这三个系统的工作是同时进行的。

通常将燃料和烟气这一侧所进行的过程 ( 包括燃烧、放热、排渣、气体流动等 ) 总称为 “ 炉内过程 “; 把水、汽这 -1 侧所进行的过程 ( 水和蒸汽流动、吸热、汽化、汽水分离、热化学过程等 ) 总称为 “ 锅内过程 “ 。