锅炉原理与设计

一、课程介绍

锅炉原理与设计是热能工程专业的一门专业必修课。它既有系统的理论又有较强的实践性和技术性。本课程系统地讲述了电站锅炉的主要结构、工作原理、设计方法，以及电站锅炉辅助系统如制粉系统的相关设备及工作原理。对于未来从事热力发电相关行业，锅炉制造，锅炉设计相关行业的工作人员具有相当大的帮助。

Introduction

“Principles and Design of Boiler” is of discipline courses for Thermal Energy and Power Engineering undergraduates. This course is characterized in systematic theory, and strong practice and tough technology. This Course will systematically describe the main structure, operating principle, design method of power plant boilers, and equipments and operating principles of ancillary systems of the power plant boilers, such as coal pulverizing system, etc.. This Course will provide great help for students who plan to work in thermal power generation industry and boiler manufacturing and design industry.

课程基本信息（中文版）

二、教学大纲

1、教学目的

锅炉原理与设计是一门应用技术学科，是能源与动力工程专业的一门必修主干专业课。

通过本课程的学习，学生不仅可以学习到有关锅炉的基本原理，而且也为以后从事锅炉设计与运行奠定一定的基础。

2、教学要求

（1）较好理解锅炉的主要结构及其作用。

（2）掌握锅炉的工作过程及其内在原理。

（3）掌握锅炉的热力计算方法及设计计算标准。

（4）掌握锅炉运行中的主要问题及减少问题的原理方法。

（5）掌握锅炉循环方式及内在机理。

（6）熟悉锅炉热平衡概念并具备简单的实验能力。

3、预备知识或先修课程要求

要求同学掌握传热学、工程热力学、燃烧学、和工程流体力学课程。

4、教学方式

理论教学已课堂教授为主。堂讲授中采用多媒体授课和板书授课相结合；实验部分以学生分组操作为主，教师仅起指导及监督作用。

5、实验环境和设备

实验环境：热能工程实验室传热学实验间

实验设备：燃油锅炉热平衡试验台。

6、课程教学内容及学时分配

绪论（2学时）

课程简介，锅炉机组主要组成及工作过程。

第一章 锅炉型式简介（2学时）

1.1  自然循环锅炉

1.2  强制循环锅炉简介

1.3 直流锅炉简介

1.4复合循环锅炉简介

教学重点：初步了解各种锅炉结构特点。

习题作业：1、循环方式不同的各种炉型锅炉的特点及差异性。

学习要求：了解结构，循环方式特点，适用范围。

第二章 锅炉的物质平衡及热平衡 （4学时）

2.1  燃烧空气需要量计算

2.2  燃烧产物生成量、产物成分计算。

2.3  燃烧温度及烟气焓值计算。

2.4  锅炉热平衡计算。

教学重点：掌握依据物质平衡原理计算空气需要量、产物生成量计算。依据热平衡原理计算锅炉热效率、燃料量计算。

习题作业：1、已知燃料成分及燃烧条件计算空气需要量、产物生成量。

         2、已知排烟温度，过量空气系数计算排烟热损失。

学习要求：掌握主要计算方法。掌握热平衡分析方法。

第三章 燃烧方法及燃烧设备（6学时）

3.1  层燃锅炉（链条锅炉）主要结构及燃烧特点。

3.2 流化床燃烧方法及设备

3.3  煤粉炉主要燃烧方法（主要是煤粉燃烧方法特点）

教学重点：燃烧设备结构特点及燃烧原理。

习题作业：1、根据链条锅炉结构及燃烧过程，分析链条炉排燃烧特点以及改善燃烧方法。2、直流煤粉燃烧器四角燃烧方法影响射流偏斜的主要因素。

学习要求：掌握燃烧设备结构及原理。了解各种燃烧方法特点及适应性。

第四章 各种受热面结构及作用（6学时）

4.1  水冷壁的主要结构及布置特点

4.2  过热器与再热器（结构、布置特点、汽温特性、汽温调节方法）

4.3  省煤器与空气预热器结构及特点

教学重点：各种受热面结构，各种受热面从设计到运行等原理知识的展开介绍。

习题作业：1、根据提供的过热器系统图，描述汽水总过程。

学习要求：掌握结构、掌握原理、掌握多个知识点。

第五章 锅炉的整体布置（4学时）

5.1  锅炉的热力系统

5.2  锅炉的外形布置

5.3  设计中基本参数的选择

教学重点：掌握锅炉整体布局的一般性知识。

习题作业：无

学习要求：当锅炉容量与参数变化时，锅炉热力系统布局的不同之处。

第六章 锅炉的传热性能计算（6学时）

6.1  锅炉传热计算方法与类别

6.2 辐射受热面的传热计算

6.3  对流受热面的传热计算

教学重点：锅炉热力计算过程。（标准）

习题作业：1、辐射受热面热力计算步骤。2对流受热面热力计算步骤

学习要求：掌握热力计算标准，掌握热力计算步骤。

第七章 锅炉运行中的主要问题（2学时）

7.1  结渣与积灰

7.2  受热面的外部腐蚀

7.3  受热面的磨损

教学重点：可能产生各种运行问题的主要原因，及影响因素。

习题作业：无

学习要求：掌握高温、低温腐蚀机理。掌握影响磨损最主要因素。

7、实验项目内容、学时分配、实验小组

8、考核要求、考核方式及成绩评定标准

笔试（闭卷），成绩按照平时成绩30%和试卷成绩70%分布，其中平时成绩按照出勤、作业和实验完成情况评定。