燃烧理论与设备(锅炉原理)的任务是使学生掌握燃烧设备中能量转换过程涉及的基本理论和原理。本课程围绕燃料与燃烧、燃烧设备受热面、热力计算、燃烧设备内部过程与外部过程和燃烧设备运行等主题展开,着重于基本原理、基本理论和主要设备及系统的工作原理的讲述,强调理论与实践的紧密结合。通过本课程知识的系统学习,结合课程设计,提高学生主动获取知识的能力和对本课程涉及的工程问题的分析判断能力,提高科学研究和科技创新综合素质,为学生从事能源与动力工程领域的科研、设计、生产、管理等提供重要的理论知识与技术能力。
本课程根据典型动力燃烧设备(动力锅炉)的特点,共计19章,分为6个部分:1)燃料与燃烧理论基础,2)燃烧设备受热面,3)燃烧设备热力计算,4)燃烧设备内部过程,5)燃烧设备外部过程,6)燃烧设备运行。第一部分是基础;第三部分是核心,也是本课程的重点和难点;其他部分是本课程不可缺少的有机组成。
通过本课程的学习,熟练掌握典型动力燃料的燃烧过程与燃烧组织,理解主要受热面的作用、性能及汽温特性,了解燃烧设备内外部过程及运行特点,熟练进行燃烧设备热力计算,对燃烧设备整体的性能特点具有比较全面的理解和掌握,具备分析解决能源利用系统复杂工程问题所需要的专业知识和技能。
绪论(火力发电厂和燃烧设备的工作原理)
0-1火力发电厂生产过程及热力系统
0-2燃烧设备的工作原理及构成
0-3电厂燃烧设备的主要特征指标
0-4燃烧设备的分类
0-5燃煤发电及燃烧设备的发展概况
第一章 燃料及燃烧计算
1-1燃烧设备用燃料
1-2煤的成分
1-3燃料的特性
1-4煤的分类
1-5液体和气体燃料
1-6燃料的燃烧计算
1-7烟气分析
复习思考题
第二章 煤粉制备
2-1煤粉的性质
2-2磨煤机
2-3制粉系统
第三章 燃烧过程的理论基础
3-1燃烧化学反应动力学
3-2炭燃烧反应速率
3-3煤和煤粉的燃烧
复习思考题
第四章 燃烧设备
4-1电厂燃烧设备的燃烧器
4-2直流射流和直流煤粉燃烧器射流特点
4-3旋转射流和旋流煤粉燃烧器射流特点
4-4煤粉气流的着火
4-5低NOx燃烧
4-6典型直流煤粉燃烧器
4-7典型旋流煤粉燃烧器
4-8煤粉燃烧设备的炉膛
复习思考题
第一单元测验
第五章 蒸发受热面
5-1燃烧设备汽水工质吸热量的分配
5-2汽包燃烧设备的蒸发受热面系统
5-3汽包燃烧设备的水冷壁
5-4汽包
5-5循环泵
5-6直流燃烧设备的蒸发受热面系统
第六章 过热器和再热器
6-1过热器和再热器的作用和工作特点
6-2过热器和再热器的型式和结构
6-3过热器和再热器的系统
6-4过热器和再热器的汽温特性
6-5运行中影响汽温的因素
6-6蒸汽温度的调节方法
第七章 省煤器和空气预热器
7-1尾部受热面的作用和工作特点
7-2省煤器
7-3管式空气预热器
7-4回转式空气预热器
复习思考题
第八章 燃烧设备热平衡计算
8-1机组的热平衡
8-2机组热平衡试验
复习思考题
第九章 炉内辐射传热计算
9-1炉内辐射传热基本概念
9-2炉内辐射传热特点
9-3煤粉炉中火焰辐射强度沿炉膛截面方向的减弱
9-4煤粉燃烧设备炉内传热计算方法
9-5炉内辐射传热计算的热有效系数法
9-6炉膛水冷壁结构特征
9-7水冷壁热有效系数
9-8炉内热负荷的分布规律
9-9基于苏联1973年炉膛传热计算框架的方法
复习思考题
第十章 对流受热面传热计算
10-1对流传热计算的基本公式
10-2传热温压
10-3传热系数
10-4放热系数
10-5污染系数、热有效系数、利用系数和鳍片(肋片)效率
10-6对流受热面的面积、介质流速、流通截面积和附加受热面
10-7三分仓回转式预热器的计算
复习思考题
第十一章 半辐射受热面的计算
11-1半辐射受热面及其传热特点
11-2半辐射受热面传热系数的计算
11-3屏空间透过屏区出口的穿透辐射
11-4半辐射受热面吸收的炉内直接辐射
11-5半辐射受热面工质侧和烟气侧热平衡方程
11-6转向室空间辐射计算
复习思考题
第十二章 燃烧设备的设计和布置
12-1燃烧设备热力计算的程序和方法
12-2主要设计参数的选择
12-3影响燃烧设备布置的因素
12-4燃烧设备的典型布置
复习思考题
第三单元测验
第十三章 蒸发受热面的工质流动和传热
13-1两相流动和传热
13-2两相流的基本参数和流动压降
13-3自然循环原理和计算
13-4自然循环的安全性
13-5强制流动蒸发受热面的水动力特性
复习思考题
第十四章 受热面的热偏差和壁温计算
14-1热偏差的基本概念
14-2过热器和再热器的热偏差
14-3蒸发受热面的热偏差
14-4受热面的壁温计算
复习思考题
第十五章 蒸汽净化和水质
15-1蒸汽品质及其污染原因
15-2蒸汽的机械携带
15-3蒸汽的溶解性携带
15-4汽水分离和蒸汽净化装置
15-5给水品质和水工况
复习思考题
第十六章 结渣和高温积灰及高温腐蚀
16-1煤粉燃烧设备受热面的积灰和腐蚀
16-2燃煤矿物成分的化学物理特性
16-3高温受热面灰污染的主要化学反应
16-4炉膛水冷壁结渣和高温腐蚀
16-5高温对流受热面的积灰和腐蚀
16-6对流受热面蒸汽侧高温氧化
复习思考题
第十七章 尾部受热面的磨损和低温腐蚀及积灰
17-1尾部受热面的飞灰磨损
17-2飞灰磨损速率
17-3尾部受热面防磨保护措施
17-4空气预热器烟气侧腐蚀(低温腐蚀)
17-5防止和减轻空气预热器低温腐蚀的措施
17-6尾部受热面的积灰与防止
复习思考题
第十八章 燃煤污染物及控制技术
18-1煤粉燃烧排放物对环境的污染
18-2高效除尘技术
18-3脱硫技术
18-4脱硝技术
18-5CO2减排技术
复习思考题
第十九章 燃烧设备的运行
19-1燃烧设备的静态特性
19-2汽包燃烧设备的动态特性和运行调节
19-3汽包燃烧设备的启动和停用
19-4单元机组中燃烧设备的变压运行
19-5直流燃烧设备运行和启停的特点
复习思考题
学习本课程的先修课程为:
1)工程热力学;
2)传热学;
3)流体力学。
[1] 周强泰主编,锅炉原理(第三版). 北京:中国电力出版社,2013.(建议教材)
[2] 赵伶玲,周强泰编,锅炉课程设计. 北京:中国电力出版社,2013.(与建议教材配套使用)
[3] 王金枝、程新华主编,电厂锅炉原理(第三版). 北京:中国电力出版社,2014.
[4] 樊泉桂主编,锅炉原理(第二版). 北京:中国电力出版社,2014.
[5] 叶江明主编,电厂锅炉原理及设备(第四版). 北京:中国电力出版社,2016.
[6] 张力主编. 锅炉原理. 北京:机械工业出版社,2011.
[7] 陈刚主编. 锅炉原理. 武汉:华中科技大学出版社,2012
[8] 冯俊凯、沈幼庭、杨瑞昌主编. 锅炉原理及计算. 北京:科学出版社,2003.
[9] Defu Che. Boilers - Theory, Design and Operation. Xi'an: Xi'an Jiaotong University Press, 2008.
[10] Donatello Annaratone. Steam Generators: Description and Design. Springer: Verlag Berlin Heidelberg, 2008.
[11]. John B. Kitto, Steven C. Stultz. Steam: its generation and use, 41st edition. The Babcock & Wilcox Company, Barberton, Ohio, 2005.
本学期课程考试时间为2025年6月24日上午9:00,请各位同学提前安排好时间。题目相对比较简单的。