動力工程2-鍋爐

1、第三章 鍋爐設(shè)備,,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,2,第一節(jié) 電廠鍋爐概述,一、鍋爐設(shè)備的工作過程鍋爐設(shè)備的任務(wù)是使燃料通過燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并以此熱能加熱水，使其成為一定?shù)量和質(zhì)量的水蒸汽。電廠鍋爐的特點：容量大、參數(shù)高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、機械化和自動化程度高。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,3,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,4,鍋爐的組成(爐內(nèi)、鍋內(nèi)),鍋爐雖是一個

2、整體，但從功能上可分成“爐側(cè)”、“鍋側(cè)”,爐,鍋,煤、空氣、煙,水、汽,制粉系統(tǒng),燃燒系統(tǒng),風(fēng)煙系統(tǒng),汽水系統(tǒng),,,,,視頻,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,5,本體與輔機,本體：爐膛、煙道、汽水系統(tǒng)（包括受熱面、汽包、聯(lián)箱和連接管道）、爐墻和構(gòu)架等；鍋爐本體簡介.MPG輔助設(shè)備：送風(fēng)機、引風(fēng)機、制粉系統(tǒng)、給水設(shè)備和除灰除塵設(shè)備。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,6,鍋爐的生產(chǎn)過程(CAI教學(xué)軟件演

3、示),2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,7,,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,8,鍋爐的工作過程,制粉系統(tǒng),燃料輸送?碎煤機?除鐵器?磨煤機?由一次風(fēng)送入爐內(nèi),風(fēng)煙系統(tǒng),送風(fēng)機 引風(fēng)機 一、二次風(fēng),汽水系統(tǒng),省煤器?汽包?水冷壁?過熱器,,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,9,,二、鍋爐設(shè)備的工作特性蒸發(fā)量（D） 蒸發(fā)量是表征鍋爐容量大小的指標(biāo)，它是指鍋爐每小時所能生產(chǎn)的蒸

4、汽量。單位是 t/h 。蒸汽參數(shù) 是指鍋爐在額定工況或最大連續(xù)工況下，過熱器出口處蒸汽的壓力（Mpa）和溫度（℃）及再熱蒸汽的溫度（℃） 。給水溫度 是指鍋爐在額定工況或最大連續(xù)工況下，省煤器入口處的水溫。鍋爐效率（?b） 指鍋爐生產(chǎn)蒸汽的吸熱量占鍋爐輸入燃料熱量的百分比。鍋爐效率的大小表明了燃燒熱量的有效利用程度。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,10,型號,HG – 2008 / 18.2

5、- HM3,制造廠 蒸發(fā)量t/h 額定壓力MPa 煤種 SG 220 50MW 高壓 褐煤DG 410 100MW 高壓 煙煤WG 670 200MW 超高壓 無煙煤國外 1000 300MW 亞臨界,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,11,,三、

6、鍋爐的分類 電廠鍋爐的分類方法很多，常見的幾種主要分類方法如下：按其所用的燃料分類，可分為燃煤爐、燃油爐和燃?xì)鉅t等。按鍋爐的蒸汽參數(shù)（主要是壓力）分類，可分為高壓、超高壓、亞臨界壓力和超臨界壓力鍋爐。（如下表所示）,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,12,按水冷壁內(nèi)工質(zhì)的流動動力分類，可分為自然循環(huán)鍋爐、強制循環(huán)鍋爐和直流鍋爐。燃煤爐按其燃燒方式不同可分為室燃爐（即煤粉爐）、層燃爐、旋風(fēng)爐和沸騰爐。室燃爐按

7、其排渣方式分，可分為固態(tài)排渣爐和液態(tài)排渣爐。按通風(fēng)方式分，可分為平衡通風(fēng)鍋爐和微正壓鍋爐。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,13,第二節(jié) 鍋爐燃料及其燃燒,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,14,燃料設(shè)計：爐型、整體結(jié)構(gòu)與布置運行：燃燒的穩(wěn)定性、結(jié)渣、積灰等經(jīng)濟安全問題輔機選型燃燒系統(tǒng)燃燒系統(tǒng)對火力發(fā)電機組安全經(jīng)濟運行的影響結(jié)渣爆管等問題,重要性,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋

8、爐設(shè)備,15,一. 煤的成分,煤是遠(yuǎn)古植物遺體隨著地殼變動被埋入地下，長期處在地下溫度、壓力較高的環(huán)境中，經(jīng)過復(fù)雜的生物、化學(xué)變化逐漸形成的。,煤的成分,可燃成分,硫,氮,氧,氫,碳,水分,灰分,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,16,二、、煤的元素分析與工業(yè)分析,1、元素分析 Ultimate Analysis,指對煤中碳、氫、氧、氮、硫五種元素分析的總稱。用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示。,1）碳（C）：含量最多(50-90%)；是

9、發(fā)熱量的主要來源；隨煤化程度而增加；,2）氫（H）：含量少（1－6%）；主要存在于揮發(fā)分（CmHn）中；發(fā)熱量很大120MJ/kg，影響整個煤的發(fā)熱量，并影響著火。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,17,4）硫（S）：含量少，有害物質(zhì)。　低溫腐蝕、高溫腐蝕、大氣污染?酸雨,元素分析－－繁－－元素分析儀－－科研機構(gòu)工業(yè)分析－－易－－加熱干燥－－－電廠,3）氧（O）和氮（N）：不要燃成分，含量較少?！?NOx的三種生成

10、機理 （快速反應(yīng)、溫度型、燃料型） 低污染燃燒技術(shù),2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,18,2）揮發(fā)分Volatile (V),將失去水分的煤，隔絕空氣，加熱至900℃，使燃料中的有機物分解而釋放出的氣體,主要成份：CmHn、H2、CO、H2S等可燃?xì)怏w；　　　　　O2、CO2、N2等不可燃?xì)怏w,3）灰分Ash (A),4）固定碳Fixed Carbon (F

11、C),按照煤的著火、燃燒過程中各成分的變化，分析煤中水分、揮發(fā)分、固定碳、灰分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。,2、工業(yè)分析 Proximate Analysis,1）水分Moisture (M),2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,19,三、燃料的技術(shù)特性指標(biāo)發(fā)熱量 燃料的發(fā)熱量通常是指每千克應(yīng)用基燃料完全燃燒時所發(fā)出的熱量。 當(dāng)計入燃料燃燒后水蒸汽凝結(jié)成水所放出的汽化潛熱時，發(fā)熱量稱為高位發(fā)

12、熱量；不計入這部分熱量時，發(fā)熱量稱為低位發(fā)熱量。實際上，鍋爐中所能利用的是低位發(fā)熱量。標(biāo)準(zhǔn)燃料：世界各國標(biāo)準(zhǔn)燃料的低位發(fā)熱量均統(tǒng)一規(guī)定為7000 kcal/kg (即：29308 kJ/kg),2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,20,,揮發(fā)物含量（揮發(fā)分）將煤與空氣隔絕，加熱至850℃，水分先被蒸發(fā)出來，繼續(xù)加熱就會逸出一部分氣態(tài)物質(zhì)，包括碳?xì)浠衔铩?、氧、氮、揮發(fā)性硫和一氧化碳等氣體。這些氣態(tài)物質(zhì)稱為揮發(fā)分，用重量

13、百分?jǐn)?shù) Vr % 表示。揮發(fā)分高的煤不僅容易著火，而且燃燒比較穩(wěn)定，易于燃燒完全；而揮發(fā)分低的煤則相反。根據(jù)煤中揮發(fā)分的高低，把煤分為三類： 無煙煤（ 又稱：白煤，Vr ＜10%）、煙煤（ Vr =10 ~ 45%）和褐煤（ Vr ＞40%）。 無煙煤是成煤年代最久的煤，揮發(fā)分最低；褐煤是成煤年代較晚的煤，揮發(fā)分和灰分都較高，但發(fā)熱量較低。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,21,,固定碳含量

14、揮發(fā)分逸出后殘留下來的固體物質(zhì)稱為焦碳，焦碳的主要成分是可燃燒的固定碳和灰分。 焦炭隨煤的品種不同而呈粉末狀或粘結(jié)為塊狀。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,22,煤灰熔融性,(a) 未加熱的試樣； (b) 開始變形溫度DT；(c) 開始軟化溫度ST；(d) 開始流動溫度FT；,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,23,灰的熔點,當(dāng)灰分所處溫度達(dá)到軟化溫度ST值時，就開始具有結(jié)渣的可能性，習(xí)慣上將S

15、T用以代表灰的熔點。通常:ST＞1400℃稱為難熔灰；ST＝1200～1400℃稱為中熔灰；ST＜1200℃稱為易熔灰。ST值越高，越不易造成結(jié)渣。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,24,四. 煤的分類,煤的成分隨著地質(zhì)年代的長短有所變化。埋藏年代越久，碳化程度越深，揮發(fā)物含量越少，碳的含量越多。主要根據(jù)揮發(fā)分并參考水分、灰分的含量來分類：無煙煤(anthracite)：Vdaf＜10％貧煤：Vdaf=l

16、0～20％煙煤(bituminous)：Vdaf＝20～45％褐煤(brown coal)：Vdaf＝40～50％， 甚至達(dá)60％。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,25,,1．無煙煤無煙煤的揮發(fā)分含量最低；含碳量很高，一般C＞40％，最高可達(dá)90％；灰分不高，一般A＝6～25％；水分很低，M＝1～5％。發(fā)熱量較高，不易點燃，燃盡也不容易，焦炭無粘結(jié)性,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,2

17、6,2．貧煤其燃燒性質(zhì)接近于無煙煤，難以著火和燃盡。碳化程度比無煙煤低，發(fā)熱量較高，一般不結(jié)焦。3．煙煤(bituminous) 揮發(fā)分含量較高，變化范圍寬。碳化程度較無煙煤淺，含碳量C＝40～60％，少數(shù)能達(dá)到75％；一般灰分不大，水分適中；發(fā)熱量也相當(dāng)高，大多數(shù)煙煤都容易點燃，燃燒快，燃燒時火焰較長。多數(shù)具有或強或弱的焦結(jié)性。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,27,4．褐煤(brown coal)碳

18、化程度較低，呈褐黑色，尚有清楚木紋，易風(fēng)化成粉末揮發(fā)物含量高，易于著火和燃燒 5．其它低質(zhì)煤洗中煤、煤泥和泥煤。泥煤比褐煤地質(zhì)年代更短，這種煤易碎，但不結(jié)焦，泥煤在我國發(fā)現(xiàn)的極少。油頁巖是一種淡灰色或暗褐色的石油礦石，其灰分極高，達(dá)60～80％，因此發(fā)熱量很低，煤矸石則是采煤時的下腳料，它的熱值更低，灰分更高。這些低質(zhì)燃料除了采用流化床燃燒外，其他燃燒方法無法燃用。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,28,五、

19、燃料的燃燒過程 煤的燃燒過程大體可按進(jìn)行的時間分為三階段：預(yù)熱階段 包括燃料的預(yù)熱、烘干和揮發(fā)分的分解逸出等過程。這一階段還沒開始燃燒。燃燒階段 燃料中的可燃成分（先是揮發(fā)分，然后是焦炭）與氧在高溫下進(jìn)行劇烈的燃燒反應(yīng)，放出大量的熱。燃盡階段 焦炭質(zhì)點已所剩無幾，灰分占多數(shù)，可燃?xì)怏w更少。燃料完全燃燒必須具備的四個條件保持足夠高的爐膛溫度；供給適量的空氣；有良好的燃燒設(shè)備保證空氣與燃料能很好的接觸

20、和混合；保證燃燒足夠需要的時間并提供一定的空間環(huán)境。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,29,六、過量空氣系數(shù)（?） 實際供給的空氣量Vk與理論空氣量V0之比，稱為過量空氣系數(shù)。,? 的大小能在一定程度上反映燃燒過程的經(jīng)濟型和運行操作的技術(shù)水平。? 總是沿著煙氣的流動方向，即從鍋爐爐膛到后面的各段煙道逐漸增大，這是因為鍋爐爐膛及其后面的煙道通常都是在負(fù)壓下工作，外界的空氣難免漏入。,2024年3月19日星期二,

21、動力工程－鍋爐設(shè)備,30,第三節(jié) 鍋爐的熱平衡,鍋爐的熱平衡是指：鍋爐工作中所有熱量的收入項和支出項之間的平衡。通常可簡單地認(rèn)為鍋爐熱量的收入項即為燃料的低位發(fā)熱量，其支出項包括產(chǎn)生蒸汽所利用了的熱量和未加利用而損失掉的熱量。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,31,其中：Q1：鍋爐所有效利用了的熱量； Q2、 Q3、 Q4、 Q5和 Q6 分別表示排煙損失、化學(xué)不完全燃燒熱損失、機械不完全燃燒熱損失、散熱損失以及灰

22、渣物理熱損失。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,32,一、排煙損失q2,排煙熱損失是現(xiàn)代電廠鍋爐熱損失中最大的一項熱損失，煤粉爐的排煙熱損失通常可達(dá)5～8％主要影響因素是排煙溫度的高低和過?？諝饬康亩喙?。一般排煙溫度每增高12～15℃，q2約增大1％。降低排煙溫度，但會減小尾部煙道傳熱平均溫壓，因而不得不大大增加尾部受熱面面積，因而相應(yīng)增加鍋爐的金屬消耗量。況且，低溫受熱面的壁面可能達(dá)到露點溫度，導(dǎo)致低溫腐蝕。大

23、、中型電廠鍋爐的排煙溫度通?？刂圃?10～160℃的范圍內(nèi)。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,33,二、化學(xué)不完全燃燒熱損失q3,是由于煙氣中所含的CO （有時也含少量的氫和甲烷等可燃?xì)怏w）最終未能發(fā)生燃燒而造成的。q3主要取決于爐膛內(nèi)的過量空氣量煤粉爐的q3一般不超過0.5％,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,34,三、機械不完全燃燒熱損失q4,q4是由于固體可燃物在爐內(nèi)燃燒不徹底或根本未曾燃燒所造成

24、的。它也是鍋爐的主要熱損失之一。影響q4的主要因素有：燃料品質(zhì)、煤粉細(xì)度、爐內(nèi)燃燒條件、噴燃器的工作性能以及運行情況等。多數(shù)煤粉爐的q4一般0.5～5％,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,35,四、散熱損失q5,q5是由于鍋爐本體外表面的溫度高于環(huán)境溫度，通過對流和輻射的方式向外散熱而引起的。一般，容量越大的鍋爐，相對于每千克燃料耗量來說，其表面積反而愈小。按照經(jīng)驗估計，大容量電廠鍋爐的q5約占0.2～0.6％,2

25、024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,36,五、灰渣帶走的物理熱損失q6,此項熱損失主要取決于爐子的排渣方式和煤中灰分的高低。多數(shù)固態(tài)排渣煤粉爐， q6大致為0.5～1％；液態(tài)排渣爐的此項熱損失自然要顯著增大。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,37,六、鍋爐效率hb,所謂鍋爐效率，是指鍋爐產(chǎn)生蒸汽時每燃燒1kg應(yīng)用基燃料所有效利用了的熱量占該燃料低位發(fā)熱量的百分比,每千克燃料所發(fā)出的熱量中被有效利用了的部分為,

26、,,正平衡法(直接法),反平衡法(間接法)：,第四節(jié) 煤粉爐以及煤粉的制備,,一、煤粉爐,,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,40,煤粉爐概述,在煤粉爐中，由于煤粉磨的很細(xì)，煤粉在爐中懸浮燃燒，能與空氣相當(dāng)充分地接觸，因此燃燒起來非常迅猛、劇烈，能適應(yīng)大容量鍋爐的要求。煤粉爐具有對煤種的適應(yīng)性廣、可燃用劣質(zhì)煤、鍋爐效率高和易于調(diào)節(jié)控制的優(yōu)點，所有在火力發(fā)電廠中獲得了十分廣泛的應(yīng)用。,2024年3月19日星期二,動力工程

27、－鍋爐設(shè)備,41,鍋爐爐膛,爐膛中心的溫度可達(dá)1500～1800℃煙氣被冷卻至灰熔點以下離開爐膛爐膛下部為冷灰斗爐膛四周有水冷壁,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,42,水冷壁,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,43,噴燃器,任務(wù)：將煤粉和空氣噴入爐膛內(nèi)進(jìn)行燃燒。煤粉在爐膛內(nèi)燃燒的好壞，在很大程度上取決于噴燃器的工作性能如何。理想的噴燃器應(yīng)能使氣粉混合物濃度均勻，著火穩(wěn)定，一、二次風(fēng)混合良好，火焰

28、能充滿整個爐膛，流動阻力小，并便于調(diào)節(jié)負(fù)荷。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,44,燃燒器分直流燃燒器和旋流燃燒器,直流燃燒器 出口氣流為直流射流；布置在爐膛四角，使燃料氣流在爐內(nèi)進(jìn)行切圓燃燒,爐膛內(nèi)部的直流燃燒器,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,45,直流燃燒器采用四角切圓燃燒方式形成的火焰,俯視的爐膛火焰,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,46,煤粉燃燒火焰方式,2024年3

29、月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,47,直流煤粉燃燒器的布置方式,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,48,空氣氣流,空氣并不是一次集中送進(jìn)的，而是按對著火、燃燒有利而合理組織、分批送入的。按送入空氣的作用不同，可將送入燃燒器的空氣分為一次風(fēng)、二次風(fēng)和三次風(fēng)。一次風(fēng)：即攜帶煤粉送入燃燒器的空氣。二次風(fēng)：補充煤粉繼續(xù)燃燒所需要的空氣并著重起擾動、混合作用。三次風(fēng)：中間儲倉式熱風(fēng)送粉時，在磨煤機內(nèi)干燥原煤后排出的乏氣，

30、由單獨的噴口送入爐膛燃燒，這股乏氣稱為三次風(fēng)。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,49,旋流燃燒器,出口氣流包含有旋流射流的燃燒器；其出口氣流可為幾個同軸旋流射流組合，也可是旋流射流與直流射流的組合。,旋流燃燒器的原理圖,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,50,旋流燃燒器的布置方式,,,(a) 前墻布置；（b）兩面墻對沖或交錯布置；（b-1）兩面墻交錯布置；（b-2）兩面墻對沖布置；（c）半開式爐膛

31、對沖布置；（d）爐底布置；（e）爐頂布置,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,51,結(jié)渣,火焰中心的溫度高達(dá)1600℃，灰分大都呈熔融狀態(tài)。正常情況下，這種液態(tài)或半液態(tài)的渣滴在碰到水冷壁或爐墻之前，已因溫度降低而凝固下來。如果它在接觸管壁或爐墻時仍然處于液態(tài)或半液態(tài)狀態(tài)，那么這種渣滴就會粘附在管壁或爐墻上，形成緊密的灰渣層，這種現(xiàn)象稱為結(jié)渣或結(jié)焦。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,52,二、煤粉的性質(zhì),良

32、好的流動性可以很方便地用管道進(jìn)行輸送。易發(fā)生自燃煤粉與空氣的接觸表面積很大，如果長期積存，很容易發(fā)生自然而引起氣粉混合物爆炸。因此，運行中要防止管道積粉。煤粉細(xì)度煤粉越細(xì)，燃燒越易完全，但制粉系統(tǒng)所消耗的廠用電就要增多。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,53,煤粉細(xì)度,采用具有標(biāo)準(zhǔn)篩孔尺寸的篩子來測定。若標(biāo)準(zhǔn)篩孔邊長（孔徑）為x（微米），煤粉經(jīng)篩分后，過篩量為b，篩余量為a，則該煤粉的細(xì)度Rx為：,,對確定的

33、篩子言，Rx愈小，說明煤粉愈細(xì)。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,54,2. 磨煤機,制粉系統(tǒng)主要設(shè)備，其作用是將具有一定尺寸的煤塊干燥、破碎并磨制成煤粉。 磨煤機分類（轉(zhuǎn)速）低速磨：15~25 r/min,如：筒式鋼球磨中速磨：50~300 r/min ,如：中速平盤磨、中速球式磨或E型磨、 中速碗式磨、MPS磨等高速磨：500~1500/min ,如：風(fēng)扇磨、錘擊磨,2024年3月19日星期二,動力工程－

34、鍋爐設(shè)備,55,三、制粉系統(tǒng),每臺煤粉爐都有自己的一套制粉設(shè)備，構(gòu)成一個制粉系統(tǒng)。中間儲倉式制粉系統(tǒng)直吹式制粉系統(tǒng),2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,56,給煤機,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,57,中速磨煤機（輾輥式）,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,58,鍋爐直吹式燃燒系統(tǒng),2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,59,4. 制粉系統(tǒng)的其他部件粗細(xì)粉分離器整體外觀、給粉機

35、外觀,第五節(jié) 鍋爐受熱面,,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,61,一、受熱面的一般概念,一臺現(xiàn)代大容量鍋爐每小時能生產(chǎn)上百萬公斤或數(shù)百萬公斤的蒸汽，燃燒近十萬公斤或數(shù)十萬公斤的燃料。要使工質(zhì)吸收如此大量的熱量，自然需要有很大的受熱面。鍋爐受熱面是由千百根并列的小口徑鋼管焊接而成。這些管子排列在一起，稱為“管束”。水必須經(jīng)過預(yù)熱、蒸發(fā)和過熱等過程。預(yù)熱受熱面習(xí)慣上叫做：省煤器蒸發(fā)受熱面一般是指：水冷壁過熱受熱面

36、則稱為：過熱器省煤器、水冷壁、過熱器以及空氣預(yù)熱器構(gòu)成現(xiàn)代電廠鍋爐的主要受熱面。水冷壁一般布置在爐膛四周的爐墻上，過熱器大都布置在水平煙道內(nèi)，省煤器和空氣預(yù)熱器則依次設(shè)在尾部煙道內(nèi)。蒸汽參數(shù)升高后，鍋爐各部分受熱面的大小、占總受熱面的比例及其布置情況會隨之發(fā)生變化。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,62,,受熱面的整體布置型式,(a) Π型； (b) Γ型； (c) T型； (d) 塔型； (e) 半塔型；

37、 (f) 箱型,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,63,水冷壁是以輻射換熱為主的蒸發(fā)受熱面。 1、水冷壁的作用：（l）強化傳熱，強化傳熱，減少鍋爐受熱面面積，節(jié)省金屬消耗量 （2）降低高溫對爐墻的破壞作用，起保護爐墻作用（3）能有效地防止?fàn)t壁結(jié)渣。（4）懸吊爐墻。（5）鍋爐主要的蒸發(fā)受熱面，產(chǎn)生鍋爐的全部或絕大部分飽和蒸汽，是不可缺少的重要受熱面。,二．蒸發(fā)受熱面,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備

38、,64,2、水冷壁的形式 光管水冷壁：光管垂直地布置在爐膛各面墻上，管子上部與鍋筒或上集箱相連，管子下部與下集箱相連，下級箱與鍋筒間用不受熱的下降管相連。此種水冷壁在中小容量鍋爐上用得比較廣泛,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,65,膜式水冷壁 優(yōu)點：減少漏風(fēng)，提高鍋爐效率；同時爐墻不直接受火焰輻射，因而可不用耐火材料，而只用絕熱材料，使?fàn)t墻重量大大減輕。 缺點：制造工藝較復(fù)雜,2024年3月19日星期二,動力工程－

39、鍋爐設(shè)備,66,受熱面聯(lián)箱,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,67,水冷壁受熱面 動畫,00:13,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,68,過熱受熱面有過熱器和再熱器 1、過熱器和再熱器的作用 將飽和蒸汽或低溫蒸汽加熱成為達(dá)到合格溫度的過熱蒸汽2、按傳熱方式分類：對流過熱器、半輻射式過熱器（即屏式過熱器）輻射式過熱器,三. 過熱器受熱面和再熱器受熱面,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋

40、爐設(shè)備,69,對流過熱器： 布置在爐膛出口的對流煙道內(nèi)，以對流換熱為主屏式過熱器 布置在爐膛出口處或爐膛 上部，既吸收火焰的直接 輻射，又吸收煙氣的對流 放熱輻射式過熱器 一般布置在爐膛內(nèi)壁面上，只吸收火焰輻射。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,70,屏式過熱器 動畫,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,71,,包墻管過熱器在水平煙道和尾部豎井煙道內(nèi)壁像布置水冷壁那樣

41、布置過熱器，稱為包墻管過熱器或包覆壁過熱器。它主要用于懸吊爐墻，傳熱效果差，不能作為主要受熱面。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,72,,過熱汽溫調(diào)節(jié)方法維持穩(wěn)定的汽溫是保證機組安全和經(jīng)濟運行所必需的。電站鍋爐調(diào)節(jié)汽溫的方法有：噴水式減溫器、擺動式燃燒器噴水減溫器是將減溫水直接噴入過熱蒸汽 利用擺動式燃燒器上下擺動，改變火焰中心位置，從而改變爐膛出口煙溫，可以調(diào)節(jié)過熱汽溫或再熱汽溫一般燃燒器擺動±20

42、～30°時，爐膛出口煙溫變化約110～140℃，蒸汽溫度的最大調(diào)節(jié)幅度為40～60℃。通常擺動式燃燒器只作為蒸汽溫度粗調(diào)手段，細(xì)調(diào)應(yīng)采用噴水減溫器。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,73,四. 再熱器受熱面的特殊問題,再熱器 鍋爐中重新加熱蒸汽的部件。將汽輪機高壓缸排汽引入鍋爐，重新加熱至高溫，然后再引入中壓缸膨脹作功。再熱器工作的特殊性 當(dāng)汽輪機甩負(fù)荷或機組起、停時，再熱器無蒸汽冷卻，需將過熱蒸汽通

43、過快速減溫、減壓裝置引入再熱器。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,74,五. 省煤器,1、省煤器主要作用降低排煙溫度，提高鍋爐效率，節(jié)省燃料由于給水先在省煤器內(nèi)加熱，代替部分造價較高的蒸發(fā)受熱面；減少了給水與汽包壁之間的溫差，使汽包熱應(yīng)力降低,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,75,省煤器動畫,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,76,六. 空氣預(yù)熱器,空氣預(yù)熱器是利用煙氣的熱量來加熱燃燒

44、所需空氣的熱交換設(shè)備作用：在煙氣溫度最低的區(qū)域回收了煙氣的熱量；提高了鍋爐效率；同時預(yù)熱空氣強化了著火燃燒過程分類：按照換熱方式，空氣預(yù)熱器分為傳熱式和蓄熱式,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,77,空氣預(yù)熱器的位置動畫,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,78,三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器典型布置,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,79,回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器蓄熱板,2024年3月19日星期二,動力工程

45、－鍋爐設(shè)備,80,七．鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)及設(shè)備,1、水循環(huán)方式自然循環(huán)鍋爐－－水冷壁中汽水混合物的流動靠汽、水密度不同而產(chǎn)生的壓差來實現(xiàn) 強制流動鍋爐－－水冷壁中汽水混合物的流動靠水泵所產(chǎn)生的推力來實現(xiàn),2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,81,自然循環(huán)原理,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,82,自然循環(huán)鍋爐 特點,主要特征是有一個直徑較大的汽包1 汽包使鍋爐中各個受熱面有明顯的分界，汽水流動特性相應(yīng)比較簡

46、單 2 推動力主要依靠水汽的密度差，蒸發(fā)受熱面由許多垂直管子組成的水冷壁，可以盡量減少彎頭減少流動阻力3 汽包內(nèi)部裝有汽水分離裝置，減少飽和蒸汽帶水。4 當(dāng)負(fù)荷變化時，汽包水位及蒸汽壓力的變化速度較慢，對機組的調(diào)節(jié)要求低一些但鍋爐的啟、停速度受到限制,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,83,強制流動原理,強制循環(huán)鍋爐原理圖1－汽包及內(nèi)部裝置；2－下降管；3－循環(huán)泵；4－下聯(lián)箱；5－節(jié)流圈；6－水冷壁；7

47、－省煤器；8－過熱器,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,84,強制循環(huán)鍋爐特點,類型：控制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐、復(fù)合循環(huán)鍋爐除在自然循環(huán)的基礎(chǔ)上依靠水與汽水混合物之間密度差以外，還在下降管和上升管之間裝有循環(huán)泵，提高循環(huán)回路的流動壓力直流鍋爐無汽包，蒸發(fā)受熱面中工質(zhì)的流動是依靠給水泵的壓頭來完成，給水一次通過加熱、蒸發(fā)受熱面，工質(zhì)均為強制流動,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,85,直流鍋爐（豎管水冷壁）

48、,,KWU 99 0045e2,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,86,八、水循環(huán)系統(tǒng)部件,(1）汽包,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,87,（2）下降管,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,88,（3）聯(lián)箱,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,89,九. 鍋內(nèi)裝置及其蒸汽凈化,1、基本概念蒸汽污染：蒸汽中含有雜質(zhì)的現(xiàn)象稱為蒸汽污染。 排污：從鍋爐中放出部分鍋水并補充部分新鮮給

49、水的方法叫排污。2、解決方法在汽包內(nèi)安裝汽水分離設(shè)備，可提高蒸汽品質(zhì),2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,90,汽包內(nèi)部裝置,1－汽包；2－旋風(fēng)分離器；3－給水管；4－清洗裝置；5－百葉窗分離；6－均汽孔板,定期排污是定時地從鍋爐水冷壁的下聯(lián)箱排放出部分鍋水的方法。連續(xù)排污的目的是不斷地排除鍋水中溶解的部分鹽類物質(zhì)。鍋爐連續(xù)排污不僅是工質(zhì)損失，而且伴有熱量損失。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)

50、備,91,第七節(jié) 鍋爐的主要輔助設(shè)備,給水設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、除塵設(shè)備等參見火電廠生產(chǎn)過程CAI,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,92,鍋爐給水泵,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,93,離心式鍋爐給水泵（剖面）,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,94,鍋爐送引風(fēng)機,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,95,鍋爐引風(fēng)機,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,96,離心引風(fēng)機

51、,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,97,離心風(fēng)機,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,98,軸流風(fēng)機,鑒于軸流風(fēng)機的風(fēng)量很大，且風(fēng)機外形尺寸小、占地面積小，如能在運行中通過改變動葉裝置角的辦法來調(diào)節(jié)風(fēng)量和風(fēng)壓，則其效率將較離心式風(fēng)機高，因此少數(shù)大容量電廠鍋爐已逐步開始采用軸流式風(fēng)機。軸流風(fēng)機風(fēng)壓低、葉片易受磨損，致使其應(yīng)用范圍受到一定限制。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,99,靜電除塵器,

52、除去煙氣中的飛灰，減小對環(huán)境的污染。目前常用種類：靜電除塵器、布袋除塵器。水膜除塵器由于除塵效率太低（88～90％）已被淘汰。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,100,靜電除塵原理圖,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,101,靜電除塵器結(jié)構(gòu),靜電除塵器的特點是體積龐大、造價高昂。,第八節(jié) 典型電廠鍋爐及其主要附件,,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,103,電廠鍋爐舉例,2024年3月19

53、日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,104,電廠鍋爐,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,105,鍋爐的主要附件（1）,壓力表和溫度計裝設(shè)壓力表，為了隨時了解各部分工作壓力。汽包、過熱器出口聯(lián)箱以及給水調(diào)節(jié)閥之前均應(yīng)裝設(shè)壓力表溫度計以使用熱電偶溫度計最為常見,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,106,鍋爐的主要附件（2）,水位計、閥門、安全閥、吹灰器等參見火電廠生產(chǎn)過程CAI,第九節(jié) 鍋爐安全運行的基本知識,鍋

54、爐運行時，要求運行人員嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，確保鍋爐工作的安全。規(guī)程的制定應(yīng)嚴(yán)格按照國家統(tǒng)一規(guī)定的條例進(jìn)行。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,108,一、起動前的準(zhǔn)備工作,首先仔細(xì)檢查鍋爐本體及其全部輔助設(shè)備是否正常。燃料、給水和通風(fēng)系統(tǒng)，各種電氣設(shè)備、各種儀表和全部調(diào)節(jié)設(shè)備等都應(yīng)該正常，并處于準(zhǔn)備起動狀態(tài)；擋板、閥門等均應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活；燃料儲備量必須充足；加水至汽包水位的最低水位線，并保持穩(wěn)定，同時打開空氣釋放閥，排出

55、空氣點火前，必須先向一次風(fēng)管、爐膛和煙道內(nèi)通風(fēng)至少5分鐘（吹掃），排除可能存在的可燃性氣體，防止點火時爐膛或煙道等處發(fā)生爆炸制粉系統(tǒng)的起動，應(yīng)從排粉機開始起動，然后起動磨煤機和給煤機。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,109,二、鍋爐點火,先點燃點火油槍，待燃燒器周圍溫度足夠高時（約需30～40分鐘）才噴入煤粉使之著火。若噴入煤粉5～6秒鐘，仍未見著火，則應(yīng)停止噴粉，并鼓風(fēng)清除爐內(nèi)煤粉，重新點火，防止因爐內(nèi)積粉過多而

56、發(fā)生爐膛突然爆炸。鍋爐的升火起動是一個加熱過程，要注意防止?fàn)t溫升高過快，盡可能使汽包、過熱器和省煤器等承壓部件均勻加熱；升火時，嚴(yán)密監(jiān)視汽包水位，用放水的辦法保持其在最低水位；升火過程中，檢查汽包、水冷壁和聯(lián)箱等的膨脹情況；將省煤器再循環(huán)管投入運行，以防燒壞省煤器；打開過熱器的疏水閥和排汽閥進(jìn)行放汽，使過熱器得到充分冷卻；升火過程要緩慢，以免鍋爐部件產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。一般汽包式高壓鍋爐升火過程需要3～4小時或更長。,2024

57、年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,110,三、鍋爐的運行維護,鍋爐運行，必須隨時根據(jù)汽輪機的要求，生產(chǎn)出規(guī)定質(zhì)量和所需數(shù)量的過熱蒸汽。保持鍋爐水位、正常汽溫和汽壓，及時調(diào)整給水量、燃料以及送風(fēng)量。注意爐內(nèi)燃燒情況、有無結(jié)渣，及時吹灰、清渣和排污等。,2024年3月19日星期二,動力工程－鍋爐設(shè)備,111,四、鍋爐的停爐,首先停制粉系統(tǒng)和燃燒設(shè)備，然后停送風(fēng)機，至少過5分鐘，再停引風(fēng)機；爐膛熄火的同時，隨負(fù)荷降低的同時，減少給水量

58、，維持汽包內(nèi)的正常水位；當(dāng)完全停止供汽時，關(guān)閉主汽閥，調(diào)節(jié)給水量，使汽包內(nèi)維持較高的水位；打開過熱器疏水閥和省煤器的再循環(huán)，以免過熱器被燒壞或省煤器過熱；對停爐后作為熱備用的鍋爐應(yīng)嚴(yán)密關(guān)閉所有閥門、孔和擋板，防止自然通風(fēng)，盡量減少散熱損失。值班人員要對汽溫、汽壓、水位等繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)視和檢查；對于作為冷備用或需檢修的鍋爐嚴(yán)格控制降壓和冷卻速度，保持汽包上、下部的溫差小于50℃。停風(fēng)機后，全部門孔和擋板仍應(yīng)關(guān)閉，一般需經(jīng)4～8小