鍋爐技術培訓資料.doc

目 錄 1. 鍋爐的基礎知識 .1 1.1. 鍋爐的發(fā)展史.1 1.2. 鍋爐的分類.3 1.3. 鍋爐的燃燒方式.6 1.4. 鍋爐的換熱過程.7 1.5. 鍋爐參數(shù)與經濟性指標.7 1.6. 燃料與燃燒.9 1.7. 蒸汽凈化和汽水品質.12 1.8. 過量空氣系數(shù).14 1.9. 鍋爐熱平衡.14 1.10. 鍋爐排放物的污染控制.14 2. 鍋爐本體、輔機設備結構 .16 2.1. 鍋爐基本結構.16 2.2. 鍋爐本體.16 2.3.鍋爐主要輔機設備.22 3. 鍋爐試驗與啟動準備 .27 3.1. 鍋爐水壓試驗.27 3.2. 鍋爐漏風試驗.29 3.3. 鍋爐烘爐、煮爐、沖管及蒸汽嚴密性試驗.30 4. 機組啟動前的準備 .34 1 4.1. 鍋爐啟動導則.34 4.2. 檢查項目.35 4.3. 點火前的準備.35 4.4. 鍋爐上水.36 5. 鍋爐機組的運行調節(jié) .36 5.1. 運行調節(jié)任務.36 5.2. 汽壓的調節(jié).36 5.3. 汽溫的控制與調整.37 5.4. 水位的監(jiān)視與調整.37 5.5. 燃燒調整.38 5.6. 自動裝置的運行 .38 5.7. 鍋爐排污及加藥 .39 5.8. 點火升壓注意事項.40 5.9. 鍋爐并汽.40 6. 我廠鍋爐簡介 .41 6.1. 鍋爐概述.41 6.2. 工藝流程.42 6.3.燃料特性.44 6.4. 鍋爐主要尺寸及主要設備.47 6.5. 水質標準.62 7. 事故處理 .62 2 7.1. 事故處理原則.62 7.2. 事故及故障停爐 .63 7.3. mft.64 7.4. 鍋爐滿水.65 7.5. 鍋爐缺水.65 7.6. 汽水共騰.66 7.7. 爐膛壓力高.67 7.8. 爐膛壓力低.67 7.9. 省煤器管損壞.68 7.10. 水冷壁管損壞.68 7.11. 過熱器損壞.69 7.12. 煙道再燃燒.70 7.13. 爐膛結焦及出口粘灰.71 7.14. 燃油系統(tǒng)故障.71 7.15. 鍋爐滅火.72 7.16. 廠用電中斷.73 7.17. 輔機故障減負荷.73 7.18. 控制氣源故障.74 7.19. 引、送風機和一次風機故障.74 1 1. 鍋爐的基礎知識 鍋爐（蒸汽發(fā)生器）是利用燃料或其他能源的熱能，把工質（一般為凈化的水）加 熱到一定參數(shù)（溫度、壓力）的換熱設備。它由通常俗稱的“爐”、“鍋”以及附件、儀表和 附屬設備構成。 爐：“爐”是由燃燒設備、爐墻、爐拱和鋼架等部分組成的。它使燃料進行燃燒產生灼 熱煙氣，煙氣經過爐膛和各段煙道向鍋爐受熱面放熱，最后從鍋爐尾部經除塵器、煙氣 脫硫裝置進入煙囪排出。 鍋：“鍋”是鍋爐容納水和蒸汽的受壓部件，它包括汽包（汽包）、水冷壁、對流管束、 煙管、下降管、集箱（聯(lián)箱）、過熱器、省煤器等，并組成完整的水和蒸汽的系統(tǒng)，進 行加熱和汽化。 1.1. 鍋爐的發(fā)展史 1.1.1.鍋的發(fā)展 18世紀上半葉，英國煤礦使用的蒸汽機，包括j.瓦特的初期蒸汽機在內，所用的蒸汽 壓力等于大氣壓力。18世紀后半葉改用高于大氣壓力的蒸汽。19世紀，常用的蒸汽壓力 提高到0.8兆帕左右。與此相適應，最早的蒸汽鍋爐是一個盛水的大直徑圓筒形立式鍋殼， 后來改用臥式鍋殼。鍋殼下方磚砌爐體中燒火。隨著鍋爐越做越大，為了增加受熱面積， 在鍋殼中加裝火筒，在火筒前端燒火，煙氣從火筒后面出來，通過磚砌的煙道排向煙囪 并對鍋殼的外部加熱，稱為火筒鍋爐。開始只裝一只火筒，稱為單火筒鍋爐或康尼許鍋 爐；后來加到兩個火筒，稱為雙火筒鍋爐或蘭開夏鍋爐。1830年左右，在掌握了優(yōu)質鋼 管的生產和脹管技術之后出現(xiàn)了火管鍋爐。 一些火管裝在鍋殼中，構成鍋爐的主要受熱面，火（煙氣）在管內流過。在鍋殼的 存水線以下裝上盡量多的火管，稱為臥式外燃回火管鍋爐。它的金屬耗量較低，但需要 很大的砌體。 19世紀中葉，出現(xiàn)了水管鍋爐。鍋爐受熱面是鍋殼外的水管，取代了鍋殼本身和鍋 殼內的火筒、火管。鍋爐的受熱面積和蒸汽壓力的增加不再受到鍋殼直徑的限制，有利 于提高鍋爐蒸發(fā)量和蒸汽壓力。這種鍋爐中的圓筒形鍋殼遂改名為汽包，或稱為汽包。 20世紀初期，汽輪機開始發(fā)展，它要求配以容量和蒸汽參數(shù)較高的鍋爐。直水管鍋 爐已不能滿足要求。隨著制造工藝和水處理技術的發(fā)展，出現(xiàn)了彎水管式鍋爐。開始是 采用多汽包式。隨著水冷壁、過熱器和省煤器的應用和汽包內部汽水分離元件的改進， 汽包數(shù)目逐漸減少，既節(jié)約了金屬，又有利于提高鍋爐的壓力、溫度、容量和效率。到 30年代，已廣泛應用24兆帕、385400的具有水冷壁的彎水管式鍋爐配612兆瓦的 火電機組。第二次世界大戰(zhàn)以后，鍋爐工業(yè)發(fā)展很快。40年代開始采用10兆帕、510左 右的配50兆瓦發(fā)電機組的鍋爐；50年代開始采用14兆帕左右、540570的配100200 兆瓦發(fā)電機組的鍋爐；60年代開始采用配300600兆瓦發(fā)電機組的亞臨界壓力(1718.5 兆帕)鍋爐；70年代最大的自然循環(huán)鍋爐單臺容量已達850兆瓦。 以前的火筒鍋爐、火管鍋爐和水管鍋爐都屬于自然循環(huán)鍋爐水汽在上升、下降管路 2 中因受熱情況不同造成密度差而產生自然流動。在發(fā)展自然循環(huán)鍋爐的同時，從30年代 開始應用直流鍋爐。40年代開始應用輔助循環(huán)鍋爐。輔助循環(huán)鍋爐又稱強制循環(huán)鍋爐(圖 5輔助循環(huán)鍋爐簡圖)，它是在自然循環(huán)鍋爐的基礎上發(fā)展起來的。在下降管系統(tǒng)內加裝 循環(huán)泵，以加強蒸發(fā)受熱面的水循環(huán)。直流鍋爐（圖6直流鍋爐簡圖）中沒有汽包，給 水由給水泵送入省煤器，經水冷壁和過熱器等蒸發(fā)受熱面變成過熱蒸汽送往汽輪機，各 部分流動阻力全由給水泵來克服。第二次世界大戰(zhàn)以后，這兩種型式的鍋爐得到較快發(fā) 展，因為當時發(fā)電機組要求高溫高壓和大容量。發(fā)展這兩種鍋爐的目的是：縮小或不用 汽包，可以采用小直徑管子作受熱面，可以比較自由地布置受熱面。隨著自動控制和水 處理技術的進步，它們漸趨成熟。70年代最大的單臺輔助循環(huán)鍋爐是17兆帕壓力配1000 兆瓦發(fā)電機組。在超臨界壓力時，直流鍋爐是唯一可以采用的一種鍋爐，70年代最大的 單臺容量是27兆帕壓力配1300兆瓦發(fā)電機組。后來又發(fā)展了由輔助循環(huán)鍋爐和直流鍋爐 復合而成的復合循環(huán)鍋爐。 1.1.2. 爐的發(fā)展 在鍋爐的發(fā)展過程中，燃料種類對爐膛和燃燒設備有很大的影響。因此，不但要求 發(fā)展各種爐膛和燃燒設備的技術改進還要求盡量減少鍋爐排煙中的污染物（硫氧化物和 氮氧化物）。 早年的鍋殼鍋爐采用固定爐排，多燃用優(yōu)質煤和木柴，加煤和除渣均用手工操作。 爐型來適應不同燃料的燃燒特點，而且還要提高燃燒效率以節(jié)約能源。此外，直水管鍋 爐出現(xiàn)后開始采用機械化爐排，其中鏈條爐排得到了廣泛的應用。爐排下送風從不分段 的“統(tǒng)倉風”發(fā)展成分段送風。早期爐膛低矮，燃燒效率低。后來人們認識到爐膛容積和結 構在燃燒中的作用，將爐膛造得較高，并采用爐和二次風，從而提高了燃燒效率。鏈 條爐排能適應大多數(shù)煤種，但不能燒強粘結煙煤。下飼爐排也出現(xiàn)得很早，只適宜于燒 優(yōu)質煙煤。40年代出現(xiàn)了拋煤機。拋煤機可以配在固定火床上，也可以配在鏈條爐排上 而成為拋煤機鏈條爐排。發(fā)電機組功率超過6兆瓦時，以上這些層燃爐的爐排尺寸太大， 結構復雜，不易布置，所以20年代開始使用室燃爐，室燃爐燃燒煤粉和油。煤由磨煤機 磨成煤粉后用燃燒器噴入爐膛燃燒，發(fā)電機組的容量遂不再受燃燒設備的限制。自第二 次世界大戰(zhàn)初起，電站鍋爐幾乎全部采用室燃爐。 早年制造的煤粉爐采用了形火焰。燃燒器噴出的煤粉氣流在爐膛中先下降，再轉 彎上升。后來又出現(xiàn)了前墻布置的旋流式燃燒器，火焰在爐膛中形成l形火炬。隨著鍋爐 容量增大，旋流式燃燒器的數(shù)目也開始增加，可以布置在兩側墻，也可以布置在前后墻。 1930年左右出現(xiàn)了布置在爐膛四角且大多成切圓燃燒方式的直流燃燒器。60年代某些國 家曾在多角形爐膛中應用直流燃燒器的切圓燃燒方式，用以燃燒褐煤。第二次世界大戰(zhàn) 后，石油價廉，許多國家廣泛采用燃油鍋爐。燃油鍋爐的自動化程度容易提高。70年代 石油提價后，許多國家又轉向利用煤炭資源。這時電站鍋爐的容量也越來越大，要求燃 燒設備不僅能燃燒完全，著火穩(wěn)定，運行可*，低負荷性能好，還必須減少排煙中的污染 物質。4060年代，為了強化燃燒和減少飛灰，一度采用液態(tài)排渣煤粉爐和旋風爐，但 由于采用這種燃燒方式生成的氮氧化物太多，從70年代起已較少采用。 3 在燃煤（特別是燃褐煤）的電站鍋爐中采用分級燃燒或低溫燃燒技術，即延遲煤粉 與空氣的混合或在空氣中摻煙氣以減慢燃燒，或把燃燒器分散開來抑制爐溫，不但可抑 制氮氧化物生成，還能減少結渣。沸騰燃燒方式屬于一種低溫燃燒，除可燃用灰分十分 高的固體燃料外，還可在沸騰床中摻入石灰石用以脫硫。 1.2. 鍋爐的分類 1.2.1.按用途分類 電站鍋爐：大多為大容量、高參數(shù)鍋爐，火室燃燒，熱效率高，出口工質為過熱蒸 汽。 工業(yè)鍋爐：用于工業(yè)生產和采暖，大多為低壓、低溫、小容量鍋爐，火床燃燒居多， 熱效率較低；出口工質為蒸汽的稱為蒸汽工業(yè)鍋爐，出口工質為熱水的稱為熱水鍋爐。 船用鍋爐：用作船舶動力，一般采用低、中參數(shù)，大多燃油。鍋爐體積小，重量輕。 機車鍋爐：用作機車動力，一般為小容量、低參數(shù)，火床燃燒，以燃煤為主，鍋爐 結構緊湊，現(xiàn)已少用。注汽鍋爐：用于油田對稠油的注汽熱采，出口工質一為高壓濕蒸 汽。 1.2.2.按結構分類 火管鍋爐：煙氣在火管內流過，可以制成小容量，低參數(shù)鍋爐，熱效率較低，但結 構簡單，水質要求低，運行維修方便。 水管鍋爐：汽水在管內流過，可以制成小容量，低參數(shù)鍋爐，也可制成大容量、高 參數(shù)鍋爐。電站鍋爐均為水管鍋爐，熱效率較高，但對水質和運行水平的要求也較高。 1.2.3.按循環(huán)方式分類 自然循環(huán)汽包鍋爐：具有汽包，利用下降管和上升管中工質密度差產生工質循環(huán)， 只能在臨界壓力以下應用。 多次強制循環(huán)汽包鍋爐：也稱輔助循環(huán)汽包鍋爐。具有汽包和循路中的工質密度差 和循環(huán)泵壓力建立工質循環(huán)。只能在臨界壓力以下應用。低倍率循環(huán)鍋爐：具有汽水分 離器和循環(huán)泵，主要依靠循環(huán)泵建立工質循環(huán)，可應用于亞臨界壓力和超臨界壓力，循 環(huán)倍率低，一般為1.252.0。 直流鍋爐：無汽包，給水依靠水泵壓力，一次通過受熱面產生蒸汽，適用于高壓和 超臨界壓力鍋爐，如圖1.1所示。 復合循環(huán)鍋爐：具有再循環(huán)泵。鍋爐負荷低時按再循環(huán)方式運行，負荷高時按直 流方式運行，可應用于亞臨界壓力和超臨界壓力。 1.2.4.按鍋爐出口工質壓力分類 中國電站鍋爐的現(xiàn)行系列為：中壓3.9兆帕；高壓10兆帕；超高壓14兆帕；亞臨界壓 力17兆帕。具體分類如圖1.2所示。中國工業(yè)鍋爐的現(xiàn)行系列為：0.5兆帕、0.8兆帕、1.3 兆帕、2.5兆帕。 低壓鍋爐：一般壓力小于1.275mpa(13kgf/cm2) 4 中壓鍋爐：一般壓力為3.825mpa(39kgf/cm2) 高壓鍋爐：一般壓力為9.8mpa(100kgf/cm2) 超高壓鍋爐：一般壓力為1.3.73mpa(140kgf/cm2) 亞臨界壓力鍋爐：一般壓力為16.67mpa(170kgf/cm2) 超臨界壓力鍋爐：壓力大于 22.13mpa(225.65kgf/cm2） 圖1.1 直流鍋爐簡圖 5 圖1.2 自然循環(huán)鍋爐簡圖 1.2.5.按燃燒方式分類 火床燃燒鍋爐：主要用于工業(yè)鍋爐，其中包括固定爐排爐、倒轉爐排拋煤機爐、振 動爐排爐；下飼式爐排爐和往復推飼爐排爐等。燃料主要在爐排上燃燒。 6 火室燃燒鍋爐：主要用于電站鍋爐，燃用液體燃料、氣體燃料和煤粉的鍋爐均為火 室燃燒鍋爐?；鹗胰紵龝r，燃料主要在爐膛空間懸浮燃燒。 旋風（沸騰）爐：送入爐排的空氣流速較高，使大粒燃煤在爐排上面的沸騰床中翻 騰燃燒，小粒燃煤隨空氣上升并燃燒。用于燃用劣質燃料。多為工業(yè)鍋爐，大型循環(huán)沸 騰燃燒鍋爐可用作電站鍋爐。 1.2.6.按所用燃料或能源分類 固體燃料鍋爐：燃用煤等固體燃料。 液體燃料鍋爐：燃用重油等液體燃料。 氣體燃料鍋爐：燃用天然氣等氣體燃料。 余熱鍋爐：利用冶金、石油化工等工業(yè)的余熱作熱源。 原子能鍋爐：利用核反應堆所釋放熱能作為熱源的蒸汽發(fā)生器。廢料鍋爐：利用垃 圾、樹皮、廢液等作為廢料的鍋爐。 其他能源鍋爐：利用地熱、太陽能等能源的蒸汽發(fā)生器或熱水器。 1.2.7.按排渣方式分類 固態(tài)排渣鍋爐：燃料燃燒后生成的灰渣呈固態(tài)排出，是燃煤鍋爐的主要排渣方式。 液態(tài)排渣鍋爐：燃料燃燒后生成的灰渣呈液態(tài)從渣口流出，在裂化箱的冷卻水中裂化成小 顆粒后排入水溝。 1.2.8.按爐膛煙氣壓力分類 負壓鍋爐：爐膛壓力保持負壓，有送、引風機，是燃煤鍋爐主要型式。微正壓鍋爐： 爐膛壓力大于為25kpa，不需引風機，宜于低氧燃燒。 增壓鍋爐：爐膛壓力大于0.3mpa，用于蒸汽燃氣聯(lián)合循環(huán)。 1.2.9.按汽包布置分類 鍋爐汽包數(shù)一般為一個或兩個，汽包可縱置或橫置?，F(xiàn)代汽包型電站鍋爐都采用單 汽包型式，工業(yè)鍋爐采用單汽包或雙汽包型式。 1.2.10.按爐型分類 鍋爐爐型很多，有倒u型、塔型、箱型、t型、u型、n型、l型、d型、a型等，d型、 a型用于工業(yè)鍋爐，其他爐型一般用于電站鍋爐。 1.2.11.按鍋爐出廠型式分類 鍋爐可作露天、半露天、室內、地下或洞內布置。工業(yè)鍋爐一般采用室內布置，電 站鍋爐主要采用室內半露天或露天布置。 1.2.12.按鍋爐出廠型式分類 可分為快裝鍋爐、組裝鍋爐和散裝鍋爐、小型鍋爐可采用快裝型式，電站鍋爐一般為 組裝或散裝。 1.3. 鍋爐的燃燒方式 1.3.1.層狀燃燒：這種燃燒方式僅用于固體燃料，其特點是燃料的全部燃燒過程主要在爐 箅上進行，用于層狀燃燒的鍋爐，工業(yè)上稱為鏈條爐。 1.3.2.懸浮燃燒：懸浮燃燒是在沒有爐箅只有四個爐墻所組成的高大爐膛內進行燃燒。燃 7 料隨空氣一起運動，燃燒的各個階段均在懸浮狀態(tài)下進行，懸浮燃燒的鍋爐又稱為室燃 爐。這種燃燒方式適用于氣體和液體燃料。固體燃料必須預先將其磨制成一定細度的煤 粉，以保持其與空氣充分混合。 1.3.3.旋風燃燒：空氣和燃料沿切線方向進入旋風燃燒室，在較小的空間內，氣流以 60150m/s的高速形成強大的漩渦流動，并被粘在旋風筒內壁上由已燃燒的煤粉所形成的 熔融灰渣而迅速燃燒。 1.3.4.流化燃燒：被制成具有一定顆粒度的煤粒在爐床上保持一定的煤層厚度，空氣以適 當?shù)乃俣葟牡撞客ㄟ^爐床，將煤粒吹起，使煤粒懸浮于床層上一定高度范圍內進行燃燒。 1.4. 鍋爐的換熱過程 由于溫度不同而引起的物體間或物體內各部分之間熱量傳遞的過程叫熱交換。熱交 換分為兩類：一類是增強傳熱，如鍋爐的省煤器、過熱器等；另一類是削弱傳熱，如爐 墻保溫和主蒸汽管道保溫。 鍋爐受熱面的換熱過程： 1.5. 鍋爐參數(shù)與經濟性指標 1.5.1.鍋爐參數(shù) 鍋爐參數(shù)一般指鍋爐容量、蒸汽壓力、蒸汽溫度和給水溫度。 工業(yè)蒸汽鍋爐的容量用額定蒸發(fā)量表示。額定蒸發(fā)量表明鍋爐在額定蒸汽壓力、蒸 汽溫度、規(guī)定的鍋爐效率和給水溫度下，連續(xù)運行時所必須保證的最大蒸發(fā)量，常以每 小時能產生以噸計的蒸汽量來表示，單位t/h。 熱水鍋爐的容量用額定供量表示，單位為kw(kcal/h)。 8 電站鍋爐的容量也用額定蒸發(fā)量表示，單位為t/h。鍋爐蒸汽壓力和溫度是指過熱器 主汽閥出口處的過熱蒸汽壓力和過熱蒸汽溫度，對于無過熱器的鍋爐，用主汽閥出口處 的飽和蒸汽壓力和溫度表示。壓力的單位為mpa(kpf/cm2)，溫度的單位為k或。鍋爐給 水溫度是指進省煤器的給水溫度，對無省煤器的鍋爐指進鍋爐汽包的水溫，單位為k或。 工業(yè)蒸汽鍋爐的給水溫度為20、60、105三檔。電站鍋爐的給水溫度為（中壓） 150、170、（高壓）215、（亞臨界）260。 1.5.2.鍋爐技術經濟指標 鍋爐的技術經濟指標通常用鍋爐熱效率、鍋爐成本及鍋爐可靠性三項來表示。優(yōu)質 鍋爐應保證熱效率高，成本低及運行可靠。 1.5.3.鍋爐熱效率 鍋爐熱效率是指送入鍋爐的全部熱量中被有效利用的百分數(shù)。現(xiàn)代電站鍋爐的熱效 率都在90%以上。工業(yè)鍋爐的熱效率（包括熱水鍋爐）55%87%。 熱效率是鍋爐的一項重要節(jié)能指標，在工業(yè)鍋爐質量分等標準中有明確規(guī)定， 一等品鍋爐應具有較好的節(jié)能效果，鍋爐熱效率應增加2%。優(yōu)等品鍋爐應有顯著的節(jié)能 效果，其熱效率應增加4%。 1.5.4.鍋爐成本 鍋爐成本一般用成本中的一個重要經濟指標鋼材消耗率表示。鋼材消耗率的定義為 鍋爐單位蒸發(fā)量所用的鋼材重量，單位為t/h。鍋爐參數(shù)、循環(huán)方式、燃料種類及鍋爐部 件結構對鋼材消耗率均有影響。鍋爐蒸汽參數(shù)高、容量小、燃煤、采用自然循環(huán)、采用 管式空氣預熱器及鋼柱構架可使鋼材消耗率增大；參數(shù)低、容量大、采用直流鍋爐、燃 油或燃氣、采用回轉式空氣預熱器及鋼筋混凝土構架可使鋼材消耗率減小。 工業(yè)鍋爐的鋼材消耗率在56噸鋼材t/h左右；電站鍋爐的鋼材消耗率一般在2.55 噸鋼材h/t范圍內。在保證鍋爐安全、可靠、經濟運行的基礎上應合理降低鋼材消耗率， 尤其是耐熱合金鋼材的消耗率。 1.5.5.鍋爐可靠性 鍋爐可靠性常用下列3種指標來衡量。 連續(xù)運行時間=兩次檢修之間的運行時間（用小時表示）。 事故率=%100 事故停用時間運行總時間 事故停用時間 可用率= %100 統(tǒng)計時間總時間 備用總時間運行總時間 目前中國電站鍋爐的較好指示是：連續(xù)運行時間在4000h以上；事故率約為90%。中 9 國電力部要求電站鍋爐的年運行時間6000h。 、蒸發(fā)量：鍋爐蒸發(fā)量又稱鍋爐容量，它是反映鍋爐生產能力大小的基本特征數(shù) 據(jù)。常用符號d表示，單位為t/h。 在大型鍋爐中，鍋爐蒸發(fā)量又分為額定蒸發(fā)量和最大連續(xù)蒸發(fā)量。 1) 額定蒸發(fā)量（becr）是指在額定蒸汽參數(shù)、額定給水溫度、使用設計燃料并保證 熱效率時所規(guī)定的蒸汽量。 2)最大連續(xù)蒸發(fā)量（bmcr）是指在額定蒸汽參數(shù)、額定給水溫度、使用設計燃料， 長期連續(xù)運行時所能達到的最大蒸汽量。 鍋爐蒸汽參數(shù)是說明鍋爐蒸汽規(guī)范的特征數(shù)據(jù)，一般指鍋爐過熱器出口處的蒸汽溫 度和蒸汽壓力（表壓力），分別用符號t、p表示，單位分別為，mpa。 、額定蒸汽壓力：指蒸汽鍋爐在規(guī)定的給水壓力和負荷范圍內，長期連續(xù)運行時 應予保證的蒸汽壓力，單位為mpa。 、額定蒸汽溫度：指蒸汽鍋爐在規(guī)定的負荷范圍、額定蒸汽壓力、額定給水溫度 下長期連續(xù)運行所必須保證的出口蒸汽溫度，單位為。 1.6. 燃料與燃燒 燃料通常是指燃燒時能釋放大量熱量的物質。鍋爐是要耗用大量燃料的動力設備， 鍋爐運行的安全性、經濟性與燃料的性質有密切關系。 1.6.1.燃料的分類 燃料按物態(tài)可分為固體燃料、液體燃料和氣體燃料三種，也可按獲得的方法分為天 然燃料和人工燃料。 1.6.2.燃料(煤)的成分 、燃料的成分可分為七項，碳（c）、氫（h）、氧（o）、硫（s）、氮（n）、 水分（w）、灰分（a）；其中碳、氫和揮發(fā)性硫是燃料的可燃成分，其余都是不可燃成 分。 碳（c）: 碳是燃料中的主要可燃元素，也是煤中最基本的成分，碳含量的大小決定 了燃料發(fā)熱量的高低。 燃料的可燃成分碳化程度越深，即含碳量越高，著火燃燒就越困難。燃料中的含碳 量一般為40%70%。 氫（h）：氫是燃料中發(fā)熱量最高的元素。氫在固體燃料中的含量約為3%5%。 硫（s）：硫是燃料中的有害成分，煤中含硫量一般為1%8%。燃料中一部分硫可 以燃燒發(fā)出熱量，燃燒產物為s02 或so3 氣體，它與凝結的水蒸汽化合成亞硫酸，將導致 鍋爐尾部受熱面發(fā)生腐蝕。 氧（o）：氧是煤中的雜質，氧在各煤種中的含量差別很大，隨著煤化程度提高，氧 的含量逐漸減少。 氮（n）：氮是煤中雜質，含量一般為0.5%2.5%。 水分（w）：水分也是煤中的雜質。煤中的水分分為表面水分（外水分）和固有水分 (內部水分)。 10 各種煤的水分含量差別很大，含量少的僅2%左右，最多的可達50%60%。 灰分（a）：灰分是燃料完全燃燒所形成固有殘留物的統(tǒng)稱，是煤中的主要雜質。煤 中的灰分越高，發(fā)熱量越低。 揮發(fā)分（var）：把失去水分的煤在隔絕空氣的條件下加熱到一定溫度時，其有機物 質會分解成各種氣體成分逸出，稱為揮發(fā)分。 、燃料的各種成分通常采用重量百分數(shù)來表示。把鍋爐在運行時所實際使用的燃 料叫“應用基燃料”，在成分符號的右上角用y表示，所以 cy+hy+oy+ny+sy+ay+wy=100% 1.6.3. 燃料的技術特性 燃料的發(fā)熱量、揮發(fā)分和固定碳的含量是燃料的重要技術特性。 燃料的發(fā)熱量是指1kg應用基燃料完全燃燒時所發(fā)出的熱量，用qy表示，單位是 kj/kg。燃料發(fā)熱量分為高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量，當計入燃料燃燒后水蒸氣凝結成水所 放出來的汽化潛熱時，發(fā)熱量稱為高位發(fā)熱量；不計入這部分熱量時，發(fā)熱量稱為燃料 的低位發(fā)熱量。電廠鍋爐所能利用的就是低位發(fā)熱量，因為排煙溫度遠遠大于煙氣中水 蒸氣的凝結溫度。 不同燃料的發(fā)熱量相差很大，為了便于比較，通常把發(fā)熱量不同的燃料折算成具有 同一發(fā)熱量的“標準燃料”。世界各國把標準燃料的低位熱量統(tǒng)一規(guī)定為7000kcal/kg,也就 是 29308kj/kg。 固體燃料在與空氣隔絕的情況下加熱至850，則水分首先被蒸發(fā)出來，繼續(xù)加熱就 會從燃料中逸出一部分氣態(tài)物質，其中包括，碳氫化合物、氫、氧、氮、揮發(fā)性硫和一 氧化碳等氣體。這些氣態(tài)物質稱為揮發(fā)分，用vr%表示。水分和揮發(fā)分逸出后殘留下來的 固體物質稱作焦炭。焦炭中的主要成分是能夠燃燒的固定碳和燃燒殘余物灰分。 1.6.4.燃燒的基本理論 所謂燃燒，是指燃料中的可燃物質和空氣中的氧進行劇烈化合，放出大量熱量的化 學反應過程，常伴隨著發(fā)光過程，即所謂的“火”。 1.6.4.1.煤粉燃燒的條件 煤粉在爐內的燃燒，既要燃燒穩(wěn)定，又要有較高的效率，要做到燃燒迅速而完全， 必須具備以下條件： 足夠高的爐膛溫度 適當?shù)目諝?煤粉與空氣的良好混合 足夠的燃燒時間 1.6.4.2.燃料的燃燒過程 燃燒過程可以分為三個階段。 a. 預熱階段：包括燃料的預熱、烘干和揮發(fā)分的分解逸出。這一階段的特點是燃料 只從爐膛中吸取熱量，并未開始燃燒，故不需要供給空氣。 b. 燃燒階段：當燃料因受熱而溫度不斷升高時，逸出的揮發(fā)分首先著火燃燒 ，待 11 揮發(fā)分將要燃盡時，大量焦炭便開始燃燒。這一階段的特點是燃料中的可燃成分與氧在 高溫下進行劇烈的燃燒反應，放出大量的熱量。因此，這時需要既集中又迅速的供給足 夠數(shù)量的空氣，并使空氣與燃料均勻混合，保證燃燒進行的迅速、強烈和完全。 c. 燃盡階段：這一階段灰分占多數(shù)，可燃物很少，因此所需要的空氣量也較少。 綜上所述，為使燃料在爐內燃燒得好，必須具備下列四個條件： 保持做夠高的爐膛溫度； 供給適量的空氣； 保證空氣與燃料能很好的接觸和混合； 保證燃燒足夠需要的時間并提供一定的空間環(huán)境。 1.6.4.3.煤粉氣流的燃燒及強化措施 1）煤粉氣流的著火：煤粉氣流最好能在離開噴然器200300mm處著火，最多不要 超過500mm。著火太遲，會使火焰中心上移，使爐膛上部結渣，過熱蒸汽溫度偏高，不 完全燃燒損失增加；著火太早，會使燃燒器燒損或使噴燃器周圍結焦。 煤粉氣流著火的熱源來自兩方面：一方面是卷吸爐膛高溫煙氣而產生的對流換熱。 另一方面是爐內高溫火焰的輻射換熱。兩者前者是主要的。通過這兩種換熱，使進入爐 膛的煤粉氣流的溫度迅速提高，當溫度上升到某一數(shù)值時，煤粉開始燃燒，把煤粉開始 燃燒這一溫度稱為著火溫度。 煤粉在不同條件下的著火溫度是不同的。煤粉氣流的著火溫度主要與三個因素有關。 a.一般說來，煤的揮發(fā)份越低，則著火溫度越高，即越不容易著火。褐煤的著火溫度 約為400500左右；煙煤為500600左右；貧煤和無煙煤為700800 b.煤粉細度r90 越大，即煤粉越粗，著火溫度越高。 c.煤粉氣流的流動結構對著火溫度也有影響，煤粉氣流在紊流和層流條件下的著火溫 度是有區(qū)別的。