火力發(fā)電廠鍋爐知識講座

1、2013-6-8 鍋爐基本概念及作用鍋爐基本概念及作用 n鍋爐（Boiler）是指利用燃料的燃燒熱能或其 他熱能加熱給水（或其他工質）以生產(chǎn)規(guī)定參 數(shù)和品質的蒸汽、熱水（或其他工質、或其他 工質蒸汽）的機械設備。用以發(fā)電的鍋爐稱電 站鍋爐或電廠鍋爐，又泛稱為蒸汽發(fā)生器 （Steam Generator）。 n電站鍋爐中的“鍋”指的是工質流經(jīng)的各個受 熱面，一般包括省煤器、水冷壁、過熱器及再 熱器等以及通流分離器件如聯(lián)箱、汽包（汽水 分離器）等；“爐”一般指的是燃料的燃燒場 所以及煙氣通道，如爐膛、水平煙道及尾部煙 道等。 鍋爐一般工作原理及基本技術指標鍋爐一般工作原理及基本技術指標 n壓力：物

2、體單位面積上所受的壓力強度，SI 單位為Pa(帕) n1Pa=1N/m 1MPa=106Pa 鍋爐運行常用“表壓力”，即鍋爐壓力表所顯示的壓力。 絕對壓力MPa表壓力MPa0.1MPa (大氣壓力) 鍋爐一般工作原理及基本技術指標鍋爐一般工作原理及基本技術指標 額定溫度、額定壓力：鍋爐設計規(guī)定的生產(chǎn)溫度 或壓力。 額定蒸發(fā)量：鍋爐額定參數(shù)下每小時生產(chǎn)的水蒸 氣的質量。 額定熱負荷：鍋爐額定參數(shù)下每小時通過生產(chǎn)的 熱水所提供熱量。一般用兆瓦，即 MW 表示. 鍋爐的分類鍋爐的分類 n1、鍋爐按照循環(huán)方式可分為自然循環(huán)鍋 爐、控制循環(huán)鍋爐和直流鍋爐。 n2、鍋爐按照蒸汽參數(shù)分為低壓鍋爐（出 口蒸汽

3、壓力2.45MPa）、中壓鍋爐 （2.944.90 MPa）、高壓鍋爐（7.8 10.8 MPa）、超高壓鍋爐（11.814.7 MPa）、亞臨界壓力鍋爐（15.719.6 MPa）、超臨界壓力鍋爐（22.1 MPa） 和超超臨界壓力鍋爐（27 MPa）。 n 鍋爐分類鍋爐分類 n3、鍋爐按燃燒方式可分為層式燃燒鍋爐、懸 浮燃燒鍋爐、旋風燃燒鍋爐和循環(huán)流化床鍋爐。 對懸浮燃燒煤粉爐，按燃燒器可以分直流燃燒 器和旋流燃燒器兩種；按燃燒方式組織的不同， 又分四角（八角）切圓和前后墻對沖兩種。常 見的火焰型式有切向、墻式及對沖、U型、W 型等數(shù)種。 n4、鍋爐按使用燃料可分為燃煤鍋爐、燃油鍋 爐、燃

4、氣鍋爐及燃用其他燃料（如油頁巖、垃 圾、沼氣等）鍋爐。 鍋爐銘牌參數(shù)鍋爐銘牌參數(shù) n某公司制造的最大連續(xù)蒸發(fā)量670t/h，介質出口壓力為13.7MPa的 電站鍋爐，設計燃料為煤的鍋爐，第三次變型設計，其型號為： -1025 / 18.3-M003 nxx-鍋爐制造工廠（公司）代號，由若干字母表示 n1025/18.3爐額定蒸發(fā)量（或最大連續(xù)蒸發(fā)量），用阿拉伯數(shù)字表 示，單位：t/h；鍋爐額定介質出口壓力，用阿拉伯數(shù)字表示，單 位：MPa。 nM鍋爐設計燃料代號， n 燃“煤”爐 用“M”表示； 燃“油”爐 用“Y”表示； n 燃“氣”爐 用“Q”表示 燃其它燃料爐 用“T”表示。 鍋爐的組成

5、鍋爐的組成 n 鍋爐是火力發(fā)電廠的三大主機之一，它的作用是使燃 料在爐膛中燃燒成很高溫度的煙氣，煙氣從水管外面 流通時，把大部分的熱量傳遞給管內的水，使之成為 飽和蒸氣，然后繼續(xù)過熱成具有一定壓力和溫度的過 熱蒸汽，通過主蒸汽管道送入汽輪機。 n 鍋爐有兩個主要系統(tǒng)，一個是汽水系統(tǒng)，另一個是風煙系統(tǒng)。 n 汽水系統(tǒng)由省煤器、汽包、下降管、水冷壁、過熱器 等設備組成。它的任務是使水吸收蒸發(fā)，最后成為具 有一定參數(shù)的過熱蒸汽。 n 燃燒系統(tǒng)由燃燒器、爐膛、煙道及空氣預熱器等組成 。 直流鍋爐的特點直流鍋爐的特點 n直流鍋爐沒有汽包，工質依靠給水泵的壓頭一次通過預熱、蒸發(fā) 過熱面而變成過熱蒸汽，即循

6、環(huán)倍率為1。如果在直流鍋爐的啟動如果在直流鍋爐的啟動 回路中加入循環(huán)泵，則可以形成復合循環(huán)鍋爐。沒有循環(huán)泵則為回路中加入循環(huán)泵，則可以形成復合循環(huán)鍋爐。沒有循環(huán)泵則為 純直流超臨界鍋爐。工作原理圖如下： n給水泵給水泵省煤器省煤器水冷壁水冷壁過熱器過熱器 n超臨界機組的過熱器出口主蒸汽壓力超過22.129Mpa。目前運行的 超臨界機組運行壓力均為24Mpa25Mpa。水的臨界點在相圖上是 飽和水線和飽和汽線的轉化點。隨著壓力的升高，飽和水轉化成 飽和蒸汽所需要的汽化潛熱逐漸減少，理論上認為,在水的狀態(tài)參 數(shù)達到臨界點時(22.129MPa，374.15)，飽和水瞬間就可以完成 向飽和蒸汽的轉化

7、，水的汽相和液相之間的性質無差別。 鍋爐系統(tǒng)的組成鍋爐系統(tǒng)的組成 鍋爐系統(tǒng)鍋爐系統(tǒng) 鍋爐系統(tǒng)包括燃油系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、制 粉系統(tǒng)、風煙系統(tǒng)、消防水系統(tǒng)、吹灰 系統(tǒng)、壓縮空氣體統(tǒng)、鍋爐疏放水系統(tǒng)、 報警監(jiān)視裝置等。 鍋爐本體鍋爐本體 該鍋爐為超臨界參數(shù)該鍋爐為超臨界參數(shù) 變壓直流本生型鍋爐，變壓直流本生型鍋爐， 一次再熱，前后墻對一次再熱，前后墻對 沖燃燒單爐膛，尾部沖燃燒單爐膛，尾部 雙煙道結構，采用擋雙煙道結構，采用擋 板調節(jié)再熱汽溫，固板調節(jié)再熱汽溫，固 態(tài)排渣，全鋼構架，態(tài)排渣，全鋼構架， 全懸吊結構，平衡通全懸吊結構，平衡通 風，露天布置。風，露天布置。 汽水流程圖汽水流程圖 n 給水由

8、爐前右側進入省 煤器，流經(jīng)省煤器后， 進入螺旋水冷壁、過度 段、垂直水冷壁然后進 入汽水分離器進行汽水 分離，從分離器分離出 來的水進入貯水罐排往 冷凝器，蒸汽則依次經(jīng) 頂棚管、后豎井/水平煙 道包墻、低溫過熱器、 屏式過熱器和高溫過熱 器。再熱器由位于后豎 井前煙道的低溫再熱器 和水平煙道內的高溫再 熱器組成。 直流鍋爐爐本體形式直流鍋爐爐本體形式 n1、鍋爐啟動系統(tǒng)為內置式啟動系統(tǒng)，包括二個啟動分離器，一個貯 水箱。在正常運行中分離器不與系統(tǒng)隔離，作為系統(tǒng)流程的一個部件。 n2、省煤器位于后豎井后煙道內低溫過熱器的下方,沿煙道寬度方向順 列布置.給水從爐右側直接進入省煤器進口集箱,經(jīng)省煤器

9、蛇形管,進入省煤 器出口集箱,從爐右側通過一根下降管引入螺旋水冷壁。 n3、過熱器由頂棚過熱器、包墻過熱器、低溫過熱器、屏式過熱器及 高溫過熱器組成，頂棚過熱器布置在爐膛及水平煙道頂部。包墻過熱器 布置在尾部煙道頂部、前后墻、側墻及中間隔墻。低溫過熱器布置在尾 部雙煙道的后部煙道中。屏式過熱器布置在爐膛上部。高溫過熱器布置 在折焰角上部的水平煙道中。過熱器減溫水分為兩級，每級兩只，一級 布置在屏式過熱器入口集箱處，二級布置在屏式過熱器出口集箱與高溫 過熱器入口集箱的連接管道上。 n再熱器分為低溫再熱器和高溫再熱器，低溫再熱器布置在尾部雙煙 道的前部煙道中，高溫再熱器布置在水平煙道中。 n過熱汽

10、溫采用噴水減溫，布置有兩級，兩側可以分別調節(jié)。再熱汽 溫以煙氣擋板調節(jié)為主，同時在低溫再熱器出口管道上布置再熱器事故 噴水減溫器作為輔助調節(jié)手段。非正常情況下可采用事故噴水調節(jié)再熱 汽溫。 汽水總貌汽水總貌 風煙系統(tǒng)風煙系統(tǒng) n一次風系統(tǒng)作用： 一次風的作用主要是干燥和輸送煤粉，包括制粉系統(tǒng)的干 燥通風量和磨煤通風量。干燥通風量的作用是向入爐原 煤提供熱量，完成煤炭在磨制過程中的干燥作用、維持 磨煤機出口溫度的所對應煤量下所需的通風量。 n一次風流程： 一次風在一次風機的作用下從大氣吸入，經(jīng)過一次風機增 壓后分成兩路，一路經(jīng)過空預器加熱成熱風，作為熱一 次風，另一路作為冷一次風。冷、熱一次風經(jīng)

11、過位于磨 煤機進口的冷、熱風調節(jié)擋板的調節(jié)，以一定的流量和 溫度進入磨煤機，干燥和輸送磨煤機內的煤粉，使其以 穩(wěn)定的溫度和速度進入爐膛燃燒。 風煙流程風煙流程 n二次風系統(tǒng)作用： n二次風系統(tǒng)主要是向爐膛供應煤粉燃燒所需要的空氣 ，同時在爐膛中擾動燃燒的煤粉氣流，強化燃燒。 n二次風流程： 送分機從大氣吸風，升壓后將二次風送往空氣預熱器加 熱，加熱后的熱二次風直接送往各燃燒器，進入爐膛 使煤粉完全燃燒。 風煙系統(tǒng)風煙系統(tǒng) n煙氣系統(tǒng) n煙氣系統(tǒng)的功能是引（吸）風機抽出爐 膛中的煙氣，將經(jīng)過尾部受熱面、空氣 預熱器、除塵器的煙氣送往煙氣脫硫系 統(tǒng)，再經(jīng)過煙囪向大氣排放。 風煙系統(tǒng)風煙系統(tǒng) n密封

12、風系統(tǒng) n從冷一次風母管上另外引出一路經(jīng)過密封風機 升壓后作為磨煤機、磨煤機出口門、磨煤機冷 熱風隔離門、給煤機的密封風。 n如果鍋爐采用正壓直吹式，密封風設計的目的 主要就是防止煤粉或熱一次風從磨煤機的磨碗 、磨輥、給煤機、一次風門擋板等不嚴密處泄 漏出來，并且使磨煤機、給煤機轉動部件不被 煤粉損壞。 直流鍋爐的控制直流鍋爐的控制 n主汽溫調節(jié)的主要方式是調節(jié)燃料量與給水量之比， 輔助手段是噴水減溫或煙氣側調節(jié)。由于沒有固定的 汽水份界面，隨著給水流量和燃料量的變化，受熱面 的省煤段、蒸發(fā)段和過熱段長度發(fā)生變化，汽溫隨著 發(fā)生變化，汽溫調節(jié)比較困難。 n再熱汽溫調節(jié)主要采用分隔煙道的煙氣擋板

13、作為主調 節(jié)手段。緊急狀態(tài)下采用噴水調節(jié)。 n增負荷時，先增加風量，后增加給煤量。減負荷時， 先減給煤量，后減風量，其幅度不宜過大，盡量使同 層煤粉量一致。負荷變化幅度大時，調給煤量不滿足 要求時，采用啟、停磨煤機的辦法。 直流鍋爐需要重點監(jiān)視、調整的參數(shù)直流鍋爐需要重點監(jiān)視、調整的參數(shù) n1、鍋爐負荷 n2、主、再熱蒸汽溫度，汽壓 n3、過熱度（將干飽和蒸汽繼續(xù)定壓加熱，蒸汽溫度就要上升，而 超過飽和溫度 ，其超過的溫度叫過熱度。） n4、負壓 n5、水煤比 n6、儲水罐水位高度 n7、蒸發(fā)量和主給水流量 n8、排煙溫度、風量、氧量、煤量等等。 風煙系統(tǒng)風煙系統(tǒng) n火焰檢測冷卻風系統(tǒng) n設置

14、火檢冷卻風機向爐膛火焰檢測探頭 提供冷卻風和清掃風。用來冷卻探頭及 清掃探頭上的飛灰、爐渣等。 風煙系統(tǒng)流程風煙系統(tǒng)流程 制粉系統(tǒng)分類制粉系統(tǒng)分類 n直吹式系統(tǒng) 經(jīng)磨煤機磨制成的煤粉全部直接送入爐膛燃燒的 系統(tǒng)。 n中間儲倉式系統(tǒng) 將磨好的煤粉先儲存在煤粉倉中，然后再從煤粉 倉中根據(jù)鍋爐負荷的需要經(jīng)給粉機送入爐膛燃 燒的系統(tǒng)。 直吹式制粉系統(tǒng)直吹式制粉系統(tǒng) n根據(jù)一次風機（排粉機）安裝位置的不同，即磨煤機 工作壓力的不同，可分為正壓直吹式系統(tǒng)和負壓直吹 式系統(tǒng)。 n1、負壓直吹式 n按制粉系統(tǒng)的工作流程，排粉機在磨煤機之后，整個系統(tǒng)處于負 壓下工作，稱為負壓直吹式系統(tǒng)。 n優(yōu)點： n負壓直吹式

15、系統(tǒng)中磨煤機處于負壓狀態(tài)，不會向外噴粉，所以工作環(huán)境較干凈。 n缺點：缺點： n1.燃燒所需的全部煤粉通過排粉機，使排粉機葉片磨損嚴重，從而降低排粉機效率，增加運燃燒所需的全部煤粉通過排粉機，使排粉機葉片磨損嚴重，從而降低排粉機效率，增加運 行電耗；行電耗； n2.常更換葉片使運行費用增加，系統(tǒng)工作可靠性降低，維修工作量大。常更換葉片使運行費用增加，系統(tǒng)工作可靠性降低，維修工作量大。 n3.負壓負壓 的漏風量大，為了維持一定的爐膛過量的空氣系數(shù)，需要減少流經(jīng)空氣預熱器的空氣的漏風量大，為了維持一定的爐膛過量的空氣系數(shù)，需要減少流經(jīng)空氣預熱器的空氣 量量. 直吹式制粉系統(tǒng)直吹式制粉系統(tǒng) n正壓直

16、吹式制粉系統(tǒng) n排粉機裝在磨煤機之前或空氣預熱器之前時， 制粉系統(tǒng)處于正壓下工作，稱為正壓系統(tǒng)，由 于系統(tǒng)處于正壓，外界空氣不會漏入，鍋爐運 行經(jīng)濟性高，同時不存在排粉機磨損問題。這 種系統(tǒng)對磨煤機及管道嚴密性要求高，否則向 外冒粉。 中速磨和雙進雙出磨的比較中速磨和雙進雙出磨的比較 n雙進雙出鋼球磨煤機的特點十分顯著，主要有： n1）連續(xù)作業(yè)率高連續(xù)作業(yè)率高，運行維護工作很少，不需設備用磨煤機； n2）此型式的磨煤機，其易損件鋼球能實現(xiàn)不停機加球； n3）其螺旋推進器葉片一般壽命為23年，筒體襯板壽命68年，螺旋葉片和筒體襯板的更換 可跟隨鍋爐檢修時進行，磨煤機檢修維護費很低檢修維護費很低；

17、 n4）在寬負荷范圍內，響應速度快響應速度快。磨機儲存煤量大，磨煤機出力靠一次風量調整，使磨機響 應鍋爐負荷速度快； n5）風煤比低。風煤比低是磨機本身結構所決定的。風煤比低使煤粉在一次風中濃度提高，加 上低負荷時細度增加，有利于鍋爐低負荷時穩(wěn)燃，降低燃油耗量有利于鍋爐低負荷時穩(wěn)燃，降低燃油耗量； n6）出力和細度穩(wěn)定出力和細度穩(wěn)定。出力的調節(jié)是由一次風量決定的。一次風量不變，出力就穩(wěn)定。出力的 控制與磨煤機內的煤位控制是相互獨立的，不會因出力的增加影響磨機內的煤量。煤粉細度 通常是由磨機的鋼球量決定的，只要鋼球量不變，細度是穩(wěn)定的； n7） 煤種適用范圍廣煤種適用范圍廣，不易受異物影響。適用

18、各種煤質，對堅硬和高磨蝕性燃料，可通過改善 受損件（襯板、鋼球）材料來滿足使用壽命要求； n8）靈活性大靈活性大。雙進雙出鋼球磨煤機可根據(jù)鍋爐負荷要求，實現(xiàn)雙進雙出、單進雙出或半磨運 行三種工況，在實際應用中給用戶帶來很大的方便； n9）可用率高。可用率高。在出現(xiàn)單側堵煤或一臺給煤機故障停機時，雙進雙出鋼球磨煤機可單側進煤而 出力下降較小，且筒體內煤粉存量很大，可維持15分鐘鍋爐煤粉需求。因此雙進雙出磨煤機 的可用率很高，F(xiàn)W公司提供的資料稱可高達99.28%； n10）磨煤機的電耗比中速磨電耗高電耗比中速磨電耗高，故運行費用較高。 中速磨和雙進雙出磨的比較中速磨和雙進雙出磨的比較 n1）磨煤

19、機采用變加載。磨煤機的出力大小可自動、隨時隨地進行調整。機組調峰 時，避免磨煤機的頻繁啟動，運行操作方便。利于延長耐磨件壽命，可節(jié)能20% n2）運行可靠性相對于鋼球磨煤機較差，運行維護工作量較多，需設 備用磨煤機 n3）傳動裝置采用行星齒輪減速機。此減速機具有體積小、重量輕、承載能力大、 效率高、工作平穩(wěn)等特點；磨輥與磨碗襯板無直接金屬接觸，可空載啟停，啟動 力矩小，停機時磨碗中的存煤便于清除干凈； n5）磨煤機的出力由給煤機和一次風量控制，對鍋爐負荷響應速度較慢； n6）風煤比較高，低負荷時煤粉細度不宜控制，對鍋爐穩(wěn)燃不利。滿負荷時風煤比 在2左右，低負荷時，風煤比更高。另外風煤比高，使一次風系統(tǒng)阻力加大，增加 了一次風機的能耗； n7