鍋爐基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)PPT課件

1、鍋爐的基本原理鍋爐的基本構(gòu)造什么是鍋爐？定義鍋爐是一種生產(chǎn)蒸汽或熱 水的換熱設(shè)備第1頁/共62頁按功能分為兩個(gè)部分：爐通過燃燒煤、油、氣及其他燃料，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能鍋將燃料燃燒釋放出的熱能通過各種傳熱方式，傳遞給水使之升溫、汽化、過熱以產(chǎn)生所需要的蒸汽，或加熱所需要的高溫?zé)崴?頁/共62頁形象理解鍋：用來裝要被加熱的水(或其它介質(zhì))的容器；爐：加熱鍋的裝置。鍋爐鍋爐第3頁/共62頁按結(jié)構(gòu)分類按結(jié)構(gòu)分類火管鍋爐火管鍋爐煙氣在火管內(nèi)流過，一般為小容量、低參數(shù)鍋爐，熱效率較低，但結(jié)構(gòu)簡單，水質(zhì)要求低，運(yùn)行維修方便。水管鍋爐水管鍋爐汽水在管內(nèi)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)

2、鍋爐。電站鍋爐一般均為水管鍋爐，熱效率較高，但對(duì)水質(zhì)和運(yùn)行水平的要求也較高。第4頁/共62頁循環(huán)方式循環(huán)方式自然循環(huán)鍋筒鍋爐強(qiáng)制循環(huán)鍋筒鍋爐低倍率循環(huán)鍋爐直流鍋爐復(fù)合循環(huán)鍋爐 利用下降管和上升管中工質(zhì)密度差產(chǎn)生工質(zhì)循環(huán)利用循環(huán)回路中的工質(zhì)密度差和循環(huán)泵壓頭具有汽水分離器和循環(huán)泵給水靠水泵壓頭一次通過受熱面產(chǎn)生蒸汽具有再循環(huán)泵第5頁/共62頁鍋爐出口工質(zhì)壓力分類鍋爐出口工質(zhì)壓力分類壓力類別蒸汽壓力壓力類別蒸汽壓力常壓鍋爐常壓鍋爐零零高壓鍋爐高壓鍋爐9.8 MPa 微壓鍋爐微壓鍋爐表壓為幾個(gè)表壓為幾個(gè)mm水柱水柱超高壓鍋爐超高壓鍋爐13.73 MPa 低壓鍋爐低壓鍋爐小于小于1.275MPa 亞臨

3、界壓力鍋亞臨界壓力鍋爐爐16.67MPa中壓鍋爐中壓鍋爐3.825 MPa 超臨界壓力鍋超臨界壓力鍋爐爐大于大于22.13MPa第6頁/共62頁燃燒方式燃燒方式火床燃燒鍋爐火室燃燒鍋爐沸騰爐主要用于工業(yè)鍋爐，固定爐排爐、活動(dòng)手搖爐排爐、倒轉(zhuǎn)爐排拋煤機(jī)爐等主要用于電站鍋爐，燃用液體燃料、氣體燃料和煤粉的鍋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第7頁/共62頁鍋爐按所用燃料及能源鍋爐按所用燃料及能源所用燃料能源固體燃料鍋爐原子能鍋爐液體燃料鍋爐余熱鍋爐氣體燃料鍋爐其他能源鍋爐廢料鍋爐第8頁/共62頁排渣方式排渣方式爐膛煙氣壓力爐膛煙氣壓力固態(tài)排渣鍋爐 液態(tài)排渣鍋爐 負(fù)壓鍋

4、爐微正壓鍋爐增壓鍋爐第9頁/共62頁蒸汽鍋爐的主要參數(shù)為：鍋爐參數(shù)（1）蒸發(fā)量（即鍋爐容量），）蒸發(fā)量（即鍋爐容量），t/h， kg/s（2）出口蒸汽壓力）出口蒸汽壓力, MPa（3）出口蒸汽溫度，）出口蒸汽溫度， （4）給水溫度，）給水溫度， 第10頁/共62頁熱水鍋爐鍋爐參數(shù)（1）熱功率，MW（2）出口熱水壓力， MPa（3）出口熱水溫度， （4）給水溫度（回水溫度）， 第11頁/共62頁 鍋爐在確保安全的前提下長期連續(xù)運(yùn)行、每小時(shí)所產(chǎn)生蒸汽的數(shù)量，稱為這臺(tái)鍋爐的蒸發(fā)量。蒸發(fā)量又稱為“出力”或“容量”，一般用符號(hào)“D”來表示，常用的單位為th。 鍋爐蒸發(fā)量可分為額定蒸發(fā)量，經(jīng)濟(jì)蒸發(fā)量和最大

5、蒸發(fā)量三種。蒸發(fā)量第12頁/共62頁 額定蒸發(fā)量 指鍋爐在額定壓力，蒸汽溫度、額定給水溫度下，使用設(shè)計(jì)燃料和保證設(shè)計(jì)效率的條件下連續(xù)運(yùn)行所應(yīng)達(dá)到的每小時(shí)蒸發(fā)量。 經(jīng)濟(jì)蒸發(fā)量 指在保證安全的前提下，鍋爐連續(xù)運(yùn)行，熱效率最高時(shí)的蒸發(fā)量。 鍋爐最大蒸發(fā)量（MCR） 指在規(guī)定的工作壓力下或低于工作壓力下，連續(xù)運(yùn)行，不考慮其經(jīng)濟(jì)效果，每小時(shí)能產(chǎn)生的最大蒸發(fā)量。第13頁/共62頁 熱水鍋爐的出力是指鍋爐在確保安全的前提下長期連續(xù)運(yùn)行，每小時(shí)輸出熱水的有效供熱量，稱為鍋爐的額定供熱量。熱水鍋爐的額定供熱量用熱功率表示，其單位為“MW”熱水鍋爐供熱量熱水鍋爐供熱量第14頁/共62頁 蒸汽鍋爐的額定蒸汽溫度是指

6、鍋爐輸出蒸汽的最高工作溫度。對(duì)于小型鍋爐，其蒸汽溫度是指該鍋爐工作壓力下的飽和蒸汽溫度。對(duì)于有過熱器的鍋爐，其蒸汽溫度是指過熱器后主汽閥出口處的過熱蒸汽溫度。 熱水鍋爐的額定熱水溫度是指鍋爐輸出熱水的最高工作溫度。蒸汽溫度蒸汽溫度第15頁/共62頁熱水鍋爐型號(hào)表示方法熱水鍋爐型號(hào)表示方法第16頁/共62頁QXW2.8-0.7/95/70-A2第二次設(shè)計(jì)強(qiáng)制循環(huán)式往復(fù)爐排熱水鍋爐額定供熱量2.8MW額定工作壓力0.7MPa額定出水溫度95額定進(jìn)水溫度70燃用煙煤第17頁/共62頁電站鍋爐表示方法電站鍋爐表示方法第18頁/共62頁HG-670/13.72-M 哈爾濱鍋爐廠 蒸汽量為670t/h 蒸

7、汽壓力為13.72MPa燃煤第19頁/共62頁鍋爐的具體組成( (爐內(nèi)、鍋內(nèi)) )爐爐煤、空氣、煙煤、空氣、煙燃料系燃料系統(tǒng)統(tǒng)燃燒系燃燒系統(tǒng)統(tǒng)風(fēng)煙系風(fēng)煙系統(tǒng)統(tǒng)鍋鍋水、汽水、汽汽水系統(tǒng)汽水系統(tǒng)第20頁/共62頁鍋爐的組成：鍋爐本體（主要部件）爐膛燃燒設(shè)備鍋筒水冷壁過熱器再熱器省煤器空氣預(yù)熱器爐墻構(gòu)架鍋爐輔助設(shè)備燃料供應(yīng)設(shè)備磨煤及制粉設(shè)備送風(fēng)設(shè)備引風(fēng)設(shè)備給水加藥設(shè)備除灰除渣設(shè)備除塵設(shè)備自動(dòng)控制設(shè)備第21頁/共62頁第22頁/共62頁鍋筒： 鍋筒的作用是匯集、儲(chǔ)存、凈化蒸汽和補(bǔ)充給水。熱水鍋爐鍋筒內(nèi)是熱水，而蒸汽鍋爐鍋筒裝的是熱水與蒸汽之混合物。單鍋筒的蒸汽鍋爐，鍋筒的下半部是熱水，鍋筒的上半部為蒸

8、汽空間；雙鍋筒的蒸汽鍋爐，下鍋筒全部是熱水，上鍋筒的下半部為熱水，上半部為蒸汽空間，蒸汽與熱水分界的位置叫水位線。第23頁/共62頁水冷壁：水冷壁是布置在水管鍋爐爐膛四周的輻射受熱面。它是鍋爐的主要受熱面，有些水冷壁管兩側(cè)焊有或帶有翼片。翼片增大了對(duì)爐墻的遮擋面積，可以更多接受爐膛輻射熱量，提高鍋爐產(chǎn)氣量，降低爐膛內(nèi)壁的溫度，保護(hù)爐墻，防止?fàn)t墻結(jié)渣。對(duì)流管束：對(duì)流管束是鍋爐的對(duì)流受熱面。它的作用是吸收高溫?zé)煔獾臒崃?，增加鍋爐受熱面，對(duì)流管束吸熱情況，與煙氣流速、管束排列方式、煙氣沖刷的方式都有關(guān)。第24頁/共62頁下降管： 下降管的作用是把鍋筒里的水輸送到下集箱，使受熱管束有足夠的循環(huán)水量，以

9、保證可靠運(yùn)行。下降管必須采取絕熱措施。集箱： 集箱也稱聯(lián)箱，它的作用是匯集、分配鍋水，保證各受熱面管束可靠的供水或匯集各管束的水或汽水混合物。集箱按其布置位置有上集箱、下集箱、左集箱、右集箱之分。第25頁/共62頁過熱器：過熱器是過路的輔助受熱面，它的作用是壓力不變的情況下，從鍋筒中引出飽和蒸汽，再經(jīng)加熱，使飽和蒸汽整的水分蒸發(fā)并使蒸汽溫度升高，提高蒸汽品質(zhì)，成為過熱蒸汽。省煤器：省煤器是布置在鍋爐尾部煙道內(nèi)，利用排煙余熱來提高給水溫度的熱交換器，作用是提高給水溫度，減少排煙損失，提高鍋爐熱效率。一般來說，省煤器出口水溫升高1，鍋爐排煙溫度平均降低2-3 ，給水溫度升高6-7，省煤1%，一般加

10、裝省煤器的鍋爐，可節(jié)約煤5%-10%。第26頁/共62頁附件儀表 為保證鍋爐的正常安全運(yùn)行，鍋爐上需裝置安全閥（包括水封式安全裝置）、壓力表、水位表（包括雙色水位計(jì)、高低水位報(bào)警器、低地位水位計(jì)）、低水位連鎖保護(hù)裝置、溫度儀表、超溫報(bào)警器、流量儀表、排污裝置、防爆門、常有閥門以及自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置等。第27頁/共62頁安全閥 安全閥是一種自動(dòng)泄壓報(bào)警裝置。它的主要作用是：當(dāng)蒸氣鍋爐壓力超過允許的數(shù)值時(shí)，能自動(dòng)開啟排氣泄壓，同時(shí)能發(fā)出聲響警報(bào)，警告思路人員，以便采取必要措施，降低鍋爐壓力。當(dāng)鍋爐壓力降到允許值后，安全閥又能自動(dòng)關(guān)閉，從而使鍋爐在允許的壓力范圍內(nèi)安全的運(yùn)行，防止鍋爐因超壓而引起爆炸。第2

11、8頁/共62頁壓力表 壓力表是一種測量壓力大小的儀表，可用來測量鍋爐內(nèi)實(shí)際壓力值，壓力表指針的變化可以反映燃燒及法和的變化，司爐人員根據(jù)家里表的指標(biāo)數(shù)值來調(diào)節(jié)燃燒，使之適應(yīng)外界負(fù)荷的變化，將鍋爐壓力控制在允許的范圍內(nèi)，達(dá)到安全運(yùn)行的目的。第29頁/共62頁水位表 水位表是一種反映液位的測量儀表，用來指示鍋爐內(nèi)水位的高低，可協(xié)助司爐人員監(jiān)視鍋爐水位的動(dòng)態(tài)，以便控制鍋爐水位在正常范圍內(nèi)。因此，水位表也是蒸汽鍋爐的主要安全附件之一。 理論上講水位表上顯示的水位也就是鍋筒內(nèi)的實(shí)際水位。第30頁/共62頁溫度測量儀表 溫度是熱力系統(tǒng)的重要狀態(tài)參數(shù)之一。在鍋爐和鍋爐房熱力系統(tǒng)中，給水、蒸汽和煙氣等介質(zhì)的熱

12、力狀態(tài)是否正常，風(fēng)機(jī)和水泵的等設(shè)備軸承的運(yùn)行情況是否良好，都依靠對(duì)溫度來進(jìn)行監(jiān)視。 常用的溫度測量儀表有玻璃溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)（30-500）、熱電偶溫度計(jì)（1600）和光學(xué)高溫計(jì)等多種形式。第31頁/共62頁鍋爐的工作原理 鍋爐運(yùn)行時(shí)，燃料中的可燃物質(zhì)在適當(dāng)溫度下，與通風(fēng)系統(tǒng)輸送給爐膛內(nèi)的空氣混合燃燒，釋放出熱量，通過各受熱面?zhèn)鬟f給鍋水，水溫不斷升高，產(chǎn)生汽化，這時(shí)為飽和蒸汽，經(jīng)過汽水分離進(jìn)入主汽閥輸出使用。如果對(duì)蒸汽品質(zhì)要求較高，可將飽和蒸汽進(jìn)入過熱器中再進(jìn)行加熱，成為過熱蒸汽輸出使用。第32頁/共62頁第33頁/共62頁鍋爐傳熱的三種形式 熱輻射：是指高溫物體直接以波的形式將熱量向四周

13、散發(fā)給低溫物體，而物體之間可以不接觸，也可以不依靠流體流動(dòng)的傳熱過程。與溫度的四次方成正比 熱對(duì)流是指靠液體或氣體流動(dòng)，將熱量由一處傳到另一處的傳熱過程。在鍋爐內(nèi)，熱水上升，冷水下降，形成循環(huán)，直到將水加熱到需要的溫度為止。 熱傳導(dǎo)是指同一物體內(nèi)不同溫度的部分或兩個(gè)不同溫度的物體相接觸時(shí)，熱量從高溫部分傳給低溫部分的過程。第34頁/共62頁煙氣向水(汽等工質(zhì))的傳熱過程 輻射 輻射+對(duì)流 對(duì)流 高溫?zé)煔?水冷壁 過熱器（凝渣管） 對(duì)流管束 對(duì)流 尾部受熱面(省、空) 除塵 引風(fēng)機(jī) 煙囪 工質(zhì)(水)的加熱和汽化過程蒸汽的生產(chǎn)過程 1）給水：水 省煤器 汽鍋 2）水循環(huán)：汽鍋 下降管 下集箱 水冷

14、壁 3）汽水分離（汽包）第35頁/共62頁鍋爐的三大系統(tǒng)汽水系統(tǒng)工質(zhì)進(jìn)入鍋爐、最后以蒸汽（或熱水）的形式供出。燃料系統(tǒng)燃料進(jìn)入爐內(nèi)燃燒，其可燃部分燃燒后連同原含水分轉(zhuǎn)化為煙氣，其原含灰分則殘存為灰渣。煙風(fēng)系統(tǒng)空氣送入爐內(nèi)參加燃燒反應(yīng)，過剩的空氣也混在煙氣中排出。第36頁/共62頁鍋爐水循環(huán) 鍋爐本體是由鍋筒、下降管、水冷壁管、集箱、對(duì)流管束等受壓部件組成的封閉式回路。鍋爐中的水或汽水混合物在這個(gè)回路中，循著一定路線不斷流動(dòng)著，流動(dòng)的路線構(gòu)成周而復(fù)始的回路，叫循環(huán)回路。鍋爐中的水在循環(huán)回路中的流動(dòng)，叫鍋爐水循環(huán)。第37頁/共62頁水循環(huán)的重要性 水循環(huán)在水管鍋爐中的作用：使受煙氣加熱的水管管壁溫

15、度在循環(huán)工質(zhì)的冷卻條件下，保持在其金屬強(qiáng)度所允許的范圍內(nèi)，以確保蒸發(fā)受熱面的安全；若水循環(huán)一旦遭到破壞，水管管壁冷卻條件惡化，將導(dǎo)致管壁發(fā)生熱損壞，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致爆管，造成鍋爐重大事故。 水管鍋爐的安全運(yùn)行，很大程度取決于鍋水循環(huán)的好壞。第38頁/共62頁水循環(huán)過程鍋筒 水冷壁 下降管 下集箱 第39頁/共62頁上升管鍋筒蒸汽出口管給水管下降管下集箱加熱水循環(huán)示意圖第40頁/共62頁燃料的燃燒以煤為例 水分內(nèi)水、外水 揮發(fā)分失去水分的干燥煤樣，在隔絕空氣的條件下，加 熱到一定溫度時(shí)，析出的氣態(tài)物質(zhì)的百分含量。 揮發(fā)分主要有C-H化合物、H2、CO、H2S等可 燃?xì)怏w和少量 O2、CO2和N2組成

16、； 灰分煤燃燒后的殘留物質(zhì) 固定碳煤中的可燃物質(zhì)，煤燃燒主要是固定碳的燃燒 低位發(fā)熱量每公斤燃料完全燃燒后所放出的熱量，扣除 隨煙氣帶走的水蒸汽的汽化潛熱的熱量第41頁/共62頁煤 種Vr逸出溫度（）著火溫度（）褐 煤40130170250450煙 煤2040170320400500貧煤1020370390600700無煙煤700煤中揮發(fā)分對(duì)燃燒的影響第42頁/共62頁 燃料熱平衡鍋爐熱平衡公式Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6Qr每千克燃料帶入鍋爐的熱量；Q1鍋爐有效利用熱量；Q2排煙所帶走的熱量，稱為排煙熱損失；Q3未燃燼可燃?xì)怏w所帶走的熱量，稱氣體未完全 燃燒熱損失；Q4未燃燼的固

17、體燃料所帶走的熱量，稱為固體未 完全燃燒熱損失；Q5散熱損失；Q6灰渣物理熱損失。 第43頁/共62頁鍋爐正平衡熱效率鍋爐效率: 有效利用熱量占燃料帶入鍋爐熱量百分?jǐn)?shù)100%QQ正輸入有效第44頁/共62頁 蒸汽鍋爐正平衡熱效率 D鍋爐蒸發(fā)量，kg/h； i 干飽和蒸汽焓，kJ/kg； r蒸汽的汽化潛熱，kJ/kg； w蒸汽濕度，實(shí)測或取w=25% igs 鍋爐給水焓，kJ/kg B每小時(shí)燃料消耗量，kg/h Q 燃料收到基低位發(fā)熱量，KJ/kg( )100%.gsDirwiBQar net正第45頁/共62頁熱水鍋爐正平衡熱效率G熱水鍋爐每小時(shí)加熱水量，kg/hi1，i2熱水鍋爐進(jìn)水及出水焓

18、，kJ/kg21()100%.GiiB Qar net正第46頁/共62頁影響鍋爐熱效率的因素影響鍋爐熱效率的因素 1過量空氣系數(shù)（O2） 2排煙溫度 3飛灰可燃物 4入爐煤熱值 5石子煤量第47頁/共62頁影響排煙熱損失的主要因素排煙溫度和排煙量鍋爐額定熱功率，MW蒸汽鍋爐熱水鍋爐0.7 2501.4 220 2402.85.6 200 220714 14 160 180注：表中所列為鍋爐額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的排煙溫度第48頁/共62頁循環(huán)流化床鍋爐第49頁/共62頁工作原理固體顆粒在流體作用下表現(xiàn)出類似流體狀態(tài)的一種現(xiàn)象第50頁/共62頁 固體物料循環(huán)回路 爐膛、分離器、返料器、外置換熱器 尾部對(duì)流煙道 過熱器、再熱器、省煤器、空預(yù)器CFB鍋爐主要結(jié)構(gòu)部件第51頁/共62頁作用：實(shí)現(xiàn)煙氣的氣固分離種類：中溫、高溫絕熱；汽冷旋風(fēng)分離原理：爐膛出口煙氣沿切線方向進(jìn)入，在離心力作 用下煙氣中的大顆粒被分離出來分離器第52頁/共62頁返料器返料器 作用 物料流動(dòng)穩(wěn)定可控、氣體不反竄 分類 機(jī)械閥、非機(jī)械閥第53頁/共62頁水冷風(fēng)室水冷風(fēng)室風(fēng)帽風(fēng)帽第54頁/共62頁CFBCFB鍋爐的主要優(yōu)點(diǎn)鍋爐的主要優(yōu)點(diǎn) 燃燒適應(yīng)性好 可以燒各種劣質(zhì)燃料 高灰煤、高硫煤、高灰高硫煤、高水分煤、各種煤矸石，油頁巖、石油焦、尾礦、煤泥、尾氣、爐渣、樹皮、廢木頭、垃圾等。