上虞杭協(xié)熱電鍋爐培訓(xùn)

1、生產(chǎn)運(yùn)行部生產(chǎn)運(yùn)行部鍋爐培訓(xùn)課程鍋爐培訓(xùn)課程前言前言第一章第一章 鍋爐基礎(chǔ)知識(shí)鍋爐基礎(chǔ)知識(shí)第二章第二章 燃料與燃燒原理燃料與燃燒原理第三章第三章 鍋爐的主體結(jié)構(gòu)鍋爐的主體結(jié)構(gòu)第四章第四章 鍋爐的輔助組成部分鍋爐的輔助組成部分第五章第五章 鍋爐的熱平衡及效率鍋爐的熱平衡及效率 第一章 鍋爐基礎(chǔ)知識(shí) 1.1 電廠的生產(chǎn)流程電廠的生產(chǎn)流程 1.2 流體及熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)流體及熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 1.3 傳熱的方式傳熱的方式 1.1 電廠的生產(chǎn)流程一、一、二、電能的生產(chǎn)過(guò)程二、電能的生產(chǎn)過(guò)程(1)化學(xué)能-熱能鍋爐中進(jìn)行(2)熱能-機(jī)械能汽輪機(jī)中進(jìn)行(3)機(jī)械能-電能發(fā)電機(jī)中進(jìn)行燃料的化學(xué)能燃料的化學(xué)能蒸汽的

2、熱能蒸汽的熱能 機(jī)械能機(jī)械能電能電能燃燒推動(dòng)汽機(jī)切割線圈 1.1 電廠的生產(chǎn)流程(1)鍋爐把給水轉(zhuǎn)變成過(guò)熱蒸汽 (2)汽輪機(jī)把蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能(3)發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能 1.1 電廠的生產(chǎn)流程三、發(fā)展電能的目的：三、發(fā)展電能的目的： 為了更有效、便捷的使用能源四、電的優(yōu)點(diǎn)主要是：四、電的優(yōu)點(diǎn)主要是： 1. 輸送方面，安全、經(jīng)濟(jì)。 2. 生產(chǎn)、使用方便。 3. 清潔 1.2 流體及熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)一、流體的基礎(chǔ)知識(shí)一、流體的基礎(chǔ)知識(shí)1.什么叫流體 流體是液體和氣體的總稱，是由大量的、不斷地作熱運(yùn)動(dòng)而且無(wú)固定平衡位置的分子構(gòu)成的，它的基本特征是沒(méi)有一定的形狀和具有流動(dòng)性。 最常見(jiàn)的流體是空

3、氣與水2.流體的基本物理性質(zhì)(1)流動(dòng)性(2)慣性(3)壓縮性(4)膨脹性(5)黏滯性 1.2 流體及熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)二、熱力學(xué)基本知識(shí)二、熱力學(xué)基本知識(shí)1.什么是工質(zhì) 熱力循環(huán)中可使熱與功相互轉(zhuǎn)換的可壓縮流體。 火力發(fā)電廠把水蒸氣這種工作物質(zhì)稱為工質(zhì)，而將熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的汽輪機(jī)叫做“熱機(jī)”。2.工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)(1)溫度 表征物體冷熱程度的物理量，在微觀上說(shuō)明物體分子熱運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的量 T=t+273.15 單位：K(開(kāi)爾文) (攝氏度) 1.2 流體及熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)(2)壓力 氣體分子總是處于無(wú)規(guī)則不停地運(yùn)動(dòng)，在對(duì)容器壁或者氣體壁面連續(xù)撞擊產(chǎn)生的一個(gè)作用力，即壓力。(3)比體積 單位質(zhì)量物質(zhì)所具

4、有的容積 =V/m ,是密度的倒數(shù) 單位：m3/kg（立方米每千克）(4)焓 H=U+PV 即一個(gè)體系的內(nèi)能與體系的體積和外界施加于體系的壓強(qiáng)的乘積之和。 1.2 流體及熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)(5)熵物理學(xué)上指熱能除以溫度所得的商，標(biāo)志熱量轉(zhuǎn)化為功的程度 ds=q/T 1.2 流體及熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)三、熱力學(xué)第一定律及意義三、熱力學(xué)第一定律及意義定義：熱力系內(nèi)物質(zhì)的能量可以傳遞，其形式可以轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換和傳遞過(guò)程中各種形式能源的總量保持不變 即Q=U+W 自然界一切物體都具有能量，能量有各種不同形式，它能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化和傳遞過(guò)程中能量的總和不變 。 2. 基

5、本內(nèi)容：熱可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣Γσ部梢赞D(zhuǎn)變?yōu)闊?；消耗一定的功必產(chǎn)生一定的熱，一定的熱消失時(shí)，也必產(chǎn)生一定的功。 1.2 流體及熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)3.意義：熱力學(xué)第一定律是對(duì)能量守恒和轉(zhuǎn)換定律的一種表述方式。 它表征熱力學(xué)系統(tǒng)能量的是內(nèi)能。通過(guò)作功和傳熱，系統(tǒng)與外界交換能量，使內(nèi)能有所變化。 即Q=U+W = U+ PV 1.2 流體及熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)四、熱力學(xué)第二定律四、熱力學(xué)第二定律1.定義： 不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響；不可能從單一熱源取熱使之完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不產(chǎn)生其他影響；不可逆熱力過(guò)程中熵的微增量總是大于零。 2.意義： 也就是說(shuō)，在孤立系統(tǒng)內(nèi)對(duì)可逆過(guò)程，系統(tǒng)的熵總保持不

6、變；對(duì)不可逆過(guò)程，系統(tǒng)的熵總是增加的。這個(gè)規(guī)律叫做熵增加原理 1.2 流體及熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)五、水蒸氣的發(fā)生過(guò)程五、水蒸氣的發(fā)生過(guò)程1.水蒸氣產(chǎn)生的示意圖未飽和水未飽和水飽和水飽和水濕飽和蒸汽濕飽和蒸汽飽和蒸汽飽和蒸汽過(guò)熱蒸汽過(guò)熱蒸汽預(yù)熱階段預(yù)熱階段汽化階段汽化階段過(guò)熱階段過(guò)熱階段abcde 1.2 流體及熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)2.水蒸氣的產(chǎn)生 1.2 流體及熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)3.水蒸氣的p-v圖與T-s圖C2010pv212 2x1x1xcTTC10(20)Ts11x122x2 xcTcp區(qū)是未飽和水區(qū), 區(qū)是濕飽和蒸汽區(qū), 區(qū)是過(guò)熱蒸汽 1.2 流體及熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)3.水蒸氣的p-v圖與T-s圖C201

7、0pv212 2x1x1xcTTC10(20)Ts11x122x2 xcTcppcr=22.115MPa，tcr=374.12，vcr=0.005147m3/kg，hcr=2095.2kJ/kg，scr4.4237kJ/(kgK) 1.2 流體及熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)4.水蒸氣的p-v圖與T-s圖C2010C1020pvTs2122x1x111x122x2xxcTcpcTT一點(diǎn)一點(diǎn):臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)三線三線:飽和水線飽和水線 干飽和蒸汽線干飽和蒸汽線 等臨界溫度線等臨界溫度線三區(qū)三區(qū):未飽和水區(qū)未飽和水區(qū) 濕飽和蒸汽區(qū)濕飽和蒸汽區(qū) 過(guò)熱蒸汽區(qū)過(guò)熱蒸汽區(qū)五態(tài)五態(tài):未飽和水未飽和水 飽和水飽和水 濕飽和蒸汽濕

8、飽和蒸汽 干飽和蒸汽干飽和蒸汽 過(guò)熱蒸汽過(guò)熱蒸汽 1.2 流體及熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)六、朗肯循環(huán)六、朗肯循環(huán)3214Tosh1q1h1h2h2h”2W=h1-h2q2= h2-h2q1=h1-h2=h1-h2朗肯循環(huán)效率 =（q1-q2）/q1=(h1-h2)/(h1-h2)563216541a.鍋爐內(nèi)的定壓加熱過(guò)程(4-5-6-1)b.汽輪機(jī)中的等熵膨脹過(guò)程(1-2)c.凝汽器中的等溫放熱過(guò)程(2-3)d.給水泵中的絕熱壓縮過(guò)程(3-4) 1.2 流體及熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)凝結(jié)水給水過(guò)熱蒸汽乏汽鍋鍋爐爐內(nèi)內(nèi)吸吸熱熱汽輪機(jī)絕汽輪機(jī)絕熱膨脹熱膨脹冷凝冷凝器內(nèi)器內(nèi)放熱放熱給水泵內(nèi)絕熱壓縮給水泵內(nèi)絕熱壓縮 1.

9、3 傳熱的方式傳熱的方式l熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)l熱對(duì)流熱對(duì)流l熱輻射熱輻射 1.3 傳熱的方式傳熱的方式一、熱傳導(dǎo)一、熱傳導(dǎo)1.什么是熱傳導(dǎo)在物體內(nèi)部或相互接觸的物體表面之間，由于分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的熱量傳遞現(xiàn)象。純導(dǎo)熱現(xiàn)象可以發(fā)生在固體內(nèi)部，也可以發(fā)生在靜止的液體和氣體之中2.特點(diǎn): (1)平壁兩表面維持均勻恒定不變的溫度， 平壁各處溫度不隨時(shí)間改變 (2) 壁內(nèi)溫度只沿垂直于壁面的方向變化 (3)熱量只沿著垂直于壁面的方向傳遞。 1.3 傳熱的方式傳熱的方式3.熱傳導(dǎo)公式 Q=A（t1-t2）/ 熱導(dǎo)率（導(dǎo)熱系數(shù)），W/(m)t1,t2 平壁兩側(cè)面上的溫度， 平壁厚度，m

10、 Q單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)給定平面的熱量，W A垂直于熱流方向的給定面積，m2QAt1t2 1.3 傳熱的方式傳熱的方式4.幾種常見(jiàn)材料的熱導(dǎo)率幾種常見(jiàn)材料的熱導(dǎo)率 1.3 傳熱的方式傳熱的方式二、熱對(duì)流二、熱對(duì)流1.什么熱對(duì)流 由于流體的宏觀運(yùn)動(dòng)使不同溫度的流體相對(duì)位移而產(chǎn)生的熱量傳遞現(xiàn)象。2.特點(diǎn)：熱對(duì)流只發(fā)生在流體之中，并伴隨有微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的導(dǎo)熱。3.什么是對(duì)流換熱 流體（氣體、液體）流過(guò)壁面時(shí)同壁面之間產(chǎn)生的熱量交換現(xiàn)象，是導(dǎo)熱和熱對(duì)流兩種基本傳熱方式共同作用的結(jié)果。 1.3 傳熱的方式傳熱的方式4.對(duì)流換熱時(shí)壁面與流體之間的熱交換公式 Q=a(tb-tf)A 或 q=a(tb-tf)

11、q單位面積在單位時(shí)間里通過(guò)對(duì)流傳熱的熱量，W/m2a對(duì)流放熱系數(shù)，W/（m2）tb壁面溫度，tf流體的溫度，壁面流體 1.3 傳熱的方式傳熱的方式5.影響對(duì)流換放熱系數(shù)a的因素(1)流體的物性（熱導(dǎo)率、粘度、密度、比熱容等）(2)流體流動(dòng)的形態(tài)（層流、紊流）(3)流動(dòng)的成因（自然對(duì)流或受迫對(duì)流）(4)物體表面的形狀、尺寸(5)換熱時(shí)流體有無(wú)相變（沸騰或凝結(jié)） 1.3 傳熱的方式傳熱的方式 a W /( m2 K) 225 50100025250 液體強(qiáng)迫對(duì)流換熱5025000 250010000020001000006.常見(jiàn)的一些對(duì)流放熱系數(shù) 1.3 傳熱的方式傳熱的方式一、熱輻射一、熱輻射1

12、.什么是熱輻射由于物體內(nèi)部微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)而使物體向外發(fā)射輻射能的現(xiàn)象2.物體熱輻射能力的表達(dá)公式 E= T4E單位面積物體在單位時(shí)間內(nèi)輻射出的熱量，W/m2輻射常數(shù)，與物體表面性質(zhì)，狀態(tài)和溫度有關(guān)，5.67W/(m2K4）T物體表面的熱力學(xué)溫度，K 1.3 傳熱的方式傳熱的方式理論上熱輻射的波長(zhǎng)范圍從零到無(wú)窮大，但在日常生活和工業(yè)上常見(jiàn)的溫度范圍內(nèi)，熱輻射的波長(zhǎng)主要在0.1m至100m之間,包括部分紫外線、可見(jiàn)光和部分紅外線三個(gè)波段3.熱輻射的波長(zhǎng)范圍熱輻射主要波長(zhǎng) 1.3 傳熱的方式傳熱的方式4.熱輻射的特點(diǎn)(1)所有溫度大于0 K的物體都具有發(fā)射熱輻射的能力，溫度愈高，發(fā)射熱輻射的能力愈

13、強(qiáng) 內(nèi)熱能輻射能發(fā)射熱輻射時(shí)(2)所有實(shí)際物體都具有吸收熱輻射的能力輻射能輻射能內(nèi)熱能(3)熱輻射不依靠中間媒介，可以在真空中傳播(4)物體間以熱輻射的方式進(jìn)行的熱量傳遞是雙向的 1.3 傳熱的方式傳熱的方式5.輻射換熱：以熱輻射的方式進(jìn)行的熱量交換6.輻射換熱的主要影響因素：(1)物體本身的溫度、表面輻射特性(2)物體的大小、幾何形狀及相對(duì)位置 7.在鍋爐運(yùn)行中，水冷壁從高溫?zé)煔庵形盏降妮椛錈崃靠梢员磉_(dá)為： q=zs(T14-T24)zs爐膛中折算的輻射常數(shù)，與火焰及輻射受熱面的輻射常數(shù)有關(guān)，J/(m2h)T1爐膛火焰平均溫度，KT2水冷壁表面平均溫度，K 1.3 傳熱的方式傳熱的方式四、

14、鍋爐中的傳熱過(guò)程四、鍋爐中的傳熱過(guò)程1.傳熱中的幾個(gè)問(wèn)題(1)熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射三種熱量傳遞基本方式往往不是單獨(dú)出現(xiàn)的(2)分析傳熱問(wèn)題時(shí)首先應(yīng)該弄清楚有那些傳熱方式在起作用，然后再按照每一種傳熱方式的規(guī)律進(jìn)行計(jì)算。(3)如果某一種傳熱方式與其他傳熱方式相比作用非常小，往往可以忽略 2.鍋爐的傳熱過(guò)程輻射換熱對(duì)流換熱高溫?zé)煔鉄醾鲗?dǎo)管外壁管內(nèi)壁對(duì)流換熱 管壁汽水混合物 第二章 鍋爐的基礎(chǔ)知識(shí) 2.1 鍋爐概述 2.2 鍋爐基本結(jié)構(gòu)及工作原理 2.3 鍋爐基本特性 2.4 鍋爐的設(shè)備組成 2.1 鍋爐概述一、什么是鍋爐一、什么是鍋爐生產(chǎn)蒸汽或熱水的換熱設(shè)備任務(wù)：燃料（煤、油、天然氣等）的化學(xué)能

15、轉(zhuǎn)化為熱能二、鍋爐的重要性二、鍋爐的重要性1鍋爐及鍋爐房是供熱系統(tǒng)中熱源產(chǎn)生的主要設(shè)備2鍋爐是化工、石化、冶金、輕紡、造紙等工礦企業(yè)主要?jiǎng)?力及供熱設(shè)備3鍋爐是能源工業(yè)發(fā)展的主要組成部分火力發(fā)電站三大主機(jī)之一4鍋爐及鍋爐房設(shè)備在節(jié)能、環(huán)保等科技改造及研究方面具有重要地位鍋爐 2.1 鍋爐概述三、鍋爐的分類三、鍋爐的分類1根據(jù)用途的不同分為：根據(jù)用途的不同分為：電站鍋爐在火電廠，蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)組發(fā)電工業(yè)鍋爐用于工業(yè)及采暖動(dòng)力鍋爐驅(qū)動(dòng)蒸汽動(dòng)力裝置2按載熱工質(zhì)的不同分為：按載熱工質(zhì)的不同分為：蒸汽鍋爐熱水鍋爐3按能源分為：按能源分為：燃煤鍋爐 燃油鍋爐 燃?xì)忮仩t 廢熱鍋爐 太陽(yáng)能鍋爐 2.1 鍋爐概

16、述四、鍋爐的學(xué)習(xí)重點(diǎn)與目的四、鍋爐的學(xué)習(xí)重點(diǎn)與目的節(jié)能降耗，提高效率防止和降低環(huán)境污染合理有效地利用地方燃料,提高機(jī)械化、自動(dòng)化水平重點(diǎn)在于基本原理的理解和學(xué)習(xí)，方法的應(yīng)用 2.2 鍋爐的基本結(jié)構(gòu)及工作原理 一、基本結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu) 1. 鍋爐本體構(gòu)成鍋爐的基本組成部分稱為鍋爐本體，由鍋、爐及安全附件組成。 (1)鍋鍋爐本體中汽水系統(tǒng)，高溫燃燒產(chǎn)物煙氣通過(guò)受熱面將熱量傳遞給汽鍋內(nèi)溫度較低的水，水被加熱，沸騰汽化，生成蒸汽。 (2)爐鍋爐本體中燃燒設(shè)備，燃燒將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能（包括了風(fēng)機(jī)等輔助設(shè)備） (3)安全附件水位計(jì)、壓力表、安全閥 2鍋爐外部鋼架及平臺(tái)樓梯 2.2 鍋爐的基本結(jié)構(gòu)及工

17、作原理二、鍋爐汽水系統(tǒng)及循環(huán)方式二、鍋爐汽水系統(tǒng)及循環(huán)方式 1鍋爐汽水系統(tǒng)：工質(zhì)(水)從進(jìn)入鍋爐到離開(kāi)鍋爐的流動(dòng)系統(tǒng) (1) 加熱系統(tǒng)從過(guò)冷水到飽和水(2) 蒸發(fā)系統(tǒng)從飽和水到飽和蒸汽(3) 過(guò)熱系統(tǒng)從飽和蒸汽到過(guò)熱蒸汽 2水循環(huán)方式 鍋爐水循環(huán)：水和汽水混合物在鍋爐蒸發(fā)受熱面回路中的循環(huán)流動(dòng)。根據(jù)蒸發(fā)系統(tǒng)工質(zhì)流動(dòng)的動(dòng)力不同分為：a.自然水循環(huán) 依靠不受熱的下降管和受熱的上升管間工質(zhì)的密度差作為水循環(huán)的動(dòng)力自然水循環(huán)的回路： 由汽包、下降管、下集箱、上升管、上集箱、引出管組成的密閉回路 2.2 鍋爐的基本結(jié)構(gòu)及工作原理pbsxjqbqsssflPH gPPHgPP+r- D=+r+ D+ D

18、b.強(qiáng)制水循環(huán) 依靠水泵揚(yáng)程使工質(zhì)在受熱面內(nèi)流動(dòng)的蒸發(fā)系統(tǒng) 3.自然水循環(huán)原理 下集箱A-A面兩邊作用力相等整理得sqsssflxjHg()PPPr - r= D+ D+ D等式左邊叫做循環(huán)回路的運(yùn)動(dòng)壓頭等式右邊叫做整個(gè)回路阻力之和在水循環(huán)穩(wěn)定流動(dòng)的情況下，運(yùn)動(dòng)壓頭正好用來(lái)客服循環(huán)回路的流動(dòng)阻力提示提示2.2 鍋爐的基本結(jié)構(gòu)及工作原理水循環(huán)故障循環(huán)停滯汽水分層下降管帶汽循環(huán)倒流 2.2 鍋爐的基本結(jié)構(gòu)及工作原理三、鍋爐的工作原理三、鍋爐的工作原理 1. 燃料的燃燒過(guò)程定義：燃料在爐內(nèi)（燃燒室內(nèi)）燃燒生成高溫?zé)煔猓⑴懦龌以倪^(guò)程 高溫?zé)煔?高熱渣) 給煤斗燃料（煤） 爐排面（燃燒室） 落渣口（

19、入冷渣器） 空氣在一定的燃燒燒設(shè)備內(nèi)，正常燃燒應(yīng)具備的條件： 高溫環(huán)境 必需的空氣量及空氣與燃料的良好混合 燃料的供應(yīng)機(jī)灰渣和煙氣的排放 2.2 鍋爐的基本結(jié)構(gòu)及工作原理2. 煙氣向水(汽等工質(zhì))的傳熱過(guò)程 輻射 輻射+對(duì)流 對(duì)流 高溫?zé)煔?水冷壁 過(guò)熱器 對(duì)流管束 對(duì)流 尾部受熱面(省、空) 除塵 引風(fēng)機(jī) 煙囪 3. 工質(zhì)(水)的加熱和汽化過(guò)程蒸汽的生產(chǎn)過(guò)程 (1)給水：水 省煤器 汽包 (2)水循環(huán)：汽鍋 下降管 下集箱 水冷壁 (3)汽水混合物 (4)過(guò)熱蒸汽 2.3 鍋爐的基本特性一、鍋爐容量一、鍋爐容量1蒸發(fā)量（產(chǎn)熱量）：鍋爐每小時(shí)所產(chǎn)生的蒸汽（熱水）流量2額定蒸發(fā)量（產(chǎn)熱量）：鍋爐

20、在額定參數(shù)(壓力、溫度_和保證一定熱效率下，每小時(shí)最大連續(xù)蒸發(fā)量(產(chǎn)熱量)，符號(hào)D(Q)，單位t/h（kJ/h，MW）。二、蒸汽二、蒸汽(熱水熱水)參數(shù)參數(shù)1蒸汽參數(shù)鍋爐出口處蒸汽的額定壓力(表壓)和溫度，符號(hào)p(t)；單位MPa,。2熱水參數(shù)鍋爐出口處熱水的額定壓力(表壓)和溫度及回水溫度。 2.3 鍋爐的基本特性三、受熱面蒸發(fā)率、受熱面發(fā)熱率三、受熱面蒸發(fā)率、受熱面發(fā)熱率 1受熱面蒸發(fā)率 每m2蒸發(fā)受熱面每小時(shí)所產(chǎn)生的蒸汽量，符號(hào)D/H；單位kg/m2h 2受熱面發(fā)熱率 每m2受熱面每小時(shí)所產(chǎn)生的(熱水)熱量，符號(hào)Q/H；單位kJ/ m2 h四、鍋爐熱效率四、鍋爐熱效率 每小時(shí)送進(jìn)鍋爐的燃

21、料（全部完全燃燒時(shí)）所能發(fā)出的熱量中有有百分之幾被用來(lái)產(chǎn)生蒸汽或加熱水，以符號(hào)或表示。 2.3 鍋爐的基本特性 生產(chǎn)廠代號(hào)設(shè)計(jì)次序 燃料代號(hào) M煤 Y油 Q氣 YQ混燃額定出口蒸汽壓力MPa （表壓）額定蒸發(fā)量t/hHG哈鍋；DG東方；SG上海鍋爐；WG武鍋；NG杭鍋 2.4 鍋爐設(shè)備的組成一、鍋爐設(shè)備一、鍋爐設(shè)備 包括鍋爐本體及其輔助設(shè)備。 鍋爐本體設(shè)備包括：鍋（汽水系統(tǒng)）、爐（燃燒煙風(fēng)系統(tǒng)）。 鍋爐附加受熱面：蒸汽過(guò)熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器 鍋爐尾部受熱面：省煤器和空氣預(yù)熱器二、鍋爐房輔助設(shè)備二、鍋爐房輔助設(shè)備1運(yùn)煤、除灰系統(tǒng)2送引風(fēng)系統(tǒng)3. 給水系統(tǒng)4脫硫脫硝系統(tǒng)5儀表控制系統(tǒng) 2.4

22、鍋爐設(shè)備的組成磨(碎)煤裝置送風(fēng)裝置引風(fēng)裝置給水裝置燃料供應(yīng)裝置脫硫脫銷裝置除灰裝置除塵裝置自動(dòng)控制與儀表 鍋：汽水系統(tǒng)爐：燃燒系統(tǒng) 第三章 燃料及燃燒原理 3.1 煤的成分分析及分類 3.2 燃燒理論 3.3 循環(huán)流化床的基本知識(shí) 3.4 流化床鍋爐中煤的燃燒過(guò)程 3.1 煤的成分分析及分類一、煤的組成一、煤的組成有機(jī)物有機(jī)物無(wú)機(jī)礦物質(zhì)無(wú)機(jī)礦物質(zhì)和水和水無(wú)機(jī)物無(wú)機(jī)物 碳碳?xì)錃溲跹醯蛄蛄蛄螂S原始成隨原始成物質(zhì)、物質(zhì)、成煤時(shí)成煤時(shí)沉積條沉積條件變化件變化而變化而變化 3.1 煤的成分分析及分類二、煤的元素成分二、煤的元素成分1碳(C)：主要的燃燒成分，約占5095%，kJ/kg。純碳燃點(diǎn)高，

23、燃燒緩慢。燃料中的碳多以化合物形式存在2氫(H)：重要的燃燒成分，煤中約占28%， kJ/kg。十分容易著火，燃燒迅速，易爆。液體和氣體燃料氫含量較高約占從百分之十幾到幾十不等，燃燒室易析出碳黑而冒黑煙。3硫(S)：是燃料中的有害成分，約占可燃成分的8%，kJ/kg，燃燒后的產(chǎn)物是 SO2、SO3，與水蒸汽相遇會(huì)生成亞硫酸和硫酸。 (1) SO2、SO3排放造成大氣污染 (2)鍋爐尾部受熱面造成低溫腐蝕4.氧(O)：是不可燃成分。約占40%，含氧量隨煤化程度增高而明顯減少。5.氮(N)：是不可燃成分。主要以有機(jī)氮形態(tài)存在，約占0.52%。高溫燃燒生成NOx，有害。危害危害 3.1 煤的成分分析

24、及分類6. 水分(M)：燃料中的主要雜質(zhì)，約占560%，包括表面水分和固有水分。 (1)水分進(jìn)入爐內(nèi)吸熱汽化成水蒸汽，對(duì)燃燒不利 (2)在煙氣露點(diǎn)時(shí)，水蒸氣與SO2、SO3生成亞硫酸和硫酸，造成低溫腐蝕7.灰分(A)：燃料中主要不可燃的礦物雜質(zhì)成分，與成煤條件、開(kāi)采方式、運(yùn)輸條件有關(guān) (1)可燃物減少， ，著火困難，灰渣量增加，運(yùn)行操作繁重； (2)易引起爐內(nèi)結(jié)渣，使受熱面?zhèn)鳠釔夯?(3)鍋爐受熱面磨損加劇和積灰嚴(yán)重危害危害危害危害 3.1 煤的成分分析及分類三、煤的工業(yè)分析成分三、煤的工業(yè)分析成分1.取樣 為了正確測(cè)定煤中的成分，取樣必須有充分的代表性，即取得的每樣能夠代表該批煤種的平均性質(zhì)

25、。2.制樣： 將原始每樣經(jīng)過(guò)多次的磨碎、過(guò)篩、混合和縮分，最后得到幾百克，粒度在200um以下，在空氣中風(fēng)干的分析煤樣。3.分析測(cè)定(1)水分的測(cè)定 稱取一定重量的每樣，置于干燥箱內(nèi)，保持105110，烘至其重量不再變化時(shí)為止(一般2小時(shí))，試樣所失去的重量占原試樣的百分比，即為該煤的水分值。 3.1 煤的成分分析及分類(2)揮發(fā)分的測(cè)定 把上述失去水分的試樣置于不通風(fēng)的條件下，加熱到90010，這時(shí)揮發(fā)性氣體不斷析出，停留7分鐘，這時(shí)煤失去的重量占原試樣(未烘干加熱)重量的百分?jǐn)?shù)，即為該煤的揮發(fā)分值。(3)固定碳和灰分的測(cè)定 a.去掉水分與揮發(fā)分后，煤的剩余部分成為焦炭。焦炭是由固定碳與灰分

26、組成。將焦炭放在80020下灼燒，直到重量不再變化時(shí)，取出來(lái)冷卻，這時(shí)焦炭失去的重量占原試樣重量的百分?jǐn)?shù)，即為煤中的固定碳的值。 b.剩余部分的重量占原試樣重量的百分?jǐn)?shù)就是煤中灰分的值。 3.1 煤的成分分析及分類四、燃料成分分析及換算四、燃料成分分析及換算1燃料成分表示方法(1)收到基 (應(yīng)用基)，as received以進(jìn)入鍋爐房準(zhǔn)備燃燒的煤為分析基準(zhǔn)，以次為100% Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100% 燃料的應(yīng)用基成分是鍋爐燃用燃料的實(shí)際應(yīng)用成分，用于鍋爐的燃燒、傳熱、通風(fēng)和熱工試驗(yàn)的計(jì)算。(2)空氣干燥基 (分析基),air dry在實(shí)驗(yàn)室條件下（室溫20

27、，相對(duì)濕度60%）， 風(fēng)干后的煤樣作為分析基準(zhǔn) Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%(3)干燥基,dry除去全部水分后的煤作為分析基準(zhǔn) Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100% 3.1 煤的成分分析及分類(4)干燥無(wú)灰基 (可燃基),dry ash free將變化較大，對(duì)燃燒不利的雜質(zhì)灰分和水分除去后的煤作為分析基準(zhǔn) Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100% 燃料的可燃基成分不再受水分和灰分變化的影響，是種穩(wěn)定的組成成分，常用于判斷煤的燃燒特性和進(jìn)行煤的分類的依據(jù)，如可燃基揮發(fā)分Vdaf。煤礦提供的煤質(zhì)成分，通常也是可燃基各組成成分2.四種基準(zhǔn)

28、之間的換算(1)換算公式 Y = KX X已知基準(zhǔn)煤的同一成分的百分比 Y所求基準(zhǔn)煤的同一成分的百分比 K基準(zhǔn)的換算系數(shù)3.1 煤的成分分析及分類(2)四種基準(zhǔn)之間的換算系數(shù)3.1 煤的成分分析及分類五、煤的主要特性五、煤的主要特性 1.發(fā)熱量 指1kg煤完全燃燒時(shí)所放出的熱量。通常用Q表示，單位為千焦沒(méi)千克(kJ/kg)(1)高位發(fā)熱量：1kg煤完全燃燒而生成的水蒸氣凝結(jié)成水時(shí)，煤所放出的熱量，用Qgr表示(2) 低位發(fā)熱量：1kg煤完全燃燒而生成的水蒸氣未凝結(jié)成水時(shí)，煤所放出的熱量，用Qnet表示 在鍋爐運(yùn)行中，由于排煙溫度通常高于100，煙氣中水蒸氣的分壓力又 低，故煙氣中的水蒸氣一般不

29、會(huì)凝結(jié)，因此，水蒸氣中所包含的汽化潛熱并不能釋放出來(lái)，所以實(shí)際能被鍋爐里用的只是煤的低位發(fā)熱量。鍋爐有關(guān)的計(jì)算中都采用低位發(fā)熱量提示提示 水分來(lái)自H與氧反應(yīng)產(chǎn)生燃料中的含水量 3.1 煤的成分分析及分類(3)高位發(fā)熱量與低位發(fā)熱量之間的關(guān)系在同一基準(zhǔn)下，高、低位發(fā)熱量之差為燃燒產(chǎn)物中水蒸氣總的凝結(jié)放熱。對(duì)應(yīng)于煤的四種分析基準(zhǔn)，高、低位發(fā)熱量關(guān)系式可以表示為：25(9)ar grar netararQQHM=+25(9)ad grad netadadQQHM=+225d grd netdQQH=+225daf grdaf netdafQQH=+92500()25(9)100100=+=+grne

30、tnetHMQQQHM 3.1 煤的成分分析及分類(4)標(biāo)準(zhǔn)煤 為了比較不同燃燒設(shè)備中煤的消耗量或同一設(shè)備在不同工況煤的消耗量，規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)煤Bb的應(yīng)用基的低位發(fā)熱量為29308kJ/kg 標(biāo)準(zhǔn)煤Bb與實(shí)際煤B的關(guān)系為：29308ar netbBQB =ar netQ實(shí)際煤的收到基低位發(fā)熱量 3.1 煤的成分分析及分類 2.揮發(fā)分 煤在鍋爐中燃燒時(shí)首先水分蒸發(fā)隨著溫度的升高，燃料中一些揮發(fā)性物質(zhì)不斷揮發(fā)分解出來(lái)。這些經(jīng)特定條件加熱分解出來(lái)的產(chǎn)物就是揮發(fā)分 (1)揮發(fā)分的成分揮發(fā)分可燃?xì)怏w不可燃?xì)怏w：CO H2 CmHn H2S：O2 CO2 N2 3.1 煤的成分分析及分類(2)揮發(fā)分是煤分類的主

31、要依據(jù) 在鍋爐技術(shù)上常以的干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf含量為主要依據(jù)來(lái)進(jìn)行分類 煤 種Vdaf逸出溫度（）著火溫度（）褐 煤40130170250450煙 煤2040170320400500貧煤1020370390600700無(wú)煙煤700揮發(fā)分多的煤容易著火，燃燒速度快，火焰較長(zhǎng)，易于完全燃燒。但是，煤中揮發(fā)分逸出后，如與空氣混合不良，在高溫缺氧條件下 易化合成難以燃燒的高分子復(fù)合烴，產(chǎn)生碳黑，造成大量黑煙。提提示示 3.1 煤的成分分析及分類3.焦結(jié)性(1)焦炭與焦結(jié)性 焦炭：煤在隔絕空氣加熱時(shí)，水分蒸發(fā)、揮發(fā)分析出后固體殘余物質(zhì)。 焦結(jié)性：由于煤種不同，焦炭的物理性質(zhì)、外觀等各不相同焦結(jié)性狀a

32、.粉狀 b.粘結(jié)c.弱粘結(jié) d.不熔融粘結(jié)e.不膨脹熔融粘結(jié) f . 微膨脹熔融粘結(jié)g.膨脹熔融粘結(jié) h.強(qiáng)膨脹熔融粘結(jié)(2)根據(jù)焦結(jié)性，把焦炭分成7類 3.1 煤的成分分析及分類(3)焦結(jié)性對(duì)層燃爐燃燒過(guò)程的影響 a.粉狀焦炭堆積緊密，妨礙空氣流動(dòng) 煙氣流速過(guò)大，易被氣流攜帶，形成火床火口； 煙氣流速過(guò)小，燃燒通風(fēng)不暢，易從通風(fēng)孔隙中漏入灰坑 b.強(qiáng)焦結(jié)性煤揮發(fā)分逸出后，焦炭呈熔融狀態(tài)，粘結(jié)成片 內(nèi)部固定碳難于空氣接觸而燃盡； 燃燒層通風(fēng)不暢4.灰熔融性 灰分：焦炭燃燒后的殘留物質(zhì)。 灰分的組成：SiO2、Al2O3、各種氧化鐵、CaO，以及少量的MgO、K2O、Na2O等，不是單一物質(zhì)，無(wú)

33、固定熔點(diǎn)。 3.1 煤的成分分析及分類1.一般用角錐法來(lái)測(cè)定灰的熔點(diǎn)t1變形溫度：測(cè)試角錐開(kāi)始變園或彎曲時(shí)的溫度t2軟化溫度：灰錐頂彎曲道平盤(pán)上或呈半球形時(shí)的溫度t3流動(dòng)溫度：灰錐熔融倒在平盤(pán)上，并開(kāi)始流動(dòng)時(shí)的溫度變形（ ）軟化（ ）熔化（ ）2.灰分的分類易熔性灰分 t21425 為避免爐膛出口結(jié)渣，要求鍋爐設(shè)計(jì)或運(yùn)行時(shí)，爐膛出口煙氣溫度比t2溫度低50100提示提示 3.2 燃燒原理一、燃燒概述一、燃燒概述1.什么是燃燒 指燃料中的可燃質(zhì)同空氣中的氧激烈進(jìn)行的放熱和發(fā)光的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。2.燃燒的條件100arCkg可燃物質(zhì)：碳(C)、氫(H)、硫(S)氧化劑著火熱源3.可燃物質(zhì)與氧氣的化學(xué)

34、反應(yīng)式(1)碳： C+O2CO2 12kg C+22.4Nm3 O222.4Nm3 CO2 或者1kg C+1.866Nm3 O222.4Nm3 CO21kg收到基燃料中含 碳，因而1kg燃料中的碳完全燃燒時(shí)需要的氧量為 Nm31.866100arC 3.2 燃燒原理(2)氫： 2H2+O2=2H2O 4.032kg H2+22.4Nm3 O2=44.8Nm3 H2O 或 1kg H2+5.56Nm3 O2=11.1Nm3 H2O(3)硫： S+O2=SO2 32kg S+22.4Nm3 O2=22.4Nm3 SO2 或 1kg S+0.7Nm3 O2=0.7Nm3 SO21kg收到基燃料中含

35、 氫，因而1kg燃料中的氫完全燃燒時(shí)需要的氧量為 Nm31kg收到基燃料中含 硫，因而1kg燃料中的硫完全燃燒時(shí)需要的氧量為 Nm35.56100arH100arSkg0.7100arS100arHkg 3.2 燃燒原理二、燃燒所需的空氣量二、燃燒所需的空氣量1.理論空氣需要量 由上面的內(nèi)容可知， 1kg C 需 1.866Nm3 O2 1kg H 需 5.56Nm3 O2 1kgS 需 0.7Nm3 O2 而1kg燃料內(nèi)本身含氧量為 ，相當(dāng)于由此可得出1kg收到基燃料完全燃燒時(shí)所需的理論氧量干空氣中氧的容積含量為21%，所以1kg收到基燃料完全燃燒時(shí)所需的理論空氣量 100arOkg322.

36、40.732100100ararOONm=2031.8660.75.550.7/100100100100ararararOCSHOVNmkg=+-031(1.8660.75.550.7)0.211001001001000.08890.03330.2650.0333/ararararararararCSHOVCSHONmkg=+-=+- 3.2 燃燒原理 Car碳的收到基百分含量，% Har氫的收到基百分含量，% Sar硫的收到基百分含量，%2.實(shí)際空氣需要量與過(guò)量空氣系數(shù) 為保證鍋爐內(nèi)燃料完全燃燒，實(shí)際供給的空氣量總大于理論空氣量，用Vk表示 實(shí)際空氣量與理論空氣量之比成為過(guò)量空氣系數(shù)，用a表

37、示 a=V/ Vk3.過(guò)量空氣系數(shù)a與煙氣含氧量O的關(guān)系 a=21/（21-O） 3.2 燃燒原理4.理論空氣量的經(jīng)驗(yàn)公式 對(duì)于貧煤和無(wú)煙煤，經(jīng)驗(yàn)公式為 對(duì)于煙煤，經(jīng)驗(yàn)公式為 對(duì)于劣質(zhì)煤（Q12570 kJ/kg），經(jīng)驗(yàn)公式為 對(duì)于液體燃料，經(jīng)驗(yàn)公式為031886/4190ar netQVNmkg+=0318860.852/4190ar netQVNmkg+=+032514/4148ar netQVNmkg+=031.050.278/4190ar netQVNmkg=+ 3.3 循環(huán)流化床的基礎(chǔ)知識(shí)循環(huán)流化床中的燃燒循環(huán)流化床中的燃燒1.涉及到氣固兩相流體的流動(dòng)、熱量和質(zhì)量的傳遞、化學(xué)反應(yīng)以及

38、若干相關(guān)的物理化學(xué)現(xiàn)象2.眾多影響因素燃料本身特性：揮發(fā)份含量、反應(yīng)活性、顆粒粒徑分布 流化狀態(tài)、氧氣擴(kuò)散條件、溫度3.氣固兩相流中燃料顆粒的燃燒燃料顆粒與顆粒、燃料顆粒與床料顆粒形成的“群體”燃燒，與流動(dòng)特性密切相關(guān) 3.3 循環(huán)流化床的基礎(chǔ)知識(shí) 3.3 循環(huán)流化床的基礎(chǔ)知識(shí)一、流化床燃燒技術(shù)一、流化床燃燒技術(shù)燃料的兩種經(jīng)典燃燒方式固定床燃燒：包括固定爐排、鏈條爐懸浮燃燒：煤粉燃燒流化床燃燒是介于固定床燃燒與懸浮燃燒這兩者之間的一種燃燒方式。在流化床燃燒中，燃料被破碎到一定粒度，燃燒所需的空氣從布置在爐膛底部的布風(fēng)板下送入，燃料既不固定在爐排上燃燒，也不是在爐膛空間內(nèi)隨氣流懸浮燃燒，而是在流

39、化床內(nèi)進(jìn)行一種劇烈的、雜亂無(wú)章、類似于流體沸騰運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的燃燒。 3.3 循環(huán)流化床的基礎(chǔ)知識(shí)二、基本概念二、基本概念(1)床料： 鍋爐啟動(dòng)前，布風(fēng)板上先鋪有一定厚度、一定粒度的“原料”，稱做床料。(2)物料： 所謂的物料，主要是指循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中在爐膛內(nèi)燃燒或載熱的物質(zhì)。它不僅包含床料成分，還包括鍋爐運(yùn)行中給入的燃料、脫硫劑、返送回來(lái)的飛灰以及燃料燃燒后產(chǎn)生的其他固體物質(zhì)。分離器捕捉分離下來(lái)通過(guò)回料閥返送回爐膛的物料叫循環(huán)物料，而未被捕捉分離下來(lái)的細(xì)小顆粒一般稱做飛灰，爐床下部排出的較大顆粒叫爐渣（也稱做大渣）。因此飛灰和爐渣是爐內(nèi)物料的廢料。 (3)堆積密度與堆積孔隙率 a.堆積密度將固

40、體顆粒不加任何約束地堆放時(shí)單位體積的質(zhì)量成為顆粒的堆積密度，用rd表示，單位為kg/m3。 3.3 循環(huán)流化床的基礎(chǔ)知識(shí)b.顆粒密度單個(gè)顆粒的質(zhì)量與其體積的比值稱為顆粒密度或真實(shí)密度，用rp表示，單位為kgm3。c.空隙率氣體所占的體積與整個(gè)兩相流體總體積之比。 燃料、床料或物料堆積時(shí)，其顆粒間的空隙所占的體積份額為堆積空隙率。 對(duì)于某種固體燃料或其他固體顆粒，其顆粒密度是不變的，而堆積密度是隨空隙率的變化而變化，顯然兩者成反比。同一種燃料，因粒徑和篩分不同，其堆積密度可能不同，而不同種燃料，堆積密度卻有時(shí)可能相同。4.顆粒平均直徑全部顆粒的平均粒徑通常用dp表示。 顆粒當(dāng)量直徑為了研究和計(jì)算

41、方便，常折算成相當(dāng)于球形顆粒的直徑，叫做當(dāng)量直徑，用dv表示。 顆粒球形度(y) 球體的體積與顆粒體積相同時(shí)，該球體表面積與顆粒表面積之比。 dv = y dp 3.3 循環(huán)流化床的基礎(chǔ)知識(shí) 5.燃料篩分燃料顆粒直徑分布范圍。 粒徑粗細(xì)范圍較大，即篩分較寬，就稱做寬篩分； 粒徑粗細(xì)范圍較小，就稱為窄篩分。 寬篩分和窄篩分是相對(duì)而言的，但燃料的篩分對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響很大。 6.燃料粒比度各粒徑的顆粒占總量的份額之比稱為粒比度。 原煤經(jīng)過(guò)破碎機(jī)破碎后各粒徑大小是連續(xù)的，按著粒比度在坐標(biāo)圖上作出的是一條連續(xù)的曲線。燃煤的粒比度也稱為燃料顆粒特性，連續(xù)的曲線也稱為顆粒特性曲線。燃煤的顆粒特性曲線可以很直

42、觀地反映入爐煤的各粒徑顆粒占總量的百分比。 7.流化速度床料或物料流化時(shí)動(dòng)力流體的速度。對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐來(lái)說(shuō)，動(dòng)力流體就是經(jīng)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生一定能量，通過(guò)布風(fēng)板和風(fēng)帽使床料(或物料)流化起來(lái)的空氣。這部分空氣稱為一次風(fēng)。 3.3 循環(huán)流化床的基礎(chǔ)知識(shí) 流化速度是假設(shè)爐內(nèi)沒(méi)有床料或物料時(shí)，空氣通過(guò)爐膛的速度，因此也稱為空塔速度。如果沒(méi)有特殊注明，所謂的流化速度是指熱態(tài)時(shí)的速度。鍋爐熱態(tài)時(shí)，進(jìn)入爐內(nèi)的空氣變?yōu)闊煔?，因此有的流化速度又稱為煙氣速度，用u表示，單位為m/s。 u=Q/A8.臨界流化風(fēng)速與臨界流化風(fēng)量 臨界流化風(fēng)速就是床料開(kāi)始流化時(shí)的一次風(fēng)風(fēng)速，這時(shí)的一次風(fēng)風(fēng)量也就稱為臨界流化風(fēng)量9.物料循環(huán)

43、倍率由物料分離器捕捉下來(lái)且返送回爐內(nèi)的物料量與給進(jìn)的燃料量之比 K=W/B 3.3 循環(huán)流化床的基礎(chǔ)知識(shí)物料循環(huán)倍率直接影響鍋爐的燃燒和傳熱。 在電廠鍋爐運(yùn)行中人爐煤量一般比較容易控制，而影響物料回送量的因素較多，主要有如下幾點(diǎn)： (1)一次風(fēng)量。一次風(fēng)量大小，將直接影響物料回送量。一次風(fēng)量過(guò)小，爐內(nèi)物料的流化狀態(tài)將發(fā)生變化，燃燒室上部物料濃度降低，進(jìn)入分離器的物料量也相對(duì)減少。這樣不僅影響分離器的分離效率，也必然降低分離器捕捉量，回送量也自然減少。 (2)燃料顆粒特性。運(yùn)行中煤的顆粒特性發(fā)生變化也將影響回料量的多少。如果入爐煤的顆粒較粗，且所占份額較大(與設(shè)計(jì)值比)，在一次風(fēng)量不變的情況下，

44、爐膛上部的物料濃度也降低，其結(jié)果與一次風(fēng)過(guò)小相同。 (3)分離器效率。即使煤的顆粒特性達(dá)到要求，一次風(fēng)量也滿足設(shè)計(jì)條件，而物料分離器效率降低，也將使回料量減少 3.3 循環(huán)流化床的基礎(chǔ)知識(shí)三、流化床的形成三、流化床的形成1.流化的形態(tài) 當(dāng)空氣通過(guò)布風(fēng)板自下而上穿過(guò)物料時(shí)，整體床層隨空氣速度的不斷增大而呈現(xiàn)完全不同的狀態(tài)。 3.3 循環(huán)流化床的基礎(chǔ)知識(shí)1.固定床2.鼓泡流化床 3.湍流流化床 4.快速流化床5.氣力輸送流態(tài)流態(tài)化的化的典型典型形態(tài)形態(tài)a.溝流b.節(jié)涌非正非正常流常流化狀化狀態(tài)態(tài)稠密床料稀疏床料 溝流 節(jié)涌2. 循環(huán)流化床鍋爐 內(nèi)不同位置的流動(dòng)狀態(tài)湍流流化床快速流化床漩渦流動(dòng)鼓泡流

45、化床尾部煙道氣力輸送煙囪 3.4 流化床鍋爐中煤的燃燒過(guò)程流化床鍋爐中煤的燃燒過(guò)程流化床鍋爐中煤的燃燒過(guò)程 a.顆粒被加熱和干燥b.揮發(fā)分的析出和燃燒c.煤顆粒膨脹和破裂(一次破碎)d.焦炭燃燒和再次破裂（二次破碎）燃燃燒燒過(guò)過(guò)程程揮發(fā)分燃燒 3.4 流化床鍋爐中煤的燃燒過(guò)程一、煤顆粒的加熱和干燥一、煤顆粒的加熱和干燥 1. 新鮮給煤進(jìn)入床內(nèi)，立即被大量灼熱物料包圍并被迅速加熱到接近床溫受到加熱、蒸發(fā)水分并被烘干2.隨煤的顆粒平均直徑dp同樣的加熱速率下加熱時(shí)間二、揮發(fā)份的析出和燃燒二、揮發(fā)份的析出和燃燒1.揮發(fā)分析出過(guò)程煤顆粒因受高溫物料加熱分解并產(chǎn)生大量氣態(tài)可燃物質(zhì)2.揮發(fā)分析出階段第一穩(wěn)

46、定析出階段：500600第二穩(wěn)定析出階段：80010003.影響揮發(fā)分含量和組成成分的因素 煤種、dp分布、加熱速率、初始T、最終T及其下的停留t、析出時(shí)的P 3.4 流化床鍋爐中煤的燃燒過(guò)程4.影響揮發(fā)分析出時(shí)間的因素 煤質(zhì)、顆粒尺寸、床溫、煤顆粒加熱時(shí)間5.揮發(fā)分析出后達(dá)到著火溫度即燃燒 a.細(xì)煤顆粒：析出極快，迅速將細(xì)煤顆粒包圍燃燒，產(chǎn)生擴(kuò)散火焰，燃燒所需時(shí)間很短 b.大顆粒：析出慢，爐內(nèi)摻混過(guò)程慢影響因素：物料分布和流動(dòng)6.揮發(fā)分析出與燃燒過(guò)程（110s） 在氧和未燃揮發(fā)分邊界上進(jìn)行，由界面處揮發(fā)分和氧的擴(kuò)散控制 煤顆粒擴(kuò)散火焰位置取決于氧的擴(kuò)散速率和揮發(fā)分析出速率7.揮發(fā)分析出、燃燒

47、對(duì)煤顆粒著火性能的改善 煤顆粒受熱揮發(fā)分析出、燃燒又加熱煤顆粒顆粒溫度迅速升高利于著火 改變煤顆粒空隙結(jié)構(gòu)，改善焦炭的燃燒反應(yīng) 3.4 流化床鍋爐中煤的燃燒過(guò)程三、焦炭的著火與燃盡三、焦炭的著火與燃盡1.焦炭揮發(fā)分析出后剩下的固體物質(zhì)2.燃燒過(guò)程（比較復(fù)雜）O2到達(dá)顆粒表面在焦炭（多孔顆粒，總面積大）表面與C發(fā)生氧化反應(yīng)CO2和CO3.焦炭燃燒工況(1)動(dòng)力控制燃燒 a. 受化學(xué)反應(yīng)速率控制（O2擴(kuò)散速率） b. 發(fā)生在啟動(dòng)過(guò)程（T低，化學(xué)反應(yīng)速率也低）及細(xì)顆粒燃燒（擴(kuò)散阻力很小）(2)擴(kuò)散控制燃燒 a. 受擴(kuò)散速率控制（化學(xué)反應(yīng)速率） b. 常見(jiàn)于大顆粒焦炭和高溫 3.4 流化床鍋爐中煤的燃

48、燒過(guò)程(3)循環(huán)流化床內(nèi)焦炭燃燒過(guò)程焦炭顆?？s小氣固傳輸速度增加擴(kuò)散控制動(dòng)力控制動(dòng)力控制 (4)炭顆粒周圍發(fā)生的一系列反應(yīng)方程式 3.4 流化床鍋爐中煤的燃燒過(guò)程四、煤顆粒的膨脹、破裂和磨損四、煤顆粒的膨脹、破裂和磨損1.膨脹、破裂 熱爆性強(qiáng)的煤種，在爐內(nèi)被加熱干燥、析出V的同時(shí)會(huì)發(fā)生，甚至?xí)俅伪?2. 磨損 煤顆粒在運(yùn)動(dòng)中顆粒間存在相互碰撞摩擦等 機(jī)械作用，從較大顆粒表面撕裂和磨損下來(lái)許多微小 顆粒 3. 一級(jí)破碎煤顆粒中析出的V在顆粒內(nèi)部產(chǎn)生高壓而使顆粒產(chǎn)生破裂 4. 二級(jí)破碎（只在V析出后） 焦炭處于動(dòng)力控制燃燒或動(dòng)力擴(kuò)散燃燒工況，焦炭?jī)?nèi)部小孔增加，連接力消弱，若氣動(dòng)力大于連接力，焦

49、炭會(huì)破裂產(chǎn)生碎片顆粒 5. 滲透破裂煤顆粒處于動(dòng)力控制燃燒工況，整個(gè)焦炭均勻燃燒，所有內(nèi)部化學(xué)鍵急劇瓦解斷裂，同時(shí)產(chǎn)生破裂第四章 循環(huán)流化床鍋爐的主體結(jié)構(gòu) 4.1 循環(huán)流化床鍋爐主體設(shè)備 4.2 循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)裝置 4.3 循環(huán)流化床鍋爐爐膛 4.4 物料循環(huán)系統(tǒng) 4.5 尾部煙道 4.1 循環(huán)流化床鍋爐主體設(shè)備循環(huán)流化床鍋爐的燃燒設(shè)備循環(huán)流化床鍋爐的燃燒設(shè)備 布風(fēng)裝置給料系統(tǒng) 燃燒室煙風(fēng)系統(tǒng) 物料循環(huán)系統(tǒng)灰渣系統(tǒng) 尾部煙道點(diǎn)火裝置主體主體輔助輔助 4.1 循環(huán)流化床鍋爐主體設(shè)備燃燃燒燒室室旋旋風(fēng)風(fēng)分分離離器器尾尾部部煙煙道道回回料料裝裝置置布布風(fēng)風(fēng)裝裝置置循環(huán)循環(huán)流化流化床鍋床鍋爐主爐主

50、體設(shè)體設(shè)備的備的分布分布圖示圖示 4.2 循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)裝置一、風(fēng)室結(jié)構(gòu)一、風(fēng)室結(jié)構(gòu) 1. 本廠風(fēng)室的結(jié)構(gòu)采用循環(huán)硫化床鍋爐最常見(jiàn)的水冷等壓風(fēng)室，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有傾斜的底面，能使風(fēng)室的靜壓沿深度而保持不變，有利于提高布風(fēng)的均勻性。底邊傾角8152.本風(fēng)室由水冷壁圍成，水冷壁管子及與風(fēng)室相連的熱風(fēng)管道鋼板的內(nèi)側(cè)都焊有銷釘，并敷設(shè)一定厚度的隔熱耐火層。 風(fēng)室 燃燒室布風(fēng)板 4.2 循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)裝置風(fēng)室油槍入口3.風(fēng)室內(nèi)部結(jié)構(gòu)底面傾角立柱流化風(fēng) 4.2 循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)裝置來(lái)自一次風(fēng)管流化風(fēng) 4.2 循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)裝置二、布風(fēng)板二、布風(fēng)板 1.什么是布風(fēng)板 定義：流化床鍋爐燃燒室下部

51、的爐篦稱作布風(fēng)板。 2.布風(fēng)板的作用（1）支撐爐內(nèi)物料（2）合理分配一次風(fēng)，使通過(guò)布風(fēng)板及風(fēng)帽的一次風(fēng)流化物料，使之達(dá)到良好的流化狀態(tài)。 3.布風(fēng)板形式 本廠采用水平布置水冷式布風(fēng)板。水冷式布風(fēng)板如圖所示 4.2 循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)裝置布風(fēng)板的結(jié)構(gòu)形式V型回字型水平型傾斜型 本廠采用 4.2 循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)裝置3.布風(fēng)板組成：本廠布風(fēng)板由后墻水冷壁管拉稀后形成4.2 循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)裝置布風(fēng)板布風(fēng)板（紅線圍成的區(qū)域）布風(fēng)板實(shí)圖4.2 循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)裝置三、風(fēng)帽三、風(fēng)帽1.什么是風(fēng)帽 風(fēng)帽是流化床鍋爐實(shí)現(xiàn)均勻布風(fēng)以維持爐內(nèi)氣固兩相流動(dòng)的關(guān)鍵部件2.風(fēng)帽的作用 風(fēng)帽的作用在于使進(jìn)入流化床

52、的空氣產(chǎn)生第二次分流并具有一定的動(dòng)能，以減少初始?xì)馀莸纳珊褪沟撞看诸w粒產(chǎn)生強(qiáng)烈的擾動(dòng)，避免粗顆粒的沉積，減少冷渣含碳損失。風(fēng)帽還有產(chǎn)生足夠的壓降、均勻布風(fēng)的作用。3.風(fēng)帽的類型（1）小孔徑風(fēng)帽（2）較大孔徑風(fēng)帽（3）定向風(fēng)帽4.2 循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)裝置進(jìn)風(fēng)口共8個(gè)小孔本本廠廠采采用用的的鐘鐘式式風(fēng)風(fēng)帽帽本廠采用六邊形風(fēng)帽本廠采用六邊形風(fēng)帽共8個(gè)小孔4.2 循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)裝置4.風(fēng)帽的布置 4.2 循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)裝置敷設(shè)于隔熱層之下敷設(shè)于隔熱層之下風(fēng)帽隔熱層4.2 循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)裝置4.隔熱層 為避免布風(fēng)板受熱而撓曲變形，在布風(fēng)板上必須有一定厚度的隔熱層，即耐火保護(hù)層 4.3 循環(huán)流化床鍋爐爐膛一、燃燒室（爐膛）結(jié)構(gòu)一、燃燒室（爐膛）結(jié)構(gòu)1.燃燒室的結(jié)構(gòu)形式本廠采用的爐膛結(jié)構(gòu)為下部收窄的立式長(zhǎng)方形爐膛5.4m29.93m78 2.爐膛的結(jié)構(gòu)組成爐膛由膜式壁組成，為一個(gè)高29.93m寬7.2m深5.4m的燃燒室。爐膛頂部：前墻向后墻彎曲的水冷壁管形成布風(fēng)板： 后墻管拉稀形成，深2.74m 風(fēng)室底部：后墻管拉稀形成前墻后墻東側(cè)墻西側(cè)墻爐爐膛膛2.74m側(cè)視圖風(fēng)室布風(fēng)板立體圖 4.3 循環(huán)流化床鍋爐爐膛爐膛內(nèi)景爐膛密相區(qū)內(nèi)況 4.3 循環(huán)流化床鍋爐爐膛二、爐膛的開(kāi)口布置二、爐膛的開(kāi)口布置 1.給煤口(3個(gè)) 由煤倉(cāng)經(jīng)給煤機(jī)把煤送入爐膛的進(jìn)口 給煤