電站鍋爐原理2課件

電站鍋爐原理第一章緒論§1-1鍋爐機(jī)組的工作過(guò)程§1-2鍋爐的容量和參數(shù)§1-3鍋爐分類§1-4鍋爐的安全和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)燃料化學(xué)能鍋爐內(nèi)燃燒煙氣熱能鍋爐各受熱面?zhèn)鳠崴羝麩崮芷啓C(jī)各工作級(jí)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械能發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能聯(lián)軸器一次能源二次能源一、火電廠生產(chǎn)過(guò)程§1-1鍋爐機(jī)組的工作過(guò)程二、鍋爐任務(wù)

組織合理的燃料燃燒，將燃料燃燒釋放的熱能加熱水和水蒸汽，以生產(chǎn)規(guī)定參數(shù)和品質(zhì)的過(guò)熱蒸汽。鍋爐鍋爐本體輔助設(shè)備鍋爐機(jī)組三、鍋爐組成四、鍋爐機(jī)組的工作過(guò)程(以煤粉爐為例)汽水流程煙氣流程熱空氣流程制粉過(guò)程制粉燃燒系統(tǒng)：原煤倉(cāng)、給煤機(jī)、磨煤機(jī)、燃燒器煙風(fēng)系統(tǒng)：空預(yù)器、一次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)汽水系統(tǒng)：省煤器、汽包、水冷壁、過(guò)熱器、再熱器ＦＷ亞臨界壓力600ＭＷ自然循環(huán)鍋爐2、鍋爐蒸汽參數(shù)額定蒸汽壓力：蒸汽鍋爐在規(guī)定的給水壓力和規(guī)定的負(fù)荷范圍內(nèi)，長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行時(shí)應(yīng)予保證的出口蒸汽壓力，單位：MPa。額定蒸汽溫度：蒸汽鍋爐在規(guī)定的負(fù)荷范圍、額定蒸汽壓力和額定給水溫度下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行時(shí)所必須保證的出口蒸汽溫度，單位：℃。3、鍋爐給水溫度定義：給水在省煤器入口處的溫度，用tgs表示。二、鍋爐型號(hào)DG-670/13.7-540/540-5型鍋爐HG-1025/18.2-YM6型鍋爐HG-1100/25.4-PM1型鍋爐按鍋爐的燃燒方式分火床爐（層燃爐）：塊狀固體燃料在爐排上形成燃料層，空氣從爐排下的通風(fēng)孔隙穿過(guò)燃料層向上流動(dòng)，在高溫下，大部分燃料在爐排上形成火床燃燒。用于工業(yè)鍋爐和熱水鍋爐。室燃爐（懸浮爐）：燃料以粉狀、霧狀或氣態(tài)隨同空氣噴入爐膛，燃料顆粒在懸浮狀態(tài)下著火、燃燒及燃盡。電站鍋爐普遍采用。旋風(fēng)爐：以圓柱形旋風(fēng)筒作為主要燃燒室的爐子，它又分為立式和臥式兩種。采用液態(tài)排渣，爐溫較高，NOX排放大，流化床鍋爐：這種爐子的優(yōu)點(diǎn)是可燃燒劣質(zhì)煤，脫硫效果好，燃燒產(chǎn)生的氮氧化物少。鏈條爐結(jié)構(gòu)示意圖煤粉爐工作示意圖旋風(fēng)爐結(jié)構(gòu)示意圖按鍋爐蒸發(fā)受熱面內(nèi)工質(zhì)的流動(dòng)方式分自然循環(huán)鍋爐強(qiáng)制循環(huán)鍋爐直流鍋爐低倍率及復(fù)合循環(huán)鍋爐1-汽包；2-下降管；3-分隔屏；4-后屏；5-高溫過(guò)熱器；6-高溫再熱器；7-水冷壁；8-燃燒器；9-燃燒帶；10-空氣預(yù)熱器；11-省煤器進(jìn)口集箱；12-省煤器；13-低溫再熱器；14-低溫過(guò)熱器；15-折焰角；16-排渣裝置亞臨界參數(shù)自然循環(huán)燃煤鍋爐DG1900/25.4型鍋爐示意圖

按鍋爐排渣的相態(tài)分固態(tài)排渣鍋爐液態(tài)排渣鍋爐按鍋爐燃燒室內(nèi)的壓力分負(fù)壓燃燒鍋爐壓力燃燒鍋爐二、鍋爐運(yùn)行的安全性指標(biāo)鍋爐連續(xù)運(yùn)行小時(shí)數(shù)：鍋爐兩次被迫停爐進(jìn)行檢修之間的運(yùn)行小時(shí)數(shù)。鍋爐的可用率：

可用率＝（運(yùn)行總小時(shí)數(shù)＋總備用小時(shí)數(shù)）／統(tǒng)計(jì)期間總小時(shí)數(shù)×100%

鍋爐事故率：事故率＝事故停爐總小時(shí)數(shù)／（總運(yùn)行小時(shí)數(shù)＋事故停爐總小時(shí)數(shù)）×100%

第二章鍋爐燃料燃料核燃料有機(jī)燃料工藝燃料（優(yōu)質(zhì)燃料）動(dòng)力燃料（劣質(zhì)燃料）固體燃料液體燃料氣體燃料第一節(jié)煤的成分分析一、煤的元素分析定義：對(duì)煤中碳、氫、氧、氮、硫、水分、灰分進(jìn)行分析的總稱。分析結(jié)果用各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示。各成分燃燒特性碳C:可燃質(zhì)，在煤中含量大，50~90%，發(fā)熱量大氫H：可燃質(zhì)，在煤中含量1~6%，發(fā)熱量大硫S：可燃質(zhì)，在煤中含量0.5~3%，發(fā)熱量低，在燃燒時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)化成

SO2和SO3氧O：不可燃質(zhì)，1~40%氮N：不可燃質(zhì)，0.5~2.5%，在燃燒時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)化成NOX水分：不利于燃燒，2~50%，由外部水分和內(nèi)部水分組成。灰分：有害物質(zhì)，10~50%，

四、計(jì)算基準(zhǔn)的換算

換算公式：

x=Kx0不同基準(zhǔn)的換算系數(shù)K例:

一、煤的發(fā)熱量1、發(fā)熱量定義:單位質(zhì)量的煤在完全燃燒時(shí)所釋放的熱量。單位：kJ/kg。彈筒發(fā)熱量：煤在充滿壓力氧的氧彈中燃燒，燃燒產(chǎn)物冷卻到煤的原始溫度時(shí)放出的熱量。高位發(fā)熱量:煤在空氣中完全燃燒時(shí)所放出的熱量，計(jì)及了燃燒產(chǎn)物中全部水蒸汽的汽化潛熱。低位發(fā)熱量：高位發(fā)熱量減去煤樣中水和燃燒時(shí)生成的水的汽化潛熱后的熱值。第二節(jié)煤的特性2、各種發(fā)熱量之間的換算彈筒發(fā)熱量和高位發(fā)熱量間的換算：Qad.gr=Qad,b－(94.1Sad,b+aQad,b)

KJ/kg高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量間的換算：

Q=Qar,gr－206Har-23Mar

KJ/kg二、標(biāo)準(zhǔn)煤和折算成分1、標(biāo)準(zhǔn)煤：以Q

=29270KJ/kg的燃料作為標(biāo)準(zhǔn)煤。2、折算成分：把相對(duì)于每4182KJ/kg收到基低位發(fā)熱量的煤所含的收到基水分、灰分和硫分，分別稱為折算水分、灰分和硫分。

折算水分：

折算灰分：折算硫分：

當(dāng)煤中的Mar,zs>8%時(shí)為高水分煤；當(dāng)Aar,zs>4%時(shí)為高灰分煤；當(dāng)Sar,zs>0.2%時(shí)，稱為高硫分煤。三、高溫下煤灰的熔融性1、灰的熔融性：當(dāng)煤灰受熱時(shí)，由固態(tài)逐漸向液態(tài)轉(zhuǎn)化，兩種狀態(tài)無(wú)明顯的界限溫度，這種轉(zhuǎn)化特性稱為煤灰的熔融性。2、特征溫度：用變形溫度DT、軟化溫度ST、半球溫度HT、熔化溫度FT來(lái)表示。

3、影響煤灰熔融性的因素：煤灰的化學(xué)組成煤灰周圍高溫介質(zhì)的性質(zhì)長(zhǎng)渣：DT與FT溫度差為200~400℃短渣：DT與FT溫度差為100~200℃DTSTHTFT第三節(jié)煤的常規(guī)特性對(duì)鍋爐工作的影響揮發(fā)分的影響：揮發(fā)分越多，越容易著火，燃燒越易完全。水分的影響：水分增大，燃燒時(shí)放出的有效熱量減少、煤的著火熱增大、著火推遲；爐內(nèi)溫度降低、著火困難、燃燒不易完全；煙氣量增大，排煙熱損失增大，引風(fēng)機(jī)電耗增大；煤粉制備困難，造成原煤倉(cāng)、給煤機(jī)及落煤管中的粘結(jié)性堵塞及磨煤機(jī)出力下降等不良后果?；曳值挠绊懀夯曳衷龃?，著火困難、燃燒不穩(wěn)定、爐膛結(jié)渣的可能性增大、對(duì)流受熱面的磨損增強(qiáng)、環(huán)境污染增強(qiáng)、燃料機(jī)械未完全燃燒熱損失增大。灰渣熔融性的影響：當(dāng)ST＞1350℃時(shí)，造成爐內(nèi)結(jié)渣的可能性不大；為了避免爐膛出口處結(jié)渣，爐膛出口處煙溫應(yīng)低于DT，并至少留有50~100℃的余量。硫分的影響：硫分越多，發(fā)生低溫腐蝕的可能性增大；隨含硫量的增大，煤粉自燃的可能性增大。

第四節(jié)煤的分類一、我國(guó)煤的分類

我國(guó)動(dòng)力用煤根據(jù)揮發(fā)分Vdaf的多少來(lái)分，可分為三大類：無(wú)煙煤：Vdaf≤10%，煤化程度最深，含碳最多，Car＞50%，發(fā)熱量高，Qar,net=25000~32500kJ/kg，灰分、水分不多，著火及燃盡困難，表面有明亮光澤，機(jī)械強(qiáng)度高，不易研磨，不易自燃。煙煤：

Vdaf在10%~37%之間，煤化程度低于無(wú)煙煤，著火、燃燒較容易。Qar,net=20000~30000kJ/kg，Car=40~60%，Aar=7~30%，Mar=3~18%。

褐煤：Vdaf＞37%，Qar,net=10000~21000kJ/kg，Car=40~50%，Aar=20~50%，Mar=6~50%，煤化程度最淺的煤，易著火燃燒，表面多呈褐色或深褐色，機(jī)械強(qiáng)度低，易自燃。二、發(fā)電廠用煤的質(zhì)量等級(jí)按Vdaf與Qar,net的質(zhì)量等級(jí)：V1、V2、V3、V4、V5按Ad的質(zhì)量等級(jí):A1、A2、A3按水分的質(zhì)量等級(jí)：M1、M2按Sar的質(zhì)量等級(jí):S1、S2按灰的軟化溫度ST和發(fā)熱量：ST1、ST2第五節(jié)液體及氣體燃料一、液體燃料及其特性指標(biāo)1、重油成分C、H、O、N、S、M、AC：81~84%，H:11~14%，發(fā)熱量：37700~44000kJ/kg2、特性指標(biāo)粘度：表征液體燃料流動(dòng)性能的指標(biāo)。用恩式粘度0E表示。凝固點(diǎn)：表征液體燃料喪失流動(dòng)性能時(shí)的溫度。與石蠟含量有關(guān)。閃點(diǎn)：在常壓下，隨著油溫的升高，油表面上蒸發(fā)的油氣增多，當(dāng)油氣與空氣的混合物與明火接觸而發(fā)生短促閃光時(shí)的油溫。燃點(diǎn)：油氣與空氣的混合物遇到明火能著火燃燒并持續(xù)5s以上的最低油溫。含硫量：低硫油（Sar＜0.5%）、硫油（Sar=0.5%~2%）、高硫油（Sar＞2%）含灰量：灰中含有V、Na、K、Ca等元素的化合物，所生成的燃燒產(chǎn)物的熔點(diǎn)低，約600℃，對(duì)受熱面易造成高溫腐蝕。二、氣體燃料1、天然氣體燃料氣田煤氣、油田伴生煤氣主要成分為甲烷，發(fā)熱量高（35000~54400KJ/m3)。2、人工氣體燃料高爐煤氣：高爐中焦炭部分和鐵礦石部分還原作用所產(chǎn)生的氣體，主要成分為CO，發(fā)熱量低。焦?fàn)t煤氣：焦炭氣化所得的煤氣，以H2為主。第三章燃燒計(jì)算與熱平衡計(jì)算第一節(jié)燃燒所需空氣量計(jì)算一、理論空氣量定義：1kg(1Nm3)收到基燃料完全燃燒時(shí)所需的最小空氣量。用V0（Nm3/kg)或L0(kg/kg)表示。理論空氣量的計(jì)算碳燃燒消耗的氧氣量氫燃燒消耗的氧氣量硫燃燒消耗的氧氣量燃料本身的氧量二、過(guò)量空氣系數(shù)與漏風(fēng)系數(shù)過(guò)量空氣系數(shù)：實(shí)際空氣量VK與理論空氣量V0的比值。

α=VK/V0α是鍋爐運(yùn)行的重要指標(biāo)，與燃料種類、燃燒方式等有關(guān)。2.漏風(fēng)系數(shù)：相對(duì)于1kg燃料而言，漏入空氣量與理論空氣量之比。

Δα=ΔV/V0煙道內(nèi)任一截面處的α計(jì)算：在空氣預(yù)熱器中：

第二節(jié)燃燒產(chǎn)物計(jì)算

燃燒產(chǎn)物指燃燒后生成的煙氣及其攜帶的灰粒和未燃盡炭粒。燃燒產(chǎn)物的計(jì)算和測(cè)定主要是求出燃燒后的煙氣量和煙氣的組成。一、完全燃燒時(shí)的燃燒產(chǎn)物理論煙氣容積Vy0定義：燃燒時(shí)供以理論空氣量且達(dá)到完全燃燒，此時(shí)煙氣所具有的容積為理論煙氣容積。用Vy0表示，單位Nm3/kg。Vy0計(jì)算三原子氣體煙氣量理論氮?dú)饬坷碚撍羝浚?）煤中的水分（2）煤中氫元素轉(zhuǎn)換的水分（3）由理論空氣量V0帶入的水分，即相對(duì)于每kg燃煤帶入的水蒸汽容積0.0161V0Nm3/kg

實(shí)際煙氣容積Vy

Vy=Vy0+(α-1)V0+0.0161(α-1)V0Nm3/kg實(shí)際干煙氣量Vgy

Vgy=Vgy0+(α-1)V0Nm3/kg二、不完全燃燒時(shí)的燃燒產(chǎn)物不完全燃燒時(shí)干煙氣的體積Vgy的計(jì)算：不完全燃燒時(shí)實(shí)際煙氣體積的計(jì)算：Vy=Vgy+VH2O=Vgy+V0H2O+0.0161(α-1)V0三、煙氣質(zhì)量、飛灰濃度、三原子氣體和水蒸氣的容積份額、分壓力煙氣質(zhì)量飛灰濃度三原子氣體和水蒸氣的容積份額、分壓力第三節(jié)煙氣分析及其應(yīng)用一、煙氣分析的目的測(cè)定運(yùn)行中煙氣的成分和容積可了解燃料燃燒的完全程度，燃燒的條件、煙道漏風(fēng)等情況，對(duì)判斷爐內(nèi)燃燒工況、進(jìn)行燃燒調(diào)整及設(shè)備改進(jìn)非常重要。二、煙氣分析的方法1、奧氏煙氣分析儀利用化學(xué)藥劑對(duì)氣體選擇吸收的特性進(jìn)行工作。煙氣分析結(jié)果：RO2+O2+CO+N2=100%

2、煙氣全分析儀用燃燒法和化學(xué)吸收法來(lái)測(cè)定煙氣中微量可燃?xì)怏w（CO、H2、CH4、CmHn)的含量。三、煙氣中CO含量的計(jì)算（不完全燃燒方程式）：

不完全燃燒方程式四、RO2與RO2max的計(jì)算（完全燃燒方程式）：完全燃燒方程式五、過(guò)量空氣系數(shù)α的計(jì)算:完全燃燒時(shí)：不完全燃燒時(shí)：第四節(jié)空氣、煙氣焓的計(jì)算及焓溫表一、空氣焓1.理論空氣焓:1kg燃料燃燒所需理論空氣量在等壓下從0℃加熱到t℃時(shí)所需的熱量，用Hk0表示,kJ/kg。2.實(shí)際空氣焓：二、煙氣焓1.理論煙氣焓:1kg燃料完全燃燒生成的理論煙氣量在等壓下從0℃加熱到θ℃時(shí)所需的熱量，用Hy0表示,kJ/kg。2.實(shí)際煙氣焓煙氣或空氣溫度θ（℃）理論煙氣的焓Hy0(kJ/kg)理論空氣的焓Hk0(kJ/kg)飛灰的焓Hfh(kJ/kg)

煙氣的焓

α1

α2

α3HyΔHyHyΔHyHyΔHy100200300…..三、煙氣焓溫表第五節(jié)鍋爐機(jī)組熱平衡

鍋爐機(jī)組熱平衡是指輸入鍋爐的熱量與鍋爐機(jī)組輸出熱量之間的平衡。鍋爐1千克燃料帶入爐內(nèi)的熱量Qr有效利用熱量Q1各項(xiàng)熱損失（Q2+Q3+Q4+Q5+Q6）鍋爐機(jī)組熱平衡圖一、輸入熱量

對(duì)于煤粉鍋爐，如果燃料和空氣都沒(méi)利用外界熱量進(jìn)行預(yù)熱，且燃煤水分Mar＜Qar，net/630，則Qr≈Qar，net。

二、鍋爐有效利用熱式中:Q--工質(zhì)總吸熱量，kJ/sB--燃料消耗量，kg/sDgr、Dzr、Dzy、DPw:過(guò)熱蒸汽量、再熱蒸汽量、自用蒸汽量和排污量，kg/s

三、固體未完全燃燒熱損失定義：部分固體燃料顆粒在爐內(nèi)未能燃盡就被排出爐外而造成的熱損失。影響因素：燃料性質(zhì)（Vdaf、Aar、細(xì)度）、燃燒方式、爐膛溫度、鍋爐負(fù)荷、燃料在爐內(nèi)的停留時(shí)間等。對(duì)于固態(tài)排渣煤粉鍋爐：q4=0.5~5%

。q4對(duì)對(duì)空氣量和煙氣量的影響：實(shí)際上參加燃燒的不是實(shí)際送入的燃料量B，而是計(jì)算燃料量Bj，計(jì)算空氣量和煙氣量時(shí)用Bj。四、化學(xué)未完全燃燒熱損失定義：鍋爐排煙中殘留的可燃?xì)怏w，如CO等未放出其燃燒熱就隨煙氣離開(kāi)鍋爐而造成的熱損失。影響因素：燃料性質(zhì)（Vdaf）、爐膛溫度、燃料種類、過(guò)量空氣系數(shù)等。對(duì)于煤粉鍋爐q3不超過(guò)0.5%。五、排煙熱損失定義：鍋爐由于鍋爐排煙物理顯熱造成的熱損失。計(jì)算公式：式中Hpy、Hlk分別為排煙和冷空氣的焓。影響因素：排煙溫度、煙氣容積、過(guò)量空氣系數(shù)或漏風(fēng)量等。q2是鍋爐熱損失中最大的一項(xiàng)，通常為4%~8%。最佳過(guò)量空氣系數(shù)六、散熱損失定義：由于鍋爐本體及其范圍內(nèi)的各種管道、附件的溫度高于環(huán)境溫度而散失的熱量。影響因素：鍋爐外表面面積、外表面溫度、爐墻保溫隔熱性能、環(huán)境溫度等。對(duì)于大容量鍋爐：q5=0.2~0.6%。七、灰渣物理熱損失定義：從爐膛排出的灰渣具有相當(dāng)高的溫度，由于灰渣從爐膛排出而造成的熱損失。影響因素：排渣方式、煤中灰的含量。對(duì)于固態(tài)排渣鍋爐：q6=0.5~1%。八、鍋爐機(jī)組熱效率和燃料消耗量鍋爐熱效率ηb=q1=Q1/Qr=1-(q2+q3+q4+q5+q6)

燃料消耗量B及計(jì)算燃料消耗量Bj第六節(jié)鍋爐機(jī)組熱平衡試驗(yàn)方法下列情況應(yīng)進(jìn)行鍋爐機(jī)組的熱平衡試驗(yàn)：①新安裝鍋爐的移交驗(yàn)收、鑒定試驗(yàn)中；②新投產(chǎn)鍋爐按設(shè)計(jì)負(fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束后的運(yùn)行試驗(yàn)中；③改造后的鍋爐進(jìn)行熱工技術(shù)性能鑒定試驗(yàn)中；

④大修后的鍋爐進(jìn)行檢修質(zhì)量鑒定和校整設(shè)備運(yùn)行特性的試驗(yàn)中；⑤運(yùn)行鍋爐由于燃料種類變化等原因進(jìn)行的燃燒調(diào)整試驗(yàn)中。

一、熱平衡試驗(yàn)的目的（1）求出鍋爐的熱效率；（2）求出鍋爐的各項(xiàng)熱損失并分析熱損失高于設(shè)計(jì)值的原因，擬訂降低熱損失和使熱效率達(dá)到設(shè)計(jì)值的措施；（3）確定鍋爐機(jī)組在各種負(fù)荷下的合理運(yùn)行方式，主要指過(guò)量空氣系數(shù)、煤粉細(xì)度、火焰位置以及燃料和空氣在燃燒器及其各層之間的分配情況等。

二、熱平衡試驗(yàn)的組織和準(zhǔn)備工作（1）熟悉鍋爐機(jī)組的技術(shù)資料和運(yùn)行特性。（2）全面檢查鍋爐機(jī)組及其輔助設(shè)備、測(cè)量表計(jì)、自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置等。（3）將所檢查出的設(shè)備缺陷提交有關(guān)車間處理。（4）制定試驗(yàn)計(jì)劃，其內(nèi)容包括：試驗(yàn)任務(wù)和要求、試驗(yàn)準(zhǔn)備工作（如安裝測(cè)點(diǎn)和取樣設(shè)備，準(zhǔn)備測(cè)試儀器等）、試驗(yàn)順序、測(cè)試內(nèi)容和方法、人員組織和進(jìn)度等。（5）編寫(xiě)試驗(yàn)準(zhǔn)備工作的任務(wù)書(shū)并提請(qǐng)審批。（6）組織試驗(yàn)小組。（7）準(zhǔn)備好所需試驗(yàn)儀器。（8）對(duì)試驗(yàn)所需配件的安裝進(jìn)行技術(shù)監(jiān)督，并培訓(xùn)有關(guān)試驗(yàn)觀測(cè)人員。

三、熱平衡試驗(yàn)的要求（1）試驗(yàn)前，必須預(yù)先將鍋爐負(fù)荷調(diào)整到試驗(yàn)規(guī)定的數(shù)值并穩(wěn)定一個(gè)階段。在此階段內(nèi)可以調(diào)整燃燒工況達(dá)到試驗(yàn)要求。當(dāng)原來(lái)負(fù)荷低于或高于規(guī)定試驗(yàn)負(fù)荷的20%以上時(shí)，將負(fù)荷調(diào)整到規(guī)定工況后一般要求穩(wěn)定1~2小時(shí)，再進(jìn)行試驗(yàn)。（2）在試驗(yàn)中應(yīng)避免進(jìn)行吹灰、除灰、打焦、定期排污及起停制粉系統(tǒng)等操作，以免影響試驗(yàn)的順利進(jìn)行和試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。（3）試驗(yàn)期間，應(yīng)盡可能地維持鍋爐蒸汽參數(shù)及過(guò)量空氣系數(shù)等穩(wěn)定，其允許波動(dòng)范圍一般如下：鍋爐負(fù)荷：±5%汽壓：±0.1MPa汽溫：±5℃過(guò)量空氣系數(shù)：±0.05（4）試驗(yàn)每改變一種工況，原則上應(yīng)重復(fù)進(jìn)行兩次試驗(yàn)。如兩次試驗(yàn)的結(jié)果相差過(guò)大時(shí)，需再重復(fù)進(jìn)行兩次試驗(yàn)。（5）對(duì)于燃煤鍋爐，一般規(guī)定每一工況下正平衡試驗(yàn)的延續(xù)時(shí)間為8小時(shí)，反平衡試驗(yàn)延續(xù)時(shí)間為4小時(shí)，根據(jù)具體情況可適當(dāng)減少為正平衡4小時(shí)、反平衡2小時(shí)。四、熱平衡試驗(yàn)測(cè)定內(nèi)容（一）入爐原煤的采樣

煤粉爐的原煤取樣，一般在給煤機(jī)進(jìn)行。人工采樣時(shí)工具為鏟子和儲(chǔ)樣桶，儲(chǔ)樣桶帶有嚴(yán)密的蓋子。在采樣和保存過(guò)程中，儲(chǔ)樣桶必須蓋好蓋子，并保持密封狀態(tài)，以免水分蒸發(fā)。采取的試樣應(yīng)能代表試驗(yàn)期間所用燃料的平均品質(zhì)。給煤機(jī)處取樣，一般每隔15分鐘取一次，每次約取1千克。

（二）飛灰取樣

取樣地點(diǎn)：在鍋爐的尾部煙道的適當(dāng)部位。取樣方法：用一套或數(shù)套專用的取樣系統(tǒng)連續(xù)抽取少量的煙氣流并在系統(tǒng)中將飛灰全部分離出來(lái)作為飛灰試樣。 （三）爐渣取樣

（1）爐渣采樣待試驗(yàn)結(jié)束后，用長(zhǎng)手柄的鐵鏟由灰斗內(nèi)分不同部位掏取。

（2）一般來(lái)說(shuō)爐渣的原始試樣數(shù)量應(yīng)不少于爐渣總量的5%。（四）煙氣成分分析（1）為了確定爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)，最好在屏式過(guò)熱器出口煙道內(nèi)取樣。（2）為了確定鍋爐的排煙熱損失，應(yīng)該在鍋爐尾部最末級(jí)受熱面后的煙道內(nèi)取樣，取樣截面和排煙溫度的測(cè)量截面要盡量靠近。（3）為了確定化學(xué)不完全燃燒熱損失，可在煙道中任何截面上取樣。但最好與上述某一項(xiàng)結(jié)合。（4）為了確定某一段煙道的漏風(fēng)情況，需測(cè)定該煙道進(jìn)、出口的過(guò)量空氣系數(shù)，應(yīng)在其進(jìn)、出口取樣。

（五）排煙溫度的測(cè)定(1)當(dāng)表盤上的排煙溫度值較可靠時(shí)，不需再測(cè)定。(2)如果表盤上的排煙溫度表誤差較大時(shí)，應(yīng)進(jìn)行就地測(cè)定。測(cè)定時(shí)應(yīng)在煙道兩側(cè)都進(jìn)行測(cè)定，以減小因煙道兩側(cè)排煙溫度相差太大引起的誤差。

（六）主要參數(shù)的記錄(1)試驗(yàn)期間的溫度、壓力、流量等重要參數(shù)應(yīng)每隔15分鐘記錄一次，需要記錄的項(xiàng)目，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)要求選定。(2)每次試驗(yàn)結(jié)束后，首先要進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理工作。對(duì)試驗(yàn)中重復(fù)多次測(cè)定的參數(shù)，一般取其算術(shù)平均值做為其直接測(cè)值。第四章

煤粉制備系統(tǒng)

第一節(jié)煤粉的性質(zhì)一、煤粉的一般物理特性1．尺寸?。?μm~500μm，20μm~60μm最多，2.比表面積大：300~1600m2/kg3．堆積密度小:新鮮煤粉：0.4~0.5t/m3，舊煤粉：0.7t/m34．流動(dòng)性好：吸附空氣形成云霧狀氣粉混合物，象水的流動(dòng)，管道輸送；易泄露，制粉系統(tǒng)要求嚴(yán)密，安全性差；具有自流性，易沉積。5．具有自燃性和爆炸性。二、煤粉細(xì)度煤粉細(xì)度定義：取一定數(shù)量的煤粉試樣，在篩子上篩分，設(shè)有ag留在篩子上，bg經(jīng)篩孔落下，則篩子上剩余量占篩分煤粉總量的百分比，稱為該煤粉的細(xì)度。用Rx表示。

Rx=a/(a+b)×100%R90?，煤粉越粗。經(jīng)濟(jì)細(xì)度：使(q2+q4+qm+qn)的總和最小的煤粉細(xì)度。用R90

jj表示。推薦公式：R90zj=4+0.8nVdaf

n-制粉系統(tǒng)磨制的煤粉均勻性指標(biāo)、三、煤粉的顆粒組成特性b越大，煤粉越細(xì)；n越大，煤粉越均勻，取決于磨煤機(jī)和粗粉分離器的型式n=0.8~1.2。

第二節(jié)煤的可磨性和磨損性

一、煤的可磨性系數(shù)前蘇聯(lián)BTИ法可磨性系數(shù)Kkm

定義：將質(zhì)量相同的標(biāo)準(zhǔn)煤樣和試驗(yàn)煤樣由相同的初始粒度磨制成細(xì)度相同的煤粉時(shí)，所消耗的能量之比。Kkm計(jì)算公式:在消耗相同能量條件下，將標(biāo)準(zhǔn)煤和試驗(yàn)煤所得的細(xì)度進(jìn)行比較。

我國(guó)動(dòng)力用煤的Kkm范圍：0.8~2.0。Kkm

＞1.5為易磨煤；Kkm

＜1.2為難磨煤。

哈氏可磨指數(shù)HGI

哈氏可磨指數(shù)的測(cè)定：將50g空氣干燥的煤樣，放入哈氏可磨性試驗(yàn)儀中旋轉(zhuǎn)60轉(zhuǎn)進(jìn)行破碎。施加在鋼球上的總作用力為284N，將所得的煤粉進(jìn)行篩分，根據(jù)篩余量的多少，利用下式計(jì)算哈氏可磨性指數(shù)HGI：

HGI=13+6.93G

式中G—通過(guò)孔徑為0.71mm篩的試樣質(zhì)量，g。我國(guó)動(dòng)力用煤的HGI范圍：25~129。

HGI＞86的煤為易磨煤；HGI＜62的煤為難磨煤。HGI與Kkm的關(guān)系二、煤的磨損指數(shù)

沖刷磨損指數(shù):將鐵試片放在高速噴射的煤粒中接受沖擊磨損，測(cè)定煤粒從初始狀態(tài)被研磨至R90=25%的時(shí)間τ(min)及試片的磨損量E(mg)。

A-標(biāo)準(zhǔn)煤在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)純鐵試片的磨損量，A=10mg/min.Ke＜1.0為輕磨損;Ke=1.0~1.9為不強(qiáng)磨損;Ke=2~3.5為較強(qiáng)磨損;Ke=3.5~5為很強(qiáng)磨損;Ke＞5為極強(qiáng)磨損。第三節(jié)中速磨煤機(jī)及制粉系統(tǒng)磨煤機(jī)通?？孔矒簟D壓、碾壓的作用將煤磨制成煤粉。按照磨煤機(jī)的轉(zhuǎn)速，可分為低速磨煤機(jī)（轉(zhuǎn)速為15~25r/min）、中速磨煤機(jī)（轉(zhuǎn)速為50~300r/min）、高速磨煤機(jī)（轉(zhuǎn)速高于400r/min）。一、中速磨煤機(jī)類型RP磨（輥-碗式磨）：采用淺碗形磨盤，三個(gè)獨(dú)立的錐形磨輥相隔120度安裝在磨盤上方，磨輥與磨盤不直接接觸，間隙可調(diào)，可采用彈簧或液力-氣動(dòng)加載裝置對(duì)磨輥加壓。MPS磨（輥-環(huán)式磨）：采用具有圓弧形凹槽滾道的磨盤，磨輥邊緣也呈圓弧形。平盤磨（輥-盤式磨）：E型磨（中速球磨）：碾磨部件為上下磨環(huán)和夾在中間的大鋼球。

工作原理：由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)減速裝置和垂直布置的主軸帶動(dòng)磨盤或磨環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。原煤經(jīng)落煤管進(jìn)入兩組相對(duì)運(yùn)動(dòng)的碾磨部件的表面，在壓緊力在作用下受到擠壓和研磨，被粉碎成煤粉。磨成的煤粉隨碾磨件一起旋轉(zhuǎn)，在離心力和不斷被碾磨的煤和煤粉推擠作用下被甩到風(fēng)環(huán)上方。熱風(fēng)經(jīng)裝有均流導(dǎo)向葉片的風(fēng)環(huán)整流后以一定的風(fēng)速進(jìn)入環(huán)形干燥空間，對(duì)煤粉進(jìn)行干燥，并將煤粉帶入上部的煤粉分離器。不合格的粗煤粉在分離器中被分離出來(lái)，經(jīng)錐形分離器底部返回碾磨區(qū)重磨。合格的煤粉經(jīng)煤粉分配器由干燥劑帶出磨外，進(jìn)入一次風(fēng)管，直接通過(guò)燃燒器進(jìn)入爐膛參加燃燒。煤中夾帶的石塊等在磨制過(guò)程中也被甩到風(fēng)環(huán)上方，因風(fēng)速不足以將它們夾帶而下落，通過(guò)風(fēng)環(huán)落到雜物箱。特點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)迅速、調(diào)節(jié)靈活；磨煤電耗低；結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積?。唤饘倌p量??；煤種適應(yīng)性較差；運(yùn)行、檢修技術(shù)水平要求高；對(duì)原煤帶入的三塊敏感性強(qiáng)。適應(yīng)煤種Vdaf=27%~40%,Mf≤15%,Ke﹤3.5的煙煤。Ke﹤3.5，且燃燒性能較好的劣質(zhì)煙煤和貧煤。Mf≤15%,Ke﹤3.5的褐煤。沿高度方向自下而上分為四部分：驅(qū)動(dòng)裝置、碾磨部件、干燥分離空間及煤粉分離和分配裝置。二、中速磨直吹式制粉系統(tǒng)種類負(fù)壓直吹式：整個(gè)制粉系統(tǒng)在負(fù)壓下運(yùn)行，煤粉不會(huì)向外泄漏，對(duì)環(huán)境污染少；排粉風(fēng)機(jī)裝在磨煤機(jī)出口，磨損嚴(yán)重，系統(tǒng)運(yùn)行可靠性低；系統(tǒng)處于負(fù)壓下工作，漏風(fēng)量較大。正壓熱一次風(fēng)機(jī)直吹式：一次風(fēng)機(jī)布置在磨煤機(jī)前，不存在風(fēng)機(jī)磨損問(wèn)題；系統(tǒng)正壓運(yùn)行，為防止煤粉外泄，須以高壓空氣對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行密封；一次風(fēng)機(jī)輸送的為熱空氣，電耗較輸送同樣質(zhì)量的冷空氣高，風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率低，存在高溫侵蝕。正壓冷一次風(fēng)機(jī)直吹式：一次風(fēng)機(jī)輸送的為冷空氣，工作條件好，電耗低，運(yùn)行效率高。特點(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單，設(shè)備部件少，投資少；運(yùn)行電耗低，鋼材消耗?。徽加锌臻g小，爆炸危險(xiǎn)性小；磨煤機(jī)要有較大備用容量；各一次風(fēng)管的煤粉流量均勻性較差；適應(yīng)鍋爐負(fù)荷的變化的響應(yīng)速度慢；磨煤機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)風(fēng)煤比增加，影響煤粉的著火和燃燒。第四節(jié)鋼球磨煤機(jī)及制粉系統(tǒng)一、單進(jìn)單出鋼球磨煤機(jī)工作原理：筒體內(nèi)裝有鋼球和煤，當(dāng)筒體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將它們帶到一定高度落下，煤被擊碎，同時(shí)鋼球?qū)γ哼€有擠壓和碾壓作用。影響球磨機(jī)工作的因素筒體的轉(zhuǎn)速鋼球充滿系數(shù)鋼球直徑通風(fēng)量護(hù)甲筒內(nèi)存煤量：存煤量約為鋼球重量的15%。3、磨煤出力與干燥出力磨煤出力：磨煤機(jī)在消耗一定能量的條件下，在單位時(shí)間內(nèi)能夠磨制符合煤粉細(xì)度要求的原煤量。（由磨煤機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸、被研磨的燃料特性以及磨煤機(jī)的運(yùn)行狀況確定。）干燥出力Bg：在單位時(shí)間內(nèi)能將多少煤從原有水分干燥到所要求的煤粉水分。磨煤機(jī)的運(yùn)行出力（具有一定細(xì)度和干燥程度的煤粉流量Bm=Bg）可以通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入磨煤機(jī)的干燥劑流量和溫度來(lái)實(shí)現(xiàn).

4、鋼球磨煤機(jī)所耗的功率計(jì)算式5、磨煤?jiǎn)魏挠?jì)算式筒體和鋼球的質(zhì)量比其中的燃料大許多倍，所耗功率主要消耗在轉(zhuǎn)動(dòng)筒體和升舉鋼球上，與磨煤出力Bm幾乎無(wú)關(guān)Em隨出力Bm的降低而增高，在低負(fù)荷下運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)。5、特點(diǎn)：筒式鋼球磨煤機(jī)對(duì)煤種適應(yīng)性廣，對(duì)煤中的雜質(zhì)不敏感，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、故障少，運(yùn)行安全可靠，檢修周期長(zhǎng)，對(duì)運(yùn)行和維修的技術(shù)水平要求低。設(shè)備龐大，投資多，占地面積大，運(yùn)行電耗高，金屬磨損量大，噪音大等。二、中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)2、乏氣送粉：

乏氣→排粉機(jī)→一次風(fēng)箱→混合器（乏氣與煤粉）→一次風(fēng)噴口

適用于煙煤等揮發(fā)分含量高的煤種3、

再循環(huán)管與再循環(huán)風(fēng)再循環(huán)管：將部分磨煤乏氣從排粉風(fēng)機(jī)后返回到磨煤機(jī)，然后再回到排粉風(fēng)機(jī)進(jìn)行循環(huán)。

再循環(huán)風(fēng)：溫度低，既可以調(diào)節(jié)磨煤機(jī)入口干燥劑的溫度，又能增加磨煤的通風(fēng)量，并能兼顧燃燒所需一次風(fēng)的要求，從而協(xié)調(diào)磨煤、干燥和燃燒三方面所需的風(fēng)量。1、熱風(fēng)送粉：

空氣經(jīng)一次風(fēng)機(jī)→空預(yù)器→一次風(fēng)箱→混合器（熱氣與煤粉）→一次風(fēng)噴口乏氣→排粉機(jī)→乏氣風(fēng)箱→三次風(fēng)噴口

適用無(wú)煙煤、貧煤及劣質(zhì)煤

三、雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)與單進(jìn)單出鋼球磨的主要區(qū)別

兩端空心軸既是熱風(fēng)和原煤的進(jìn)口，又是氣粉混合物的出口。從兩端進(jìn)入的干燥介質(zhì)氣流在筒體中間部位對(duì)沖后反向流動(dòng)，攜帶煤粉從兩空心軸中流出，進(jìn)入煤粉分離器，形成兩個(gè)相互對(duì)稱、又彼此獨(dú)立的磨煤回路。雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)的出力通過(guò)調(diào)整磨煤機(jī)的通風(fēng)量來(lái)實(shí)現(xiàn)，它響應(yīng)負(fù)荷變化的時(shí)間短，且風(fēng)煤比不隨負(fù)荷變化。

雙進(jìn)雙出磨煤一次風(fēng)量分配圖四、雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)的制粉系統(tǒng)

雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)多用于直吹式制粉系統(tǒng)。與中速磨直吹式制粉系統(tǒng)比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：煤種適應(yīng)性廣。備用容量小。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障少，在鋼球磨損時(shí)無(wú)需停機(jī)即可添加，保證系統(tǒng)正常供粉，不像中速磨煤機(jī)需20%左右的備用容量。響應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化性能好。負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大。低負(fù)荷時(shí)磨制的煤粉更細(xì)，能改善煤粉氣流著火和燃燒性能。具有較低的風(fēng)煤比，有利于低揮發(fā)分煤的燃燒。雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)1、工作過(guò)程：原煤和高溫干燥介質(zhì)由風(fēng)扇入口送入，被高速旋轉(zhuǎn)的沖擊板擊碎，或被拋到護(hù)甲上撞碎。煤的破碎和干燥過(guò)程同時(shí)進(jìn)行。在風(fēng)機(jī)壓頭的作用下由干燥劑攜帶經(jīng)粗粉分離器帶出。

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)簡(jiǎn)單，易磨損，檢修周期短，適宜磨制水分較大的褐煤。制粉系統(tǒng)：風(fēng)扇磨煤機(jī)通常應(yīng)用于直吹式制粉系統(tǒng)單介質(zhì)干燥直吹式制粉系統(tǒng)二介質(zhì)干燥直吹式制粉系統(tǒng)三介質(zhì)干燥直吹式制粉系統(tǒng)第五節(jié)風(fēng)扇磨煤機(jī)及制粉系統(tǒng)第六節(jié)制粉系統(tǒng)的主要輔助設(shè)備一、粗粉分離器

1、作用：分離較粗的煤粉，調(diào)節(jié)煤粉細(xì)度。2、原理：利用離心力、慣性力和重力進(jìn)行分離。3、離心式粗粉分離器調(diào)節(jié)煤粉細(xì)度的方法

改變折向擋板的位置：減小折向擋板與圓周切線夾角時(shí)，氣流的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度加強(qiáng)，分離出來(lái)的粗粉增多，氣流帶走的煤粉變細(xì)；反之，則變粗；工作范圍為=300~750

。調(diào)節(jié)磨煤通風(fēng)量：增大磨煤通風(fēng)量，粗粉分離器出口的煤粉變粗；反之，煤粉變細(xì)。調(diào)節(jié)活動(dòng)環(huán)的位置：降低活動(dòng)環(huán)的位置，急轉(zhuǎn)彎程度增大，出口煤粉變細(xì)；反之，煤粉變粗。

二、細(xì)粉分離器1、細(xì)粉分離器的作用：氣粉分離2、細(xì)粉分離器的工作原理：離心力、慣性力3、細(xì)粉分離器的結(jié)構(gòu)：4、分離效果：90~95%

三、給煤機(jī)給煤機(jī)的常用類型有圓盤式、皮帶式、刮板式和振動(dòng)式幾種。四、給粉機(jī)1、作用：2、結(jié)構(gòu)：3、給粉量大小通過(guò)改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)。

第五章燃燒化學(xué)反應(yīng)理論第一節(jié)燃燒化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)一、化學(xué)反應(yīng)速度aA+bBgG+hH

化學(xué)反應(yīng)速度：用某一反應(yīng)物濃度減少速度，或用生成物濃度增大的速度表示?；瘜W(xué)反應(yīng)速度不僅取決于參加反應(yīng)的原始反應(yīng)物的性質(zhì)，而且與反應(yīng)系統(tǒng)的條件有關(guān)。重要的條件：反應(yīng)物的濃度、溫度、壓力、是否有催化反應(yīng)或連鎖反應(yīng)。

質(zhì)量作用定律表述：在溫度不變時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速度與該瞬間各反應(yīng)物濃度冪的乘積成正比。各反應(yīng)物濃度的冪指數(shù)等于其化學(xué)計(jì)量系數(shù)。

wA=KACAaCBb

wB=KBCAaCBb

K-反應(yīng)速度常數(shù)

wB=KBCBb均相反應(yīng)：多相反應(yīng)：二、影響反應(yīng)速度的因素阿累尼烏斯定律：k=k0e-E/RT燃料的活化能反應(yīng)過(guò)程溫度濃度系統(tǒng)壓力催化作用鏈鎖反應(yīng)K0：頻率因子E：活化能三、碳的燃燒反應(yīng)多相燃燒過(guò)程參與燃燒反應(yīng)的氧氣從周圍環(huán)境擴(kuò)散到反應(yīng)表面；O2被吸附在碳粒表面；被吸附的O2在碳表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成燃燒產(chǎn)物；燃燒產(chǎn)物從碳表面上解吸附；燃燒產(chǎn)物離開(kāi)碳表面，擴(kuò)散到周圍環(huán)境。多相反應(yīng)速度燃燒反應(yīng)速度：w1=kCf

氧的擴(kuò)散速度：w2=β(C0-Cf)β-擴(kuò)散速度常數(shù)Cf-碳粒表面上氧的濃度C0-周圍介質(zhì)中氧的濃度燃燒反應(yīng)的三個(gè)燃燒區(qū)當(dāng)燃燒穩(wěn)定時(shí)，O2擴(kuò)散到碳粒表面的速度和碳粒表面上O2消耗速度是相等的，即

w1=w2=wO2wO2=C0/（1/β+1/K）動(dòng)力燃燒區(qū)（＜1000℃）擴(kuò)散燃燒區(qū)（＞1400℃）過(guò)渡燃燒區(qū)第二節(jié)煤的著火一、燃燒過(guò)程著火和熄火的熱力條件放熱曲線與散熱曲線（以煤粉空氣混合物在燃燒室內(nèi)的燃燒情況來(lái)分析）燃燒時(shí)放熱量Q1:

Q1=k0e-E/RT(CO2)b

VQr

燃燒時(shí)向周圍介質(zhì)散熱量Q2:

Q2=αS(T-Tb)

著火溫度與熄火溫度著火溫度：由緩慢氧化狀態(tài)轉(zhuǎn)變到高速燃燒狀態(tài)的瞬間過(guò)程，稱為著火，轉(zhuǎn)變的瞬間溫度稱為著火溫度。熄火溫度：由高溫燃燒狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫徛趸癄顟B(tài)的瞬間過(guò)程，稱為熄火，轉(zhuǎn)變的瞬間溫度稱為熄火溫度。著火溫度不是物性參數(shù)，隨所處熱力條件的變化而不同，各種實(shí)驗(yàn)方法所測(cè)得的著火溫度值的出入很大，過(guò)分強(qiáng)調(diào)著火溫度意義不大。二、著火熱定義：將煤粉氣流加熱到著火溫度所需的熱量。計(jì)算公式：Q={V1ck+cd（100-Mar）/100+△Mcq}（tzh-t1）+（Mar/100-△M）{419(100-t1)+2500+cq(tzh-100)}著火熱的來(lái)源：卷吸爐膛高溫?zé)煔舛a(chǎn)生的對(duì)流換熱、爐內(nèi)高溫火焰的輻射換熱三、影響煤粉氣流著火的因素

燃料的性質(zhì)：揮發(fā)分、水分、灰分、煤粉細(xì)度等的影響爐內(nèi)散熱條件：減少爐內(nèi)散熱有利于著火，燃燒器區(qū)敷設(shè)衛(wèi)燃帶煤粉氣流的初溫：煤粉氣流的初溫越高，著火熱越小，越易著火。一次風(fēng)量和一次風(fēng)速：一次風(fēng)量增大，著火推遲；一次風(fēng)量過(guò)小，著火初期得不到足夠的氧氣使反應(yīng)減慢，一次風(fēng)量過(guò)小，不能滿足輸送煤粉的要求。一次風(fēng)速增大，著火推遲，火炬長(zhǎng)；一次風(fēng)速減小，燃燒器噴口易被燒壞，煤粉管道易堵塞。一、二次風(fēng)混合的情況：一、二次風(fēng)混合過(guò)早，在煤粉著火前混合，相當(dāng)于增大一次風(fēng)量，著火熱增大，著火推遲；一、二次風(fēng)混合過(guò)晚，著火初期得不到足夠的氧氣使反應(yīng)減慢。鍋爐負(fù)荷：鍋爐負(fù)荷降低，燃料量減少，爐膛內(nèi)煙溫水平下降，對(duì)著火不利。四、燃燒完全條件1、燃燒效率

ηr=100-(q3+q4)2、燃燒完全的原則性條件：供應(yīng)充足而又合適的空氣量；適當(dāng)高的爐溫；空氣和煤粉的良好擾動(dòng)和混合；在爐內(nèi)要有足夠的停留時(shí)間。第六章煤粉爐及燃燒設(shè)備第一節(jié)爐膛及燃燒器一、爐膛的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求：1）合理布置燃燒器，使燃料能迅速著火，并有良好的爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)，使各壁面熱負(fù)荷均勻，即要使火焰在爐膛的充滿程度好，減少氣流的死滯區(qū)和旋渦區(qū)，且要避免火焰沖墻，避免結(jié)渣。2）爐膛要有足夠的容積和高度，保證燃料在爐內(nèi)的停留時(shí)間，完全燃燒。能夠布置合適的蒸發(fā)受熱面，滿足鍋爐容量的需要；同時(shí)保證爐膛出口溫度合適，爐膛出口及以后的受熱面不結(jié)渣和安全工作。3）爐膛結(jié)構(gòu)緊湊，金屬材料用量少；便于制造、安裝、檢修和運(yùn)行。二、煤粉鍋爐爐膛型式

爐膛及燃燒器布置方式Π型爐切向燃燒半開(kāi)式Π型爐切向燃燒Π型爐對(duì)沖（交錯(cuò)）燃燒Π型爐前墻燃燒W型爐W燃燒

爐膛

型式

排渣方式固態(tài)液態(tài)固態(tài)固態(tài)固態(tài)燃燒器型式直流式直流式旋流式旋流式旋流式直流式三、爐膛的熱力特性爐膛容積熱負(fù)荷:單位時(shí)間內(nèi)送入爐膛單位容積中的平均熱量(以燃料收到基低位發(fā)熱量計(jì)算)。

qv=BQar，net/V,kw/m3

qv是鍋爐設(shè)計(jì)和運(yùn)行中的主要熱力參數(shù)。它的大小應(yīng)既能保證燃料完全燃燒，又要使煙氣在爐內(nèi)冷卻到不使?fàn)t膛出口后的受熱面結(jié)渣。qv的選擇與鍋爐容量、燃燒方式、燃料特性有關(guān)。對(duì)固態(tài)排渣煤粉爐，當(dāng)燃用無(wú)煙煤時(shí)，qV取110~140kw/m3；貧煤取120~165kw/m3；煙煤取140~200kw/m3；褐煤取90~150kw/m3。2）爐膛截面熱負(fù)荷：按燃燒器區(qū)域爐膛單位截面積計(jì)算，單位時(shí)間內(nèi)送入爐膛的平均熱量(以燃料收到基低位發(fā)熱量計(jì)算)。qa=BQar，net/A，kw/m2qa過(guò)高，爐膛截面小，橫截面周界也小，爐膛呈瘦高形，燃料在燃燒器區(qū)放出的熱量，周圍沒(méi)有足夠的水冷壁吸收，而使溫度升高，對(duì)著火有利，但易引起燃燒器區(qū)的受熱面結(jié)渣。qa的選擇與燃料性質(zhì)、排渣方式等有關(guān)。對(duì)于100MW以上機(jī)組的固態(tài)排渣煤粉爐，qa可在3~4.5MW/m2之間。多層燃燒器中每層燃燒器的截面熱負(fù)荷可在0.93~1.74MW/m2之間燃燒器區(qū)域壁面熱負(fù)荷：按燃燒器區(qū)域爐膛單位爐壁面積計(jì)算，單位時(shí)間送入爐膛的平均熱量(以燃料收到基低位發(fā)熱量計(jì)算)。

qr=BQar，net/uHr,kw/m2u-燃燒器區(qū)域爐膛周長(zhǎng)；

Hr-燃燒器區(qū)域的高度。

qr越大，火焰越集中，燃燒器區(qū)的溫度水平越高，對(duì)燃料的著火和維持燃燒的穩(wěn)定有利，但易引起結(jié)渣。

qr的推薦值：褐煤0.93~1.16MW/m2;

無(wú)煙煤及貧煤1.4~2.1MW/m2;

煙煤1.28~1.4MW/m2

。4）爐膛壁面熱負(fù)荷：?jiǎn)挝粻t膛壁面所吸收的爐內(nèi)輻射熱量的平均值。qf=BjQ/F,kw/m2Bj-計(jì)算燃料消耗量;Q-爐膛輻射吸熱量;F-水冷壁面積。qf越高，單位壁面吸熱量越大，說(shuō)明爐內(nèi)煙氣平均溫度的水平越高。qf主要取決于燃煤的性質(zhì)。褐煤：100KW/m2，煙煤與無(wú)煙煤：140KW/m2。四、結(jié)渣1、受熱面結(jié)渣的形成過(guò)程在爐膛中，燃燒形成的熔融灰渣粘結(jié)在受熱面上，并積聚發(fā)展成一層硬結(jié)的灰渣層，這個(gè)過(guò)程為結(jié)渣。2、結(jié)渣的危害爐內(nèi)傳熱變差爐膛出口受熱面超溫爐膛結(jié)渣會(huì)加劇過(guò)熱器和再熱器的吸熱不均勻引起鍋爐高溫腐蝕影響經(jīng)濟(jì)性結(jié)渣嚴(yán)重時(shí)，造成惡性事故五、燃燒器

1、作用將燃料和空氣送入爐膛，并組織一定的爐內(nèi)氣流結(jié)構(gòu)，促使燃料能穩(wěn)定地著火；使燃料和空氣均勻混合，以達(dá)到完全燃燒。2、對(duì)煤粉燃燒器的基本要求：1）保證送入爐內(nèi)的煤粉氣流能迅速、穩(wěn)定地著火燃燒；2）供應(yīng)合理的二次風(fēng)，使它與一次風(fēng)能及時(shí)良好地混合，確保較高的燃燒效率；3）火焰在爐膛的充滿程度較好，且不會(huì)沖墻貼壁，避免結(jié)渣；4）有較好的燃料適應(yīng)性和負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍；5）流動(dòng)阻力較小，污染物生成量?。?）能減少NOX的生成，減少對(duì)環(huán)境的污染。3、類型根據(jù)燃燒器出口氣流的特性分：直流燃燒器、旋流燃燒器1）直流燃燒器煤粉和空氣流在離開(kāi)燃燒器噴口后不繞噴口軸線旋轉(zhuǎn)。為了滿足煤粉射流的著火，常將燃燒器的噴口分為一次風(fēng)噴口和二次風(fēng)噴口。一次風(fēng)由煤粉和少量熱空氣組成，二次風(fēng)為助燃風(fēng)。2）旋流燃燒器攜帶煤粉的一次風(fēng)和不攜帶煤粉的二次風(fēng)分別用不同的管道與燃燒器連接。在燃燒器中，一、二次風(fēng)的通道也是隔開(kāi)的。二次風(fēng)射流是旋轉(zhuǎn)射流，一次風(fēng)射流可以是旋轉(zhuǎn)射流或不旋轉(zhuǎn)射流。

1-噴口；2-核心區(qū)；3-邊界層；4-外邊界；5-內(nèi)邊界；6-源點(diǎn)；7-擴(kuò)展角；8-速度分布等溫自由射流的結(jié)構(gòu)特性及速度分布第二節(jié)直流燃燒器

一、直流射流空氣動(dòng)力特性射流（煤粉氣流）自噴口噴出后，沿著軸線方向運(yùn)動(dòng)，其邊界上的流體微團(tuán)不斷與周圍介質(zhì)發(fā)生熱質(zhì)交換和動(dòng)量交換，將部分周圍高溫、靜止介質(zhì)卷吸到射流中來(lái)，并隨射流一起運(yùn)動(dòng)。核心區(qū)射流中心尚未被周圍氣體混入，保持初速w0的區(qū)域。湍流邊界層核心區(qū)維持初速w0的邊界稱為內(nèi)邊界；射流與周圍氣體的分界稱為外邊界。內(nèi)、外邊界間區(qū)域?yàn)橥牧鬟吔鐚樱鋬?nèi)為射流本身的流體以及卷吸進(jìn)來(lái)的周圍氣體。擴(kuò)展角射流外邊界線的交點(diǎn)稱為源點(diǎn)，其交角稱為擴(kuò)展角。射程L

射流軸向速度wm與射流初始速度w0的比值降低到某一不為零的數(shù)值（如0.05）時(shí)的截面與噴口間的距離。射程反映軸向速度wm沿射流運(yùn)動(dòng)方向衰減的程度，即射流對(duì)周圍氣體的穿透能力。二、四角切圓布置為了保證鍋爐燃料燃燒的穩(wěn)定性，直流燃燒器一般布置在爐膛四角，氣流的方向與爐內(nèi)假想切園相切。當(dāng)煤粉進(jìn)入爐膛后，形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)的火焰，直流煤粉射流由于受到上游鄰角高溫火焰的直接沖刷，大大強(qiáng)化了紊流交換，有利于煤粉射流的著火和燃燒。2、四角切向燃燒具有以下主要特點(diǎn)：（1）四角射流著火后相交，相互點(diǎn)燃，使煤粉著火穩(wěn)定，是煤粉著火穩(wěn)定性較好的爐型。（2）由于四股射流在爐膛內(nèi)相交后強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)，湍流的熱量、質(zhì)量和動(dòng)量交換十分強(qiáng)烈，故能加速著火后燃料的燃盡程度。（3）四角切向射流有強(qiáng)烈的湍流擴(kuò)散和良好的爐內(nèi)空氣動(dòng)力結(jié)構(gòu)，爐膛充滿系數(shù)較好，爐內(nèi)熱負(fù)荷均勻。（4）切圓燃燒時(shí)每角均由多個(gè)一、二次風(fēng)噴嘴所組成，負(fù)荷變化時(shí)調(diào)節(jié)靈活，對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng)，控制和調(diào)節(jié)手段也較多。（5）爐膛結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于大容量鍋爐的布置。（6）便于實(shí)現(xiàn)分段送風(fēng)，組織分段燃燒，從而抑制NOx的排放等。

1、分級(jí)配風(fēng)分級(jí)配風(fēng)燃燒器：一次風(fēng)噴口相對(duì)集中布置，并靠近燃燒器的下部，二次風(fēng)噴口則分層布置，一、二次風(fēng)噴口間保持較大的距離，燃燒所需要的二次風(fēng)分階段送入燃燒的煤粉氣流中，強(qiáng)化氣流的后期混合，促使燃料燃燒與燃盡。分級(jí)配風(fēng)燃燒器一次風(fēng)噴口高寬比大，卷吸量大；煤粉氣流相對(duì)集中，火焰中心溫度高，有利于低揮發(fā)分煤的著火、燃燒。三、直流燃燒器配風(fēng)方式分級(jí)配風(fēng)適合于燃用低揮發(fā)分煤種或劣質(zhì)煤，常稱為無(wú)煙煤和貧煤配風(fēng)方式.

均等配風(fēng)燃燒器一、二次風(fēng)噴口相間布置，即在二個(gè)一次風(fēng)噴口之間均等布置一個(gè)或二個(gè)二次風(fēng)噴口，各二次風(fēng)噴口的風(fēng)量分配較均勻。均等配風(fēng)燃燒器一、二次風(fēng)口間距較小，有利于一、二次風(fēng)的較早混合，使一次風(fēng)煤粉氣流著火后能迅速獲得足夠的空氣，達(dá)到完全燃燒均等配風(fēng)適用于燃用高揮發(fā)分煤種，常稱為煙煤、褐煤型配風(fēng)方式2、均等配風(fēng)

下二次風(fēng)防止煤粉離析，避免未燃燒的煤粉直接落入灰斗；托住火焰不致過(guò)分下沖，避免冷灰斗結(jié)渣，風(fēng)量較小。

中二次風(fēng)是均等配風(fēng)方式煤粉燃燒階段所需氧氣和湍流擾動(dòng)的主要風(fēng)源，風(fēng)量較大。

上二次風(fēng)提供適量的空氣保證煤粉燃盡，是分級(jí)配風(fēng)方式煤粉燃燒和燃盡的主要風(fēng)源，風(fēng)量較大。

燃盡風(fēng)

噴口位于整組燃燒器的最上部（三次風(fēng)噴口之上），送入剩余15%的空氣，實(shí)現(xiàn)富燃料燃燒，抑制燃燒區(qū)段溫度，達(dá)到分級(jí)燃燒目的，有效減少爐內(nèi)NOX生成量，有利于燃料的燃盡。四、直流燃燒器各層二次風(fēng)的作用

周界風(fēng)位于一次風(fēng)噴口的四周，周界風(fēng)的風(fēng)層?。伙L(fēng)量??；風(fēng)速較高。可防止噴口燒壞，適應(yīng)煤質(zhì)的變化。側(cè)二次風(fēng)一次風(fēng)噴口在內(nèi)側(cè)，二次風(fēng)在外側(cè)，可以防止煤粉火炬貼墻和粗粉離析，并可在水冷壁附近區(qū)域保持氧化性氣氛，避免結(jié)渣。中心十字風(fēng)冷卻一次風(fēng)噴口，以免噴口受熱變形。夾心風(fēng)補(bǔ)充火焰中心的氧氣，同時(shí)也降低了著火區(qū)的溫度，高速的夾心風(fēng)提高了一次風(fēng)射流的剛度，能防止氣流偏斜。

四、三次風(fēng)概念：在中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)中，細(xì)粉分離器將煤粉和輸送煤粉的空分離后，形成乏氣。乏氣中帶有10%的細(xì)煤粉。這部分乏氣一般送入爐膛燃燒，形成三次風(fēng)。三次風(fēng)的特點(diǎn)是溫度低，水分大，煤粉細(xì)。三次風(fēng)對(duì)燃燒的不利影響：使火焰溫度降低，燃燒不穩(wěn)定。三次風(fēng)高速射入，使火焰殘余旋轉(zhuǎn)增大，同時(shí)飛灰可燃物增加；三次風(fēng)量較大時(shí)，風(fēng)速也增大，易擾亂爐正常的空氣流動(dòng)，引起火焰貼墻結(jié)渣。第三節(jié)旋流燃燒器及其布置一、特點(diǎn)旋轉(zhuǎn)射流的射程比較短；在燃燒器附近，存在一個(gè)中心回流區(qū)，能回流高溫?zé)煔猓瑤椭悍蹥饬髦?；旋轉(zhuǎn)射流的擴(kuò)展角較大。二、旋流強(qiáng)度三、常用的旋流燃燒器單蝸殼擴(kuò)錐型燃燒器雙蝸殼擴(kuò)錐型燃燒器軸向葉片旋流燃燒器切向葉片式旋流燃燒器直流蝸殼式雙蝸殼式軸向可動(dòng)葉輪式

保證燃燒的措施有：熱回流（中心負(fù)壓區(qū)）和濃淡燃燒技術(shù)（一次風(fēng)濃縮器）；穩(wěn)燃環(huán)；二次風(fēng)采用雙通道來(lái)減緩一二次風(fēng)的混合速度。四、布置方式我國(guó)旋流燃燒器常采用前墻布置，前、后墻對(duì)沖或交錯(cuò)布置。第四節(jié)WR燃燒器煤粉氣流通過(guò)管道彎頭時(shí)，受離心力的作用分成濃淡兩股，噴嘴中間的水平肋片將其保持到離開(kāi)噴口以后的一段距離，形成煤粉濃淡偏差燃燒。煤粉噴嘴出口處的波紋擴(kuò)流錐，可在噴嘴出口形成一個(gè)穩(wěn)定的回流區(qū)，將高溫?zé)煔獠粩嗷亓鞯矫悍刍鹁娴母浚跃S持煤粉氣流的穩(wěn)著火。

WR

燃燒器又稱直流式寬調(diào)節(jié)比擺動(dòng)燃燒器，是一種高濃度煤粉燃燒器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由噴嘴前端板、波紋擴(kuò)流錐及噴嘴整體套裝而成。一次風(fēng)噴嘴設(shè)有周界風(fēng)，可避免一次風(fēng)噴口燒壞；由于周界風(fēng)和一次風(fēng)首先混合，還可調(diào)節(jié)一次風(fēng)煤粉濃度，以適應(yīng)煤種變化。

鍋爐受熱面是鍋爐的傳熱部件，主要有水冷壁（蒸發(fā)受熱面）、過(guò)熱器（過(guò)熱受熱面）、再熱器（再熱受熱面）、省煤器（預(yù)熱受熱面）、空氣預(yù)熱器（加熱空氣受熱面）。

第七章鍋爐受熱面T123(2’)456bas第一節(jié)汽包一、蒸發(fā)設(shè)備的組成汽包下降管：將汽包內(nèi)的水連續(xù)不斷地通過(guò)下聯(lián)箱供給水冷壁，4~6根Φ325~762集中下降管，材質(zhì)為碳鋼或低合金鋼。聯(lián)箱：匯集、混合、分配工質(zhì)，材質(zhì)為碳鋼或低合金鋼。水冷壁二、汽包1、汽包結(jié)構(gòu)汽包內(nèi)徑：1600~1800mm，壁厚80~150mm,采用合金鋼，由兩根U形吊板將其懸吊于頂板梁上。2、汽包作用（1）連接作用：是加熱、蒸發(fā)與過(guò)熱這三個(gè)過(guò)程的連接樞紐。（2）具有一定的蓄熱能力，能夠較快適應(yīng)外界負(fù)荷變化。（3）蒸汽凈化：汽包中裝有各種內(nèi)部裝置，可以進(jìn)行蒸汽凈化從而獲得品質(zhì)良好的蒸汽。汽包中的加藥管可以進(jìn)行鍋內(nèi)水處理，改善蒸汽品質(zhì)。此外，汽包中還有連續(xù)排污等裝置，可以降低爐水含鹽量。（4）汽水分離：汽水混合物經(jīng)汽包內(nèi)的汽水分離裝置進(jìn)行汽水分離。(5)汽包上裝有壓力表、水位計(jì)、事故放水門、安全閥等附屬設(shè)備，用以控制汽包壓力、監(jiān)視汽包水位，以保證鍋爐安全工作。第二節(jié)水冷壁水冷壁的作用強(qiáng)化傳熱，減少鍋爐受熱面面積，節(jié)省金屬消耗量。降低高溫火焰對(duì)爐墻的破壞作用，起保護(hù)爐墻作用。懸吊爐墻。作為鍋爐主要的蒸發(fā)受熱面?？墒?fàn)t膛出口煙溫冷卻到灰的軟化溫度以下，防止結(jié)焦。水冷壁的類型光管水冷壁膜式水冷壁：由光管或內(nèi)螺紋管與鰭片或扁鋼條焊接而成。銷釘管水冷壁：在水冷壁上焊上許多銷釘，然后敷上耐火涂料，銷釘管水冷壁是用來(lái)敷設(shè)衛(wèi)燃帶。光管水冷壁膜式水冷壁銷釘管水冷壁膜式水冷壁的優(yōu)點(diǎn)：爐膛氣密性好降低金屬耗量不用耐火材料，只需輕型絕熱材料，減少爐墻重量。便于采用懸吊結(jié)構(gòu)鍋爐蓄熱能力減小，爐膛升溫快，縮短啟動(dòng)和停爐時(shí)間。爐膛水冷壁

下部螺旋盤繞上升上部垂直上升兩者間由過(guò)渡水冷壁轉(zhuǎn)換連接。均為膜式結(jié)構(gòu)水冷壁管的布置1、懸吊及熱膨脹水冷壁與上下聯(lián)箱直接焊接。水冷壁采用全懸吊結(jié)構(gòu)，在所有水冷壁出口聯(lián)箱上均焊有吊耳，水冷壁及其上的爐墻與剛性梁通過(guò)水冷壁懸吊桿懸吊在爐頂梁上。下聯(lián)箱由水冷壁懸吊、能自由膨脹的方法解決其熱膨脹問(wèn)題。2、剛性梁為了能承受爐膛爆燃產(chǎn)生的壓力及爐內(nèi)氣壓的波動(dòng)，防止水冷壁產(chǎn)生過(guò)大的結(jié)構(gòu)變形或損壞，在水冷壁外側(cè)，沿爐膛高度每隔2.5~3m布置一層圍繞爐膛周界的橫梁。鍋爐水冷壁回路回路劃分原則：根據(jù)爐膛水平截面熱負(fù)荷分布曲線，對(duì)每側(cè)爐壁劃分若干個(gè)水冷壁回路。水循環(huán)流程：鍋爐汽包下降管下聯(lián)箱水冷壁管上聯(lián)箱汽水引出管汽包。五、水冷壁高溫腐蝕1、硫酸鹽型腐蝕4Fe+3O2→2Fe2O3Na2O+SO3→Na2SO43Na2SO4+Fe2O3+3SO3→2Na3Fe（SO4）310Fe+2Na3Fe（SO4）3→3Fe3O4+3FeS+3Na2SO42Na3Fe（SO4）3→3Na2SO4+Fe2O3+3SO32、硫化物型腐蝕當(dāng)管壁附近呈還原性氣氛和有H2S時(shí)產(chǎn)生的腐蝕。3、減輕水冷壁高溫腐蝕的措施改進(jìn)燃燒避免出現(xiàn)管壁局部溫度過(guò)高保持管壁附近為氧化性氣氛采用耐腐蝕的材料、對(duì)管壁進(jìn)行噴涂防腐材料第二節(jié)過(guò)熱器與再熱器

一、作用與特點(diǎn)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(guò)熱蒸汽。調(diào)節(jié)蒸汽溫度。當(dāng)鍋爐負(fù)荷、煤種等運(yùn)行工況變化時(shí)，進(jìn)行汽溫調(diào)節(jié)，保證其出口蒸汽溫度在額定溫度的-10℃~+5℃范圍內(nèi)。特點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，幾乎各級(jí)過(guò)熱器和再熱器金屬管子的工作溫度都接近極限溫度，因此運(yùn)行中應(yīng)保持汽溫穩(wěn)定。過(guò)熱器與再熱器的冷卻條件差。整個(gè)過(guò)熱器或再熱器的阻力不能太大。過(guò)熱器與再熱器出口汽溫隨鍋爐負(fù)荷的改變而變化。過(guò)熱器和再熱器管間的煙氣流速受多種因素的影響。具有過(guò)熱器和再熱器旁路系統(tǒng)，保證在升爐和汽機(jī)甩負(fù)荷時(shí)有足夠的蒸汽通過(guò)過(guò)熱器和再熱器。推薦的管內(nèi)工質(zhì)的質(zhì)量流速ρw（kg/m2s）：低溫段對(duì)流過(guò)熱器400~700；高溫段對(duì)流過(guò)熱器：700~1000；屏式過(guò)熱器：800~1100；輻射式過(guò)熱器：1000~1500；再熱器：250~400二、過(guò)熱器與再熱器的結(jié)構(gòu)型式對(duì)流式：

主要通過(guò)對(duì)流換熱的方式接受煙氣所放給的熱量；大多布置在水平煙道內(nèi)。對(duì)流式受熱面由大量平行的蛇形管和進(jìn)、出口聯(lián)箱組成；對(duì)流式受熱面有順流、逆流，立式布置與臥式布置、順列與錯(cuò)列之分。Φ45.0×7.012Cr1MoVG15CrMoGΦ45.0×7.02、輻射式：布置在爐膛壁面上直接吸收爐膛的輻射熱量。采用的原因：（1）大容量高參數(shù)鍋爐的過(guò)熱吸熱份額超過(guò)50%，300MW以上機(jī)組需考慮輻射式過(guò)熱器；（2）降低爐膛出口煙溫；（3）布置在高溫區(qū)可降低金屬耗量；（4）汽溫特性平穩(wěn)。工作條件：爐膛熱負(fù)荷高，蒸汽冷卻效果差，工作條件最差的鍋爐受熱面3、半輻射式（屏式）：布置在爐膛出口或爐膛上部，主要吸收爐膛的輻射熱，對(duì)流傳熱占次要地位。結(jié)構(gòu)：每個(gè)屏由并聯(lián)的管子緊密排列而成，各屏之間的距離達(dá)0.6~1.2米。工作條件：煙溫高，工質(zhì)溫度高，平行各管長(zhǎng)度相差較大，蒸汽流量相差較大，各管壁溫差達(dá)80~90℃，運(yùn)行安全性較差。4、頂棚和包墻管過(guò)熱器頂棚過(guò)熱器：用于構(gòu)成輕型平爐頂結(jié)構(gòu)包墻管過(guò)熱器：大型鍋爐中，為了采用全懸吊結(jié)構(gòu)和敷管爐墻，在水平煙道或尾部豎井的內(nèi)壁布置有過(guò)熱器管。二、過(guò)熱器的系統(tǒng)布置和結(jié)構(gòu)①省煤器②爐膛下部水冷壁(螺旋水冷壁)③爐膛上部水冷壁④折焰角水冷壁⑤汽水分離器/貯水罐⑥頂棚⑦包墻⑧低溫過(guò)熱器⑨屏式過(guò)熱器⑩末級(jí)過(guò)熱器⑾低溫再熱器⑿高溫再熱器⑿⑾②③④⑤⑥⑦①⑧去中壓缸去高壓缸來(lái)自高壓給水加熱器來(lái)自高壓缸⑩⑨去冷凝器三、過(guò)熱器與再熱器的系統(tǒng)布置和結(jié)構(gòu)過(guò)熱器系統(tǒng)分5級(jí)：頂棚過(guò)熱器（194根頂棚管）包墻過(guò)熱器（后豎井前包墻、后包墻、側(cè)包墻、中隔墻、水平煙道側(cè)包墻和吊掛管）低溫過(guò)熱器屏式過(guò)熱器高溫過(guò)熱器調(diào)溫方式：水煤比（燃料/給水比）

兩級(jí)四點(diǎn)噴水減溫；左右側(cè)噴水點(diǎn)可分別調(diào)節(jié)。低溫過(guò)熱器垂直水平段共1段，4根管繞，共192排，橫向節(jié)距114.3，管子規(guī)格為Φ45×7材質(zhì)分別為15CrMoG；出口段Φ45×7，材質(zhì)12Cr1MoVG

，橫向節(jié)距228.6mm，共96排。3低過(guò)進(jìn)口集箱Φ482.6×85，SA-335P12

，5低過(guò)出口集箱Φ546.1×107,SA-335P12

，屏式過(guò)熱器爐深方向2排，每排15片屏，共30片，每片屏22根管繞。管屏橫向節(jié)距S1=1371.6，縱向節(jié)距S2=57，爐內(nèi)受熱管Φ45×7.4，SA-213TP347H。管屏總長(zhǎng)約19m。四、再熱器系統(tǒng)分2級(jí)：低溫再熱器高溫再熱器調(diào)溫方式：采用尾部煙道擋板調(diào)溫。低再至高再連接管上設(shè)有微調(diào)噴水。一級(jí)兩點(diǎn)噴水減溫，左右側(cè)噴水點(diǎn)可分別調(diào)節(jié)高溫再熱器共64片屏，每片屏13根管繞成U形，管子規(guī)格Φ50.8×4.5，橫向節(jié)距342.9，縱向節(jié)距70，爐內(nèi)受熱面管子均為SA-213TP347H材料。高再進(jìn)口集箱Φ736.6×43,SA-335P11高再出口集箱Φ712.8×50,SA-335P91五、過(guò)熱器和再熱器的汽溫特性汽溫特性：即汽溫隨鍋爐負(fù)荷變化的規(guī)律，汽溫調(diào)節(jié)主要是在鍋爐變化負(fù)荷時(shí)進(jìn)行。對(duì)流式過(guò)熱器與輻射式過(guò)熱器的汽溫特性是相反的。

鍋爐負(fù)荷百分比，100%過(guò)熱蒸汽汽溫輻射過(guò)熱器鍋爐負(fù)荷百分比，100%過(guò)熱蒸汽汽溫對(duì)流過(guò)熱器三、蒸汽溫度的影響鍋爐負(fù)荷（汽溫特性：過(guò)熱器或再熱器出口蒸汽溫度與鍋爐負(fù)荷之間的關(guān)系）鍋爐空氣系數(shù)給水溫度受熱面的污染情況飽和蒸汽用量燃燒器的運(yùn)行方式燃料性質(zhì)鍋爐負(fù)荷百分比，100%過(guò)熱蒸汽汽溫輻射過(guò)熱器鍋爐負(fù)荷百分比，100%過(guò)熱蒸汽汽溫對(duì)流過(guò)熱器四、汽溫的調(diào)節(jié)蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)：表面式減溫器、汽-汽熱交換器、噴水減溫器煙氣側(cè)調(diào)節(jié)：煙氣擋板、煙氣再循環(huán)、擺動(dòng)式燃燒器五、熱偏差（一）熱偏差定義過(guò)熱器（再熱器）由許多平行的管子組成，由于管子結(jié)構(gòu)尺寸、管子熱負(fù)荷和內(nèi)部阻力系數(shù)等可能不同，不同管中蒸汽的焓增可能不同，這一現(xiàn)象稱為過(guò)熱器（再熱器）的熱偏差。熱偏差系數(shù)（或簡(jiǎn)稱為熱偏差）用φ表示，過(guò)熱器的熱偏差決定于管子的結(jié)構(gòu)特性、熱力特性和水力特性。（二）熱偏差分析1．吸熱不均勻（1）鍋爐爐膛中煙氣溫度場(chǎng)與速度場(chǎng)本身的不均勻。（2）爐膛出口處存在煙氣流的扭轉(zhuǎn)殘余。燃燒器四角布置的鍋爐，整個(gè)爐膛內(nèi)是一個(gè)旋轉(zhuǎn)上升的大火炬，在爐膛出口處，煙氣仍有旋轉(zhuǎn)，兩側(cè)的煙溫與流速存在較大差別，煙溫差可達(dá)100oC以上，這就是所謂的“扭轉(zhuǎn)殘余”。煙氣流的扭轉(zhuǎn)殘余會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入煙道內(nèi)的煙氣溫度和流速的分布不均勻。（3）過(guò)熱器管排的橫向節(jié)距不均勻。在橫向節(jié)距較大處，管排間有較大的煙氣流通截面，形成煙氣走廊。該處由于煙氣流通阻力小，煙速增加，對(duì)流傳熱增強(qiáng)，且由于煙氣走廊具有較厚的輻射層厚度，使輻射吸熱也增強(qiáng)，而其它部分管子吸熱相對(duì)減少，造成吸熱不均。（4）過(guò)熱器局部結(jié)渣或積灰。當(dāng)過(guò)熱器局部結(jié)渣或積灰嚴(yán)重時(shí)，會(huì)造成局部煙道阻塞，從而導(dǎo)致煙速分布不均。（5）管圈輻射暴光系數(shù)不均勻。屏式過(guò)熱器由于屏內(nèi)各管圈接受爐膛輻射熱時(shí)暴光不均勻，吸熱量有較大的區(qū)別。（6）運(yùn)行操作不當(dāng)。當(dāng)鍋爐運(yùn)行操作不當(dāng)時(shí)，會(huì)引起爐內(nèi)溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)的不均勻2．流量不均勻影響并聯(lián)管子間流量不均勻的因素很多，例如聯(lián)箱連接的方式不同、管徑及長(zhǎng)度的差異、吸熱不均等。3．同屏熱偏差過(guò)熱器和再熱器對(duì)流受熱面存在不同程度的同片管屏中各管間的熱偏差，有的熱偏差系數(shù)高達(dá)1.3~1.4而造成局部管子超溫。引起過(guò)熱器同屏熱偏差的主要原因有：管束前后煙氣容積對(duì)各管排的輻射熱量不均勻；同屏各管接受管間輻射熱量不均勻；同屏各管吸收對(duì)流熱量不均勻；管間積灰的影響。4．受熱面設(shè)計(jì)不合理引起的熱偏差前級(jí)受熱面與本級(jí)管組間的蒸汽未通過(guò)中間聯(lián)箱或?qū)芙徊婊旌?，?huì)導(dǎo)致前級(jí)管組出口沿?zé)煹缹挾确较虻钠麥仄钆c本級(jí)管組的吸熱偏差疊加。一些大容量鍋爐的過(guò)熱器系統(tǒng)分左右兩個(gè)回路，若在過(guò)熱器系統(tǒng)出口只采用一個(gè)總匯集集箱且該集箱單側(cè)引出，會(huì)造成左右回路及左右管組間的流量偏差。鍋爐的噴水減溫系統(tǒng)在設(shè)計(jì)及運(yùn)行中存在不當(dāng)時(shí)，也會(huì)引起汽溫偏差。（三）減輕熱偏差的措施1．過(guò)熱器、再熱器系統(tǒng)采用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）整個(gè)過(guò)熱器、再熱器沿著煙氣的流向分成幾級(jí)，每級(jí)受熱面之間有集箱使蒸汽充分混合。（2）各級(jí)過(guò)熱器、再熱器的連接采用合理的引入引出方式,引入引出管盡量對(duì)稱布置，減少靜壓差，使流量分配均勻，減少汽溫偏差。（3）各級(jí)過(guò)熱器、再熱器之間的連接也采用了大管道連接，使蒸汽能充分混合。（4）合理選用各級(jí)受熱面管子的規(guī)格，取得與熱負(fù)荷相適應(yīng)的蒸汽流量。即使同一級(jí)的過(guò)熱器，管子規(guī)格也根據(jù)結(jié)構(gòu)和所處的位置不同而有所不同。（5）采用各種定距裝置，以保證屏間的橫向節(jié)距和管間的縱向節(jié)距，可有效消除管、屏間的煙氣走廊，減少熱力不均現(xiàn)象。（6）采用不同管徑和壁厚的管圈。根據(jù)管圈所處的熱負(fù)荷來(lái)選擇管徑和壁厚，取得與熱負(fù)荷相適應(yīng)的蒸汽流量。（7）在爐膛上部布置大節(jié)距分隔屏，可以減少爐膛出口的扭轉(zhuǎn)殘余，從而減少吸熱不均勻。(8)利用反切技術(shù)降低爐膛出口扭轉(zhuǎn)殘余:對(duì)于采用切園燃燒的鍋爐，可利用反切技術(shù)降低爐膛出口扭轉(zhuǎn)殘余，從而減少受熱面吸熱不均勻。3．運(yùn)行方面采用的減輕熱偏差措施（1）正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)該根據(jù)鍋爐的出力進(jìn)行燃燒器的合理投運(yùn)。（2）運(yùn)行時(shí)，應(yīng)調(diào)整好爐內(nèi)的燃燒狀況，使?fàn)t膛內(nèi)煙氣均勻地充滿爐膛空間，避免火焰偏斜。（3）運(yùn)行時(shí)，沿爐寬方向應(yīng)盡量使煙氣流量和溫度分布較均勻，控制水平煙道左右煙溫偏差不要過(guò)大。（4）運(yùn)行時(shí)，應(yīng)該及時(shí)對(duì)受熱面進(jìn)行吹灰，可以防止應(yīng)積灰和結(jié)渣造成的受熱不均。（5）在鍋爐大修后，應(yīng)做好爐內(nèi)的冷態(tài)空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)和熱態(tài)燃燒試驗(yàn)。一、省煤器

1、作用：為了減少蒸發(fā)受熱面，可用價(jià)格低廉的省煤器代替昂貴的蒸發(fā)受熱面。給水經(jīng)省煤器加熱后進(jìn)入汽包，可減小給水與汽包壁的溫差，延長(zhǎng)汽包壽命?？山档蜔煔鉁囟?，提高鍋爐效率。第三節(jié)省煤器與空氣預(yù)熱器2、類型根據(jù)材料分：鑄鐵式省煤器與鋼管式省煤器根據(jù)出口介質(zhì)溫度分：沸騰式省煤器與非沸騰式省煤器根據(jù)蛇形管的結(jié)構(gòu)分：光管、鰭片管及膜式管省煤器根據(jù)蛇形管的布置方式分：順列布置、錯(cuò)列布置鰭片管膜式管省煤器布置的特點(diǎn)蛇形管水平布置，便于疏水，減少停爐期間的腐蝕。省煤器呈逆流傳熱方式，具有最大的傳熱溫差。蛇形管既可垂直于前后墻布置，也可平行于前后墻布置。為了便于檢修和清灰，省煤器管組的高度有一定限制。煙氣流速與給水流速的選取額定負(fù)荷下，煙氣流速選取在5.5~9m/s。非沸騰式省煤器，給水流速大于0.5m/s。5、省煤器再循環(huán)管在省煤器入口集箱端部和集中下降管之間設(shè)有省煤器再循環(huán)管。在鍋爐啟動(dòng)階段，該管可將爐水引到省煤器，防止省煤器中的水汽化。二、空氣預(yù)熱器作用降低煙氣溫度，提高鍋爐熱效率。加熱空氣可改善燃料的著火和燃燒條件。預(yù)熱空氣助燃，可提高爐內(nèi)火焰溫度，強(qiáng)化爐內(nèi)換熱。熱空氣可作為制粉系統(tǒng)的干燥劑。改善引風(fēng)機(jī)的工作條件。類型根據(jù)傳熱方式分：傳熱式與蓄熱式空預(yù)器

管式空氣預(yù)熱器1-管束、2-管板、3-導(dǎo)流箱

（1）管式空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)直徑為Φ40~51mm、壁厚為1.25~1.5mm的普通薄壁鋼管密集排列。為了制造、運(yùn)輸、安裝的方便，管式空氣預(yù)熱器制成“管箱”的形式。體積大，金屬耗量大，易受腐蝕，不易更換，漏風(fēng)較小，應(yīng)用較少?？諝饬魉倥c煙氣流速的最佳比=0.25~0.55.特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝、檢修方便，工作可靠，漏風(fēng)小；結(jié)構(gòu)尺寸大，金屬用量大，布置困難，易受腐蝕，損壞，不易更換，清灰困難，管板易發(fā)生變形。

管式空氣預(yù)熱器的布置（2）回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器工作原理：以再生方式傳遞熱量，煙氣與空氣交替流過(guò)受熱面。當(dāng)煙氣流過(guò)時(shí)，熱量從煙氣傳給受熱面，受熱面溫度升高，并積蓄熱量；當(dāng)空氣再流過(guò)時(shí)，受熱面將積蓄的熱量放給空氣。結(jié)構(gòu)可轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒型轉(zhuǎn)子，內(nèi)置蓄熱元件；固定的圓筒型外殼，扇形頂板和底板將轉(zhuǎn)子流通截面分為兩部分，分別與固定的煙氣及空氣通道相連接