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文檔簡介

第二章火力發(fā)電第一節(jié)火電廠生產(chǎn)過程第二節(jié)鍋爐設(shè)備第三節(jié)汽機(jī)設(shè)備第二章火力發(fā)電第一節(jié)火電廠生產(chǎn)過程1第二節(jié)鍋爐設(shè)備1、鍋爐:使燃料燃燒放出熱量,用以加熱鍋爐給水,使其成為具有足夠數(shù)量和質(zhì)量(壓力、溫度、蒸汽品質(zhì))的過熱蒸汽,提供給汽輪機(jī)。一、基本概念通常意義的鍋爐中一般要實(shí)現(xiàn)下述過程燃燒熱交換燃料的化學(xué)能煙氣的熱能蒸汽(或熱水)的熱能第二節(jié)鍋爐設(shè)備1、鍋爐:使燃料燃燒放出熱量,用以加熱鍋爐給2第二節(jié)鍋爐設(shè)備一、基本概念對鍋爐的要求:盡可能完善地將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為煙氣的熱能——完善的燃燒過程盡可能地將煙氣的熱能傳遞給工質(zhì)——充分的傳熱過程根據(jù)負(fù)荷變化將合格的蒸汽不斷送入汽輪機(jī)——穩(wěn)定可靠的運(yùn)行調(diào)節(jié)機(jī)制第二節(jié)鍋爐設(shè)備一、基本概念對鍋爐的要求:3火力發(fā)電——鍋爐本體課件4第二節(jié)鍋爐設(shè)備2、鍋爐參數(shù)額定蒸發(fā)量:在額定給水溫度、使用設(shè)計(jì)燃料和額定蒸汽參數(shù),保證熱效率時(shí)所規(guī)定的蒸發(fā)量,單位為T/h(或Kg/s)

最大連續(xù)蒸發(fā)量(對大型鍋爐):在額定蒸汽參數(shù),額定給水溫度和使用設(shè)計(jì)燃料,長期連續(xù)運(yùn)行時(shí)所能達(dá)到的最大蒸發(fā)量,單位為T/h(或Kg/s)

鍋爐的額定參數(shù):在規(guī)定負(fù)荷范圍內(nèi)長期連續(xù)運(yùn)行應(yīng)能保證的出口蒸汽參數(shù),包括額定蒸汽壓力(單位是MPa

)、額定蒸汽溫度(單位是0C)。一、基本概念第二節(jié)鍋爐設(shè)備2、鍋爐參數(shù)額定蒸發(fā)量:在額定給水溫度、使用5火力發(fā)電——鍋爐本體課件6第二節(jié)鍋爐設(shè)備電站鍋爐型號

△△―╳╳╳/╳╳╳―△╳

設(shè)計(jì)次序燃料代號額定蒸汽壓力最大蒸發(fā)量制造廠代號(HG表示哈爾濱鍋爐廠,SG表示上海鍋爐廠,DG表示東方鍋爐廠)例HG-670/13.72–M哈爾濱鍋爐廠制造,最大蒸發(fā)量670t/h,額定蒸汽壓力13.7Mpa,燃煤鍋爐

SG-1000/16.66-YM2上海鍋爐廠制造,最大蒸發(fā)量1000t/h,額定蒸汽壓力16.66Mpa,燃用煙煤鍋爐(第二次設(shè)計(jì))第二節(jié)鍋爐設(shè)備電站鍋爐型號△7第二節(jié)鍋爐設(shè)備3、鍋爐類型按用途分:電站鍋爐:用于發(fā)電,參數(shù)高、容量大;工業(yè)鍋爐:用于工業(yè)生產(chǎn)和供熱,參數(shù)低、容量小。其中,又有蒸汽鍋爐和熱水鍋爐。第二節(jié)鍋爐設(shè)備3、鍋爐類型按用途分:8第二節(jié)鍋爐設(shè)備層燃爐:煤塊在爐排上燃燒,燃燒所需空氣從爐排低下送入。旋風(fēng)爐:燃料和空氣在高溫旋風(fēng)筒內(nèi)高速旋轉(zhuǎn),細(xì)小的燃料顆粒在其中懸浮燃燒,較大的顆粒被拋向筒壁液態(tài)渣膜上進(jìn)行燃燒。流化床爐:固體燃料在高速氣流作用下,在布風(fēng)板上的床料層上下翻滾,呈流化狀態(tài)燃燒。室燃爐:燃料以粉狀、霧狀或氣態(tài)隨空氣噴入爐膛,浮燃燒。3、鍋爐類型

按鍋爐燃燒方式分:第二節(jié)鍋爐設(shè)備層燃爐:煤塊在爐排上燃燒,燃燒所需空氣從爐排9方式層燃爐室燃爐流化床爐旋風(fēng)爐燃料塊狀粉狀、霧狀、氣態(tài)固體顆粒固體顆粒3、鍋爐類型

按鍋爐燃燒方式分:第二節(jié)鍋爐設(shè)備方式層燃爐室燃爐10第二節(jié)鍋爐設(shè)備

按鍋爐蒸發(fā)受熱面中工質(zhì)流動方式分:

自然循環(huán)汽包鍋爐

具有汽包,利用下降管和上升管(水冷壁)中工質(zhì)密度差產(chǎn)生工質(zhì)循環(huán)。循環(huán)倍率約為4~10,是亞臨界壓力以下鍋爐的主要形式。

強(qiáng)制循環(huán)汽包鍋爐

具有汽包和循環(huán)泵,利用循環(huán)回路中工質(zhì)密度差和循環(huán)泵壓頭使工質(zhì)循環(huán)。循環(huán)倍率約為3~5,只能在臨界壓力以下應(yīng)用。給水泵汽包聯(lián)箱下降管受熱面循環(huán)泵第二節(jié)鍋爐設(shè)備按鍋爐蒸發(fā)受熱面中工質(zhì)流動方式分:自然循11第二節(jié)鍋爐設(shè)備

直流鍋爐

無汽包,給水靠給水泵壓頭一次通過各受熱面產(chǎn)生蒸汽,循環(huán)倍率約為1,可在高壓以上任何壓力下應(yīng)用。直流鍋爐的優(yōu)點(diǎn)是沒有汽包,比較容易制造,鋼材耗量少,缺點(diǎn)是不能排污,對水質(zhì)要求高,自動調(diào)節(jié)也比較復(fù)雜。直流鍋爐可用于任何蒸汽參數(shù),特別適用于超高壓以上的電廠。

自然循環(huán)鍋爐的優(yōu)點(diǎn)是可以將汽包內(nèi)含雜質(zhì)濃度較高的水連續(xù)排去一部分(連續(xù)排污),還可以在水冷壁下部定期放水,除去沉淀的水渣(定期排污),對給水質(zhì)量要求稍低,自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)較簡單。鍋爐的汽壓越高,飽和蒸汽與飽和水的比重就越接近,使?fàn)t水自然循環(huán)的動力也越小。如果設(shè)計(jì),運(yùn)行不當(dāng),就容易發(fā)生水循環(huán)不良,引發(fā)爆管事故。一般汽壓超過16.6MPa(170大氣壓)時(shí)不宜采用此種鍋爐。第二節(jié)鍋爐設(shè)備直流鍋爐自然循環(huán)鍋爐的優(yōu)點(diǎn)是可以將12第二節(jié)鍋爐本體按鍋爐參數(shù)分:低壓(表壓≤2.4MPa)、中壓(表壓2.9~4.9MPa)、高壓(表壓7.84~10.8MPa)、超高壓(表壓11.8~14.7MPa)、亞臨界壓力(表壓15.7~19.6MPa)、超臨界壓力(超過臨界壓力22.1MPa)、超超臨界壓力鍋爐。22.1--15.7-19.611.8-14.77.84-10.82.94-4.9超臨界亞臨界超高壓高壓中壓自然循環(huán)強(qiáng)制循環(huán)直流低倍率--2.45低壓第二節(jié)鍋爐本體按鍋爐參數(shù)分:低壓(表壓≤2.4MPa)、中13中低壓:

3.4MPa,435℃,

6\12\25\50MW,高壓:

9.8MPa,540℃,50\100MW,超高壓:13.7MPa,535/535℃,125\200MW,亞臨界:16.2MPa,540/540℃,300\600MW,超臨界:24MPa,538/566℃600\800MW,超超臨界電廠:28MPa以上我國現(xiàn)正研制1000MW級的超臨界機(jī)組壓力與溫度的匹配中低壓:3.4MPa,435℃,6\12\25\50MW14第二節(jié)鍋爐設(shè)備4、鍋爐的組成

電廠鍋爐機(jī)組是由鍋爐本體、輔助系統(tǒng)和附屬設(shè)備、鍋爐附件等構(gòu)成的。鍋爐本體主要包括“鍋”和“爐”?!板仭辈糠郑菏∶浩?、汽包、下降管、水冷壁、過熱器、再熱器、進(jìn)出口聯(lián)箱及汽水聯(lián)通管道等?!盃t”部分:爐膛、燃燒器、點(diǎn)火裝置、空氣預(yù)熱器、煙道和風(fēng)道等。輔助系統(tǒng)包括:燃料供應(yīng)系統(tǒng)、煤粉制備系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、除塵除灰系統(tǒng)、吹灰系統(tǒng)第二節(jié)鍋爐設(shè)備4、鍋爐的組成電廠鍋爐機(jī)組是由鍋爐15鍋爐鍋爐本體輔助設(shè)備電站煤粉鍋爐機(jī)組鍋爐汽水系統(tǒng)由汽包、下降管、聯(lián)箱、導(dǎo)管及各換熱設(shè)備(水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器等)組成。完成由水變成蒸汽的吸熱過程。鍋爐燃燒系統(tǒng)由爐膛、燃燒器、煙道、爐墻構(gòu)架等部件組成,完成煤的燃燒過程。由送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、燃料供應(yīng)及制粉、除灰、除渣、測量控制等組成鍋爐鍋爐本體輔助設(shè)備電站煤粉鍋爐機(jī)組鍋爐汽水系統(tǒng)由汽包、下降16火力發(fā)電——鍋爐本體課件17風(fēng)煙系統(tǒng)(爐)風(fēng)煙系統(tǒng)(爐)18汽水系統(tǒng)(鍋)汽水系統(tǒng)(鍋)19火力發(fā)電——鍋爐本體課件20二、鍋內(nèi)主要設(shè)備1、省煤器省煤器是利用低溫?zé)煔饧訜峤o水的受熱面,用來完成給水吸熱的預(yù)熱階段,可以降低排煙溫度、節(jié)省燃料、提高鍋爐效率。

大容量鍋爐一般采用非沸騰式省煤器,即其出口水溫低于給水壓力下的飽和溫度(未飽和水),給水經(jīng)省煤器加熱后,再進(jìn)入汽包到水循環(huán)系統(tǒng)。省煤器布置在鍋爐的尾部煙道中,由許多并列蛇行鋼管組成,成水平錯(cuò)列或順列逆流布置(如圖1-10所示)。第二節(jié)鍋爐設(shè)備二、鍋內(nèi)主要設(shè)備大容量鍋爐一般采用非沸騰式省煤器,即其出21第二節(jié)鍋爐設(shè)備二、鍋內(nèi)主要設(shè)備2、水冷壁——蒸發(fā)受熱面

水冷壁通常用無縫鋼管制成,布置在爐膛四周,上部與汽包或上聯(lián)箱相連接,并固定在鋼架上;下部與下聯(lián)箱相連接,可自由膨脹。

中、小型鍋爐常采用光管水冷壁;中、大型鍋爐常采用膜式水冷壁。膜式壁爐膛氣密性好,可減少漏風(fēng),降低熱損失,提高鍋爐效率,并可降低受熱面金屬耗量和爐墻重量,便于采用懸吊結(jié)構(gòu)。第二節(jié)鍋爐設(shè)備二、鍋內(nèi)主要設(shè)備水冷壁通常用無縫22第二節(jié)鍋爐設(shè)備二、鍋內(nèi)主要設(shè)備3、過熱器、再熱器

過熱器、再熱器一般布置在高溫?zé)煹溃芡鉄煔饧肮軆?nèi)工質(zhì)溫度高、蒸汽的換熱系數(shù)小,冷卻能力差,其壁溫是鍋爐受熱面中最高的。易發(fā)生管壁超溫、管間工質(zhì)熱偏差及高溫腐蝕。工作條件最為惡劣。(1)過熱器與再熱器的型式及特點(diǎn):過熱器的作用:將飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽,增加蒸汽的做功能力。再熱器的作用:提高汽輪機(jī)高壓缸排汽溫度。對于再熱發(fā)電機(jī)組,才具有再熱器。提高循環(huán)熱效率和安全性。對流式:布置于鍋爐的對流煙道,對流換熱。半輻射式:布置于爐膛出口煙窗,輻射換熱和對流換熱,稱為屏式受熱面。輻射式:布置于爐膛頂部或爐膛內(nèi)壁,輻射換熱。第二節(jié)鍋爐設(shè)備二、鍋內(nèi)主要設(shè)備過熱器、再熱器一般布置23

過熱器與再熱器的布置

1-對流式過熱器2-屏式半輻射式過熱器

3-爐頂輻射式過熱器4-對流式再熱器過熱器與再熱器的布置

1-對流式過熱器24汽包是自然循環(huán)鍋爐和控制循環(huán)鍋爐蒸發(fā)設(shè)備中的重要部件,是匯集水和飽和蒸汽的一個(gè)厚壁圓筒形容器。其上半部是汽空間,下半部是水空問,水空間的高度就是水位。汽包布置在鍋爐爐墻外、爐頂部不受熱,一般采用優(yōu)質(zhì)碳鋼或低合金鋼制造。大容量鍋爐的汽包,直徑為1600~1800mm左右、長度與爐膛寬度基本相同。第二節(jié)鍋爐設(shè)備二、鍋內(nèi)主要設(shè)備4、汽包汽包是自然循環(huán)鍋爐和控制循環(huán)鍋爐蒸發(fā)設(shè)備中的重要部件25汽包的主要作用:⑴與下降管、水冷壁等構(gòu)成水循環(huán)回路,接受省煤器來的給水,并向過熱器輸送飽和蒸汽,是預(yù)熱、汽化、過熱三階段的連接樞紐;⑵汽包內(nèi)儲存有一定數(shù)量的飽和水及飽和汽,具有一定的蓄熱能力,故可適應(yīng)負(fù)荷的驟然變化,減緩汽壓的波動,有利于鍋爐的運(yùn)行調(diào)節(jié);⑶汽包內(nèi)部有各種設(shè)備,進(jìn)行汽水混和物的分離、清洗蒸汽,保證蒸汽品質(zhì)(如圖1-11所示)。第二節(jié)鍋爐設(shè)備二、鍋內(nèi)主要設(shè)備4、汽包汽包的主要作用:第二節(jié)鍋爐設(shè)備二、鍋內(nèi)主要設(shè)備26作用是把汽包中的水連續(xù)不斷地供給水冷壁,布置在鍋爐爐墻外不受熱。大容量鍋爐采用大直徑下降管,自然偱環(huán)爐不需要爐水泵。第二節(jié)鍋爐設(shè)備二、鍋內(nèi)主要設(shè)備5、下降管與爐水泵作用是把汽包中的水連續(xù)不斷地供給水冷壁,布置27三、爐內(nèi)主要設(shè)備1、空氣預(yù)熱器第二節(jié)鍋爐設(shè)備

空氣預(yù)熱器是利用鍋爐的低溫?zé)煔鉄崃縼砑訜崛紵每諝獾臒峤粨Q器。隨著回?zé)嵫h(huán)的應(yīng)用,給水進(jìn)入省煤器前已達(dá)到相當(dāng)高的溫度,省煤器出口煙氣溫度超過400℃,采用空氣預(yù)熱器后,既能降低排煙溫度(110-150℃),又可以改善爐內(nèi)燃料的著火和燃燒減少不完全燃燒損失,都可提高鍋爐效率,成為現(xiàn)代鍋爐不可缺少的重要受熱面。三、爐內(nèi)主要設(shè)備第二節(jié)鍋爐設(shè)備空氣預(yù)熱器是利用鍋爐28空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)示意圖空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)示意圖29三、爐內(nèi)主要設(shè)備2、燃燒器第二節(jié)鍋爐設(shè)備燃燒器是將燃料及空氣送入爐膛的設(shè)備。對于燃煤鍋爐,主燃燒器是煤粉燃燒器,另有點(diǎn)火用的輕油燃燒器,助燃用的重油燃燒器。

煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)和布置方式應(yīng)保證煤粉和空氣進(jìn)入爐膛后混合充分,著火迅速,燃燒穩(wěn)定。國內(nèi)大鍋爐大多選用直流燃燒器,采用四角布置、切圓燃燒方式。目前為了減少NO的排放,采用低NO燃燒器,即分級送風(fēng)、分段燃燒的方式。三、爐內(nèi)主要設(shè)備第二節(jié)鍋爐設(shè)備燃燒器是將燃料及空氣送入30

燃燒器的作用:

1.保證煤粉流及時(shí)穩(wěn)定著火

2.一、二次風(fēng)適時(shí)混合,擾動強(qiáng)烈。

3.具有良好的調(diào)節(jié)性,以適應(yīng)燃料、負(fù)荷變化

4.減少NOx的生成,保護(hù)環(huán)境

5.降低結(jié)渣可能性

燃燒器形式一般分為:直流燃燒器、旋流燃燒器。三、爐內(nèi)主要設(shè)備2、燃燒器第二節(jié)鍋爐設(shè)備燃燒器的作用:

1.保證煤粉流及時(shí)穩(wěn)定著火

31火力發(fā)電——鍋爐本體課件32火力發(fā)電——鍋爐本體課件33旋流燃燒器常采用前墻布置、兩面墻對沖或交錯(cuò)布置。旋流燃燒器常采用前墻布置、兩面墻對沖或交錯(cuò)布置。343、爐膛爐膛是由四周水冷壁、爐頂圍成的供燃料燃燒的立體空間,為了使燃料的化學(xué)能盡可能完善地轉(zhuǎn)換為煙氣熱能,爐膛內(nèi)溫度水平很高并有足夠的空間讓燃料完全燃燒,同時(shí)控制爐膛出口的煙氣溫度,保證爐膛出口及其以后受熱面的安全。三、爐內(nèi)主要設(shè)備第二節(jié)鍋爐設(shè)備3、爐膛三、爐內(nèi)主要設(shè)備第二節(jié)鍋爐設(shè)備351、通風(fēng)設(shè)備

由送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、風(fēng)道、煙道、煙囪等組成。送風(fēng)機(jī)的作用:把冷空氣經(jīng)空氣預(yù)熱器提高溫度后再送入爐膛。引風(fēng)機(jī)的作用:將爐膛內(nèi)燃燒生成的煙氣經(jīng)煙道、各受熱面及除塵器吸出,再經(jīng)煙囪排入大氣。我國電廠燃煤鍋爐普遍采用的通風(fēng)布置方式平衡通風(fēng)負(fù)壓鍋爐,一般送、引風(fēng)機(jī)各配備兩臺,采用平衡通風(fēng)方式。其爐膛和煙道內(nèi)呈微小負(fù)壓。僅具有較強(qiáng)通風(fēng)能力送風(fēng)機(jī)的鍋爐,其爐膛和煙道內(nèi)的壓力稍大于環(huán)境壓力,稱為微正壓鍋爐。四、鍋爐主要輔助設(shè)備1、通風(fēng)設(shè)備四、鍋爐主要輔助設(shè)備362、除塵設(shè)備大鍋爐常用干式靜電除塵器。(效率大于99%),清除排煙中的飛灰,減少對環(huán)境的污染。3、制粉設(shè)備主要輔助設(shè)備將原煤磨成合格的煤粉連續(xù)不斷地供給鍋爐,并根據(jù)鍋爐負(fù)荷的需要隨時(shí)調(diào)節(jié)燃料量的大小。四、鍋爐主要輔助設(shè)備2、除塵設(shè)備四、鍋爐主要輔助設(shè)備37制粉系統(tǒng)有直吹式和中間儲倉式兩種。直吹式:磨煤機(jī)出口的煤粉與空氣混合物由排粉風(fēng)機(jī)直接送入爐膛內(nèi)燃燒;中間儲倉式:磨煤機(jī)出口的煤粉儲存在煤粉倉,再通過給粉機(jī)送入爐膛?,F(xiàn)大鍋爐多選用直吹式制粉系統(tǒng)。四、鍋爐主要輔助設(shè)備制粉系統(tǒng)有直吹式和中間儲倉式兩種。四、鍋爐主要輔助設(shè)備38五、鍋爐效率鍋爐熱效率是指鍋爐有效吸熱量占鍋爐燃料輸入熱量的百分比,說明燃料熱量的有效利用程度。目前大型鍋爐的熱效率一般都在90%以上。鍋爐有效吸熱量Q1=工質(zhì)在鍋爐內(nèi)的吸熱量=工質(zhì)量*(工質(zhì)出口焓-工質(zhì)進(jìn)口焓)鍋爐燃料輸入熱量Qr=燃料輸入的化學(xué)能=燃料量*燃料的低位發(fā)熱量鍋爐效率ηb=Q1/Qr五、鍋爐效率鍋爐熱效率是指鍋爐有效吸熱量占鍋爐燃料輸入熱量的39五、鍋爐效率Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6Q2——排煙損失

Q3——化學(xué)不完全燃燒損失

Q4——機(jī)械不完全燃燒損失

Q5——散熱損失

Q6——灰渣熱物理損失五、鍋爐效率Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q640小知識:結(jié)渣及其危害1、結(jié)渣的產(chǎn)生在固態(tài)排渣煤粉爐,由于煤燃燒時(shí)溫度高(1400~1600)灰渣呈溶融狀態(tài),液態(tài)的渣粒在凝固之前沖刷到水冷壁或爐墻上,就形成結(jié)渣,結(jié)渣是一個(gè)自動加劇過程,一旦開始結(jié)渣,便越結(jié)越多。2、結(jié)渣的危害

1)結(jié)渣會造成水冷壁高溫腐蝕;

2)結(jié)渣改變了受熱面分配,爐膛吸熱減少,出口煙溫及排煙溫度升高,過熱器超溫爆管,熱損失增加,降低鍋爐出力和熱效率;

3)大塊渣團(tuán)掉落可能砸壞冷灰斗的水冷壁管。3、結(jié)渣的預(yù)防適當(dāng)?shù)臓t型,避免爐內(nèi)溫度過高;避免火焰偏斜、貼壁沖墻;避免鍋爐超負(fù)荷運(yùn)行。小知識:結(jié)渣及其危害1、結(jié)渣的產(chǎn)生在固態(tài)排渣煤粉41鍋爐受熱面

是吸收爐內(nèi)熱量來加熱工質(zhì)的表面式換熱器。主要包括蒸發(fā)受熱面(包括水冷壁、對流管束和凝渣管束)、過熱器、再熱器、省煤器及空氣預(yù)熱器。以完成水的加熱、蒸發(fā)和過熱,蒸汽的再熱及空氣的預(yù)熱。過熱器再熱器空氣預(yù)熱器水蒸汽空氣水冷壁輻射對流對流輻射省煤器水對流鍋爐受熱面過熱器再熱器空氣預(yù)熱器水蒸汽空氣水冷壁輻射對流對流42第二章火力發(fā)電第一節(jié)火電廠生產(chǎn)過程第二節(jié)鍋爐設(shè)備第三節(jié)汽機(jī)設(shè)備第二章火力發(fā)電第一節(jié)火電廠生產(chǎn)過程43第二節(jié)鍋爐設(shè)備1、鍋爐:使燃料燃燒放出熱量,用以加熱鍋爐給水,使其成為具有足夠數(shù)量和質(zhì)量(壓力、溫度、蒸汽品質(zhì))的過熱蒸汽,提供給汽輪機(jī)。一、基本概念通常意義的鍋爐中一般要實(shí)現(xiàn)下述過程燃燒熱交換燃料的化學(xué)能煙氣的熱能蒸汽(或熱水)的熱能第二節(jié)鍋爐設(shè)備1、鍋爐:使燃料燃燒放出熱量,用以加熱鍋爐給44第二節(jié)鍋爐設(shè)備一、基本概念對鍋爐的要求:盡可能完善地將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為煙氣的熱能——完善的燃燒過程盡可能地將煙氣的熱能傳遞給工質(zhì)——充分的傳熱過程根據(jù)負(fù)荷變化將合格的蒸汽不斷送入汽輪機(jī)——穩(wěn)定可靠的運(yùn)行調(diào)節(jié)機(jī)制第二節(jié)鍋爐設(shè)備一、基本概念對鍋爐的要求:45火力發(fā)電——鍋爐本體課件46第二節(jié)鍋爐設(shè)備2、鍋爐參數(shù)額定蒸發(fā)量:在額定給水溫度、使用設(shè)計(jì)燃料和額定蒸汽參數(shù),保證熱效率時(shí)所規(guī)定的蒸發(fā)量,單位為T/h(或Kg/s)

最大連續(xù)蒸發(fā)量(對大型鍋爐):在額定蒸汽參數(shù),額定給水溫度和使用設(shè)計(jì)燃料,長期連續(xù)運(yùn)行時(shí)所能達(dá)到的最大蒸發(fā)量,單位為T/h(或Kg/s)

鍋爐的額定參數(shù):在規(guī)定負(fù)荷范圍內(nèi)長期連續(xù)運(yùn)行應(yīng)能保證的出口蒸汽參數(shù),包括額定蒸汽壓力(單位是MPa

)、額定蒸汽溫度(單位是0C)。一、基本概念第二節(jié)鍋爐設(shè)備2、鍋爐參數(shù)額定蒸發(fā)量:在額定給水溫度、使用47火力發(fā)電——鍋爐本體課件48第二節(jié)鍋爐設(shè)備電站鍋爐型號

△△―╳╳╳/╳╳╳―△╳

設(shè)計(jì)次序燃料代號額定蒸汽壓力最大蒸發(fā)量制造廠代號(HG表示哈爾濱鍋爐廠,SG表示上海鍋爐廠,DG表示東方鍋爐廠)例HG-670/13.72–M哈爾濱鍋爐廠制造,最大蒸發(fā)量670t/h,額定蒸汽壓力13.7Mpa,燃煤鍋爐

SG-1000/16.66-YM2上海鍋爐廠制造,最大蒸發(fā)量1000t/h,額定蒸汽壓力16.66Mpa,燃用煙煤鍋爐(第二次設(shè)計(jì))第二節(jié)鍋爐設(shè)備電站鍋爐型號△49第二節(jié)鍋爐設(shè)備3、鍋爐類型按用途分:電站鍋爐:用于發(fā)電,參數(shù)高、容量大;工業(yè)鍋爐:用于工業(yè)生產(chǎn)和供熱,參數(shù)低、容量小。其中,又有蒸汽鍋爐和熱水鍋爐。第二節(jié)鍋爐設(shè)備3、鍋爐類型按用途分:50第二節(jié)鍋爐設(shè)備層燃爐:煤塊在爐排上燃燒,燃燒所需空氣從爐排低下送入。旋風(fēng)爐:燃料和空氣在高溫旋風(fēng)筒內(nèi)高速旋轉(zhuǎn),細(xì)小的燃料顆粒在其中懸浮燃燒,較大的顆粒被拋向筒壁液態(tài)渣膜上進(jìn)行燃燒。流化床爐:固體燃料在高速氣流作用下,在布風(fēng)板上的床料層上下翻滾,呈流化狀態(tài)燃燒。室燃爐:燃料以粉狀、霧狀或氣態(tài)隨空氣噴入爐膛,浮燃燒。3、鍋爐類型

按鍋爐燃燒方式分:第二節(jié)鍋爐設(shè)備層燃爐:煤塊在爐排上燃燒,燃燒所需空氣從爐排51方式層燃爐室燃爐流化床爐旋風(fēng)爐燃料塊狀粉狀、霧狀、氣態(tài)固體顆粒固體顆粒3、鍋爐類型

按鍋爐燃燒方式分:第二節(jié)鍋爐設(shè)備方式層燃爐室燃爐52第二節(jié)鍋爐設(shè)備

按鍋爐蒸發(fā)受熱面中工質(zhì)流動方式分:

自然循環(huán)汽包鍋爐

具有汽包,利用下降管和上升管(水冷壁)中工質(zhì)密度差產(chǎn)生工質(zhì)循環(huán)。循環(huán)倍率約為4~10,是亞臨界壓力以下鍋爐的主要形式。

強(qiáng)制循環(huán)汽包鍋爐

具有汽包和循環(huán)泵,利用循環(huán)回路中工質(zhì)密度差和循環(huán)泵壓頭使工質(zhì)循環(huán)。循環(huán)倍率約為3~5,只能在臨界壓力以下應(yīng)用。給水泵汽包聯(lián)箱下降管受熱面循環(huán)泵第二節(jié)鍋爐設(shè)備按鍋爐蒸發(fā)受熱面中工質(zhì)流動方式分:自然循53第二節(jié)鍋爐設(shè)備

直流鍋爐

無汽包,給水靠給水泵壓頭一次通過各受熱面產(chǎn)生蒸汽,循環(huán)倍率約為1,可在高壓以上任何壓力下應(yīng)用。直流鍋爐的優(yōu)點(diǎn)是沒有汽包,比較容易制造,鋼材耗量少,缺點(diǎn)是不能排污,對水質(zhì)要求高,自動調(diào)節(jié)也比較復(fù)雜。直流鍋爐可用于任何蒸汽參數(shù),特別適用于超高壓以上的電廠。

自然循環(huán)鍋爐的優(yōu)點(diǎn)是可以將汽包內(nèi)含雜質(zhì)濃度較高的水連續(xù)排去一部分(連續(xù)排污),還可以在水冷壁下部定期放水,除去沉淀的水渣(定期排污),對給水質(zhì)量要求稍低,自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)較簡單。鍋爐的汽壓越高,飽和蒸汽與飽和水的比重就越接近,使?fàn)t水自然循環(huán)的動力也越小。如果設(shè)計(jì),運(yùn)行不當(dāng),就容易發(fā)生水循環(huán)不良,引發(fā)爆管事故。一般汽壓超過16.6MPa(170大氣壓)時(shí)不宜采用此種鍋爐。第二節(jié)鍋爐設(shè)備直流鍋爐自然循環(huán)鍋爐的優(yōu)點(diǎn)是可以將54第二節(jié)鍋爐本體按鍋爐參數(shù)分:低壓(表壓≤2.4MPa)、中壓(表壓2.9~4.9MPa)、高壓(表壓7.84~10.8MPa)、超高壓(表壓11.8~14.7MPa)、亞臨界壓力(表壓15.7~19.6MPa)、超臨界壓力(超過臨界壓力22.1MPa)、超超臨界壓力鍋爐。22.1--15.7-19.611.8-14.77.84-10.82.94-4.9超臨界亞臨界超高壓高壓中壓自然循環(huán)強(qiáng)制循環(huán)直流低倍率--2.45低壓第二節(jié)鍋爐本體按鍋爐參數(shù)分:低壓(表壓≤2.4MPa)、中55中低壓:

3.4MPa,435℃,

6\12\25\50MW,高壓:

9.8MPa,540℃,50\100MW,超高壓:13.7MPa,535/535℃,125\200MW,亞臨界:16.2MPa,540/540℃,300\600MW,超臨界:24MPa,538/566℃600\800MW,超超臨界電廠:28MPa以上我國現(xiàn)正研制1000MW級的超臨界機(jī)組壓力與溫度的匹配中低壓:3.4MPa,435℃,6\12\25\50MW56第二節(jié)鍋爐設(shè)備4、鍋爐的組成

電廠鍋爐機(jī)組是由鍋爐本體、輔助系統(tǒng)和附屬設(shè)備、鍋爐附件等構(gòu)成的。鍋爐本體主要包括“鍋”和“爐”?!板仭辈糠郑菏∶浩鳌⑵?、下降管、水冷壁、過熱器、再熱器、進(jìn)出口聯(lián)箱及汽水聯(lián)通管道等?!盃t”部分:爐膛、燃燒器、點(diǎn)火裝置、空氣預(yù)熱器、煙道和風(fēng)道等。輔助系統(tǒng)包括:燃料供應(yīng)系統(tǒng)、煤粉制備系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、除塵除灰系統(tǒng)、吹灰系統(tǒng)第二節(jié)鍋爐設(shè)備4、鍋爐的組成電廠鍋爐機(jī)組是由鍋爐57鍋爐鍋爐本體輔助設(shè)備電站煤粉鍋爐機(jī)組鍋爐汽水系統(tǒng)由汽包、下降管、聯(lián)箱、導(dǎo)管及各換熱設(shè)備(水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器等)組成。完成由水變成蒸汽的吸熱過程。鍋爐燃燒系統(tǒng)由爐膛、燃燒器、煙道、爐墻構(gòu)架等部件組成,完成煤的燃燒過程。由送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、燃料供應(yīng)及制粉、除灰、除渣、測量控制等組成鍋爐鍋爐本體輔助設(shè)備電站煤粉鍋爐機(jī)組鍋爐汽水系統(tǒng)由汽包、下降58火力發(fā)電——鍋爐本體課件59風(fēng)煙系統(tǒng)(爐)風(fēng)煙系統(tǒng)(爐)60汽水系統(tǒng)(鍋)汽水系統(tǒng)(鍋)61火力發(fā)電——鍋爐本體課件62二、鍋內(nèi)主要設(shè)備1、省煤器省煤器是利用低溫?zé)煔饧訜峤o水的受熱面,用來完成給水吸熱的預(yù)熱階段,可以降低排煙溫度、節(jié)省燃料、提高鍋爐效率。

大容量鍋爐一般采用非沸騰式省煤器,即其出口水溫低于給水壓力下的飽和溫度(未飽和水),給水經(jīng)省煤器加熱后,再進(jìn)入汽包到水循環(huán)系統(tǒng)。省煤器布置在鍋爐的尾部煙道中,由許多并列蛇行鋼管組成,成水平錯(cuò)列或順列逆流布置(如圖1-10所示)。第二節(jié)鍋爐設(shè)備二、鍋內(nèi)主要設(shè)備大容量鍋爐一般采用非沸騰式省煤器,即其出63第二節(jié)鍋爐設(shè)備二、鍋內(nèi)主要設(shè)備2、水冷壁——蒸發(fā)受熱面

水冷壁通常用無縫鋼管制成,布置在爐膛四周,上部與汽包或上聯(lián)箱相連接,并固定在鋼架上;下部與下聯(lián)箱相連接,可自由膨脹。

中、小型鍋爐常采用光管水冷壁;中、大型鍋爐常采用膜式水冷壁。膜式壁爐膛氣密性好,可減少漏風(fēng),降低熱損失,提高鍋爐效率,并可降低受熱面金屬耗量和爐墻重量,便于采用懸吊結(jié)構(gòu)。第二節(jié)鍋爐設(shè)備二、鍋內(nèi)主要設(shè)備水冷壁通常用無縫64第二節(jié)鍋爐設(shè)備二、鍋內(nèi)主要設(shè)備3、過熱器、再熱器

過熱器、再熱器一般布置在高溫?zé)煹?,管外煙氣及管?nèi)工質(zhì)溫度高、蒸汽的換熱系數(shù)小,冷卻能力差,其壁溫是鍋爐受熱面中最高的。易發(fā)生管壁超溫、管間工質(zhì)熱偏差及高溫腐蝕。工作條件最為惡劣。(1)過熱器與再熱器的型式及特點(diǎn):過熱器的作用:將飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽,增加蒸汽的做功能力。再熱器的作用:提高汽輪機(jī)高壓缸排汽溫度。對于再熱發(fā)電機(jī)組,才具有再熱器。提高循環(huán)熱效率和安全性。對流式:布置于鍋爐的對流煙道,對流換熱。半輻射式:布置于爐膛出口煙窗,輻射換熱和對流換熱,稱為屏式受熱面。輻射式:布置于爐膛頂部或爐膛內(nèi)壁,輻射換熱。第二節(jié)鍋爐設(shè)備二、鍋內(nèi)主要設(shè)備過熱器、再熱器一般布置65

過熱器與再熱器的布置

1-對流式過熱器2-屏式半輻射式過熱器

3-爐頂輻射式過熱器4-對流式再熱器過熱器與再熱器的布置

1-對流式過熱器66汽包是自然循環(huán)鍋爐和控制循環(huán)鍋爐蒸發(fā)設(shè)備中的重要部件,是匯集水和飽和蒸汽的一個(gè)厚壁圓筒形容器。其上半部是汽空間,下半部是水空問,水空間的高度就是水位。汽包布置在鍋爐爐墻外、爐頂部不受熱,一般采用優(yōu)質(zhì)碳鋼或低合金鋼制造。大容量鍋爐的汽包,直徑為1600~1800mm左右、長度與爐膛寬度基本相同。第二節(jié)鍋爐設(shè)備二、鍋內(nèi)主要設(shè)備4、汽包汽包是自然循環(huán)鍋爐和控制循環(huán)鍋爐蒸發(fā)設(shè)備中的重要部件67汽包的主要作用:⑴與下降管、水冷壁等構(gòu)成水循環(huán)回路,接受省煤器來的給水,并向過熱器輸送飽和蒸汽,是預(yù)熱、汽化、過熱三階段的連接樞紐;⑵汽包內(nèi)儲存有一定數(shù)量的飽和水及飽和汽,具有一定的蓄熱能力,故可適應(yīng)負(fù)荷的驟然變化,減緩汽壓的波動,有利于鍋爐的運(yùn)行調(diào)節(jié);⑶汽包內(nèi)部有各種設(shè)備,進(jìn)行汽水混和物的分離、清洗蒸汽,保證蒸汽品質(zhì)(如圖1-11所示)。第二節(jié)鍋爐設(shè)備二、鍋內(nèi)主要設(shè)備4、汽包汽包的主要作用:第二節(jié)鍋爐設(shè)備二、鍋內(nèi)主要設(shè)備68作用是把汽包中的水連續(xù)不斷地供給水冷壁,布置在鍋爐爐墻外不受熱。大容量鍋爐采用大直徑下降管,自然偱環(huán)爐不需要爐水泵。第二節(jié)鍋爐設(shè)備二、鍋內(nèi)主要設(shè)備5、下降管與爐水泵作用是把汽包中的水連續(xù)不斷地供給水冷壁,布置69三、爐內(nèi)主要設(shè)備1、空氣預(yù)熱器第二節(jié)鍋爐設(shè)備

空氣預(yù)熱器是利用鍋爐的低溫?zé)煔鉄崃縼砑訜崛紵每諝獾臒峤粨Q器。隨著回?zé)嵫h(huán)的應(yīng)用,給水進(jìn)入省煤器前已達(dá)到相當(dāng)高的溫度,省煤器出口煙氣溫度超過400℃,采用空氣預(yù)熱器后,既能降低排煙溫度(110-150℃),又可以改善爐內(nèi)燃料的著火和燃燒減少不完全燃燒損失,都可提高鍋爐效率,成為現(xiàn)代鍋爐不可缺少的重要受熱面。三、爐內(nèi)主要設(shè)備第二節(jié)鍋爐設(shè)備空氣預(yù)熱器是利用鍋爐70空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)示意圖空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)示意圖71三、爐內(nèi)主要設(shè)備2、燃燒器第二節(jié)鍋爐設(shè)備燃燒器是將燃料及空氣送入爐膛的設(shè)備。對于燃煤鍋爐,主燃燒器是煤粉燃燒器,另有點(diǎn)火用的輕油燃燒器,助燃用的重油燃燒器。

煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)和布置方式應(yīng)保證煤粉和空氣進(jìn)入爐膛后混合充分,著火迅速,燃燒穩(wěn)定。國內(nèi)大鍋爐大多選用直流燃燒器,采用四角布置、切圓燃燒方式。目前為了減少NO的排放,采用低NO燃燒器,即分級送風(fēng)、分段燃燒的方式。三、爐內(nèi)主要設(shè)備第二節(jié)鍋爐設(shè)備燃燒器是將燃料及空氣送入72

燃燒器的作用:

1.保證煤粉流及時(shí)穩(wěn)定著火

2.一、二次風(fēng)適時(shí)混合,擾動強(qiáng)烈。

3.具有良好的調(diào)節(jié)性,以適應(yīng)燃料、負(fù)荷變化

4.減少NOx的生成,保護(hù)環(huán)境

5.降低結(jié)渣可能性

燃燒器形式一般分為:直流燃燒器、旋流燃燒器。三、爐內(nèi)主要設(shè)備2、燃燒器第二節(jié)鍋爐設(shè)備燃燒器的作用:

1.保證煤粉流及時(shí)穩(wěn)定著火

73火力發(fā)電——鍋爐本體課件74火力發(fā)電——鍋爐本體課件75旋流燃燒器常采用前墻布置、兩面墻對沖或交錯(cuò)布置。旋流燃燒器常采用前墻布置、兩面墻對沖或交錯(cuò)布置。763、爐膛爐膛是由四周水冷壁、爐頂圍成的供燃料燃燒的立體空間,為了使燃料的化學(xué)能盡可能完善地轉(zhuǎn)換為煙氣熱能,爐膛內(nèi)溫度水平很高并有足夠的空間讓燃料完全燃燒,同時(shí)控制爐膛出口的煙氣溫度,保證

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