電力生產(chǎn)概論 02 鍋爐設(shè)備

電力生產(chǎn)概論鍋爐概述汽水系統(tǒng)燃燒系統(tǒng)鍋爐輔機(jī)及附件一二三四鍋爐設(shè)備鍋爐概述（一）鍋爐的作用是利用燃料燃燒釋放的熱能加熱給水，生產(chǎn)足夠數(shù)量的、達(dá)到規(guī)定參數(shù)和品質(zhì)的過(guò)熱蒸汽。鍋爐的工作原理是將燃料的化學(xué)能通過(guò)燃燒轉(zhuǎn)變成火焰和煙氣的熱能，再通過(guò)傳熱轉(zhuǎn)變成水和蒸汽的熱能。鍋爐的基本工作系統(tǒng)包括燃燒系統(tǒng)和汽水系統(tǒng)兩大部份。鍋爐的規(guī)范主要包括鍋爐容量、額定蒸汽參數(shù)和額定給水溫度等表征鍋爐基本特性的物理量。（1）鍋爐容量一般是指鍋爐在設(shè)計(jì)條件下所規(guī)定的蒸發(fā)量，又稱額定蒸發(fā)量。（2）額定蒸汽參數(shù)是指鍋爐在設(shè)計(jì)條件下所規(guī)定的過(guò)熱器出口處的蒸汽壓力和蒸汽溫度。（3）額定給水溫度是指在規(guī)定負(fù)荷范圍內(nèi)應(yīng)予保證的鍋爐進(jìn)口處給水溫度。鍋爐概述（二）鍋爐概述（三）燃料在鍋爐中的燃燒方式：（1）室燃方式：將燃料以粉狀（對(duì)固體燃料）、霧狀（對(duì)液體燃料）或氣態(tài)（對(duì)氣體燃料）隨同空氣噴入爐膛（燃燒室）中，一邊流動(dòng)一邊進(jìn)行燃燒；爐膛溫度一般為1400～1700℃左右。按爐膛的結(jié)構(gòu)不同主要有以下兩種形式：常規(guī)π型鍋爐、W火焰鍋爐。

（2）流化床燃燒方式：是使粒狀固體燃料在適當(dāng)?shù)目諝饬魉僮饔孟?，在爐膛及其下部的布風(fēng)裝置上呈流化狀態(tài)進(jìn)行燃燒。爐膛溫度一般為800～1000℃左右。

汽水在鍋爐中的流動(dòng)方式。（1）自然循環(huán)方式：在自然循環(huán)鍋爐中，由鍋筒（又稱汽包）、下降管、水冷壁等部件組成水循環(huán)回路。

（2）強(qiáng)制循環(huán)方式：強(qiáng)制循環(huán)鍋爐的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程與自然循環(huán)鍋爐相似，只是在下降管與水冷壁之間增加了鍋水循環(huán)泵，水的循環(huán)流動(dòng)主要依靠鍋水循環(huán)泵產(chǎn)生的壓頭來(lái)維持。

（3）直流鍋爐：特點(diǎn)是沒(méi)有鍋筒，水在給水泵的作用下一次性通過(guò)鍋爐的各個(gè)受熱面，完成水的加熱、蒸發(fā)和蒸汽過(guò)熱任務(wù)。直流鍋爐可適用于任何壓力的鍋爐，對(duì)超臨界壓力機(jī)組，必須使用直流鍋爐。

鍋爐的汽水系統(tǒng)（一）鍋爐汽水系統(tǒng)，即鍋爐的“鍋”部分，其工作任務(wù)：（1）及時(shí)而連續(xù)地將給水供入鍋爐；

（2）使水吸熱、蒸發(fā)，使蒸汽過(guò)熱和再熱；

（3）減少蒸汽中的雜質(zhì)，使蒸汽凈化。

汽水系統(tǒng)的工作過(guò)程

鍋爐的汽水系統(tǒng)（二）鍋爐汽水系統(tǒng)布置及工作流程示意圖

鍋爐的汽水系統(tǒng)（三）鍋爐汽水系統(tǒng)的主要設(shè)備：鍋筒（汽包）、下降管、水冷壁、省煤器、過(guò)熱器和再熱器等。

（1）鍋筒（汽包）：鍋筒是鍋爐汽水設(shè)備的連接樞紐，它一方面匯集省煤器來(lái)的給水，并將水分配給下降管；另一方面又匯集水冷壁產(chǎn)生的汽水，并將分離出的蒸汽送入過(guò)熱器。同時(shí)鍋筒內(nèi)可儲(chǔ)存一定的汽水，在負(fù)荷（外界用汽量）變化較快時(shí)起緩沖作用，使鍋爐蒸汽參數(shù)的控制較容易。在鍋筒內(nèi)裝有蒸汽凈化裝置，利用蒸汽與水的密度差進(jìn)行汽水分離。（2）下降管用于將鍋筒內(nèi)的水送入水冷壁。

（3）水冷壁的作用，一是吸收爐膛內(nèi)火焰和煙氣的熱量，使管內(nèi)的水部分蒸發(fā)，產(chǎn)生汽水混合物；二是減少爐墻的吸熱，保護(hù)爐墻不被燒壞。大型鍋爐廣泛采用膜式水冷壁，（4）省煤器的作用是利用鍋爐低溫?zé)煔獾臒崃考訜崴腿脲仩t的給水。

（5）過(guò)熱器用于加熱從鍋筒引出的飽和蒸汽，壓力較高。再熱器用于加熱在汽機(jī)高壓部份做功以后的蒸汽，壓力較低。主要有以下三種類型：蛇形管式、屏式、壁式（墻式）。

鍋爐的燃燒系統(tǒng)（一）鍋爐燃燒系統(tǒng)，即鍋爐的“爐”部分，其工作任務(wù)有：（1）及時(shí)而連續(xù)地將燃料和空氣供入燃燒空間（爐膛）；

（2）使燃料與空氣良好混合、迅速著火、完全燃燼；

（3）及時(shí)排出燃燒產(chǎn)物（煙氣、飛灰、爐渣等）；

（4）減輕燃燒產(chǎn)物中的有害成份（飛灰、SO2、NOx等）對(duì)環(huán)境的污染。

鍋爐的燃燒系統(tǒng)（二）鍋爐燃燒系統(tǒng)的工作過(guò)程

鍋爐的燃燒系統(tǒng)（三）鍋爐的燃燒系統(tǒng)主要包括以下設(shè)備：燃料運(yùn)輸設(shè)備、制粉設(shè)備、爐膛（燃燒室）、燃燒器、空氣預(yù)熱器、除渣除塵設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備等。

（1）爐膛是燃料的燃燒空間，它是由四面爐墻和爐頂圍成的高大的立方體空間，爐膛四周布滿水冷壁管用以吸收燃燒放出的熱量。

（2）燃燒器：用于將空氣和燃料按一定方式、比例和速度送入爐膛，從而形成良好的著火條件，并使燃料與空氣形成強(qiáng)烈而均勻的混合，為燃料迅速著火和完全燃燒創(chuàng)造條件。

（3）空氣預(yù)熱器（簡(jiǎn)稱空預(yù)器）的作用是利用煙氣余熱對(duì)進(jìn)入鍋爐的空氣進(jìn)行加熱。常用的空預(yù)器有管式和回轉(zhuǎn)式兩種。

鍋爐的燃燒系統(tǒng)（四）制粉系統(tǒng)的工作任務(wù)是將煤進(jìn)行干燥和磨細(xì)，生產(chǎn)細(xì)度和水分合格的煤粉，保證鍋爐燃燒需要。制粉系統(tǒng)按工作特點(diǎn)不同分為直吹式和貯倉(cāng)式兩種。直吹式制粉系統(tǒng)如下圖：

鍋爐輔機(jī)及附件（一）鍋爐輔機(jī)：主要有磨煤機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、除塵器、脫硫裝置等。

（1）磨煤機(jī):用于將煤磨制成煤粉,是煤粉爐的重要輔機(jī)。目前我國(guó)應(yīng)用最多的是低速筒型鋼球磨煤機(jī)。

（2）送風(fēng)機(jī)的作用是將燃燒所需的空氣升高壓力后，先送入空預(yù)器加熱，再送往磨煤機(jī)（干燥風(fēng)）和燃燒器（助燃二次風(fēng)）。

（3）引風(fēng)機(jī)的作用是將燃燒產(chǎn)生的煙氣從爐膛中抽出，經(jīng)煙道中各換熱設(shè)備進(jìn)行放熱，再經(jīng)除塵器除去飛灰，然后升高壓力后送入煙囪，并由煙囪排入大氣中。

（4）除塵器用于除去煙氣中的飛灰，以減輕對(duì)環(huán)境的污染。（5）煙氣脫硫裝置：目前應(yīng)用最多的煙氣脫硫方法是吸附法，即利用堿性化合物、金屬氧化物或活性碳等作為吸收劑，使之與煙氣混合接觸后產(chǎn)生吸附作用，將煙氣中的二氧化硫除掉。

鍋爐輔機(jī)及附件（二）鍋爐附件：

（1）水位計(jì)用于反映鍋筒內(nèi)水位的高低。鍋爐運(yùn)行中需要控制鍋筒水位在規(guī)定范圍內(nèi)。一般鍋筒上至少要裝設(shè)兩套以上水位監(jiān)視裝置，并應(yīng)設(shè)有水位超限報(bào)警裝置。

（2）安全閥是一種自開(kāi)式閥門(mén)，用于當(dāng)容器內(nèi)蒸汽壓力上升到規(guī)定限度時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟，進(jìn)行排汽降壓，當(dāng)蒸汽壓力恢復(fù)正常后又自動(dòng)關(guān)閉。

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（3）防爆門(mén)是安裝在爐墻和煙道上的安全門(mén)。當(dāng)爐膛內(nèi)發(fā)生爆炸，壓力上升到一定限度時(shí)，防爆門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，使壓力降低，防止或減輕爐墻和煙道的破壞。

（4）閥門(mén)：最基本的有三種，截止閥——用以接通或切斷流動(dòng)介質(zhì)的通路；調(diào)節(jié)閥——用以控制或調(diào)節(jié)流