電站鍋爐原理

鍋爐原理

相關(guān)教材樊泉桂鍋爐原理[M].第一版.北京：中國電力出版社.2008年9月.容鑾恩等電站鍋爐原理（四校合編），中國電力出版社馮俊凱，沈幼庭主編，《鍋爐原理及計算》（第二版），科學(xué)出版社，2002版范從振，電廠鍋爐原理.水利電力出版社，1986及以后版本陳學(xué)俊，陳聽寬.鍋爐原理.機械工業(yè)出版社，1986及以后版本本章結(jié)構(gòu)鍋爐簡介鍋爐機組的工作過程鍋爐的容量和參數(shù)鍋爐的分類亞臨界鍋爐超臨界鍋爐鍋爐利用燃料燃燒釋放的熱能加熱給水，獲得規(guī)定參數(shù)（溫度、壓力）和品質(zhì)的蒸汽的設(shè)備是進行燃料燃燒、熱量傳遞和水汽化過程的綜合裝置，是火力發(fā)電廠的三大主要設(shè)備之一；（鍋爐，汽機，發(fā)電機）1、鍋爐簡介鍋爐制造國外主要產(chǎn)商：B&W，ABB，CE，Alstom，

Fosterwheeler,三凌，日立，西門子國內(nèi)：哈鍋、東鍋、上鍋、武漢、北京、杭州、濟南、無錫建國初，1200g/(kWh)煤耗高的原因之一：熱電聯(lián)產(chǎn)比例小技術(shù)水平（煤耗）我國電力的平均供電煤耗，從1990年的427g/(kWh)下降到1995年的412g/(kWh)，仍比世界先進國家高80多g/(kW×h)。2007年為357/(kWh)，2、鍋爐機組的工作過程鍋爐的組成(爐內(nèi)、鍋內(nèi))鍋爐雖是一個整體，但從功能上可分成“爐側(cè)”、“鍋側(cè)”爐煤、空氣→煙、飛灰、爐渣制粉系統(tǒng)燃燒系統(tǒng)風(fēng)煙系統(tǒng)水、汽鍋汽水系統(tǒng)除渣除灰清灰系統(tǒng)電廠鍋爐布置圖爐側(cè)的工作過程1、制粉系統(tǒng)燃料輸送碎煤機除鐵器原煤斗???磨煤機煤粉???

一次風(fēng)輸送煤粉通過燃燒器進入爐內(nèi)2、風(fēng)煙系統(tǒng)送風(fēng)機：二次風(fēng)；一次風(fēng)機：一次風(fēng)；引風(fēng)機：煙氣空氣預(yù)熱器：利用煙氣加熱冷空氣3、燃燒系統(tǒng)點火裝置燃燒器一次風(fēng)擋板二次風(fēng)風(fēng)箱擋板等燃燒器為主要設(shè)備，組織合理空氣動力場，確保燃料順利著火、穩(wěn)定燃燒、充分燃盡?？諝?/p>

煤飛灰+灰渣煙氣化學(xué)能熱能4、除渣、除灰、清灰系統(tǒng)撈渣機、電除塵、吹灰槍等鍋側(cè)的工作過程5、汽水系統(tǒng)汽包爐：省煤器汽包水冷壁過熱器汽輪機再熱冷段再熱器汽輪機預(yù)熱、汽化、過熱工質(zhì)水→水蒸汽煙氣

水、水蒸汽熱量的傳遞直流爐：省煤器水冷壁啟動分離器過熱器汽輪機水冷壁：蒸發(fā)受熱面，包圍火焰形成爐膛過熱器：過熱，懸掛于爐膛上方或煙道內(nèi)再熱器：過熱，懸掛于爐膛上方或煙道內(nèi)省煤器：預(yù)熱作用，吊裝在尾部煙道內(nèi)帶一次再熱的朗肯循環(huán)本體與輔機鍋爐本體：鍋爐的汽包、水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器、空預(yù)、燃燒器、排渣裝置以及相應(yīng)的連接管道構(gòu)架爐墻等構(gòu)成的整體。懸掛在鋼梁上，向下膨脹輔機：送風(fēng)機、引風(fēng)機、磨煤機、除塵器等鍋爐容量：即蒸發(fā)量，鍋爐每小時產(chǎn)生的蒸汽量，kg/h，t/h。如1025t/h等額定蒸發(fā)量（BRL）：在額定的蒸汽參數(shù)，額定給水溫度和使用設(shè)計燃料，并保證熱效率時所規(guī)定的蒸發(fā)量；kg/h,t/h最大連續(xù)蒸發(fā)量（BMCR）：在額定的蒸汽參數(shù)，額定給水溫度和使用設(shè)計燃料，長期運行所達到的最大的蒸發(fā)量,kg/h,t/h3、鍋爐的容量和參數(shù)鍋爐參數(shù)編號HG–2008/18.2-HM3制造廠蒸發(fā)量t/h額定壓力MPa煤種

SG22050MW高壓褐煤DG410100MW高壓煙煤WG670200MW超高壓無煙煤國外1000300MW亞臨界表1-1

中國電站鍋爐的蒸汽參數(shù)及容量蒸汽壓力蒸汽溫度給水溫度MCR發(fā)電功率MPa℃℃t/hMW9.9540205~225220,41050,10013.8540/540220~250420,670125,20016.8~18.6540/540250~2801025~2008300,60017.5540/5402551025~1650300,50025.4541/546286190060025545/545267~2771650~2650500,800鍋爐的蒸汽參數(shù)：額定蒸汽壓力、額定蒸汽溫度表1-2亞臨界壓力自然、控制循環(huán)鍋爐參數(shù)機組功率300300300600600MWMWMWMWMWMW循環(huán)方式自然循環(huán)控制循環(huán)自然循環(huán)自然循環(huán)控制循環(huán)過熱蒸汽流量MCR1025102510252026.82008再熱蒸汽流量，t/h860834.8823.81704.21634過熱蒸汽壓力，MPa18.218.318.318.1918.22再熱蒸汽壓力，MPa4/3.793.83/3.623.82/3.664.176/4.33.49/3.31續(xù)表1-2亞臨界壓力

自然循環(huán)及控制循環(huán)鍋爐的容量和參數(shù)機組功率300300300600600MWMWMWMWMWMW過熱蒸汽溫度，℃540541540540.6540.6再熱蒸汽溫度，℃330/540322/541316/540313/540313.3/540.6給水溫度，℃276281278276278.33燃煤量，t/h136.61139.89122.6264.4269.9燃燒方式四角燃燒四角燃燒對沖燃燒對沖燃燒四角燃燒00300530鍋爐原理第一章概述第三節(jié)鍋爐的容量、參數(shù)及其分類表1-3超臨界壓力直流鍋爐

及低倍率循環(huán)鍋爐的容量和參數(shù)機組功率，MW600500800500過熱蒸汽流量MCR1900165026501650再熱蒸汽流量，t/h161314812151.51481過熱蒸汽壓力，MPa25.4252517.46再熱蒸汽壓力，MPa4.77/4.574.15/3.93.86/3.624.21/4過熱蒸汽溫度，℃541545545540續(xù)表1-3超臨界壓力直流鍋爐

及低倍率循環(huán)鍋爐的容量和參數(shù)機組功率，MW600500800500再熱蒸汽溫度，℃338/566295/545283/545333/540給水溫度，℃286270277255燃煤量，t/h-208336.5-燃燒方式四角燃燒對沖燃燒對沖燃燒對沖燃燒水冷壁型式螺旋管圈垂直管屏垂直管屏垂直管屏表1-4國外超臨界參數(shù)機組的發(fā)展方向主蒸汽壓力，bar290305335400主蒸汽溫度，℃582582610700再熱蒸汽壓力，bar807493112再熱蒸汽溫度，℃580600630720循環(huán)熱效率，%4749>5052~554、鍋爐分類一、按用途分電站鍋爐：產(chǎn)生的蒸汽用于發(fā)電工業(yè)鍋爐：蒸汽主要用于工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)工藝過程以及采暖和生活用熱水鍋爐：產(chǎn)生熱水，供熱，取暖、制冷和生活用二、按鍋爐容量分類依據(jù)發(fā)展?fàn)顩r在變化，目前：大型鍋爐：

通常指300MW(~1000t/h)以上,目前主流為2000～3000t/h容量最大單機容量有約4000t/h(前蘇聯(lián)）中型鍋爐小型鍋爐：小于65t/h三、按蒸汽壓力分類低壓鍋爐：<2.45MPa中壓鍋爐：2.94~4.9MPa高壓鍋爐：7.84~10.8MPa超高壓鍋爐：11.8~14.7MPa亞臨界壓力鍋爐：15.7~19.6MPa超臨界壓力鍋爐：絕對壓力大于22.1MPa超超臨界壓力鍋爐：~27MPa以上四、按燃燒方式分類火床爐煤粉爐旋風(fēng)爐流化床鍋爐①火床爐固體燃料以一定厚度分布在爐排上進行燃燒的方式用火床燃燒方式來組織燃燒的鍋爐-鏈條爐、人工爐、爐排爐等爐排結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，金屬耗量大，熱效率偏低，不易放大，污染排放嚴(yán)重鏈條爐②煤粉爐火室燃燒方式：燃料以粉狀、霧狀或氣態(tài)隨同空氣噴入燃燒室中進行燃燒的方式細顆粒燃料隨空氣-煙氣流作連續(xù)運動，連續(xù)流過燃燒空間，在懸浮狀態(tài)下著火燃燒、燃燼典型的煤粉爐效率高，體積小，易大型化燃料適應(yīng)性差，需FGD，負荷調(diào)節(jié)稍差③旋風(fēng)爐燃料和空氣在高溫旋風(fēng)筒內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，細顆粒在筒內(nèi)燃燒，粗顆粒被甩向壁面液態(tài)渣膜上燃燒的方式效率高，體積小，不需粉煤機負荷調(diào)節(jié)范圍小，溫度高，有些燃料不適合，NOx高④流化床鍋爐燃料顆粒在大于臨界風(fēng)速的空氣流下，在流化床內(nèi)呈流化狀態(tài)的燃燒方式流態(tài)化：固體顆粒在與流動著的流體混合后，能像流體那樣自由流動的現(xiàn)象鼓泡流化床和循環(huán)流化床鍋爐燃料適應(yīng)廣，爐內(nèi)脫硫，低氮氧化物，負荷調(diào)節(jié)好磨損問題，目前大型化不夠CFB鍋爐發(fā)電廠典型的循環(huán)流化床鍋爐五、按蒸發(fā)受熱面內(nèi)

工質(zhì)流動來分自然循環(huán)鍋爐強制循環(huán)鍋爐直流鍋爐復(fù)合循環(huán)鍋爐1)有一個較大的汽包金屬消耗量大；2)熱應(yīng)力機組啟、停限制，時間長；3)流動特性簡單運行容易掌握、可靠。自然循環(huán)鍋爐的特點隨著鍋爐壓力的提高，水汽密度差減小，自然循環(huán)的可靠性降低加裝強制循環(huán)泵強制流動1)汽包直徑、壁厚減??；2)提升了機組升降負荷速度，縮短了啟、停時間；3)水循環(huán)更加可靠；4)強制循環(huán)泵工作于高溫、高壓下昂貴。強制循環(huán)鍋爐(包括控制循環(huán)鍋爐)的特點1)無汽包；2)對負荷變化敏感，防止膜態(tài)沸騰等因素對控制要求高；3)啟?？?冷爐點火后40分鐘就可供給額定壓力和溫度的蒸汽，而自然循環(huán)鍋爐則大約需2~4小時)；4)對給水品質(zhì)要求高。直流鍋爐的特點①自然循環(huán)鍋爐蒸發(fā)受熱面內(nèi)工質(zhì)依靠下降管內(nèi)水與上升管內(nèi)的汽水混合物的密度差所產(chǎn)生的壓力差進行循環(huán)的鍋爐壓力越低，越可靠可以應(yīng)用到亞臨界鍋爐具有汽包，金屬消耗量增大自然循環(huán)的煤粉鍋爐②強制循環(huán)鍋爐壓力的升高，使汽水密度差非常小，自然循環(huán)不可能借助循環(huán)泵使汽水混合物循環(huán)強制循環(huán)煤粉鍋爐循環(huán)泵③直流鍋爐接近臨界壓力（22.12MPa)或超臨界壓力時,汽水混合物密度幾乎一樣，汽水分離很難實現(xiàn)，只能采用直流鍋爐沒有汽包直流鍋爐④復(fù)合循環(huán)鍋爐依靠鍋爐水循環(huán)泵將蒸發(fā)受熱面出口的部分或全部工質(zhì)進行再循環(huán)的鍋爐是由直流鍋爐和強制循環(huán)鍋爐綜合發(fā)展起來的鍋爐六、按鍋爐排渣的相態(tài)分類固態(tài)排渣鍋爐（低于灰熔點運行，是目前的主流）液態(tài)排渣鍋爐（高于灰熔點運行，如旋風(fēng)爐等）液態(tài)排渣爐燃料適應(yīng)性強排渣有利于利用：復(fù)雜污染大NOx等高溫腐蝕目前很少用5、亞臨界鍋爐一、采用對沖燃燒方式的300MW自然循環(huán)鍋爐二、采用四角燃燒方式的300MW自然循環(huán)鍋爐三、FW亞臨界壓力600MW自然循環(huán)鍋爐四、FW660MW級和300MW級W型火焰鍋爐五、B&W360MW級W型火焰鍋爐圖1-4采用對沖燃燒的300MW鍋爐圖1-5采用四角切圓燃燒的300MW自然循環(huán)鍋爐圖1-6亞臨界沖燃燒的600MW自然循環(huán)鍋爐圖1-7FW660MW等級W火焰鍋爐圖1-8B&W公司360MW等級W火焰鍋爐圖1-9600MW亞臨界壓力控制循環(huán)鍋爐圖1-10循環(huán)泵結(jié)構(gòu)