鍋爐培訓(xùn)技巧-鍋爐原理

鍋爐培訓(xùn)常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部2010年2/5/20231江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部基本理論鍋爐原理2/5/20232江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部基本部分第一章概述第二章燃料及燃燒計(jì)算第三章鍋爐機(jī)組熱平衡第四章

燃料燃燒及燃燒設(shè)備第五章煤粉性質(zhì)及制粉系統(tǒng)2/5/20233江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部第一章概述鍋爐原理2/5/20234江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部§1-0

能源利用及其在電力工業(yè)中的地位§1-1電廠鍋爐的作用及其設(shè)備構(gòu)成§1-2電廠鍋爐的設(shè)備及其特征§1-3鍋爐的分類(lèi)和型號(hào)

§1-4

鍋爐技術(shù)的發(fā)展主要內(nèi)容

鍋爐原理2/5/20235江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部

按照物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式的不同，能量可以分為機(jī)械能、熱能、電能、化學(xué)能和輻射能。

機(jī)械能是指物體在作機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)所具有的宏觀能量（包括宏觀動(dòng)能和宏觀勢(shì)能）。

熱能是指組成物質(zhì)的所有微粒作各種不規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)時(shí)的總能量。1-0能源利用及其在電力工業(yè)中的地位

一、能量的形式鍋爐原理2/5/20236江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部二、能源的分類(lèi)可再生能源：太陽(yáng)能、水力能、風(fēng)力能、地?zé)崮?、潮汐能等不可再生能源：化石燃料（原煤、原油、天然氣）一次能源：天然燃料（原煤、原油、天然氣）的化學(xué)能、太陽(yáng)能、水力能、風(fēng)力能、核能、地?zé)崮?、潮汐能等二次能源：人工燃料（焦碳、汽油、煤氣）等的化學(xué)能、電能等鍋爐原理2/5/20237江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部三、發(fā)電的方式火（熱）力發(fā)電、水力發(fā)電、核能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、海洋能發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電等四、熱能的利用方式直接利用：加熱、采暖、蒸煮或烘干等

間接利用：熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為電能鍋爐原理2/5/20238江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部五我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展1987年發(fā)電裝機(jī)1億千瓦1995年發(fā)電裝機(jī)2億千瓦2000年發(fā)電裝機(jī)3億千瓦2004年發(fā)電裝機(jī)4億千瓦2005年發(fā)電裝機(jī)5億千瓦2008年全國(guó)裝機(jī)容量7.9253億千瓦，其中火電6.0132億千瓦，占75.87%。2009年底全國(guó)裝機(jī)容量達(dá)8.74億千瓦，其中火電6.52億千瓦，占74.60%；

(一)、我國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量(二)、單機(jī)容量70年代，20萬(wàn)千瓦為主力機(jī)組80、90年代，30萬(wàn)、60萬(wàn)千瓦為主力機(jī)組目前，60萬(wàn)、90萬(wàn)、100萬(wàn)千瓦為主力機(jī)組鍋爐原理2/5/20239江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部1-1電廠鍋爐的作用及其設(shè)備構(gòu)成一、火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過(guò)程火力發(fā)電廠的組成火力發(fā)電廠的三大設(shè)備

鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)鍋爐原理2/5/202310江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部我國(guó)三大動(dòng)力集團(tuán)東方電氣集團(tuán)公司→東鍋DG哈爾濱電站設(shè)備集團(tuán)公司→哈鍋HG上海電氣集團(tuán)有限公司→上鍋SG鍋爐原理2/5/202311江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部火力發(fā)電廠的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程燃料的化學(xué)能→蒸汽的熱能→機(jī)械能→電能。鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)蒸汽的熱能轉(zhuǎn)子動(dòng)能電能機(jī)械能熱能燃料的化學(xué)能鍋爐原理2/5/202312江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部二、火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過(guò)程鍋爐原理2/5/202313江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部鍋爐設(shè)備的組成：鍋爐機(jī)組由鍋爐本體設(shè)備和輔機(jī)設(shè)備組成。鍋爐本體鍋（汽水系統(tǒng)）爐（燃燒系統(tǒng)）1.鍋爐本體三、電廠鍋爐的作用及組成

鍋爐的主要作用使燃料在爐內(nèi)燃燒放熱，并將鍋內(nèi)工質(zhì)由水加熱成具有足夠數(shù)量和一定質(zhì)量的過(guò)熱蒸汽，供汽輪機(jī)使用。鍋爐原理2/5/202314江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部鍋（汽水系統(tǒng)）：由省煤器、汽包（汽水分離器）、下降管、聯(lián)箱、水冷壁、過(guò)熱器和再熱器等設(shè)備及其連接管道和閥門(mén)組成。爐（燃燒系統(tǒng)）：由爐膛、燃燒器、點(diǎn)火裝置、空氣預(yù)熱器、煙風(fēng)道及爐墻、構(gòu)架等組成。鍋爐原理2/5/202315江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部其它系統(tǒng)脫硫系統(tǒng)除灰除塵系統(tǒng)制粉系統(tǒng)燃料運(yùn)輸系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)輔助系統(tǒng)輔助設(shè)備鍋爐原理2/5/202316江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部四鍋爐機(jī)組的工作過(guò)程

燃煤鍋爐的主要工作過(guò)程煤粉制備和燃燒過(guò)程空氣預(yù)熱過(guò)程

給水加熱、汽化、過(guò)熱（再熱）熱過(guò)程排渣除灰過(guò)程鍋爐原理2/5/202317江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部鍋爐機(jī)組的工作過(guò)程示意圖鍋爐原理2/5/202318江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部1、制粉系統(tǒng)原煤→給煤機(jī)→磨煤機(jī)→煤粉分離→合格的煤粉→鍋爐2、燃燒系統(tǒng)空氣→送風(fēng)機(jī)→空氣預(yù)熱器→兩路熱風(fēng)管道→燃燒器二次風(fēng)噴口→爐膛空氣→一次風(fēng)機(jī)→空氣預(yù)熱器→兩路熱一次風(fēng)管道→輸送煤粉→燃燒器一次風(fēng)噴口→爐膛五、鍋爐各主要系統(tǒng)鍋爐原理2/5/202319江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部3、汽水系統(tǒng)給水→低壓加熱器→除氧器→給水泵→高壓加熱器→省煤器→汽包→水冷壁→過(guò)熱器4、除渣除灰系統(tǒng)大塊熔渣（總灰量的10℅－20℅）→水冷壁冷卻→固態(tài)渣→渣斗→撈渣機(jī)→碎渣機(jī)→渣泵→灰場(chǎng)煙氣細(xì)灰（總灰量的80℅－90℅）→除塵器→灰漿泵→灰場(chǎng)鍋爐原理2/5/202320江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部本體設(shè)備：

爐膛、燃燒器、空氣預(yù)熱器、省煤器、水冷壁、鍋筒、汽水分離器、過(guò)熱器、再熱器等。輔機(jī)設(shè)備包括：

給煤機(jī)、磨煤機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、吸風(fēng)機(jī)、給水泵、吹灰器、撈渣機(jī)、碎渣機(jī)、除塵器、灰漿泵等。鍋爐原理2/5/202321江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部1.鍋爐容量：額定蒸發(fā)量：鍋爐在額定蒸汽參數(shù)、額定給水溫度、使用設(shè)計(jì)燃料時(shí)，并保證效率時(shí)所規(guī)定的蒸汽產(chǎn)量。t/h最大連續(xù)蒸發(fā)量：鍋爐在額定蒸汽參數(shù)、額定給水溫度、使用設(shè)計(jì)燃料，長(zhǎng)期連續(xù)安全運(yùn)行時(shí)所能達(dá)到的最大蒸發(fā)量。用MCR表示。

最大連續(xù)蒸發(fā)量通常為額定蒸發(fā)量的1.03～1.2倍一、電廠鍋爐的特性1-2電廠鍋爐的設(shè)備及其特征鍋爐原理2/5/202322江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部

中國(guó)電站鍋爐的蒸汽參數(shù)及容量

蒸汽壓力(ＭPa)蒸汽溫度(℃)給水溫度(℃)

ＭＣＲ*(t/h)發(fā)電功率(ＭＷ)9.9540205～225220,41050,10013.8540/540220～250420,670125,20016.8～18.6540/540250～2801025～2008300,60017.5540/5402551025～1650300,50025.4541/566286190060025.0545/545267～2771650～2650500,800注：ＭＣＲ*為最大連續(xù)蒸發(fā)量鍋爐原理2/5/202323江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部2.蒸汽參數(shù)

電廠鍋爐的蒸汽參數(shù)一般是指鍋爐過(guò)熱器出口過(guò)熱蒸汽的溫度和壓力。如額定蒸汽溫度和額定蒸汽壓力。3.給水溫度

電廠鍋爐的給水溫度是指給水進(jìn)入省煤器入口處的溫度。鍋爐原理2/5/202324江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部

鍋爐連續(xù)運(yùn)行小時(shí)數(shù)（>5000）鍋爐在兩次檢修之間的運(yùn)行小時(shí)數(shù)

鍋爐可用率（約90%）（總運(yùn)行小時(shí)數(shù)+總備用小時(shí)數(shù)）/統(tǒng)計(jì)期間總小時(shí)數(shù)（一年）

鍋爐的事故率（約1%）鍋爐總事故停爐小時(shí)數(shù)/（總運(yùn)行小時(shí)數(shù)+事故停爐小時(shí)數(shù)）二、電廠鍋爐機(jī)組安全性指標(biāo)鍋爐原理2/5/202325江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部電廠鍋爐機(jī)組經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)

熱效率（>90%）

凈效率

燃燒效率

式中Q1—鍋爐有效利用熱，kJ/kg；

Q

r—鍋爐在單位時(shí)間內(nèi)所消耗燃料的輸入熱量,kJ/kg；

—鍋爐機(jī)組自身所需的熱量，kJ/kg；

—鍋爐機(jī)組自身電耗對(duì)應(yīng)的熱量，kJ/kg；、—鍋爐化學(xué)、機(jī)械未完全燃燒熱損失，%鍋爐原理2/5/202326江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部

1-3鍋爐的分類(lèi)和型號(hào)

一、鍋爐的分類(lèi)

（1）按鍋爐用途分：工業(yè)鍋爐(工業(yè)生產(chǎn)工藝用汽或供暖)，電站鍋爐(發(fā)電)，熱水鍋爐(民用采暖或供熱)

（2）按電站鍋爐容量分：按時(shí)代和技術(shù)進(jìn)步，鍋爐機(jī)組容量以大、中、小的排序和分類(lèi)在不斷演變。220t/h,410t/h,670t/h,1000t/h,2000t/h,2650t/h

（3）按蒸汽壓力分:低壓(P<2.45ＭPa)、中壓(P=2.94-4.92ＭPa)、高壓(P=7.84-10.8ＭPa)、超高壓(P=11.8-14.7ＭPa)、亞臨界壓力(P=15.7～19.6ＭPa)、超臨界壓力(P>22.1ＭPa)、超超臨界壓力(P>25ＭPa)鍋爐原理2/5/202327江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部

（4）按燃用燃料分：燃煤爐、燃油爐、燃?xì)鉅t

（5）按燃燒方式分：層燃爐、室燃爐、旋風(fēng)爐、流化床鍋爐

（6）按煤粉爐的排渣方式分:固態(tài)排渣和液態(tài)排渣（7）按蒸發(fā)受熱面內(nèi)工質(zhì)的流動(dòng)方式分:自然循環(huán)、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐鍋爐原理2/5/202328江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部蒸發(fā)受熱面內(nèi)工質(zhì)的流動(dòng)方式（水的循環(huán)方式）鍋爐原理2/5/202329江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部自然循環(huán)鍋爐循環(huán)流動(dòng)過(guò)程的推動(dòng)力由下降管與上升管內(nèi)工質(zhì)的密度差產(chǎn)生的，這種鍋爐就叫自然循環(huán)鍋爐循環(huán)倍率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)進(jìn)入蒸發(fā)管的循環(huán)水量與產(chǎn)生蒸汽量之比。控制循環(huán)鍋爐循環(huán)流動(dòng)過(guò)程的推動(dòng)力不僅由下降管與上升管內(nèi)工質(zhì)的密度差產(chǎn)生，而且主要來(lái)自鍋水循環(huán)泵，這種鍋爐就叫控制循環(huán)鍋爐。自然循環(huán)鍋爐與控制循環(huán)鍋爐有許多相似之處，都有汽包。給水加熱、蒸發(fā)、過(guò)熱有明顯分界。直流鍋爐：工質(zhì)一次通過(guò)所有受熱面。鍋爐原理2/5/202330江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部ΔΔ—×××/×××—×××/×××—Δ×第一組為符號(hào)，鍋爐廠漢語(yǔ)拼音的縮寫(xiě)；第二組為數(shù)字，鍋爐容量和過(guò)熱蒸汽壓力；第三組為數(shù)字，過(guò)熱蒸汽和再熱蒸汽出口溫度；第四組中，符號(hào)表示燃料，數(shù)字表示設(shè)計(jì)序號(hào)。

我公司鍋爐型號(hào)：SG-1025/16.81-M870二、鍋爐型號(hào)鍋爐原理2/5/202331江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部1-4鍋爐技術(shù)的發(fā)展

加快發(fā)展大容量、高參數(shù)機(jī)組→

大容量、高參數(shù)機(jī)組可適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要，電站熱效率高，基建投資、設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用降低

提高運(yùn)行可靠性和靈活性→

鍋爐的可靠性涉及到設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、運(yùn)行維護(hù)和生產(chǎn)管理等各個(gè)方面運(yùn)行靈活性要求大力發(fā)展中間負(fù)荷機(jī)組，適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)峰需要,同時(shí)考慮因燃用劣質(zhì)煤帶來(lái)的不利影響（結(jié)渣、積灰、磨損、腐蝕），提高鍋爐煤種的適應(yīng)性。提高機(jī)組的監(jiān)控水平。鍋爐原理2/5/202332江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部第二章燃料及燃燒計(jì)算鍋爐原理2/5/202333江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部主要內(nèi)容

§2-0燃料的成分及其主要特性

§2-1燃料的燃燒計(jì)算§2-2煙氣分析鍋爐原理2/5/202334江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部1、煤的元素分析成分2、煤的工業(yè)分析成分3、煤的分析基準(zhǔn)4、各種基準(zhǔn)的換算5、煤的發(fā)熱量6、高、低發(fā)熱量間的換算7、煤的灰分特性8、煤的結(jié)渣特性指標(biāo)9、煤的常規(guī)特性對(duì)鍋爐工作的影響10、煤的可磨性系數(shù)與磨損指數(shù)11、煤的分類(lèi)2-0燃料的成分及其主要特性鍋爐原理2/5/202335江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部煤的元素分析成分（1）碳(C)：主要的燃燒成分，約占20~70%，燃料中的碳多以化合物形式存在.地質(zhì)年齡越長(zhǎng)，含碳越多，放熱量越高，但不易著火與燃燼。（2）氫(H)：重要的燃燒成分，煤中約占2~6%，十分容易著火，燃燒迅速，易爆。氫是煤中發(fā)熱量最高的可燃元素，氫的含量越多，煤越易著火與燃燼。（3）硫(S)：是燃料中的有害成分，約占可燃成分的8%，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)和氮(N）氧和氮是不可燃成分。約占~40%，含氧量隨煤化程度增高而明顯減少。氮主要以有機(jī)氮形態(tài)存在，約占0.5~2%。高溫燃燒生成NOx，有害。（5）水分(M)

：燃料中的主要雜質(zhì)，約占5~60%。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；鍋爐原理2/5/202336江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部

硫分、灰分與水分對(duì)鍋爐工作的影響1）降低煤的發(fā)熱量2）降低燃燒溫度，不利于燃料的著火與燃燒3）增加煙氣容積，排煙溫度升高，排煙損失增加，

鍋爐效率下降4）加劇鍋爐受熱面的低溫腐蝕與積灰5）增加通風(fēng)電耗。（6）灰分(Ash)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）灰分增加可燃物減少，煤的低位發(fā)熱量減少，著火困難，灰渣量增加，運(yùn)行操作繁重；2）灰分的增加造成煤的軟化溫度下降，爐內(nèi)易結(jié)渣，使受熱面?zhèn)鳠釔夯?/p>

鍋爐原理2/5/202337江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部煤的工業(yè)分析成分水分(M):

外在水分(Mf)是指煤在開(kāi)采、運(yùn)輸和洗選過(guò)程中潤(rùn)濕在煤的外表以及大毛細(xì)孔中的水。它以機(jī)械方式與煤相連結(jié)著，較易蒸發(fā),其蒸汽壓與純水的蒸汽相等。在空氣中放置時(shí),外在水分不斷蒸發(fā),直至煤中水分的蒸汽壓與空氣的相對(duì)濕度達(dá)到平衡時(shí)為止,此時(shí)失去的水分就是外在水分。外在水分的多少與煤粒度等有關(guān),而與煤質(zhì)無(wú)直接關(guān)系。內(nèi)在水分(Minf)是吸附或凝聚在煤粒內(nèi)部的毛細(xì)孔中的水,稱(chēng)為內(nèi)在水分。內(nèi)在水分指將風(fēng)干煤加熱到105℃～110℃時(shí)所失去的水分,它主要以物理化學(xué)方式(吸附等)與煤相連結(jié)著,較難蒸發(fā),故蒸氣壓小于純水的蒸汽壓.失去內(nèi)在水分的煤稱(chēng)為絕對(duì)干燥或干煤。

灰分(A)：煤中不可燃礦物雜質(zhì)，成分十分復(fù)雜，大多數(shù)煤的灰分含量7%~40%。揮發(fā)分(V):將煤加熱到一定溫度時(shí)，煤中的部分有機(jī)物和礦物質(zhì)發(fā)生分解并逸出，逸出的氣體（主要是H2,CmHn,CO,CO2等）產(chǎn)物稱(chēng)為煤的揮發(fā)分。

固定碳(FC):煤經(jīng)加熱出揮發(fā)分和水分之后，余下的是固定碳和灰分。稱(chēng)為焦炭。鍋爐原理2/5/202338江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部揮發(fā)份：揮發(fā)份的多少和組成與煤的年代有關(guān)熱解程度隨加熱速率、加熱溫度和加熱時(shí)間而變，須在統(tǒng)一條件下測(cè)定。揮發(fā)份的發(fā)熱量取決于揮發(fā)份的成分揮發(fā)份的多少與組成影響到著火，是對(duì)動(dòng)力用煤進(jìn)行分類(lèi)的重要依據(jù)?；曳?Ash)：與成煤條件、開(kāi)采方式、運(yùn)輸條件有關(guān)?；曳衷黾涌扇嘉餃p少，煤的低位發(fā)熱量減少，著火困難，灰渣量增加，運(yùn)行操作繁重；灰分的增加造成煤的軟化溫度下降，爐內(nèi)易結(jié)渣，使受熱面?zhèn)鳠釔夯?。鍋爐原理2/5/202339江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部煤的分析基準(zhǔn)收到基（ar）：以入爐煤（包括煤的全部成分）為基準(zhǔn)空氣干燥基（ad）：

以風(fēng)干狀態(tài)煤（除外部水分）為基準(zhǔn)干燥基（d）：以去掉全部水分煤為基準(zhǔn)干燥無(wú)灰基（daf）：以去掉全部水分及灰分煤為基準(zhǔn)鍋爐原理2/5/202340江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部各種基準(zhǔn)的換算收到基:Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100〔％〕空氣干燥基:Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100〔％〕干燥基:Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100〔％〕干燥無(wú)灰基:Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100〔％〕不同基準(zhǔn)之間的換算公式X=KX0

X0、X—某成分原基準(zhǔn)及新基準(zhǔn)質(zhì)量百分比，%K—換算系數(shù)例:

鍋爐原理2/5/202341江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部鍋爐原理2/5/202342江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部鍋爐原理2/5/202343江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部煤的發(fā)熱量高位發(fā)熱量Qgr1kg煤完全燃燒時(shí)放出的全部熱量，包括煙氣中水蒸汽凝結(jié)時(shí)放出的熱量。低位發(fā)熱量Qnet在1kg煤完全燃燒時(shí)放出的全部熱量中扣除水蒸汽汽化潛熱后所得的熱量。即煤中可燃質(zhì)的一部分燃燒熱量被用于水分的汽化，沒(méi)有得到利用。單位為kcal/kg，或者kJ/kg，MJ/kg。鍋爐原理2/5/202344江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部標(biāo)準(zhǔn)煤概念單純以燃煤量的多少來(lái)比較不同鍋爐的經(jīng)濟(jì)性不妥，須折算到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)煤的概念，規(guī)定低位發(fā)熱量為7000kcal/kg的煤為標(biāo)準(zhǔn)煤，29310kJ/kg

將發(fā)熱量不是7000kcal/kg的煤統(tǒng)一折算到7000kcal/kg來(lái)進(jìn)行比較。用于計(jì)算和比較標(biāo)準(zhǔn)煤耗等鍋爐原理2/5/202345江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部灰的熔融性爐膛內(nèi)溫度很高，煤中灰顆粒一般呈熔化或軟化狀態(tài)，對(duì)鍋爐工作影響極大。對(duì)鍋爐的主要危害是造成鍋爐受熱面結(jié)渣，傳熱惡化，掉渣滅火或事故?；曳殖煞植煌l(fā)生熔化的溫度也不同。高熔點(diǎn)成分+低熔點(diǎn)成分，無(wú)固定的熔點(diǎn)，壁面距壁面的距離溫度高灰熔點(diǎn)煤低灰熔點(diǎn)煤鍋爐原理2/5/202346江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部灰熔融性的測(cè)定將灰制成特定形狀的灰堆，加熱升溫1300C以上，采用三個(gè)特征溫度來(lái)表示灰的熔融特性。t1—變形溫度；t2—軟化溫度t3—熔化溫度鍋爐原理2/5/202347江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部結(jié)渣判別一般認(rèn)為，t2>1350℃，不易結(jié)渣；t2<1350℃，易結(jié)渣；t1<1200℃，易結(jié)渣；固態(tài)排渣爐—排渣為固態(tài)（廣泛采用）；液態(tài)排渣爐—排渣為液態(tài)。煤粉爐的排渣方式

影響灰的熔融性的主要因素灰分成分的影響煤灰中酸性氧化物使灰熔點(diǎn)提高；堿性氧化物使灰熔點(diǎn)降低周?chē)橘|(zhì)的影響

氧化性介質(zhì)中，灰熔點(diǎn)較高；還原性介質(zhì)中，灰熔點(diǎn)較低；弱還原性介質(zhì)中，灰熔點(diǎn)很低。鍋爐原理2/5/202348江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部電廠動(dòng)力用煤分類(lèi)根據(jù)煤的燃燒特性，以揮發(fā)份、灰分、水分、硫分和灰熔融特性作為主要的分類(lèi)指標(biāo)，以煤的發(fā)熱量作為輔助分類(lèi)指標(biāo)

VAMST分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)煙煤：Vdaf≤10%，含碳最多，發(fā)熱量高，難以點(diǎn)燃；貧煤：Vdaf=10~20%，灰分較多；煙煤：Vdaf=10~50%，含碳多，灰、水少，發(fā)熱量高褐煤：Vdaf>40%，水分與灰分高，發(fā)熱量低，著火與燃燒容易。鍋爐原理2/5/202349江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部無(wú)煙煤年代揮發(fā)份含量%貧煤煙煤褐煤鍋爐原理2/5/202350江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部鍋爐原理2/5/202351江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部揮發(fā)分的影響:

地質(zhì)年齡↓Vadf↑易著火↑易燃燼↑硬度↓但Q↓水分的影響:

Mar↑Q↓著火↓燃燼↓θ”l↓Q4↑積灰↑腐蝕↑灰分的影響:Aar↑Q↓Q6↑Q4↑Q4↑積灰↑磨損↑結(jié)渣↑灰熔點(diǎn)的影響:

灰熔點(diǎn)（DT、ST、FT）↓

結(jié)渣↑硫分的影響:

Sar↑

tld↑

低溫腐蝕↑

污染環(huán)境↑

煤粉倉(cāng)自燃↑煤的常規(guī)特性對(duì)鍋爐工作的影響鍋爐原理2/5/202352江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部

煤的可磨性系數(shù)：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：哈德格羅夫法（Hardgrove法），測(cè)定哈氏可磨性指數(shù)HGI

煤的磨損性指數(shù)表示磨損的輕重程度；旋轉(zhuǎn)磨損試驗(yàn)儀；沖刷式磨損試驗(yàn)儀：Ke＝E/At

煤的可磨性系數(shù)與磨損指數(shù)鍋爐原理2/5/202353江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部1、燃燒計(jì)算的物理模型2、燃料的燃燒工況3、煤的燃燒反應(yīng)4、燃燒所需要的空氣量5、過(guò)剩空氣系數(shù)α與漏風(fēng)系數(shù)△α6、過(guò)?？諝庀禂?shù)β與漏風(fēng)系數(shù)△α7、煙氣容積2-1燃料的燃燒計(jì)算鍋爐原理2/5/202354江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部以1kg燃料為計(jì)算基礎(chǔ)

所有氣體均視為理想氣體（22.4Nm3/kg）

假定完全燃燒認(rèn)為空氣只由N2和O2組成,

容積比為79:21燃燒計(jì)算的物理模型鍋爐原理2/5/202355江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部

理論工況燃料在沒(méi)有過(guò)?？諝獾那闆r下完全燃燒燃燒產(chǎn)物（煙氣）組成成分CO2、SO2、N2、H2O

理論煙氣量

實(shí)際工況

實(shí)際送入的空氣量大于理論空氣量，仍為不完全燃燒燃燒產(chǎn)物（煙氣）組成成分CO2、SO2、N2、

H2O、O2、CO

實(shí)際煙氣量Vy

燃料的燃燒工況鍋爐原理2/5/202356江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部

煤中可燃元素的燃燒反應(yīng)是燃燒計(jì)算的基礎(chǔ)，1kg收到基燃料包括

Kg的碳、kg的氫、kg的硫

碳完全燃燒反應(yīng)方程式

C+O2→

CO212kgC+22.41Nm3O2→

22.41Nm3CO2

1kg

C+1.866Nm3O2

→

1.866Nm3

CO2

1kgH+5.56Nm3O2

→

11.1Nm3H2O

1kgS+0.7Nm3O2

→0.7Nm3SO2煤的燃燒反應(yīng)鍋爐原理2/5/202357江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部

理論空氣量V0

1kg燃料完全燃燒時(shí)所需要的最小空氣量(無(wú)剩余氧)可通過(guò)燃料中可燃元素（C、H、S）的燃燒化學(xué)反應(yīng)方程式求得

實(shí)際空氣量V

式中

α、β—分別為煙氣側(cè)和空氣側(cè)的過(guò)?？諝庀禂?shù)燃燒所需要的空氣量鍋爐原理2/5/202358江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部

煙氣分析的目的:測(cè)鍋爐反平衡效率、測(cè)量過(guò)量空氣系數(shù)、監(jiān)督RO2O2的含量、檢查鍋爐漏風(fēng)情況等。(鍋爐運(yùn)行監(jiān)督、測(cè)試)奧氏煙氣分析儀的工作原理:利用不同的吸收劑吸收不同的氣體成分

氫氧化鉀溶液(KOH)—RO2

焦性沒(méi)食子酸溶液C6H3(OH)3—O2、RO

氯化亞銅氨溶液Cu(NH3)2Cl—CO、O2

2-2煙氣分析鍋爐原理2/5/202359江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部煙氣分析是以1kg燃料燃燒生成的干煙氣（除去水分后的煙氣）容積為基礎(chǔ)

煙氣分析可得到在干煙氣Vgy中所占的容積百分比

煙氣成分分析鍋爐原理2/5/202360江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部

不完全燃燒方程

:21=RO2+O2+0.605CO+β(RO2+CO)

當(dāng)完全燃燒時(shí),CO=0,則得,完全燃燒方程式:21=O2+(1＋β)RO2

若在α＝1的情況下完全燃燒,則得RO2max,即:RO2和RO2max的計(jì)算鍋爐原理2/5/202361江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部運(yùn)行中過(guò)?？諝庀禂?shù)及煙氣容積的確定RO2、O2可由煙氣分析或相關(guān)儀表測(cè)定

過(guò)?？諝庀禂?shù)完全燃燒

煙氣容積

干煙氣容積重點(diǎn)鍋爐原理2/5/202362江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部第三章鍋爐機(jī)組熱平衡鍋爐原理2/5/202363江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部§3-1鍋爐熱平衡§3-2鍋爐輸入熱量和有效利用熱量§3-3鍋爐的各項(xiàng)熱損失§3-4鍋爐效率主要內(nèi)容

2/5/202364江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部熱平衡范圍3-1鍋爐熱平衡鍋爐原理2/5/202365江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部熱平衡示意圖鍋爐原理2/5/202366江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部鍋爐熱平衡研究

燃料的熱量在鍋爐中利用的情況:

有多少被有效利用，

有多少變成了熱量損失，表現(xiàn)在哪些方面,產(chǎn)生的原因。

研究的目的是為了有效地提高鍋爐熱效率鍋爐熱平衡

以lkg固體燃料或液體燃料(氣體燃料以1Nm3)為單位組成熱量平衡。

1kg燃料帶入爐內(nèi)的熱量及鍋爐有效利用熱量和損失熱量之間的關(guān)系。1、熱平衡概念鍋爐原理2/5/202367江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部2、鍋爐熱平衡方程式q1=Q1/Qr×100式中輸入熱量Q1有效利用熱Q2排煙損失Q3化學(xué)不完全燃燒熱損失Q4機(jī)械不完全燃燒熱損失Q5散熱損失Q6其他熱損失鍋爐原理2/5/202368江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部1、鍋爐輸入熱量Qr對(duì)于燃煤鍋爐:若燃料和空氣沒(méi)有利用外界熱量進(jìn)行預(yù)熱且燃煤水分滿(mǎn)足則—燃料的物理顯熱；—外來(lái)熱源加熱空氣時(shí)帶入的熱量；—霧化燃油所用蒸汽帶入的熱量3-2鍋爐輸入熱量和有效利用熱量鍋爐原理2/5/202369江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部2、鍋爐有效利用熱Q1

式中：Q工質(zhì)總吸熱量，kJ/sB燃料消耗量，kg/s

Dgr、Dzr、DPw

過(guò)熱蒸汽量、再熱蒸汽量和排污量，kg/s、、hgs

過(guò)熱蒸汽焓、飽和蒸汽焓和給水焓，kJ/kg、再熱蒸汽出口和進(jìn)口焓，kJ/kg空氣在空氣預(yù)熱器中吸收的熱量又返回爐膛，屬鍋爐內(nèi)部熱量循環(huán)，鍋爐熱平衡中不予考慮.鍋爐原理2/5/202370江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部機(jī)械不完全燃燒熱損失化學(xué)(氣體)不完全燃燒熱損失排煙熱損失散熱熱損失其它熱損失3-3鍋爐的各項(xiàng)熱損失鍋爐原理2/5/202371江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部

排煙熱損失q2計(jì)算式中--排煙焓,取決于與，kJ/kg--進(jìn)入鍋爐的冷空氣焓,

kJ/kg

--排煙處過(guò)?？諝庀禂?shù)

由q2、受熱面低溫腐蝕及金屬耗量綜合確定。電站鍋爐約在110～160℃之間。取決于及煙道漏風(fēng)Δα，后者同時(shí)影響

對(duì)大中型鍋爐q2約為4～8%排煙熱損失：是指由排煙所帶走的熱量損失，煙氣離開(kāi)鍋爐排入大氣時(shí)，其溫度比進(jìn)入鍋爐的空氣溫度高很多。

排煙熱損失q2鍋爐原理2/5/202372江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部影響因素：影響排煙熱損失的主要因素是排煙溫度和排煙容積1．排煙溫度排煙溫度越高，排煙熱損失越大。排煙溫度每提高12~15℃，q2將提高1%。排煙溫度過(guò)低經(jīng)濟(jì)上不合理，甚至技術(shù)上不允許。（1）煙氣與工質(zhì)的傳熱溫差小，換熱所需金屬受熱面就大大增加。（2）為了避免尾部受熱面的腐蝕，排煙溫度也不宜過(guò)低。因此必須根據(jù)燃料與金屬耗量進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來(lái)合理確定排煙溫度。供熱鍋爐的排煙溫度在150~200℃范圍內(nèi)。排煙熱損失q2鍋爐原理2/5/202373江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部2、排煙容積影響排煙容積大小的因素有：爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)，煙道各處漏風(fēng)量及燃料所含水分。鍋爐最佳過(guò)量空氣系數(shù)的確定使q2、q3、q4三項(xiàng)熱損失的總和最小，所對(duì)應(yīng)的爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)排煙熱損失q2鍋爐原理2/5/202374江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部形成：

q3是由于部分CO、H2、CH4等可燃?xì)怏w未燃燒放熱就隨煙氣排出所造成的。影響因素

1．爐子結(jié)構(gòu)的影響爐膛高度不夠或爐膛體積太小。當(dāng)爐內(nèi)水冷壁布置過(guò)多時(shí)，會(huì)使?fàn)t膛溫度過(guò)低。2．燃料特性的影響揮發(fā)份高的燃料，在其它條件相同時(shí)，q3相對(duì)要大一些。

3．燃燒方式的影響爐膛過(guò)量空氣系數(shù)（過(guò)小或過(guò)大）；配風(fēng)爐內(nèi)氣流的混合與擾動(dòng)等。氣體不完全燃燒熱損失q3鍋爐原理2/5/202375江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部機(jī)械(固體)不完全燃燒熱損失q4鍋爐主要熱損之一，取失決于燃料種類(lèi)、燃燒方式、爐膛型式與結(jié)構(gòu)、燃燒器設(shè)計(jì)與布置、鍋爐運(yùn)行工況

Vdaf小；（Mar、Aar）大，q4大；

R90大，q4大；過(guò)大或過(guò)小，q4大煤粉在爐膛停留時(shí)間τ過(guò)小，q4大機(jī)械不完全燃燒熱損失q4設(shè)計(jì)時(shí),q4、按推薦數(shù)據(jù)選取（表）對(duì)固態(tài)排渣煤粉爐取q4=0.5～5%不完全燃燒熱損失包括q4、q3

鍋爐原理2/5/202376江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部形成：灰渣損失：未參與燃燒或未燃盡的碳粒與灰渣一同落入灰斗所造成的損失。漏煤損失：部分燃料經(jīng)爐排落入灰坑造成的損失。對(duì)于煤粉爐，則飛灰損失：未燃盡的碳粒隨煙氣帶走所造成的損失。機(jī)械不完全燃燒熱損失q4鍋爐原理2/5/202377江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部1、燃料特性對(duì)q4的影響灰分含量高和灰分熔點(diǎn)低的煤，固態(tài)可燃物被灰包裹，難以燃盡，灰渣損失大。層燃時(shí)燃用揮發(fā)物低而焦結(jié)性強(qiáng)的煤：燃燒過(guò)程主要集中在爐排上，燃燒層溫度高，較易形成熔渣，阻礙通風(fēng)，增加灰渣損失。層燃時(shí)燃用水分低，焦結(jié)性弱而細(xì)末又多的煤時(shí)：特別是在提高燃燒強(qiáng)度而增強(qiáng)通風(fēng)的情況下，飛灰損失就增加。機(jī)械不完全燃燒熱損失q4鍋爐原理2/5/202378江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部2．燃燒方式對(duì)q4的影響：煤粉爐沒(méi)有漏煤損失，但飛灰損失比層燃爐大沸騰爐在燃用石煤或煤矸石時(shí)，飛灰損失大3．爐子結(jié)構(gòu)對(duì)q4的影響煤粉爐爐膛的高低燃燒器布置的位置機(jī)械不完全燃燒熱損失q44．鍋爐運(yùn)行工況對(duì)q4的影響負(fù)荷增加，爐膛的氣流速度增加，q4加大。煤粉細(xì)度及配風(fēng)。過(guò)量空氣系數(shù):如太低，q4會(huì)增加。

鍋爐原理2/5/202379江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部額定容量下鍋爐的散熱損失外表溫度高于環(huán)境溫度通過(guò)對(duì)流與輻射散失熱量造成的損失?？筛鶕?jù)鍋爐尾部受熱面的布置查圖確定

--鍋爐額定容量、運(yùn)行容量下的散熱損失--鍋爐額定容量、運(yùn)行容量q5與鍋爐運(yùn)行負(fù)荷近似成反比變化6/7散熱損失q5鍋爐原理2/5/202380江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部保溫系數(shù)保溫系數(shù)：表示煙氣在煙道中的放熱量有多少被煙道中的受熱面所吸收。煙氣在煙道中的放熱量×保溫系數(shù)＝煙道受熱面的吸熱量。散熱損失q5鍋爐原理2/5/202381江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部灰渣物理熱損失

固態(tài)排渣煤粉鍋爐只在高灰分煤時(shí)才考慮其它一些散熱損失等其它熱損失q6鍋爐原理2/5/202382江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部3-4鍋爐效率

熱效率正平衡反平衡鍋爐原理2/5/202383江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部鍋爐正平衡只能求得鍋爐的熱效率，不能據(jù)此研究和分析影響鍋爐熱效率的種種因素，以尋求提高熱效率的途徑。反平衡則是依據(jù)對(duì)各種熱損失的測(cè)定來(lái)計(jì)算其鍋爐熱效率。對(duì)小型鍋爐而言，一般以正平衡為主，反平衡為輔。對(duì)于大型鍋爐，由于不易準(zhǔn)確測(cè)定燃料消耗量，其鍋爐熱平衡主要靠反平衡求得。正反平衡熱效率比較鍋爐原理2/5/202384江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部第四章燃料燃燒及燃燒設(shè)備鍋爐原理2/5/202385江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部§4-1煤的著火、燃燒特性及其影響§4-2煤粉氣流的著火和燃燒§4-3煤粉鍋爐的燃燒設(shè)備§4-4直流燃燒器§4-5旋流燃燒器§4-6煤粉爐的點(diǎn)火裝置主要內(nèi)容

鍋爐原理2/5/202386江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部一、煤的常規(guī)特性及其影響通常把煤的揮發(fā)分、水分、灰分、發(fā)熱量、灰熔點(diǎn)以及焦炭特性等稱(chēng)為煤的常規(guī)特性。這些特性表征了煤的基本性質(zhì)，可以作為分析煤的著火，燃燒特性的依據(jù)。4-1煤的著火、燃燒特性及其影響鍋爐原理2/5/202387江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部二、煤的燃燒特性及其影響煤的著火溫度：不是一個(gè)物理常數(shù)。決定于燃燒過(guò)程中的熱力條件，即加熱（發(fā)熱）條件和散熱條件。反應(yīng)能力越強(qiáng)（即揮發(fā)分高、焦碳活化能?。┑拿?，著火溫度越低，就越容易著火。無(wú)煙煤的著火溫度較高。煤的結(jié)渣性能指標(biāo)：

ST＞1350℃時(shí)，結(jié)渣可能性小ST﹤1350℃時(shí)，有可能結(jié)渣

煤灰成分的結(jié)渣指標(biāo)：堿酸比等鍋爐原理2/5/202388江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部一、煤粉燃燒的特點(diǎn)燃燒過(guò)程的四個(gè)階段：預(yù)熱干燥階段揮發(fā)分析出階段燃燒階段燃盡階段四個(gè)階段往往是交錯(cuò)進(jìn)行的。也可歸納為三大階段：著火準(zhǔn)備階段燃燒階段燃盡階段

煤粉粒子在煤粉爐內(nèi)的加熱速度可達(dá)到104℃/s4-2煤粉氣流的著火和燃燒鍋爐原理2/5/202389江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部對(duì)應(yīng)于煤粉燃燒的三個(gè)階段，可以在爐膛中劃分出三個(gè)區(qū)，即著火區(qū)、燃燒區(qū)與燃盡區(qū)。由于燃燒的三個(gè)階段不是截然分開(kāi)的，對(duì)應(yīng)的三個(gè)區(qū)也沒(méi)有明確的分界線。大致可以認(rèn)為：燃燒器出口附近是著火區(qū)，爐膛中部及噴燃器同一水平的區(qū)域以及稍高的區(qū)域是燃燒區(qū)，高于燃燒區(qū)直至爐膛出口的區(qū)域都是燃盡區(qū)。其中著火區(qū)很短，燃燒區(qū)也不長(zhǎng)，而燃盡區(qū)卻較長(zhǎng)。鍋爐原理2/5/202390江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部二、燃燒速度及其影響因素煤粉的燃燒屬于固體與氣體之間進(jìn)行的多相燃燒，包括如下幾個(gè)過(guò)程：（1）參加燃燒的氧氣從周?chē)h(huán)境擴(kuò)散到燃料表面；（2）氧氣被燃料表面吸附；（3）在燃料表面進(jìn)行燃燒化學(xué)反應(yīng)；（4）燃燒產(chǎn)物由燃料表面解吸附；（5）燃燒產(chǎn)物離開(kāi)燃料表面，擴(kuò)散到周?chē)h(huán)境。研究表面2、4是比較快的，燃燒速度主要決定于1、3兩個(gè)過(guò)程中較慢的一個(gè)。鍋爐原理2/5/202391江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部三、影響煤粉氣流著火與燃燒的主要因素煤粉氣流著火所需吸熱量的70%~90%來(lái)源于卷吸高溫?zé)煔鈺r(shí)的對(duì)流換熱，10%~30%來(lái)源于爐膛四壁及高溫火焰的輻射。煤粉獲得了足夠的熱量并達(dá)到著火溫度后就開(kāi)始著火燃燒。

燃燒的三要素必須有可燃物質(zhì)—燃料具有能使可燃物著火燃燒的溫度與氧氣結(jié)合鍋爐原理2/5/202392江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部四、著火熱將煤粉氣流加熱到著火溫度所需要的熱量稱(chēng)為著火熱，用Qzh表示。它主要用于加熱煤粉和空氣以及使煤粉中水分蒸發(fā)和過(guò)熱。因此，著火熱隨燃料性質(zhì)（著火溫度、燃料水分、灰分）和運(yùn)行工況（煤粉氣流的初溫、一次風(fēng)量）的變化而變化。鍋爐原理2/5/202393江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部影響因素（1）煤的揮發(fā)分與灰分；（2）煤粉細(xì)度、均勻性系數(shù)；（3）爐膛溫度；（4）空氣量；（5）一次風(fēng)與二次風(fēng)的配合；（6）燃燒時(shí)間。鍋爐原理2/5/202394江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部五、燃燒良好的條件燃燒良好：即在保證爐內(nèi)不結(jié)渣的前下，燃燒速度快，而且燃燒完全，得到最高的燃燒效率。其原則性條件是：適量的空氣供應(yīng)

相當(dāng)高的爐膛溫度

足夠的燃燒時(shí)間（合適的爐膛容積）空氣和煤粉的良好擾動(dòng)和混合鍋爐原理2/5/202395江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部燃燒設(shè)備由爐膛（或燃燒室）、燃燒器和點(diǎn)火裝置組成。

爐膛：應(yīng)有合理的形狀和足夠的空間尺寸，并與燃燒器共同組織好爐內(nèi)的空氣動(dòng)力場(chǎng)，保證火焰煙氣流在爐膛的充滿(mǎn)度，火焰不貼墻、不沖墻。

燃燒器：旋流燃燒器、直流燃燒器。點(diǎn)火裝置：在鍋爐啟動(dòng)時(shí)點(diǎn)燃主燃燒器的煤粉氣流。4-3煤粉鍋爐的燃燒設(shè)備鍋爐原理2/5/202396江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部一、煤粉爐爐膛作用：既是燃燒空間，又是鍋爐的換熱部件。要求：(1)固態(tài)排渣爐需在爐膛四周布置足夠的受熱面，使?fàn)t膛出口處煙溫低于灰熔點(diǎn)，以保證爐膛出口處受熱面不結(jié)渣；2)爐膛應(yīng)有一定的容積與良好的空氣動(dòng)力特性參數(shù)：爐膛容積熱負(fù)荷、爐膛斷面熱負(fù)荷二、煤粉爐的結(jié)渣在煤粉爐的爐膛中，熔融的灰粒粘結(jié)并積聚在受熱面或爐墻上的現(xiàn)象，叫做結(jié)渣。在水冷壁、防渣管和過(guò)熱器管等處都可能發(fā)生結(jié)渣。鍋爐原理2/5/202397江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部影響鍋爐結(jié)渣的因素(1)灰熔點(diǎn)低。

(2)鍋爐設(shè)計(jì)，安裝或檢修不良。

(3)運(yùn)行調(diào)節(jié)不當(dāng)。鍋爐原理2/5/202398江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部直流燃燒器布置在爐膛四角，每個(gè)燃燒器的出口氣流是不旋轉(zhuǎn)的直流射流，但四角布置的直流燃燒器的出口氣流軸線同切于爐膛中心的借想切圓，造成氣流在爐膛內(nèi)的強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)，使得爐內(nèi)都是強(qiáng)烈螺旋運(yùn)動(dòng)上升的氣流，而中心是速度很低的微風(fēng)區(qū)。4-4直流燃燒器鍋爐原理2/5/202399江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部一、紊流自由射流的動(dòng)力特性鍋爐原理2/5/2023100江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部二、直流燃燒器的結(jié)構(gòu)鍋爐原理2/5/2023101江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部三、四角布置切圓燃燒的主要特點(diǎn)煤粉氣流著火所需要的熱量，除依靠射流兩側(cè)卷吸高溫?zé)煔夂徒邮軤t膛火焰及爐墻的熱輻射外，還依靠四角布置中來(lái)自正在劇烈燃燒的上游鄰角橫掃過(guò)來(lái)高溫?zé)煔獾幕旌虾图訜嶙饔茫ㄏ嗷c(diǎn)燃作用），大大加強(qiáng)了湍流熱交換。因此著火條件較為優(yōu)越，著火穩(wěn)定性好。四股射流一起強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)，加速著火后燃料的燃盡。便于射流分段送風(fēng)，組織分段燃燒，抑制NOx的產(chǎn)生。鍋爐原理2/5/2023102江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部四、直流燃燒器的著火方案一次風(fēng)卷吸高溫?zé)煔夂徒邮軤t膛火焰及爐墻的熱輻射，溫度不斷升高至著火點(diǎn)，開(kāi)始著火燃燒（離噴口200~300mm）。著火是從外邊界開(kāi)始的。二次風(fēng)補(bǔ)充一次風(fēng)中煤粉燃燒所需的氧氣（離噴口500~800mm），并加強(qiáng)射流擾動(dòng)和混合，使燃燒過(guò)程得以穩(wěn)定和強(qiáng)化。過(guò)早混入二次風(fēng)會(huì)造成拖延著火和局部熄火。過(guò)遲混入不利于煤粉后期燃燒。鍋爐原理2/5/2023103江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部五、直流燃燒器的配風(fēng)方式1、均等配風(fēng)方式2、分級(jí)配風(fēng)方式

鍋爐原理2/5/2023104江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部鍋爐原理2/5/2023105江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部鍋爐原理2/5/2023106江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部六、燃用劣質(zhì)煤的有效措施劣質(zhì)煤是指揮發(fā)分含量低，或者多灰、多水以及發(fā)熱量低的煤。劣質(zhì)煤的著火、燃燒和燃盡大都比較困難，而且燃用劣質(zhì)煤會(huì)給鍋爐帶來(lái)許多不利的影響，如結(jié)渣和低溫受熱面的積灰、腐蝕和飛灰磨損等。要使劣質(zhì)煤完全燃燒，主要從強(qiáng)化燃料的著火、燃燒和燃盡方面著手：（1）要有性能良好的燃燒器（2）利用熱風(fēng)送粉和較高的預(yù)熱空氣溫度（3）提高燃燒器區(qū)域的溫度（4）采用較低的一次風(fēng)率和一次風(fēng)速（5）采用較細(xì)的煤粉細(xì)度（6）鍋爐運(yùn)行的負(fù)荷不能太低鍋爐原理2/5/2023107江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部一、旋流燃燒器的射流特性：旋流煤粉燃燒器噴出的氣流在爐膛中旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散，由于爐膛是充滿(mǎn)高溫?zé)煔獾挠邢蘅臻g，射流速度又較高，近似為紊流旋轉(zhuǎn)射流。與直流射流相比，主要特點(diǎn)：

（1）具有中心回流區(qū)；（2）軸向速度衰減快、射程短；（3）旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度。4-5旋流燃燒器鍋爐原理2/5/2023108江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部鍋爐原理2/5/2023109江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部二、旋流燃燒器的結(jié)構(gòu)旋流裝置：蝸殼、切向葉片、軸向葉片直流蝸殼式雙蝸殼式軸向可動(dòng)葉輪式鍋爐原理2/5/2023110江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部三、燃燒器的布置

及爐內(nèi)空氣動(dòng)力特性鍋爐原理2/5/2023111江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部主要是在鍋爐啟動(dòng)時(shí)，點(diǎn)燃主燃燒器的煤粉氣流，及穩(wěn)定燃燒或作為輔助燃燒設(shè)備。1、帶煤粉預(yù)燃室的點(diǎn)火裝置2、采用過(guò)渡燃料的點(diǎn)火裝置（氣-油-煤三級(jí)系統(tǒng)和油-煤兩級(jí)系統(tǒng)）點(diǎn)火器（1）電火花點(diǎn)火器；（2）電弧點(diǎn)火裝置；（3）電氣引燃的高能點(diǎn)火裝置油槍4-6煤粉爐的點(diǎn)火裝置鍋爐原理2/5/2023112江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部鍋爐原理2/5/2023113江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部第五章煤粉性質(zhì)及制粉系統(tǒng)鍋爐原理2/5/2023114江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部§5-1煤粉性質(zhì)及磨煤特性§5-2磨煤設(shè)備及其特性

§5-3煤粉制備系統(tǒng)主要內(nèi)容

鍋爐原理2/5/2023115江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部1、煤粉的一般性質(zhì)2、煤粉細(xì)度Rx3、煤粉均勻性系數(shù)n4、煤的可磨性系數(shù)5-1煤粉性質(zhì)及磨煤特性鍋爐原理2/5/2023116江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部

形狀不規(guī)則:d<500μｍ20～30μｍ多。

良好的流動(dòng)性:表面積大，表面吸附大量的空氣,輸送方便。

自燃和爆炸性：吸附了大量空氣，緩慢氧化，溫升，達(dá)著火溫度自燃。適當(dāng)?shù)臈l件下引起爆炸。

爆炸三個(gè)必要條件：可燃物濃度，氧，點(diǎn)火能量。水分的影響：

煤粉水分影響流動(dòng)性與爆炸性。水分高：流動(dòng)性差，易堵，粉倉(cāng)搭橋。影響著火與燃燒。水分低：自燃與爆炸。干燥耗能增加。

煤粉的一般性質(zhì)

一、煤粉的一般性質(zhì)鍋爐原理2/5/2023117江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部二、煤粉細(xì)度Rx

煤粉的細(xì)度Rx（Dx）

用具有標(biāo)準(zhǔn)篩孔尺寸的篩子進(jìn)行篩分測(cè)定。如篩孔邊長(zhǎng)為xμm，煤粉過(guò)篩后，漏下去的煤粉質(zhì)量為b，留在篩子上的煤粉質(zhì)量為a，則煤粉細(xì)度可用篩子上的剩余率或通過(guò)率表示

Rx越小，則煤粉越細(xì)

煤粉經(jīng)濟(jì)細(xì)度

熱損失q4、制粉電耗qdh、磨煤設(shè)備金屬部件磨損qms之和為最小時(shí)的煤粉細(xì)度其中n是表示煤粉顆粒分布的均勻性系數(shù)鍋爐原理2/5/2023118江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部三、煤粉均勻性系數(shù)nR200<R90，

n為正值；當(dāng)R90一定時(shí)，n值越大，則R200越小，說(shuō)明煤粉中過(guò)粗的煤粉較少；當(dāng)R200一定時(shí)，n值越大，則R90越大，說(shuō)明煤粉中過(guò)細(xì)的煤粉較少。n值越大，煤粉中過(guò)粗和過(guò)細(xì)的煤粉均較少，即煤粉粒度分布較均勻。n取決于磨煤機(jī)和粗粉分離器的型式，一般取n=0.8～1.2。鍋爐原理2/5/2023119江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部

哈氏可磨性指數(shù)HGIHGI<62為難磨煤；HGI>86為易磨煤煤的可磨性系數(shù)表示煤磨成一定細(xì)度的煤粉的難易程度。

與HGI之間關(guān)系

全蘇熱工研究所（BTH）

在風(fēng)干狀態(tài)下將質(zhì)量相等的標(biāo)準(zhǔn)煤和試驗(yàn)煤由相同的粒度磨制成相同的細(xì)度時(shí)，消耗的能量之比

<1.2為難磨煤

>1.5為易磨煤四、煤的可磨性系數(shù)

鍋爐原理2/5/2023120江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部1、磨煤原理與磨煤機(jī)分類(lèi)2、單進(jìn)單出鋼球磨(低速磨)3、雙進(jìn)雙出鋼球磨(低速磨)4、鋼球磨筒體最佳轉(zhuǎn)速nzj5、鋼球磨最佳通風(fēng)量6、鋼球磨出力7、鋼球磨特性8、中速磨煤機(jī)9、高速磨煤機(jī)(風(fēng)扇磨)5-2磨煤設(shè)備及其特性鍋爐原理2/5/2023121江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部

磨煤機(jī)的作用：干燥、磨煤磨煤原理：撞擊、擠壓、研磨分類(lèi)：低速磨煤機(jī)：16－25rpm－如筒式鋼球磨煤機(jī)中速磨：50－300rpm－如平盤(pán)磨煤機(jī)，碗式RP磨煤機(jī)，MPS磨煤機(jī)高速磨煤機(jī)：500－1500rpm－如風(fēng)扇磨煤機(jī)一、磨煤原理鍋爐原理2/5/2023122江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部單進(jìn)單出鋼球磨(低速磨)

普通筒式鋼球磨的圓筒通過(guò)齒輪由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)低速轉(zhuǎn)動(dòng)，燃料和干燥劑（熱空氣）從一端進(jìn)入圓筒，在圓筒內(nèi)煤被干燥、打碎并研磨成粉，隨后被干燥劑從另一端帶出。低速磨主要有普通筒式鋼球磨、雙進(jìn)雙出筒式鋼球磨二、磨煤機(jī)分類(lèi)

鍋爐原理2/5/2023123江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部雙進(jìn)雙出鋼球磨(低速磨)筒兩端的空心軸內(nèi)有一空心圓管。圓管外裝有螺旋輸送裝置。兩端的空心軸既是熱風(fēng)和原煤的進(jìn)口，又是煤粉氣流混合物的出口。兩個(gè)相互對(duì)稱(chēng)又彼此獨(dú)立的磨煤回路的兩個(gè)回路；可以單獨(dú)使用一個(gè)，這時(shí)可使磨煤出力降至50％以下。鍋爐原理2/5/2023124江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部雙進(jìn)雙出鋼球磨(低速磨)鍋爐原理2/5/2023125江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部雙進(jìn)雙出鋼球磨(低速磨)鍋爐原理2/5/2023126江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部

n過(guò)小，形成一個(gè)斜面，沿斜面滑落鋼球磨筒體最佳轉(zhuǎn)速nzj

n處于上述兩者之間，鋼球被帶到一定高度，沿拋物線落下，鋼球?qū)ν驳椎拿喊l(fā)生強(qiáng)烈撞擊作用，研磨磨煤作用最大時(shí)的轉(zhuǎn)速稱(chēng)為最佳工作轉(zhuǎn)速nzj經(jīng)驗(yàn)表明：

nzj

=（0.75-0.78）nlj

n影響磨煤出力和電耗

n過(guò)大，離心力很大，球與煤隨筒壁一同旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生這種狀態(tài)的最低轉(zhuǎn)速稱(chēng)為臨界轉(zhuǎn)速nlj

沒(méi)有撞擊作用，磨煤效果差。鍋爐原理2/5/2023127江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部筒式鋼球磨煤機(jī)工作示意圖鍋爐原理2/5/2023128江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部鋼球磨最佳通風(fēng)量

Vtf

過(guò)小筒內(nèi)風(fēng)速過(guò)小，出口端鋼球能量沒(méi)有被充分利用，只能帶出的少量的細(xì)煤粉，磨煤出力下降，單位磨煤電耗大

Vtf

過(guò)大筒內(nèi)風(fēng)速過(guò)大，磨煤機(jī)出口煤粉過(guò)粗，粗粉分離器回粉量增大，通風(fēng)電耗增大

最佳通風(fēng)量磨煤和通風(fēng)電耗之和最小時(shí)的通風(fēng)量，的大小與煤的種類(lèi)、煤粉細(xì)度、筒體容積及鋼球充滿(mǎn)系數(shù)等有關(guān)。Vtf直接影響燃料沿筒體長(zhǎng)度的分布和磨煤出力鍋爐原理2/5/2023129江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部鋼球磨出力

磨煤出力Bm

在電耗一定并保證所需的煤粉細(xì)度的條件下，磨煤機(jī)在單位時(shí)間磨制的煤粉量。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)將煤由原有水分干燥到所要求的煤粉水分對(duì)應(yīng)的煤粉量。由磨煤機(jī)的干燥條件確定對(duì)高水分和較軟的煤，Bm>Bg，而對(duì)于干和硬的煤，則Bg

>Bm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)鍋爐原理2/5/2023130江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部鋼球磨特性磨煤的單位電耗Em

取決于磨煤出力Bm

和消耗的電網(wǎng)功率Ndw

筒體和鋼球的質(zhì)量比其中的燃料大許多倍，Ndw

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)

鋼球磨特性：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng)，出力大，運(yùn)行可靠；但初投資大，對(duì)鍋爐負(fù)荷適應(yīng)性差；單位電耗大，噪音大。鍋爐原理2/5/2023131江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部鋼球磨煤機(jī)優(yōu)點(diǎn)

適合磨制無(wú)煙煤；可磨制沖刷磨損指數(shù)Ke>3.5的煤；對(duì)雜質(zhì)不敏感；能磨制高水分煤；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障少

鍋爐原理2/5/2023132江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部雙進(jìn)雙出鋼球磨的特點(diǎn)

雙進(jìn)雙出鋼球磨可擴(kuò)大鋼球磨的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)響應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化的時(shí)間非常短，有利于低揮發(fā)分煤的穩(wěn)燃

其出力靠調(diào)整一次風(fēng)量控制。在低負(fù)荷下，煤粉濃度變化不大，且煤粉細(xì)度降低。

雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)設(shè)有微動(dòng)裝置

磨煤機(jī)在停機(jī)或維修操作時(shí)以額定轉(zhuǎn)速的1／100轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，可使筒內(nèi)存煤及時(shí)散熱防止自燃。故短時(shí)間停機(jī)時(shí)不必將筒內(nèi)的剩煤排空。

雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)應(yīng)用檢測(cè)制粉噪聲或進(jìn)出口差壓或煤位傳感器的方法來(lái)控制筒內(nèi)的存煤量。雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)保持了鋼球磨煤種適應(yīng)性廣等所有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)大大縮小了體積，降低了磨煤機(jī)的能耗，增強(qiáng)了適應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化的能力。鍋爐原理2/5/2023133江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部中速磨煤機(jī)原煤經(jīng)落煤管進(jìn)入兩組相對(duì)運(yùn)動(dòng)的碾磨件之間，在壓緊力的作用下被擠壓、研磨成粉，被甩至四周風(fēng)環(huán)處。中速磨分為：盤(pán)式中速磨（輥-盤(pán)式）、碗式中速磨(輥-碗式RP、HP型)、環(huán)式中速磨(輥-環(huán)式MPS型、球-環(huán)式E型)熱風(fēng)經(jīng)風(fēng)環(huán)進(jìn)入磨煤機(jī)，對(duì)煤粉進(jìn)行干燥并將煤粉帶入粗粉分離器進(jìn)行分離，不合格的煤粉返回磨煤機(jī)重磨，細(xì)粉則送出磨外。

布置緊湊，投資省，單耗小，適宜變負(fù)荷運(yùn)行；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不宜磨水分太大及太硬的煤種。鍋爐原理2/5/2023134江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部中速磨煤機(jī)鍋爐原理2/5/2023135江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部MPS磨煤機(jī)鍋爐原理2/5/2023136江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部鍋爐原理2/5/2023137江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部鍋爐原理2/5/2023138江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部鍋爐原理2/5/2023139江蘇常熟發(fā)電有限公司發(fā)電部中速磨煤機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)：

①主要優(yōu)點(diǎn)有： 結(jié)構(gòu)緊湊，金屬耗量少、占地面積小、初投資少；