鍋爐原理-第一章 概述

電廠鍋爐原理與設(shè)備第1章緒論1-1電廠鍋爐的作用及設(shè)備組成1-2電廠鍋爐設(shè)備的基本特征1-3鍋爐的分類和型號1-4鍋爐技術(shù)的發(fā)展（自修）

1-1電廠鍋爐的作用及設(shè)備組成電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的第一基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),不僅關(guān)系到國計民生，而且是其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)。發(fā)電形式：火力發(fā)電、水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、核能發(fā)電、太陽能發(fā)電等?；鹆Πl(fā)電是目前世界上最主要發(fā)電形式。火力發(fā)電：是指利用煤炭、石油、天然氣等燃料燃燒時產(chǎn)生的熱能來加熱水，使水變成高溫高壓水蒸氣，由水蒸氣推動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。鹽湖風(fēng)力發(fā)電站（亞洲最大的風(fēng)力發(fā)電站，新疆

）

大亞灣核電站（中國第一座大型商用核電站

）三峽水電站（世界上規(guī)模最大的水電站）總裝機(jī)容量2250萬千瓦，占全國年發(fā)電總量3%火力發(fā)電廠一、火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程1、系統(tǒng)組成及工作原理：1-鍋爐2-汽輪機(jī)3-發(fā)電機(jī)

4-凝汽器5-凝結(jié)水泵6-低壓加熱器7-除氧器8-給水泵9-高壓加熱器

2、火電廠能量轉(zhuǎn)換過程：（1）鍋爐：燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝臒崮埽唬?）汽輪機(jī)：蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)子的機(jī)械能；（3）發(fā)電機(jī)：轉(zhuǎn)子的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋；痣姀S三大主機(jī)：鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)；鍋爐的作用：使燃料在爐內(nèi)燃燒放熱，通過受熱面把給水加熱，生產(chǎn)高溫高壓的過熱蒸汽，提供給汽輪機(jī)。二、鍋爐機(jī)組及工作過程1、鍋爐機(jī)組構(gòu)成鍋爐機(jī)組是電廠三大主機(jī)中最復(fù)雜的部分。（1）鍋爐本體：包括鍋爐受熱面（水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器）和爐膛以及燃燒器、爐墻等。（2）輔助系統(tǒng)：煤粉制備系統(tǒng)：燃燒系統(tǒng)：燃料輸送與燃燒；煙風(fēng)系統(tǒng)：空氣輸送、煙氣排放、除塵脫硫排渣；汽水系統(tǒng)：

2、鍋爐機(jī)組的工作過程（1）煤粉制備系統(tǒng)工作過程煤倉→給煤機(jī)→磨煤機(jī)→煤粉；煤粉由空氣送入爐內(nèi)燃燒。

輻射受熱面：布置在爐膛內(nèi)部，接受爐膛輻射熱。（1）水冷壁：布置在爐膛四周；（2）頂棚過熱器：布置在爐膛上部；（3）屏式過熱器對流受熱面：布置在煙道內(nèi)，與煙氣間進(jìn)行對流換熱。（4）過熱器：布置在高溫?zé)煹纼?nèi)；（5）再熱器：布置在高溫?zé)煹纼?nèi)；（6）省煤器：布置在尾部低溫?zé)煹纼?nèi)（尾部換熱面）；（7）空氣預(yù)熱器：布置在尾部低溫?zé)煹纼?nèi)（尾部換熱面）。（2）鍋爐受熱面及作用（鍋爐本體）鍋爐受熱面作用：（1）空氣預(yù)熱器：預(yù)熱空氣；（2）省煤器：預(yù)熱鍋爐給水，把水加熱到飽和態(tài)；（3）水冷壁（蒸發(fā)受熱面）：把水加熱變成飽和蒸汽；（4）過熱器：把飽和蒸汽變成過熱蒸汽；（5）再熱器：把汽輪機(jī)抽汽再熱，提高汽輪機(jī)出口干度。（3）鍋爐汽水系統(tǒng)回水：低壓加熱→除氧器→高壓蒸汽加熱→鍋爐省煤器→鍋爐汽包→下降管→水冷壁→過熱器→主蒸汽管道→汽輪機(jī)。再熱器系統(tǒng)：

（4）煙風(fēng)系統(tǒng)

空氣：送風(fēng)機(jī)→空氣預(yù)熱器→爐膛；

煙氣：對流受熱面→尾部受熱面→除塵器→引風(fēng)機(jī)→煙囪。（5）除灰渣系統(tǒng)燃燒產(chǎn)生的較大灰粒（約占總灰量的5~10%），沉降在爐膛底部的冷灰斗中，并落入爐底排渣裝置；煙氣中攜帶的細(xì)灰粒（約占總灰量的90~95%）隨煙氣排放，經(jīng)除塵器將細(xì)灰從煙氣中分離出來；鍋爐運(yùn)行中沉積到受熱面上的細(xì)灰，由吹灰器清除。1-2電廠鍋爐設(shè)備的基本特征一、鍋爐容量與蒸汽參數(shù)

（1）鍋爐容量鍋爐容量即鍋爐蒸發(fā)量，它是反映鍋爐生產(chǎn)能力大小的基本特性數(shù)據(jù)，常用符號D表示，單位為t/h。也可以用配套發(fā)電機(jī)組的發(fā)電功率來表示，如300MW鍋爐。（GB/T753-2012）額定蒸發(fā)量（BRC）：是指在額定蒸汽參數(shù)、額定給水溫度、使用設(shè)計燃料，并保證熱效率時所規(guī)定的蒸發(fā)量。

Boilerratedcapacity最大連續(xù)蒸發(fā)量（BMCR）：是指在額定蒸汽參數(shù)、額定給水溫度、使用設(shè)計燃料時，能安全連續(xù)產(chǎn)生的最大蒸發(fā)量。

Boilermaximumcontinuousrating

鍋爐在最大連續(xù)蒸發(fā)量下運(yùn)行，熱效率會略有下降。

（2）蒸汽參數(shù)鍋爐蒸汽參數(shù)是說明鍋爐蒸汽特性的數(shù)據(jù)，一般指鍋爐過熱器出口處的蒸汽溫度和蒸汽壓力（表壓力），蒸汽溫度用符號t

表示，單位是℃；蒸汽壓力用符號p表示，單位是MPa。鍋爐設(shè)計時所規(guī)定的蒸汽壓力和溫度，稱為額定蒸汽壓力和額定蒸汽溫度。對于具有再熱器的鍋爐，蒸汽參數(shù)還應(yīng)包括再熱蒸汽壓力、再熱蒸汽溫度和再熱蒸汽流量。（3）鍋爐燃料

鍋爐燃料可以采用煤炭、石油、天然氣等。我國煤炭資源豐富，分布地域廣，所以煤炭為主要鍋爐燃料。我國一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化二、電站鍋爐的安全和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)1、安全性指標(biāo)2、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)（1）鍋爐熱效率：（2）鋼材使用率：

電站鍋爐基本特征：大容量：一般蒸發(fā)量400t/h以上；高參數(shù)：溫度t>500℃

，壓力p＞9.8MPa；熱效率高：90%以上；自動化程度高。1-3鍋爐的分類和型號一、鍋爐的分類1、按鍋爐容量分類小型鍋爐：De＜400t/h；中型鍋爐：De

=400~1000t/h；大型鍋爐：De

＞1000t/h。2、按蒸汽壓力分類（表壓）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（P=15.7-19.6ＭPa）、超臨界（P＞22.1ＭPa）。我國300MW火力發(fā)電機(jī)組的鍋爐絕大多數(shù)采用亞臨界參數(shù)，而600MW以上的機(jī)組則多采用超臨界參數(shù)。壓力級別參數(shù)鍋爐蒸發(fā)量

（t/h）發(fā)電功率（MW）蒸汽壓力（MPa）蒸汽溫度（℃）給水溫度（℃）中壓3.8450150-17235，65，1306,12,25高壓9.8540205-225220，41050，100超高壓13.7540/540220-250400，670125，200亞臨界16.7，18.3540/540250-2801025，2008300，600超臨界25545／545267-3021000,1900,2650300,600,800典型電廠鍋爐參數(shù)系列

3、按燃燒方式分類

按照燃料在鍋爐內(nèi)燃燒方式不同，可以分為：

層燃爐（火床爐）、室燃爐、旋風(fēng)爐、流化床鍋爐。（1）層燃爐：層燃爐有爐排，煤塊在固定或移動的爐排上燃燒，燃燒所需空氣由爐排的下方送入。一般用于小容量的工業(yè)鍋爐。（2）室燃爐：燃料隨空氣流進(jìn)入爐膛，在爐膛內(nèi)呈懸浮狀燃燒。如煤粉鍋爐，燃油爐和燃?xì)鉅t等。我國電站鍋爐大多數(shù)采用的都是煤粉燃燒方式。煤被磨成煤粉后，與空氣的接觸面增加，燃料適應(yīng)范圍較廣，而且燃燒完全，熱效率高達(dá)90%以上。煤粉燃燒熱惰性較小，燃燒調(diào)節(jié)方便，適應(yīng)負(fù)荷變化快。（3）流化床鍋爐：鍋爐底部為多孔的布風(fēng)板，空氣高速穿過孔板。布風(fēng)板上的燃料顆粒在空氣流速作用下，處于上下翻騰的燃燒狀態(tài)，所以流化床鍋爐也稱為沸騰鍋爐。流化床鍋爐燃料能夠與空氣很好混合，燃燒充分，可以用于劣質(zhì)燃料。循環(huán)流化床鍋爐：為減輕環(huán)境污染，流化床鍋爐通常把煙氣中的固體顆粒通過氣固分離器分離后，送回鍋爐繼續(xù)燃燒。煙氣顆粒再循環(huán)作用：減少環(huán)境污染；減少不完全燃燒損失；保持爐膛溫度。

4、按水的循環(huán)動力分類自然循環(huán)鍋爐、控制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐。（a）自然循環(huán)（b）控制循環(huán)（c）直流式循環(huán)倍率K=4~30循環(huán)倍率K=3~10循環(huán)倍率K=11-給水泵;2-省煤器;3-汽包;4-下降管;5-聯(lián)箱;6-蒸發(fā)管;7-過熱器;8-循環(huán)泵（a）自然循環(huán)1-給水泵2-省煤器3-汽包4-下降管5-聯(lián)箱6-蒸發(fā)管7-過熱器自然循環(huán)鍋爐：依靠下降管中的水與上升管中的汽水混合物之間的密度差所產(chǎn)生的壓力差進(jìn)行循環(huán)的鍋爐。工作過程：下降管4位于爐膛外不受熱，管內(nèi)工質(zhì)為水；蒸發(fā)管6受熱，管內(nèi)工質(zhì)為汽水混合物。在密度差作用下，推動工質(zhì)在封閉系統(tǒng)中循環(huán)流動。亞臨界壓力鍋爐主要采用自然循環(huán)方式。（b）控制循環(huán)1-給水泵2-省煤器3-汽包4-下降管5-聯(lián)箱6-蒸發(fā)管7-過熱器8-循環(huán)泵控制循環(huán)鍋爐：隨著鍋爐壓力提高，汽水密度差減小，循環(huán)動力減少。為提高運(yùn)行可靠性，需要設(shè)置循環(huán)泵。在下降管內(nèi)加裝循環(huán)泵，以增強(qiáng)工質(zhì)循環(huán)流動的推動力。控制循環(huán)采用循環(huán)泵為動力，可靠性提高，循環(huán)倍率K下降。（c）直流鍋爐

1-給水泵2-省煤器4-下降管5-聯(lián)箱6-蒸發(fā)管7-過熱器直流鍋爐：靠給水泵的壓頭，給水一次通過鍋爐各受熱面產(chǎn)生蒸汽的鍋爐。給水經(jīng)省煤器加熱后，進(jìn)入蒸發(fā)受熱面，全部一次性汽化為飽和蒸汽，飽和蒸汽在過熱器中加熱為過熱蒸汽，循環(huán)倍率K=1。直流鍋爐沒有汽包，因而省煤器、蒸發(fā)受熱面、過熱器之間沒有固定的分界點(diǎn)。二、鍋爐的型號鍋爐型號表明鍋爐的主要特性，我國電廠鍋爐型號一般用四組字碼表示，其表達(dá)形式如下：

△△—×××／×××—×××／×××—△×第一組符號：是制造廠家漢語拼音縮寫（

HG-哈爾濱鍋爐廠；SG-上海鍋爐廠；DG-東方鍋爐廠）；第二組數(shù)字：分子是鍋爐容量，單位t／h；分母數(shù)字為鍋爐出口過熱蒸汽壓力，單位MPa；第三組數(shù)字：分子分母分別表示過熱蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度，單位℃；最后一組：符號表示燃料代號，數(shù)字表示鍋爐設(shè)計序號。煤、油、氣代號分別是M、Y、Q，其他燃料代號T。例如：SG-1025/18.2–540/540-PM7SG：表示上海鍋爐廠制造；1025/18.2：鍋爐容量為1025t／h