電站鍋爐基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件

第一頁，共131頁。第一頁，共131頁。

第一章緒論第三章煤粉制備及其系統(tǒng)第五章煤粉爐與燃燒設(shè)備第七章鍋爐受熱面煙側(cè)運行問題

第九章汽包及蒸汽凈化

第二章鍋爐燃料及熱力輔助計算

第四章燃燒過程的基本理論

第六章鍋爐受熱面及其工作特點

第八章鍋爐水動力特性與傳熱第十二章鍋爐的主要

設(shè)計參數(shù)選擇第二頁，共131頁。第二頁，共131頁。

鍋爐的類型電站煤粉鍋爐機組的構(gòu)成

鍋爐機組的工作過程

鍋爐參數(shù)及技術(shù)、經(jīng)濟性指標

電廠鍋爐發(fā)展趨勢第三頁，共131頁。第三頁，共131頁。鍋爐的分類根據(jù)不同的標準，可有多種分類方法，如表所示：分類方式鍋爐類型簡要說明按出口工質(zhì)物態(tài)蒸汽鍋爐鍋爐出口工質(zhì)為蒸汽熱水鍋爐鍋爐出口工質(zhì)為熱水有機熱載體爐有機熱載體（導(dǎo)熱油）按工質(zhì)是否在受熱面管內(nèi)流動水管鍋爐鍋爐受熱面管內(nèi)流動的全部為工質(zhì)火管鍋爐鍋爐受熱面管內(nèi)流動的全部為煙氣水火管鍋爐鍋爐受熱面管內(nèi)流動的一部分為工質(zhì)、一部分為煙氣鍋爐工質(zhì)按用途電站鍋爐用于發(fā)電廠帶動汽輪機發(fā)電工業(yè)鍋爐用于工業(yè)生產(chǎn)生活鍋爐用于日常生活第四頁，共131頁。第四頁，共131頁。按出口工質(zhì)的壓力有壓鍋爐鍋爐中工質(zhì)帶有一定壓力常壓鍋爐鍋爐中工質(zhì)壓力與外界大氣壓力一致，通常指常壓熱水鍋爐按鍋爐所使用的燃料的種類燃煤鍋爐鍋爐中使用的燃料為煤燃油鍋爐鍋爐中使用的燃料為燃油燃氣鍋爐鍋爐中使用的燃料為燃氣其他燃料木材、垃圾按工質(zhì)循環(huán)方式自然循環(huán)鍋爐利用下降管與上升管之間的介質(zhì)密度差建立循環(huán)強制循環(huán)鍋爐利用水泵強制工質(zhì)按一定路徑循環(huán)按排渣方式固態(tài)排渣鍋爐燃料燃燒后生成的灰渣呈固態(tài)排除液態(tài)排渣鍋爐燃料燃燒后生成的灰渣呈液態(tài)從渣口流除第五頁，共131頁。第五頁，共131頁。鍋爐鍋爐本體輔助設(shè)備鍋爐機組1/2第六頁，共131頁。第六頁，共131頁。2/21-汽包；2-下降管；3-分隔屏；4-后屏；5-高溫過熱器；6-高溫再熱器；7-水冷壁；8-燃燒器；9-燃燒帶；10-空氣預(yù)熱器；11-省煤器進口集箱；12-省煤器；13-低溫再熱器；14-低溫過熱器；15-折焰角；16-排渣裝置第七頁，共131頁。第七頁，共131頁。

冷空氣煙氣煙氣煙氣煙囪

引風機

除塵器空氣預(yù)熱器

細微灰粒飛灰

（二次風）

灰渣溝

原煤排粉風機

（一次風）煙氣煙氣給煤機磨煤機燃燒器爐膛水平煙道尾部煙道

原煤風、粉風、粉

未燃煤粒灰渣

灰渣灰渣灰渣溝排渣裝置冷灰斗

未燃煤粒未燃煤粒1/2第八頁，共131頁。第八頁，共131頁。汽機主凝結(jié)水

水水汽水混合物

給水泵省煤器汽包汽水分離器①

化學(xué)補充水

汽水混合物下降管下聯(lián)箱水冷壁上聯(lián)箱導(dǎo)汽管

水水水汽水混合物汽水混合物①飽和蒸汽過熱蒸汽

過熱器汽輪機調(diào)節(jié)級2/2第九頁，共131頁。第九頁，共131頁。額定蒸發(fā)量在額定蒸汽參數(shù)，額定給水溫度和使用設(shè)計燃料，保證熱效率時所規(guī)定的蒸發(fā)量，單位為t/h（或kg/s）1/5

最大連續(xù)蒸發(fā)量（大型鍋爐）在額定蒸汽參數(shù)，額定給水溫度和使用設(shè)計燃料，長期連續(xù)運行所能達到的最大蒸發(fā)量，單位為t/h（或kg/s）

蒸汽鍋爐額定蒸汽參數(shù)在規(guī)定負荷范圍內(nèi)長期連續(xù)運行應(yīng)能保證的出口蒸汽參數(shù)，

額定蒸汽壓力（對應(yīng)規(guī)定的給水壓力），單位是Mpa；

額定蒸汽溫度（對應(yīng)額定蒸汽壓力和額定給水溫度），單位是0C。第十頁，共131頁。第十頁，共131頁。

參數(shù)

容量

(t.h-1)

發(fā)電功率

MW

蒸汽壓力

Mpa蒸汽溫度℃給水溫度℃9.8540205～225220；41050；10013.7540/540*555/555*220～250420；670125；20016.7541/541*555/555*250～2801025；100030017.3；18.1；18.3541/541*

260～2901025；2008

300；60024.2；25.3；26.4541/566*545/545*270～2901900；16506002/5第十一頁，共131頁。第十一頁，共131頁。3/5

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—

鍋爐在單位時間內(nèi)所消耗燃料的輸入熱量,kJ/kg；

—

鍋爐機組自身所需的熱量，kJ/kg；

—

鍋爐機組自身電耗對應(yīng)的熱量，kJ/kg；、—

鍋爐化學(xué)、機械未完全燃燒熱損失，%第十二頁，共131頁。第十二頁，共131頁。

鍋爐連續(xù)運行小時數(shù)（>5000）鍋爐在兩次檢修之間的運行小時數(shù)4/5

鍋爐可用率（約90%）（總運行小時數(shù)+總備用小時數(shù)）/統(tǒng)計期間總小時數(shù)（一年）

鍋爐的事故率（約1%）鍋爐總事故停爐小時數(shù)/（總運行小時數(shù)+事故停爐小時數(shù)）第十三頁，共131頁。第十三頁，共131頁。

煤的常規(guī)特性煤的常規(guī)特性對鍋爐工作的影響

煤的分類

燃料的燃燒計算

煙氣分析

鍋爐熱平衡第十四頁，共131頁。第十四頁，共131頁。

煤的發(fā)熱量（kJ/kg)單位質(zhì)量的煤完全燃燒時所釋放的熱量

低位發(fā)熱量（Qnet）

煙氣中的水蒸汽在鍋爐中一般不會凝結(jié)，形成水蒸汽所吸收的汽化潛熱無法被利用，使煤的發(fā)熱量降低，降低后的發(fā)熱量稱為低位發(fā)熱量。低位發(fā)熱量（燃料在鍋爐中的實際發(fā)熱量）小于高位發(fā)熱量

高位發(fā)熱量(Qgr)

煤的理論發(fā)熱量，由實驗測得的彈筒發(fā)熱量（Qb）減去校正值確定（式2-10）4/8第十五頁，共131頁。第十五頁，共131頁。

標準煤收到基低位發(fā)熱量為29270kJ/kg的燃料為標準煤標準煤耗量

式中、——分別為標準煤耗量與實際煤耗量

折算成分相對于每4182kJ/kg收到基低位發(fā)熱量的煤中所含的收到基水分、灰分和硫分，稱為折算水分、折算灰分和折算硫分

7/8第十六頁，共131頁。第十六頁，共131頁。

灰分特性影響因素煤灰的化學(xué)組成

煤灰中酸性氧化物使灰熔點提高；堿性氧化物使灰熔點降低煤灰周圍高溫介質(zhì)的性質(zhì)

氧化性介質(zhì)中，灰熔點較高；還原性介質(zhì)中，灰熔點較低

煤的灰分特性用灰熔點表示，煤灰的角錐法確定灰的變形溫度DT（原t1）灰的軟化溫度ST（原t2）灰的流動溫度FT（原t3）

8/8第十七頁，共131頁。第十七頁，共131頁。

揮發(fā)分VV的含量代表了煤的地質(zhì)年齡，地質(zhì)年齡越短，煤的碳化程度越淺,V含量越多。

V含量越多（C含量越少），V中含O量亦多，其中的可燃成分相應(yīng)減少，這時，V的熱值低

V含量越多，煤的著火溫度低，易著火燃燒

V多，V揮發(fā)使煤的孔隙多，反應(yīng)表面積大，反應(yīng)速度加快

V多，煤中難燃的固定碳含量便少，煤易于燃盡

V多，V著火燃燒造成高溫，有利于碳的著火、燃燒1/3第十八頁，共131頁。第十八頁，共131頁。

水分M、灰分A

M、A高，煤中可燃成分相對減少，煤的熱值低

M、A高，M蒸發(fā)、A熔融均要吸熱，爐膛溫度降低

M、A高，增加著火熱或包裹碳粒，使煤著火、燃燒與燃盡困難；

M、A高，q2、q3、q4、q6

增加，效率下降

M、A高，過熱器易超溫

M、A高，受熱面腐蝕、堵灰、結(jié)渣及磨損加重

M、A高，煤粉制備困難或增加能耗

2/3第十九頁，共131頁。第十九頁，共131頁。

灰熔點（ST）灰分在熔融狀態(tài)下粘結(jié)在鍋爐受熱面上造成結(jié)渣，危及鍋爐運行的安全性和經(jīng)濟性。對于固態(tài)排渣爐，ST<1350℃

可能結(jié)渣

含碳量CC高，熱值高；但不易著火、燃燒

硫分S

可燃硫的熱值低，含量少，對煤的著火、燃燒無明顯影響易造成受熱面的堵灰；高、低溫腐蝕形成酸雨，污染環(huán)境燃料中的硫化鐵加劇磨煤部件的磨損3/3第二十頁，共131頁。第二十頁，共131頁。大類別小類別分類指標揮發(fā)份Vdaf(%)灰分

(%)水分

(%)硫分

(%)發(fā)熱量Qar,net(MJ/kg)灰融特性ST(0C)無煙煤超低揮發(fā)份煤>6.5～10

>21.0

貧煤低揮發(fā)份煤>10～19

>18.5

煙煤中揮發(fā)份煤高揮發(fā)份煤>19～27>27～40

>16.5>15.5

褐煤超高揮發(fā)份煤>40

>11.5

2/5第二十一頁，共131頁。第二十一頁，共131頁。大類別小類別分類指標揮發(fā)份Vdaf(%)灰分

(%)水分

(%)硫分

(%)發(fā)熱量Qar,net(MJ/kg)灰融特性ST(0C)低質(zhì)煤低發(fā)熱量煤超高灰分煤超高水分煤高硫煤易結(jié)渣煤≤10>10～19>19～27>27～40>40

>40≤40>46>40>12>3>12.5<21.0<18.5<16.5<15.5<11.5<13503/5第二十二頁，共131頁。第二十二頁，共131頁。4/5

無煙煤

碳化程度高，含碳量很高，達95%，雜質(zhì)很少，發(fā)熱量很高,約為25000～32500kJ/kg；

揮發(fā)份很少，小于10%，Vdaf析出的溫度較高（可達400℃），著火和燃盡均較困難,儲存時不易自燃

褐煤

碳化程度低，含碳量低，約為40～50%，水分及灰分很高，發(fā)熱量低,約10000～21000kJ/kg；揮發(fā)分含量高，約40～50%，甚至60%，揮發(fā)分的析出溫度低（＜200℃），著火及燃燒均較容易第二十三頁，共131頁。第二十三頁，共131頁。

煙煤

碳化程度次于無煙煤，含碳量較高，一般為40～60%,雜質(zhì)少，發(fā)熱量較高,約為20000～30000kJ/kg；揮發(fā)分含量較高，約10～45%，著火及燃燒均較容易

貧煤

揮發(fā)分含量10～20%的煙煤揮發(fā)份較少，性質(zhì)介于無煙煤與煙煤之間，燃燒性能方面比較接近無煙煤；

劣質(zhì)煙煤

揮發(fā)份20～30%；但水分高，灰分更高的煙煤發(fā)熱量低，為11000～12500kJ/kg

這兩種煙煤著火及燃燒均較困難

5/5第二十四頁，共131頁。第二十四頁，共131頁。

煤粉特性

磨煤機制粉系統(tǒng)第二十五頁，共131頁。第二十五頁，共131頁。1/3

煤粉的細度Rx（Dx）用具有標準篩孔尺寸的篩子進行篩分測定。如篩孔邊長為xμm，煤粉過篩后，漏下去的煤粉質(zhì)量為b，留在篩子上的煤粉質(zhì)量為a，則煤粉細度可用篩子上的剩余率或通過率表示，即

Rx越小或Dx越大，則煤粉越細或

煤粉經(jīng)濟細度熱損失q4、制粉電耗qdh、磨煤設(shè)備金屬部件磨損qms之和為最小時的煤粉細度其中n是表示煤粉顆粒分布的均勻性系數(shù)第二十六頁，共131頁。第二十六頁，共131頁。R200<R90，

n為正值；當R90一定時，n值越大，則R200越小，說明煤粉中過粗的煤粉較少；當R200一定時，n值越大，則R90越大，說明煤粉中過細的煤粉較少。n值越大，煤粉中過粗和過細的煤粉均較少，即煤粉粒度分布較均勻。n取決于磨煤機和粗粉分離器的型式，一般取n=0.8～1.2。2/3第二十七頁，共131頁。第二十七頁，共131頁。

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）

在風干狀態(tài)下將質(zhì)量相等的標準煤和試驗煤由相同的粒度磨制成相同的細度時，消耗的能量之比（式3－7）

<1.2為難磨煤

>1.5為易磨煤3/3第二十八頁，共131頁。第二十八頁，共131頁。

普通筒式鋼球磨的圓筒通過齒輪由電動機帶動低速轉(zhuǎn)動，燃料和干燥劑（熱空氣）從一端進入圓筒，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、雙進雙出筒式鋼球磨1/9第二十九頁，共131頁。第二十九頁，共131頁。

雙進雙出筒式鋼球磨圓筒兩端的空心軸內(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和原煤的進口，又是煤粉氣流混合物的出口。從而形成兩個相互對稱又彼此獨立的磨煤回路的兩個回路，同時使用時磨煤機出力最大；也可以單獨使用一個，這時可使磨煤出力降至50％以下

軸頸內(nèi)帶熱風空心管軸頸內(nèi)無熱風空心管2/9第三十頁，共131頁。第三十頁，共131頁。

Vtf過小筒內(nèi)風速過小，出口端鋼球能量沒有被充分利用，只能帶出的少量的細煤粉，磨煤出力下降，單位磨煤電耗大Vtf過大筒內(nèi)風速過大，磨煤機出口煤粉過粗，粗粉分離器回粉量增大，通風電耗增大

最佳通風量磨煤和通風電耗之和最小時的通風量，的大小與煤的種類、煤粉細度、筒體容積及鋼球充滿系數(shù)等有關(guān)。4/9Vtf直接影響燃料沿筒體長度的分布和磨煤出力第三十一頁，共131頁。第三十一頁，共131頁。

磨煤出力Bm在電耗一定并保證所需的煤粉細度的條件下，磨煤機在單位時間磨制的煤粉量。由磨煤機的結(jié)構(gòu)尺寸、被研磨的燃料特性以及磨煤機的運行狀況確定5/9

干燥出力Bg在單位時間內(nèi)將煤由原有水分干燥到所要求的煤粉水分對應(yīng)的煤粉量。由磨煤機的干燥條件確定對高水分和較軟的煤，Bm>Bg，而對于干和硬的煤，則Bg>Bm磨煤機的運行出力（具有一定細度和干燥程度的煤粉流量Bm=Bg）可以通過調(diào)節(jié)進入磨煤機的干燥劑流量和溫度來實現(xiàn)第三十二頁，共131頁。第三十二頁，共131頁。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)動筒體和升舉鋼球上，與磨煤出力Bm

幾乎無關(guān)

Em隨出力Bm

的降低而增高，在低負荷下運行不經(jīng)濟

鋼球磨特性：結(jié)構(gòu)簡單，對煤種適應(yīng)性強，出力大，運行可靠；但初投資大，對鍋爐負荷適應(yīng)性差；單位電耗大，噪音大6/9第三十三頁，共131頁。第三十三頁，共131頁。

雙進雙出鋼球磨可擴大鋼球磨的負荷調(diào)節(jié)范圍

雙進雙出鋼球磨煤機響應(yīng)鍋爐負荷變化的時間非常短，有利于低揮發(fā)分煤的穩(wěn)燃其出力不是靠調(diào)整給煤機來控制，而是靠調(diào)整一次風量控制。加大一次風閥門的開度，風量及帶出的煤粉流量同時增加，因此，在任何負荷下，煤粉濃度變化不大，且煤粉細度降低

雙進雙出鋼球磨煤機設(shè)有微動裝置磨煤機在停機或維修操作時以額定轉(zhuǎn)速的1／100轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，可使筒內(nèi)存煤及時散熱防止自燃。故短時間停機時不必將筒內(nèi)的剩煤排空

雙進雙出鋼球磨煤機應(yīng)用檢測制粉噪聲或進出口差壓的方法來控制筒內(nèi)的存煤量

雙進雙出鋼球磨煤機保持了鋼球磨煤種適應(yīng)性廣等所有優(yōu)點，同時大大縮小了體積，降低了磨煤機的能耗，增強了適應(yīng)鍋爐負荷變化的能力7/9第三十四頁，共131頁。第三十四頁，共131頁。

原煤經(jīng)落煤管進入兩組相對運動的碾磨件之間，在壓緊力的作用下被擠壓、研磨成粉，被甩至四周風環(huán)處。8/9

中速磨主要有盤式中速磨（輥-盤式）、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)

熱風經(jīng)風環(huán)進入磨煤機，對煤粉進行干燥并將煤粉帶入粗粉分離器進行分離，不合格的煤粉返回磨煤機重磨，細粉則送出磨外。

中速磨布置緊湊，投資省，單位電耗小，適宜變負荷運行；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不宜磨水分太大及太硬的煤種第三十五頁，共131頁。第三十五頁，共131頁。

高速磨由葉輪、帶護甲的蝸殼和粗粉分離器組成，裝有沖擊板的葉輪由電動機帶動高速旋轉(zhuǎn)。原煤和干燥劑一起被吸入磨煤機內(nèi)，煤被轉(zhuǎn)動的沖擊板打碎，甩到護甲上再次被撞擊成煤粉，在風機壓頭的作用下由干燥劑攜帶經(jīng)粗粉分離器帶出。

高速磨結(jié)構(gòu)簡單，金屬耗量小，負荷適應(yīng)能力強，特別適宜磨水分高的煤種；但部件磨損大，不宜磨制較硬的煤種9/9第三十六頁，共131頁。第三十六頁，共131頁。鋼球磨中儲式制粉系統(tǒng)有熱風送粉和乏氣送粉兩種1/8

空氣經(jīng)送風機→空預(yù)器→一次風機→一次風箱→混合器（熱氣與煤粉）→一次風噴口乏氣經(jīng)細粉分離器→排粉機→乏氣風箱→三次風噴口適用無煙煤、貧煤及劣質(zhì)煤1-原煤倉；4-給煤機；7-鋼球磨；8-粗粉分離器；9-排粉機；10-一次風箱；12-燃燒器；14-空預(yù)器；15-送風機；17-細粉分離器；21-煤粉倉；22-給粉機；23-混合器；24-乏氣風箱；25-三次風噴口；28-一次風機；31-再循環(huán)管第三十七頁，共131頁。第三十七頁，共131頁。2/81-原煤倉；4-給煤機；7-鋼球磨；8-粗粉分離器；9-排粉機；10-一次風箱；12-燃燒器；14-空預(yù)器；15-送風機；17-細粉分離器；21-煤粉倉；22-給粉機；23-混合器；28-一次風機；31-再循環(huán)管

乏氣經(jīng)細粉分離器→排粉機→一次風箱→混合器（乏氣與煤粉）→一次風噴口適用于煙煤等揮發(fā)分含量高的煤種第三十八頁，共131頁。第三十八頁，共131頁。

再循環(huán)管將部分磨煤乏氣從排粉風機后返回到磨煤機，然后再回到排粉風機進行循環(huán)

再循環(huán)風溫度低，既可以調(diào)節(jié)磨煤機入口干燥劑的溫度，又能增加磨煤的通風量，并能兼顧燃燒所需一次風的要求，從而協(xié)調(diào)磨煤、干燥和燃燒三方面所需的風量

燃用揮發(fā)分高而水分不大的煙煤要求磨煤通風量大，但干燥風量小或干燥劑溫度低，出現(xiàn)磨煤、干燥和燃燒所需風量的矛盾

運用再循環(huán)風，既可降低磨煤機入口干燥劑的溫度，增加磨煤通風量，又能兼顧燃燒所需一次風的需要3/8第三十九頁，共131頁。第三十九頁，共131頁。

排粉風機裝在磨煤機出口，整個系統(tǒng)在負壓下運行

煤粉不會向外泄漏，對環(huán)境污染小

漏風大，排粉風機磨損嚴重，效率低，電耗大，系統(tǒng)可靠性差。

4-磨煤機；6-次風箱；10-送風機；12-空預(yù)器；15-排粉風機4/8

中速磨直吹式制粉系統(tǒng)有正壓和負壓系統(tǒng)；正壓系統(tǒng)又有熱一次風和冷一次風系統(tǒng)第四十頁，共131頁。第四十頁，共131頁。

正壓系統(tǒng)：一次風機布置在磨煤機之前，系統(tǒng)處于正壓狀態(tài)下工作

無漏風；葉片磨損小

煤粉易外泄，系統(tǒng)需設(shè)專門的密封風機熱一次風系統(tǒng)：配置二分倉回轉(zhuǎn)式空預(yù)器。一次風機布置在空預(yù)器與磨煤機之間，輸送的是熱空氣

空氣溫度高，比容大，風機體積大，電耗高，易發(fā)生高溫侵蝕，運行效率及可靠性低4-磨煤機；6-次風箱；10-送風機；11-熱一次風機；12-空預(yù)器；19-密封風機5/8第四十一頁，共131頁。第四十一頁，共131頁。

冷一次風系統(tǒng)：配置三分倉回轉(zhuǎn)式空預(yù)器。一、二次風各自由單獨風機輸送，風機處于空預(yù)器之前，輸送的是干凈的冷空氣

空氣溫度低，比容小，風機體積小，電耗低，效率高；高壓頭冷一次風機可兼作密封風機，簡化系統(tǒng)；熱風溫度不受一次風機的限制，可滿足磨制較高水分煤種的要求。6/84-磨煤機；6-次風箱；10Ⅰ-一次風機；10Ⅱ-二次風機；12-空預(yù)器第四十二頁，共131頁。第四十二頁，共131頁。

（a）熱風干燥；（b）熱風-爐煙干燥l-原煤倉；3-給煤機；4-下行干燥管；5-磨煤機；6-煤粉分離器；7-燃燒器；8-二次風箱；9-空預(yù)器；10-送風機；12-抽煙口；13-混合器7/8

磨制煙煤和水分不高的褐煤

采用熱風作為干燥劑磨制高水分的褐煤

采用熱風摻爐煙作為干燥劑第四十三頁，共131頁。第四十三頁，共131頁。

直吹式系統(tǒng)系統(tǒng)簡單、設(shè)備部件少，管路短、阻力小，初投資和系統(tǒng)的建筑尺寸小，輸粉電耗較小；但磨煤機的工作直接影響鍋爐的運行，鍋爐機組的可靠性相對低些8/8

儲倉式系統(tǒng)設(shè)有煤粉倉，磨煤機可一直維持在經(jīng)濟工況下運行，磨煤機的工作對鍋爐影響較小，系統(tǒng)的可靠性高；但系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備部件多，初投資及運行費用高

鍋爐負荷變動時

儲倉式系統(tǒng)調(diào)節(jié)給粉機轉(zhuǎn)數(shù)改變煤粉量，既方便又靈敏；

直吹式系統(tǒng)從改變給煤量開始，經(jīng)過整個系統(tǒng)才能改變煤粉量，惰性較大第四十四頁，共131頁。第四十四頁，共131頁。

固體燃料的燃燒

煤燃燒的四個階段

煤和煤粉的燃燒特點煤粉氣流的著火與燃燒

著火與熄火的熱力條件煤粉氣流的著火及影響因素

煤粉氣流著火熱源第四十五頁，共131頁。第四十五頁，共131頁。

預(yù)熱干燥

煤被加熱至100℃左右，煤粒表面及煤?？p隙間的水被逐漸蒸發(fā)出來。大量吸熱

1/1

揮發(fā)份析出并著火

溫度升至一定值，煤中揮發(fā)分析出，同時生成焦碳（固定碳）。揮發(fā)分的釋放量及成分主要取決于升溫速度。不同的煤，開始析出揮發(fā)分的溫度不同，達到一定溫度，析出的揮發(fā)分就著火、燃燒。對應(yīng)的溫度稱煤的著火溫度，不同煤的著火溫度不同。少量吸熱

燃燒揮發(fā)份首先燃燒造成高溫，包圍焦炭的揮發(fā)分基本燒完且燃燒產(chǎn)物離析后，碳開始著火、燃燒。大量放熱

燃盡

殘余的焦炭最后燃盡，成為灰渣。少量放熱

上述各階段實際是交叉進行的；其中著火和燃盡是最重要的兩個階段，著火是前提，燃盡放熱是目的第四十六頁，共131頁。第四十六頁，共131頁。

煤中含有水分

煤的燃燒過程中，水蒸氣很易和C及燃燒產(chǎn)物CO作用，生成CO2和H2，H2再與CO或CO2反應(yīng)。這種催化作用，使燃燒反應(yīng)更加復(fù)雜并改變化學(xué)反應(yīng)速度1/2

煤中含有揮發(fā)分

揮發(fā)分對煤的著火燃燒有利；但另一方面，揮發(fā)分析出燃燒，消耗了大量氧氣，并增加了氧氣向煤粒表面的擴散阻力，使燃燒過程的初期焦碳的燃燒速度下降

煤中含有礦物雜質(zhì)

在燃燒過程會生成灰，灰層包裹著碳粒，會妨礙氧向碳粒表面的擴散，或使碳粒反應(yīng)表面減少，使燃燒難以進行，燃盡困難

煤是一種多孔性物質(zhì)它受熱時產(chǎn)生的水蒸氣和揮發(fā)分，不但向煤粒表面四周的空間擴散，而且還會向煤粒的內(nèi)部空隙擴散第四十七頁，共131頁。第四十七頁，共131頁。

鍋爐燃用煤粉的顆粒很小（30～100μm），爐膛溫度又很高，煤粉在爐膛中的加熱速度可以達到（104℃/s或更高），總的揮發(fā)分釋放時間小于1秒，而且揮發(fā)分很快地由炭粒表面逸出2/2

煤粉快速加熱時，煤中揮發(fā)分的含量和成分都與慢速加熱的揮發(fā)分常規(guī)測試方法不同

煤粉快速加熱時，揮發(fā)分析出、著火和碳的著火燃燒幾乎是同時的，其中極小的煤粉甚至可能先著火燃燒煤燃燒的四個階段不明顯，揮發(fā)分析出過程幾乎延續(xù)到燃燒的最后階段

煤粉快速加熱時，焦碳在孔隙結(jié)構(gòu)方面與慢速加熱有很大差別煤粉火焰中揮發(fā)分的析出曲線

第四十八頁，共131頁。第四十八頁，共131頁。

煤粉氣流的著火由緩慢的氧化狀態(tài)轉(zhuǎn)化到快速的燃燒狀態(tài)的瞬間過程稱為著火，轉(zhuǎn)變時的瞬間溫度稱為著火溫度1/3

燃燒過程中向周圍介質(zhì)的散熱量Q2為式中

V、F―分別為煤粉空氣混合物容積和燃燒室壁面面積

α―混合物向燃燒室壁面的綜合放熱系數(shù)

T、Tb―分別為反應(yīng)系統(tǒng)溫度和燃燒室壁面溫度

燃燒室內(nèi)煤粉空氣混合物燃燒時的放熱量Q1為

煤粉氣流著火、熄火的熱力條件煤粉氣流燃燒時要放出熱量，同時又向周圍介質(zhì)散熱。這兩個互相矛盾過程的發(fā)展，可能使燃燒過程發(fā)生（著火）或者停止（熄火）第四十九頁，共131頁。第四十九頁，共131頁。

放熱曲線Q1是一條指數(shù)曲線，散熱曲線Q2接近于直線2/3點2對應(yīng)的溫度即為著火溫度Tzh

Tb=Tb1（很低），散熱線與Q1交點1為穩(wěn)定平衡點，煤粉處于低溫緩慢氧化狀態(tài)

Tb=Tb2，散熱線

與Q1交點2為不穩(wěn)定平衡點，只要稍增加系統(tǒng)的溫度，Q1

>Q2

，反應(yīng)將自動加速過渡到點3高溫穩(wěn)定平衡點，此時，只要保證煤粉和空氣的不斷供應(yīng)，最后將穩(wěn)定在高溫燃燒狀態(tài)第五十頁，共131頁。第五十頁，共131頁。

Tzh

、Txh是在一定測試條件下的相對特征值，

Txh大于Tzh。強化著火的措施

在散熱條件不變的情況下，增加可燃混合物的初溫、濃度和壓力，加強放熱在放熱條件不變時，提高燃燒室的保溫，減少放熱

3/3

Tb=Tb2、強化散熱，散熱線與Q1交點4為不穩(wěn)定平衡點，只要反應(yīng)系統(tǒng)溫度稍降低，Q1

<Q2

，反應(yīng)系統(tǒng)溫度急劇下降過渡到點5低溫穩(wěn)定平衡點，此時，煤粉只能產(chǎn)生緩慢地氧化，而不能著火和燃燒，從而使燃燒過程中止（熄火）

點4對應(yīng)的溫度即為熄火溫度Txh

第五十一頁，共131頁。第五十一頁，共131頁。

燃料的性質(zhì)

揮發(fā)分含量Vdaf?。凰?、灰分含量高；煤粉細度大，則煤粉氣流著火溫度提高，著火熱增大，著火所需時間長，著火點離開燃燒器噴口的距離增大3/5

爐內(nèi)散熱條件

減少爐內(nèi)散熱，有利于著火。敷設(shè)衛(wèi)燃帶是穩(wěn)定低揮發(fā)分煤著火的有效措施，但需預(yù)防結(jié)渣

煤粉氣流的初溫

提高初溫T0可減少著火熱。燃用低揮發(fā)分煤時應(yīng)采用熱風送粉制粉系統(tǒng)，提高預(yù)熱空氣溫度第五十二頁，共131頁。第五十二頁，共131頁。

一次風量V1

（V0

r

γ1

）

V1過大，著火熱增加，著火延遲

V1過低，燃燒初期由于缺氧，化學(xué)反應(yīng)速度減慢，阻礙著火繼續(xù)擴展

V1在最佳值范圍內(nèi)選?。≒80表5-4和P88表5-7）4/5

一次風速w1

w1過高，通過單位截面積的流量增大，降低煤粉氣流的加熱速度，著火距離加長，著火推遲

w1過低，燃燒器噴口易燒壞，煤粉管道堵塞

w1在最佳值范圍內(nèi)選?。≒80表5-5和P88表5-7）第五十三頁，共131頁。第五十三頁，共131頁。

鍋爐負荷D

D降低，煤耗量B相應(yīng)減少，水冷壁總的吸熱量Q也減少，但減少的幅度較小，故Q/B反而增加，爐膛平均煙溫及燃燒器區(qū)域煙溫降低，對煤粉氣流著火不利，當鍋爐負荷降到一定程度時，會危及著火的穩(wěn)定性，甚至可能引起熄火5/5

著火穩(wěn)定性條件限制了煤粉鍋爐負荷的調(diào)節(jié)范圍。一般在沒有其他穩(wěn)燃措施條件下，固態(tài)排渣煤粉爐只能在高于70%額定負荷下運行第五十四頁，共131頁。第五十四頁，共131頁。

保證足夠的爐膛溫度

爐溫高，著火快，燃燒速度快，燃燒過程便進行得猛烈，燃燒也易于趨向完全

爐溫過高，不但會引起爐內(nèi)結(jié)渣，也會引起水冷壁的膜態(tài)沸騰

爐溫在（1000～2000℃）范圍內(nèi)比較適宜2/3

促進燃料與空氣充分混合煤粉完全燃燒應(yīng)使煤粉和空氣充分擾動混合。要求燃燒器的結(jié)構(gòu)特性優(yōu)良，一、二次風配合良好，爐內(nèi)空氣動力場均勻第五十五頁，共131頁。第五十五頁，共131頁。

保證足夠的停留時間τ

煤粉在爐內(nèi)的停留時間τ

煤粉自燃燒器出口至爐膛出口所經(jīng)歷的時間

τ過小，由于煤粉至爐膛出口處還沒有燒完，但爐膛出口后溫度降低會使燃燒基本停止，造成燃燒熱損失增大；同時引起爐膛出口處過熱器超溫和結(jié)渣

τ取決于爐膛容積熱強度、爐膛截面熱強度和鍋爐運行負荷3/3第五十六頁，共131頁。第五十六頁，共131頁。

煤粉爐的爐膛煤粉燃燒器

燃燒器的作用與要求

燃燒器的類型與布置

煤粉火炬的穩(wěn)燃技術(shù)

W型火焰燃燒方式

W型火焰爐膛結(jié)構(gòu)

W型火焰燃燒方式的特點燃燒污染物的控制方法

N0X、S0X的控制技術(shù)第五十七頁，共131頁。第五十七頁，共131頁。爐膛及燃燒器布置方式Π型爐切向燃燒半開式Π型爐切向燃燒Π型爐對沖（交錯）燃燒Π型爐前墻燃燒W型爐W燃燒

爐膛

型式

排渣方式固態(tài)液態(tài)固態(tài)固態(tài)固態(tài)燃燒器型式直流式直流式旋流式旋流式旋流式直流式2/2第五十八頁，共131頁。第五十八頁，共131頁。1/2

燃燒器的作用是將燃料與燃燒所需空氣按一定的比例、速度和混合方式經(jīng)噴口送入爐膛

保證燃料與空氣充分混合、及時著火、穩(wěn)定燃燒和燃盡，燃燒效率較高

能形成良好的爐內(nèi)空氣動力場，火焰在爐內(nèi)的充滿程度好，且不會沖墻貼壁，避免結(jié)渣

有較好的燃料適應(yīng)性和負荷調(diào)節(jié)范圍

能減少NOX的生成，減少對環(huán)境的污染

結(jié)構(gòu)簡單，流動阻力較小第五十九頁，共131頁。第五十九頁，共131頁。

進入煤粉爐燃燒器的空氣不是一次集中送進的，按對著火、燃燒有利而合理組織、分批送入，按作用不同，可分為三種

一次風

攜帶煤粉送入燃燒器的空氣。主要作用是輸送煤粉和滿足燃燒初期對氧氣的需要2/2

二次風

待煤粉氣流著火后再送入的空氣。二次風補充煤粉繼續(xù)燃燒所需要的空氣，并起氣流的擾動和混合的作用

三次風

對中間儲倉式熱風送粉系統(tǒng)，為充分利用細粉分離器排出的含有10%～15%細粉的乏氣，由單獨的噴口送入爐膛燃燒，這股乏氣稱為三次風第六十頁，共131頁。第六十頁，共131頁。

直流燃燒器直流射流直流燃燒器的類型

直流燃燒器的布置

旋流燃燒器

旋流射流

旋流燃燒器的類型與布置1/1第六十一頁，共131頁。第六十一頁，共131頁。

均等配風燃燒器一、二次風噴口相間布置，即在二個一次風噴口之間均等布置一個或二個二次風噴口，各二次風噴口的風量分配較均勻均等配風燃燒器一、二次風口間距較小，有利于一、二次風的較早混合，使一次風煤粉氣流著火后能迅速獲得足夠的空氣，達到完全燃燒1/3

直流燃燒器的一、二、三次風分別由垂直布置的一組圓形或矩形的噴口以直流湍流自由射流的形式噴入爐膛，根據(jù)燃煤特性不同，一、二次風噴口的排列方式可分為均等配風和分級配風

均等配風適用于燃用高揮發(fā)分煤種，常稱為煙煤、褐煤型配風方式第六十二頁，共131頁。第六十二頁，共131頁。

分級配風燃燒器一次風噴口相對集中布置，并靠近燃燒器的下部，二次風噴口則分層布置，一、二次風噴口間保持較大的距離，燃燒所需要的二次風分階段送入燃燒的煤粉氣流中，強化氣流的后期混合，促使燃料燃燒與燃盡分級配風燃燒器一次風噴口高寬比大，卷吸量大；煤粉氣流相對集中，火焰中心溫度高，有利于低揮發(fā)分煤的著火、燃燒

2/3

分級配風適合于燃用低揮發(fā)分煤種或劣質(zhì)煤，常稱為無煙煤和貧煤配風方式

第六十三頁，共131頁。第六十三頁，共131頁。

下二次風防止煤粉離析，避免未燃燒的煤粉直接落入灰斗；托住火焰不致過分下沖，避免冷灰斗結(jié)渣，風量較小

中二次風是均等配風方式煤粉燃燒階段所需氧氣和湍流擾動的主要風源，風量較大

上二次風提供適量的空氣保證煤粉燃盡，是分級配風方式煤粉燃燒和燃盡的主要風源，風量較大

燃盡風

噴口位于整組燃燒器的最上部（三次風噴口之上），送入剩余15%的空氣，實現(xiàn)富燃料燃燒，抑制燃燒區(qū)段溫度，達到分級燃燒目的，有效減少爐內(nèi)NOX生成量，有利于燃料的燃盡

周界風位于一次風噴口的四周，周界風的風層薄；風量小；風速較高?？煞乐箛娍跓龎?，適應(yīng)煤質(zhì)的變化此外，可布置的二次風還有側(cè)二次風、中心十字二次風和夾心風等3/3第六十四頁，共131頁。第六十四頁，共131頁。

切圓燃燒方式直流燃燒器的布置爐膛四角或接近四角布置，四個角燃燒器出口氣流的軸線與爐膛中心的一個或兩個假想圓相切，使氣流在爐內(nèi)強烈旋轉(zhuǎn)（圖5-6）1/3

切圓燃燒方式的特點

煤粉氣流著火所需熱量，除依靠本身外邊界卷吸煙氣和接受爐膛輻射熱以外，主要是靠來自上游鄰角正在劇烈燃燒的火焰的沖擊和加熱，著火條件好

火焰在爐內(nèi)充滿度較好，燃燒后期氣流擾動較強，有利于燃盡，煤種適應(yīng)性強風粉管布置復(fù)雜第六十五頁，共131頁。第六十五頁，共131頁。

旋流燃燒器出口氣流是一股繞燃燒器軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)射流一、二次風用不同管道與燃燒器連接，在燃燒器內(nèi)一、二次風通道隔開。二次風射流均為旋轉(zhuǎn)射流,一次風射流可以是旋轉(zhuǎn)射流,也可以是直流射流1/2

旋流射流具有比直流射流大得多的擴展角，射流中心形成回流區(qū)，射流內(nèi)、外同時卷吸爐內(nèi)高溫煙氣，卷吸量大

旋流燃燒器適用于含揮發(fā)分較高的煤種

從燃燒器噴出的氣流具有很高的切向速度和足夠大的軸向速度，早期湍動混合強烈

軸向速度衰減較快，射流射程較短，后期擾動較弱第六十六頁，共131頁。第六十六頁，共131頁。

旋流燃燒器根據(jù)旋流器的結(jié)構(gòu)不同，旋流燃燒器分為蝸殼式旋流燃燒器采用蝸殼作旋流器葉片式旋流燃燒器采用葉片作旋流器型

式

旋

流

器一

次

風二

次

風蝸殼型雙蝸殼單蝸殼葉片+蝸殼旋轉(zhuǎn)直流，帶中心擴流錐經(jīng)蝸殼旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)經(jīng)葉片旋轉(zhuǎn)葉片型軸向葉片切向葉片直流或弱旋直流或弱旋旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)1/4第六十七頁，共131頁。第六十七頁，共131頁。

直流蝸殼式雙蝸殼式軸向可動葉輪式

2/4第六十八頁，共131頁。第六十八頁，共131頁。

旋流燃燒器前墻布置不受爐膛截面寬、深比限制，布置方便，與磨煤機聯(lián)接煤粉管道短主氣流上下兩端形成明顯的停滯旋渦區(qū)，爐膛火焰的充滿程度較差，爐內(nèi)火焰的擾動較差，不利于燃燒后期的擾動和混合

3/4第六十九頁，共131頁。第六十九頁，共131頁。

燃燒器前后墻或兩側(cè)墻布置兩面墻上燃燒器噴出的火炬在爐膛中央互相撞擊后，火焰大部分向爐膛上方運動，爐內(nèi)的火焰充滿程度較好，擾動性也較強若對沖的兩個燃燒器負荷不相同，則爐內(nèi)高溫火焰將向一側(cè)偏移，造成結(jié)渣

旋流燃燒器爐頂布置只在采用W火焰燃燒技術(shù)的較矮的下爐膛中才應(yīng)用4/4第七十頁，共131頁。第七十頁，共131頁。3/8提高煤粉化學(xué)反應(yīng)速度降低煤粉氣流著火溫度

減少煤粉氣流的著火熱增加輻射吸熱量降低污染物Nox的排放第七十一頁，共131頁。第七十一頁，共131頁。

原燃燒器一次風噴口上、下側(cè)各開一個一次風口，形成雙一次風通道兩股一次風以貼壁射流形式進入一突擴室，其間形成高溫煙氣回流，穩(wěn)定煤粉的著火和燃燒

5/8

兩個一次風噴口兩側(cè)壁腰部布置腰部二次風腰部風全開，可屏蔽一次風形成的高溫煙氣回流，用于調(diào)節(jié)煤粉著火點位置，避免燃燒器兩側(cè)壁過熱與結(jié)渣第七十二頁，共131頁。第七十二頁，共131頁。

下一次風口兩側(cè)各裝1個直徑為Φ6～8mm的高速蒸汽射流管流速可在0～音速之間調(diào)節(jié)。高速氣流產(chǎn)生的強烈回流與一次風射流產(chǎn)生的煙氣回流重合，進一步強化下一次風粉的著火；根據(jù)不同煤種對著火熱的要求，通過改變高速蒸汽射流的壓力可改變高溫煙氣回流量。適用于極難燃煤種。6/8

雙通道煤粉燃燒器是通過改變腰部二次風風量和高速射流蒸汽壓力來控制煤粉著火，達到低負荷穩(wěn)燃和適應(yīng)煤種變化的目的第七十三頁，共131頁。第七十三頁，共131頁。

燃燒器一次風管內(nèi)采用百葉窗式濃縮器

百葉窗將一次風在水平方向上分成濃、淡兩股氣流，百葉窗的最后一級葉片可調(diào)，用來調(diào)節(jié)煤粉的濃縮比，以滿足各種負荷和煤種變化的需要7/8

燃燒器出口設(shè)置鈍體和側(cè)面風

鈍體用來形成一定的煙氣回流起穩(wěn)燃作用，側(cè)面風可保護水冷壁避免高溫腐蝕和結(jié)渣第七十四頁，共131頁。第七十四頁，共131頁。

煤粉氣流通過管道彎頭時，受離心力的作用分成濃淡兩股，噴嘴中間的水平肋片將其保持到離開噴口以后的一段距離，形成煤粉濃淡偏差燃燒8/8

煤粉噴嘴出口處的波紋擴流錐，可在噴嘴出口形成一個穩(wěn)定的回流區(qū)，將高溫煙氣不斷回流到煤粉火炬的根部，以維持煤粉氣流的穩(wěn)著火WR燃燒器又稱直流式寬調(diào)節(jié)比擺動燃燒器，是一種高濃度煤粉燃燒器結(jié)構(gòu)簡單，由噴嘴前端板、波紋擴流錐及噴嘴整體套裝而成

一次風噴嘴設(shè)有周界風，可避免一次風噴口燒壞；由于周界風和一次風首先混合，還可調(diào)節(jié)一次風煤粉濃度，以適應(yīng)煤種變化第七十五頁，共131頁。第七十五頁，共131頁。1/1

W形火焰爐膛由下部的拱型著火爐膛（燃燒室）和上部的輻射爐膛（燃盡室）組成。前者的深度比后者約大80～120%

燃盡室前后墻向外擴展構(gòu)成爐頂拱，并布置燃燒器，煤粉氣流和二次風從爐頂拱向下噴射，在燃燒室下部與三次風相遇后，再1800轉(zhuǎn)彎向上流經(jīng)燃盡室爐膛，形成W形火焰，第七十六頁，共131頁。第七十六頁，共131頁。1/3

爐膛溫度高煤粉噴嘴出口處于燃燒中心爐頂拱的輻射傳熱可提供部分著火熱，同時可減少對燃盡室的放熱著火區(qū)水冷壁敷設(shè)衛(wèi)燃帶

較低的NOx生成量空氣沿著火焰行程逐步加入，易實現(xiàn)分級配風，分段燃燒?？煽刂戚^低的過剩空氣系數(shù)

爐膛內(nèi)的火焰行程長，增加了煤粉在爐內(nèi)的停留時間

第七十七頁，共131頁。第七十七頁，共131頁。

煙氣中的飛灰含量少火焰在下部著火爐膛底部轉(zhuǎn)彎180°向上流動時，可使煙氣中部分飛灰分離出來

有利于組織良好的著火、燃燒過程可以采用直流燃燒器或軸向可動葉片旋流燃燒器，也可采用高濃度煤粉燃燒器

有良好的負荷調(diào)節(jié)性能負荷變化時，下部著火爐膛火焰中心溫度變化不大2/3適用于無煙煤等低揮發(fā)分煤的燃燒第七十八頁，共131頁。第七十八頁，共131頁。

50％的空氣和少量（約占10％～20％）煤粉組成的低濃度煤粉氣流從旋風分離器上部的抽氣管通過燃燒器乏氣噴嘴送入爐膛（三次風）

3/3

50％的空氣和80%以上的煤粉形成的高濃度煤粉氣流從旋風分離器下部流出，然后垂直向下通過主燃燒器進入爐膛（一次風）

調(diào)節(jié)乏氣量是適應(yīng)煤種變化的一種手段煤質(zhì)變差，開大乏氣調(diào)節(jié)擋板，抽出的乏氣量增加，煤粉濃度隨之增加，有利于煤粉氣流的著火，燃燒

主燃燒器兩側(cè)有高速二次風氣流同時噴入第七十九頁，共131頁。第七十九頁，共131頁。

影響NOx生成的主要因素

溫度燃燒過程中，溫度越高，生成的NOx量越大

過?？諝庀禂?shù)

=1.1～1.2范圍內(nèi)，NOx的生成量最大，偏離這個范圍NOx的生成量明顯減少

燃煤性質(zhì)

燃煤中的含N量越高，燃燒過程中轉(zhuǎn)化為NOx也就越多

低NOx的燃燒技術(shù)主要有分級燃燒，再燃燒法，濃淡偏差燃燒，低氧燃燒和煙氣再循環(huán)等

硫的脫除技術(shù)主要有煤炭脫硫、燃燒過程脫硫和煙氣脫硫

對于電站鍋爐設(shè)備，爐內(nèi)噴鈣脫硫是一種較簡便的方法

1/5第八十頁，共131頁。第八十頁，共131頁。

空氣分級燃燒

將燃燒所需的空氣分兩階段從燃燒器送入第一級送入理論空氣量的80%左右，使燃料在缺氧、富燃條件下燃燒，燃燒速度和爐膛溫度降低，抑制了Nox的生成第二級以二次風形式送入剩余空氣，使燃料在空氣過剩區(qū)域燃盡，空氣量雖多，但火焰溫度較低，生成的NOx也較少總的NOx生成量降低2/5第八十一頁，共131頁。第八十一頁，共131頁。

燃燒室中的分級燃燒主燃燒器上部設(shè)OFA空氣噴口主燃燒器送入約80%的空氣量（<1），燃燒器區(qū)處于富燃狀態(tài)；OFA噴口送入剩余空氣（燃盡風）（>1），使燃料燃盡燃燒室沿高度分成富燃區(qū)和燃盡區(qū)3/5

燃燒器分級燃燒二次風分成兩部分送入一部分二次風在煤粉著火后及時送入(<1），在火焰根部形成富燃區(qū)；剩余的二次風稍遲送入（>1），形成了燃盡區(qū)，促進煤粉燃盡第八十二頁，共131頁。第八十二頁，共131頁。

鍋爐蒸發(fā)受熱面及系統(tǒng)

鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)直流鍋爐水冷壁過熱器與再熱器過熱器與再熱器的結(jié)構(gòu)形式

蒸汽溫度調(diào)節(jié)熱偏差

亞臨界鍋爐蒸汽系統(tǒng)典型布置尾部受熱面

省煤器及布置

空氣預(yù)熱器的類型第八十三頁，共131頁。第八十三頁，共131頁。

大容量鍋爐沿爐膛周界熱負荷分布不均，水冷壁中間部位較兩邊高，燃燒器區(qū)域附近熱負荷最大，爐膛四角和下部受熱最弱，因此水冷壁吸熱不均，造成水循環(huán)故障。為提高水循環(huán)可靠性將水冷壁設(shè)計成若干個獨立的循環(huán)回路

SG1025/18.1鍋爐水冷壁根據(jù)爐膛水平截面熱負荷分布曲線共分為32個循環(huán)回路。前、后、兩側(cè)各6個回路，四個爐角各2個回路1/4第八十四頁，共131頁。第八十四頁，共131頁。

后水冷壁上部常作成一個折焰角，同時拉出部分管束作為后墻懸吊管，折焰角以一定的角度向后上方延伸形成水平煙道，然后垂直向上形成排管與上集箱連接，可增加水平煙道長度，改善爐膛出口煙氣的空氣動力特性，增長煙氣流程，強化煙氣的混合

水冷壁上部通過上集箱固定在支架上，下部則懸掛著下集箱，可自由膨脹

燃燒器區(qū)域布置衛(wèi)燃帶，以提高爐膛溫度

在四面墻的高熱負荷區(qū)域采用了內(nèi)螺紋管，以保證水冷壁工作的安全性2/4第八十五頁，共131頁。第八十五頁，共131頁。

來自省煤器的給水經(jīng)汽包分別進入4個大直徑集中下降管，其下端分別接一個分配器，并通過96根供水管與32個下集箱相連。然后經(jīng)32組648根膜式水冷壁、折焰角、后墻水冷壁懸吊管、水平煙道底部、后墻排管向上流動，水被逐漸加熱形成汽水混合物，通過26個上集箱106根導(dǎo)汽管被引入汽包，進行汽水分離

飽和蒸汽由18根連接管引入頂棚過熱器進口集箱；

飽和水留在汽包下部，連同不斷送入汽包的給水一起進入下降管3/4第八十六頁，共131頁。第八十六頁，共131頁。4/44根大直徑集中下降管從汽包底部引出并與匯集聯(lián)箱連接，3臺循環(huán)泵（一臺備用）通過吸入短管與匯集聯(lián)箱相連，每臺循環(huán)泵通過2根出水管與環(huán)形下水包（由前、后、左右四側(cè)水包組成）的前下水包連接。經(jīng)由890根水冷壁管、5個上集箱和48根導(dǎo)汽管，回到汽包。循環(huán)泵臺數(shù)與下降管根數(shù)不等，下降管中的水通過匯集聯(lián)箱分配到各循環(huán)泵，可均衡循環(huán)泵的入口流量，有利于提高循環(huán)泵運行的可靠性l-汽包；2-下降管；3-匯合聯(lián)箱；4-管環(huán)泵；5-循環(huán)泵出口閥；6-循環(huán)泵出口管；7-環(huán)形聯(lián)箱（下水包）；11-后墻延伸水冷壁；12-水冷壁出口聯(lián)箱；13-汽水引出管；14-折焰角第八十七頁，共131頁。第八十七頁，共131頁。

直流鍋爐水冷壁形式主要有螺旋管圈型和垂直上升管屏型

螺旋管圈型水冷壁

由若干根水冷壁組成管帶，沿爐膛四面傾斜上升，無水平段，各管帶均勻地分布在爐膛四壁，任一高度上管帶的受熱幾乎完全相同

螺旋管圈型水冷壁的特點沿爐膛四周熱負荷不均勻影響小管圈內(nèi)工質(zhì)可保證足夠高的質(zhì)量流速，以減輕傳熱惡化的影響工質(zhì)焓值較高的管帶后段，可以布置在爐內(nèi)熱負荷較低區(qū)域，對防止管壁超溫有利大鍋爐寬管帶，各管間熱偏差較大；支吊困難

適用于超臨界和亞臨界壓力，燃料適應(yīng)性廣1/4第八十八頁，共131頁。第八十八頁，共131頁。

UP型垂直上升管屏包括一次上升和上升-上升

一次上升型（a）給水一次流經(jīng)全部四面墻水冷壁管屏，沒有下降管，管屏沿高度分為上、中和下部三個輻射區(qū)，各區(qū)段之間設(shè)有混合器，用以消除平行管子間的熱偏差特點：系統(tǒng)簡單，流動阻力??；相鄰管屏外側(cè)管間壁溫差較??；可采用全懸吊結(jié)構(gòu)；水力特性較為穩(wěn)定；但對鍋爐負荷適應(yīng)性較差，金屬耗量大

上升-上升型（b）爐膛下部高熱負荷區(qū)域布置兩個串聯(lián)回路，用于提高管內(nèi)工質(zhì)質(zhì)量流速以避免流動異常和傳熱惡化2/4（a）（b）第八十九頁，共131頁。第八十九頁，共131頁。

多次垂直上升管屏爐膛下部高熱負荷區(qū)域減小管屏的寬度，爐外加設(shè)下降管，形成多次垂直上升；在上部較低熱負荷區(qū)，仍采用一次垂直上升管屏

3/4FW型垂直上升管屏為多次垂直上升管屏

多次垂直上升管屏的特點既可保證高熱負荷區(qū)有較高的質(zhì)量流速，達到充分冷卻的目的；又可減少高負荷下水冷壁的流動阻力；同時可避免采用剛度差的小直徑管有不受熱的下降管，工質(zhì)流程長，系統(tǒng)阻力較大；相鄰兩屏內(nèi)工質(zhì)的含汽率不同，管間壁溫差大，使各屏熱膨脹不同。應(yīng)盡量減少管屏串聯(lián)的次數(shù)第九十頁，共131頁。第九十頁，共131頁。

在爐膛折焰角以上采用垂直上升管屏，以便采用全懸吊結(jié)構(gòu)；爐膛上部熱負荷較低，兩相鄰垂直管屏外側(cè)管子的管壁溫差較小，不至于造成膜式水冷壁損壞在爐膛高熱負荷區(qū)采用螺旋管圈型水冷壁，以減小爐內(nèi)熱偏差4/4第九十一頁，共131頁。第九十一頁，共131頁。

由蛇形管及進出口聯(lián)箱組成,可分為立式、臥式布置；順流、逆流和混合流連接；順列、錯列排列1/3

大容量鍋爐對流受熱面的主要特點連接管和蛇形管采用φ60,φ63等較大的管徑，以增強管子剛性，降低受熱面阻力蛇形管均采用不同管徑、不同壁厚的異種鋼焊接管，以適應(yīng)不同熱負荷區(qū)域的需要蛇形管多采用順列排列，管束的外表積灰很容易被吹灰器清除，可有效防止受熱面污染管內(nèi)工質(zhì)應(yīng)保持一定的質(zhì)量流速，以保證金屬管壁得到充分的冷卻第九十二頁，共131頁。第九十二頁，共131頁。

布置

半輻射式布置在爐膛出口煙窗處，稱為后屏輻射式布置在爐膛上部的前墻和兩側(cè)的前半部或布置在爐膛頂部或懸掛在爐膛上部靠近前墻處，分別稱為墻式、頂棚式和前屏（分隔屏）

做成掛屏形式，由U型管及進出口聯(lián)箱構(gòu)成2/31-前墻管；2、3-兩側(cè)墻管4-上聯(lián)箱工質(zhì)引出管第九十三頁，共131頁。第九十三頁，共131頁。

鍋爐負荷蒸汽溫度與鍋爐負荷之間的關(guān)系稱之為汽溫特性，采用不同傳熱方式的過熱器與再熱器，汽溫變化特性不同

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對流受熱面鍋爐負荷D增加，流經(jīng)對流受熱面煙速和煙溫提高，工質(zhì)焓增升高，出口蒸汽溫度上升，圖中曲線2

輻射受熱面

鍋爐負荷D增加，工質(zhì)流量和煤耗量B相應(yīng)增加，爐內(nèi)輻射熱Qf并不按比例增多，Qf/D減少，輻射受熱面中蒸汽的焓增減少，出口蒸汽的溫度下降，圖中曲線1，爐膛出口煙溫因此上升

采用輻射一對流式受熱面，可獲得較為平坦的汽溫變化特性，減小汽溫調(diào)節(jié)幅度，提高機組對負荷變化的適應(yīng)性第九十四頁，共131頁。第九十四頁，共131頁。

過量空氣系數(shù)α

α增加，爐膛溫度水平降低，輻射傳熱減弱，輻射受熱面出口汽溫降低；對流過熱器則由于燃燒生成的煙氣量增多，煙氣流速增大，對流傳熱加強，導(dǎo)致出口過熱汽溫升高,以后者為主2/8

給水溫度tgs

tgs降低，煤耗量B增加，爐內(nèi)煙氣量增加，出口煙溫增加，對流受熱面出口蒸汽溫度因此升高。輻射式受熱面的出口汽溫影響不大

燃料性質(zhì)

燃煤中的M和A增加，煙氣容積增大，煙速提高；而爐內(nèi)溫度水平降低，出口煙溫升高，過熱器出口汽溫升高。煤粉變粗時，煤粉在爐內(nèi)燃燼時間增長，火焰中心上移，導(dǎo)致汽溫升高第九十五頁，共131頁。第九十五頁，共131頁。

受熱面污染情況

過熱器之前的受熱面發(fā)生積灰或結(jié)渣時，進入過熱器區(qū)域的煙溫增高，過熱汽溫上升；過熱器本身嚴重積灰、結(jié)渣或管內(nèi)結(jié)垢時，導(dǎo)致汽溫下降3/8

燃燒器的運行方式擺動燃燒器噴嘴向下傾斜或多排燃燒器從上排噴嘴切換至下排，由于火焰中心下移，會使汽溫下降。反之，汽溫則會升高第九十六頁，共131頁。第九十六頁，共131頁。

運行中規(guī)定汽溫偏離額定值的波動不能超過一10℃～十5℃

汽溫過高，金屬的許用應(yīng)力下降，危及機組的安全運行；

汽溫下降，循環(huán)熱效率降低；再熱汽溫變化過于劇烈，還會引起汽機中壓缸的轉(zhuǎn)子與汽缸之間的相對脹差變化，汽機振動增大

蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)通過改變蒸汽熱焓調(diào)節(jié)汽溫，主要有噴水減溫器4/8

煙氣側(cè)調(diào)節(jié)通過改變鍋爐內(nèi)輻射受熱面和對流受熱面的吸熱量分配比例的方法（如煙氣再循環(huán)、擺動燃燒器）或改變流經(jīng)過熱器、再熱器煙氣量的方法（如分隔煙氣擋板）調(diào)節(jié)汽溫

蒸汽調(diào)溫的主要方式第九十七頁，共131頁。第九十七頁，共131頁。

噴水減溫器是將清潔度很高的水直接噴入過熱蒸汽中以降低汽溫噴水減溫裝置通常安裝在過熱器連接管道或聯(lián)箱中主要有旋渦式、多孔噴管式兩種結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)靈敏，易于自動化，可靠性高5/8第九十八頁，共131頁。第九十八頁，共131頁。

用擋板將尾部煙道分隔成兩個并列煙道，其一布置再熱器，另一側(cè)布置過熱器6/8

調(diào)節(jié)布置在受熱面后的煙氣擋板開度，可改變流經(jīng)兩煙道的煙氣量達到調(diào)節(jié)再熱汽溫的目的

結(jié)構(gòu)簡單，操作方便但延遲較大，擋板宜布置在煙溫低于400OC的區(qū)域，以免燒壞第九十九頁，共131頁。第九十九頁，共131頁。

采用再循環(huán)風機從鍋爐尾部低溫煙道中(一般為省煤器后)抽出一部分溫度為250～350OC的煙氣，從爐膛底部(如冷灰斗下部)送回到爐膛，用以改變鍋爐內(nèi)輻射和對流受熱面吸熱量的比例，從而達到調(diào)節(jié)汽溫的目的7/8

耗電量增大，風機磨損大。國內(nèi)多用于燃油鍋爐第一百頁，共131頁。第一百頁，共131頁。

擺動式燃燒器

燃燒器上下擺動土20～300，爐膛出口煙溫變化約110～140℃，調(diào)溫幅度可達40～60℃。燃燒器上傾角過大會增加燃料的未完全燃燒損失；下傾角過大又會造成冷灰斗的結(jié)渣

擺動式燃燒器調(diào)節(jié)再熱汽溫的同時，會影響到過熱汽溫鍋爐在滿負荷運行時，過熱汽溫和再熱汽溫均達到額定值，過熱器減溫水量理論上為零；鍋爐負荷下降，再熱汽溫下降，燃燒器向上擺動，過熱汽溫隨之上升，需要增加減溫水量。負荷降到50％～60％額定負荷時，過熱器減溫水量達到最大

停用各層燃燒器調(diào)溫幅度較小，一般應(yīng)與其它調(diào)溫方式配合使用8/8第一百零一頁，共131頁。第一百零一頁，共131頁。

為提高再熱氣溫的能力，再熱器向爐膛內(nèi)移動或靠近，增強輻射傳熱

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提高再熱汽溫的調(diào)節(jié)能力，再熱汽溫的調(diào)節(jié)響應(yīng)特性比較靈敏

再熱器高溫布置，與采用煙氣擋板調(diào)節(jié)方式相比，再熱器的受熱面積約減少65％；使再熱蒸汽流動阻力控制在0.2MPa以下第一百零二頁，共131頁。第一百零二頁，共131頁。

大部分過熱器向爐膛內(nèi)移動或靠近，再熱器受熱面布置在對流傳熱較強的水平煙道后部及尾部煙道中

再熱器受熱面較多且處于低溫煙道，再熱汽溫調(diào)節(jié)反應(yīng)靈敏性較差，汽溫達到穩(wěn)定的時間比擺動燃燒器調(diào)溫時間略長2/2

過熱器高溫布置，與擺動燃燒器調(diào)溫方式相比，過熱器受熱面約減少25％第一百零三頁，共131頁。第一百零三頁，共131頁。省煤器有鑄鐵式和鋼管式兩種1/1

鋼管省煤器由蛇形管及進出口聯(lián)箱組成

蛇形管在煙道中垂直于前墻布置（a）管子支吊簡單，水速較?。坏珜τ诘筓型鍋爐，所有蛇形管靠近后墻部分磨損嚴重

蛇形管在煙道中平行于前墻布置（b）只有后墻附近幾根蛇形管磨損較大。但水速較高,阻力較大（a）（b）第一百零四頁，共131頁。第一百零四頁，共131頁。

管式空氣預(yù)熱器由多根平行錯列鋼管焊在上、下管板上構(gòu)成立方形箱體

空氣預(yù)熱器有管式與回轉(zhuǎn)式兩種

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管式空氣預(yù)熱器中煙氣在管內(nèi)由上而下縱向流動，空氣從管外橫向流過，兩者成交叉流動。熱量連續(xù)地由煙氣通過管壁傳給空氣

為強化傳熱，在箱體水平方向裝有若干中間管板，以提高空氣流速第一百零五頁，共131頁。第一百零五頁，共131頁。

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器與管式相比結(jié)構(gòu)緊湊，外形小，重量輕，不易腐蝕。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，漏風量較前者大

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器中煙氣和空氣逆向交替地通過同一蓄熱板受熱面，完成熱量的交換。若被加熱的空氣需要不同溫度，則采用三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。此時，空氣流通區(qū)分為一次空氣和二次空氣兩個通道。2/2

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器分受熱面轉(zhuǎn)動和風罩轉(zhuǎn)動；前者有二分倉和三分倉二種，后者有單流道和雙流道二種第一百零六頁，共131頁。第一百零六頁，共131頁。

水冷壁的結(jié)渣省煤器受熱面的磨損空氣預(yù)熱器低溫腐蝕第一百零七頁，共131頁。第一百零七頁，共131頁。

結(jié)渣的產(chǎn)生液態(tài)的渣粒在凝固之前沖刷水冷壁或爐墻形成，結(jié)渣是自動加劇過程1/3

結(jié)渣的危害

受熱面吸熱減少，爐溫升高，水冷壁高溫腐蝕；燃燒工況惡化；燃料消耗量增加；爐膛出口煙溫及排煙溫度升高,過熱蒸汽超溫；降低鍋爐出力和效率；大塊焦渣自行脫落時可能壓滅爐膛火焰，導(dǎo)致熄火，并會砸壞冷灰斗水冷壁管，造成設(shè)備損壞；造成煙通的局部堵塞，增加煙道阻力和引風機的負荷，使廠用電增大

水冷壁管外煙氣溫度最高，易發(fā)生結(jié)渣、高溫腐蝕及水動力異常第一百零八頁，共131頁。第一百零八頁，共131頁。

煤質(zhì)特性煤灰熔點溫度ST低，灰粒向水冷壁運動過程中沒有凝固，易形成結(jié)渣高灰粘度的煤灰一旦在爐內(nèi)形成結(jié)渣，會自動加劇

爐內(nèi)溫度與空氣動力場切圓直徑偏大，火焰偏斜、貼壁或沖墻形成爐內(nèi)局部結(jié)渣

燃燒器區(qū)域壁面熱負荷qrr

qrr較大，燃燒器區(qū)域釋放的熱量大，爐溫高，易引起爐內(nèi)結(jié)渣

衛(wèi)燃帶敷設(shè)衛(wèi)燃帶的爐膛爐溫較高，易在粗糙衛(wèi)燃帶壁面上形成結(jié)渣2/3第一百零九頁，共131頁。第一百零九頁，共131頁。

選擇適當?shù)臓t膛熱強度及切圓直徑；避免爐內(nèi)溫度過高

組織良好的空氣動力場，避免火焰偏斜、貼壁沖墻；爐內(nèi)局部溫度過高

保持適當?shù)倪^剩空氣量，過?？諝饬看?，爐膛出口氣溫升高；過剩空氣量太小，燃燒不完全，造成還原性氣氛使灰熔點溫度降低，促進爐內(nèi)結(jié)渣

避免鍋爐超負荷運行

采用適當?shù)拿悍奂毝龋岣呙悍鄣木鶆蚨?/p>

加強運行監(jiān)視，及時吹灰、清渣爐膛結(jié)渣，煤耗量增加，爐膛出口煙氣溫度升高，蒸汽溫度升高且減溫水量增大，鍋爐排煙溫度升高；爐膛出口結(jié)渣時，爐膛的負壓值減小，嚴重時甚至會出現(xiàn)正壓3/3第一百一十頁，共131頁。第一百一十頁，共131頁。

提高空預(yù)器冷端壁溫

冷端壁溫取決于進風溫度和排煙溫度。常用蒸汽抽汽加熱和熱風再循環(huán)來提高進風溫度，進風溫度加熱值取決于燃用燃料的特性4/4

空預(yù)器冷段受熱面采用耐腐蝕材料

采用玻璃管或09銅鋼管、耐腐蝕的Corten-A鋼、涂搪瓷傳熱元件和陶瓷元件；采用熱管

降低煙氣露點

采用低過量空氣系數(shù)燃燒，減少SO3的生成量，降低煙氣露點采用添加劑氧化鎂（MgO）、氧化鈣（CaO）、白云石（CaCO3+MgCO3）噴入燃燒室，作為吸收劑，中和煙氣中SO2，降低露點，并使積灰松軟，便于