第二章 燃煤工業(yè)鍋爐概述

1、第2章燃煤工業(yè)鍋爐概述,主講： 蘇昭桂 副教授 電話手機(jī)E-mail：,鍋爐簡介 鍋爐的分類 鍋爐結(jié)構(gòu) 鍋爐煙氣基礎(chǔ)知識 鍋爐型號,主要內(nèi)容,第一節(jié) 鍋爐簡介,鍋爐是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備。它是把燃料中的化學(xué)能通過燃燒（劇烈的氧化反應(yīng)）轉(zhuǎn)換為熱能，加熱給水，以獲得需要的熱水或蒸汽的設(shè)備。,鍋爐,鍋爐包括“鍋”、“爐”和“附屬設(shè)備、附件與儀表”三大部分,“鍋”是指鍋爐設(shè)備中盛裝水和蒸汽并承受壓力的部分，如鍋筒、沸水管、過熱器等； “爐”是指鍋爐設(shè)備中燃料與空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生高溫火焰和煙氣的部分，如爐膛、爐墻、煙道等； “附屬設(shè)備、附件與儀表”是

2、保證鍋爐正常運(yùn)行必不可少的裝置。,鍋爐的發(fā)展方向是：,增加蒸發(fā)量； 提高工作壓力和蒸汽溫度； 縮小體積、降低成本、減少占地面積； 擴(kuò)大燃料的適應(yīng)性，較好地燃用劣質(zhì)燃料，更好地消煙除塵； 提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全可靠性。,表示鍋爐在工作時(shí)的基本特性的參數(shù)，主要有鍋爐的出力、壓力和溫度等三項(xiàng)。,第二節(jié) 鍋爐的分類,表征鍋爐的參數(shù),一、鍋爐出力,鍋爐出力也叫鍋爐容量，蒸汽鍋爐出力用“蒸發(fā)量”表示，熱水鍋爐出力用“供熱量或熱功率”表示。,一、鍋爐出力,1.蒸發(fā)量,蒸汽鍋爐在確保安全的前提下，每小時(shí)所能產(chǎn)生的蒸汽數(shù)量，稱為這臺鍋爐的蒸發(fā)量，常用的單位是噸時(shí)（t/h）。,2.熱水鍋爐 出力,熱水鍋爐在確保安

3、全的前提下，每小時(shí)輸出熱水的有效熱量，稱為這臺鍋爐的額定供熱量，單位是千卡時(shí)（kcal/h）。法定單位：熱功率，單位是兆瓦（MW）。 1 t/h0. 7 MW,二、壓力,1.大氣壓力 2.表壓力、絕對壓力和負(fù)壓力,垂直均勻作用在物體單位表面上的力，稱為壓力。力的單位是牛頓（N），1 kgf9. 81 N。 法定單位為帕斯卡，簡稱“帕”（Pa）。每平方米面積上作用1牛頓的力為1 Pa。,鍋爐承受的實(shí)際壓力等于表壓力加上當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?絕對壓力是指表壓力加上當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，一般近似取值?.1 MPa（相當(dāng)于1 kgf/cm2）。 3.鍋爐壓力的產(chǎn)生 （1）蒸汽鍋爐壓力的產(chǎn)生： （2）熱水鍋爐壓力的

4、產(chǎn)生： 一是來自循環(huán)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的壓力， 二是來自采暖系統(tǒng)高位水箱的靜壓力。 鍋爐產(chǎn)品銘牌上標(biāo)示的壓力，是這臺鍋爐的設(shè)計(jì)工作壓力（表壓力）。,三、溫度,標(biāo)志物體冷熱的程度，稱為溫度，用符號“t”表示。在鍋爐參數(shù)中常用攝氏度（）為單位。,鍋爐的分類,鍋爐按其用途通?？梢苑譃閯?dòng)力鍋爐和工業(yè)鍋爐兩種。 （1）動(dòng)力鍋爐 用于發(fā)電和動(dòng)力方面的鍋爐。動(dòng)力鍋爐產(chǎn)生的蒸汽用作將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的工質(zhì)以產(chǎn)生動(dòng)力，其蒸汽的溫度和壓力一般都很高。 （2）工業(yè)鍋爐 用于為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和建筑采暖及人民生活提供蒸汽或熱水的鍋爐，又稱供熱鍋爐。 一般是指單臺鍋爐出力在45.5MW或65t/h及以下不用來發(fā)電的中小型鍋爐。,

5、按蒸發(fā)量分類： 小型鍋爐（蒸發(fā)量小于20 t/h）、中型鍋爐（蒸發(fā)量為2065 t/h）和大型鍋爐（蒸發(fā)量大于65 t/h）。 按蒸汽壓力分類： 低壓鍋爐（出口蒸汽壓力不超過2. 45 MPa）；中壓鍋爐（出口蒸汽壓力為2. 94 4. 90 MPa）；高壓鍋爐（出口蒸汽壓力為 7. 84 10. 78 MPa）超高壓鍋爐（出口蒸汽壓力為11.7614.70 MPa）。,鍋爐的分類,鍋爐的分類,一、鍋爐結(jié)構(gòu)的一般要求 鍋爐的結(jié)構(gòu)是根據(jù)所要求的蒸發(fā)量（或供熱量）、工作壓力、蒸汽溫度（出口水溫）、燃料特性、燃燒方式等參數(shù)，并遵循一些有關(guān)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)和法則。,第三節(jié) 鍋爐結(jié)構(gòu),對鍋爐結(jié)構(gòu)的一般要求：滿

6、足安全、節(jié)能和環(huán)保三方面的要求,二、立式橫水管鍋爐,1.,蒸發(fā)量從50 kg/h到0.5 t/h，工作壓力一般不超過0.78 MPa（8kgf/cm2）,三、立式直水管鍋爐,工作壓力一般是0.78 MPa (8 kgf/cm，)，蒸發(fā)量有0.4 t/h、0.7 t/h、1 t/h幾種。,鍋爐的型號為LSG。燃燒設(shè)備是固定爐排。爐排上燃燒所產(chǎn)生的煙氣直接沖刷爐膽，經(jīng)爐膽頂側(cè)上方的喉管進(jìn)入上下管板之間的水管組旋轉(zhuǎn)一周，對全部水管和上下管板加熱，然后匯集于煙箱，最后由煙囪排出。,立式直水管鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,（1）上下管板均浸在水中，不易過熱，傳熱效果好； （2）水管組中有大直徑的下降管，其余均為上升

7、管，水循環(huán)可靠； （3）煙氣流程長，并對全部水管進(jìn)行橫向沖刷，熱效率可高達(dá)60%一70%； （4）下管板的上部易積煙灰，所以在管區(qū)中間常裝有吹灰器，運(yùn)行時(shí)應(yīng)經(jīng)常吹灰； （5）輕型煙墻不易密封，水管損壞時(shí)不易更換； （6）爐膛水冷程度大，爐溫較低，不適合燒劣質(zhì)煤。,四、臥式鍋殼鍋爐,蒸發(fā)量一般不超過4t/h（也有6 t/h的），工作壓力不超過1.27 Mpa。,臥式鍋殼鍋爐主要有臥式內(nèi)燃三回程鍋爐（見圖1-3）和臥式外燃水火管鍋爐，也稱之為臥式內(nèi)燃快裝鍋爐。,五、水管鍋爐,國內(nèi)常見的水管鍋爐有雙鍋筒橫置彎水管鍋爐、雙鍋筒縱置彎水管鍋爐、單鍋筒縱置彎水管鍋爐。 雙鍋筒橫置彎水管鍋爐其型式代號為SH

8、（見圖1 -4）。近年來最常見的是SHL型鍋爐，這種鍋爐的工作壓力為1.27 MPa，蒸發(fā)量為6、10、20 t/h。其結(jié)構(gòu)是由上下橫鍋筒、對流管束、爐膛四側(cè)的水冷壁、集箱、省煤器、空氣預(yù)熱器和鏈條爐排組成，有的還有過熱器。,五、水管鍋爐,煙氣從爐膛上部出來后橫向沖刷對流管束，在對流管束區(qū)有4道煙氣隔墻，煙氣從上鍋筒前側(cè)到達(dá)下鍋筒頂部，然后從下鍋筒頂開始在對流管束區(qū)中繞S形橫向沖刷3次，到達(dá)上鍋筒底部，然后再折轉(zhuǎn)向下進(jìn)入尾部受熱面，通過鱗片式省煤器及管式空氣預(yù)熱器后進(jìn)入爐后水平煙道，再通過除塵器由引風(fēng)機(jī)送入煙囪。,六、鍋爐附屬設(shè)備及系統(tǒng),鍋爐附屬設(shè)備是指在鍋爐本體受壓部件和燃燒設(shè)備以外，保證鍋

9、爐正常運(yùn)行所必需的設(shè)備，包括運(yùn)煤設(shè)備、給水設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、除渣設(shè)備、除塵設(shè)備、水處理設(shè)備和其他附屬設(shè)備等?；鞠到y(tǒng)組成如下：,一、氣體溫度,第四節(jié) 鍋爐煙氣的基礎(chǔ)知識,1.鍋爐煙氣溫度：鍋爐煙道出口處煙氣的溫度。 2.排煙溫度：引風(fēng)機(jī)出口處煙氣的溫度。 3.露點(diǎn)溫度：結(jié)露時(shí)的溫度稱作露點(diǎn)溫度。 4.酸露點(diǎn)溫度： 高溫?zé)煔獬滞?，往往含有三氧化硫，這就使得露點(diǎn)顯著提高，有時(shí)可提高到100以上。因含有酸性氣體而形成的露點(diǎn)稱為酸露點(diǎn)。,二、氣體的濕度,氣體的濕度是表示氣體中含有水蒸氣的多少，即含濕程度，一般有兩種表示方法。 1.絕對濕度 指單位質(zhì)量或單位體積濕氣體中所含水蒸氣的質(zhì)量。當(dāng)濕氣體中水

10、蒸氣的含量達(dá)到該溫度下所能容納的最大值時(shí)的氣體狀態(tài)，稱為飽和狀態(tài)。 絕對濕度單位用kg/kg或kg/時(shí)表示。,2.相對濕度 指單位體積氣體中所含水蒸氣的密度與在同溫同壓下飽和狀態(tài)時(shí)水蒸氣的密度之比值。 由于在溫度相同時(shí)，水蒸氣的密度與水蒸氣的壓強(qiáng)成正比，所以相對濕度也等于實(shí)際水蒸氣的壓強(qiáng)和溫度下飽和水蒸氣的壓強(qiáng)的比值，相對濕度用百分?jǐn)?shù)（）表示。 相對濕度在30%80%之間為一般狀態(tài)，超過80%時(shí)即稱為高濕度氣體。,二、氣體的濕度,三、燃煤鍋爐的煙氣及煙氣量,正常運(yùn)行的鍋爐由煙道排出的空氣、煙塵及其他各種氣體組成的混合氣體稱為煙氣。 1.鍋爐煙氣量：單位時(shí)間內(nèi)由鍋爐煙道口排出的煙氣量稱為鍋爐煙氣

11、量，以m3/h表示。 2.煙氣排放量：單位時(shí)間內(nèi)由煙囪排往大氣的煙氣量稱為煙氣排放量，以m3/h表示。 3.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣量：鍋爐煙氣在溫度為273 K，壓力為101325 Pa時(shí)的煙氣量稱為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣量。簡稱“標(biāo)態(tài)”煙氣量，以Nm3/h表示。 “鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)”中規(guī)定的排放濃度，均指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干煙氣中的數(shù)值。,4.漏風(fēng)量： 由排煙管道，除塵器、脫硫裝置等不密封處漏入排煙系統(tǒng)中的空氣量稱為漏風(fēng)量，以m3/h表示。在工程中漏風(fēng)量越少越好。 5.漏風(fēng)率：漏風(fēng)量占鍋爐煙氣量的比例，以百分?jǐn)?shù)表示。,三、燃煤鍋爐的煙氣及煙氣量,6.過量空氣系數(shù)：燃料燃燒時(shí)對實(shí)際空氣消耗量與理論空氣需要量之比

12、值稱為過量空氣系數(shù)，以“a”表示。當(dāng)鍋爐不完全燃燒情況下，根據(jù)實(shí)測RO2、O2和CO值，按下式計(jì)算a，,三、燃煤鍋爐的煙氣及煙氣量,當(dāng)鍋爐燃燒狀況良好，a還可簡化為：,鍋爐煙氣中煙塵、SO2、NOx的排放濃度應(yīng)按規(guī)定的過量空氣系數(shù)。進(jìn)行折算，見表14。,三、燃煤鍋爐的煙氣及煙氣量,四、初始煙塵濃度和排放煙塵濃度,進(jìn)入除塵器或脫硫裝置前煙氣中煙塵（SO2）濃度稱為初始煙塵（SO2）濃度，經(jīng)除塵器或脫硫裝置后，排出的煙塵（SO2）濃度稱為煙塵（SO2）排放濃度。 鍋爐燃燒中產(chǎn)生煙塵的粒徑分布（分散度），受不同燃燒方式的影響有較大差異，見表1-5。 同時(shí)，由于煤炭中全硫含量相差很大（0.1%10%）

13、，因此煙氣中SO2原始排放濃度也不相同。用低硫煤時(shí)通常為 500700 mg/m3，燃用高硫煤時(shí)可以達(dá)到100020000 mg/m3。,根據(jù)JB/T 1626工業(yè)鍋爐產(chǎn)品型號編制方法，我國國產(chǎn)工業(yè)鍋爐型號由三部分組成，各部分用短橫線相連。 第一部分分三段，分別表示鍋爐型號（用漢語拼音字母代號，見表1-6），燃燒方式（用漢語拼音字母代號，見表1-7），蒸發(fā)量（用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，單位為t/h，熱水鍋爐為供熱量，單位為MW，余熱鍋爐以受熱面表示，單位為m2）。 快裝式水管鍋爐在型號第一部分用K（快）代替表1-6中的鍋筒數(shù)量代號，快裝縱橫鍋筒式鍋爐用KZ（快、縱）代號，快裝強(qiáng)制循環(huán)式鍋爐用KQ（快、

14、強(qiáng)）代號。,第五節(jié) 鍋爐型號,第二部分表示工質(zhì)參數(shù)，對工業(yè)蒸汽鍋爐，分額定蒸汽壓力和額定蒸汽溫度兩段，中間以斜線相隔，常用單位分別為MPa和、蒸汽溫度為飽和溫度時(shí)，型號第二部分無斜線和第二段。 對熱水鍋爐，第二部分由三段組成，分別為額定壓力、出水溫度和進(jìn)水溫度，段與段之間用斜線隔開。,第三部分表示燃料種類及設(shè)計(jì)次序，共兩段，第一段表示燃料種類（用漢語拼音字母代號，見表1-8），第二段表示設(shè)計(jì)次序（用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，原型設(shè)計(jì)無第二段）。,注：1.如同時(shí)燃用幾種燃料，主要燃料放在前面 2.余熱鍋爐無燃料代號,工業(yè)蒸汽鍋爐的型號表示形式見圖1-5。,DZL4-1.25-W 表示單鍋筒縱置式鏈條爐排爐，蒸發(fā)量4