燃煤电厂锅炉部分概述

燃煤电厂锅炉部分概述2015年03月•燃煤电厂锅炉部分概述提纲一．锅炉作用及分类二．燃煤锅炉运行流程简介三．风烟系统四．汽水系统五．制粉及辅助系统六．我公司锅炉简介一．锅炉作用及分类火电厂三大主机是锅炉、汽轮机、发动机。锅炉的任务：是使燃料通过燃烧将化学能转变为热能，并以此热能加热水，使其成为一定数量和质量（压力和温度）的蒸汽。锅炉的主要工作：燃料的燃烧、热量的传递、水的汽化和蒸汽的过热。燃料的化学能→热能。燃料按状态不同分为三类，固体、液体和气体。煤是我国电厂锅炉的主要燃料。煤中的元素组成，一般是指有机物中的碳（C）、氢（H）、氮（N）、氧（O）、硫(S)的含量。其中碳（C）是煤发热的主要来源。每公斤碳完全燃烧可放出约7800kcal的热量。分类形式按使用燃料燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉按工作参数低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉、亚临界压力锅炉、超临界压力锅炉、超超临界压力锅炉按燃烧方式四角切圆、前后墙对冲、W型火焰燃烧按汽水循环方式自然循环锅炉、辅助循环锅炉、直流锅炉、直流复合锅炉按排渣方式固态排渣炉、液态排渣炉按形状倒U型、Π型、塔式二.燃煤锅炉运行流程简介•锅炉是由“锅”和“炉”两大部分组成。•“锅”就是锅炉的汽水系统，由省煤器、水冷壁、过热器、再热器等设备组成。它的任务是使水吸热蒸发，最后变成一定参数的过热蒸汽。其过程是：给水由给水泵打入省煤器逐渐吸热，温度升高的水进入汽水分离器，经下降管进入水冷壁循环吸热，并蒸发成饱和蒸汽；饱和蒸汽在汽水分离器中经分离，进入过热器逐渐吸热成为合格过热蒸汽，送往汽轮机；过热蒸汽在汽轮机高压缸做功后，经导气管送至锅炉再热器形成高温再热蒸汽进入中、低压缸做功。•“炉”就是锅炉的燃烧系统，由炉膛、烟道、喷燃器及空气预热器等组成。其工作过程：一次风机、送风机将空气送入空气预热器中吸收烟气热量并送入热风道：一股至制粉系统作为一次风携带煤粉送入喷燃器，一股进入二次风箱给煤粉助燃。经磨煤机碾磨煤粉与一、二次风经喷燃器喷入炉膛进行燃烧放热，将热量传递给水冷壁、省煤器、过热器、再热器。传热过程中烟气温度不断降低，最后经引风机送入烟囱排入大气。三.风烟系统•锅炉风烟系统是只有燃烧生成的烟气与空气组成的系统。主要包括一、二次风管，燃烧器，炉膛，烟道，空气预热器，引风机和送风机，脱硫装置及烟囱等设备组成。•其流程：一次风携带煤粉冷空气送（一次）风机空气预热器燃烧器二次风炉膛内燃烧生成烟气炉膛各受热面换热引风机脱硫\脱硝装置烟囱。•锅炉风机及作用1.送风机：为锅炉提供燃烧用空气。2.一次风机：干燥并输送煤粉进入炉膛；3.引风机：将燃烧后烟气抽出炉膛。一般都是50%容量配置即双送双吸双一次风机，通常称为六大风机。•离心风机：离心风机是利用离心力来工作，通过叶片的旋转使流体产生离心力从而流动。•轴流风机•轴流风机气体受叶片推挤作用获得能量，提高压力，经导流叶片由轴向压出。风的流向和轴是平行的。•空气预热器1.作用：空气预热器是利用排烟预热加热空气的热交换器。空气预热器使燃烧和制粉所需要的空气温度得到提高。同事降低排烟温度，减少排烟损失。2.分类：按传热方式分传热式和蓄热式（回转式）两大类。传热式多为管式空气预热器，蓄热式多为回转式空气预热器。三分仓回转式空气预热器•燃烧器1.作用：将携带煤粉的一次风和助燃用的空气（二次风）在进入炉膛时充分混合，并使煤粉及时着火和稳定燃烧。2.分类：按出口气流特性，分为直流式和旋流式。出口气流为直流射流的是直流燃烧器。出口气流含有旋转射流的是旋流燃烧器。直流燃烧器（四角切圆）旋流燃烧器四.汽水系统•作用：吸收燃料放出的热量，使水蒸发成饱和蒸汽。•组成：汽水分离器（汽包）、下降管、省煤器、联箱、水冷壁、过热器、再热器。•流程：预热蒸发过热•省煤器1.省煤器是利用锅炉尾部烟气热量加热锅炉给水的热交换设备。2.省煤器是汽水系统中的承压部件，其主要作用是：1）节省燃料。2）降低了锅炉造价。3）改善了汽包的工作条件，延长其使用寿命。3.分类光管省煤器肋片省煤器鳍片省煤器膜式省煤器•汽水（启动）分离器汽水分离器是启动初期利用汽水密度差进行汽水重力分离。在锅炉非直流状态（启动初期）运行时等同一般意义上的汽包。•水冷壁1、作用:①吸收炉膛辐射热量，使水部分蒸发成饱和蒸汽。②保护炉墙，简化炉墙结构，还可防止炉墙结渣。③节省金属，降低锅炉造价。2.流程下降管汽包（汽水分离器）联箱水冷壁垂直水冷壁+内螺纹管螺旋水冷壁+内螺纹管负荷变化和煤种变化适应性对比炉膛水冷壁型式节流圈为针对锅炉某一负荷、某一煤种而设计。由于节流圈的固有特性，对所有负荷进行流量合理分配、调节较为困难；机组运行一段时间，节流圈将不可避免地结垢，偏离设计值。对煤种变化、炉膛结渣等所引起的炉膛热负荷变化适应性较差。采用较高质量流速设计，且进口不需装设节流圈，螺旋管圈水冷壁的传热、流量分配和介质出口温度等不会受到燃烧器、磨煤机切换等工况的影响。对煤种变化、炉膛结渣以及机组负荷变化所引起的吸热量的变化适应性好，变负荷、变压运行能力强螺旋管圈+内螺纹管漩涡效果重力作用管子内表面充满了液体螺旋管圈水冷壁•对于超临界变压运行锅炉，螺旋管圈水冷壁是首先应用于超临界变压运行锅炉的水冷壁型式。•炉膛水冷壁采用螺旋管圈＋垂直管圈方式【即下部炉膛的水冷壁采用螺旋管圈（内螺纹管），上部炉膛的水冷壁为垂直】，保证质量流速符合要求。•水冷壁采用全焊接的膜式水冷壁•水冷壁采用一次中间混合联箱来实现螺旋管至垂直水冷壁管的过渡•过热器、再热器1.过热器和再热器的作用•过热器：将饱和蒸汽加热成具有一定过热度的过热蒸汽。•再热器：将汽轮机高压缸排汽加热成具有一定温度的再热蒸汽。2.过热器和再热器的工作特点①工质温度高、传热性能差，处于高温烟气段，金属壁温高，达到金属使用极限。②锅炉参数提高，容量增大，锅炉各受热面数量和位置发生变化，过热受热面向炉膛移动（辐射式过热器），工作条件更差；③设计或运行不当，很容易引起受热面金属超温，长期超温会造成爆管，工质泄漏，停机，是锅炉故障最多的部件之一。组装好的屏式过热器吊装的低温过热器四.制粉及辅助系统•制粉系统作用：连续得到满足细度和水分要求的煤粉。•组成：原煤斗、给煤机、磨煤机、粗\细粉分离器等。•制粉系统的分类1．直吹式制粉系统原煤→磨煤机→炉膛→燃烧要求磨煤机的负荷随锅炉的负荷变化。2．贮仓式制粉系统磨煤机制粉量可以与锅炉的负荷不同。原煤→磨煤机→细粉分离器→细粉→煤粉仓→给煤机→炉膛→燃烧→乏气→炉膛→燃烧•原煤仓原煤仓是储备原煤的容器，保证给煤机正常供给磨煤机的用煤，调节了输煤系统与多台磨煤机的供需关系。•给煤机给煤机的作用是按要求的数量均匀地将原煤送入磨煤机中，多采用皮带式给煤机。•磨煤机1.磨煤机的工作原理—干燥、磨制。2.磨煤机的分类：a．根据转速分类1）低速磨煤机：15~25rpm；钢球磨煤机，常用2）中速磨煤机：50~300rpm；常用3）高速磨煤机：750~1500rpmb．常见磨煤机的几种类型1）钢球磨煤机。属于低速磨煤机；2）双进双出钢球磨煤机。属于低速磨煤机；3）碗式磨煤机。属于中速磨煤机；4）轮式磨煤机。属于中速磨煤机；5）球环磨煤机。属于中速磨煤机；6）平盘磨煤机。属于中速磨煤机；7）风扇磨煤机。属于高速磨煤机；3.磨煤机的出力煤粉制备既有细度要求，也有干燥程度的要求，包括磨煤出力和干燥出力。1、磨煤出力—磨煤机每小时所能磨制加工的原煤吨数。2、干燥出力—进入磨煤机的干燥剂每小时能把原煤水分干燥到煤粉水分的原煤吨数。磨煤出力是主要的，干燥出力与之配合，二者必须匹配。干燥介质（风）为入磨热风。4.直吹式制粉系统特点1）制粉量随锅炉负荷变化而变化；2）锅炉燃烧调整与制粉系统调整紧密相关；3）磨煤机调整和维护工作较多；4）均匀给煤并保持合理的风煤比；5）多台磨煤机同时运行时，应保持各台磨煤机负荷基平衡。六、我公司锅炉简介•锅炉总体简介本工程锅炉为上海电气集团股份有限公司产品。型式：超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉、单炉膛、一次中间再热、采用切圆燃烧方式、平衡通风、紧身封闭、固态排渣、全钢悬吊结构Π型锅炉。序号名称单位数值1锅炉最大连续蒸发量（BMCR）t/h11502过热器出口蒸汽压力MPa（a）25.43过热器出口蒸汽温度℃5714再热器出口蒸汽温度℃5695锅炉保证热效率％94.36给水温度（B-MCR）℃295主要参数•制粉系统本工程推荐采用中速磨煤机冷一次风机正压直吹系统。每台炉配5台中速磨煤机和5台给煤机。磨制设计煤种时，4台磨煤机的总出力不小于锅炉最大连续蒸发量时所耗煤量的110%，磨制校核煤种时，5台磨煤机检修前状态的总出力不小于锅炉最大连续蒸发量时所耗煤量。每台炉设5只钢煤斗，每只煤斗的有效容积为350m3，4只钢煤斗的储煤量可满足设计煤种BMCR工况8.0小时的耗煤量。每台炉配5台电子称重式给煤机，每台磨煤机配一台，出力6～60t/h，满足磨煤机连续满负荷运行的要求。•烟风系统烟风系统按平衡通风设计。空气预热器采用容克式三分仓，分成一次风、二次风和烟气系统三个部分。一次风系统设2台50%容量的变频离心式风机，一次风量的调节利用变频器调节转速实现。在一次风空预器入口设有暖风器，以提高一次风温度，防止空预器低温腐蚀。二次风系统配有两台50%容量动叶可调轴流式送风机，二次风量利用改变送风机动叶角度来调节。在二次风空预器入口设有暖风器，以提高二次风温度，防止空预器低温腐蚀。烟气系统烟气经过尾部受热面、脱硝装置、二级省煤器、空气预热器、低温省煤器、静电除尘器、脱硫装置和烟囱排向大气。在除尘器后设有两台50%容量的动叶可调轴流式引风机。本期工程两台炉合用一座高210米烟囱，出口内径7.5米。•汽水系统本工程锅炉为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉。超临界：气、液两相呈平衡状态的点叫临界点。在临界点时的温度和压力称为临界温度和临界压力。高于临界温度和临界压力而接近临界点的状态称为超临界状态。处于超临界状态时，气、液两相性质非常接近。其兼有液体和气体的双重特性，密度接近于液体，粘度和扩散系数接近于气体。高于临界温度和临界压力而接近临界点的状态称为超临界状态。直流炉：给水在给水泵压力作用下，顺次连续流过加热、蒸发、过热各区段受热面。一次将给水全部加热成过热蒸汽。锅炉主要设备名称谢谢大家！不足之处，敬请指正！