锅炉系统介绍

锅炉系统介绍1、锅炉概述锅炉是由一个“锅”和一个“炉”组成的一种能量转换设备。锅是蓄热和传送热能的设备，它通过介质水和蒸汽，把炉所转化来的热能大量吸收并传递出去进行使用。炉是化学能源物质进行能量转换的场所，并通过受热面将热能传递给水和蒸汽，变成热能和动能并转送出去加以利用。第一章概述锅炉锅炉本体辅助设备锅炉机组锅炉的组成送风机、引风机、燃料供应及制备、除灰、除渣、测量与控制等锅炉的燃烧系统，用以完成煤的燃烧过程。由炉膛、燃烧器、烟道、炉墙构架等非承压部件组成锅炉的汽水系统，用以完成水变成蒸汽的吸热过程。由汽包、下降管、联箱、导管及各热交换受热面等承压部件组成2、锅炉的分类（一）按用途分类：有电站锅炉、工业锅炉和生活用锅炉；（二）按输出介质分类：有蒸汽锅炉、热水锅炉、和汽水两用锅炉；（三）按燃料分类：有燃煤锅炉、燃油锅炉和燃气锅炉；（四）按燃烧方式分类可分为：层燃炉、室燃炉和介于二者之间的沸腾（流化床）炉。层燃炉和沸腾炉只适合于燃煤，而室燃炉煤、油气都可以燃烧。（五）按锅炉水循环方式分类可分为：自然循环锅炉、强制循环锅炉和复合循环锅炉。自然循环锅炉的水在锅内循环的动力来于自身的汽水比重差。强制循环的动力主要来自于给水泵。而复合循环锅炉的动力既有来自汽水比重差，又有给水泵的动力。（六）按蒸汽压力分类可分为：低压锅炉（压力≤2.45MPa）、中压锅炉(压力2.94-4.9MPa)、高压锅炉（压力7.84-10.8MPa）超高压锅炉（11.8-14.7MPa）亚临界压力锅炉（15.7-19.6MPa）和超临界压力锅炉（压力≥22.0）室燃炉室燃炉所用燃料有煤粉、液体燃料和气体燃料，可分别称为煤粉炉、燃油炉和燃气炉。室燃炉的燃料由输送管道通过燃烧器送入炉膛中燃烧，燃烧所需要的空气由一次风管、二次风管以及三次风管分别送入。注意：可以用固体燃料、液体燃料、气体燃料。层燃炉由手工方式或机械方式向炉膛内送煤或其他固体燃料，在炉排上形成燃料层，燃烧所需的空气由风机送入燃料层下的送风仓，透过燃烧层进行燃烧瓜而产生高温烟气。注意：只能用固体燃料沸腾炉沸腾炉所燃用的煤被破碎成10mm以下的颗粒，送入存有大量床料(灰颗粒或石英沙)的炉炉床，炉床下部送入的空气向上以一定流速推动床料，使燃料和料床在炉床中翻滚浮动而呈“流态化”燃烧，这样的料床称为鼓床或流化床。现在常用的为循环流化床锅炉。注意：沸腾炉的燃料也是固体燃料。3、锅炉机组的容量、参数表示锅炉工作特性的基本参数，主要有锅炉的蒸发量、压力、和温度三项。一、额定蒸发量在额定蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，保证热效率时所规定的蒸发量，单位为t/h（或kg/s）注：热水锅炉容量为单位时间的产热量。单位为MW（或万大卡/时）二压强压强：垂直均匀作用在物体单位面积上的压力，称为压强。——用符号P表示。常用单位MPa。*压强一词一般在学术上应用，工程上我们习惯的把压强称为压力。常用压力间的换算关系：1kgf/cm2=0.098MPa≈0.1MPa1MPa＝10.2kgf/cm2≈10kgf/cm2绝对压力：以压力等于零作为测量起点，称为绝对压力(P绝)。相对压力：以当时当地的大气压力作为测量起点，也就是用压力表测出的压力数值，故称为表压力或称为相对压力(P表)。绝对压力和相对压力的换算关系：P绝＝P表＋0.098MPaP表＝P绝—0.098MPa负压:表压小于0时的压力。三温度温度:标示物体冷热的程度。——用符号t表示。常用单位是℃温度是物体内部所拥有能量的一种体现方式，温度越高，能量越大。因此，在同一压力下，过热蒸汽就比饱和蒸汽能够做出更多的功。在规定负荷范围内长期连续运行应能保证的出口蒸汽参数。额定蒸汽压力（对应规定的给水压力），单位是MPa；额定蒸汽温度（对应额定蒸汽压力和额定给水温度），单位是0C锅炉的容量和参数额定蒸汽参数压力级别参数锅炉容量BMCR（t/h）发电功率（MW）蒸汽压力（MPa）蒸汽温度（℃）给水温度（℃）中压3.945015017235，651306，1225高压9.9540205-225220，41050，100超高压13.8540/540220-250420，670125，200亚临界16.8-18.6540/540250-28010252008300600超临界25-27.6545／545-605／605267-3021900-3033600100025545/545267-2771650-2650500，800锅炉的容量和参数我国电站锅炉参数、容量系列锅炉内为什么会有压力呢？蒸汽锅炉是因为锅内的水吸收热量后，由液体状态变成气体状态，其体积增大很多，由于锅炉是密闭的容器，因而限制了水汽的自由膨胀，结果就使锅炉各受压部件受到了水汽压力的作用。而热水锅炉内压力则来自高水位形成的静压力；强制循环采暖系统的热水锅炉，其压力来源于循环泵的压力。4、锅炉型号燃料分类在自然界所处的状态：固体（煤）；液体（原油、重油和渣油）；气体（煤气和天然气）获得方法：天然燃料（未加工）；人工燃料（木炭、焦炭和石油制品）用途：工艺燃料（炼焦、锻造和化工，焦结性好，杂质少）；动力燃料通过燃烧释放热能的可燃物质第二章燃料及其燃烧特性可燃元素C（固定碳和挥发分中的C）、H、S（可燃硫和硫酸盐硫）不可燃元素（内部杂质）O、N不可燃成分（外部杂质）M（内、外）、A可燃气体挥发分rSlyS煤的常规特性煤中的氢、氧、氮、硫与部分碳所组成的有机化合物加热后分解,形成气体挥发出来煤的元素分析成分碳(C)、氢(H)、氧(0)、氮(N)、硫(S)水分(M)、灰分(A)煤的工业分析成分水分(M)、挥发分(V)、灰分(A)、固定碳(FC)煤的元素分析与工业分析收到基（ar）（原应用基y）以入炉煤（包括煤的全部成分）为基准空气干燥基（ad）（原分析基f）以风干状态煤（除外部水分）为基准•干燥基（d）（原干燥基g）以去掉全部水分煤为基准干燥无灰基（daf）（原可燃基r）以去掉全部水分及灰分煤为基准煤的常规特性煤的成分计算基准%100arararararararAMSNOHC%100adadadadadadadAMSNOHC%100ddddddASNOHC%100dafdafdafdafdafSNOHC例题:已知Mar、Mad,试将空气干燥基的各种成分换算成收到基。即推导换算系数K。煤的常规特性煤成分基准间的换算煤的发热量（kJ/kg)单位质量的煤完全燃烧时所释放的热量低位发热量（Qnet）高位发热量减去水蒸气凝结放出的汽化潜热后，称为低位发热量（燃料在锅炉中的实际发热量）。高位发热量(Qgr)煤的理论发热量。由实验测得的弹筒发热量（Qb）减去硫和氮生成酸的校正值确定（式2-9）煤的常规特性煤的发热量氧弹式量热计煤的常规特性标准煤收到基低位发热量为29310kJ/kg的燃料为标准煤(7000大卡)标准煤耗量式中、——分别为标准煤耗量与实际煤耗量29310.netarsbQBBbBsB相关概念煤的常规特性高温下煤灰的熔融性用灰熔点表示，煤灰的角锥法确定变形温度DT（原t1）软化温度ST（原t2）流动温度FT（原t3）判断锅炉运行中是否会结渣的主要因素之一。影响结渣性的主要因素是煤灰分和灰熔点。煤的灰分高、灰熔占低，结渣率就高。煤灰的熔融特性煤的常规特性影响因素煤灰的化学组成煤灰中酸性氧化物（SiO2、Al2O3等）使灰熔点提高；碱性氧化物（Fe2O3、CaO、MgO等）使灰熔点降低煤灰周围高温介质的性质氧化性介质中，灰熔点较高；弱还原性介质中，灰熔点较低煤灰的熔融特性煤的常规特性挥发分VV的含量代表了煤的地质年龄，地质年龄越短，煤的碳化程度越浅,V含量越多煤中V对锅炉工作的影响煤的常规特性对锅炉工作的影响V含量越多（C含量越少），V中含O量亦多，其中的可燃成分相应减少，这时，煤的热值低V含量越多，煤的着火温度低，易着火燃烧V多，V着火燃烧造成高温，有利于碳的着火、燃烧V多，V挥发使煤的孔隙多，反应表面积大，反应速度加快V多，煤中难燃的固定碳含量少，煤易于燃尽水分M、灰分AM、A高，煤中可燃成分相对减少，煤的热值低M、A高，M蒸发、A熔融均要吸热，炉膛温度降低M、A高，增加着火热或包裹碳粒，使煤着火、燃烧与燃尽困难；M、A高，q2、q3、q4、q6增加，热效率下降M、A高，过热器易超温M、A高，受热面腐蚀、堵灰、结渣及磨损加重M、A高，煤粉制备困难或增加能耗煤中M、A对锅炉工作的影响煤的常规特性对锅炉工作的影响灰熔点（ST）灰分在熔融状态下粘结在锅炉受热面上造成结渣，危及锅炉运行的安全性和经济性。对于固态排渣炉，ST1350℃可能结渣硫分S可燃硫的热值低，含量少，对煤的着火、燃烧无明显影响高、低温腐蚀；易造成受热面的堵灰形成酸雨，污染环境燃料中的硫化铁加剧磨煤部件的磨损煤中S、ST对锅炉工作的影响煤的常规特性对锅炉工作的影响我国煤的主要分类指标干燥无灰基挥发分Vdaf含量可分为三大类：褐煤（Vdaf含量＞37%）、烟煤（Vdaf含量＞10%）、无烟煤（Vdaf含量≤10%）煤的分类大类别小类别分类指标挥发份Vdaf(%)灰分(%)水分(%)硫分(%)发热量Qar,net(MJ/kg)灰融特性ST(0C)无烟煤超低挥发份煤6.5～921.0贫煤低挥发份煤9～1918.5烟煤中挥发份煤高挥发份煤19～2727～4016.515.5褐煤超高挥发份煤4011.5dAarMdS煤的分类电厂锅炉用煤分类无烟煤碳化程度高，含碳量很高，达95%，杂质很少，发热量很高,约为25000～32500kJ/kg；挥发分很少，小于10%，Vdaf析出的温度较高（可达400℃），着火和燃尽均较困难,储存时不易自燃煤的分类发电厂煤的分类及燃烧特性褐煤碳化程度低，含碳量低，约为40～50%，水分及灰分很高，发热量低,约10000～21000kJ/kg；挥发分含量高，约40～50%，甚至60%，挥发分的析出温度低（＜200℃），着火及燃烧均较容易煤的分类发电厂煤的分类及燃烧特性烟煤碳化程度次于无烟煤，含碳量较高，一般为40～60%,杂质少，发热量较高,约为20000～30000kJ/kg；挥发分含量较高，约10～45%，着火及燃烧均较容易煤的分类发电厂煤的分类及燃烧特性贫煤挥发分含量10～20%的烟煤挥发份较少，性质介于无烟煤与烟煤之间，燃烧性能方面比较接近无烟煤；劣质烟煤挥发份20～30%；但水分高，灰分更高的烟煤发热量低，为11000～12500kJ/kg这两种烟煤着火及燃烧均较困难煤的分类发电厂煤的分类及燃烧特性锅炉的组成部分：锅的组成部分：汽包(锅筒)、水冷壁、过热器、省煤器；炉的组成部分：炉膛、燃烧器。锅炉本体：炉膛、燃烧器、锅筒、水冷壁、对流受热面、钢架和炉墙等组成锅炉的主要部件，称为锅炉本体。锅炉的其他重要辅机：燃料输配送装置、送引风装置、给排水装置、水处理设备及管道、除尘及除灰、脱硫脱硝系统、控制系统等第三章锅炉的组成及工作过程1、锅筒：锅筒的作用是汇集、储存、净化蒸汽和补充给水。热水锅炉锅筒内全部装的是热水，而蒸汽锅炉锅筒装的是热水喝蒸汽。单锅筒的蒸汽锅炉，锅筒的下半部全部是热水，锅筒的上半部为蒸汽空间。2、水冷壁：水冷壁是布置在水管锅炉炉膛四周的辐射受热面。炉膛内，进入炉膛的燃料与空气混合后着火燃烧产生的高温火焰和烟气，通过辐射把热量传递给四周的水冷壁管，水在冷壁管内受热蒸发产生饱和蒸汽。3、对流管束：电站锅炉的对流受热面包括过热器、再热器、省煤器，工业锅炉的对流受热面则包括对流管束、过热器、省煤器。对带有空气预热器的锅炉，空气预热器从传热的角度看，也可作为对流受热面。炉膛烟气出口处，通常布置数排凝渣管束，以对后面的过热管起到保护作用，防止管束外表面结渣。4、过热器：通过对流换热和辐射热将汽包(锅筒)出来的饱和蒸汽加热至所需参数的过热蒸汽，提高蒸汽品质。5、再热器：布置于过热器后部，烟气通过对流换热将