锅炉原理第1章

锅炉原理东北电力大学能源与动力工程学院刘洪宪本课程几点说明1、成绩考核：平时20%+80%平时成绩：考勤+作业+实验2、答疑地点、时间二教711、周四下午3、缺课1/3以上者或没实验成绩者不允许参加考试。不要迟到。内容多学时少内容杂（流力、热力、传热、材料力学、理论力学、物理、化学）体系乱锅炉原理课程的特点第一章绪论世界主要发电方式√火力发电厂的组成火力发电厂三大主机：锅炉、汽轮机、发电机三大动力设备厂商（上海、哈尔滨、东方）锅炉汽轮机发电机蒸汽的热能转子机械能燃料的化学能火力发电厂的能量转换过程电能一、电厂锅炉的作用及组成（一）电厂锅炉的作用锅炉的主要作用是通过燃料在炉内的燃烧放热，将锅内工质由水加热成具有一定质量的过热蒸汽，供汽轮机使用。1-1电厂锅炉的工作过程及作用锅炉机组由锅炉本体设备和辅机设备组成。（二）电厂锅炉的组成1、锅炉本体（锅+炉）锅（汽水系统）炉（燃烧系统）锅（汽水系统）：省煤器再热器水冷壁下降管汽包过热器联箱锅炉蒸汽的压力是如何产生的？锅炉承压设备中哪个压力最高？炉（燃烧系统）：炉膛烟道点火装置炉墙钢架燃烧器空气预热器辅助系统BECDA烟风系统燃料运输系统制粉系统除灰除尘系统脱硫脱硝系统2、辅助设备二锅炉机组的工作过程燃煤锅炉的主要工作过程煤粉制备和燃烧过程空气预热过程给水加热、汽化、过热（再热）热过程排渣除灰过程锅炉机组工作原理煤场煤矿原煤仓铁路输煤皮带卸煤设备：是将煤从车厢中卸出的设备。对卸煤设备要求：卸煤的速度要快，要彻底干净且不损伤车厢。目前我国常用的有螺旋卸车机、翻车机、自卸式底开车厢等几种方式。1、输煤系统翻车机2、翻车机：(1)转子式翻车机（2）侧倾式翻车机3、自卸式底开车厢制粉系统二次风燃烧器炉膛冷空气空气预热器送风机烟囱除尘器引风机烟道脱硫脱氮系统2、送引风与燃烧系统：平衡通风：空气送入：送风机烟气吸出：引风机原煤3.制粉系统原煤仓给煤机磨煤机煤粉分离器锅炉燃烧器排粉机4.汽水系统：补给水凝结器（主凝结水）凝结水泵低压加热器除氧器给水泵再热器中压缸低压缸水冷壁高压加热器汽包高压缸过热器下降管省煤器冷灰斗捞渣机破碎机灰渣池烟气除尘器细灰综合处理5、排渣除灰过程：燃烧产生的大块熔渣（约占总灰量的10～20%），经水冷壁冷却形成固态渣由炉底排放→经碎渣机破碎；烟气中携带的细灰粒（约占总灰量的80～90%），经除尘器将细灰从烟气中分离出来，由除灰系统送往灰场；锅炉运行中沉积到受热面上的细灰由吹灰器清除进入除灰系统。6、脱硫脱硝系统分离出来的气体经过吸风机排往烟囱。为了减少SO3、SO2、NOx等有害气体对大气的污染，现代锅炉还设有烟气脱硫脱氮装置。辅助（制粉、除灰、调节、化学水处理、蒸汽净化）目的：找出锅炉生产过程所涉及的物理化学过程，哪些是必要过程，哪些是有害过程必要过程：主要（燃烧、蒸发、传热、流动）有害过程烟气侧（腐蚀、磨损、积灰、结渣）工质侧（带盐、沉积）生产过程分析（影响锅炉安全、经济性）研究锅炉原理的目的：使有害过程得到抑制或彻底消除使必要过程得以安全经济的进行第二节电厂锅炉设备的基本特征蒸发量：锅炉单位时间产生的蒸汽量t/h1、额定蒸发量（De）锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度、使用设计燃料并保证锅炉效率时的蒸发量。一、电站锅炉的蒸汽参数及容量也习惯用相应电功率来表示锅炉容量：如：300MW锅炉、600MW锅炉等。3、锅炉的温度和压力：主蒸汽参数指的是锅炉过热器出口的温度、压力。具有再热循环的锅炉再热温度指的是再热器出口温度。4、给水温度：给水进入省煤器入口的温度。2、最大连续蒸发量（MCR）最大连续蒸发量通常为额定蒸发量的1.03～1.2。锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度、使用设计燃料，长期连续运行时所能达到的最大蒸发量。二、对电厂锅炉的要求1、蒸汽量的要求：能产生一定数量的蒸汽负荷适应性；2、蒸汽质的要求：蒸汽的质量符合要求参数（P，T）杂质含量,%10011qQQrgl3、有较好的经济性锅炉效率初投资钢材使用率：t/(t/h)锅炉有效利用热量占锅炉输入热量的百分比锅炉单位容量所耗钢材量统计期间总小时数总备用小时数总运行小时数可用率可用率：事故率：总事故停炉小时数总运行小时数总事故停运小时数事故率连续运行小时数：4、有较好的安全性两次检修之间运行的小时数。全厂事故70%为锅炉事故其中60%～70%为四管（省煤器、水冷壁、过热器、再热器）泄漏5、对负荷和煤种有一定的适应性对负荷：要求低负荷下的安全性对煤种：要求煤种变化时的安全性第三节锅炉的分类和型号一、锅炉的分类1、按锅炉用途分：220t/h、410t/h、670t/h；1000t/h、2000t/h、2650t/h、2953t/h工业锅炉(工业生产工艺用汽或供暖)，电站锅炉(发电)，热水锅炉(民用采暖或供热)2、按电站锅炉容量分：大型、中型、小型3按蒸汽压力分类低压(P2.5ＭPa)中压(P3.9ＭPa)高压(P10.8ＭPa)超高压(P14.7ＭPa)亚临界压力(P15.7～19.6ＭPa)超临界及超超临界压力(P25～40ＭPa)。4按排渣方式分类固态排渣锅炉液态排渣锅炉5按炉膛压力分类：负压（微负压）锅炉正压（微正压）锅炉增压锅炉6按燃烧方式分类室燃炉旋风炉流化床、循环流化床锅炉层燃炉燃油、煤粉、燃气锅炉7按蒸发受热面循环方式分类自然循环、控制循环、直流锅炉、复合循环锅炉复合循环锅炉自然循环锅炉循环流动过程的推动力由下降管与上升管内工质的密度差产生的，这种锅炉就叫自然循环锅炉单位时间内进入蒸发管的循环水量与产生蒸汽量之比。循环倍率：控制循环锅炉循环流动过程的推动力不仅由下降管与上升管内工质的密度差产生，而且主要来自锅水循环泵，这种锅炉就叫控制循环锅炉。直流锅炉：工质在给水泵推动下一次通过所有受热面。自然循环锅炉与控制循环锅炉有许多相似之处：都有汽包。给水加热、蒸发、过热有明显分界。为什么说超临界压力下只能采用直流锅炉？ΔΔ—×××/×××—×××/×××—Δ×第一组为符号，锅炉厂汉语拼音的缩写；第二组为数字，锅炉容量和过热蒸汽压力；第三组为数字，过热蒸汽和再热蒸汽出口温度；第四组中，符号表示燃料，数字表示设计序号。例：HG-1100/17.5-541/541-HM1五、锅炉型号六、大型锅炉本体布置型式：1、Π形布置2、Г形布置3、塔式布置4、箱式布置Π形布置塔形布置表1-1、中国电站锅炉的蒸汽参数及容量蒸汽压力(ＭPa)蒸汽温度(℃)给水温度(℃)ＭＣＲ*(t/h)发电功率(ＭＷ)9.9540205～225220，41050，10013.8540/540220～250420，670125，20016.8～18.6540/540250～2801025～2008300，60017.5540/5402551025～1650300，50025.4541/566280190060025.0545/545267～2771650～2650500，800表1-2亚临界压力自然循环及控制循环锅炉的容量和参数机组功率ＭＷ300300600600循环方式自然循环自然循环自然循环控制循环过热蒸汽流量MCR102510252026.82008过热蒸汽压力MPa18.218.318.1918.22过热蒸汽温度℃540540540.6540.6给水温度℃276278276278.33燃煤量T/H136.61122.6264.4269.9燃烧方式四角燃烧对冲燃烧对冲燃烧四角燃烧表1-3超临界压力直流锅炉及低倍率循环锅炉的容量和参数机组功率ＭＷ600800500过热蒸汽流量MCR190026501650过热蒸汽压力MPa25.425.017.46过热蒸汽温度℃541545540给水温度℃286277255燃煤量T/H336.5燃烧方式四角燃烧对冲燃烧对冲燃烧水冷壁型式螺旋管圈垂直管屏垂直管屏1-4锅炉技术的发展一、我国电厂锅炉发展概况二、锅炉的发展趋势（一）锅炉容量和蒸汽参数（二）锅炉燃烧技术（三）燃气－蒸汽联合循环机组的锅炉整体煤气化联合循环增压流化床锅炉的联合循环电站热力系统