锅炉第一章 绪论

电厂锅炉原理及设备动力系准备课程：工程热力学、传热学、流体力学、泵与风机后续课程：单元机组集控运行、锅炉运行、热力发电厂、仿真实训整体意识、全局意识沁北电厂（河南)电厂全貌第一章绪论绪论电厂锅炉的作用及设备构成电厂锅炉设备的基本特征锅炉的分类和型号锅炉技术的发展电厂锅炉的作用及设备构成第一节一、锅炉基本概念锅炉是利用燃料在炉内燃烧释放的热能加热给水，产生具有一定质量(温度、压力)的过热蒸汽，送往汽轮机做功。什么是锅炉？“煤锅炉”即锅炉的“通俗”定义：组成功能：提供动力或发电供热、采暖等工业用动力锅炉或电站锅炉供热锅炉或工业锅炉二、火力发电厂生产过程锅炉汽轮机给水乏汽朗肯循环火力发电厂生产过程炉电机燃料化学能首先转化为燃料热能，通过换热转化为工质的热能工质热能首先经喷嘴转化为工质动能，之后推动汽轮机转子转动转化为机械能在锅炉内实现下述过程:在锅炉中进行着三个主要过程:(1)燃料在炉内燃烧,其化学贮藏能以热能的形式释放出来,使火焰和燃烧产物(烟气和灰渣)具有高温。(2)高温火焰和烟气通过“受热面”向工质传递热量。(3)工质被加热,其温度升高或者汽化为饱和蒸汽,或再进一步被加热成为过热蒸汽。二、电厂锅炉的主要设备电厂锅炉的主要设备（一）锅炉机组锅炉本体辅助设备锅炉锅炉的燃烧系统，用以完成煤的燃烧过程锅炉的汽水系统，用以完成水变成蒸汽的吸热过程锅炉本体其余为辅机燃挠器、炉膛、布置有受热面的烟道，汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器、省煤器及空气预热器等。送风机、引风机、给煤机、磨煤机、排粉机、除尘器及烟囱等。锅炉及其辅助设备原煤仓给煤机磨煤机空气预热器排粉风机燃烧器燃烧器炉膛水冷壁屏式过热器高温过热器低温过热器省煤器除尘器引风机烟囱送风机汽包下降管排渣室炉膛中心温度1300～1400℃炉膛出口温度1000℃排烟温度110～160℃进入汽轮机顶棚过热器电站煤粉锅炉机组组成电厂锅炉的工作过程锅炉的组成烟气烟气原煤原煤烟气烟气（二次凤）（一次凤）风、粉风、粉细微灰粒飞灰未燃煤粒未燃煤粒未燃煤粒灰渣灰渣灰渣空气预热器烟囱引风机除尘器灰渣沟排粉风机给煤机磨煤机燃烧器炉膛水平烟道尾部烟道灰渣沟排渣装置冷灰斗冷空气烟气烟气原煤原煤烟气烟气（二次凤）（一次凤）风、粉风、粉细微灰粒飞灰未燃煤粒未燃煤粒未燃煤粒灰渣灰渣灰渣空气预热器烟囱引风机除尘器灰渣沟排粉风机给煤机磨煤机燃烧器炉膛水平烟道尾部烟道灰渣沟排渣装置冷灰斗煤、风、烟系统汽机主凝结水水水汽水混合物化学补充水汽水混合物水水水汽水混合物汽水混合物饱和蒸汽过热蒸汽给水泵省煤器汽包汽水分离器①①下降管下联箱水冷壁上联箱导汽管过热器汽轮机调节级汽水系统各主要设备的作用炉膛：锅炉的燃烧室，将燃料的化学能释放并转变成高温烟气热能。燃烧器：将燃料和燃烧所需的空气送入炉膛，并组织一定的气流结构，使燃料迅速而稳定着火。合理供应空气，组织良好的燃烧过程，使燃料和空气均匀混合，达到完全燃烧。空气预热器：利用尾部烟气的热量，将空气在进入炉膛以前加热到一定温度各主要设备的作用汽包：位于锅炉顶部，是水循环的重要部件。水冷壁：充分利用炉膛高温烟气的辐射热量加热工质，同时保护炉墙，使炉墙内壁温度大大降低。过热器：把汽包出来的饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽，提高电厂效率。再热器：将再热汽轮机高压缸排出的蒸汽再热成一定温度的再热蒸汽，送往中、低压缸。省煤器：给水在进入汽包以前，预先利用尾部烟气的热量加热到某一温度电厂锅炉的基本特征、分类及型号第二节一、电厂锅炉的特性及分类锅炉容量锅炉在额定蒸汽参数（压力、温度）、额定给水温度和使用设计燃料时，每小时的最大连续蒸发量，用De表示，单位t/h（kg/s）。电厂锅炉容量习惯上也用与之配套的汽轮发电机功率来表示，如300MW锅炉。小型De<400t/h（<100MW）中型De＝400~1000t/h（100~200MW）大型De>1000t/h（>200MW）电厂锅炉的特性及分类蒸汽参数锅炉出口处的蒸汽温度和蒸汽压力。蒸汽温度常用符号t表示，单位为℃或K。蒸汽压力用符号p表示，单位为MPa。锅炉设计时所规定的蒸汽温度和压力称为额定蒸汽温度和额定蒸汽压力。低压：p≤2.45MPa中压：p＝2.94～4.92MPa高压：p＝7.84～10.8MPa超高：p＝11.8～14.7MPa亚临界：p＝15.7～19.6MPa超临界：p≥22.1Mpa电厂锅炉的特性及分类燃烧方式对于不同的燃料，锅炉的燃烧方式不同，锅炉的结构也不一样。层燃炉（固定炉排、往复炉排、链条炉）室燃炉（煤粉炉、燃油炉、燃气炉）旋风炉流化床层燃炉具有炉箅，燃料在其上燃烧。空气从炉箅下的配风箱送入，穿过燃料层进行燃烧反应。适用小容量、低参数的工业锅炉。层状燃烧就是将燃料置于固定或移动的炉排上，形成均匀的、有一定厚度的料层，空气从炉排底部通入，通过燃料层进行燃烧反应，采用层状燃烧的锅炉叫层燃炉。室燃炉燃料在炉膛空间悬浮燃烧，是电厂锅炉的主要燃烧方式。前墙布置前后墙对冲布置四角切圆W型火焰旋风炉燃烧室：圆柱形旋风筒燃烧特点：煤粉气流在筒内高速旋转，筒内的高速旋转气流使燃烧加剧，筒内温度很高，一般均为液态排渣。适用燃烧粗的煤粉或煤屑。流化床1-进料口2-溢流口3-布风板4-风室5-埋管流化床炉又叫沸腾炉。结构特点：炉底为一敷有耐火层的多孔布风板床层中的物料为炽热的固体颗粒和少量煤粒，高速空气穿过孔眼时床料上下翻滚，形成“沸腾”状态。燃烧特点：煤粉和空气混合良好，着火燃烧速度快，效率高。电厂锅炉的特性及分类汽水流动方式汽水流动方式是指推动汽水混合物流动的方式，主要是工质在蒸发受热面内流动的动力。而流经蒸发受热面的工质为水和汽的混合物。不同结构的锅炉，汽水混合物可能一次或多次流经蒸发受热面。自然循环锅炉控制循环锅炉直流锅炉复合循环锅炉自然循环锅炉自然循环锅炉中，汽水主要是靠水和蒸汽的密度差产生的压头而循环流动的，锅炉的工作压力愈低（远离临界压力），密度差愈大，循环愈可靠。其特点是：⑴有汽包；⑵动力为水和蒸汽的密度差；⑶循环回路简单，循环倍率K>1；⑷只能工作于亚临界压力下。循环倍率:是指进入上升管的循环水量与上升管出口蒸汽量之比。控制循环锅炉在下降管系统中加装了循环泵，借助循环泵使汽水循环流动。其特点是：⑴循环泵提高水循环的安全性；⑵有汽包；⑶循环回路中受热面布置可自由些，循环倍率K>1；⑷只能工作于亚临界压力以下直流锅炉直流锅炉给水在给水泵压头作用下，顺序一次通过加热、蒸发、过热各个受热面，最后蒸汽过热达到所要求的温度其特点是：⑴没有汽包，只有互相连接的受热面，金属耗量小；⑵工质一次流过蒸发受热面，全部转变为蒸汽，循环倍率＝1；⑶可用于临界压力以下也可设计为超过临界压力复合循环锅炉在直流锅炉和控制循环锅炉的 工作原理 数字放映机工作原理变压器基本工作原理叉车的结构和工作原理袋收尘器工作原理主动脉球囊反搏护理 基础上发展起来的，同时具有两种循环方式。其特点是：⑴没有汽包；⑵低负荷时，按再循环方式运行，循环倍率K>1;高负荷时按直流方式运行，循环倍率K＝1；典型电厂锅炉电厂锅炉的特性及分类整体布置锅炉的整体布置是指炉膛、对流烟道以及各级受热面之间的相对位置。П型Г型塔式T型型布置的优点锅炉高度低、安装方便受热面易布置与烟气成逆流形式尾部烟道烟气向下流，易吹灰送、引风机、除尘器等锅炉辅机可以布置在地面上型布置的缺点占地大烟道转弯引起灰浓度分布不均匀，磨损大转向室空间浪费，尾部受热面布置空间小大容量锅炉燃烧器布置受限制-前后墙布置复杂；尾部烟道与炉膛的截面和高度必须配合型布置的改进型—T型布置锅炉两侧布置尾部烟道，解决受热面布置空间问题，并降低出口烟窗高度但占地更大，系统复杂，一般用于劣质煤2.塔型布置烟气一直向上流动，炉膛呈正方形，适用于褐煤、高灰分劣质烟煤塔型布置的优点占地面积小，烟道短，锅炉小水平悬吊受热面，便于疏水，烟道短，烟气流动均匀、向上流动，磨损小、可取较高烟气速度煤粉管道、燃烧器布置方便热膨胀解决容易（全悬吊结构，只向下膨胀）密封好（受热面管可在一侧集中穿墙）塔型布置的缺点锅炉很高，安装和检修难度高烟风管道长，成本高炉膛和受热面截面匹配要求高空气预热器及送、引风机布置在炉顶，加重钢架的负荷和要求塔型布置的改进—半塔型布置塔型和型相结合把空气预热器和送、引风机、除尘器移到地面上用于烧多灰劣质煤二、电厂锅炉的安全指标1.连续运行小时数：锅炉的连续运行小时数是指两次检修之间的运行小时数（大于4000小时为优）2.事故率：指事故停用小时数占总运行小时数和事故停用小时数之和的百分比可用率3.可用率：指总运行小时数和总备用小时数之和占统计期间总时数的百分比公式公式三、电厂锅炉的经济指标1.锅炉效率：2.钢材使用率：是锅炉生产1t/h蒸汽所用钢材的吨数，一般电站锅炉为2.5～5t/(t/h)。锅炉容量越小，蒸汽参数越高，则钢材使用率越大四、电厂锅炉的型号DG-670/13.7-540/540-M8△△＿ⅩⅩⅩ/ⅩⅩⅩ＿ⅩⅩⅩ/ⅩⅩⅩ＿△Ⅹ制造厂家锅炉容量过热蒸汽压力过热蒸汽温度再热蒸汽温度燃料代号设计序号HG－哈尔滨锅炉厂DG－东方锅炉厂SG－上海锅炉厂第三节锅炉技术的发展发展趋势大容量高参数（温度，压力）再热循环新型燃烧技术（流化床锅炉、新型燃烧器）燃气－蒸汽联合循环锅炉（IGCC、增压流化床、热电气三联供）IGCC（IntegratedGasificationCombinedCycle）整体煤气化联合循环发电系统，是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。它由两大部分组成，即煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。IGCC技术把高效的燃气-蒸汽联合循环发电系统与洁净的煤气化技术结合起来，既有高发电效率，又有极好的环保性能，是一种有发展前景的洁净煤发电技术。饱和水饱和汽朗肯循环再热1-2汽轮机内等熵膨胀；2-3凝汽器等压放热；3-4给水泵等熵压缩；4-1锅炉内等压吸热。4-5下降管未饱和水；5-6水冷壁；6-1过热器火力发电厂中蒸汽动力装置的基本热力循环设备是由蒸汽锅炉、汽轮机、凝汽器和给水泵组成的。工质在热力设备中不断地进行吸热、膨胀、放热、压缩等四个过程，使热能不断的转变为机械能，这就是火力发电厂的朗肯循环。它是最简单的火力发电厂的理论循环。水在水泵中被压缩升压；然后进入锅炉被加热汽化，直至成为过热蒸汽后，进入汽轮机膨胀作功，作功后的低压蒸汽进入冷凝器被冷却凝结成水。再回到水泵中，完成一个循环。课后习题基本概念锅炉容量，层燃炉，室燃炉，旋风炉，自然循环炉，直流锅炉，控制循环炉，连续运行小时数，事故率，可用率，钢材使用率，锅炉效率SG-1025／18.2-540／540-PM7型的含义？