動(dòng)力工程2-鍋爐

1、第三章 鍋爐設(shè)備,,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,2,第一節(jié) 電廠鍋爐概述,一、鍋爐設(shè)備的工作過(guò)程鍋爐設(shè)備的任務(wù)是使燃料通過(guò)燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并以此熱能加熱水，使其成為一定?shù)量和質(zhì)量的水蒸汽。電廠鍋爐的特點(diǎn)：容量大、參數(shù)高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、機(jī)械化和自動(dòng)化程度高。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,3,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,4,鍋爐的組成(爐內(nèi)、鍋內(nèi)),鍋爐雖是一個(gè)

2、整體，但從功能上可分成“爐側(cè)”、“鍋側(cè)”,爐,鍋,煤、空氣、煙,水、汽,制粉系統(tǒng),燃燒系統(tǒng),風(fēng)煙系統(tǒng),汽水系統(tǒng),,,,,視頻,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,5,本體與輔機(jī),本體：爐膛、煙道、汽水系統(tǒng)（包括受熱面、汽包、聯(lián)箱和連接管道）、爐墻和構(gòu)架等；鍋爐本體簡(jiǎn)介.MPG輔助設(shè)備：送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、制粉系統(tǒng)、給水設(shè)備和除灰除塵設(shè)備。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,6,鍋爐的生產(chǎn)過(guò)程(CAI教學(xué)軟件演

3、示),2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,7,,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,8,鍋爐的工作過(guò)程,制粉系統(tǒng),燃料輸送?碎煤機(jī)?除鐵器?磨煤機(jī)?由一次風(fēng)送入爐內(nèi),風(fēng)煙系統(tǒng),送風(fēng)機(jī) 引風(fēng)機(jī) 一、二次風(fēng),汽水系統(tǒng),省煤器?汽包?水冷壁?過(guò)熱器,,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,9,,二、鍋爐設(shè)備的工作特性蒸發(fā)量（D） 蒸發(fā)量是表征鍋爐容量大小的指標(biāo)，它是指鍋爐每小時(shí)所能生產(chǎn)的蒸

4、汽量。單位是 t/h 。蒸汽參數(shù) 是指鍋爐在額定工況或最大連續(xù)工況下，過(guò)熱器出口處蒸汽的壓力（Mpa）和溫度（℃）及再熱蒸汽的溫度（℃） 。給水溫度 是指鍋爐在額定工況或最大連續(xù)工況下，省煤器入口處的水溫。鍋爐效率（?b） 指鍋爐生產(chǎn)蒸汽的吸熱量占鍋爐輸入燃料熱量的百分比。鍋爐效率的大小表明了燃燒熱量的有效利用程度。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,10,型號(hào),HG – 2008 / 18.2

5、- HM3,制造廠 蒸發(fā)量t/h 額定壓力MPa 煤種 SG 220 50MW 高壓 褐煤DG 410 100MW 高壓 煙煤WG 670 200MW 超高壓 無(wú)煙煤國(guó)外 1000 300MW 亞臨界,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,11,,三、

6、鍋爐的分類(lèi) 電廠鍋爐的分類(lèi)方法很多，常見(jiàn)的幾種主要分類(lèi)方法如下：按其所用的燃料分類(lèi)，可分為燃煤爐、燃油爐和燃?xì)鉅t等。按鍋爐的蒸汽參數(shù)（主要是壓力）分類(lèi)，可分為高壓、超高壓、亞臨界壓力和超臨界壓力鍋爐。（如下表所示）,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,12,按水冷壁內(nèi)工質(zhì)的流動(dòng)動(dòng)力分類(lèi)，可分為自然循環(huán)鍋爐、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐和直流鍋爐。燃煤爐按其燃燒方式不同可分為室燃爐（即煤粉爐）、層燃爐、旋風(fēng)爐和沸騰爐。室燃爐按

7、其排渣方式分，可分為固態(tài)排渣爐和液態(tài)排渣爐。按通風(fēng)方式分，可分為平衡通風(fēng)鍋爐和微正壓鍋爐。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,13,第二節(jié) 鍋爐燃料及其燃燒,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,14,燃料設(shè)計(jì)：爐型、整體結(jié)構(gòu)與布置運(yùn)行：燃燒的穩(wěn)定性、結(jié)渣、積灰等經(jīng)濟(jì)安全問(wèn)題輔機(jī)選型燃燒系統(tǒng)燃燒系統(tǒng)對(duì)火力發(fā)電機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響結(jié)渣爆管等問(wèn)題,重要性,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋

8、爐設(shè)備,15,一. 煤的成分,煤是遠(yuǎn)古植物遺體隨著地殼變動(dòng)被埋入地下，長(zhǎng)期處在地下溫度、壓力較高的環(huán)境中，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的生物、化學(xué)變化逐漸形成的。,煤的成分,可燃成分,硫,氮,氧,氫,碳,水分,灰分,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,16,二、、煤的元素分析與工業(yè)分析,1、元素分析 Ultimate Analysis,指對(duì)煤中碳、氫、氧、氮、硫五種元素分析的總稱(chēng)。用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示。,1）碳（C）：含量最多(50-90%)；是

9、發(fā)熱量的主要來(lái)源；隨煤化程度而增加；,2）氫（H）：含量少（1－6%）；主要存在于揮發(fā)分（CmHn）中；發(fā)熱量很大120MJ/kg，影響整個(gè)煤的發(fā)熱量，并影響著火。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,17,4）硫（S）：含量少，有害物質(zhì)。　低溫腐蝕、高溫腐蝕、大氣污染?酸雨,元素分析－－繁－－元素分析儀－－科研機(jī)構(gòu)工業(yè)分析－－易－－加熱干燥－－－電廠,3）氧（O）和氮（N）：不要燃成分，含量較少?！?NOx的三種生成

10、機(jī)理 （快速反應(yīng)、溫度型、燃料型） 低污染燃燒技術(shù),2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,18,2）揮發(fā)分Volatile (V),將失去水分的煤，隔絕空氣，加熱至900℃，使燃料中的有機(jī)物分解而釋放出的氣體,主要成份：CmHn、H2、CO、H2S等可燃?xì)怏w；　　　　　O2、CO2、N2等不可燃?xì)怏w,3）灰分Ash (A),4）固定碳Fixed Carbon (F

11、C),按照煤的著火、燃燒過(guò)程中各成分的變化，分析煤中水分、揮發(fā)分、固定碳、灰分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。,2、工業(yè)分析 Proximate Analysis,1）水分Moisture (M),2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,19,三、燃料的技術(shù)特性指標(biāo)發(fā)熱量 燃料的發(fā)熱量通常是指每千克應(yīng)用基燃料完全燃燒時(shí)所發(fā)出的熱量。 當(dāng)計(jì)入燃料燃燒后水蒸汽凝結(jié)成水所放出的汽化潛熱時(shí)，發(fā)熱量稱(chēng)為高位發(fā)

12、熱量；不計(jì)入這部分熱量時(shí)，發(fā)熱量稱(chēng)為低位發(fā)熱量。實(shí)際上，鍋爐中所能利用的是低位發(fā)熱量。標(biāo)準(zhǔn)燃料：世界各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)燃料的低位發(fā)熱量均統(tǒng)一規(guī)定為7000 kcal/kg (即：29308 kJ/kg),2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,20,,揮發(fā)物含量（揮發(fā)分）將煤與空氣隔絕，加熱至850℃，水分先被蒸發(fā)出來(lái)，繼續(xù)加熱就會(huì)逸出一部分氣態(tài)物質(zhì)，包括碳?xì)浠衔?、氫、氧、氮、揮發(fā)性硫和一氧化碳等氣體。這些氣態(tài)物質(zhì)稱(chēng)為揮發(fā)分，用重量

13、百分?jǐn)?shù) Vr % 表示。揮發(fā)分高的煤不僅容易著火，而且燃燒比較穩(wěn)定，易于燃燒完全；而揮發(fā)分低的煤則相反。根據(jù)煤中揮發(fā)分的高低，把煤分為三類(lèi)： 無(wú)煙煤（ 又稱(chēng)：白煤，Vr ＜10%）、煙煤（ Vr =10 ~ 45%）和褐煤（ Vr ＞40%）。 無(wú)煙煤是成煤年代最久的煤，揮發(fā)分最低；褐煤是成煤年代較晚的煤，揮發(fā)分和灰分都較高，但發(fā)熱量較低。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,21,,固定碳含量

14、揮發(fā)分逸出后殘留下來(lái)的固體物質(zhì)稱(chēng)為焦碳，焦碳的主要成分是可燃燒的固定碳和灰分。 焦炭隨煤的品種不同而呈粉末狀或粘結(jié)為塊狀。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,22,煤灰熔融性,(a) 未加熱的試樣； (b) 開(kāi)始變形溫度DT；(c) 開(kāi)始軟化溫度ST；(d) 開(kāi)始流動(dòng)溫度FT；,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,23,灰的熔點(diǎn),當(dāng)灰分所處溫度達(dá)到軟化溫度ST值時(shí)，就開(kāi)始具有結(jié)渣的可能性，習(xí)慣上將S

15、T用以代表灰的熔點(diǎn)。通常:ST＞1400℃稱(chēng)為難熔灰；ST＝1200～1400℃稱(chēng)為中熔灰；ST＜1200℃稱(chēng)為易熔灰。ST值越高，越不易造成結(jié)渣。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,24,四. 煤的分類(lèi),煤的成分隨著地質(zhì)年代的長(zhǎng)短有所變化。埋藏年代越久，碳化程度越深，揮發(fā)物含量越少，碳的含量越多。主要根據(jù)揮發(fā)分并參考水分、灰分的含量來(lái)分類(lèi)：無(wú)煙煤(anthracite)：Vdaf＜10％貧煤：Vdaf=l

16、0～20％煙煤(bituminous)：Vdaf＝20～45％褐煤(brown coal)：Vdaf＝40～50％， 甚至達(dá)60％。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,25,,1．無(wú)煙煤無(wú)煙煤的揮發(fā)分含量最低；含碳量很高，一般C＞40％，最高可達(dá)90％；灰分不高，一般A＝6～25％；水分很低，M＝1～5％。發(fā)熱量較高，不易點(diǎn)燃，燃盡也不容易，焦炭無(wú)粘結(jié)性,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,2

17、6,2．貧煤其燃燒性質(zhì)接近于無(wú)煙煤，難以著火和燃盡。碳化程度比無(wú)煙煤低，發(fā)熱量較高，一般不結(jié)焦。3．煙煤(bituminous) 揮發(fā)分含量較高，變化范圍寬。碳化程度較無(wú)煙煤淺，含碳量C＝40～60％，少數(shù)能達(dá)到75％；一般灰分不大，水分適中；發(fā)熱量也相當(dāng)高，大多數(shù)煙煤都容易點(diǎn)燃，燃燒快，燃燒時(shí)火焰較長(zhǎng)。多數(shù)具有或強(qiáng)或弱的焦結(jié)性。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,27,4．褐煤(brown coal)碳

18、化程度較低，呈褐黑色，尚有清楚木紋，易風(fēng)化成粉末揮發(fā)物含量高，易于著火和燃燒 5．其它低質(zhì)煤洗中煤、煤泥和泥煤。泥煤比褐煤地質(zhì)年代更短，這種煤易碎，但不結(jié)焦，泥煤在我國(guó)發(fā)現(xiàn)的極少。油頁(yè)巖是一種淡灰色或暗褐色的石油礦石，其灰分極高，達(dá)60～80％，因此發(fā)熱量很低，煤矸石則是采煤時(shí)的下腳料，它的熱值更低，灰分更高。這些低質(zhì)燃料除了采用流化床燃燒外，其他燃燒方法無(wú)法燃用。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,28,五、

19、燃料的燃燒過(guò)程 煤的燃燒過(guò)程大體可按進(jìn)行的時(shí)間分為三階段：預(yù)熱階段 包括燃料的預(yù)熱、烘干和揮發(fā)分的分解逸出等過(guò)程。這一階段還沒(méi)開(kāi)始燃燒。燃燒階段 燃料中的可燃成分（先是揮發(fā)分，然后是焦炭）與氧在高溫下進(jìn)行劇烈的燃燒反應(yīng)，放出大量的熱。燃盡階段 焦炭質(zhì)點(diǎn)已所剩無(wú)幾，灰分占多數(shù)，可燃?xì)怏w更少。燃料完全燃燒必須具備的四個(gè)條件保持足夠高的爐膛溫度；供給適量的空氣；有良好的燃燒設(shè)備保證空氣與燃料能很好的接觸

20、和混合；保證燃燒足夠需要的時(shí)間并提供一定的空間環(huán)境。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,29,六、過(guò)量空氣系數(shù)（?） 實(shí)際供給的空氣量Vk與理論空氣量V0之比，稱(chēng)為過(guò)量空氣系數(shù)。,? 的大小能在一定程度上反映燃燒過(guò)程的經(jīng)濟(jì)型和運(yùn)行操作的技術(shù)水平。? 總是沿著煙氣的流動(dòng)方向，即從鍋爐爐膛到后面的各段煙道逐漸增大，這是因?yàn)殄仩t爐膛及其后面的煙道通常都是在負(fù)壓下工作，外界的空氣難免漏入。,2024年3月19日星期二,

21、動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,30,第三節(jié) 鍋爐的熱平衡,鍋爐的熱平衡是指：鍋爐工作中所有熱量的收入項(xiàng)和支出項(xiàng)之間的平衡。通?？珊?jiǎn)單地認(rèn)為鍋爐熱量的收入項(xiàng)即為燃料的低位發(fā)熱量，其支出項(xiàng)包括產(chǎn)生蒸汽所利用了的熱量和未加利用而損失掉的熱量。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,31,其中：Q1：鍋爐所有效利用了的熱量； Q2、 Q3、 Q4、 Q5和 Q6 分別表示排煙損失、化學(xué)不完全燃燒熱損失、機(jī)械不完全燃燒熱損失、散熱損失以及灰

22、渣物理熱損失。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,32,一、排煙損失q2,排煙熱損失是現(xiàn)代電廠鍋爐熱損失中最大的一項(xiàng)熱損失，煤粉爐的排煙熱損失通?？蛇_(dá)5～8％主要影響因素是排煙溫度的高低和過(guò)剩空氣量的多寡。一般排煙溫度每增高12～15℃，q2約增大1％。降低排煙溫度，但會(huì)減小尾部煙道傳熱平均溫壓，因而不得不大大增加尾部受熱面面積，因而相應(yīng)增加鍋爐的金屬消耗量。況且，低溫受熱面的壁面可能達(dá)到露點(diǎn)溫度，導(dǎo)致低溫腐蝕。大

23、、中型電廠鍋爐的排煙溫度通常控制在110～160℃的范圍內(nèi)。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,33,二、化學(xué)不完全燃燒熱損失q3,是由于煙氣中所含的CO （有時(shí)也含少量的氫和甲烷等可燃?xì)怏w）最終未能發(fā)生燃燒而造成的。q3主要取決于爐膛內(nèi)的過(guò)量空氣量煤粉爐的q3一般不超過(guò)0.5％,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,34,三、機(jī)械不完全燃燒熱損失q4,q4是由于固體可燃物在爐內(nèi)燃燒不徹底或根本未曾燃燒所造成

24、的。它也是鍋爐的主要熱損失之一。影響q4的主要因素有：燃料品質(zhì)、煤粉細(xì)度、爐內(nèi)燃燒條件、噴燃器的工作性能以及運(yùn)行情況等。多數(shù)煤粉爐的q4一般0.5～5％,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,35,四、散熱損失q5,q5是由于鍋爐本體外表面的溫度高于環(huán)境溫度，通過(guò)對(duì)流和輻射的方式向外散熱而引起的。一般，容量越大的鍋爐，相對(duì)于每千克燃料耗量來(lái)說(shuō)，其表面積反而愈小。按照經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，大容量電廠鍋爐的q5約占0.2～0.6％,2

25、024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,36,五、灰渣帶走的物理熱損失q6,此項(xiàng)熱損失主要取決于爐子的排渣方式和煤中灰分的高低。多數(shù)固態(tài)排渣煤粉爐， q6大致為0.5～1％；液態(tài)排渣爐的此項(xiàng)熱損失自然要顯著增大。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,37,六、鍋爐效率hb,所謂鍋爐效率，是指鍋爐產(chǎn)生蒸汽時(shí)每燃燒1kg應(yīng)用基燃料所有效利用了的熱量占該燃料低位發(fā)熱量的百分比,每千克燃料所發(fā)出的熱量中被有效利用了的部分為,

26、,,正平衡法(直接法),反平衡法(間接法)：,第四節(jié) 煤粉爐以及煤粉的制備,,一、煤粉爐,,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,40,煤粉爐概述,在煤粉爐中，由于煤粉磨的很細(xì)，煤粉在爐中懸浮燃燒，能與空氣相當(dāng)充分地接觸，因此燃燒起來(lái)非常迅猛、劇烈，能適應(yīng)大容量鍋爐的要求。煤粉爐具有對(duì)煤種的適應(yīng)性廣、可燃用劣質(zhì)煤、鍋爐效率高和易于調(diào)節(jié)控制的優(yōu)點(diǎn)，所有在火力發(fā)電廠中獲得了十分廣泛的應(yīng)用。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程

27、－鍋爐設(shè)備,41,鍋爐爐膛,爐膛中心的溫度可達(dá)1500～1800℃煙氣被冷卻至灰熔點(diǎn)以下離開(kāi)爐膛爐膛下部為冷灰斗爐膛四周有水冷壁,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,42,水冷壁,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,43,噴燃器,任務(wù)：將煤粉和空氣噴入爐膛內(nèi)進(jìn)行燃燒。煤粉在爐膛內(nèi)燃燒的好壞，在很大程度上取決于噴燃器的工作性能如何。理想的噴燃器應(yīng)能使氣粉混合物濃度均勻，著火穩(wěn)定，一、二次風(fēng)混合良好，火焰

28、能充滿整個(gè)爐膛，流動(dòng)阻力小，并便于調(diào)節(jié)負(fù)荷。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,44,燃燒器分直流燃燒器和旋流燃燒器,直流燃燒器 出口氣流為直流射流；布置在爐膛四角，使燃料氣流在爐內(nèi)進(jìn)行切圓燃燒,爐膛內(nèi)部的直流燃燒器,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,45,直流燃燒器采用四角切圓燃燒方式形成的火焰,俯視的爐膛火焰,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,46,煤粉燃燒火焰方式,2024年3

29、月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,47,直流煤粉燃燒器的布置方式,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,48,空氣氣流,空氣并不是一次集中送進(jìn)的，而是按對(duì)著火、燃燒有利而合理組織、分批送入的。按送入空氣的作用不同，可將送入燃燒器的空氣分為一次風(fēng)、二次風(fēng)和三次風(fēng)。一次風(fēng)：即攜帶煤粉送入燃燒器的空氣。二次風(fēng)：補(bǔ)充煤粉繼續(xù)燃燒所需要的空氣并著重起擾動(dòng)、混合作用。三次風(fēng)：中間儲(chǔ)倉(cāng)式熱風(fēng)送粉時(shí)，在磨煤機(jī)內(nèi)干燥原煤后排出的乏氣，

30、由單獨(dú)的噴口送入爐膛燃燒，這股乏氣稱(chēng)為三次風(fēng)。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,49,旋流燃燒器,出口氣流包含有旋流射流的燃燒器；其出口氣流可為幾個(gè)同軸旋流射流組合，也可是旋流射流與直流射流的組合。,旋流燃燒器的原理圖,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,50,旋流燃燒器的布置方式,,,(a) 前墻布置；（b）兩面墻對(duì)沖或交錯(cuò)布置；（b-1）兩面墻交錯(cuò)布置；（b-2）兩面墻對(duì)沖布置；（c）半開(kāi)式爐膛

31、對(duì)沖布置；（d）爐底布置；（e）爐頂布置,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,51,結(jié)渣,火焰中心的溫度高達(dá)1600℃，灰分大都呈熔融狀態(tài)。正常情況下，這種液態(tài)或半液態(tài)的渣滴在碰到水冷壁或爐墻之前，已因溫度降低而凝固下來(lái)。如果它在接觸管壁或爐墻時(shí)仍然處于液態(tài)或半液態(tài)狀態(tài)，那么這種渣滴就會(huì)粘附在管壁或爐墻上，形成緊密的灰渣層，這種現(xiàn)象稱(chēng)為結(jié)渣或結(jié)焦。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,52,二、煤粉的性質(zhì),良

32、好的流動(dòng)性可以很方便地用管道進(jìn)行輸送。易發(fā)生自燃煤粉與空氣的接觸表面積很大，如果長(zhǎng)期積存，很容易發(fā)生自然而引起氣粉混合物爆炸。因此，運(yùn)行中要防止管道積粉。煤粉細(xì)度煤粉越細(xì)，燃燒越易完全，但制粉系統(tǒng)所消耗的廠用電就要增多。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,53,煤粉細(xì)度,采用具有標(biāo)準(zhǔn)篩孔尺寸的篩子來(lái)測(cè)定。若標(biāo)準(zhǔn)篩孔邊長(zhǎng)（孔徑）為x（微米），煤粉經(jīng)篩分后，過(guò)篩量為b，篩余量為a，則該煤粉的細(xì)度Rx為：,,對(duì)確定的

33、篩子言，Rx愈小，說(shuō)明煤粉愈細(xì)。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,54,2. 磨煤機(jī),制粉系統(tǒng)主要設(shè)備，其作用是將具有一定尺寸的煤塊干燥、破碎并磨制成煤粉。 磨煤機(jī)分類(lèi)（轉(zhuǎn)速）低速磨：15~25 r/min,如：筒式鋼球磨中速磨：50~300 r/min ,如：中速平盤(pán)磨、中速球式磨或E型磨、 中速碗式磨、MPS磨等高速磨：500~1500/min ,如：風(fēng)扇磨、錘擊磨,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－

34、鍋爐設(shè)備,55,三、制粉系統(tǒng),每臺(tái)煤粉爐都有自己的一套制粉設(shè)備，構(gòu)成一個(gè)制粉系統(tǒng)。中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)直吹式制粉系統(tǒng),2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,56,給煤機(jī),2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,57,中速磨煤機(jī)（輾輥式）,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,58,鍋爐直吹式燃燒系統(tǒng),2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,59,4. 制粉系統(tǒng)的其他部件粗細(xì)粉分離器整體外觀、給粉機(jī)

35、外觀,第五節(jié) 鍋爐受熱面,,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,61,一、受熱面的一般概念,一臺(tái)現(xiàn)代大容量鍋爐每小時(shí)能生產(chǎn)上百萬(wàn)公斤或數(shù)百萬(wàn)公斤的蒸汽，燃燒近十萬(wàn)公斤或數(shù)十萬(wàn)公斤的燃料。要使工質(zhì)吸收如此大量的熱量，自然需要有很大的受熱面。鍋爐受熱面是由千百根并列的小口徑鋼管焊接而成。這些管子排列在一起，稱(chēng)為“管束”。水必須經(jīng)過(guò)預(yù)熱、蒸發(fā)和過(guò)熱等過(guò)程。預(yù)熱受熱面習(xí)慣上叫做：省煤器蒸發(fā)受熱面一般是指：水冷壁過(guò)熱受熱面

36、則稱(chēng)為：過(guò)熱器省煤器、水冷壁、過(guò)熱器以及空氣預(yù)熱器構(gòu)成現(xiàn)代電廠鍋爐的主要受熱面。水冷壁一般布置在爐膛四周的爐墻上，過(guò)熱器大都布置在水平煙道內(nèi)，省煤器和空氣預(yù)熱器則依次設(shè)在尾部煙道內(nèi)。蒸汽參數(shù)升高后，鍋爐各部分受熱面的大小、占總受熱面的比例及其布置情況會(huì)隨之發(fā)生變化。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,62,,受熱面的整體布置型式,(a) Π型； (b) Γ型； (c) T型； (d) 塔型； (e) 半塔型；

37、 (f) 箱型,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,63,水冷壁是以輻射換熱為主的蒸發(fā)受熱面。 1、水冷壁的作用：（l）強(qiáng)化傳熱，強(qiáng)化傳熱，減少鍋爐受熱面面積，節(jié)省金屬消耗量 （2）降低高溫對(duì)爐墻的破壞作用，起保護(hù)爐墻作用（3）能有效地防止?fàn)t壁結(jié)渣。（4）懸吊爐墻。（5）鍋爐主要的蒸發(fā)受熱面，產(chǎn)生鍋爐的全部或絕大部分飽和蒸汽，是不可缺少的重要受熱面。,二．蒸發(fā)受熱面,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備

38、,64,2、水冷壁的形式 光管水冷壁：光管垂直地布置在爐膛各面墻上，管子上部與鍋筒或上集箱相連，管子下部與下集箱相連，下級(jí)箱與鍋筒間用不受熱的下降管相連。此種水冷壁在中小容量鍋爐上用得比較廣泛,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,65,膜式水冷壁 優(yōu)點(diǎn)：減少漏風(fēng)，提高鍋爐效率；同時(shí)爐墻不直接受火焰輻射，因而可不用耐火材料，而只用絕熱材料，使?fàn)t墻重量大大減輕。 缺點(diǎn)：制造工藝較復(fù)雜,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－

39、鍋爐設(shè)備,66,受熱面聯(lián)箱,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,67,水冷壁受熱面 動(dòng)畫(huà),00:13,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,68,過(guò)熱受熱面有過(guò)熱器和再熱器 1、過(guò)熱器和再熱器的作用 將飽和蒸汽或低溫蒸汽加熱成為達(dá)到合格溫度的過(guò)熱蒸汽2、按傳熱方式分類(lèi)：對(duì)流過(guò)熱器、半輻射式過(guò)熱器（即屏式過(guò)熱器）輻射式過(guò)熱器,三. 過(guò)熱器受熱面和再熱器受熱面,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋

40、爐設(shè)備,69,對(duì)流過(guò)熱器： 布置在爐膛出口的對(duì)流煙道內(nèi)，以對(duì)流換熱為主屏式過(guò)熱器 布置在爐膛出口處或爐膛 上部，既吸收火焰的直接 輻射，又吸收煙氣的對(duì)流 放熱輻射式過(guò)熱器 一般布置在爐膛內(nèi)壁面上，只吸收火焰輻射。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,70,屏式過(guò)熱器 動(dòng)畫(huà),2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,71,,包墻管過(guò)熱器在水平煙道和尾部豎井煙道內(nèi)壁像布置水冷壁那樣

41、布置過(guò)熱器，稱(chēng)為包墻管過(guò)熱器或包覆壁過(guò)熱器。它主要用于懸吊爐墻，傳熱效果差，不能作為主要受熱面。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,72,,過(guò)熱汽溫調(diào)節(jié)方法維持穩(wěn)定的汽溫是保證機(jī)組安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行所必需的。電站鍋爐調(diào)節(jié)汽溫的方法有：噴水式減溫器、擺動(dòng)式燃燒器噴水減溫器是將減溫水直接噴入過(guò)熱蒸汽 利用擺動(dòng)式燃燒器上下擺動(dòng)，改變火焰中心位置，從而改變爐膛出口煙溫，可以調(diào)節(jié)過(guò)熱汽溫或再熱汽溫一般燃燒器擺動(dòng)±20

42、～30°時(shí)，爐膛出口煙溫變化約110～140℃，蒸汽溫度的最大調(diào)節(jié)幅度為40～60℃。通常擺動(dòng)式燃燒器只作為蒸汽溫度粗調(diào)手段，細(xì)調(diào)應(yīng)采用噴水減溫器。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,73,四. 再熱器受熱面的特殊問(wèn)題,再熱器 鍋爐中重新加熱蒸汽的部件。將汽輪機(jī)高壓缸排汽引入鍋爐，重新加熱至高溫，然后再引入中壓缸膨脹作功。再熱器工作的特殊性 當(dāng)汽輪機(jī)甩負(fù)荷或機(jī)組起、停時(shí)，再熱器無(wú)蒸汽冷卻，需將過(guò)熱蒸汽通

43、過(guò)快速減溫、減壓裝置引入再熱器。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,74,五. 省煤器,1、省煤器主要作用降低排煙溫度，提高鍋爐效率，節(jié)省燃料由于給水先在省煤器內(nèi)加熱，代替部分造價(jià)較高的蒸發(fā)受熱面；減少了給水與汽包壁之間的溫差，使汽包熱應(yīng)力降低,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,75,省煤器動(dòng)畫(huà),2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,76,六. 空氣預(yù)熱器,空氣預(yù)熱器是利用煙氣的熱量來(lái)加熱燃燒

44、所需空氣的熱交換設(shè)備作用：在煙氣溫度最低的區(qū)域回收了煙氣的熱量；提高了鍋爐效率；同時(shí)預(yù)熱空氣強(qiáng)化了著火燃燒過(guò)程分類(lèi)：按照換熱方式，空氣預(yù)熱器分為傳熱式和蓄熱式,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,77,空氣預(yù)熱器的位置動(dòng)畫(huà),2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,78,三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器典型布置,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,79,回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器蓄熱板,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程

45、－鍋爐設(shè)備,80,七．鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)及設(shè)備,1、水循環(huán)方式自然循環(huán)鍋爐－－水冷壁中汽水混合物的流動(dòng)靠汽、水密度不同而產(chǎn)生的壓差來(lái)實(shí)現(xiàn) 強(qiáng)制流動(dòng)鍋爐－－水冷壁中汽水混合物的流動(dòng)靠水泵所產(chǎn)生的推力來(lái)實(shí)現(xiàn),2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,81,自然循環(huán)原理,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,82,自然循環(huán)鍋爐 特點(diǎn),主要特征是有一個(gè)直徑較大的汽包1 汽包使鍋爐中各個(gè)受熱面有明顯的分界，汽水流動(dòng)特性相應(yīng)比較簡(jiǎn)

46、單 2 推動(dòng)力主要依靠水汽的密度差，蒸發(fā)受熱面由許多垂直管子組成的水冷壁，可以盡量減少?gòu)濐^減少流動(dòng)阻力3 汽包內(nèi)部裝有汽水分離裝置，減少飽和蒸汽帶水。4 當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，汽包水位及蒸汽壓力的變化速度較慢，對(duì)機(jī)組的調(diào)節(jié)要求低一些但鍋爐的啟、停速度受到限制,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,83,強(qiáng)制流動(dòng)原理,強(qiáng)制循環(huán)鍋爐原理圖1－汽包及內(nèi)部裝置；2－下降管；3－循環(huán)泵；4－下聯(lián)箱；5－節(jié)流圈；6－水冷壁；7

47、－省煤器；8－過(guò)熱器,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,84,強(qiáng)制循環(huán)鍋爐特點(diǎn),類(lèi)型：控制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐、復(fù)合循環(huán)鍋爐除在自然循環(huán)的基礎(chǔ)上依靠水與汽水混合物之間密度差以外，還在下降管和上升管之間裝有循環(huán)泵，提高循環(huán)回路的流動(dòng)壓力直流鍋爐無(wú)汽包，蒸發(fā)受熱面中工質(zhì)的流動(dòng)是依靠給水泵的壓頭來(lái)完成，給水一次通過(guò)加熱、蒸發(fā)受熱面，工質(zhì)均為強(qiáng)制流動(dòng),2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,85,直流鍋爐（豎管水冷壁）

48、,,KWU 99 0045e2,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,86,八、水循環(huán)系統(tǒng)部件,(1）汽包,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,87,（2）下降管,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,88,（3）聯(lián)箱,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,89,九. 鍋內(nèi)裝置及其蒸汽凈化,1、基本概念蒸汽污染：蒸汽中含有雜質(zhì)的現(xiàn)象稱(chēng)為蒸汽污染。 排污：從鍋爐中放出部分鍋水并補(bǔ)充部分新鮮給

49、水的方法叫排污。2、解決方法在汽包內(nèi)安裝汽水分離設(shè)備，可提高蒸汽品質(zhì),2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,90,汽包內(nèi)部裝置,1－汽包；2－旋風(fēng)分離器；3－給水管；4－清洗裝置；5－百葉窗分離；6－均汽孔板,定期排污是定時(shí)地從鍋爐水冷壁的下聯(lián)箱排放出部分鍋水的方法。連續(xù)排污的目的是不斷地排除鍋水中溶解的部分鹽類(lèi)物質(zhì)。鍋爐連續(xù)排污不僅是工質(zhì)損失，而且伴有熱量損失。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)

50、備,91,第七節(jié) 鍋爐的主要輔助設(shè)備,給水設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、除塵設(shè)備等參見(jiàn)火電廠生產(chǎn)過(guò)程CAI,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,92,鍋爐給水泵,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,93,離心式鍋爐給水泵（剖面）,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,94,鍋爐送引風(fēng)機(jī),2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,95,鍋爐引風(fēng)機(jī),2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,96,離心引風(fēng)機(jī)

51、,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,97,離心風(fēng)機(jī),2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,98,軸流風(fēng)機(jī),鑒于軸流風(fēng)機(jī)的風(fēng)量很大，且風(fēng)機(jī)外形尺寸小、占地面積小，如能在運(yùn)行中通過(guò)改變動(dòng)葉裝置角的辦法來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量和風(fēng)壓，則其效率將較離心式風(fēng)機(jī)高，因此少數(shù)大容量電廠鍋爐已逐步開(kāi)始采用軸流式風(fēng)機(jī)。軸流風(fēng)機(jī)風(fēng)壓低、葉片易受磨損，致使其應(yīng)用范圍受到一定限制。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,99,靜電除塵器,

52、除去煙氣中的飛灰，減小對(duì)環(huán)境的污染。目前常用種類(lèi)：靜電除塵器、布袋除塵器。水膜除塵器由于除塵效率太低（88～90％）已被淘汰。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,100,靜電除塵原理圖,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,101,靜電除塵器結(jié)構(gòu),靜電除塵器的特點(diǎn)是體積龐大、造價(jià)高昂。,第八節(jié) 典型電廠鍋爐及其主要附件,,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,103,電廠鍋爐舉例,2024年3月19

53、日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,104,電廠鍋爐,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,105,鍋爐的主要附件（1）,壓力表和溫度計(jì)裝設(shè)壓力表，為了隨時(shí)了解各部分工作壓力。汽包、過(guò)熱器出口聯(lián)箱以及給水調(diào)節(jié)閥之前均應(yīng)裝設(shè)壓力表溫度計(jì)以使用熱電偶溫度計(jì)最為常見(jiàn),2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,106,鍋爐的主要附件（2）,水位計(jì)、閥門(mén)、安全閥、吹灰器等參見(jiàn)火電廠生產(chǎn)過(guò)程CAI,第九節(jié) 鍋爐安全運(yùn)行的基本知識(shí),鍋

54、爐運(yùn)行時(shí)，要求運(yùn)行人員嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，確保鍋爐工作的安全。規(guī)程的制定應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定的條例進(jìn)行。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,108,一、起動(dòng)前的準(zhǔn)備工作,首先仔細(xì)檢查鍋爐本體及其全部輔助設(shè)備是否正常。燃料、給水和通風(fēng)系統(tǒng)，各種電氣設(shè)備、各種儀表和全部調(diào)節(jié)設(shè)備等都應(yīng)該正常，并處于準(zhǔn)備起動(dòng)狀態(tài)；擋板、閥門(mén)等均應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活；燃料儲(chǔ)備量必須充足；加水至汽包水位的最低水位線，并保持穩(wěn)定，同時(shí)打開(kāi)空氣釋放閥，排出

55、空氣點(diǎn)火前，必須先向一次風(fēng)管、爐膛和煙道內(nèi)通風(fēng)至少5分鐘（吹掃），排除可能存在的可燃性氣體，防止點(diǎn)火時(shí)爐膛或煙道等處發(fā)生爆炸制粉系統(tǒng)的起動(dòng)，應(yīng)從排粉機(jī)開(kāi)始起動(dòng)，然后起動(dòng)磨煤機(jī)和給煤機(jī)。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,109,二、鍋爐點(diǎn)火,先點(diǎn)燃點(diǎn)火油槍?zhuān)紵髦車(chē)鷾囟茸銐蚋邥r(shí)（約需30～40分鐘）才噴入煤粉使之著火。若噴入煤粉5～6秒鐘，仍未見(jiàn)著火，則應(yīng)停止噴粉，并鼓風(fēng)清除爐內(nèi)煤粉，重新點(diǎn)火，防止因爐內(nèi)積粉過(guò)多而

56、發(fā)生爐膛突然爆炸。鍋爐的升火起動(dòng)是一個(gè)加熱過(guò)程，要注意防止?fàn)t溫升高過(guò)快，盡可能使汽包、過(guò)熱器和省煤器等承壓部件均勻加熱；升火時(shí)，嚴(yán)密監(jiān)視汽包水位，用放水的辦法保持其在最低水位；升火過(guò)程中，檢查汽包、水冷壁和聯(lián)箱等的膨脹情況；將省煤器再循環(huán)管投入運(yùn)行，以防燒壞省煤器；打開(kāi)過(guò)熱器的疏水閥和排汽閥進(jìn)行放汽，使過(guò)熱器得到充分冷卻；升火過(guò)程要緩慢，以免鍋爐部件產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。一般汽包式高壓鍋爐升火過(guò)程需要3～4小時(shí)或更長(zhǎng)。,2024

57、年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,110,三、鍋爐的運(yùn)行維護(hù),鍋爐運(yùn)行，必須隨時(shí)根據(jù)汽輪機(jī)的要求，生產(chǎn)出規(guī)定質(zhì)量和所需數(shù)量的過(guò)熱蒸汽。保持鍋爐水位、正常汽溫和汽壓，及時(shí)調(diào)整給水量、燃料以及送風(fēng)量。注意爐內(nèi)燃燒情況、有無(wú)結(jié)渣，及時(shí)吹灰、清渣和排污等。,2024年3月19日星期二,動(dòng)力工程－鍋爐設(shè)備,111,四、鍋爐的停爐,首先停制粉系統(tǒng)和燃燒設(shè)備，然后停送風(fēng)機(jī)，至少過(guò)5分鐘，再停引風(fēng)機(jī)；爐膛熄火的同時(shí)，隨負(fù)荷降低的同時(shí)，減少給水量

58、，維持汽包內(nèi)的正常水位；當(dāng)完全停止供汽時(shí)，關(guān)閉主汽閥，調(diào)節(jié)給水量，使汽包內(nèi)維持較高的水位；打開(kāi)過(guò)熱器疏水閥和省煤器的再循環(huán)，以免過(guò)熱器被燒壞或省煤器過(guò)熱；對(duì)停爐后作為熱備用的鍋爐應(yīng)嚴(yán)密關(guān)閉所有閥門(mén)、孔和擋板，防止自然通風(fēng)，盡量減少散熱損失。值班人員要對(duì)汽溫、汽壓、水位等繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)視和檢查；對(duì)于作為冷備用或需檢修的鍋爐嚴(yán)格控制降壓和冷卻速度，保持汽包上、下部的溫差小于50℃。停風(fēng)機(jī)后，全部門(mén)孔和擋板仍應(yīng)關(guān)閉，一般需經(jīng)4～8小