第二章火力发电第二节锅炉本体课件.ppt
第二章火力发电第二节锅炉本体第1页，此课件共39页哦第二节第二节 锅炉设备锅炉设备1 1、锅炉：使燃料燃烧放出热量，用以加热锅炉给水、锅炉：使燃料燃烧放出热量，用以加热锅炉给水，使其成为具有足够数量和质量（压力、温度、蒸汽，使其成为具有足够数量和质量（压力、温度、蒸汽品质）的过热蒸汽，提供给汽轮机。品质）的过热蒸汽，提供给汽轮机。一、基本概念一、基本概念通常意义的锅炉中一般要实现下述过程通常意义的锅炉中一般要实现下述过程 燃烧燃烧 热交换热交换 燃料的化学能燃料的化学能 烟气的热能烟气的热能 蒸汽蒸汽(或热水或热水)的热能的热能第2页，此课件共39页哦第二节第二节 锅炉设备锅炉设备一、基本概念一、基本概念对锅炉的要求：对锅炉的要求：尽可能完善地将燃料的化学能转化为烟气的热能尽可能完善地将燃料的化学能转化为烟气的热能完善的燃烧过程完善的燃烧过程尽可能地将烟气的热能传递给工质尽可能地将烟气的热能传递给工质充分的传充分的传热过程热过程根据负荷变化将合格的蒸汽不断送入汽轮机根据负荷变化将合格的蒸汽不断送入汽轮机稳定稳定可靠的运行调节机制可靠的运行调节机制第3页，此课件共39页哦第4页，此课件共39页哦第二节第二节 锅炉设备锅炉设备2 2、锅炉参数、锅炉参数 额定蒸发量：在额定给水温度、使用设计燃料和额定蒸汽参数额定蒸发量：在额定给水温度、使用设计燃料和额定蒸汽参数，保证热效率时所规定的蒸发量，单位为，保证热效率时所规定的蒸发量，单位为T/hT/h（或（或Kg/sKg/s）最大连续蒸发量（对大型锅炉）：在额定蒸汽参数，额定给水温最大连续蒸发量（对大型锅炉）：在额定蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，长期连续运行时所能达到的最大蒸发量，单位为度和使用设计燃料，长期连续运行时所能达到的最大蒸发量，单位为T/hT/h（或（或Kg/s Kg/s）锅炉的额定参数：在规定负荷范围内长期连续运行应能保证的出口锅炉的额定参数：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，包括额定蒸汽压力（单位是蒸汽参数，包括额定蒸汽压力（单位是MPaMPa）、额定蒸汽温度（单位）、额定蒸汽温度（单位是是0 0C)C)。一、基本概念一、基本概念第5页，此课件共39页哦第6页，此课件共39页哦第二节第二节 锅炉设备锅炉设备电站锅炉型号电站锅炉型号 /设计次序设计次序 燃料代号燃料代号 额定蒸汽压力额定蒸汽压力 最大蒸发量最大蒸发量 制造厂代号制造厂代号例例 HG-670/13.72 M哈尔滨锅炉厂制造哈尔滨锅炉厂制造,最大蒸发量最大蒸发量670t/h，额定蒸汽压力，额定蒸汽压力13.7Mpa，燃煤锅炉，燃煤锅炉 SG-1000/16.66-YM2上海锅炉厂制造上海锅炉厂制造,最大蒸发量最大蒸发量1000t/h，额定蒸汽压力，额定蒸汽压力16.66Mpa，燃用烟煤锅炉（，燃用烟煤锅炉（第二次设计）第二次设计）第7页，此课件共39页哦第二节第二节 锅炉设备锅炉设备3 3、锅炉类型、锅炉类型 u 按用途分：按用途分：电站锅炉：用于发电，参数高、容量大；电站锅炉：用于发电，参数高、容量大；工业锅炉：用于工业生产和供热，参数低、工业锅炉：用于工业生产和供热，参数低、容量小。其中，又有蒸汽锅炉和热水锅炉。容量小。其中，又有蒸汽锅炉和热水锅炉。第8页，此课件共39页哦第二节第二节 锅炉设备锅炉设备层燃炉：煤块在炉排上燃烧，燃烧所需空气从炉排低下送入层燃炉：煤块在炉排上燃烧，燃烧所需空气从炉排低下送入。旋风炉：燃料和空气在高温旋风筒内高速旋转，细小的燃旋风炉：燃料和空气在高温旋风筒内高速旋转，细小的燃料颗粒在其中悬浮燃烧，较大的颗粒被抛向筒壁液态渣膜料颗粒在其中悬浮燃烧，较大的颗粒被抛向筒壁液态渣膜上进行燃烧。上进行燃烧。流化床炉：固体燃料在高速气流作用下，在布风板上流化床炉：固体燃料在高速气流作用下，在布风板上的床料层上下翻滚，呈流化状态燃烧。的床料层上下翻滚，呈流化状态燃烧。室燃炉：燃料以粉状、雾状或气态随空气喷入炉膛，室燃炉：燃料以粉状、雾状或气态随空气喷入炉膛，浮燃烧。浮燃烧。3 3、锅炉类型、锅炉类型 u 按锅炉燃烧方式分：按锅炉燃烧方式分：第9页，此课件共39页哦方式方式 层燃炉层燃炉 室燃炉室燃炉 流化床炉流化床炉 旋风炉旋风炉燃料燃料 块状块状 粉状、雾状、气态粉状、雾状、气态 固体颗粒固体颗粒 固体颗粒固体颗粒3 3、锅炉类型、锅炉类型 u 按锅炉燃烧方式分：按锅炉燃烧方式分：第二节第二节 锅炉设备锅炉设备第10页，此课件共39页哦第二节第二节 锅炉设备锅炉设备u 按锅炉蒸发受热面中工质流动方式分：按锅炉蒸发受热面中工质流动方式分：自然循环汽包锅炉自然循环汽包锅炉 具有汽包，利用下降管和上升管（水冷壁）中工质密度差产生工质循环。循环倍循环倍率率约为410，是亚临界压力以下锅炉的主要形式。汽包汽包 具有汽包和循环泵，利用循环回路中工质密度差和循环泵压头使工质循环。循环倍率循环倍率约为35，只能在临界压力以下应用。给水泵给水泵汽包汽包联箱联箱下降管下降管受热面受热面循环泵循环泵第11页，此课件共39页哦第二节第二节 锅炉设备锅炉设备 直流锅炉直流锅炉 无汽包，给水靠给水泵压头一次通过各受热面产生蒸汽，循环倍率约为1，可在高压以上任何压力下应用。直流锅炉的优点是没有汽包,比较容易制造,钢材耗量少,缺点是不能排污,对水质要求高,自动调节也比较复杂。直流锅炉可用于任何蒸汽参数,特别适用于超高压以上的电厂。自然循环锅炉的优点是可以将汽包内含杂质浓度较高的水连续排去一部分(连续排污),还可以在水冷壁下部定期放水,除去沉淀的水渣(定期排污),对给水质量要求稍低,自动调节系统较简单。锅炉的汽压越高,饱和蒸汽与饱和水的比重就越接近,使炉水自然循环的动力也越小。如果设计,运行不当,就容易发生水循环不良,引发爆管事故。一般汽压超过16.6MPa(170大气压)时不宜采用此种锅炉。第12页，此课件共39页哦第二节第二节 锅炉本体锅炉本体u按锅炉参数分：低压（按锅炉参数分：低压（表压2.4MPa）、中压）、中压(表压2.94.9MPa)、高压、高压(表压7.8410.8MPa)、超高压、超高压(表压11.814.7MPa)、亚临界压力、亚临界压力(表压15.719.6MPa)、超、超临界压力临界压力(超过临界压力22.1MPa)、超超临界压力锅炉。、超超临界压力锅炉。22.1-15.7-19.611.8-14.77.84-10.82.94-4.9超临界亚临界超高压高压中压自然循环强制循环直流低倍率-2.45低压第13页，此课件共39页哦o中低压中低压:3.4MPa3.4MPa，435,435,6122550MW6122550MW，o高压：高压：9.8MPa9.8MPa，540540，50100MW50100MW，o超高压超高压:13.7MPa13.7MPa，535/535535/535，125200MW125200MW，o亚临界：亚临界：16.2MPa16.2MPa，540/540 540/540，300600MW300600MW，o超临界：超临界：24MPa24MPa，538/566 600800MW538/566 600800MW，o超超临界电厂：超超临界电厂：28MPa28MPa以上以上o我国现正研制我国现正研制1000MW1000MW级的超临界机组级的超临界机组压力与温度的匹配压力与温度的匹配第14页，此课件共39页哦第二节第二节 锅炉设备锅炉设备4 4、锅炉的组成、锅炉的组成 电厂锅炉机组是由锅炉本体、辅助系统和附属设备、锅炉电厂锅炉机组是由锅炉本体、辅助系统和附属设备、锅炉附件等构成的。附件等构成的。锅炉本体主要包括锅炉本体主要包括“锅锅”和和“炉炉”。“锅锅”部分：省煤器、汽包、下降管、水冷壁、过热器、再部分：省煤器、汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器、进出口联箱及汽水联通管道等。热器、进出口联箱及汽水联通管道等。“炉炉”部分：炉膛、燃烧器、点火装置、空气预热器、烟部分：炉膛、燃烧器、点火装置、空气预热器、烟道和风道等。道和风道等。辅助系统包括：燃料供应系统、煤粉制备系统、辅助系统包括：燃料供应系统、煤粉制备系统、通风系通风系统、除尘除灰系统、吹灰系统统、除尘除灰系统、吹灰系统第15页，此课件共39页哦锅锅炉炉锅炉本体锅炉本体辅助设备辅助设备电站煤粉锅炉机组电站煤粉锅炉机组锅炉汽水系统由汽包、下降管、联箱、导管及各换热设备（水冷壁、过热器、再热器、省煤器等）组成。完成由水变成蒸汽的吸热过程。锅炉燃烧系统由炉膛、燃烧器、烟道、炉墙构架等部件组成，完成煤的燃烧过程。由送风机、引风机、燃料供应及制粉、除灰、除渣、测量控制等组成第16页，此课件共39页哦第17页，此课件共39页哦风风 烟烟 系系 统（炉）统（炉）第18页，此课件共39页哦汽汽 水水 系系 统（锅）统（锅）第19页，此课件共39页哦第20页，此课件共39页哦二、锅内主要设备二、锅内主要设备1 1、省煤器省煤器 省煤器是利用低温烟气加热给水的受热面，用来完成给水吸热的预热阶省煤器是利用低温烟气加热给水的受热面，用来完成给水吸热的预热阶段，可以降低排烟温度、节省燃料、提高锅炉效率。段，可以降低排烟温度、节省燃料、提高锅炉效率。大容量锅炉一般采用非沸腾式省煤大容量锅炉一般采用非沸腾式省煤器，即其出口水温低于给水压力下的器，即其出口水温低于给水压力下的饱和温度饱和温度(未饱和水未饱和水)，给水经省煤器，给水经省煤器加热后，再进入汽包到水循环系统。加热后，再进入汽包到水循环系统。省煤器布置在锅炉的尾部烟省煤器布置在锅炉的尾部烟道中，由许多并列蛇行钢管组成道中，由许多并列蛇行钢管组成，成水平错列或顺列逆流布置，成水平错列或顺列逆流布置(如如图图1 11010所示所示)。第二节第二节 锅炉设备锅炉设备第21页，此课件共39页哦第二节第二节 锅炉设备锅炉设备二、锅内主要设备二、锅内主要设备2 2、水冷壁、水冷壁蒸发受热面蒸发受热面 水冷壁通常用无缝钢管制成，布置在炉膛四周，上部与汽包或上联箱相水冷壁通常用无缝钢管制成，布置在炉膛四周，上部与汽包或上联箱相连接，并固定在钢架上；下部与下联箱相连接，可自由膨胀。连接，并固定在钢架上；下部与下联箱相连接，可自由膨胀。中、小型锅炉常采用光管水冷壁；中、大型锅炉常采用膜式水冷壁。膜式中、小型锅炉常采用光管水冷壁；中、大型锅炉常采用膜式水冷壁。膜式壁炉膛气密性好壁炉膛气密性好,可减少漏风可减少漏风,降低热损失降低热损失,提高锅炉效率，并可降低受热面金属耗提高锅炉效率，并可降低受热面金属耗量和炉墙重量，便于采用悬吊结构。量和炉墙重量，便于采用悬吊结构。第22页，此课件共39页哦第二节第二节 锅炉设备锅炉设备二、锅内主要设备二、锅内主要设备3 3、过热器、再热器、过热器、再热器 过热器、再热器一般布置在高温烟道，管外烟气及管内工质温度高、蒸汽的换热系数过热器、再热器一般布置在高温烟道，管外烟气及管内工质温度高、蒸汽的换热系数小，冷却能力差，其壁温是锅炉受热面中最高的。易发生管壁超温、管间工质热偏差及小，冷却能力差，其壁温是锅炉受热面中最高的。易发生管壁超温、管间工质热偏差及高温腐蚀。工作条件最为恶劣。高温腐蚀。工作条件最为恶劣。（1 1）过热器与再热器的型式及特点：）过热器与再热器的型式及特点：过热器的作用：将饱和蒸汽加热成过热蒸汽，增加蒸汽的做功能力。过热器的作用：将饱和蒸汽加热成过热蒸汽，增加蒸汽的做功能力。再热器的作用：提高汽轮机高压缸排汽温度。对于再热发电机组，才具有再热器。提高循再热器的作用：提高汽轮机高压缸排汽温度。对于再热发电机组，才具有再热器。提高循环热效率和安全性。环热效率和安全性。对流式：布置于锅炉的对流烟道，对流式：布置于锅炉的对流烟道，对流换热。对流换热。半辐射式：布置于炉膛出口烟窗，半辐射式：布置于炉膛出口烟窗，称为屏式受热面。称为屏式受热面。辐射式：布置于炉膛顶部或炉膛内壁，辐射换热。辐射式：布置于炉膛顶部或炉膛内壁，辐射换热。第23页，此课件共39页哦第24页，此课件共39页哦 汽包是自然循环锅炉和控制循环锅炉蒸汽包是自然循环锅炉和控制循环锅炉蒸发设备中的重要部件，是汇集水和饱和蒸汽发设备中的重要部件，是汇集水和饱和蒸汽的一个厚壁圆筒形容器。其上半部是汽空间的一个厚壁圆筒形容器。其上半部是汽空间，下半部是水空问，水空间的高度就是水位，下半部是水空问，水空间的高度就是水位。汽包布置在锅炉炉墙外、炉顶部不受汽包布置在锅炉炉墙外、炉顶部不受热，一般采用优质碳钢或低合金钢制造。热，一般采用优质碳钢或低合金钢制造。大容量锅炉的汽包，直径为大容量锅炉的汽包，直径为160016001800mm1800mm左右、长度与炉膛宽度基本相同。左右、长度与炉膛宽度基本相同。第二节第二节 锅炉设备锅炉设备二、锅内主要设备二、锅内主要设备4 4、汽包、汽包第25页，此课件共39页哦汽包的主要作用：汽包的主要作用：与下降管、水冷壁等构成水循环回路，接受省煤器来的给水与下降管、水冷壁等构成水循环回路，接受省煤器来的给水，并向过热器输送饱和蒸汽，是预热、汽化、过热三阶段的连接，并向过热器输送饱和蒸汽，是预热、汽化、过热三阶段的连接枢纽；枢纽；汽包内储存有一定数量的饱和水及饱和汽，具有一定的汽包内储存有一定数量的饱和水及饱和汽，具有一定的蓄热能力，故可适应负荷的骤然变化，减缓汽压的波动，蓄热能力，故可适应负荷的骤然变化，减缓汽压的波动，有利于锅炉的运行调节；有利于锅炉的运行调节；汽包内部有各种设备，进行汽水混和物的分离、清洗蒸汽汽包内部有各种设备，进行汽水混和物的分离、清洗蒸汽，保证蒸汽品质，保证蒸汽品质(如图如图1-111-11所示所示)。第二节第二节 锅炉设备锅炉设备二、锅内主要设备二、锅内主要设备4 4、汽包、汽包第26页，此课件共39页哦 作用是把汽包中的水连续不断地供给水冷壁，布置作用是把汽包中的水连续不断地供给水冷壁，布置在锅炉炉墙外不受热。大容量锅炉采用大直径下降管，自然在锅炉炉墙外不受热。大容量锅炉采用大直径下降管，自然偱环炉不需要炉水泵。偱环炉不需要炉水泵。第二节第二节 锅炉设备锅炉设备二、锅内主要设备二、锅内主要设备5 5、下降管与炉水泵下降管与炉水泵第27页，此课件共39页哦三、炉内主要设备三、炉内主要设备1 1、第二节第二节 锅炉设备锅炉设备 空气预热器是利用锅炉的低温烟气热量来加热燃烧用空气的空气预热器是利用锅炉的低温烟气热量来加热燃烧用空气的热交换器。随着回热循环的应用，给水进入省煤器前已达到相当热交换器。随着回热循环的应用，给水进入省煤器前已达到相当高的温度，省煤器出口烟气温度超过高的温度，省煤器出口烟气温度超过400400，采用空气预热器后，采用空气预热器后，既能降低排烟温度，既能降低排烟温度(110(110150)150)，又可以改善炉内燃料的着火，又可以改善炉内燃料的着火和燃烧减少不完全燃烧损失，都可提高锅炉效率，成为现代锅炉和燃烧减少不完全燃烧损失，都可提高锅炉效率，成为现代锅炉不可缺少的重要受热面。不可缺少的重要受热面。第28页，此课件共39页哦空气预热器结构示意图空气预热器结构示意图第29页，此课件共39页哦三、炉内主要设备三、炉内主要设备2 2、燃烧器燃烧器第二节第二节 锅炉设备锅炉设备 燃烧器是将燃料及空气送入炉膛的设备。对于燃煤锅炉，主燃烧器是将燃料及空气送入炉膛的设备。对于燃煤锅炉，主燃烧器是煤粉燃烧器，另有点火用的轻油燃烧器，助燃用的重燃烧器是煤粉燃烧器，另有点火用的轻油燃烧器，助燃用的重油燃烧器。油燃烧器。煤粉燃烧器的结构和布置方式应保证煤粉和空气进入煤粉燃烧器的结构和布置方式应保证煤粉和空气进入炉膛后混合充分，着火迅速，燃烧稳定。国内大锅炉大多选炉膛后混合充分，着火迅速，燃烧稳定。国内大锅炉大多选用直流燃烧器，采用四角布置、切圆燃烧方式。目前为了减用直流燃烧器，采用四角布置、切圆燃烧方式。目前为了减少少NONO的排放，采用低的排放，采用低NONO燃烧器，即分级送风、分段燃烧的燃烧器，即分级送风、分段燃烧的方式。方式。第30页，此课件共39页哦 燃烧器的作用：燃烧器的作用：1.1.保证煤粉流及时稳定着火保证煤粉流及时稳定着火 2.2.一、二次风适时混合，扰动强烈。一、二次风适时混合，扰动强烈。3.3.具有良好的调节性，以适应燃料、负荷变化具有良好的调节性，以适应燃料、负荷变化 4.4.减少减少NONOx x的生成，保护环境的生成，保护环境 5.5.降低结渣可能性降低结渣可能性 燃烧器形式一般分为：燃烧器形式一般分为：直流直流燃烧器燃烧器、旋流燃烧器旋流燃烧器。三、炉内主要设备三、炉内主要设备2 2、燃烧器燃烧器第二节第二节 锅炉设备锅炉设备第31页，此课件共39页哦第32页，此课件共39页哦第33页，此课件共39页哦旋流燃烧器常采用前墙布置、两面墙对冲或交错布置。旋流燃烧器常采用前墙布置、两面墙对冲或交错布置。NoImage第34页，此课件共39页哦3 3、炉膛炉膛 炉膛是由四周水冷壁、炉顶围成的供燃料燃炉膛是由四周水冷壁、炉顶围成的供燃料燃烧的立体空间，为了使燃料的化学能尽可能完善烧的立体空间，为了使燃料的化学能尽可能完善地转换为烟气热能，炉膛内温度水平很高并有足地转换为烟气热能，炉膛内温度水平很高并有足够的空间让燃料完全燃烧，同时控制炉膛出口的够的空间让燃料完全燃烧，同时控制炉膛出口的烟气温度，保证炉膛出口及其以后受热面的安全烟气温度，保证炉膛出口及其以后受热面的安全。三、炉内主要设备三、炉内主要设备第二节第二节 锅炉设备锅炉设备第35页，此课件共39页哦1 1、通风设备、通风设备 由送风机、引风机、风道、烟道、烟囱等组成。由送风机、引风机、风道、烟道、烟囱等组成。送风机的作用：送风机的作用：把冷空气经空气预热器提高温度后再把冷空气经空气预热器提高温度后再送入炉膛送入炉膛。引风机的作用：引风机的作用：将炉膛内燃烧生成的烟气经烟道、各受将炉膛内燃烧生成的烟气经烟道、各受热面及除尘器吸出，再经烟囱排入大气。热面及除尘器吸出，再经烟囱排入大气。我国电厂燃煤锅炉普遍采用的通风布置方式平衡通风负压我国电厂燃煤锅炉普遍采用的通风布置方式平衡通风负压锅炉，一般送、引风机各配备两台，采用平衡通风方式。锅炉，一般送、引风机各配备两台，采用平衡通风方式。其炉膛和烟道内呈微小负压。仅具有较强通风能力送风机其炉膛和烟道内呈微小负压。仅具有较强通风能力送风机的锅炉，其炉膛和烟道内的压力稍大于环境压力，称为微的锅炉，其炉膛和烟道内的压力稍大于环境压力，称为微正压锅炉。正压锅炉。四、锅炉主要辅助设备四、锅炉主要辅助设备第36页，此课件共39页哦2 2、除尘设备、除尘设备 大锅炉常用干式静电除尘器。大锅炉常用干式静电除尘器。(效率大于效率大于9999)，清除排烟中的飞灰，减少对环境的污染。，清除排烟中的飞灰，减少对环境的污染。3 3、制粉设备、制粉设备 主要辅助设备将原煤磨成合格的煤粉连续不主要辅助设备将原煤磨成合格的煤粉连续不断地供给锅炉，并根据锅炉负荷的需要随时调节断地供给锅炉，并根据锅炉负荷的需要随时调节燃料量的大小。燃料量的大小。四、锅炉主要辅助设备四、锅炉主要辅助设备第37页，此课件共39页哦制粉系统有直吹式和中间储仓式两种。制粉系统有直吹式和中间储仓式两种。o直吹式：磨煤机出口的煤粉与空气混合直吹式：磨煤机出口的煤粉与空气混合物由排粉风机直接送入炉膛内燃烧；物由排粉风机直接送入炉膛内燃烧；o中间储仓式：磨煤机出口的煤粉储存在中间储仓式：磨煤机出口的煤粉储存在煤粉仓，再通过给粉机送入炉膛。煤粉仓，再通过给粉机送入炉膛。现大锅炉多选用直吹式制粉系统。现大锅炉多选用直吹式制粉系统。四、锅炉主要辅助设备四、锅炉主要辅助设备第38页，此课件共39页哦五、锅炉效率五、锅炉效率锅炉热效率是指锅炉锅炉热效率是指锅炉有效吸热量有效吸热量占锅炉占锅炉燃料输入热量燃料输入热量的百分比，说明燃料热量的有效利用程度。目前大型锅炉的百分比，说明燃料热量的有效利用程度。目前大型锅炉的热效率一般都在的热效率一般都在9090以上。以上。锅炉锅炉有效吸热量有效吸热量Q1=Q1=工质在锅炉内的吸热量工质在锅炉内的吸热量 =工质量工质量*（工质出口焓（工质出口焓-工质进口焓）工质进口焓）锅炉锅炉燃料输入热量燃料输入热量Qr=Qr=燃料输入的化学能燃料输入的化学能 =燃料量燃料量*燃料的低位发热量燃料的低位发热量锅炉效率锅炉效率b b=Q1/Qr=Q1/Qr第39页，此课件共39页哦
