水泥窑纯低温余热发电概况-余热锅炉.ppt

余热发电用余热锅炉 1余热锅炉结构及作用 通常余热锅炉由省煤器、蒸发器、过热器以及联箱和汽包等换热管组和容器等组成，通常余热锅炉由省煤器、蒸发器、过热器以及联箱和汽包等换热管组和容器等组成，在省煤器中锅炉的给水完成预热的任务，使给水温度升高到接近饱和温度的水平；在蒸在省煤器中锅炉的给水完成预热的任务，使给水温度升高到接近饱和温度的水平；在蒸发器中给水相变成为饱和蒸汽；在过热器中饱和蒸汽被加热升温成为过热蒸汽发器中给水相变成为饱和蒸汽；在过热器中饱和蒸汽被加热升温成为过热蒸汽.过热器过热器 将蒸汽从饱和温度加热到一定的过热温度。它位于温度最高的烟气区，而管内工质为将蒸汽从饱和温度加热到一定的过热温度。它位于温度最高的烟气区，而管内工质为蒸汽，受热面的冷却条件较差，从而在余热锅炉各部件中最高的金属管壁温度。蒸汽，受热面的冷却条件较差，从而在余热锅炉各部件中最高的金属管壁温度。省煤器省煤器 利用尾部低温烟气的热量来加热余热锅炉给水，从而降低排气温度，提高余热锅炉以利用尾部低温烟气的热量来加热余热锅炉给水，从而降低排气温度，提高余热锅炉以及联合循环的效率，节约燃料消耗量。常规锅炉的省煤器分为沸腾式和非沸腾式两种，及联合循环的效率，节约燃料消耗量。常规锅炉的省煤器分为沸腾式和非沸腾式两种，前者允许产生蒸汽而后者不允许。前者允许产生蒸汽而后者不允许。蒸发器蒸发器 在蒸发器内，水吸热产生蒸汽。通常情况下只有部分水变成蒸汽，所以管内流动的是在蒸发器内，水吸热产生蒸汽。通常情况下只有部分水变成蒸汽，所以管内流动的是汽水混合物。汽水混合物在蒸发器中向上流动，进入对应压力的汽包。汽水混合物。汽水混合物在蒸发器中向上流动，进入对应压力的汽包。2、余热锅炉的分类2.1 按余热锅炉产生的蒸汽的压力等级分类按余热锅炉产生的蒸汽的压力等级分类 目前余热锅炉采用有单压、双压汽水系统。目前余热锅炉采用有单压、双压汽水系统。2.1.1 单压级余热锅炉单压级余热锅炉 余热锅炉只生产一种压力的蒸汽供给汽轮机。余热锅炉只生产一种压力的蒸汽供给汽轮机。2.1.2 双压级余热锅炉双压级余热锅炉 余热锅炉能生产两种不同压力压力的蒸汽供给汽轮机。余热锅炉能生产两种不同压力压力的蒸汽供给汽轮机。单压锅炉双高压锅炉2.2 按受热面布置方式分类按受热面布置方式分类 2.2.1 卧式布置余热锅炉卧式布置余热锅炉 2.2.2立式布置余热锅炉立式布置余热锅炉 余热锅炉是立式布置，各级受热面部件的管子是水平余热锅炉是立式布置，各级受热面部件的管子是水平的，各级受热面部件是沿高度方向布置，烟气自下而上的，各级受热面部件是沿高度方向布置，烟气自下而上流过各级受热面。流过各级受热面。卧式锅炉立式锅炉l2.3 按工质在蒸发受热面中的流动特点按工质在蒸发受热面中的流动特点(工作原理工作原理)分类分类 2.3.1自然循环余热锅炉自然循环余热锅炉 2.3.2强制循环余热锅炉强制循环余热锅炉自然循环强制循环传热面积相同相同可用率99.9597.5运行范围的实用性广窄水循环平衡性有有限循环泵的设置无有外部耗功无循环泵功耗占地面积较多较少钢结构和管道轻而多重而少基础及撑脚轻而多重而少安装所需要设备轻重运行维护较简单较难自然循环及强制循环对比3蒸发设备及水循环l 锅炉受热面中用以吸收炉内高温烟气的热量来加热锅炉受热面中用以吸收炉内高温烟气的热量来加热水产生饱和蒸汽的受热面称为蒸发受热面。蒸发受热水产生饱和蒸汽的受热面称为蒸发受热面。蒸发受热面及与它直接相配合工作的设备称为蒸发设备，蒸发面及与它直接相配合工作的设备称为蒸发设备，蒸发设备组成了锅炉的蒸发系统。设备组成了锅炉的蒸发系统。蒸发设备的作用及组成l 蒸发设备是锅炉的重要组成部分，其作用就是吸收烟气放出的热量，使水受热汽化变成蒸发设备是锅炉的重要组成部分，其作用就是吸收烟气放出的热量，使水受热汽化变成饱和蒸汽。饱和蒸汽。l自然循环锅炉的蒸发设备是由汽包、下降管、水冷壁、联箱及一些连接管道所组成。自然循环锅炉的蒸发设备是由汽包、下降管、水冷壁、联箱及一些连接管道所组成。由省煤器来的给水进入汽包，从汽包下部引出的管子是下降管，它将汽包中的水引至锅由省煤器来的给水进入汽包，从汽包下部引出的管子是下降管，它将汽包中的水引至锅炉下部，经分配支管送入水冷壁各下联箱，下降管及各分配支管布置在炉外不受热。炉下部，经分配支管送入水冷壁各下联箱，下降管及各分配支管布置在炉外不受热。水冷壁管布置在炉膛内。从下联箱引入水冷壁的水，吸收炉内烟气热量并部分汽化，变水冷壁管布置在炉膛内。从下联箱引入水冷壁的水，吸收炉内烟气热量并部分汽化，变成密度比水小的汽水混合物向上流动成密度比水小的汽水混合物向上流动(故水冷壁管也叫上升管故水冷壁管也叫上升管)，引入上联箱，再通过汽水混，引入上联箱，再通过汽水混合物引出管引入汽包或者不经上联箱直接引入汽包。汽水混合物在汽包内进行汽、水分离，合物引出管引入汽包或者不经上联箱直接引入汽包。汽水混合物在汽包内进行汽、水分离，蒸汽流入汽空间并经饱和蒸汽引出管送出；分离出的水流入水空间并与不断送入汽包的给蒸汽流入汽空间并经饱和蒸汽引出管送出；分离出的水流入水空间并与不断送入汽包的给水一道再流入下降管送至水冷壁下联箱，继续循环。这样，水一道再流入下降管送至水冷壁下联箱，继续循环。这样，水从汽包水从汽包下降管下降管下联箱下联箱水冷壁上联箱水冷壁上联箱再回到汽包再回到汽包，就形成了一个闭合的流动回路，称为锅炉蒸发设备的水循环，就形成了一个闭合的流动回路，称为锅炉蒸发设备的水循环回路。回路。一台锅炉的蒸发系统是由若干个独立的水循环回路所组成，每个回路均由自己的下降管一台锅炉的蒸发系统是由若干个独立的水循环回路所组成，每个回路均由自己的下降管及其分配支管、下联箱、水冷壁及其分配支管、下联箱、水冷壁(为整个炉膛水冷壁的一部分为整个炉膛水冷壁的一部分)、上联箱所构成，所有回路的、上联箱所构成，所有回路的汽水混合物最后都引入汽包。汽水混合物最后都引入汽包。汽包汽包 汽包是锅炉蒸发设备中的主要部件，是一个汽包是锅炉蒸发设备中的主要部件，是一个汇集锅水和饱和蒸汽的圆筒形容器。汇集锅水和饱和蒸汽的圆筒形容器。l1汽包的作用汽包的作用 汽包与下降管、联箱、水冷壁管、上升管等共同组成锅汽包与下降管、联箱、水冷壁管、上升管等共同组成锅炉的水循环回路：它接受省煤器来的给水，并向过热器输送炉的水循环回路：它接受省煤器来的给水，并向过热器输送饱和蒸汽。所以，汽包是生产过热蒸汽的过程中加热、蒸发、饱和蒸汽。所以，汽包是生产过热蒸汽的过程中加热、蒸发、过热这三个阶段的连接枢纽或大致分界点。过热这三个阶段的连接枢纽或大致分界点。汽包中储存有一定的汽量、水量，因而汽包具有一定的汽包中储存有一定的汽量、水量，因而汽包具有一定的储热能力。在运行工况变化时，可以减缓汽压变化的速度，储热能力。在运行工况变化时，可以减缓汽压变化的速度，对锅炉运行调节有利。对锅炉运行调节有利。汽包中装有各种装置，能进行汽水分离，清洗蒸汽中的汽包中装有各种装置，能进行汽水分离，清洗蒸汽中的溶盐，排污，以及进行锅内水处理等，从而可以改善蒸汽品溶盐，排污，以及进行锅内水处理等，从而可以改善蒸汽品质。质。2汽包的结构l汽包本体是一个圆筒形的钢质受压容器，由筒身汽包本体是一个圆筒形的钢质受压容器，由筒身(圆筒部分圆筒部分)和两端的封头和两端的封头组成。组成。l汽包内部装有各种提高蒸汽品质的装置，如汽水分离装置、蒸汽清洗装置、汽包内部装有各种提高蒸汽品质的装置，如汽水分离装置、蒸汽清洗装置、连续排污装置、加药装置、分段蒸发装置，还有给水分配装置、事故放水连续排污装置、加药装置、分段蒸发装置，还有给水分配装置、事故放水管等。管等。l在中小型锅炉上一般是用滚柱支座将汽包支承在钢架上。在中小型锅炉上一般是用滚柱支座将汽包支承在钢架上。下降管l下降管的作用是将汽包中的水或将直接引入下降管的给水连续不下降管的作用是将汽包中的水或将直接引入下降管的给水连续不断地送至下联箱并供给水冷壁，以维持正常的水循环。断地送至下联箱并供给水冷壁，以维持正常的水循环。l下降管的一端与汽包连接，另一端直接或通过分配支管与下联箱下降管的一端与汽包连接，另一端直接或通过分配支管与下联箱连接。为了保证水循环的可靠性，下降管自汽包引出后都布置在连接。为了保证水循环的可靠性，下降管自汽包引出后都布置在炉外，不受热，并加以保温以减少散热损失。炉外，不受热，并加以保温以减少散热损失。l为了减小阻力，加强水循环，节约钢材，简化布置，现在生产的为了减小阻力，加强水循环，节约钢材，简化布置，现在生产的大直径集中下降管根数较少的大直径下降管，其下部是通过分配大直径集中下降管根数较少的大直径下降管，其下部是通过分配支管与水冷壁各下联箱连接，以达到配水均匀之目的。支管与水冷壁各下联箱连接，以达到配水均匀之目的。联箱l除蒸发设备外，过热器、省煤器等设备上也有联箱。除蒸发设备外，过热器、省煤器等设备上也有联箱。l现代锅炉都采用圆形联箱，实际上是直径较大、两端封闭的圆管，可用现代锅炉都采用圆形联箱，实际上是直径较大、两端封闭的圆管，可用来连接两部分相同或不同管数和管径的管子，起汇集、混合和分配工质来连接两部分相同或不同管数和管径的管子，起汇集、混合和分配工质的作用。的作用。l联箱一般布置在炉外不受热，其材料常用联箱一般布置在炉外不受热，其材料常用20号碳钢。其长度由所需连接号碳钢。其长度由所需连接的管数决定。联箱与管子的连接现在都采用焊接。的管数决定。联箱与管子的连接现在都采用焊接。l水冷壁下联箱，通常都装有定期排污装置和膨胀指示器。水冷壁下联箱，通常都装有定期排污装置和膨胀指示器。锅炉生产出的蒸汽的质量，除了要求蒸汽参数；压力、温锅炉生产出的蒸汽的质量，除了要求蒸汽参数；压力、温度符合规定外，还要求蒸汽品质合格。蒸汽品质即蒸汽的洁度符合规定外，还要求蒸汽品质合格。蒸汽品质即蒸汽的洁净程度是指蒸汽中杂质含量的多少。蒸汽中所含的杂质为各净程度是指蒸汽中杂质含量的多少。蒸汽中所含的杂质为各种盐类、碱类及氧化物等，其中绝大部分是盐类，故通常多种盐类、碱类及氧化物等，其中绝大部分是盐类，故通常多以蒸汽的含盐量表示蒸汽含杂质的多少。以蒸汽的含盐量表示蒸汽含杂质的多少。蒸汽净化锅炉用水指标l1.悬浮物含量悬浮物含量 悬浮物的成分主要是不溶解的矿物质和有机物悬浮物的成分主要是不溶解的矿物质和有机物l2.含氧量含氧量 水中溶解氧对热力设备有氧化腐蚀作用，必须把它除掉。水中溶解氧对热力设备有氧化腐蚀作用，必须把它除掉。l3.含盐量含盐量 含盐量是指水中含有各种盐类的总量含盐量是指水中含有各种盐类的总量 l4.硬度硬度 水中结垢性物质的总含量。结垢性物质主要包括钙盐和镁盐两大类水中结垢性物质的总含量。结垢性物质主要包括钙盐和镁盐两大类 l5.PH值值 水的酸性和碱性常用氢离子浓度来表示而氢离子浓度又常用水的酸性和碱性常用氢离子浓度来表示而氢离子浓度又常用PH值来间接表示值来间接表示蒸汽的污染l当蒸汽中含有杂质时称为蒸汽被污染。造成蒸汽被污当蒸汽中含有杂质时称为蒸汽被污染。造成蒸汽被污染有两方面的原因：染有两方面的原因：l 一方面是由于蒸汽携带有含盐浓度大的锅水水滴，一方面是由于蒸汽携带有含盐浓度大的锅水水滴，这种因携带锅水水滴而导致蒸汽带盐的现象称为蒸汽这种因携带锅水水滴而导致蒸汽带盐的现象称为蒸汽的机械携带；在锅水含盐浓度一定的情况下，蒸汽的的机械携带；在锅水含盐浓度一定的情况下，蒸汽的机械携带就决定于蒸汽的带水量。机械携带就决定于蒸汽的带水量。l 另一方面是由于某些盐分能直接被高压蒸汽所溶解，另一方面是由于某些盐分能直接被高压蒸汽所溶解，这种蒸汽带盐的现象称为蒸汽溶盐或蒸汽的溶解性携这种蒸汽带盐的现象称为蒸汽溶盐或蒸汽的溶解性携带，由于高压蒸汽对盐分的溶解具有选择性，故蒸汽带，由于高压蒸汽对盐分的溶解具有选择性，故蒸汽溶盐又称为蒸汽的选择性携带。溶盐又称为蒸汽的选择性携带。提高蒸汽品质的途径 由以上分析可知，要获得洁净的蒸汽，除了对给水进行严格的炉由以上分析可知，要获得洁净的蒸汽，除了对给水进行严格的炉外水处理，保证给水的品质，以从根本上减少带入锅炉的杂质数量以外水处理，保证给水的品质，以从根本上减少带入锅炉的杂质数量以外，应针对蒸汽被污染的原因和具体影响因素，从以下几方面来提高外，应针对蒸汽被污染的原因和具体影响因素，从以下几方面来提高蒸汽品质：蒸汽品质：l进行汽水分离，即在汽包内装设汽水分离设备，以减少蒸汽对水分进行汽水分离，即在汽包内装设汽水分离设备，以减少蒸汽对水分的机械携带；的机械携带；l装设蒸汽清洗装置对蒸汽进行清洗，以减少蒸汽对盐分的选择性携装设蒸汽清洗装置对蒸汽进行清洗，以减少蒸汽对盐分的选择性携带；带；l进行锅炉排污蒸发，以降低锅水的含盐量。进行锅炉排污蒸发，以降低锅水的含盐量。汽水分离的基本原理(1)重力分离重力分离 利用汽与水的密度不同，在重力作用下使水与汽分离。这种分离作用只要汽水混合物在利用汽与水的密度不同，在重力作用下使水与汽分离。这种分离作用只要汽水混合物在一定高度的空间中，由下向上流动，就能自然地进行分离，故又称为自然分离。在汽包内，一定高度的空间中，由下向上流动，就能自然地进行分离，故又称为自然分离。在汽包内，饱和蒸汽从蒸发面向汽包顶部蒸汽引出管流动的过程中，就利用了这种分离作用使较大的饱和蒸汽从蒸发面向汽包顶部蒸汽引出管流动的过程中，就利用了这种分离作用使较大的水滴从蒸汽中被分离下来。水滴从蒸汽中被分离下来。(2)离心分离离心分离 利用汽水混合物作旋转运动时产生的离心力作用进行分离。利用汽水混合物作旋转运动时产生的离心力作用进行分离。(3)惯性分离惯性分离 利用汽水混合物改变流向时产生的惯性力作用进行分离。利用汽水混合物改变流向时产生的惯性力作用进行分离。(4)水膜分离水膜分离 当蒸汽带着水滴沿金属壁面流动时，水滴因附着力作用粘附在金属壁面上，形成水膜下当蒸汽带着水滴沿金属壁面流动时，水滴因附着力作用粘附在金属壁面上，形成水膜下流而与蒸汽分离。流而与蒸汽分离。l汽包内的汽水分离过程，通常分为两个阶段：一是粗分离阶段汽包内的汽水分离过程，通常分为两个阶段：一是粗分离阶段(一次分离阶段一次分离阶段)，在这个阶，在这个阶段中将蒸汽中的大部分水分分离出来，并消除汽水混合物的动能；二是细分离阶段段中将蒸汽中的大部分水分分离出来，并消除汽水混合物的动能；二是细分离阶段(二次分二次分离阶段离阶段)，在这一阶段中，将蒸汽中的微细水滴作进一步的分离以降低蒸汽的湿度使之符合，在这一阶段中，将蒸汽中的微细水滴作进一步的分离以降低蒸汽的湿度使之符合规定。规定。汽水分离设备汽水分离设备 现代锅炉采用的汽水分离设备主要有旋流式分离器、蜗轮式分现代锅炉采用的汽水分离设备主要有旋流式分离器、蜗轮式分离器、波形板分离器、多孔板等几种离器、波形板分离器、多孔板等几种蒸汽清洗l蒸汽清洗的目的和原理蒸汽清洗的目的和原理 汽水分离设备只能降低蒸汽机械携带的盐量，而无法减少蒸汽汽水分离设备只能降低蒸汽机械携带的盐量，而无法减少蒸汽溶解携带的盐量。进行蒸汽清洗正是为了减少直接溶解于蒸汽中溶解携带的盐量。进行蒸汽清洗正是为了减少直接溶解于蒸汽中的盐分，从而进一步提高蒸汽品质。的盐分，从而进一步提高蒸汽品质。蒸汽清洗就是用清洗水蒸汽清洗就是用清洗水(一般就是给水一般就是给水)去清洗蒸汽。也就是使蒸去清洗蒸汽。也就是使蒸汽与清洁的给水相接触，用给水去清除溶解在蒸汽中的盐分，减汽与清洁的给水相接触，用给水去清除溶解在蒸汽中的盐分，减少蒸汽的选择性携带。少蒸汽的选择性携带。锅炉排污 锅炉在运行中排出一部分含盐浓度大的和含水渣浓度大的锅水，叫做锅炉在运行中排出一部分含盐浓度大的和含水渣浓度大的锅水，叫做锅炉排污。锅炉排污。进入汽包的给水中带有盐分，同时对锅水进行加药处理后锅水中的结进入汽包的给水中带有盐分，同时对锅水进行加药处理后锅水中的结垢性物质要生成水渣，另外锅水腐蚀锅炉金属也要产生一些腐蚀产物，因垢性物质要生成水渣，另外锅水腐蚀锅炉金属也要产生一些腐蚀产物，因而锅水中含有各种可溶性的和不溶解的杂质，运行中这些杂质只有很少部而锅水中含有各种可溶性的和不溶解的杂质，运行中这些杂质只有很少部分被蒸汽带走，而绝大部分留在锅水中。随着锅水的不断蒸发、浓缩，锅分被蒸汽带走，而绝大部分留在锅水中。随着锅水的不断蒸发、浓缩，锅水中的这些杂质的含量逐渐增多，锅水的含盐浓度不断增加，水渣浓度也水中的这些杂质的含量逐渐增多，锅水的含盐浓度不断增加，水渣浓度也越来越大，这不但会影响蒸汽品质，而且还会造成受热面结垢与腐蚀，影越来越大，这不但会影响蒸汽品质，而且还会造成受热面结垢与腐蚀，影响锅炉运行的安全。因此必须将一部分锅水排掉，以排出部分盐分和水渣，响锅炉运行的安全。因此必须将一部分锅水排掉，以排出部分盐分和水渣，才能保证锅水中杂质的含量维持在允许的范围内。所以，锅炉排污是提高才能保证锅水中杂质的含量维持在允许的范围内。所以，锅炉排污是提高蒸汽品质的一个重要方法。蒸汽品质的一个重要方法。l 锅炉排污分为定期排污和连续排污两种。锅炉排污分为定期排污和连续排污两种。定期排污l 定期排污的主要目的是，定期地排除锅水中不溶解的沉淀杂质定期排污的主要目的是，定期地排除锅水中不溶解的沉淀杂质水水渣。所以定期排污的地点应选在沉淀杂质聚积最多的地方，即水渣浓度渣。所以定期排污的地点应选在沉淀杂质聚积最多的地方，即水渣浓度最大的部位，一般是在蒸发设备系统的最低部位最大的部位，一般是在蒸发设备系统的最低部位水冷壁下联箱。定水冷壁下联箱。定期排污量的多少及间隔时间，主要视水汽品质来确定。当补给水量很大、期排污量的多少及间隔时间，主要视水汽品质来确定。当补给水量很大、水质较差时，排污量较大，排污的次数较多；若补给水的水质较好，则水质较差时，排污量较大，排污的次数较多；若补给水的水质较好，则排污量可以减小，排污的间隔时间也可加长。排污量可以减小，排污的间隔时间也可加长。连续排污l连续排污的主要目的是，连续地排除锅水中溶解的部分盐分，使连续排污的主要目的是，连续地排除锅水中溶解的部分盐分，使锅水的含盐量不致超过规定，并维持一定的锅水碱度。所以连续锅水的含盐量不致超过规定，并维持一定的锅水碱度。所以连续排污应从锅水含盐浓度最大的部位排污应从锅水含盐浓度最大的部位通常是在汽包蒸发面附近通常是在汽包蒸发面附近引出。连续排污也能排出一些细粒水渣和悬浮物等。连续排污管引出。连续排污也能排出一些细粒水渣和悬浮物等。连续排污管布置在汽包内的蒸发面附近，排污管上沿长度方向均匀地开有一布置在汽包内的蒸发面附近，排污管上沿长度方向均匀地开有一些小孔，排污水即从小孔流入排污管，然后通过引出管排走。引些小孔，排污水即从小孔流入排污管，然后通过引出管排走。引出管上装有流量孔板和调节阀门等。调节阀门的开度出管上装有流量孔板和调节阀门等。调节阀门的开度(连续排污量连续排污量)同样根据水汽品质来确定。同样根据水汽品质来确定。锅内水处理l为了防止水垢的形成，广泛采用对锅水为了防止水垢的形成，广泛采用对锅水 进行锅内补充处理的措施。进行锅内补充处理的措施。方法是在锅水中加入一些专用的药剂，这些药剂的阴离子，与给方法是在锅水中加入一些专用的药剂，这些药剂的阴离子，与给水中的钙离子和镁离子发生作用，生成难溶且不易粘附在受热面水中的钙离子和镁离子发生作用，生成难溶且不易粘附在受热面上的泥浆状的沉淀物，很容易随排污水排出。常用的药剂是磷酸上的泥浆状的沉淀物，很容易随排污水排出。常用的药剂是磷酸三钠。它能使锅水中的钙离子和镁离子与磷酸根化合，生成难溶三钠。它能使锅水中的钙离子和镁离子与磷酸根化合，生成难溶的磷酸钙和磷酸镁沉淀物，的磷酸钙和磷酸镁沉淀物，l活塞式小容活塞式小容量加药泵直量加药泵直接送至汽包接送至汽包内的加药管内的加药管(目的是为了目的是为了防止在给水防止在给水管道和省煤管道和省煤器内生成沉器内生成沉淀物淀物)，加药，加药管上沿长度管上沿长度方向均匀地方向均匀地开有向下的开有向下的小孔，药液小孔，药液即由小孔流即由小孔流入锅水中。入锅水中。五、变压运行l单元机组可以有两种运行方式：定压单元机组可以有两种运行方式：定压(等压等压)运行和变压运行和变压(滑压滑压)运行。定压运行。定压运行运行(即额定压力运行即额定压力运行)是指汽轮机在不同工况下运行时，依靠改变调速汽是指汽轮机在不同工况下运行时，依靠改变调速汽门的开度来适应机组的负荷，而汽轮机前的新蒸汽压力和温度则是不变门的开度来适应机组的负荷，而汽轮机前的新蒸汽压力和温度则是不变的。在母管制机组中当然只能采用这种定压运行方式，在许多单元机组的。在母管制机组中当然只能采用这种定压运行方式，在许多单元机组上也广泛采用这种运行方式。上也广泛采用这种运行方式。l变压运行是指汽轮机在不同工况下运行时，不仅主汽门是全开的，而且变压运行是指汽轮机在不同工况下运行时，不仅主汽门是全开的，而且调速汽门也基本保持全开；锅炉则按机组负荷的变动改变出口汽压，负调速汽门也基本保持全开；锅炉则按机组负荷的变动改变出口汽压，负荷低时汽压低，负荷高则汽压高荷低时汽压低，负荷高则汽压高(亦即以改变新蒸汽压力来适应机组负荷亦即以改变新蒸汽压力来适应机组负荷的变动的变动)，而锅炉出口汽温仍维持额定值。具体地说就是，机组在额定负，而锅炉出口汽温仍维持额定值。具体地说就是，机组在额定负荷时按额定压力运行，在负荷降低时以某一低于额定数值的压力运行，荷时按额定压力运行，在负荷降低时以某一低于额定数值的压力运行，在负荷变动范围内，汽轮机前的新蒸汽温度并不改变。在负荷变动范围内，汽轮机前的新蒸汽温度并不改变。5.1变压运行的优缺点l(1)变压运行时，新蒸汽压力随负荷的减小而降低，故机组内的蒸汽容积流量变压运行时，新蒸汽压力随负荷的减小而降低，故机组内的蒸汽容积流量近乎不变，同时汽轮机进汽阀开度和第一级通流面积均保持不变，因而减少近乎不变，同时汽轮机进汽阀开度和第一级通流面积均保持不变，因而减少了新蒸汽的节流损失并改善了汽轮机高压端蒸汽流动的情况，使汽轮机内效了新蒸汽的节流损失并改善了汽轮机高压端蒸汽流动的情况，使汽轮机内效率高于定压运行时的水平。负荷越低，这方面的收益就越大。率高于定压运行时的水平。负荷越低，这方面的收益就越大。l(2)变压运行时，机组负荷越低，新蒸汽压力也越低。新蒸汽初压降低将使每变压运行时，机组负荷越低，新蒸汽压力也越低。新蒸汽初压降低将使每千克蒸汽的可用能千克蒸汽的可用能(理想焓降理想焓降)减少，因而机组的循环热效率降低。这是采用变减少，因而机组的循环热效率降低。这是采用变压运行的缺点。压运行的缺点。l综合考虑汽轮机内效率提高方面的收益和由于机组循环热效率下降而引起的综合考虑汽轮机内效率提高方面的收益和由于机组循环热效率下降而引起的损失，一般对于亚临界压力、喷嘴调节的汽轮机，在损失，一般对于亚临界压力、喷嘴调节的汽轮机，在3040额定负荷以额定负荷以下时，采用变压运行才比较合算。下时，采用变压运行才比较合算。l(3)在变压运行时，由于锅炉送出的新蒸汽温度不随负荷变化，故高压缸的排在变压运行时，由于锅炉送出的新蒸汽温度不随负荷变化，故高压缸的排汽温度基本不变，不像定压运行那样要随负荷的降低而下降，从而使锅炉在汽温度基本不变，不像定压运行那样要随负荷的降低而下降，从而使锅炉在低负荷时仍可维持额定的再热汽温，因此提高了低负荷时的经济性。低负荷时仍可维持额定的再热汽温，因此提高了低负荷时的经济性。l(4)变压运行机组一般都采用变速给水泵，低负荷时，不仅给水流量变压运行机组一般都采用变速给水泵，低负荷时，不仅给水流量减小，而且给水泵出口的压头也降低，因此给水泵的功率消耗可大减小，而且给水泵出口的压头也降低，因此给水泵的功率消耗可大为减少。为减少。l(5)采用变压运行时，在不同负荷下，新汽温度保持不变，汽轮机调采用变压运行时，在不同负荷下，新汽温度保持不变，汽轮机调速汽门基本全开，第一级通流面积保持不变，所以汽轮机内部工质速汽门基本全开，第一级通流面积保持不变，所以汽轮机内部工质温度变化不大，有利于汽轮机的安全。在这种情况下，限制机组负温度变化不大，有利于汽轮机的安全。在这种情况下，限制机组负荷变化速度的不再是汽缸壁，而是与饱和工质接触的锅炉厚壁部件，荷变化速度的不再是汽缸壁，而是与饱和工质接触的锅炉厚壁部件，亦即由于锅炉厚壁部件在压力变化时饱和温度急剧变化所引起的热亦即由于锅炉厚壁部件在压力变化时饱和温度急剧变化所引起的热应力。故机组变压运行时的允许负荷变化速度可比定压运行时的大。应力。故机组变压运行时的允许负荷变化速度可比定压运行时的大。l(6)当机组降压运行时，锅炉、汽轮机及其主蒸汽管道等高压部件都当机组降压运行时，锅炉、汽轮机及其主蒸汽管道等高压部件都在较低应力状态下工作，这对延长采用变压运行的机组的使用寿命在较低应力状态下工作，这对延长采用变压运行的机组的使用寿命是有利的。是有利的。六、过热汽温的调节 汽温变化是由蒸汽侧和烟气侧两方面的因素引起的，汽温变化是由蒸汽侧和烟气侧两方面的因素引起的，因而对汽温的调节也就可以从这两方面来进行。因而对汽温的调节也就可以从这两方面来进行。l1.蒸汽侧调节汽温蒸汽侧调节汽温 从蒸汽侧调节汽温是通过改变蒸汽的热焓来达到。从蒸汽侧调节汽温是通过改变蒸汽的热焓来达到。目前发电厂锅炉过热汽温的调节，以从蒸汽侧采用减温目前发电厂锅炉过热汽温的调节，以从蒸汽侧采用减温器的调节方法较多，并与一种或两种烟气侧调温方法相器的调节方法较多，并与一种或两种烟气侧调温方法相配合。配合。l2.烟气侧调节汽温烟气侧调节汽温 从烟气侧调节过热汽温就是变更过热器区的烟气放热从烟气侧调节过热汽温就是变更过热器区的烟气放热量，通常是通过改变流经过热器的烟气量和烟气温度来量，通常是通过改变流经过热器的烟气量和烟气温度来实现。实现。七、余热锅炉的水位控制与调节l锅炉运行中，汽包水位过高、过低，将给锅炉和汽轮机的安全运行带来严重的威胁。锅炉运行中，汽包水位过高、过低，将给锅炉和汽轮机的安全运行带来严重的威胁。l汽包水位过高，汽空间缩小，会引起蒸汽中的水分增加，蒸汽品质恶化；容易造成过热器汽包水位过高，汽空间缩小，会引起蒸汽中的水分增加，蒸汽品质恶化；容易造成过热器管内积盐垢，管子过热损坏；汽包严重满水时，会造成蒸汽大量带水，引起蒸汽管道和汽管内积盐垢，管子过热损坏；汽包严重满水时，会造成蒸汽大量带水，引起蒸汽管道和汽轮机产生严重的水冲击，甚至打坏汽轮机叶片。轮机产生严重的水冲击，甚至打坏汽轮机叶片。l汽包水位过低，将可能破坏水循环，水冷壁管超温过热；严重缺水时，还可能造成更严重汽包水位过低，将可能破坏水循环，水冷壁管超温过热；严重缺水时，还可能造成更严重的设备损坏事故。的设备损坏事故。l 所以，锅炉运行中，对水位监视不严，操作不当，都会造成巨大的损失。尤其是现代所以，锅炉运行中，对水位监视不严，操作不当，都会造成巨大的损失。尤其是现代大型锅炉，与蒸发量相比汽包中的存水量是不多的，容许变动的水量更少。如果给水中断大型锅炉，与蒸发量相比汽包中的存水量是不多的，容许变动的水量更少。如果给水中断而继续运行，则在而继续运行，则在1030s内，汽包水位计中的水位就会消失或降到危险水位。即使是给内，汽包水位计中的水位就会消失或降到危险水位。即使是给水量与蒸发量不相适应，也会在几分钟内发生锅炉缺水或满水事故。水量与蒸发量不相适应，也会在几分钟内发生锅炉缺水或满水事故。一般汽包正常水位在汽包中心线之下一般汽包正常水位在汽包中心线之下100200mm，其正常波动范围一般为土，其正常波动范围一般为土50mm。l影响汽包水位变化的因素影响汽包水位变化的因素1.锅炉负荷锅炉负荷2.烟气温度及烟气量烟气温度及烟气量3.给水压力给水压力汽包水位的监视和调节汽包水位的监视和调节 汽包水位的高低是通过水位计来监视的汽包水位的高低是通过水位计来监视的l 汽包水位的调节方法比较简单，对于采用定速给水泵向锅炉供汽包水位的调节方法比较简单，对于采用定速给水泵向锅炉供水的机组，改变给水调节阀的开度，即可改变给水量。水位高时，水的机组，改变给水调节阀的开度，即可改变给水量。水位高时，关小给水调节阀；水位低时，开大给水调节阀。为了减少调节阀关小给水调节阀；水位低时，开大给水调节阀。为了减少调节阀的节流损失、减轻阀门的磨损，现在广泛采用了变速给水泵向锅的节流损失、减轻阀门的磨损，现在广泛采用了变速给水泵向锅炉供水。采用这种方式供水时，调节给水泵的转速或调节阀的开炉供水。采用这种方式供水时，调节给水泵的转速或调节阀的开度都可以改变给水量。度都可以改变给水量。余热锅炉序号参数名称AQC锅炉ASH过热器SP锅炉1锅炉进口设计废气量185900Nm3/h66000Nm3/h（按55000 Nm3/h600，81000 Nm3/h450核算）380000Nm3/h（按280000 Nm3/h420，420000 Nm3/h300核算）（按150000 Nm3/h420，230000 Nm3/h340核算）2锅炉进口废气负压-800Pa-800Pa-6480Pa3锅炉进口设计废气温度375（按 340，420核算）490（按450，600核算）350（按 300，420核算）4废气特性：空气含熟料粉尘空气含熟料粉尘空气窑尾废气5氮N269.65%6二氧化碳CO228%7氧O20.60%8粉尘含量g10g/Nm310g/Nm3100g/Nm39水份H2O0.80%序号参数名称AQC锅炉ASH过热器SP锅炉2锅炉2.5MPa蒸汽段2.1额定蒸汽压力2.5+0.2-0.3MPa进口：2.45+0.2-0.3MPa2.5+0.2-0.3MPa出口：2.4+0.2-0.3MPa2.2设计额定蒸汽温度饱和温度进口：饱和温度280 出口：380+20-202.3设计额定蒸发量18.7t/h43.66t/h（蒸汽流量）25.96t/h最大蒸发量由卖方确定为AQC锅炉及SP锅炉2.5MPa蒸汽流量之和2.4给水温度100 100 锅炉漏风1%2%3%2.5锅炉废气阻力480Pa300Pa650Pa配置集箱及蒸汽接管尺寸时，按额定蒸发量、1.27Mpa、饱和温度配置接管尺寸，水循环应核算额定蒸发量、1.27MPa压力工况。配置集箱及蒸发接管尺寸时，按额定蒸汽量、1.27Mpa、进口为饱和蒸汽、出口为380配置。配置集箱及蒸汽接管尺寸时按额定蒸发量、1.27MPa饱和蒸汽核算。水循环应核算额定蒸发量、1.27MPa压力工况。3锅炉0.3MPa蒸汽段3.1额定蒸汽压力0.3+0.05-0.05MPa0.3+0.05-0.05MPa3.2额定蒸汽温度160+10-20160+10-203.3额定蒸发量6.63t/h12.95t/h3.4最大蒸发量由卖方核定由卖方核定3.5给水温度40 40 3.6锅炉漏风0.5%1%3.7锅炉废气阻力250Pa250Pa3.8允许最大蒸汽压力0.75MPa2.0MPa4锅炉热水段4.1额定出水压力大于0.4Mpa（绝对压力），强度按2.45Mpa核算4.2额定出水温度105 4.3额定出水量40.8t/h4.4最大出水量55t/h4.5给水温度40 4.6出口烟气温度80901651704.7锅炉漏风0.5%4.8锅炉废气阻力120Pa5锅炉安装方式露天安装露天安装6锅炉结构形式立式U型布置、模块结构立式布置内置集箱立式U型布置7受热面结构形式全部采用螺旋鳍片管水平布置螺旋鳍片管光管8循环方式自然循环自然循环自然循环9清灰装置：振打清灰lSP结构结构采用立式自然循环，给水引入省煤器，加热后进入锅筒，经下降管流入采用立式自然循环，给水引入省煤器，加热后进入锅筒，经下降管流入蒸发器，产生汽水混合物然后自汽包分离后产生饱和蒸汽。蒸发器，产生汽水混合物然后自汽包分离后产生饱和蒸汽。为防止积灰采用机械振打装置；为防止积灰采用机械振打装置；炉墙采用轻型护板炉墙，为降低锅炉漏风炉墙人孔、穿墙管、炉墙护板炉墙采用轻型护板炉墙，为降低锅炉漏风炉墙人孔、穿墙管、炉墙护板接缝、炉外集箱处密封。接缝、炉外集箱处密封。锅筒材料为锅筒材料为20g，主要设备有：一级汽水分离器、二级汽水分离器、给水，主要设备有：一级汽水分离器、二级汽水分离器、给水装置等，进入锅通的汽水混合物先进行以及分离器进行一级分离，再经装置等，进入锅通的汽水混合物先进行以及分离器进行一级分离，再经二级波形分离器和均汽板，锅筒上还设有加药管和排污管。二级波形分离器和均汽板，锅筒上还设有加药管和排污管。蒸发器有进口集箱、出口集箱和蛇形管组成，集箱为蒸发器有进口集箱、出口集箱和蛇形管组成，集箱为219mm钢管制成，钢管制成，蛇形管为蛇形管为42X4.5管子制成，顺列布置，共有七组。管子制成，顺列布置，共有七组。省煤器有进口集箱、出口集箱和蛇形管组成，集箱为省煤器有进口集箱、出口集箱和蛇形管组成，集箱为219mm钢管制成，钢管制成，蛇形管为蛇形管为38X4.5管子制成，顺列布置，共有两组。管子制成，顺列布置，共有两组。炉墙采用轻型炉墙，内外护板内填充炉墙采用轻型炉墙，内外护板内填充2层硅酸钙板一层硅酸铝纤维毡。层硅酸钙板一层硅酸铝纤维毡。设计使用寿命：锅炉年正常运行保证大于设计使用寿命：锅炉年正常运行保证大于7600小时，锅炉总体设计使用小时，锅炉总体设计使用寿命大于寿命大于20年，受热面管材设计使用寿命大于年，受热面管材设计使用寿命大于10年。锅炉设计时考虑水年。锅炉设计时考虑水泥窑熟料冷却机废气对余热锅炉、余热过热器的严重磨损特性，同时注泥窑熟料冷却机废气对余热锅炉、余热过热器的严重磨损特性，同时注意漏风、防磨、防堵等措施。意漏风、防磨、防堵等措施。lAQC结构：结构：采用立式布置，蒸汽段属于自然循环，热水段属于强制循环。采用立式布置，蒸汽段属于自然循环，热水段属于强制循环。换热管采用缠绕翅管。换热管采用缠绕翅管。炉墙采用轻型护板炉墙，内外护板内填充炉墙采用轻型护板炉墙，内外护板内填充2层硅酸钙板一层硅酸铝纤维层硅酸钙板一层硅酸铝纤维毡，为降低锅炉漏风炉墙人孔、穿墙管、炉墙护板接缝、炉外集箱处密毡，为降低锅炉漏风炉墙人孔、穿墙管、炉墙护板接缝、炉外集箱处密封。封。高压段锅筒内径高压段锅筒内径1500mm，低压段，低压段1200mm，材料为，材料为20g，主要设备有：，主要设备有：一级汽水分离器、二级汽水分离器、给水装置等，进入锅通的汽水混合一级汽水分离器、二级汽水分离器、给水装置等，进入锅通的汽水混合物先进行以及分离器进行一级分离，再经二级波形分离器和均汽板，锅物先进行以及分离器进行一级分离，再经二级波形分离器和均汽板，锅筒上还设有加药管和排污管。筒上还设有加药管和排污管。蒸发器、省煤器、热水器均与框架各自组装成管箱。蒸发器、省煤器、热水器均与框架各自组装成管箱。2余热锅炉几个问题：l1）锅炉布置形式的选取问题）锅炉布置形式的选取问题 根据烟气在锅炉内流动方向，水泥窑余热锅炉可分为立式、卧式形式。根据烟气在锅炉内流动方向，水泥窑余热锅炉可分为立式、卧式形式。采用主要是根据水泥窑的工艺布置和允许锅炉所占用的面积和空间因素决定。对于预热器采用主要是根据水泥窑的工艺布置和允许锅炉所占用的面积和空间因素决定。对于预热器分解窑立式锅炉更有优越性，占地面积小，与水泥窑的流程相适应。分解窑立式锅炉更有优越性，占地面积小，与水泥窑的流程相适应。l2）锅炉水循环方式的选取问题）锅炉水循环方式的选取问题 锅炉水循环方式由强制循环、自然循环和自然循环与强制循环相结合的三种形式。自然锅炉水循环方式由强制循环、自然循环和自然循环与强制循环相结合的三种形式。自然循环可以节省循环水泵的投资和运行维护费用。循环可以节省循环水泵的投资和运行维护费用。l3）锅炉漏风问题）锅炉漏风问题 由于由于SP窑尾烟气侧负压为窑尾烟气侧负压为5000-7000Pa，密封不好将使大量冷空气漏入炉内，不但锅，密封不好将使大量冷空气漏入炉内，不但锅炉处理降低，将影响水泥