第三章-锅炉设备及运行课件.ppt

第三章锅炉设备第三章锅炉设备及运行及运行锅炉的作用锅炉的作用锅炉的作用锅炉的作用 锅炉是利用燃料的热能或工业生产中的余热，将工质加热到一锅炉是利用燃料的热能或工业生产中的余热，将工质加热到一定温度和压力的换热设备。在锅炉内实现下叙过程定温度和压力的换热设备。在锅炉内实现下叙过程:电站锅炉是火力发电厂三大主机之一，又称为蒸汽发生器。电站锅炉是火力发电厂三大主机之一，又称为蒸汽发生器。火力发电厂能量转换的基本过程火力发电厂能量转换的基本过程: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 锅炉锅炉 汽轮机汽轮机 发电机发电机 燃料的化学能燃料的化学能 蒸汽的热能蒸汽的热能 转轴的机械能转轴的机械能 电能电能 第一节第一节 锅炉的基本特征锅炉的基本特征 锅锅炉炉锅炉本体锅炉本体辅助设备辅助设备锅炉机组锅炉机组电站煤粉锅炉机组组成电站煤粉锅炉机组组成电站煤粉锅炉的构成电站煤粉锅炉的构成1-原原煤煤斗斗;2-给给煤煤机机;3-磨磨煤煤机机;4-汽汽包包;5-高高温温过过热热器器;6-屏屏式式过过热热器器;7-下下降降管管;8-炉炉膛膛水水冷冷壁壁;9-燃燃烧烧器器;10-下下联联箱箱;11-低低温温过过热热器器;12-再再热热器器;13-再再热热蒸蒸汽汽出出口口;14-再再热热蒸蒸汽汽入入口口;15-省省煤煤器器;16-给给水水;17-空空气气预预热热器器18-排排粉粉风风机机;19-排排渣渣装装置置;20-送送风风机机;21-除除尘尘器器;22-引引风风机机;23-烟烟囱囱冷空气冷空气烟气烟气烟气烟气烟气烟气烟囱烟囱引风机引风机除尘器除尘器空气预热器空气预热器细微灰粒细微灰粒飞灰飞灰（二次风）（二次风）灰渣沟灰渣沟原煤原煤排粉风机排粉风机（一次风）（一次风）烟气烟气烟气烟气给煤机给煤机磨煤机磨煤机燃烧器燃烧器炉膛炉膛水平烟道水平烟道尾部烟道尾部烟道原煤原煤风、粉风、粉风、粉风、粉未燃煤粒未燃煤粒灰渣灰渣灰渣灰渣灰渣灰渣灰渣沟灰渣沟排渣装置排渣装置冷灰斗冷灰斗未燃煤粒未燃煤粒未燃煤粒未燃煤粒煤、风、烟系统煤、风、烟系统 汽、水汽、水 系系 统统 汽机主凝结水汽机主凝结水水水水水汽水混合物汽水混合物给水泵给水泵省煤器省煤器汽包汽包汽水分离器汽水分离器化学补充水化学补充水汽水混合物汽水混合物下降管下降管下联箱下联箱水冷壁水冷壁上联箱上联箱导汽管导汽管水水水水水水汽水混合物汽水混合物汽水混合物汽水混合物饱和蒸汽饱和蒸汽过热蒸汽过热蒸汽过热器过热器汽轮机调节级汽轮机调节级锅锅 炉炉 参参 数数额额定定蒸蒸发发量量 在在额额定定蒸蒸汽汽参参数数，额额定定给给水水温温度度和和使使用用设设计计燃燃料料，保保证证热热效率时所规定的蒸发量，单位为效率时所规定的蒸发量，单位为t/ht/h（或（或kg/skg/s）最最大大连连续续蒸蒸发发量量（大大型型锅锅炉炉）在在额额定定蒸蒸汽汽参参数数，额额定定给给水水温温度度和和使使用用设计燃料，长期连续运行所能达到的最大蒸发量，单位为设计燃料，长期连续运行所能达到的最大蒸发量，单位为t/ht/h（或（或kg/s kg/s）经济连续蒸发量经济连续蒸发量 是指锅炉热效率最高时的蒸发量。是指锅炉热效率最高时的蒸发量。额定蒸汽压力额定蒸汽压力（对应规定的给水压力），单位是（对应规定的给水压力），单位是MpaMpa ；额定蒸汽温度额定蒸汽温度（对应额定蒸汽压力和额定给水温度），单位是（对应额定蒸汽压力和额定给水温度），单位是0 0C C。1 1、锅炉容量、锅炉容量2 2、锅炉的蒸汽参数、锅炉的蒸汽参数锅锅炉炉的的蒸蒸汽汽参参数数 是是指指锅锅炉炉出出口口处处的的蒸蒸汽汽压压力力和和温温度度。锅锅炉炉设设计计时时所所规规定定的的蒸蒸汽汽压压力力和和温温度度称称为为额额定定蒸蒸汽汽压压力力（MPa）和和额额定定蒸蒸汽汽温温度度（）。对对于于具具有有再再热热器器的的锅锅炉炉，蒸蒸汽汽参参数数中中还还应应包包括括再再热热蒸蒸汽汽的的压压力力（MPa）和和温度温度（）。）。3 3、给水温度、给水温度4 4、锅炉效率、锅炉效率给水温度是指锅炉在额定工况下，省煤器入口处的水温（给水温度是指锅炉在额定工况下，省煤器入口处的水温（）。锅锅炉炉效效率率是是指指锅锅炉炉产产生生蒸蒸汽汽的的吸吸热热量量占占锅锅炉炉输输入入燃燃料料热热量量的的百百分分比比。其其大小表明了燃料热量的有效利用程度。大小表明了燃料热量的有效利用程度。我国电站锅炉参数、容量系列我国电站锅炉参数、容量系列 参参 数数 容容 量量 (t.h(t.h-1-1)发发 电电 功功 率率 MWMW 蒸汽压力蒸汽压力 MpaMpa 蒸蒸 汽汽 温度温度 给给 水水 温度温度 9.89.8 540540 205205225225 220220；410410 5050；100100 13.713.7 540/540*540/540*555/555*555/555*220220250250 420420；670670 125125；200200 16.716.7 541/541*541/541*555/555*555/555*250250280280 10251025；1000 1000 30030017.317.3；18.118.1；18.318.3 541/541*541/541*260260290290 10251025；20082008 300300；60060024.224.2；25.325.3；26.426.4 541/566*541/566*545/545*545/545*270270290290 19001900；16501650 600600锅炉用途锅炉用途电站锅炉、工业锅炉（热水锅炉）电站锅炉、工业锅炉（热水锅炉）按按燃燃料料分分为为：燃燃煤煤锅锅炉炉、燃燃油油锅锅炉炉、燃燃气气锅锅炉炉等等；我我国国电电厂厂锅锅炉炉中中，燃燃油油炉炉和和燃燃气气炉炉较较少少，主主要要是是燃燃煤煤炉炉，这这是是由由我我国国的的能能源源政政策策所所决决定定的。的。按按锅锅炉炉容容量量分分：随随着着时时代代和和技技术术进进步步，锅锅炉炉机机组组容容量量以以大大、中中、小小的的排排序序和和分分类类在在不不断断演演变变，目目前前300MW300MW以以上上的的机机组组配配置置的的锅锅炉炉为为大大容容量锅炉。量锅炉。按出口蒸汽压力分为：按出口蒸汽压力分为：低压锅炉（低压锅炉（P2.5MPa）、中压锅炉）、中压锅炉（22.5P4.0MPa）、高压锅炉（）、高压锅炉（4.0P=10MPa）、超高压锅炉）、超高压锅炉（10P=13.7MPa）、亚临界锅炉（）、亚临界锅炉（13.7P=16.7MPa）、超临界锅）、超临界锅炉（炉（P=22MPa）。）。超超临界压力锅炉超超临界压力锅炉5 5、锅炉的分类、锅炉的分类按按水水冷冷壁壁内内工工质质的的流流动动动动力力分分为为：自自然然循循环环锅锅炉炉、强强制制循循环环锅锅炉炉和和直流锅炉。直流锅炉。如如果果水水冷冷壁壁内内工工质质的的流流动动是是由由下下降降管管与与水水冷冷壁壁内内介介质质的的密密度度差差造造成的，则为自然循环锅炉；成的，则为自然循环锅炉；如果是在水泵的压头作用下流动，则为如果是在水泵的压头作用下流动，则为强制循环锅炉。强制循环锅炉。直直流流锅锅炉炉是是强强制制循循环环锅锅炉炉的的一一种种，超超临临界界压压力力锅锅炉炉必必须须采采用用直直流流锅炉，这是因为介质密度差为零的缘故。锅炉，这是因为介质密度差为零的缘故。锅炉蒸发受热面中工质流动方式锅炉蒸发受热面中工质流动方式v 自然循环汽包锅炉自然循环汽包锅炉 具具有有汽汽包包，利利用用下下降降管管和和上上升升管管中中工工质质密密度度差差产产生生工工质质循循环环v 强制循环强制循环 具具有有汽汽包包和和循循环环泵泵，利利用用循循环环回回路路中中工工质质密密度度差差和和循循环环泵泵压头工质循环压头工质循环v 直流锅炉直流锅炉 无无汽汽包包，给给水水靠靠给给水水泵泵压压头头一一次次通通过过各各受受热热面产生蒸汽面产生蒸汽锅锅炉炉按按燃燃烧烧方方式式可可分分为为层层式式燃燃烧烧锅锅炉炉、悬悬浮浮燃燃烧烧锅锅炉炉、旋旋风风燃燃烧烧锅锅炉炉和和循循环环流流化化床床锅锅炉炉。其其中中悬悬浮浮燃燃烧烧锅锅炉炉常常见见的的火火焰焰型型式式有有切切向向、墙墙式及对冲、式及对冲、U型、型、W型等数种。型等数种。层燃炉层燃炉 室燃炉室燃炉 硫化床炉硫化床炉 锅锅炉炉按按通通风风方方式式可可分分为为平平衡衡通通风风锅锅炉炉、微微正正压压锅锅炉炉（24KPa）和和增增压压锅锅炉炉。所所谓谓平平衡衡通通风风锅锅炉炉指指的的是是进进入入锅锅炉炉的的供供风风由由风风机机提提供供，燃燃烧烧后后的的烟烟气气经经风风机机抽抽吸吸出出去去，炉炉膛膛燃燃烧烧室室呈呈负负压压状状态态（50200Pa），现现在在大大型型电电站站锅锅炉炉基基本本都都采采用用平平衡衡通通风风方方式式。微微正正压压锅锅炉炉炉炉壳壳密密封封要要求求高高，多多用用于于燃燃油油、燃燃气气锅锅炉炉。增增压压锅锅炉炉炉炉内内烟烟气气压压力高达力高达11.5MPa，多用于燃气蒸汽联合循环锅炉。，多用于燃气蒸汽联合循环锅炉。按按锅锅炉炉型型式式分分类类，有有型型锅锅炉炉、箱箱型型锅锅炉炉、塔塔型型锅锅炉炉以以及及D型型锅锅炉炉等等。型型锅锅炉炉是是电电站站锅锅炉炉最最常常见见的的一一种种炉炉型型，几几乎乎适适用用于于各各种种容容量量和和不不同同燃燃料料。箱箱型型锅锅炉炉和和D型型锅锅炉炉主主要要燃燃用用重重油油和和天天然然气气。塔塔型型锅锅炉炉更更适适用用于于多多灰灰分分烟烟煤煤和和褐褐煤煤，德德国国此此种种炉炉型型较较多多。锅锅炉炉按按照照排排渣渣方方式式可可分分为为固固态态排排渣渣和和液液态态排排渣渣两两种种。固固态态排排渣渣是是指指炉炉膛膛下下部部排排出出的的灰灰渣渣呈呈灼灼热热的的固固态态，落落入入排排渣渣装装置置经经冷冷却却水水粒粒化化后后排排出。液态排渣指炉膛内的灰渣以熔融状态从炉膛底部排出。出。液态排渣指炉膛内的灰渣以熔融状态从炉膛底部排出。锅炉型号与名称锅炉型号与名称 锅锅炉炉型型号号通通常常用用一一组组规规定定的的符符号号和和数数字字表表示示。它它反反映映了了锅锅炉炉的的制制造造厂厂家家、容容量量大大小小、参参数数高高低低、性性能能和和规规格格等等。我我国国电电厂厂锅锅炉炉型型号号一一般表示方法如下：般表示方法如下：/生产厂家代号生产厂家代号最大连续蒸发量最大连续蒸发量额定蒸汽压力额定蒸汽压力燃料种类代号燃料种类代号设计次序设计次序锅炉的性能锅炉的性能 热效率热效率（90%90%）净效率净效率 燃烧效率燃烧效率 式中式中 Q Q 1 1 锅炉有效利用热，锅炉有效利用热，kJ/kgkJ/kg；Q Q r r 锅炉在单位时间内所消耗燃料的输入热量锅炉在单位时间内所消耗燃料的输入热量,kJ/kg,kJ/kg；锅炉机组自身所需的热量，锅炉机组自身所需的热量，kJ/kgkJ/kg；锅炉机组自身电耗对应的热量，锅炉机组自身电耗对应的热量，kJ/kgkJ/kg；、锅炉化学、机械未完全燃烧热损失，锅炉化学、机械未完全燃烧热损失，%1 1 1 1、锅炉机组经济性指标、锅炉机组经济性指标、锅炉机组经济性指标、锅炉机组经济性指标 最低稳燃负荷最低稳燃负荷 指指不不投投油油助助燃燃的的情情况况下下锅锅炉炉能能够够长长期期、安安全全、稳稳定定运运行行的的最最低低负负荷。荷。l 负荷连续变化率负荷连续变化率 指在保证锅炉安全、正常运行时的允许负荷变化率。指在保证锅炉安全、正常运行时的允许负荷变化率。锅炉连续运行小时数锅炉连续运行小时数（50005000）锅炉在两次检修之间的运行小时数锅炉在两次检修之间的运行小时数 锅炉可用率锅炉可用率（约（约90%90%）（总运行小时数（总运行小时数 +总备用小时数）总备用小时数）/统计期间总小时数（一年）统计期间总小时数（一年）锅炉的事故率锅炉的事故率（约（约1%1%）锅炉总事故停炉小时数锅炉总事故停炉小时数/（总运行小时数（总运行小时数 +事故停炉小时数）事故停炉小时数）2 2 2 2、锅炉机组安全性指标、锅炉机组安全性指标、锅炉机组安全性指标、锅炉机组安全性指标锅炉的本体结构锅炉的本体结构1、锅炉整体布置方案、锅炉整体布置方案2、锅炉举例、锅炉举例型布置型布置W型布置亚临界自然循环燃煤锅炉亚临界自然循环燃煤锅炉1-1-汽汽包包；2-2-下下降降管管；3-3-分分隔隔屏屏；4-4-后后屏屏；5-5-高高温温过过热热器器；6-6-高高温温再再热热器器；7-7-水水冷冷壁壁；8-8-燃燃烧烧器器；9-9-燃燃烧烧带带；10-10-空空气气预预热热器器；11-11-省省煤煤器器进进口口集集箱箱；12-12-省省煤煤器器；13-13-低低温温再再热热器器；14-14-低低温温过过热热器器；15-15-折折焰焰角；角；16-16-排渣装置排渣装置电站锅炉发展趋势电站锅炉发展趋势 加快发展大容量、高参数机组加快发展大容量、高参数机组 大大容容量量、高高参参数数机机组组可可适适应应生生产产发发展展的的需需要要，电电站站热热效效率率高高，基基建建投投资、设备和运行费用降低资、设备和运行费用降低 强化煤电环境保护，发展洁净燃煤技术强化煤电环境保护，发展洁净燃煤技术 燃燃煤煤的的燃燃气气-蒸蒸汽汽联联合合循循环环(燃燃煤煤硫硫化化床床燃燃烧烧联联合合循循环环及及整整体体煤煤气气化化联联合合循环）和超临界压力蒸汽循环可满足燃煤、高效、低污染要求循环）和超临界压力蒸汽循环可满足燃煤、高效、低污染要求 提高运行可靠性和灵活性提高运行可靠性和灵活性 锅锅炉炉的的可可靠靠性性涉涉及及到到设设计计、设设备备制制造造、运运行行维维护护和和生生产产管管理理等等各各个个方方面面 运运行行灵灵活活性性要要求求大大力力发发展展中中间间负负荷荷机机组组，适适应应电电网网调调峰峰需需要要,同同时时考考虑虑因因燃燃用用劣劣质质煤煤带带来来的的不不利利影影响响（结结渣渣、积积灰灰、磨磨损损、腐腐蚀蚀），提提高高锅锅炉炉煤煤种的适应性。提高机组的监控水平种的适应性。提高机组的监控水平 思思 考考 题题1.锅炉的受热面及作用锅炉的受热面及作用2.锅炉的主要系统锅炉的主要系统3.按锅炉燃烧方式及蒸发受热面中工貭的流动方式来分，按锅炉燃烧方式及蒸发受热面中工貭的流动方式来分，锅炉的类型锅炉的类型4.锅炉的额定蒸发量及最大连续蒸发量锅炉的额定蒸发量及最大连续蒸发量5.锅炉的热效率及安全性指标锅炉的热效率及安全性指标第二节第二节 制粉设备及系统制粉设备及系统制粉设备与系统制粉设备与系统 磨煤机磨煤机磨煤机磨煤机v 低速磨低速磨低速磨低速磨(16(16(16(1625r/min)25r/min)25r/min)25r/min)v 中速磨中速磨中速磨中速磨(50(50(50(50300r/min)300r/min)300r/min)300r/min)v 高速磨高速磨高速磨高速磨(500(500(500(5001500r/min)1500r/min)1500r/min)1500r/min)制粉系统制粉系统制粉系统制粉系统v 中间储仓式系统中间储仓式系统中间储仓式系统中间储仓式系统 v 直吹式系统直吹式系统直吹式系统直吹式系统 低速磨（钢低速磨（钢球磨）球磨）普普通通筒筒式式钢钢球球磨磨的的圆圆筒筒由由电电动动机机带带动动低低速速转转动动，燃燃料料和和干干燥燥剂剂（热热空空气气）从从磨磨一一端端的的空空心心轴轴进进入入圆圆筒筒，在在圆圆筒筒内内煤煤被被干干燥燥、并并经经筒筒内内装装有的大量钢球打碎、研磨成粉，随后被干燥剂从磨的另一端带出有的大量钢球打碎、研磨成粉，随后被干燥剂从磨的另一端带出低速磨低速磨主要有普通筒式钢球磨、双进双出筒式钢球磨主要有普通筒式钢球磨、双进双出筒式钢球磨双进双出双进双出钢球磨钢球磨 轴轴颈颈内内带带热热风风空空心心管管双双进进双双出筒式钢球磨出筒式钢球磨 圆圆筒筒两两端端的的空空心心轴轴内内有有一一空空心心圆圆管管，圆圆管管外外装装有有螺螺旋旋输输送送装装置置。两两端端的的空空心心轴轴既既是是热热风风和和原原煤煤的的进进口口，又又是是煤煤粉粉气气流流混混合合物物的的出出口口。从从而而形形成成两两个个相相互互对对称称又又彼彼此此独独立立的的磨磨煤煤回回路两个回路路两个回路 两两个个回回路路同同时时使使用用时时磨磨煤煤机机出出力力最最大大；也也可可以以单单独独使使用用一一个个，这这时时可可使使磨磨煤煤出出力力降降至至5050以下以下钢球磨钢球磨特性特性磨煤的单位电耗磨煤的单位电耗EmEm 取决于磨煤出力取决于磨煤出力B Bm m 和消耗的电网功率和消耗的电网功率N Ndwdw 筒筒体体和和钢钢球球的的质质量量比比其其中中的的燃燃料料大大许许多多倍倍，N Ndwdw 主主要要消消耗耗在在转转动筒体和升举钢球上，动筒体和升举钢球上，与磨煤出力与磨煤出力B Bm m 几乎无关几乎无关 E Em m 随出力随出力B Bm m 的降低而增高，在低负荷下运行不经济的降低而增高，在低负荷下运行不经济 钢钢球球磨磨结结构构简简单单，对对煤煤种种适适应应性性强强，出出力力大大，运运行行可可靠靠；但但初初投资大，对锅炉负荷适应性差；单位电耗大，噪音大投资大，对锅炉负荷适应性差；单位电耗大，噪音大双进双出双进双出钢球磨的特点钢球磨的特点 扩大了钢球磨的负荷调节范围扩大了钢球磨的负荷调节范围 响响应应锅锅炉炉负负荷荷变变化化的的时时间间短短，有有利利于于低低挥挥发发分分煤煤的的稳稳燃燃 出出力力靠靠调调整整一一次次风风量量控控制制。加加大大一一次次风风阀阀门门的的开开度度，风风量量及及带带出出的的煤煤粉粉流流量量同同时时增增加，因此，在任何负荷下，煤粉浓度变化不大，且煤粉细度降低加，因此，在任何负荷下，煤粉浓度变化不大，且煤粉细度降低 设设有有微微动动装装置置 磨磨煤煤机机在在停停机机或或维维修修操操作作时时以以额额定定转转速速的的1 1100100转转速速旋旋转转，可可使使筒筒内内存存煤煤及及时时散散热热防防止止自自燃燃。故故短短时时间间停停机机时时不不必必将将筒筒内内的的剩煤排空剩煤排空 双双进进双双出出钢钢球球磨磨煤煤机机保保持持了了钢钢球球磨磨煤煤种种适适应应性性广广等等所所有有优优点点，同同时时大大大大缩缩小了体积，降低了磨煤机的能耗，增强了适应锅炉负荷变化的能力小了体积，降低了磨煤机的能耗，增强了适应锅炉负荷变化的能力 中中 速速 磨磨 原煤经落煤管进入两组相对运动碾原煤经落煤管进入两组相对运动碾磨件之间，在压紧力的作用下被挤压、磨件之间，在压紧力的作用下被挤压、研磨成粉。热风经四周风环进入磨煤研磨成粉。热风经四周风环进入磨煤机，对被甩至此处的煤粉进行干燥并机，对被甩至此处的煤粉进行干燥并将煤粉带入粗粉分离器进行分离，不将煤粉带入粗粉分离器进行分离，不合格的煤粉返回磨煤机重磨，细粉则合格的煤粉返回磨煤机重磨，细粉则送出磨外送出磨外 中中速速磨磨有有盘盘式式磨磨（辊辊-盘盘式式）、碗碗式式磨磨(辊辊-碗碗式式HRHR、HP)HP)、环环式式磨磨(辊辊-环环式式MPSMPS、球球-环式环式E)E)中中速速磨磨布布置置紧紧凑凑，初初投投资资小小，单单位位电电耗耗小小，适适应应变变负负荷荷运运行行；但但结结构构复复杂，不易磨水分太大和太硬的燃料杂，不易磨水分太大和太硬的燃料高高 速速 磨磨(风扇磨风扇磨)高高速速磨磨由由叶叶轮轮、带带有有护护甲甲的的蜗蜗壳壳和和粗粗粉粉分分离离器器组组成成，装装有有冲冲击击板板的的叶叶轮轮由由电电机机带带动动高高速速旋旋转转。原原煤煤和和干干燥燥剂剂一一起起被被吸吸入入磨磨煤煤机机内内，煤煤被被转转动动的的冲冲击击板板打打碎碎，甩甩到到护护甲甲上上再再次次被被撞撞击击成成煤煤粉粉，煤煤粉粉借借助助风风扇扇产产生生的的压压头由干燥剂携带经粗粉分离器带出头由干燥剂携带经粗粉分离器带出高速磨高速磨结构简单，相应的制粉系统简单，金属耗量小，对结构简单，相应的制粉系统简单，金属耗量小，对锅炉负荷适锅炉负荷适应性强，特别适应磨高水分煤种；但部件磨损大，不宜磨制较硬的煤种应性强，特别适应磨高水分煤种；但部件磨损大，不宜磨制较硬的煤种1-煤斗；煤斗；4-给煤机；给煤机；7-磨煤机；磨煤机；8-粗粉分离器；粗粉分离器；9-排粉机；排粉机；10-一次风箱；一次风箱；12-燃烧燃烧器；器；13-二次风箱；二次风箱；14-空气预热器；空气预热器；15-送风机；送风机；17-细粉分离器；细粉分离器；21-煤粉仓；煤粉仓；22-给粉机；给粉机；23-混合器；混合器；24-乏气风箱；乏气风箱；25-三次风（乏气）喷口；三次风（乏气）喷口；28-一次风机一次风机钢球磨中储式制粉系统钢球磨中储式制粉系统有有热风送粉热风送粉和和乏气送粉乏气送粉两种两种钢球磨中储式热风送粉系统钢球磨中储式热风送粉系统 空气经送风机空气经送风机空预空预器器一次风机一次风机一次风一次风箱箱混合器（热气与煤混合器（热气与煤粉）粉）一次风喷口一次风喷口 乏气乏气排粉机排粉机乏气乏气风箱风箱三次风喷口三次风喷口 适用无烟煤、贫煤及适用无烟煤、贫煤及劣质煤劣质煤 钢球磨中储式热风送粉系统钢球磨中储式热风送粉系统 一次风一次风 携带煤粉送入燃烧器的空气。主要作用是输送煤粉和携带煤粉送入燃烧器的空气。主要作用是输送煤粉和满足燃烧初期对氧气的需要满足燃烧初期对氧气的需要 二次风二次风 待煤粉气流着火后再送入的空气。二次风补充煤粉继续待煤粉气流着火后再送入的空气。二次风补充煤粉继续燃烧所需要的空气，并起气流的扰动和混合的作用燃烧所需要的空气，并起气流的扰动和混合的作用 三次风三次风 对中间储仓式热风送粉系统，为充分利用细粉分离器对中间储仓式热风送粉系统，为充分利用细粉分离器排出的含有排出的含有10%10%15%15%细粉的乏气，由单独的喷口送入炉膛燃烧，细粉的乏气，由单独的喷口送入炉膛燃烧，这股乏气称为三次风这股乏气称为三次风 乏气乏气排粉机排粉机一次风箱一次风箱混合器（乏混合器（乏气与煤粉）气与煤粉）一次风喷口一次风喷口 适用于烟煤等挥发分含量高的煤种适用于烟煤等挥发分含量高的煤种钢球磨中储式乏气送粉系统钢球磨中储式乏气送粉系统1-煤斗；煤斗；4-给煤机；给煤机；7-磨煤机；磨煤机；8-粗粉分粗粉分离器；离器；9-排粉机；排粉机；10-一次风箱；一次风箱；12-燃燃烧器；烧器；13-二次风箱；二次风箱；14-空气预热器；空气预热器；15-送风机；送风机；17-细粉分细粉分离器；离器；21-煤粉仓；煤粉仓；22-给粉机；给粉机；23-混混合器合器负压系统：负压系统：排粉风机装排粉风机装在磨煤机出口，整个系在磨煤机出口，整个系统在负压下运行统在负压下运行 煤粉不会向外泄漏，煤粉不会向外泄漏，对环境污染小对环境污染小 漏风大，排粉风机磨漏风大，排粉风机磨损严重，效率低，电耗损严重，效率低，电耗大，系统可靠性差大，系统可靠性差 1-煤斗；煤斗；3-给煤机；给煤机；4-磨煤机；磨煤机；5-煤粉分离器；煤粉分离器；6-一次风箱；一次风箱；15-排粉机；排粉机；8-燃燃烧器；烧器；10-送风机；送风机；11-高温一次风机（排粉机）；高温一次风机（排粉机）；12-空气预热器；空气预热器；13-热风风热风风道；道；14-冷风风道；冷风风道；15-排粉机；排粉机；16-二次风箱；二次风箱；19-密封风机密封风机中速磨直吹式负压系统中速磨直吹式负压系统 中速磨直吹式制粉系统中速磨直吹式制粉系统有有正压正压和和负压负压系统系统中速磨直吹式正压热一次风系统中速磨直吹式正压热一次风系统 正正压压系系统统：一一次次风风机机布布置置在在磨磨煤煤机机之之前前，系系统统处处于正压状态下工作于正压状态下工作 无漏风；叶片磨损小无漏风；叶片磨损小 煤煤粉粉易易外外泄泄，系系统统需需设设专门的密封风机专门的密封风机 热热一一次次风风系系统统：配配置置二二分分仓仓回回转转式式空空预预器器。一一次次风风机机布布置置在在空空预预器器与与磨磨煤煤机之间，输送的是热空气机之间，输送的是热空气 空空气气温温度度高高，比比容容大大，风风机机体体积积大大，电电耗耗高高，易易发发生生高高温温侵侵蚀蚀，运运行行效效率率及可靠性低及可靠性低1-煤斗；煤斗；3-给煤机；给煤机；4-磨煤机；磨煤机；5-煤粉分离器；煤粉分离器；6-一次风箱；一次风箱；15-排粉机；排粉机；8-燃烧器；燃烧器；10-送风机；送风机；11-高温一次风机（排粉机）；高温一次风机（排粉机）；12-空气预热器；空气预热器；13-热风风道；热风风道；14-冷风风道；冷风风道；15-排粉机；排粉机；16-二二次风箱；次风箱；19-密封风机密封风机正压系统正压系统有有热一次风热一次风和和冷一次风系统冷一次风系统中速磨直吹式正压冷一次风系统中速磨直吹式正压冷一次风系统 冷一次风系统：冷一次风系统：配置配置三分仓回转式空预器。三分仓回转式空预器。一、二次风各自由单独一、二次风各自由单独风机输送，风机处于空风机输送，风机处于空预器之前，输送的是干预器之前，输送的是干净的冷空气净的冷空气 空气温度低，比容小，空气温度低，比容小，风机体积小，电耗低，风机体积小，电耗低，效率高；高压头冷一次效率高；高压头冷一次风机可兼作密封风机，风机可兼作密封风机，简化系统；热风温度不简化系统；热风温度不受一次风机的限制，可受一次风机的限制，可满足磨制较高水分煤种满足磨制较高水分煤种的要求的要求 1-煤斗；煤斗；3-给煤机；给煤机；4-磨煤机；磨煤机；5-煤粉分离器；煤粉分离器；6-一次风箱；一次风箱；15-排粉机；排粉机；8-燃烧器；燃烧器；10-送风机；送风机；11-高温一次风机（排粉机）；高温一次风机（排粉机）；12-空气预热器；空气预热器；13-热风风道；热风风道；14-冷风风道；冷风风道；15-排粉机；排粉机；16-二二次风箱；次风箱；19-密封风机密封风机高速磨直吹式系统高速磨直吹式系统1-煤斗；煤斗；3-给煤机；给煤机；5-磨煤机；磨煤机；6-煤粉分离器；煤粉分离器；7-燃烧器；燃烧器；8-二次风箱；二次风箱；9-空气预热器；空气预热器；10-送风机；送风机；12-抽风机抽风机（a a）热风干燥；热风干燥；（b b）热风热风-炉烟干燥炉烟干燥 磨制烟煤和水分不高的褐煤磨制烟煤和水分不高的褐煤 采用热风作为干燥剂采用热风作为干燥剂 磨制水分不高的褐煤磨制水分不高的褐煤 采用热风掺炉烟作为干燥剂采用热风掺炉烟作为干燥剂 两种制粉系统的比较两种制粉系统的比较 直直吹吹式式系系统统 系系统统简简单单、设设备备部部件件少少，管管路路短短、阻阻力力小小，初初投投资资和和系系统统的的建建筑筑尺尺寸寸小小，输输粉粉电电耗耗较较小小；但但磨磨煤煤机机的的工工作作直直接接影影响响锅锅炉炉的的运运行，锅炉机组的可靠性相对低些行，锅炉机组的可靠性相对低些 储储仓仓式式系系统统 设设有有煤煤粉粉仓仓，磨磨煤煤机机可可一一直直维维持持在在经经济济工工况况下下运运行行，磨磨煤煤机机的的工工作作对对锅锅炉炉影影响响较较小小，系系统统的的可可靠靠性性高高；但但系系统统复复杂杂、设设备备部部件件多多，初投资及运行费用高初投资及运行费用高 锅炉负荷变动时锅炉负荷变动时 储仓式系统储仓式系统 调节给粉机转数改变煤粉量，既方便又灵敏调节给粉机转数改变煤粉量，既方便又灵敏 直吹式系统直吹式系统 从改变给煤量开始，经过整个系统才能改变煤粉量，惰从改变给煤量开始，经过整个系统才能改变煤粉量，惰性较大性较大 思思 考考 题题1.双进双出钢球磨与中速磨工作原理双进双出钢球磨与中速磨工作原理2.中中储式热风送粉与乏气送粉系统储式热风送粉与乏气送粉系统3.3.一、二、三次风一、二、三次风4.4.直吹式负压与正压系统直吹式负压与正压系统5.5.中速磨正压冷一次风系统中速磨正压冷一次风系统第三节第三节 煤粉燃烧及燃烧系统设备煤粉燃烧及燃烧系统设备煤粉气流的燃烧过程煤粉气流的燃烧过程一、煤粉气流的燃烧过程一、煤粉气流的燃烧过程所谓燃烧是指燃料中的可燃成分发生剧烈的氧化作用，并同时放出所谓燃烧是指燃料中的可燃成分发生剧烈的氧化作用，并同时放出大量热量的过程。大量热量的过程。着火温度（着火点）着火温度（着火点）完全燃烧完全燃烧不完全燃烧不完全燃烧（1）预热阶段）预热阶段（2）燃烧阶段）燃烧阶段（3）燃尽阶段）燃尽阶段 燃烧器的作用是将燃料与燃烧所需空气按一定的比例、速度和混合方燃烧器的作用是将燃料与燃烧所需空气按一定的比例、速度和混合方式经喷口送入炉膛式经喷口送入炉膛 保证燃料与空气充分混合、及时着火、稳定燃烧和燃尽，燃烧效率高保证燃料与空气充分混合、及时着火、稳定燃烧和燃尽，燃烧效率高 能形成良好的炉内空气动力场，火焰在炉内的充满程度好，且不会冲能形成良好的炉内空气动力场，火焰在炉内的充满程度好，且不会冲墙贴壁，避免结渣墙贴壁，避免结渣 有较好的燃料适应性和负荷调节范围有较好的燃料适应性和负荷调节范围 能减少能减少NONOX X的生成，减少对环境的污染的生成，减少对环境的污染 结构简单，流动阻力较小结构简单，流动阻力较小炉膛与燃烧器的作用炉膛与燃烧器的作用 炉膛是燃料燃烧和热交换炉膛是燃料燃烧和热交换（主要是辐射能交换）（主要是辐射能交换）的场所的场所 保证燃料燃烧完全保证燃料燃烧完全（燃料在炉膛内有足够的停留时间）（燃料在炉膛内有足够的停留时间）布置合适的受热面、合理组织炉内热交换布置合适的受热面、合理组织炉内热交换 满足锅炉容量的要求；同满足锅炉容量的要求；同时使烟气到达炉膛出口时被冷却到使其后的对流受热面不结渣和安全工时使烟气到达炉膛出口时被冷却到使其后的对流受热面不结渣和安全工作所允许的温度作所允许的温度 炉膛出口的炉膛出口的NONOX X和和SOSOX X等排放量应符合环保要求等排放量应符合环保要求燃烧器的类型与布置燃烧器的类型与布置 直流燃烧器直流燃烧器直流燃烧器直流燃烧器 旋旋旋旋流燃烧器流燃烧器流燃烧器流燃烧器二、燃烧器的类型二、燃烧器的类型1、直流燃烧器由数个矩形或圆形的喷口按一定的方式排列而成，、直流燃烧器由数个矩形或圆形的喷口按一定的方式排列而成，各喷口分别通入一次风和二次风，喷口出口射流为直流射流。各喷口分别通入一次风和二次风，喷口出口射流为直流射流。直流燃烧器与旋流燃烧器相比，有如下一些特点：直流燃烧器与旋流燃烧器相比，有如下一些特点：（1）结构较简单，通风阻力较小；）结构较简单，通风阻力较小；（2）气流以直流射流喷入炉膛，扩散角很小，只能从气流外边缘卷）气流以直流射流喷入炉膛，扩散角很小，只能从气流外边缘卷吸热烟气，加热面积小，故自身点火条件较差；吸热烟气，加热面积小，故自身点火条件较差；（3）气流出口速度较高，衰减较慢，使气流在炉内的后期混合较好。）气流出口速度较高，衰减较慢，使气流在炉内的后期混合较好。由直流燃烧器各喷口以较高的初速和一定的浓度，射入尺寸很大由直流燃烧器各喷口以较高的初速和一定的浓度，射入尺寸很大的炉膛空间的炉膛空间（炉膛内充满高温、静止介质（烟气），煤粉浓度为零）（炉膛内充满高温、静止介质（烟气），煤粉浓度为零）的煤粉气流是一股的煤粉气流是一股湍流自由射流。湍流自由射流。直流燃烧器均等配风直流燃烧器均等配风均均等等配配风风燃燃烧烧器器一一、二二次次风风喷喷口口相相间间布布置置，即即在在二二个个一一次次风风喷喷口口之之间间均均等等布布置置一一个个或或二二个个二二次次风风喷喷口口，各各二二次次风喷口的风量分配较均匀风喷口的风量分配较均匀均均等等配配风风燃燃烧烧器器一一、二二次次风风口口间间距距较较小小，有有利利于于一一、二二次次风风的的较较早早混混合合，使使一一次次风风煤煤粉粉气气流流着着火火后后能能迅迅速速获获得得足够的空气，达到完全燃烧足够的空气，达到完全燃烧 直直流流燃燃烧烧器器的的一一、二二、三三次次风风分分别别由由垂垂直直布布置置的的一一组组圆圆形形或或矩矩形形的的喷喷口口以以直直流流湍湍流流自自由由射射流流的的形形式式喷喷入入炉炉膛膛。根根据据燃燃煤煤特特性性不不同同，一一、二二次次风喷口的排列方式可分为均等配风和分级配风风喷口的排列方式可分为均等配风和分级配风 均均等等配配风风适适用用于于燃燃用用高高挥挥发发分分煤煤种种，常常称称为为烟烟煤、褐煤型配风方式煤、褐煤型配风方式 分分级级配配风风燃燃烧烧器器一一次次风风喷喷口口相相对对集集中中布布置置，并并靠靠近近燃燃烧烧器器的的下下部部，二二次次风风喷喷口口则则分分层层布布置置，一一、二二次次风风喷喷口口间间保保持持较较大大的的距距离离，燃燃烧烧所所需需要要的的二二次次风风分分阶阶段段送送入入燃燃烧烧的的煤煤粉气流中，强化气流的后期混合粉气流中，强化气流的后期混合，促使燃料燃烧与燃尽促使燃料燃烧与燃尽 分分级级配配风风燃燃烧烧器器一一次次风风喷喷口口高高宽宽比比大大，卷卷吸吸量量大大；煤煤粉粉气气流流相相对对集集中中，火火焰焰中中心心温温度度高高，有有利利于于低低挥挥发发分分煤煤的的着着火、燃烧火、燃烧 直流燃烧器分级配风直流燃烧器分级配风 分分级级配配风风适适合合于于燃燃用用低低挥挥发发分分煤煤种种或或劣劣质质煤煤，常常称称为为无无烟煤和贫煤配风方式烟煤和贫煤配风方式 直流燃烧器一般布置在炉膛的四个角上，其喷口轴线对准炉膛中心直流燃烧器一般布置在炉膛的四个角上，其喷口轴线对准炉膛中心的一个假象圆的切线。在四角喷出的气流共同作用下，可在炉膛中形的一个假象圆的切线。在四角喷出的气流共同作用下，可在炉膛中形成旋转上升的燃烧火焰，称为四角布置切圆燃烧方式。成旋转上升的燃烧火焰，称为四角布置切圆燃烧方式。四角布置的直流燃烧器射出的四股气流在炉膛中心形成一个稳定四角布置的直流燃烧器射出的四股气流在炉膛中心形成一个稳定的强烈旋转火炬。气流由四角喷入炉内后，一方面由于气流在炉膛中的强烈旋转火炬。气流由四角喷入炉内后，一方面由于气流在炉膛中心发生旋转，另一方面由于引风机吸力，迫使气流上升，结果在炉膛心发生旋转，另一方面由于引风机吸力，迫使气流上升，结果在炉膛中心形成一股螺旋上升的气流。中心形成一股螺旋上升的气流。从着火角度来看，每股煤粉气流除依靠本身卷吸高温烟气和接受从着火角度来看，每股煤粉气流除依靠本身卷吸高温烟气和接受炉膛辐射热外，由于每只燃烧器都能将一部分高温火焰吹向相邻燃烧炉膛辐射热外，由于每只燃烧器都能将一部分高温火焰吹向相邻燃烧器的根部，形成相邻煤粉气流互相引燃。器的根部，形成相邻煤粉气流互相引燃。切圆燃烧方式直流燃烧器的布置切圆燃烧方式直流燃烧器的布置 炉膛四角或接近四角布置，四个角炉膛四角或接近四角布置，四个角燃烧器出口气流的轴线与炉膛中心的假想圆相切，使气流在炉内强烈旋转燃烧器出口气流的轴线与炉膛中心的假想圆相切，使气流在炉内强烈旋转直流燃烧器直流燃烧器四角布置切圆燃烧方式四角布置切圆燃烧方式 切圆燃烧方式的特点切圆燃烧方式的特点 煤粉气流吸热量大煤粉气流吸热量大 依靠本身外边界卷吸烟气、炉依靠本身外边界卷吸烟气、炉膛辐射热及膛辐射热及来自上游邻角正在剧来自上游邻角正在剧烈燃烧的火焰的冲击和加热。着烈燃烧的火焰的冲击和加热。着火条件好火条件好 火火焰焰在在炉炉内内充充满满度度较较好好，燃燃烧烧后期气流扰动较强后期气流扰动较强 有利于燃尽，煤种适应性强有利于燃尽，煤种适应性强一次风煤粉气流的偏斜一次风煤粉气流的偏斜 切切圆圆燃燃烧烧方方式式实实际际气气流流并并不不能能完完全全沿沿轴轴线线方方向向前前进进，会会出出现现一一定定的的偏偏斜斜，严严重重时时会会导导致致燃燃烧烧器器出出口口射射流流贴贴墙墙或或冲冲墙墙。造造成成炉炉膛膛水水冷冷壁壁结结渣渣；炉炉膛膛出出口较大的残余旋转会引起烟温和过热汽温偏差口较大的残余旋转会引起烟温和过热汽温偏差邻角气流的横向推力邻角气流的横向推力 四角射流的旋四角射流的旋转动量矩。其中二次风射流动量矩起主转动量矩。其中二次风射流动量矩起主要作用；一次风射流本身的动量（刚性）要作用；一次风射流本身的动量（刚性）则是维持气流不偏斜的内在因素