第三章-锅炉设备及运行课件.ppt
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1、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
2、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;
3、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
4、 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
5、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
6、、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
7、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
8、;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
9、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(
10、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
11、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
12、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
13、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
14、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
15、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
16、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
17、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
18、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
19、 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
20、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
21、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
22、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
23、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
24、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
25、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
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