电站热力系统设计(锅炉部分)课件...ppt
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1、 电站热力系统设计(锅炉)电站热力系统设计(锅炉)目目 录录一、锅炉分类二、锅炉的典型布置三、影响锅炉布置的因素四、主要设计参数的选择五、锅炉热力计算的程序和方法六、锅炉热力计算的专题分析 第一节第一节 锅炉的分类锅炉的分类 目的:目的:生产、运行、管理的标准化、规范化生产、运行、管理的标准化、规范化 方法:方法:按工质参数、燃烧方式、设备布置、按工质参数、燃烧方式、设备布置、用途等进行分类。用途等进行分类。一、按容量和参数分类一、按容量和参数分类 1、按容量(最大连续蒸发量、按容量(最大连续蒸发量D)分类)分类D670t/h:小型小型(对应对应1000t/h:大型大型(对应对应300MW发电
2、发电机机组组)锅锅炉的出力(蒸炉的出力(蒸发发量)分有:量)分有:1)BMCR(boiler maximum continuous rating)-锅锅炉最大炉最大连续连续出力;出力;2)BRL(boiler rated load)-锅锅炉炉额额定定负负荷(出力);荷(出力);3)ECR(economical continuous rating)-经济连续经济连续出力。出力。2 2、按参数(额定工况过热蒸汽压力、按参数(额定工况过热蒸汽压力)低压锅炉(低压锅炉(2.45 MPa)中压锅炉(中压锅炉(2.94 4.92 MPa)高压锅炉(高压锅炉(7.8 10.8 MPa)超高压锅炉(超高压锅炉
3、(11.8 14.7 MPa)亚临界压力锅炉(亚临界压力锅炉(15.7 19.6 MPa)超临界压力锅炉(超临界压力锅炉(22.12 MPa)超超临界压力锅炉(超超临界压力锅炉(26 MPa)3 3、锅炉型号、锅炉型号 一般由一般由5个部分组成。举例说明个部分组成。举例说明:SG1910/25.4M951 SG上海锅炉厂制造上海锅炉厂制造 1910最大连续蒸发量最大连续蒸发量BMCR(t/h)25.4BMCR过热蒸汽压力(表压,过热蒸汽压力(表压,MPa)M燃煤(燃油燃煤(燃油Y,燃气,燃气Q,其它,其它T)951设计序号设计序号 HG1952/25.4YM1 HG哈尔滨锅炉厂制造哈尔滨锅炉厂
4、制造 1952最大连续蒸发量最大连续蒸发量BMCR(t/h)25.4BMCR过热蒸汽压力(表压,过热蒸汽压力(表压,MPa)YM设计燃料为烟煤设计燃料为烟煤 1设计序号设计序号DG670/13.7540/5405DG东方锅炉厂制造;东方锅炉厂制造;670最大连续蒸发量最大连续蒸发量BMCR(t/h););13.7BMCR过热蒸汽压力(表压,过热蒸汽压力(表压,Pa););540过热蒸汽温度(过热蒸汽温度(););540再热蒸汽温度(再热蒸汽温度(););5设计序号。设计序号。二、按燃烧方式分类二、按燃烧方式分类 1、室燃炉室燃炉 2、层燃炉层燃炉 3、流化床炉流化床炉 4、旋风炉旋风炉 三、按
5、水循环方式分类三、按水循环方式分类(1)自然循环锅炉:)自然循环锅炉:K1,循环动力,循环动力完完 全全依靠依靠 汽水密度差汽水密度差;(2)控制循环锅炉:)控制循环锅炉:K1,循环动力,循环动力主要主要依靠依靠 炉水循环泵炉水循环泵;(3)直流锅炉:)直流锅炉:K=1:工质一次通过蒸发区,:工质一次通过蒸发区,没有循环没有循环;(4)复合循环锅炉:)复合循环锅炉:低负荷时多次循环,高负荷低负荷时多次循环,高负荷 时纯直流时纯直流。上述(上述(1)()(2):只能适用于临界压力以下;):只能适用于临界压力以下;(3)()(4):适用于任何压力。):适用于任何压力。四、其它分类法四、其它分类法(
6、1 1)燃料种类)燃料种类 燃煤、燃油、燃气、生物质、垃圾、余热燃煤、燃油、燃气、生物质、垃圾、余热(2 2)用途)用途 电站、工业、船用、机车电站、工业、船用、机车(3 3)排渣方式)排渣方式 固态、液态固态、液态(4 4)炉膛压力)炉膛压力 微负压、微正压、正压(增压)微负压、微正压、正压(增压)第二节 锅炉的典型布置 不同布置结构特点比较:1、受、受热热面面热热偏差、逆流偏差、逆流传热传热、管道疏水;、管道疏水;2、受、受热热面磨面磨损损、积积灰;灰;3、管道、管道长长度、通度、通风风阻力;阻力;4、安装、安装、维维修方便程度;修方便程度;5、钢钢架承重;架承重;6、占地面、占地面积积、
7、受、受热热面布置空面布置空间间。第三节 影响锅炉布置的因素 影响因素可分为:影响因素可分为:工质侧:工质侧:蒸汽参数、容量蒸汽参数、容量;烟气侧:烟气侧:燃料性质。燃料性质。一、蒸汽参数(压力、温度)一、蒸汽参数(压力、温度)T T Qa1 Qa3 Qb1 Qb3 S S Qa2 Qb2 i tb(过热汽温b)ta(过热汽温a)Qa3 Qb3 i”Qa2 Qb2 i Qb1 Qa1 igs(给水)p 由以上由以上2图可知:图可知:1.对于中低参数锅炉:对于中低参数锅炉:蒸发吸热量占的比例大蒸发吸热量占的比例大 除了整个炉膛受热面全部用于蒸发吸热外,除了整个炉膛受热面全部用于蒸发吸热外,可能还要
8、采用可能还要采用沸腾式沸腾式省煤器。省煤器。2.对于高参数锅炉:对于高参数锅炉:过热、再热吸热量占的比例大过热、再热吸热量占的比例大 在炉膛上部布置在炉膛上部布置辐射式辐射式过热器、再热器过热器、再热器。第三节 影响锅炉布置的因素 二、容量(蒸发量二、容量(蒸发量)锅炉型号上标示的蒸发量:锅炉型号上标示的蒸发量:过热器出口过热器出口蒸汽流量。蒸汽流量。以锅炉容量增加为例:以锅炉容量增加为例:1、在炉膛的截面热强度、壁面热强度不变的情况下:、在炉膛的截面热强度、壁面热强度不变的情况下:a 炉膛容积热强度炉膛容积热强度qv降低;降低;b 水冷壁工质质量流速水冷壁工质质量流速w增加。增加。原因:原因
9、:(炉膛尺寸(宽、深、高)用符号(炉膛尺寸(宽、深、高)用符号L表示)表示)l 面积热强度面积热强度与与L2(面积)成反比;(面积)成反比;l 容积热强度与容积热强度与L3(体积)成反比;(体积)成反比;l w与与L(周长)成反比。(周长)成反比。2、为了不使炉膛容积增加太多为了不使炉膛容积增加太多 炉膛截面热强度、壁面热强度增加炉膛截面热强度、壁面热强度增加 炉膛出口烟温增加炉膛出口烟温增加 布置屏式受热面,降低出口烟温、增加过热热。布置屏式受热面,降低出口烟温、增加过热热。3、对流受热面采用、对流受热面采用多管圈多管圈结构,结构,以防止工质流速太高。以防止工质流速太高。第三节 影响锅炉布置
10、的因素 三、燃料性质三、燃料性质 1、挥发分、挥发分 挥发分低,需要:挥发分低,需要:(1)提高截面热强度、燃烧器区域壁面热强度;)提高截面热强度、燃烧器区域壁面热强度;(2)降低容积热强度;)降低容积热强度;(3)提高热风温度)提高热风温度(可能需要尾部受热面可能需要尾部受热面双级双级布置)布置)。2、水分、水分 水分高,需要:水分高,需要:(1)类同挥发分低时的要求;)类同挥发分低时的要求;(2)更多的炉膛蒸发受热面)更多的炉膛蒸发受热面(保证蒸发吸热量)保证蒸发吸热量);(3)提高排烟温度)提高排烟温度(烟气热容大、酸露点高)(烟气热容大、酸露点高)。第三节 影响锅炉布置的因素 三、燃料
11、性质三、燃料性质 3、灰分、灰分 灰分高,需要:灰分高,需要:(1)类同挥发分低时的要求;)类同挥发分低时的要求;(2)降低烟速,并采取防磨措施。)降低烟速,并采取防磨措施。4、灰熔点、灰熔点 灰熔点低,需要:灰熔点低,需要:(1)降低炉膛各热强度;)降低炉膛各热强度;(2)降低炉膛出口烟温;)降低炉膛出口烟温;(甚至采用液态排渣)(甚至采用液态排渣)5、含硫量、含硫量 含硫量高,需要:含硫量高,需要:(1)合适的受热面烟气、工质温度)合适的受热面烟气、工质温度(高温腐蚀)(高温腐蚀);(2)提高排烟温度、空预器进口风温)提高排烟温度、空预器进口风温(低温腐蚀)(低温腐蚀)。第三节 影响锅炉布
12、置的因素 四、热风温度四、热风温度 燃料不容易着火、燃烧,需要采用较高的热风温度时燃料不容易着火、燃烧,需要采用较高的热风温度时 可能需要尾部受热面(省煤器、空气预热器)可能需要尾部受热面(省煤器、空气预热器)两级布置两级布置。第四节 主要设计参数的选择 锅炉各受热面布置和设计参数的总体原则:锅炉各受热面布置和设计参数的总体原则:在保证安全性的前提下,提高到经济性。在保证安全性的前提下,提高到经济性。安全性:安全性:受热面超温、磨损、腐蚀。受热面超温、磨损、腐蚀。经济性:经济性:传热效果(温差、流速、传热系数);传热效果(温差、流速、传热系数);流动阻力;流动阻力;热损失;热损失;投资费用。投
13、资费用。第四节 主要设计参数的选择 一、炉膛热强度一、炉膛热强度1、容积热强度、容积热强度 kW/m3 qv对锅对锅炉运行的影响:炉运行的影响:(1)燃料在炉内停留)燃料在炉内停留时间时间;(燃尽程度)(燃尽程度)(2)炉膛出口烟温;)炉膛出口烟温;(炉膛出口(炉膛出口结结渣、渣、过热过热汽温)汽温)(3)壁面)壁面热负热负荷。荷。(锅锅炉容量大,炉容量大,qv取小)取小)2、断面(截面)、断面(截面)热热强强度度 kW/m2 qA对锅对锅炉运行的影响:炉运行的影响:影响燃影响燃烧烧区域温度水平,从而影响:区域温度水平,从而影响:(1)结结渣;渣;(2)NOx生成量;生成量;(3)燃料着火、燃
14、尽。)燃料着火、燃尽。3、燃、燃烧烧器区域壁面器区域壁面热热强强度度 kW/m2 qB对锅对锅炉运行的影响:炉运行的影响:影响燃影响燃烧烧器区域温度水平,从而影响:器区域温度水平,从而影响:(1)结结渣;渣;(2)NOx生成量;生成量;(3)燃料着火、燃尽。)燃料着火、燃尽。4、燃尽区容、燃尽区容积热积热强强度度 kW/m3 qbo 对锅对锅炉运行的影响:炉运行的影响:类类似于似于qv,但更,但更侧侧重于重于燃尽燃尽过过程。程。5、炉膛壁面、炉膛壁面热热强强度度 kW/m2 对锅对锅炉运行的影响:炉运行的影响:(1)结结渣;渣;(2)NOx生成量;生成量;(3)燃料着火、燃尽;)燃料着火、燃尽
15、;(4)炉膛出口烟温;)炉膛出口烟温;(5)传热恶传热恶化。化。6、各、各热热强强度之度之间间的相关性的相关性 例如:例如:qV一定一定时时,qA取大:取大:(瘦高型炉膛)瘦高型炉膛)a.换热换热面面积积大,出口烟温低;大,出口烟温低;b.热热强强度高、烟气行程度高、烟气行程长长,适用于,适用于 灰熔点高、灰熔点高、难难燃煤种。燃煤种。各各热热强强度的大小,确定了炉膛的形状和大小。度的大小,确定了炉膛的形状和大小。二、炉膛主要尺寸二、炉膛主要尺寸(宽、深、高)(宽、深、高)a 主要取决于各项热强度和燃烧器类型。主要取决于各项热强度和燃烧器类型。b 切圆燃烧方式的炉膛:宽深比应该接近切圆燃烧方式
16、的炉膛:宽深比应该接近1。三、炉膛出口烟温三、炉膛出口烟温 高限:高限:炉膛出口不结渣;炉膛出口不结渣;对流受热面不超温。对流受热面不超温。(一般要求(一般要求t1 1)低限:低限:锅炉受热面换热强度不要太低;锅炉受热面换热强度不要太低;出口蒸汽温度要达到设计要求。出口蒸汽温度要达到设计要求。四、排烟温度四、排烟温度exg选择选择exg时,主要考虑的因素:时,主要考虑的因素:降低降低exg,则,则1)排烟热损失降低)排烟热损失降低 (经济性提高)(经济性提高)2)制粉系统磨煤、通风电耗减少)制粉系统磨煤、通风电耗减少。(经济性提高)(经济性提高)3)传热面积增加)传热面积增加 (经济性降低)(
17、经济性降低)金属耗量、占用空间增加,通风电耗增加。金属耗量、占用空间增加,通风电耗增加。4)低温腐蚀增加)低温腐蚀增加 (经济性降低)(经济性降低)漏风量增加、检修费用增加。漏风量增加、检修费用增加。五、热风温度五、热风温度tha选择选择tha时,主要考虑的因素时,主要考虑的因素:提高提高tha,则,则 1)改善燃料的着火、燃烧条件)改善燃料的着火、燃烧条件(经济性提高)(经济性提高)2)传热面积增加)传热面积增加 (经济性降低)(经济性降低)金属耗量、占用空间增加,通风电耗增加。金属耗量、占用空间增加,通风电耗增加。六、工质质量流速六、工质质量流速w 选择选择w 时,主要考虑的因素:时,主要
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- 电站 热力 系统 设计 锅炉 部分 课件
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