余热锅炉培训讲义教程文件.ppt

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1、9E燃机余热锅炉(gul)基本原理介绍运行部第一页，共64页。1.燃气轮机燃气轮机(rnqlnj)余热锅炉的余热锅炉的 发展现状及特点发展现状及特点2.燃气轮机余热锅炉燃气轮机余热锅炉(gul)的分类的分类3.余热锅炉余热锅炉(gul)组成及工组成及工作过程作过程4.余热锅炉的一些概念余热锅炉的一些概念5.我厂余热锅炉简介我厂余热锅炉简介第二页，共64页。第一节 燃气轮机余热锅炉(gul)的 发展现状及特点 燃气-蒸汽联合循环发电,因其热效率高、启动速度快、环保条件好、安装周期短、投资费用低等一系列优点,加上近年来国内电力需求缺口比较大的情况及西气东输项目的竣工及东海天然气的综合利用(zngh

2、lyng)，沿海地区（广东、浙江、江苏及上海等地）的燃气-蒸汽联合循环发电项目正在进一步得到发展。在全球范围内，大型余热(y r)锅炉的制造商较多，目前在中国市场投用的制造商主要有比利时CMl公司、法国ALSTOM公司、英国 JBE公司、荷兰NEM公司、美国DELTAK公司、荷兰STANDARD公司、日本川畸重工等。由于国内大型余热(y r)锅炉生产技术的不断成熟，我国大型余热(y r)趋于国产化，主要有上海锅炉厂，哈尔滨锅炉厂，杭州锅炉集团，东方锅炉厂等。第三页，共64页。与普通锅炉相比,联合循环中HRSG烟气流量更大，烟气与蒸汽的质量比在410 之间(普通锅炉只在11.2)，且燃气轮机排气

3、是完全处于紊流状态，HRSG这种烟气大流量、高流速和高紊流度的气动热力特性，常引起烟道、挡板(dn bn)及受热面等部件变形，甚至振动。因此，在HRSG 构件特别是受压部件的设计时要考虑到上述这些主要热力特性，采取一些有效措施来缓解和消除反复交变的热应力影响，以及必要的减振措施。在燃气-蒸汽联合循环中,余热锅炉回收燃气轮机的排气余热,借以产生推动(tu dng)汽轮机发电所需蒸汽的换热设备，是整个联合循环系统中一个重要的有机组成部分。第四页，共64页。随着余热锅炉换热面积增加，余热锅炉烟气侧阻力将有所提高，即燃气轮机排气背压将有所提高，这将引起燃气轮机功率和效率有所下降。计算表明(biomng

4、)1KPa 压降会使燃气轮机功率和效率下降0.8%，因此在联合循环设计优化时要综合考虑这一因素。第五页，共64页。第二节第二节 燃气轮机余热燃气轮机余热(y r)锅炉的分类锅炉的分类燃气一蒸汽(zhn q)联合循环的余热锅炉的型式通常可以按照以下几种方法分类。一、按余热锅炉烟气侧热源分类一、按余热锅炉烟气侧热源分类 1无补燃的余热锅炉无补燃的余热锅炉这种余热锅炉单纯回收这种余热锅炉单纯回收(hushu)燃气轮机排气的热量，产生一燃气轮机排气的热量，产生一定压力和温度的蒸汽。定压力和温度的蒸汽。2有补燃的余热锅炉有补燃的余热锅炉 由于燃气轮机排气中含有由于燃气轮机排气中含有1418的氧，可在余热

5、锅炉的氧，可在余热锅炉的恰当位置安装补燃燃烧器，充天然气和燃油等燃料进行燃烧，的恰当位置安装补燃燃烧器，充天然气和燃油等燃料进行燃烧，提高烟气温度，还可保持蒸汽参数和负荷稳定，以相应提高蒸汽提高烟气温度，还可保持蒸汽参数和负荷稳定，以相应提高蒸汽参数和产量，改善联合循环的变工况特性。参数和产量，改善联合循环的变工况特性。一般来说，采用无补燃的余热锅炉的联合循环效率相对较高。一般来说，采用无补燃的余热锅炉的联合循环效率相对较高。目前，大型联合循环大多采用无补燃的余热锅炉。目前，大型联合循环大多采用无补燃的余热锅炉。第六页，共64页。二、按余热锅炉二、按余热锅炉(gul)产生的蒸汽的压力等级分类产

6、生的蒸汽的压力等级分类 目前余热锅炉目前余热锅炉(gul)采用有单压、双压、双压再热、采用有单压、双压、双压再热、三三 压、三压再热等五大类的汽水系统。压、三压再热等五大类的汽水系统。1单压级余热锅炉单压级余热锅炉(gul)余热锅炉余热锅炉(gul)只生产一种压力的蒸汽供给汽轮机。只生产一种压力的蒸汽供给汽轮机。2双压或多压级余热锅炉双压或多压级余热锅炉(gul)余热锅炉余热锅炉(gul)能生产两种不同压力或多种不同压力的能生产两种不同压力或多种不同压力的蒸蒸 汽供给汽轮机。汽供给汽轮机。三、按受热面布置方式分类三、按受热面布置方式分类 1卧式布置余热锅炉卧式布置余热锅炉(gul)2立式布置余

7、热锅炉立式布置余热锅炉(gul)第七页，共64页。卧式布置(bzh)立式(l sh)布置第八页，共64页。四、按工质在蒸发受热面中的流动特点四、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1自然循环自然循环(xnhun)余热锅：余热锅：水汽在循环水汽在循环(xnhun)换热过程中形成密度差，维持蒸发器中换热过程中形成密度差，维持蒸发器中汽水混合物自然循环汽水混合物自然循环(xnhun)的动力；的动力；2强制循环强制循环(xnhun)余热锅炉：余热锅炉：采用强制循环采用强制循环(xnhun)泵进行循环泵进行循环(xnhun)换热，利用水泵压头和汽换热，利用水泵压头和汽水密度差推动工

8、质流动；水密度差推动工质流动；3.强制循环强制循环(xnhun)余热锅炉：余热锅炉：直流余热锅炉靠给水泵的压头将给水一次通过各受热面直流余热锅炉靠给水泵的压头将给水一次通过各受热面变成过热蒸汽。由于没有汽包，在蒸发和过热受热面之变成过热蒸汽。由于没有汽包，在蒸发和过热受热面之间无固定分界点。间无固定分界点。第九页，共64页。三压自然循环(xnhun)卧式余热锅炉第十页，共64页。第十一页，共64页。三压强制循环(xnhun)立式余热锅炉第十二页，共64页。第十三页，共64页。卧式与立式燃机余热卧式与立式燃机余热(y r)锅炉对比锅炉对比项目 水循环 启动时间占地面积结构操作运行 厂用电 燃料适

9、应性初投资 立式强制 短小较复杂较复杂 较多强较高 卧式自然较长较大简单简单少较弱低第十四页，共64页。自然循环强制循环传热面积相同相同可用率99.9597.5燃机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卧式与立式燃机余热锅炉卧式与立式燃机余热锅炉(gul)对比对比第十五页，共64页。第三节第三节 余热锅炉余热锅炉(gul)组成及工作组成及工作过程过程 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(rngq)等组成，在有再热器的蒸汽循环中，可

10、以加设再热器。在省煤气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；在再热器中再热蒸汽被加热升温到所设定的再热温度.第十六页，共64页。一、过热器一、过热器过热器是将饱和蒸汽过热到额定过热温度的热交换器，在发过热器是将饱和蒸汽过热到额定过热温度的热交换器，在发电锅炉中是不可缺少的组成部分电锅炉中是不可缺少的组成部分(z chn b fn)。采用过。采用过热器能够使饱和蒸汽加热至所需要的温度，可以提高汽轮机的热器能够使饱和蒸汽加热至所需要的温度，可以提高汽轮机的工作效率，减少汽轮机的蒸汽消耗量，减少蒸汽输

11、送过程中的工作效率，减少汽轮机的蒸汽消耗量，减少蒸汽输送过程中的凝结损失，消除对汽轮机叶片的腐蚀。凝结损失，消除对汽轮机叶片的腐蚀。过热器的作用是将蒸汽从饱和温度加热到一定的过热温度。过热器的作用是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。条件较差，从而在余热锅炉各部件中最高的金属管壁温度。第十七页，共64页。二、省煤器二、省煤器 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

12、蒸汽而后者不允许。通常不希望联合循环中的余热锅炉在省煤器中产汽而后者不允许。通常不希望联合循环中的余热锅炉在省煤器中产生蒸汽，因为蒸汽可能导致水击或局部过热，在机组刚起动以及低生蒸汽，因为蒸汽可能导致水击或局部过热，在机组刚起动以及低负荷时，省煤器管内工质流动速度很低，此时较容易产生蒸汽。采负荷时，省煤器管内工质流动速度很低，此时较容易产生蒸汽。采用省煤器再循环壁可以增加省煤器中水的质量流量，从而解决这个用省煤器再循环壁可以增加省煤器中水的质量流量，从而解决这个问题。还有些用户布置烟气旁路系统，在部分负荷时将部分省煤器问题。还有些用户布置烟气旁路系统，在部分负荷时将部分省煤器退出运行，这样退出

13、运行，这样(zhyng)也可以增加省煤器的工质流速。也可以增加省煤器的工质流速。第十八页，共64页。l省煤器的作用 l 省煤器是利用烟气的热量来加热锅炉给水的热交换设备。它装在锅炉垂直对流烟道的尾部，是锅炉水汽系统中受热面金属温度最低的承压部件。l吸收(xshu)烟气热量以降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料(因而得名省煤器)。l给水在进入水冷壁之前先在省煤器中被加热，可以减少水在蒸发受热面中的吸热量，因此省煤器取代了部分蒸发受热面。l提高了进入汽包的给水温度，减小了给水与汽包壁之间的温差，从而使汽包热应力减小，工作条件得到改善。第十九页，共64页。三、蒸发器三、蒸发器在蒸发器内，水吸热产生蒸

14、汽。通常情况下只有部分水变成蒸在蒸发器内，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，进入流动，进入(jnr)对应压力的汽包。对应压力的汽包。第二十页，共64页。受热(shu r)面管联合循环余热锅炉由于其进口烟气温度较低即传热温压较低，为了获取相同的传热量，其所需布置的受热(shu r)面较常规锅炉大许多，常使用鳍片管使传热管小型化。第二十一页，共64页。四、汽包四、汽包 在自然循环和强制循环的余热锅炉中，汽包是必不可少的在自然循环和强制循环的余热锅炉中，汽包是必不可少的重要部

15、件。汽包除了汇集省煤器给水和汇集从省煤器来的汽、水重要部件。汽包除了汇集省煤器给水和汇集从省煤器来的汽、水混合物外，还要提供合格的饱和蒸汽进入过热器或供给用户。汽混合物外，还要提供合格的饱和蒸汽进入过热器或供给用户。汽包内装有汽水分离设备，来自蒸发器的汽水混合物进行分离，水包内装有汽水分离设备，来自蒸发器的汽水混合物进行分离，水回到汽包的水空间与省煤器的来水混合后从新进入蒸发器，而蒸回到汽包的水空间与省煤器的来水混合后从新进入蒸发器，而蒸汽从汽包顶部引出。汽包的尺寸要大到足以容纳必需汽从汽包顶部引出。汽包的尺寸要大到足以容纳必需(bx)的汽的汽水分离器装置，并能适应锅炉符合变化时所发生的水位变

16、化，因水分离器装置，并能适应锅炉符合变化时所发生的水位变化，因此是很大的储水容器，从而具有较大的水容量和较多热惯性，对此是很大的储水容器，从而具有较大的水容量和较多热惯性，对负荷变化不敏感。汽包通常不受热，因为在接近饱和温度下运行负荷变化不敏感。汽包通常不受热，因为在接近饱和温度下运行时抗拉和屈服强度是关键的。时抗拉和屈服强度是关键的。第二十二页，共64页。（1）汽包与下降管、联箱、水冷壁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(linji)枢纽或大致分界点。（2）汽包中储存有一定的汽量、水量，

17、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，对锅炉运行调节有利。（3）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质。1、汽包的作用(zuyng)第二十三页，共64页。2汽包的结构 汽包本体是一个圆筒形的钢质受压容器，由筒身(圆筒部分)和两端的封头组成。筒身由钢板卷制焊接而成，凸形封头用钢板冲压而成，然后两者焊接成一体。封头上开有人孔，以便进行安装和检修，同时起通风作用。人孔盖一般由汽包里面向外关紧，封头为了保证其强度，常制成椭球形的结构，或制成半球形的结构。汽包外面有许多管座，用以连接各种管道，如给水管、下降管

18、、汽水混合物引入管、蒸汽引出管、连续排污管、事故放水管、加药管、连接仪表和自动装置的管道等。(称为管座)，安装时只需将管子对焊在管座上即可。汽包内部装有各种提高(t go)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、事故放水管等。第二十四页，共64页。五、减温器五、减温器 减温器通常位于过热器或再热器出口减温器通常位于过热器或再热器出口(ch ku)管组管组的进口处，比如一、二级过热器之间。减温水一般来自锅炉的进口处，比如一、二级过热器之间。减温水一般来自锅炉给水泵，为了能够正常的工作，它的压力要比蒸汽压力高给水泵，为了能够正常的工作，

19、它的压力要比蒸汽压力高2.76Mpa左右。减温水通过喷口雾化后喷入湍流强烈的蒸左右。减温水通过喷口雾化后喷入湍流强烈的蒸汽中，蒸汽的速度和雾化的水滴尺寸是确定减温效果的两个汽中，蒸汽的速度和雾化的水滴尺寸是确定减温效果的两个最重要因素。一个好的过热器或再热器设计，在燃机预选负最重要因素。一个好的过热器或再热器设计，在燃机预选负荷排烟温度比较高运行时需要一定的喷水量，以保证蒸汽温荷排烟温度比较高运行时需要一定的喷水量，以保证蒸汽温度不超温。度不超温。第二十五页，共64页。六、联箱六、联箱 除蒸发设备外，过热器、再热器、省煤器等受热面管除蒸发设备外，过热器、再热器、省煤器等受热面管束端部上也有联箱

20、，其作用是汇集、均衡分配各管束内工束端部上也有联箱，其作用是汇集、均衡分配各管束内工质。质。现代锅炉都采用圆形联箱，实际上是直径较大、两端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、混合和分配工质的作用。管子，起汇集、混合和分配工质的作用。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。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。采用焊接。卧式余热锅炉，水冷壁有上下联箱，

21、下联箱通常都装卧式余热锅炉，水冷壁有上下联箱，下联箱通常都装有定期排污装置有定期排污装置(zhungzh)和膨胀指示器，有的还装有和膨胀指示器，有的还装有锅炉启动时加强水循环用的蒸汽加热装置锅炉启动时加强水循环用的蒸汽加热装置(zhungzh)即即循环推动器。循环推动器。第二十六页，共64页。第四节第四节 余热余热(y r)(y r)锅炉的一些概锅炉的一些概念念过热器端差 热端温差是指换热过程中过热器入口烟气与过热器出口过热蒸汽之间的温差。降低热端温差，可以得到较高的过热度，从而提高过热蒸汽品质。但降低热端温差，同时也会使过热器的对数平均温差降低，也就是增大了过热器的传热面积，加大了金属耗量。

22、大量计算表明，当热端温差选择在2060范围(fnwi)内，是比较合理的。第二十七页，共64页。窄点温差窄点温差 窄点温差也叫节点温差，是换热过程中蒸发器出口烟窄点温差也叫节点温差，是换热过程中蒸发器出口烟气与被加热的饱和水汽之间的最小温差，当节点温差减小气与被加热的饱和水汽之间的最小温差，当节点温差减小时，余热时，余热(y r)(y r)锅炉的排气温度会下降，烟气余热锅炉的排气温度会下降，烟气余热(y(y r)r)回收量会增大，蒸汽产量和汽轮机输出功都随之增加，回收量会增大，蒸汽产量和汽轮机输出功都随之增加，即对应着高的余热即对应着高的余热(y r)(y r)锅炉热效率，但平均传热温差锅炉热效

23、率，但平均传热温差也随之减小，这必将增大余热也随之减小，这必将增大余热(y r)(y r)锅炉的换热面积。锅炉的换热面积。显然，是不允许等于零的，否则，余热显然，是不允许等于零的，否则，余热(y r)(y r)锅炉的换锅炉的换热面积将为无穷大，这是不现实的。此外，随着余热热面积将为无穷大，这是不现实的。此外，随着余热(y(y r)r)锅炉换热面积的增大，燃气侧的流阻损失也将增大，锅炉换热面积的增大，燃气侧的流阻损失也将增大，有可能使燃气轮机的功率有所减小，导致联合循环的热效有可能使燃气轮机的功率有所减小，导致联合循环的热效率有下降的趋势。窄点越小，余热率有下降的趋势。窄点越小，余热(y r)(

24、y r)利用越充分，利用越充分，但成本相应增加。一般但成本相应增加。一般8 81010。接近点温差接近点温差 接近点温差是指余热接近点温差是指余热(y r)(y r)锅炉省煤器出口压力下饱锅炉省煤器出口压力下饱和水温度和出口水温之间的温差。部分负荷下，接近点温和水温度和出口水温之间的温差。部分负荷下，接近点温度变小。设计接近点温度一般度变小。设计接近点温度一般5 52020。第二十八页，共64页。汽水分层汽水分层 当汽水混合物在水平或微倾斜的管子中流动时，当汽水混合物在水平或微倾斜的管子中流动时，由于汽水重度不同，水倾向于在下面流动，汽倾向于在上由于汽水重度不同，水倾向于在下面流动，汽倾向于在

25、上部流动，严重时，汽水就会分开出现一个清晰的分界面，部流动，严重时，汽水就会分开出现一个清晰的分界面，这种现象就叫汽水分层。发生汽水分层后，管子上下管壁这种现象就叫汽水分层。发生汽水分层后，管子上下管壁会出现温差，产生热应力；同时还会产生交变应力，所以会出现温差，产生热应力；同时还会产生交变应力，所以应设法防止汽水分层现象的发生。应设法防止汽水分层现象的发生。防止汽水分层现象的办法是尽可能避免布置水平防止汽水分层现象的办法是尽可能避免布置水平或倾斜度小于或倾斜度小于1515度的沸腾管。如果不能保证安装要求，可度的沸腾管。如果不能保证安装要求，可以通过提高以通过提高(t go)(t go)管中汽

26、水混合物的流速方法得到控制。管中汽水混合物的流速方法得到控制。第二十九页，共64页。逆流布置与顺流逆流布置与顺流 在在受受热热面面管管箱箱内内，如如果果热热流流体体（烟烟气气）与与冷冷流流体体（水水或或汽汽）的的流流动动方方向向相相反反(xingfn)(xingfn)，称称为为“逆逆流流”，相相应应的的传传热热方方式式称称为为逆逆流流传传热热；如如果果热热流流体体和和冷冷流流体体的的方向相同，称为方向相同，称为“顺流顺流”，相应的传热方式称为顺流传热。，相应的传热方式称为顺流传热。逆逆流流布布置置的的受受热热面面，两两种种流流体体的的高高温温段段位位于于受受热热面面的的同同一一侧侧，冷冷流流体

27、体的的出出口口温温度度可可能能高高于于热热流流体体的的出出口口温温度度，且且沿沿受受热热面面各各处处的的温温差差比比较较一一致致，其其数数值值大大，在在所所需需的的传传热热量量一一定定的的情情况况下下，可可减减少少传传热热面面积积，节节省省投投资资；但但在在强强制制循循环环系系统统中中，逆逆流流传传热热不不适适合合于于被被加加热热介介质质为为汽汽液液两相的流体，容易形成汽塞，影响循环的安全性。两相的流体，容易形成汽塞，影响循环的安全性。顺流(shn li)传热逆流(nli)传热 第三十页，共64页。低温腐蚀低温腐蚀 余热余热(y r)锅炉的排烟温度较低，燃用重油的机组，锅炉的排烟温度较低，燃用

28、重油的机组，布置在低温段的受热面比较容易被硫酸腐蚀，如果按重油含硫布置在低温段的受热面比较容易被硫酸腐蚀，如果按重油含硫量量1.5估算，按照经验公式估算，按照经验公式ts=120+7(Syzs 0.6)C计算，酸露点为计算，酸露点为120，为获得较为经济的机组效率，为获得较为经济的机组效率，锅炉设计中所取的安全裕度较小。当燃机注水运行时，注水量锅炉设计中所取的安全裕度较小。当燃机注水运行时，注水量按与燃料等量来考虑，排气中按与燃料等量来考虑，排气中H2O浓度会增加至浓度会增加至11%左右，左右，酸露点会升至酸露点会升至124左右（排气中的水蒸气含量对酸露点的影左右（排气中的水蒸气含量对酸露点的

29、影响较响较SO3,弱得多）。虽然酸露点升高的并不多，但因为排气弱得多）。虽然酸露点升高的并不多，但因为排气中水蒸气含量的增加，使得尾部金属的腐蚀加剧，因此余热中水蒸气含量的增加，使得尾部金属的腐蚀加剧，因此余热(y r)锅炉的运行和尾部受热面腐蚀的检测应引起足够的重锅炉的运行和尾部受热面腐蚀的检测应引起足够的重视。视。第三十一页，共64页。水循环、循环倍率水循环、循环倍率 锅炉水循环分两种：一种是自然循环；另一种是锅炉水循环分两种：一种是自然循环；另一种是强制循环。强制循环。1 1、自然循环、自然循环 自然循环是在锅炉密闭的循环回路中因工质密度差而形自然循环是在锅炉密闭的循环回路中因工质密度差

30、而形成的水循环称自然水循环。成的水循环称自然水循环。锅水受热后产生的汽水混合物密度变小，沿上升管锅水受热后产生的汽水混合物密度变小，沿上升管进入汽包。新进入汽包的水温度低、密度大，便顺下降管进入汽包。新进入汽包的水温度低、密度大，便顺下降管进入下集箱来补充受热后上升水的位置。这样水在炉管内进入下集箱来补充受热后上升水的位置。这样水在炉管内不断地流动、不断地吸收受热面金属壁的热量同时冷却金不断地流动、不断地吸收受热面金属壁的热量同时冷却金属壁，使金属壁不会超温，保证属壁，使金属壁不会超温，保证(bozhng)(bozhng)水的正常循环。水的正常循环。2 2、强制循环、强制循环 从汽包下部引出的

31、水借助于强制循环泵压人蒸发器的管从汽包下部引出的水借助于强制循环泵压人蒸发器的管簇，水在蒸发器内吸收烟气热量，部分水变成蒸汽，然后簇，水在蒸发器内吸收烟气热量，部分水变成蒸汽，然后蒸发器内的汽水混合物经导管流人汽包。强制循环余热锅蒸发器内的汽水混合物经导管流人汽包。强制循环余热锅炉通过循环泵来保证炉通过循环泵来保证(bozhng)(bozhng)蒸发器内循环流量的恒定。蒸发器内循环流量的恒定。第三十二页，共64页。3、循环倍率 所谓循环倍率是指进入受热面的循环水量G与受热面产生的蒸汽量D之比，即进入受热面的循环水量经过几次循环才能完全变成蒸汽。循环倍率越大，循环流速越低。在自然循环的锅炉中，水

32、循环流速过低，就会造成(zo chn)水循环故障（循环停滞、倒流、汽水分层即下降管带汽等）。汽包压力（MPa）3.92-5.889.8-11.813.7-15.716.7-18.6锅炉蒸发量（T/h）35-240160-420185-670800界限循环倍率8-1053受热最强2.5推荐循环倍率燃油12-207-124-63.5-5燃煤15-258-155-84-6界限(jixin)循环倍率及推荐循环倍率第三十三页，共64页。蒸汽净化蒸汽净化 锅炉生产出的蒸汽的质量，除了要求蒸汽参数；压力、温度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

33、洁净程符合规定外，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种盐类、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，故通常多以蒸汽的含碱类及氧化物等，其中绝大部分是盐类，故通常多以蒸汽的含盐量表示盐量表示(biosh)(biosh)蒸汽含杂质的多少。蒸汽含杂质的多少。锅炉用水指标锅炉用水指标 1.1.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含量悬浮物的成分主要是不溶解的矿物质和有机物2 2含氧量水中溶解氧对热力设备有氧化腐蚀作用，必须把它含氧量水中溶解氧对热力设备有氧化腐蚀作用，必须把它

34、除掉。除掉。3 3含盐量含盐量是指水中含有各种盐类的总量含盐量含盐量是指水中含有各种盐类的总量 4.4.硬度水中结垢性物质的总含量。结垢性物质主要包括钙盐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和镁盐两大类 5 5氢离子浓度氢离子浓度 水的酸性和碱性常用氢离子浓度来表示水的酸性和碱性常用氢离子浓度来表示(biosh)(biosh)而氢离子浓度又常用而氢离子浓度又常用PHPH值来间接表示值来间接表示(biosh)(biosh)第三十四页，共64页。l蒸汽的污染蒸汽的污染 l 当蒸汽中含有杂质时称为当蒸汽中含有杂质时称为(chn wi)(chn wi)蒸汽被污染。造蒸汽被污染

35、。造成蒸汽被污染有两方面的原因：一方面是由于蒸汽携带有含盐成蒸汽被污染有两方面的原因：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象称为(chn wi)(chn wi)蒸汽的机械携带；在锅水含盐浓度一定的蒸汽的机械携带；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。另一方面是情况下，蒸汽的机械携带就决定于蒸汽的带水量。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称为(chn wi)(chn wi)蒸汽溶盐

36、或蒸汽的溶解性携带，由于高压蒸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，故蒸汽溶盐又称为汽对盐分的溶解具有选择性，故蒸汽溶盐又称为(chn wi)(chn wi)蒸汽的选择性携带。蒸汽的选择性携带。第三十五页，共64页。l提高蒸汽品质的途径提高蒸汽品质的途径 l 要获得洁净的蒸汽，除了对给水进行严格的炉要获得洁净的蒸汽，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，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蒸汽品质：从

37、以下几方面来提高蒸汽品质：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；蒸汽对水分的机械携带；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；的选择性携带；l进行锅炉排污和实行分段蒸发，以降低锅水的含盐量。进行锅炉排污和实行分段蒸发，以降低锅水的含盐量。此外此外(cwi)(cwi)，还可对锅水进行锅内补充处理。，还可对锅水进行锅内补充处理。第三十六页，共64页。l汽水分离的基本原理汽水分离的基本原理l(1)(1)重力分离重力分离 利用汽与水的密度不同，在重力

38、作用下使水与汽分离。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这种分离作用只要汽水混合物在定高度的空间中，由下向上流定高度的空间中，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。离作用使较大的水滴从蒸汽中被分离下来。l(2)(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利用汽水混合物作旋转运动时产生的离心力

39、作用进行分离。分离。l(3)(3)惯性惯性(gunxng)(gunxng)分离分离 利用汽水混合物改变流向时产生的惯性利用汽水混合物改变流向时产生的惯性(gunxng)(gunxng)力作用进行分离。力作用进行分离。l(4)(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。用粘附在金属壁面上，形成水膜下流而与蒸汽分离。l 汽包内的汽水分离过程，通常分为两个阶段：一是粗汽包内的汽水分离过程，通常分为两个阶段：一是粗l分离阶段分离阶段(一次分离阶段一次分离阶段)，在这个阶段中将蒸汽中的大

40、部分水，在这个阶段中将蒸汽中的大部分水l分分离出来，并消除汽水混合物的动能；二是细分离阶段分分离出来，并消除汽水混合物的动能；二是细分离阶段(二二l次分离阶段次分离阶段)，在这一阶段中，将蒸汽中的微细水滴作进一步，在这一阶段中，将蒸汽中的微细水滴作进一步l的分离以降低蒸汽的湿度使之符合规定。的分离以降低蒸汽的湿度使之符合规定。第三十七页，共64页。l锅炉排污l 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。l 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，因而锅水中含有各种可溶性的和不溶解的杂质

41、，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(t go)蒸汽品质的一个重要方法。第三十八页，共64页。锅炉排污分为定期排污和连续排污两种。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

42、位水冷壁下联箱。定期排污量的多少及间隔时间，主要视水汽品质由电厂化学车间来确定。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，则排污量可以减小，排污的间隔时间也可加长。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。所以连续排污应从(yn cn)锅水含盐浓度最大的部位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。连续排污管布置在汽内的蒸发面附近，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

43、)同样由化学车间根据水汽品质来确定。第三十九页，共64页。第五节第五节 我厂余热我厂余热(y r)(y r)锅炉简锅炉简介介l燃机电厂余热锅炉通过燃机排出的高温烟气，依次流经锅炉各个受热面，加热给水及其蒸汽，最后产生合格的蒸汽，送入相应的汽轮机做功或向热用户供热。l我厂余热锅炉由杭州锅炉厂生产，型号为三压无补燃强制循环型（Q1153/526-174(33.9)-5.8(0.62)/500(254.8)）燃机余热锅炉，它与PG9171E型燃机相匹配，组成燃气蒸汽联合循环发电系统。l与本锅炉相匹配的燃机为侧向排气型，带有独立的排气烟囱，为有效的保证锅炉出力及正常的运行，旁通烟囱配置无泄漏烟气挡板以

44、及(yj)适合联合循环发电所需的动力控制调节系统。第四十页，共64页。l本锅炉为塔式布置，全悬吊管箱结构。它由入口转角烟道、锅炉本体受热面管箱、出口烟道及烟囱、钢架、平台扶梯、高压(goy)锅筒、低压锅筒、除氧器及水箱、强制循环泵等所组成。其中锅炉本体受热面管箱，又可分为高压(goy)过热器管箱、高压(goy)蒸发器管箱、高压(goy)省煤器（1）低压过热器管箱、高压(goy)省煤器（2）管箱、低压蒸发器管箱、高压(goy)省煤器（3）低压省煤器管箱、除氧蒸发器管箱、凝结水加热器管箱。l锅炉钢架中心落地尺寸为30.314米。顶部标高30.5米，高压(goy)锅筒中心线标高24.8米，低压锅筒中

45、心线标高32米，除氧水箱中心线标高为32.5米，烟囱出口标高60米。l当锅炉进入工作状态时，需控制烟气调节挡板。燃机排气水平流向锅炉底部的入口转角烟道，依次流经本体各受热面，经换热后的烟气最后从烟囱排向大气。第四十一页，共64页。l本锅炉的汽水系统由前述各受热面管箱、高压锅筒、低压锅筒、除氧水箱、强制循环泵、减温器、过热器集汽集箱所组成。锅炉的给水（凝结水）经各自的给水操作台进入省煤器（凝结水加热器）加热后，接近饱和温度的水进入锅筒（除氧水箱），锅筒内的水经下降管、强制循环泵后进入蒸发器，在蒸发器内受热后成为汽水混合物又回到锅筒（分离器）在锅筒（分离器）内进行汽水分离，分离下来的水回到锅筒（除

46、氧水箱）的水空间，饱和蒸汽则通过(tnggu)饱和蒸汽引出管被送到过热器（除氧器，供除氧用），饱和蒸汽在过热器内被加热成过热蒸汽，然后经减温器调温，达到规定的蒸汽温度后，经主汽管被送入汽轮机。第四十二页，共64页。l高压锅筒及内部装置 l 高压锅筒外径为2370mm，壁厚为85mm，筒体总长度为9500mm，两端相配椭球形封头，并设有人孔装置，总重约54顿（含锅筒内部装置）。筒体和封头的材料均为19Mn6。该锅筒通过两个支座（一个活动支座，一个固定支座）搁置在钢架梁上，锅筒的中心线标高为24.8m。为保证锅炉运行时获得良好的蒸汽品质，同时又能适应联合循环快速启动及负荷变化的需要，本锅炉的内部装

47、置采用了大直径、双层结构形式，即外壳(wi k)为承压壳体，内胆为隔离壳体，当锅筒工作时，水从内胆下部经下降管引出，从蒸发器来的汽水混合物从锅筒下部进入内外壳(wi k)体之间的夹层，使汽水混合物强制通过该夹层，对外壳(wi k)起到了均匀加热的作用，从而使锅筒筒壁（外壳(wi k)）在锅炉快速启动时能均衡的升温。第四十三页，共64页。高压(goy)汽包汽水分离器第四十四页，共64页。高压(goy)汽包分汽水离器第四十五页，共64页。为保证锅炉正常运行时获得良好的蒸汽品质，在锅筒内设置了二级汽水分离装置。一级分离为内外壳间夹层内汽水混合物从锅筒顶部向下喷射，形成惯性(gunxng)，进行重力分

48、离。二级分离为设在锅筒顶部蒸汽引出口前的波形板分离器及均汽孔板。在锅筒内部还设置了给水分配管、加药管和排污管。在锅筒上还设有水位计、平衡容器、电接点液位计、压力表和安全阀等装置，以供锅炉运行时监督、控制用。第四十六页，共64页。l低压锅筒及内部装置l 低压锅筒外径为1840mm，壁厚为20mm，筒体直段长度为9080mm，两端相配椭球形封头，并设有人孔装置。筒体和封头的材料均为20g。该锅筒也通过两个支座（一个活动支座，一个固定支座）搁置在钢架梁上，锅筒的中心线标高为32m。为保证(bozhng)锅炉正常运行时获得良好的蒸汽品质，该锅筒在其内部也设置了二级汽水分离装置。一级分离为汽水混合物从锅

49、筒底部引入，经水下孔板后，蒸汽均匀平稳的进入汽空间，在此进行重力分离。二级分离为设在锅筒顶部蒸汽引出口前的波形板分离器及均汽孔板。l 在低压锅筒内部也设有给水分配管、加药管和排污管，同时在该锅筒上还设有水位计、平衡容器、电接点液位计、压力表和安全阀等装置，供锅炉运行时监督、控制用。第四十七页，共64页。低压(dy)汽包汽水分离器第四十八页，共64页。l除氧器及水箱 l 本锅炉配置的除氧装置由除氧器、水箱和汽水分离器三大部分组成，除氧器和水箱即起到了对给水除氧和储水的作用，同时又具备了蒸发系统中锅筒的功能。l 除氧装置结构参数：分离器外经1024mm，壁厚12mm,长度2144mm,净重855k

50、g;除氧头外经2236mm,壁厚18mm,长度4815mm,净重6775kg;水箱外经3040mm,长度11400mm,净重25702kg。l 除氧器立于除氧水箱之上，除氧器顶部设置配水管及25只10t/h喷头(pntu)，凝结水经喷头(pntu)雾化成水滴与蒸汽充分接触加热，变成饱和水。使水中绝大部分氧气等不凝气体逸出，由顶部排气管排出，达到一次除氧效果。经一次除氧的水，由布水盘均匀地淋洒到乱堆的鲍尔环填料表面，使水滴和填料的接触表面充分湿润，由除氧器下部进入蒸汽充分接触加热，达到深度除氧的效果。最终水由除氧器下部进入水箱。l 水箱为卧式容器，双鞍座结构。水箱内设置加药管和沸腾管，在启动或低