锅炉基本知识介绍.pptx
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1、课程安排课程内容时间安排介绍人员锅炉基础知识15:3017:25陈永超、刘炳文中场休息时间16:3016:35中场休息时间17:2517:30电器控制知识17:3018:00刘少垣技术交流前休息时间18:0018:10技术交流18:1018:30富士康迪森课程结束18:30第1页/共58页锅炉的定义 锅炉是一种把煤炭、石油、天然气等能源储藏的化学能转变为水或蒸汽的热能的重要设备。高温水和蒸汽的热能可以直接应用在生活和生产中,如空气调节、纺织、化工、造纸等领域,也可以再转换成其他形式的能,如电能、机械能等。发电的锅炉一般称为电站锅炉,而直接供给工农业生产或驱动机械的锅炉称为工业锅炉。第2页/共5
2、8页锅炉的基本构成锅炉的核心构成部分是“锅”和“炉”。“锅”是容纳水和蒸汽的受压部件(常压热水锅炉的“锅”所受压力为水柱压力),包括锅筒(也叫汽包)或锅壳、受热面、集箱(也叫联箱)、管道等,组成完整的水-汽系统,其中进行着锅内过程水的加热和汽化、水和蒸汽的流动、汽水分离等。“炉”是燃料燃烧的场所,即燃烧设备和燃烧室(也叫炉膛)。广义的“炉”是指燃料、烟气这一侧的全部空间。第3页/共58页锅炉的工作过程 在锅炉中进行着三个主要过程:(1)燃料在炉内燃烧,其化学贮藏能以热能的形式释放出来,使火焰和燃烧产物(烟气和灰渣)具有高温。(2)高温火焰和烟气通过“受热面”向工质(热媒)传递热量。(3)工质(
3、热媒)被加热,其温度升高或者汽化为饱和蒸汽,或再进一步被加热称为过热蒸汽。以上三个过程是互相关联并且同时进行的,实现着能量的转换和传递。伴随着能量的转换和转移还进行着物质的流动和变化。第4页/共58页锅炉的分类 1 按用途分类;2 按结构分类;3.按循环方式分类;4.按锅炉出口工质压力分类;5.按燃烧方式分类;6.按所用燃料或能源分类;7.按锅炉烟气压力分类;8.按锅筒布置分类;9.按锅炉出厂型式分类;10.按锅炉房型式分类。第5页/共58页1 按用途分类电站锅炉用于发电,大多为大容量、高参数锅炉,火室燃烧,热效率高,出口工质为过热蒸汽。工业锅炉用于工业生产和采暖,大多为低压、低温、小容量锅炉
4、,火床燃烧居多,出口工质为蒸汽的称为蒸汽工业锅炉,出口工质为热水的称为热水锅炉。船用锅炉用于船舶动力,一般采用低、中参数,大多燃油。要求锅炉体积小,重量轻。机车锅炉用作机车动力,一般为小容量、低参数,火床燃烧,以燃煤为主锅炉结构紧凑,现已少用。注汽锅炉用于油田对稠油的注汽热采,出口工质一般为高压湿蒸汽。第6页/共58页2 按结构分类火管锅炉烟气在烟管内流过,一般为小容量、低参数锅炉,结构简单,水质要求低,运行维修方便。水管锅炉汽水在管内流过,可以制成小容量、低参数锅炉,也可制成大容量、高参数锅炉。电站锅炉一般均为水管锅炉,热效率较高,但对水质和运行水平的要求也较高。第7页/共58页火管、水管锅
5、炉的特点1、火管(烟管)锅炉的特点 结构简单、制造方便、水质要求低、运行和维修比较容易。但烟管的增加受到水容积大小的限制,烟气只能纵向冲刷受热面烟管,放热系数小,受热面传热强度低,因此,不能适应大容量工业锅炉发展的需要。2、水管锅炉的特点 用弯水管作受热面,摆脱了锅筒水容积空间的限制,增加了锅炉发展的自由度,能适应锅炉单台容量增大,蒸汽参数提高的发展要求。但水管锅炉因水在管内流动,水垢的相对沉积面积大,所以锅炉给水品质要求较高,需要专门的水处理设备。而且本体结构和制造工艺均比烟管锅炉复杂,材料消耗也较多。此外,水管锅炉的锅筒内不布置烟管受热面,蒸汽和水的容积相对较大,对负荷变化适应能力强,上锅
6、筒可以安装完善的汽水分离装置,蒸汽品质有保证。第8页/共58页火管锅炉例子第9页/共58页水管锅炉例子第10页/共58页3.按循环方式分类自然循环锅筒锅炉具有锅筒,利用下降管和上升管中工质密度差产生工质循环,只能在临界压力以下应用。多次强制循环锅筒锅炉也称辅助循环锅筒锅炉。具有锅筒和循环泵,利用循环回路中的工质密度差和循环泵压头建立工质循环。只能在临界压力以下应用。低倍率循环锅炉具有汽水分离器和循环泵。主要靠循环泵建立工质循环,可应用于亚临界压力和超临界压力,循环倍率低,一般为1.252.0。直流锅炉无锅筒,给水靠水泵压头一次通过受热面产生蒸汽,是用于高压和超临界压力锅炉。复合循环锅炉具有再循
7、环泵。锅炉负荷低时按再循环方式运行,负荷高时按直流方式运行。可应用于亚临界压力和超临界压力。第11页/共58页4.按锅炉出口工质压力分类常压锅炉锅炉本体开孔或者用连通管与大气相通,在任何情况下,锅炉本体顶部表压为零的锅炉。低压锅炉 一般压力小于1.275MPa(13kgf/cm2)。中压锅炉 一般压力为3.825MPa(39kgf/cm2)。高压锅炉 一般压力为9.8MPa(100kgf/cm2)。超高压锅炉 一般压力为13.73MPa(140kgf/cm2)。亚临界压力锅炉 一般压力为16.67MPa(170kgf/cm2)。超亚临界压力锅炉 压力大于22.13MPa(225.65kgf/c
8、m2)。第12页/共58页5.按燃烧方式分类火床燃烧锅炉主要用于工业锅炉,其中包括固定炉排炉、活动手摇炉排炉、倒转炉排抛媒机炉、振动炉排炉、下伺式炉排炉、链条炉排炉和往复推伺炉排炉等。燃料主要在炉排上燃烧。火室燃烧锅炉主要用于电站锅炉,燃用液体燃料、气体燃料和煤粉的锅炉均为火室燃烧锅炉。火室燃烧时,燃料主要在炉膛空间悬浮燃烧。沸腾炉送入炉排的空气流速较高,使大粒燃煤在炉排上面的沸腾床中翻腾燃烧,小粒燃煤随空气上升并燃烧。宜用于燃用劣质燃料。目前多用于工业锅炉,大型循环沸腾燃烧锅炉可用作电站锅炉。第13页/共58页6.按所用燃料或能源分类固体燃料锅炉燃用煤等固体燃料。液体燃料锅炉燃用重油等液体燃
9、料。气体燃料锅炉燃用天然气等气体燃料。余热锅炉利用冶金、石油化工等工业的余热作热源。原子能锅炉利用核反应堆所释放热能作为热源的蒸汽发生器。废料锅炉利用垃圾、树皮、废液等废料作为燃料的锅炉。电热锅炉利用电热转换的热能作为热源的锅炉。其他能源锅炉利用地热、太阳能等能源的蒸汽发生器或热水器。第14页/共58页不同燃料的经济性对比 燃料燃料60#60#重油重油天然气天然气烟煤烟煤电电项项目目(20t/h(20t/h锅锅炉炉例例)燃料热值燃料热值98509850(kcal/kcal/kgkg)85008500(kcal/Nmkcal/Nm3 3)42004200(kcal/kcal/kgkg)锅炉热效率
10、(锅炉热效率(%)9090909076769696燃料耗量燃料耗量1353.6(kg/h1353.6(kg/h)1568.61568.6(NmNm3 3/h/h)3759.4(kg/h3759.4(kg/h)14584(kW/h14584(kW/h)燃料价格燃料价格xxxx元元/吨吨xxxx元元/Nm/Nm3 3xxxx元元/吨吨xxxx元元/度度每每班班(8 8小小时时)燃燃料费用(元)料费用(元)锅锅 炉炉 总总 耗耗 电电 量量(kWkW)14714799992182181462614626电价(元电价(元/KW/KW)每每班班(8 8小小时时)耗耗电费用(元)电费用(元)燃燃料料、电电
11、耗耗总总费费用用(元)(元)司炉工人数司炉工人数1 11 123231 1司炉工劳动强度司炉工劳动强度低低低低高高低低对环境污染程度对环境污染程度弱弱弱弱强强无无第15页/共58页7.按锅炉烟气压力分类负压锅炉炉膛压力保持负压,有送、引风机,是燃煤锅炉主要形式。微正压锅炉炉膛表压力为25kPa,不需引风机,易于低氧燃烧。增压锅炉炉膛表压力大于0.3MPa,用于配蒸汽-燃气联合循环。第16页/共58页8.其他形式分类8.按锅筒布置分类锅筒一般为一个或两个,锅筒可纵置或横置布置。9.按锅炉出厂型式分类可分为快装锅炉、组装锅炉和散装锅炉。小型锅炉可采用快装锅炉,电站锅炉一般为组装或散装。10.按锅炉
12、房型式分类锅炉可作露天、半露天、室内、地下或洞内布置。工业锅炉一般采用室内布置,电站锅炉主要采用室内半露天或露天布置。第17页/共58页工业锅炉型号编制方法 中国工业锅炉型号按标准 JB/T1626-92的规定进行编制。工业锅炉产品型由三部分组成,各部分之间用短横线相连。如:-/-第一部分表示锅炉和燃烧设备的型式。共分三段,第一段用两个汉语拼音字母代表锅炉总体型式(见表2-1、表2-2);第二段用汉语拼音字母代表燃烧设备(见表2-3);第三段用阿拉伯数字表示蒸汽锅炉额定蒸发量为若干t/h或热水锅炉额定热功率若干MW。第二部分表示介质参数。共分两段,中间以斜线相连。第一段用阿拉伯数字表示额定蒸汽
13、压力或允许工作压力为若干MPa;第二段用阿拉伯数字表示过热蒸汽温度或出水温度和进水温度为若干。蒸汽温度为饱和温度时,型号的第二部分无斜线和第二段。第三部分表示燃料种类。以汉语拼音字母代表燃料种类,同时以罗马数字代表燃料品种分类与其并列(见表2-4)。如同时使用几种燃料,主要燃料放在前面。第18页/共58页表2-1 锅壳锅炉总体型式代号 锅壳锅炉总体型式代号立式水管LS(立水)立式火管LH(立火)卧式外燃WW(卧外)卧式内燃WN(卧内)卧式电加热WDR(卧电热)注:卧式水火管快装锅炉总体型式代号为DZ。第19页/共58页表2-2 水管锅炉总体型式代号 水管锅炉总体型式代号单锅筒立式DL(单立)单
14、锅筒纵置式DZ(单纵)单锅筒横置式DH(单横)双锅筒纵置式SZ(双纵)双锅筒横置式SH(双横)纵横锅筒式ZH(纵横)强制循环式QX(强循)第20页/共58页表2-3 燃烧设备代号 燃烧设备代号固定炉排G(固)固定双层炉排C(层)活动手摇炉排H(活)链条炉排L(链)往复炉排W(往)抛煤机P(抛)振动炉排Z(振)下伺炉排A(下)沸腾炉F(沸)室燃炉S(室)注:抽板顶升采用下伺炉排的代号。第21页/共58页表2-4 燃料种类燃料品种代号I类劣质煤LIII类劣质煤LIII类无烟煤WIII类无烟煤WIIIII类无烟煤WIIII类烟煤AIII类烟煤AIIIII类烟煤AIII褐煤H贫煤P型煤X木柴M稻糖D甘
15、蔗渣G柴油YC重油YZ天然气QT焦炉煤气QJ液化石油气QY油母页岩YM其他燃料T注:Y泛指燃油,Q泛指燃气。第22页/共58页锅炉型号实例 WNS1.4-0.7/95/70-Y 表示卧式内燃、室燃炉,额定热功率为1.4MW,允许工作压力为0.7MPa,出水温度为95,进水温度为70,燃油的热水锅炉。WDR0.35-0.7/95/70 表示卧式电加热,额定热功率为0.35MW,允许工作压力为0.7MPa,出水温度为95,进水温度为70,热水锅炉。第23页/共58页锅炉热平衡 送入锅炉的热量与有效利用热及各项热损失的总和相平衡,即供给能量=有效能量+损失能量。Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q
16、6 Qr送入锅炉系统的热量;Q1锅炉系统的有效利用热;Q2排烟带走的热量;Q3气体不完全燃烧(又称化学不完全燃烧)损失的热量;Q4固体不完全燃烧(又称机械不完全燃烧)损失的热量;Q5锅炉系统向周围空气散失的热量;Q6燃料中灰、渣带走的热量。第24页/共58页锅炉热平衡 如各项热量用其占输入热量的百分数表示,则热平衡方程式可表示为:q1+q2+q3+q4+q5+q6=100%,式中 qi=Qi/Qr100%,Qi 为每一项热量。q2排烟热损失,%;锅炉排出的烟气的物理热造成的损失。决定于排烟温度和排烟量,是所有热损失中较大的一项,对燃油燃气锅炉来讲,小于9%。q3气体不完全燃烧损失,%;烟气中残
17、留的可燃气体成份(一氧化碳、氢气、甲烷等)未放出其燃烧热而造成的热量损失。其值的大小主要取决于燃烧成分、炉膛过剩空气系数、所用燃烧器、燃烧器与炉膛匹配是否适当以及运行操作是否合理,通常约为。q4固体不完全燃烧损失,%;灰渣(飞灰、炉渣、漏煤、烟道灰、溢流灰、冷灰等)中未燃烬可燃物造成的热量损失。对燃油锅炉来讲,4是燃料中的碳未完全燃烧引起的,通常燃油燃气锅炉4估取为。q5散热损失,%;锅炉炉墙、金属结构及锅炉范围的烟风道、汽水管道、集箱等向四周环境散失的热量。0.83.5q6物料物理热损失,%;炉渣排出锅炉时带走的热量损失。这项损失比较小。对燃油燃气锅炉为。锅炉总热损失为:q=q2+q3+q4
18、+q5+q6%锅炉的热效率为:=Q1/Qr100%(正平衡)=100-q%(反平衡)第25页/共58页燃油气锅炉的热平衡优点1、燃油、气体燃料时含灰量很小,Q6=0、q6=0。2、燃气体燃料时一般没有固体不完全燃烧现象,Q4=0、q4=0。3、气体不完全燃烧损失q3的大小主要取决于燃烧成分、炉膛过剩空气系数、所用燃烧器、燃烧器与炉膛匹配是否适当以及运行操作是否合理。4、排烟损失q2取决于排烟温度和排烟量。排烟损失是燃油燃气锅炉的最主要损失。燃料一定时,排烟量大小取决于排烟过剩空气系数。经试验,当排烟温度在150时,过剩空气系数每增加0.15,排烟热损失将增加0.6%左右;排烟温度越高,增加得也
19、越多;当排烟过剩空气系数为1.3时,排烟温度每增加10,排烟损失将增加0.3%左右。对于燃油锅炉,为了防止低温腐蚀,排烟温度往往不能降得很低,这时只能采用降低过剩空气系数,低氧燃烧来减少排烟损失。散热损失q5与锅炉周围大气的温度(露天布置式的室外温度、室内布置时室内温度)、风速、围护结构的保温情况以及散热表面的大小、形状等有关,同时还与锅炉的额定容量和运行负荷的大小有关。对现代中小型燃气锅炉,锅炉体积显著偏小,热效率明显提高,散热损失在各项热损失中所占份额也就比较大(仅次于排烟损失)。故此时,不可低估散热损失对锅炉热效率的影响,重视锅炉的保温隔热结构,尽量减小散热损失。第26页/共58页锅炉的
20、参数 锅炉参数指锅炉容量、蒸汽压力(或出水压力)、蒸汽温度(或出水温度)和给水温度。工业蒸汽锅炉的容量用额定蒸发量(D)表示。额定蒸发量(D)表明锅炉在额定蒸汽压力、蒸汽温度、规定的锅炉效率和给水温度下,连续运行时所必须保证的最大蒸发量,单位为t/h。工业热水锅炉以额定供热量(Q)表示,其单位为MW。蒸汽锅炉的蒸汽压力和温度是指末级过热器出口集箱主蒸汽阀出口处的过热蒸汽压力和过热蒸汽温度。对于无过热器的锅炉,用主蒸汽阀出口处的饱和蒸汽压力和温度表示。热水锅炉出水压力和温度时指出水阀出口处的热水压力和温度。压力的单位用MPa,温度的单位为。第27页/共58页工业蒸汽锅炉的参数系列 额定蒸发量(t
21、/h)额定出口蒸汽压力MPa(表压)0.40.711.251.62.5额定出口蒸汽温度饱和饱和饱和饱和250350饱和350饱和3504000.10.20.5124681015203565第28页/共58页热水锅炉的参数系列 额定热功率MW额定出口/进口水温度95/70115/70130/70150/90180/110额定出水压力MPa(表压)0.40.710.7111.251.251.62.50.10.20.350.71.42.84.2710.514294658116第29页/共58页常压热水锅炉的参数系列 额定热功率MW0.05,0.07,0.1,0.2,0.35,0.5,0.6,0.7,
22、1.05,1.4,2.1,2.8允许工作压力MPa(表压)0额定出口水温度90额定进口水温度65注:额定出、进口温度可根据当地大气压力和特殊使用 条件进行调整,但应保证其温差为25。额定出口 温度是指在1个大气压力下的数值。第30页/共58页常用单位换算 1t/h60104kcal/h0.7MW1t/h=71.1锅炉马力(BHP)1MPa=106Pa 10bar 10.2kgf/cm2 100000mmH2O1mbar10mmH2O100Pa1kcal=4.187kJ 第31页/共58页质量体系与锅检锅规1、制造和安装资格的审查和管理。锅炉制造单位和安装单位必须具有相应级别的制造许可证和安装许
23、可证。持有制造和安装许可证的的单位只准制造和安装许可证级别范围内的锅炉。到期不办理更换许可证的单位,原许可证作废。相关工作人员也有特别要求。各级锅炉安全监察机构,对持有制造许可证的单位进行监督检查。表4-1 锅炉制造许可证级别划分注:(1)额定出口水温小于120但额定热功率大于2.8兆瓦的热水锅炉属于C级。(2)额定出口水温大于等于120的热水锅炉,按照额定出水压力(表压)分属于C级及其以上各级。现迪森的锅炉制造许可证级别为B级锅炉、A级油田注汽炉 级别工作参数发证机关有效期A不限国家质量技术监督局五年B额定蒸汽压力小于等于2.5兆帕(表压,下同)C额定蒸汽压力小于等于0.8兆帕且额定蒸发量小
24、于等于1吨/小时D额定蒸汽压力小于等于0.1兆帕的蒸汽锅炉和额定出口水温小于120且额定热功率小于等于2.8兆瓦的热水锅炉省级质量技术监督局第32页/共58页质量保证体系必须符合一定的要求 1、首先体现在,要遵循法规、规程和强制性的标准。2、其次是设计和工艺、焊接人员配置、管理制度。3、最后是检验。锅炉检验是现行安全质量体系中最被注重的一环。4、对以上操作都必须有有效的程序记录。(承压锅炉的图纸、强度计算等资料受省锅检所鉴检,生产发货受广州市锅检所检测)第33页/共58页锅炉设备主要采用标准、规程、规范 锅炉强度计算:GBT16508-1996锅壳锅炉受压元件强度计算GB9222-2008水管
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