锅炉第1章概论.ppt
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1、能源与动力工程学院能源与动力工程学院School of Energy&Power Engineering山东大学山东大学中国中国 济南济南山东大学能源与动力工程学院山东大学能源与动力工程学院热能工程研究所热能工程研究所程世庆程世庆 教授教授电厂锅炉原理及设备能源与动力工程学院能源与动力工程学院School of Energy&Power Engineering山东大学山东大学中国中国 济南济南课程的性质(电厂)锅炉原理课程是热能与动力工程专业的主要专业课之一,它是为满足社会对该专业专门人才的需要而设置的。满足包括电力、化工、冶金、建材、城建等用热行业对锅炉设备设计、安装、运行、检修、改造等的需
2、要。能源与动力工程学院能源与动力工程学院School of Energy&Power Engineering山东大学山东大学中国中国 济南济南教学总体要求教学总体要求 掌掌握握锅锅炉炉的的工工作作原原理理,炉炉内内燃燃烧烧过过程程、锅锅内内过过程程的的基基本本概概念念,初初步步具具有有从从燃燃烧烧的的稳稳定定性性和和经经济济性性、受受热热面面工工作作的的安安全全性性、蒸蒸汽汽清清洁洁、汽汽温温调调节节、锅锅炉炉效效率率等等主主要要方方面面去去分分析析锅炉机组性能与运行产生问题的能力。锅炉机组性能与运行产生问题的能力。掌掌握握燃燃烧烧的的基基本本特特性性和和燃燃料料的的基基本本性性质质,掌掌握握
3、燃燃烧烧产产物物和和锅炉机组热平衡的计算方法。锅炉机组热平衡的计算方法。掌掌握握锅锅炉炉的的热热力力计计算算的的基基本本方方法法,并并学学会会使使用用计计算算中中需需要要使用的有关图、表及手册。使用的有关图、表及手册。掌掌握握有有关关锅锅炉炉整整体体设设计计的的基基本本知知识识和和锅锅炉炉安安全全经经济济运运行行的的一般知识,了解国内、外锅炉技术发展方向。一般知识,了解国内、外锅炉技术发展方向。能源与动力工程学院能源与动力工程学院School of Energy&Power Engineering山东大学山东大学中国中国 济南济南对专业基础课的要求(1 1)工工程程热热力力学学:要要求求掌掌握
4、握热热力力参参数数及及基基本本定定律律、水水蒸蒸汽性质等。汽性质等。(2 2)传传热热学学:要要求求学学生生熟熟练练掌掌握握三三种种传传热热方方式式的的基基本本概概念念;气气体体对对单单管管和和管管束束的的放放热热计计算算;沸沸腾腾换换热热、膜膜态态沸沸腾腾;气气体体与与固固体体颗颗粒粒的的辐辐射射减减弱弱系系数数、辐辐射射层层厚厚度度,角角系系数数;复合换热;强化换热和传热系数等基本概念。复合换热;强化换热和传热系数等基本概念。(3 3)工工程程流流体体力力学学:要要求求重重点点掌掌握握连连续续性性方方程程式式与与能能量量方方程程式式;管管内内层层流流与与紊紊流流流流动动;各各种种情情况况下
5、下的的阻阻力力计计算算;自由射流过程和流体附面层等概念。自由射流过程和流体附面层等概念。(4 4)认认识识实实习习:了了解解各各种种锅锅炉炉的的形形式式;各各种种受受热热面面、制制粉粉系系统统、炉炉排排、炉炉墙墙、钢钢架架、燃燃烧烧器器等等部部件件的的结结构构和和作作用用;对锅炉安装和检修知识有一定的了解。对锅炉安装和检修知识有一定的了解。能源与动力工程学院能源与动力工程学院School of Energy&Power Engineering山东大学山东大学中国中国 济南济南教学参考书叶江明(南京工程学院)主编,电厂锅炉原理及设备(第三版),中国电力出版社,2010容銮恩(华中理工大学)等合编
6、,电站锅炉原理,中国电力出版社,2008樊泉桂(华北电力大学)主编,锅炉原理,中国电力出版社,2008周强泰(东南大学)主编,锅炉原理,中国电力出版社,2009能源与动力工程学院能源与动力工程学院School of Energy&Power Engineering山东大学山东大学中国中国 济南济南第一章 绪论什么是锅炉?能源与动力工程学院能源与动力工程学院School of Energy&Power Engineering山东大学山东大学中国中国 济南济南锅炉的发展(大容量、高参数、高效率):方向一:火(烟)管锅炉,增加锅内受热面能源与动力工程学院能源与动力工程学院School of Ener
7、gy&Power Engineering山东大学山东大学中国中国 济南济南方向二:水管锅炉,增加锅外受热面能源与动力工程学院能源与动力工程学院School of Energy&Power Engineering山东大学山东大学中国中国 济南济南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: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 电厂(站)锅炉的作用及设备构成电电站站锅锅炉炉(boiler)是是火火力力发发电电厂厂三三大大主主机机之之 一一,又又 称称 为为 蒸蒸 汽汽 发发 生生 器器(stea
8、m generator)。能源与动力工程学院能源与动力工程学院School of Energy&Power Engineering山东大学山东大学中国中国 济南济南 火力发电厂生产过程示意图能源与动力工程学院能源与动力工程学院School of Energy&Power Engineering山东大学山东大学中国中国 济南济南朗肯循环朗肯循环锅炉参数的重要性锅炉参数的重要性能源与动力工程学院能源与动力工程学院School of Energy&Power Engineering山东大学山东大学中国中国 济南济南再热循环再热循环锅炉参数的重要性锅炉参数的重要性能源与动力工程学院能源与动力工程学院S
9、chool of Energy&Power Engineering山东大学山东大学中国中国 济南济南锅炉的作用锅炉的作用锅炉的作用锅炉的作用 锅炉是利用燃料燃烧放出的热能或工业生产中的余热,将工质加锅炉是利用燃料燃烧放出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。在锅炉内实现下述过程热到一定温度和压力的换热设备。在锅炉内实现下述过程: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 在锅炉中进行着三个主要过程在锅炉中进行着三个主要过程:(1)燃燃料料在在炉炉内内燃燃烧烧,其其化化学学贮贮藏藏能能以以热热能能的的形形
10、式式释释放放出出来来,使使火火焰焰和燃烧产物和燃烧产物(烟气和灰渣烟气和灰渣)具有高温。具有高温。(2)高温火焰和烟气通过高温火焰和烟气通过“受热面受热面”向工质向工质(热媒热媒)传递热量。传递热量。(3)工工质质(热热媒媒)被被加加热热,其其温温度度升升高高或或者者汽汽化化为为饱饱和和蒸蒸汽汽,或或再再进进一一步被加热成为过热蒸汽。步被加热成为过热蒸汽。能源与动力工程学院能源与动力工程学院School of Energy&Power Engineering山东大学山东大学中国中国 济南济南伴随着能量的转换和转移还进行着物质的流伴随着能量的转换和转移还进行着物质的流 动和变化动和变化:(1)工
11、工质质,例例如如给给水水(或或回回水水进进入入锅锅炉炉,最最后后以以蒸蒸汽汽(或或热热水水)的的形形式式供出。供出。(2)燃燃料料,例例如如煤煤进进入入炉炉内内燃燃烧烧,其其可可燃燃部部分分燃燃烧烧后后连连同同原原含含水水分分转转化化为烟气为烟气,其原含灰分则残存为灰渣。其原含灰分则残存为灰渣。(3)空空气气送送入入炉炉内内,其其中中氧氧气气参参加加燃燃烧烧反反应应,过过剩剩的的空空气气和和反反应应剩剩余余的的惰性气体混在烟气中排出。惰性气体混在烟气中排出。水水一一汽汽系系统统、煤煤一一灰灰系系统统和和风风-烟烟系系统统是是锅锅炉炉的的三三大大主主要要系系统统,这这三三个个系统的工作是同时进行
12、的。系统的工作是同时进行的。通通常常将将燃燃料料和和烟烟气气这这一一侧侧所所进进行行的的过过程程(包包括括燃燃烧烧、放放 热热、排排渣渣、气气体流动等体流动等)总称为总称为“炉内过程炉内过程”;把把水水、汽汽这这一一侧侧所所进进行行的的过过程程(水水和和蒸蒸汽汽流流动动、吸吸热热、汽汽化化、汽汽水水分分离、热离、热 化学过程等化学过程等)总称为总称为“锅内过程锅内过程”。能源与动力工程学院能源与动力工程学院School of Energy&Power Engineering山东大学山东大学中国中国 济南济南锅炉按其用途可以分为电站锅炉、工业锅炉、船舶锅炉 和机车锅炉等四类。前两类又称为固定式锅
13、炉,因为是安装在固定基础上而不可移动的。后两类则称为移动式锅炉。能源与动力工程学院能源与动力工程学院School of Energy&Power Engineering山东大学山东大学中国中国 济南济南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能源与动力工程学院能源与动力工程学院School of Energy&Power Engineering山东大学山东大学中国中国 济南济南锅炉及其辅助设备煤斗煤斗给煤机给煤机磨煤机磨煤机空气预热器空气预热器排粉风机排粉风机燃烧器燃烧器燃烧器燃烧器炉膛炉膛水冷壁水冷壁屏式过热器屏式过热器高温过热器高温过
14、热器低温过热器低温过热器省煤器省煤器除尘器除尘器引风机引风机烟囱烟囱送风机送风机汽包汽包下降管下降管排渣室排渣室炉膛中心温度炉膛中心温度1300130014001400炉膛出口温度炉膛出口温度10001000排烟温度排烟温度110110160160进入汽轮机进入汽轮机顶棚过热器顶棚过热器电站煤粉锅炉机组组成电站煤粉锅炉机组组成能源与动力工程学院能源与动力工程学院School of Energy&Power Engineering山东大学山东大学中国中国 济南济南锅:汽、水锅:汽、水 系系 统统 能源与动力工程学院能源与动力工程学院School of Energy&Power Engineeri
15、ng山东大学山东大学中国中国 济南济南水水冷冷壁壁 (Water wall)敷设在锅炉炉膛四周由多根并联管组成的蒸发受热面。主要吸收炉膛中高温火焰及炉烟的辐射热量,保护炉墙,工质在其中作上升起动,受热蒸发。省省煤煤器器 (economizer)利用锅炉排烟加热给水的受热部件,用来降低排烟温度,提高锅炉效率,节约燃料耗量,故称为省煤器。过过热热器器 (superheater)把饱和蒸汽加热到额定过热温度的锅炉受热面部件。再再热热器器 (reheater)把汽轮机高压缸的排汽重新加热到一定温度的锅炉受热部件。锅锅筒筒 (drum)用以进行汽水分离和蒸汽净化,组成水循环回路并蓄存一定量水的筒形压力容
16、器,又称汽包。能源与动力工程学院能源与动力工程学院School of Energy&Power Engineering山东大学山东大学中国中国 济南济南炉:煤、风、烟系统炉:煤、风、烟系统能源与动力工程学院能源与动力工程学院School of Energy&Power Engineering山东大学山东大学中国中国 济南济南燃燃烧烧设设备备 (fuel burning equipment)把空气、燃料以不同方式引入燃烧空间,形成连续稳定燃烧火焰的装置。炉炉膛膛 (furnace)锅炉中组织燃料燃烧的空间,也称燃烧室,是锅炉燃烧设备的重要组成都分。空气预热器空气预热器 (air preheate
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