锅炉原理课件-全ppt.ppt

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1、主主 讲：周：周 守守 军Email:山山东建筑大学建筑大学热能工程学院能工程学院锅炉原理锅炉原理课程简介课程简介一、一、课程的性程的性质和任和任务 本本课程是程是热能与能与动力工程力工程专业的主要的主要专业课之一，通之一，通过本本门课程的学程的学习，使学生掌握，使学生掌握锅炉的工作原理以及炉内和炉的工作原理以及炉内和锅内内过程的基本理程的基本理论；对锅炉炉结构和工作状况有一定的分析能构和工作状况有一定的分析能力。培养力。培养训练学生具有一定的学生具有一定的计算能力和算能力和实验技能，掌握技能，掌握锅炉机炉机组安全，安全，经济运行的基本知运行的基本知识，并，并为学学习热力力发电厂、厂、热工工仪

2、表等表等课程提供必要的程提供必要的专业知知识。二、二、课程的教学内容程的教学内容 以以电站煤粉站煤粉锅炉炉为主干，全面系主干，全面系统地地阐述了述了锅炉的工作炉的工作原理：包括原理：包括锅炉的构成和工作炉的构成和工作过程，程，锅炉用燃料，煤粉制炉用燃料，煤粉制备，燃燃烧基本理基本理论及燃及燃烧设备，各，各对流受流受热面的主要运行面的主要运行问题，各各类型型锅炉的水炉的水动力工况，蒸汽力工况，蒸汽净化，化，锅炉机炉机组的布置及的布置及热力力计算方法等。算方法等。2锅炉原理锅炉原理课程简介课程简介三、考核形式三、考核形式 闭卷笔卷笔试四、教材与参考四、教材与参考书目目1 1锅炉原理炉原理，樊泉桂主

3、，樊泉桂主编，中国，中国电力出版社力出版社,2008;,2008;2 2电站站锅炉原理炉原理，容，容銮恩等合恩等合编，中国，中国电力出版社力出版社,1997,1997；3 3锅炉原理炉原理（第二版），周（第二版），周强泰主泰主编，中国，中国电力出版社，力出版社，20092009；4 4锅炉原理炉原理，陈学俊、学俊、陈听听宽主主编，机械工，机械工业出版社。出版社。3v 锅炉机炉机组的工作的工作过程及程及组成成v 锅炉机炉机组的容量、参数的容量、参数v 锅炉的分炉的分类v 锅炉的主要型式炉的主要型式 第一章第一章 概述概述45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

4、预热器空气预热器细微灰粒细微灰粒（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锅炉的工作过程及系统锅炉的工作过程及系统煤、风、烟系统煤、风、烟系统6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

5、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炉的工作过程及系统锅炉的工作过程及系统汽汽 水水 系系 统7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锅炉的组成锅炉的组成送风机、引风机、燃料供应送风机、引风机、燃料供应及制备、除灰、除渣、测量及制备、除灰、除渣、测量与控制等与控制等锅炉的燃烧系统锅炉的燃烧系统，用以完成煤的用以完成煤的燃烧过程。由炉膛、燃烧器、烟燃烧过程。由炉膛、燃烧器、烟道、炉墙构架等非承压部件组成道、炉墙构架等非承压部件组成锅炉的汽水系统锅炉的汽水系统，用以完成水变用以

6、完成水变成蒸汽的吸热过程。由汽包、下成蒸汽的吸热过程。由汽包、下降管、联箱、导管及各热交换受降管、联箱、导管及各热交换受热面等承压部件组成热面等承压部件组成8额定定蒸蒸发量量（BRL-boilerratedload）在在额定定蒸蒸汽汽参参数数，额定定给水水温温度度和和使使用用设计燃燃料料，保保证热效率效率时所所规定的蒸定的蒸发量，量，单位位为t/ht/h（或（或kg/skg/s）注注：热水水锅炉炉容容量量为单位位时间的的产热量量。单位位为MWMW（或或万大卡万大卡/时）最最大大连续蒸蒸发量量（BMCR-boiler maximumcontinuousrating）在在额定定蒸蒸汽汽参参数数，额

7、定定给水水温温度度和和使使用用设计燃燃料料，长期期连续运运行行所所能能达达到到的的最大蒸最大蒸发量，量，单位位为t/ht/h（或（或kg/s kg/s）锅炉容量炉容量锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数9 在在规定定负荷范荷范围内内长期期连续运行运行应能保能保证的出的出口蒸汽参数。口蒸汽参数。额定蒸汽定蒸汽压力力（对应规定的定的给水水压力），力），单位位是是MPaMPa；额定蒸汽温度定蒸汽温度（对应额定蒸汽定蒸汽压力和力和额定定给水水温度），温度），单位是位是0 0C C锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数额定蒸汽参数额定蒸汽参数10压力级别压力级别参参 数数锅炉容量锅炉容量BMCRBMCR（t/ht

8、/h）发电功率发电功率（MWMW）蒸汽压力蒸汽压力（MPaMPa）蒸汽温度蒸汽温度（）给水温度给水温度（）中压中压3.93.94504501501501721723535，65651301306 6，12122525高压高压9.99.9540540205-225205-225220220，4104105050，100100超高压超高压13.813.8540/540540/540220-250220-250420420，670670125125，200200亚临界亚临界16.8-18.616.8-18.6540/540540/540250-280250-280102510252008200830

9、0300600600超临界超临界25-27.625-27.6545545545-545-605605605605267-302267-3021900-30331900-3033600600100010002525545/545545/545267-277267-2771650-26501650-2650500500，800800锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数我国电站锅炉参数、容量系列我国电站锅炉参数、容量系列11锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数机组功率机组功率300300300600600MWMWMWMWMWMW循环方式循环方式

10、自然循环自然循环控制循环控制循环自然循环自然循环自然循环自然循环控制循环控制循环过热蒸汽流量过热蒸汽流量MCR1025102510252026.82008再热蒸汽流量，再热蒸汽流量，t/h860834.8823.81704.21634过热蒸汽压力，过热蒸汽压力，MPa18.218.318.318.1918.22再热蒸汽压力，再热蒸汽压力，MPa4/3.793.83/3.623.82/3.664.176/4.33.49/3.31锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数机组功率机组功率300300300600600MWMWMWMWMWMW过热

11、蒸汽温度，过热蒸汽温度，540541540540.6540.6再热蒸汽温度，再热蒸汽温度，330/540322/541316/540313/540313.3/540.6给水温度，给水温度，276281278276278.33燃煤量，燃煤量，t/h136.61139.89122.6264.4269.9燃烧方式燃烧方式四角燃烧四角燃烧四角燃烧四角燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧四角燃烧四角燃烧锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数超临界、超超临界直流锅炉参数超临界、超超临界直流锅炉参数机组功率，机组功率，MW600500800500过热蒸汽流量过热蒸汽流量MCR1900165026501650再热蒸

12、汽流量，再热蒸汽流量，t/h161314812151.51481过热蒸汽压力，过热蒸汽压力，MPa25.4252517.46再热蒸汽压力，再热蒸汽压力，MPa4.77/4.574.15/3.93.86/3.624.21/4过热蒸汽温度，过热蒸汽温度，541545545540锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数超临界、超超临界直流锅炉参数超临界、超超临界直流锅炉参数机组功率，机组功率，MW600500800500再热蒸汽温度，再热蒸汽温度，338/566295/545283/545333/540给水温度，给水温度，286270277255燃煤量，燃煤量，t/h-208336.5-燃烧方式燃烧方式四角

13、燃烧四角燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧水冷壁型式水冷壁型式螺旋管圈螺旋管圈垂直管屏垂直管屏垂直管屏垂直管屏垂直管屏垂直管屏锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数国外超临界参数机组的发展方向国外超临界参数机组的发展方向主蒸汽压力，主蒸汽压力，bar290305335400主蒸汽温度，主蒸汽温度，582582610700再热蒸汽压力，再热蒸汽压力，bar807493112再热蒸汽温度，再热蒸汽温度，580600630720循环热效率，循环热效率，%4749505255分类方式分类方式锅炉类型锅炉类型简要说明简要说明按出口工质按出口工质物态物态蒸汽锅炉蒸汽锅炉锅炉出口工质为蒸汽锅炉出

14、口工质为蒸汽热水锅炉热水锅炉锅炉出口工质为热水锅炉出口工质为热水有机热载体炉有机热载体炉有机热载体（导热油）有机热载体（导热油）锅炉工质按锅炉工质按用途用途电站锅炉电站锅炉发电厂带动汽轮机发电发电厂带动汽轮机发电工业锅炉工业锅炉用于工业生产用于工业生产生活锅炉生活锅炉用于日常生活用于日常生活按锅炉的燃按锅炉的燃烧方式烧方式火床炉火床炉采用火床燃烧方式采用火床燃烧方式室燃炉室燃炉采用火室燃烧方式采用火室燃烧方式流化床锅炉流化床锅炉采用流化床燃烧方式采用流化床燃烧方式旋风炉旋风炉采用旋风燃烧方式采用旋风燃烧方式锅炉的分类锅炉的分类按燃料按燃料的种类的种类燃煤锅炉燃煤锅炉锅炉中使用的燃料为煤锅炉中使

15、用的燃料为煤燃油锅炉燃油锅炉锅炉中使用的燃料为燃油锅炉中使用的燃料为燃油燃气锅炉燃气锅炉锅炉中使用的燃料为燃气锅炉中使用的燃料为燃气其他燃料其他燃料木材、垃圾木材、垃圾按工质按工质循环方循环方式式自然循环锅炉自然循环锅炉利用下降管与上升管之间的介质密度利用下降管与上升管之间的介质密度差建立循环。差建立循环。控制循环锅炉控制循环锅炉主要依靠主要依靠锅水循环泵锅水循环泵的压头进行循环的压头进行循环直流锅炉直流锅炉给水靠给水泵的压头，给水靠给水泵的压头，一次一次通过锅炉通过锅炉各受热面产生蒸汽各受热面产生蒸汽低倍率复合循低倍率复合循环锅炉环锅炉依靠锅水循环泵将蒸发受热面出口的依靠锅水循环泵将蒸发受热

16、面出口的全部或部分工质进行再循环的锅炉。全部或部分工质进行再循环的锅炉。分为：分为：全负荷复合循环锅炉和部分负全负荷复合循环锅炉和部分负荷复合循环锅炉荷复合循环锅炉锅炉的分类锅炉的分类18锅炉的分类锅炉的分类1 1给水水泵2 2省煤器省煤器3 3汽包汽包4 4下降管下降管5 5联箱箱6 6蒸蒸发受受热面面7 7过热器器8 8循循环泵9 9节流圈流圈 19分类方式分类方式锅炉类型锅炉类型简要说明简要说明按燃烧室按燃烧室内的压力内的压力负压燃烧锅炉负压燃烧锅炉炉膛出口烟气静压小于大气压力炉膛出口烟气静压小于大气压力压力（和微正压力（和微正压）燃烧锅炉压）燃烧锅炉炉膛出口烟气静压大于大气压力炉膛出口

17、烟气静压大于大气压力按排渣方按排渣方式式固态排渣锅炉固态排渣锅炉燃料燃烧后生成的灰渣呈固态排除燃料燃烧后生成的灰渣呈固态排除液态排渣锅炉液态排渣锅炉燃料燃烧后生成的灰渣呈液态从渣燃料燃烧后生成的灰渣呈液态从渣口流除口流除按锅炉的按锅炉的蒸汽压力蒸汽压力低压锅炉低压锅炉不大于不大于2.45MPa 2.45MPa 中压锅炉中压锅炉2.94-4.90 MPa 2.94-4.90 MPa 高压锅炉高压锅炉7.84-10.8 MPa 7.84-10.8 MPa 超高压锅炉超高压锅炉11.8-14.7 MPa 11.8-14.7 MPa 亚临界锅炉亚临界锅炉15.7-19.6 MPa 15.7-19.6

18、MPa 超临界锅炉超临界锅炉绝对压力超过临界压力绝对压力超过临界压力22.1 MPa 22.1 MPa 锅炉的分类锅炉的分类20锅炉的分类锅炉的分类当当压力升高到力升高到22.1MPa22.1MPa时，t t373.99373.99，如，如图中中C C点点所示。此所示。此时饱和水和和水和饱和和蒸汽已不再有分蒸汽已不再有分别，此点，此点称称为水的水的临界点，其界点，其压力，力，温度和比容分温度和比容分别称称为临界界压力，力，临界温度和界温度和临界比界比容。容。水定水定压汽化汽化过程的程的T-sT-s图当温度大于当温度大于临界温度界温度时，不，不论压力多大，再也不能力多大，再也不能使蒸汽液化。使蒸

19、汽液化。21哈锅哈锅330MW330MW亚临界自然循环锅炉亚临界自然循环锅炉亚临界自然循环锅炉亚临界自然循环锅炉 型号：型号：HG-1065/18.5-YM1HG-1065/18.5-YM1。亚临界参数、一次中界参数、一次中间再再热、紧身封身封闭、自然循、自然循环汽包炉，采用平衡通汽包炉，采用平衡通风、直流燃直流燃烧器、四角切器、四角切圆燃燃烧方式。炉膛断面尺寸：方式。炉膛断面尺寸：宽深深=1404814019 mm=1404814019 mm；炉架外形尺寸：；炉架外形尺寸：宽深深=3560044500 mm=3560044500 mm。过热蒸汽出口温度蒸汽出口温度543543，压力力18.5

20、Mpa18.5Mpa；再；再热蒸汽蒸汽进口口/出口蒸汽出口蒸汽压力力4.53/4.3MPa4.53/4.3MPa，进口口/出口蒸汽温度出口蒸汽温度345.83/543345.83/543；锅炉最大炉最大连续蒸蒸发量量1065t/h1065t/h。锅炉汽水流程省煤器水平低过省煤器悬吊管汽包下水管前水冷壁侧水冷壁后水冷壁分隔屏后屏过垂直低过屏再末过侧包墙低过入口集箱汽机房墙再末再水冷壁下集箱23东锅东锅1000MW1000MW超超临界直流锅炉超超临界直流锅炉超（超）临界直流锅炉超（超）临界直流锅炉超（超）临界直流锅炉超（超）临界直流锅炉1 1、试述电站燃煤锅炉的主要工作过程。、试述电站燃煤锅炉的主

21、要工作过程。2 2、什么是最大连续蒸发量？、什么是最大连续蒸发量？300MW300MW机组和机组和600MW600MW机组对应的锅炉最大连续蒸发量是多机组对应的锅炉最大连续蒸发量是多少？少？3 3、自学第、自学第4 4、5 5节的内容，了解各种亚临界和节的内容，了解各种亚临界和超临界锅炉的主要特点和组成。超临界锅炉的主要特点和组成。复习思考题复习思考题第二章第二章 燃料及其燃燃料及其燃烧特性特性v 电站站锅炉燃料炉燃料v 煤的常煤的常规特性特性v 煤的常煤的常规特性特性对锅炉工作的影响炉工作的影响v 煤的分煤的分类v 燃油和燃气的特性燃油和燃气的特性v 习题 燃料分燃料分类 在在自自然然界界所

22、所处的的状状态：固固体体（煤煤）；液液体体（原原油、重油和渣油）；气体（煤气和天然气）油、重油和渣油）；气体（煤气和天然气）获得得方方法法：天天然然燃燃料料（未未加加工工）；人人工工燃燃料料（木炭、焦炭和石油制品）（木炭、焦炭和石油制品）用用途途：工工艺燃燃料料（炼焦焦、锻造造和和化化工工，焦焦结性性好，好，杂质少）；少）；动力燃料力燃料电站锅炉燃料电站锅炉燃料通过燃烧释放热能的可燃物质通过燃烧释放热能的可燃物质29 可可燃燃元元素素 C C（固固定定碳碳和和挥发分分中中的的C C）、H H、S S（可燃硫（可燃硫 和硫酸和硫酸盐硫硫 ）不可燃元素不可燃元素（内部（内部杂质）O O、N N 不

23、可燃成分不可燃成分（外部（外部杂质）M M（内、外）、（内、外）、A A 可燃气体可燃气体 挥发分分 煤的常规特性煤的常规特性煤中的煤中的氢、氧、氮、硫、氧、氮、硫与部分碳所与部分碳所组成的有机成的有机化合物加化合物加热后分解后分解,形成形成气体气体挥发出来出来 煤的元素煤的元素 分析成分分析成分碳碳(C)(C)、氢(H)(H)、氧、氧(0)(0)、氮、氮(N)(N)、硫、硫(S)(S)水分水分(M)(M)、灰分、灰分(A)(A)煤的工煤的工业 分析成分分析成分水分水分(M)(M)、挥发分分(V)(V)、灰分、灰分(A)(A)、固定碳固定碳(FC)(FC)煤的元素分析与工业分析煤的元素分析与工

24、业分析30 收到基（收到基（arar）（原（原应用基用基y y）以以入入炉炉煤煤（包包括括煤煤的的全全部部成成分分）为基基准准 空气干燥基（空气干燥基（adad）（原分析基（原分析基f f）以以风干干状状态煤煤（除除外外部部水水分分）为基基准准 干燥基（干燥基（d d）（原干燥基（原干燥基g g）以去掉全部水分煤以去掉全部水分煤为基准基准 干燥无灰基（干燥无灰基（dafdaf）（原可燃基（原可燃基r r）以去掉全部水分及灰分煤以去掉全部水分及灰分煤为基准基准煤的常规特性煤的常规特性煤的成分计算基准煤的成分计算基准31例例题:已知已知MarMar、Mad,Mad,试将空气干燥基的各种成分将空气干

25、燥基的各种成分换算成收到基。即推算成收到基。即推导换算系数算系数K K。煤的常规特性煤的常规特性煤成分基准间的换算煤成分基准间的换算32例题例题 解：同种燃料去除全部水分其干燥基成分不同种燃料去除全部水分其干燥基成分不变 可以分可以分别用收到基和空气干燥基表示干燥用收到基和空气干燥基表示干燥基基,也就是也就是说用干燥基将收到基和空气干燥基用干燥基将收到基和空气干燥基联系系起来。起来。煤的常规特性煤的常规特性33例题例题 即即煤的常规特性煤的常规特性34对于水分对于水分:不同基准之不同基准之间的的换算公式：算公式：X=KXX=KX0 0 式中式中 X X0 0、X X 某成分原基准及新基准某成分

26、原基准及新基准质量百量百分比，分比，%K K 换算系数（算系数（见表表2-12-1）煤成分基准间的换算煤成分基准间的换算煤的常规特性煤的常规特性 煤煤的的发热量量（kJ/kg)kJ/kg)单位位质量量的的煤煤完完全全燃燃烧时所所释放的放的热量量 低低位位发热量量（Q Qnetnet）高高位位发热量量减减去去水水蒸蒸气气凝凝结放放出出的的汽汽化化潜潜热后后，称称为低低位位发热量量（燃燃料料在在锅炉炉中的中的实际发热量）。量）。高高位位发热量量(Q(Qgrgr)煤煤的的理理论发热量量。由由实验测得得的的弹筒筒发热量量（Q Qb b）减减去去硫硫和和氮氮生生成成酸酸的的校校正正值确定（式确定（式2-

27、92-9）煤的常规特性煤的常规特性煤的发热量煤的发热量36氧氧弹式量式量热计 煤的常规特性煤的常规特性37 干燥基干燥基高、低位高、低位发热量之量之间的的换算算 收到基收到基高、低位高、低位发热量之量之间的的换算算 高、低位发热量间的换算高、低位发热量间的换算煤的常规特性煤的常规特性38 高高位位发热量量(Q(Qgrgr)各各基基准准间的的换算算采采用用表表（2 21 1）换算系数算系数低位低位发热量量(Q(Qnetnet)各基准各基准间的的换算分三步算分三步进行行1.1.已知基准的已知基准的 Q Qnet net 已知基准的已知基准的 Q Qgr gr 2.2.已已知基准的知基准的 Q Qg

28、r gr 所求基准的所求基准的 Q Qgr gr 3.3.所所求基准的求基准的 Q Qgr gr 所求基准的所求基准的 Q Qnet net 发热量各基准间的换算发热量各基准间的换算煤的常规特性煤的常规特性39 折算成分折算成分 相相对于每于每4187 kJ/kg4187 kJ/kg收到基低位收到基低位发热量量的煤中所含的收到基水分、灰分和硫分，称的煤中所含的收到基水分、灰分和硫分，称为折算折算水分、折算灰分和折算硫分水分、折算灰分和折算硫分 煤的常规特性煤的常规特性相关概念相关概念 标准煤准煤 收到基低位收到基低位发热量量为29310 kJ/kg29310 kJ/kg的的燃料燃料为标准煤准煤

29、 标准煤耗量准煤耗量 式中式中 、分分别为标准煤耗量与准煤耗量与实际煤耗量煤耗量 相关概念相关概念煤的常规特性煤的常规特性 高温下煤灰的熔融性高温下煤灰的熔融性 用灰熔点表示，煤灰的用灰熔点表示，煤灰的角角锥法法确定确定 变形温度形温度 DTDT（原（原t t1 1）软化温度化温度 STST（原（原t t2 2）流流动温度温度 FTFT（原（原t t3 3）温度温度间隔隔200-400200-400，称，称为长渣渣 温度温度间隔隔100-200100-200，称，称为短渣短渣判断判断锅炉运行中是否会炉运行中是否会结渣的主要因素之一。渣的主要因素之一。煤灰的熔融特性煤灰的熔融特性煤的常规特性煤的

30、常规特性 影响因素影响因素 煤灰的化学煤灰的化学组成成 煤灰中煤灰中酸性氧化物（酸性氧化物（SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3等等）使灰熔点提高；使灰熔点提高；碱性氧化物（碱性氧化物（FeFe2 2O O3 3、CaOCaO、MgOMgO等等）使灰熔点降低使灰熔点降低 煤灰周煤灰周围高温介高温介质的性的性质 氧化性介氧化性介质中，灰熔点中，灰熔点较高；弱高；弱还原性介原性介质中，中，灰熔点灰熔点较低低 煤灰的熔融特性煤灰的熔融特性煤的常规特性煤的常规特性43 结渣渣 定定义：炉内：炉内软化或熔化的灰粒碰撞并粘附在水冷化或熔化的灰粒碰撞并粘附在水冷壁和主要受壁和主要受热面上生成的渣面

31、上生成的渣层。煤灰煤灰结渣性的常渣性的常规判判别准准则 弱弱还原性气氛下的原性气氛下的软化温度化温度STST 煤灰成分比例：碱酸比，硅煤灰成分比例：碱酸比，硅铝比，硅比，比，硅比，铁钙比比炉内灰的沉炉内灰的沉积一般可分一般可分为结渣和沾渣和沾污煤灰的结渣和积灰特性煤灰的结渣和积灰特性煤的常规特性煤的常规特性44 沾沾污 定定义：煤灰中：煤灰中挥发物物质在受在受热面表面凝面表面凝结并并粘粘结灰粒形成的沉灰粒形成的沉积灰灰层。煤灰沾煤灰沾污性的常性的常规判判别准准则 煤灰成分沾煤灰成分沾污指数指数 煤灰和煤灰和飞灰灰烧结强度：直度：直观的沾的沾污判判别指数指数煤灰的结渣和积灰特性煤灰的结渣和积灰特

32、性煤的常规特性煤的常规特性45 挥发分分 V V V V的含量代表了煤的地的含量代表了煤的地质年年龄，地地质年年龄越短，煤的碳化程越短，煤的碳化程度越浅度越浅,V,V含量越多含量越多煤中煤中V V对锅炉工作的影响炉工作的影响煤的常规特性对锅炉工作的影响煤的常规特性对锅炉工作的影响 V V含量越多（含量越多（C C含量越少），含量越少），V V中含中含O O量亦多，其中的可燃量亦多，其中的可燃 成成分相分相应减少，减少，这时，煤的煤的热值低低 V V含量越多，含量越多，煤的着火温度低煤的着火温度低，易着火燃，易着火燃烧 V V 多，多，V V着火燃着火燃烧造成高温，造成高温，有利于碳的着火、燃有

33、利于碳的着火、燃烧 V V 多，多，V V挥发使使煤的孔隙多，反煤的孔隙多，反应表面表面积大大，反，反应速度加快速度加快 V V 多，煤中多，煤中难燃的燃的固定碳含量少固定碳含量少，煤易于燃尽，煤易于燃尽46 水分水分M M、灰分、灰分A A M M、A A 高，煤中可燃成分相高，煤中可燃成分相对减少，减少，煤的煤的热值低低 M M、A A 高，高，M M 蒸蒸发、A A熔融均要吸熔融均要吸热，炉膛温度降低炉膛温度降低 M M、A A 高，高，增加着火增加着火热或包裹碳粒或包裹碳粒，使煤着火、燃，使煤着火、燃烧与燃尽困与燃尽困难；M M、A A 高，高，q q2 2、q q3 3、q q4 4

34、、q q6 6 增加，增加，热效率下降效率下降 M M、A A 高，高，过热器易超温器易超温 M M、A A 高，高，受受热面腐面腐蚀、堵灰、堵灰、结渣及磨渣及磨损加重加重 M M、A A 高，高，煤粉制煤粉制备困困难或增加能耗或增加能耗 煤中煤中M M、A A对锅炉工作的影响炉工作的影响煤的常规特性对锅炉工作的影响煤的常规特性对锅炉工作的影响 灰熔点（灰熔点（STST）灰分在熔融状灰分在熔融状态下粘下粘结在在锅炉受炉受热面上造成面上造成结渣，危及渣，危及锅炉运行的安全性和炉运行的安全性和经济性。性。对于固于固态排渣炉，排渣炉，ST 1350ST6.56.59 921.021.0贫煤贫煤 低挥

35、发份煤低挥发份煤99191918.518.5烟煤烟煤 中挥发份煤中挥发份煤 高挥发份煤高挥发份煤191927272727404016.516.515.515.5褐煤褐煤 超高挥发份超高挥发份 煤煤404011.511.5煤的分类煤的分类电厂锅炉用煤分类电厂锅炉用煤分类大类别大类别 小类别小类别分分 类类 指指 标标挥发份挥发份V Vdafdaf(%)(%)灰灰 分分 (%)(%)水水 分分 (%)(%)硫硫 分分 (%)(%)发热量发热量Q Qar,netar,net(MJ/kg)(MJ/kg)灰灰熔熔融融特性特性ST(ST(0 0C)C)低质煤低质煤 低发热低发热 量煤量煤 超高灰分煤超高灰

36、分煤 超高水分煤超高水分煤 高硫煤高硫煤 易结渣煤易结渣煤9999191919192727272740404040404040404646404012123312.512.521.021.018.518.516.516.515.515.511.511.5135011、完全燃、完全燃烧：O O2 2 0 0；CO=0CO=0 燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算燃烧产生的烟气量燃烧产生的烟气量 实际烟气量烟气量 11、不完全燃、不完全燃烧：O O2 2 0 0；CO CO 0 0 燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算燃烧产生的烟气量燃烧产生的烟气量 1kg C+1kg C+1.866 Nm3 O1.866 Nm

37、3 O2 2 1.866 Nm3 CO1.866 Nm3 CO2 2 1kg C+1kg C+0.933 Nm30.933 Nm3 O O2 2 1.866 Nm3 CO1.866 Nm3 CO 燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算不完全燃烧时烟气中氧的体积不完全燃烧时烟气中氧的体积75三原子气体、水蒸气的容积份额与分压力三原子气体、水蒸气的容积份额与分压力 1)1)容积份额容积份额 2)2)分压力分压力 飞灰浓度：飞灰浓度：每千克烟气中的飞灰质量。每千克烟气中的飞灰质量。烟气携带出炉膛的飞灰占总灰分的质量份额。烟气携带出炉膛的飞灰占总灰分的质量份额。烟气的质量烟气的质量:m my y=1-Aar/1

38、00+(1+d=1-Aar/100+(1+dk k)V)V0 0 =1-Aar/100+(1+0.01)1.293V =1-Aar/100+(1+0.01)1.293V0 0 =1-Aar/100+1.306V =1-Aar/100+1.306V0 0 燃料燃料 灰渣灰渣 炉膛空气炉膛空气燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算影响锅炉辐射换热的几个参数影响锅炉辐射换热的几个参数76 烟气分析烟气分析是以是以1kg1kg燃料燃燃料燃烧生成的干烟气容生成的干烟气容积为基基础，采用，采用奥氏烟气分析奥氏烟气分析仪进行的。行的。烟气分析烟气分析可得到可得到 在干烟气在干烟气V Vgygy中所占的容中所占的容积百

39、分比百分比烟气分析烟气分析烟气分析成分烟气分析成分 工作原理工作原理:利用不同的吸利用不同的吸收收剂吸收不同的气体成分吸收不同的气体成分 1 1瓶：瓶：氢氧化氧化钾溶液溶液KOHKOHRORO2 2 2 2瓶：焦性没食子酸溶液瓶：焦性没食子酸溶液C C6 6H H3 3(OH)(OH)3 3O O2 2、RORO2 2 3 3瓶：瓶：氯化化亚铜氨溶液氨溶液Cu(NHCu(NH3 3)2 2ClClCOCO、O O2 2 分析步分析步骤:依次吸收依次吸收 为什么分析成分是干烟气什么分析成分是干烟气成分？成分？在在实验压力下水蒸气力下水蒸气处于于饱和状和状态,成比例的被成比例的被吸收吸收烟气分析烟

40、气分析奥氏烟气分析仪奥氏烟气分析仪奥氏烟气分析仪示意图奥氏烟气分析仪示意图1 1，2 2，33吸收瓶；吸收瓶；44疏形瓶；疏形瓶；5 5，6 6，77旋塞；旋塞；88过滤器；过滤器；99三通旋塞；三通旋塞；1010量管；量管；1111平衡瓶（水准瓶）；平衡瓶（水准瓶）；1212水套管；水套管；1313，1414，1515缓冲瓶；缓冲瓶；1616抽气抽气78 烟气容烟气容积 干烟气容干烟气容积烟气分析烟气分析干烟气容积的计算干烟气容积的计算 不完全燃不完全燃烧方程式方程式 式中式中 为燃料特性系数，其燃料特性系数，其物理意物理意义：燃料中：燃料中的自由的自由氢(H-0.125Oar)(H-0.1

41、25Oar)与与C C的比的比值。烟气分析烟气分析燃烧方程式燃烧方程式推推导过程程=1=1、且完全燃、且完全燃烧：CO=0CO=0，O O2 2=0 =0 完全燃完全燃烧方程式：方程式：l l、且完全燃、且完全燃烧：CO=0 CO=0 烟气分析烟气分析燃烧方程式燃烧方程式81 过量空气系数量空气系数 完全燃完全燃烧且不且不计烟气分析烟气分析运行中过量空气系数的确定运行中过量空气系数的确定 过量空气系数量空气系数 不完全燃不完全燃烧推推导过程程推推导过程程82燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算不完全燃烧时的过量空气系数不完全燃烧时的过量空气系数83燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算不完全燃烧时的过量空气系数

42、不完全燃烧时的过量空气系数84燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算完全燃烧时的过量空气系数完全燃烧时的过量空气系数85燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算完全燃烧时的过量空气系数完全燃烧时的过量空气系数86燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算燃烧方程式的推导燃烧方程式的推导87燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算燃烧方程式的推导燃烧方程式的推导88 空气和烟气的空气和烟气的焓 定定压条件下，条件下，1kg1kg燃料燃燃料燃烧所需的空气或生成的烟气在从所需的空气或生成的烟气在从0 0（）加）加热到到 （）时所需要的所需要的热量，量，单位位为kJ/kgkJ/kg。空气和烟气的焓空气和烟气的焓空气的焓值空气的焓值 理理论空气空气焓

43、 实际空气空气焓89空气和烟气的焓空气和烟气的焓烟气的焓值烟气的焓值 理理论烟气烟气焓 实际烟气烟气焓 飞灰灰焓 烟气的烟气的焓值 取决于取决于燃料种燃料种类、过量空气系数及量空气系数及烟气温度烟气温度 由（由（、）查焓温表可很快确定烟气温度温表可很快确定烟气温度 ；由（由（、）查表可很快确定烟气表可很快确定烟气焓 焓温表温表 对给定的燃料和各受定的燃料和各受热面前、后的面前、后的过量空气系数，量空气系数，计算出算出该受受热面面对应烟气温度范烟气温度范围内的烟气内的烟气焓，制成的烟气，制成的烟气焓温表。温表。空气和烟气的焓空气和烟气的焓焓 温温 表表91 q qi i=Q=Qi i /Q /Q

44、r r 100%100%式中式中 输入热量输入热量 Q Q1 1 有效利用热有效利用热 Q Q2 2 排烟热损失排烟热损失 Q Q3 3 气体未完全燃烧热损失气体未完全燃烧热损失 Q Q4 4 固体未完全燃烧热损失固体未完全燃烧热损失 Q Q5 5 散热损失散热损失 Q Q6 6 其他热损失其他热损失锅炉热平衡锅炉热平衡锅炉热平衡方程式锅炉热平衡方程式 对于于燃燃煤煤锅炉炉，若若燃燃料料和和空空气气没没有有利利用用外外界界热量量进行行预热，且燃煤水分，且燃煤水分满足足则 式中式中 燃料的物理燃料的物理显热；外来外来热源加源加热空气空气时带入的入的热量；量；雾化燃油所用蒸汽化燃油所用蒸汽带入的入

45、的热量量锅炉热平衡锅炉热平衡锅炉炉输入入热量量 QrQr 燃燃煤煤锅炉炉主主要要热损之之一一，一一般般仅次次于于排排烟烟损失。失。V Vdafdaf小；（小；（M Marar、A Aar ar）大，）大，q q4 4 大；大；R R9090大，大，q q4 4 大；大；过大或大或过小，小，q q4 4 大大 煤粉在炉膛停留煤粉在炉膛停留时间过小，小，q q4 4 大大 锅炉热平衡锅炉热平衡固体未完全燃烧热损失固体未完全燃烧热损失q4 设计时：q q4 4根据煤种不同按推荐数据根据煤种不同按推荐数据选取。取。运行运行试验时 灰灰平平衡衡：锅炉炉燃燃料料中中的的总灰灰量量等等于于排排出出锅炉各种灰

46、渣的炉各种灰渣的总和和。煤粉炉灰平衡方程煤粉炉灰平衡方程为：锅炉热平衡锅炉热平衡固体未完全燃烧热损失固体未完全燃烧热损失q495 锅炉热平衡锅炉热平衡气体未完全燃烧热损失气体未完全燃烧热损失q3 设计时 q q3 3根据燃料种根据燃料种类和燃和燃烧方式方式选取：煤粉炉取：煤粉炉 q q3 3=0=0 最佳最佳过量空气系数量空气系数 使使q q2 2+q+q3 3+q+q4 4之和最之和最小的小的过量空气系数。量空气系数。96式中式中 -排烟排烟焓,取决于取决于 与与 ，kJ/kgkJ/kg -进入入锅炉炉的的冷冷空空气气焓,kJ/kgkJ/kg，冷冷空空气气温温度度按按t tlklk=30=3

47、0计算。算。-排烟排烟处过量空气系数量空气系数 锅炉热平衡锅炉热平衡排烟排烟热损失失q q2 2 锅炉炉热损失中最大的一失中最大的一项，大中型，大中型锅炉正常运行炉正常运行时的的 q q2 2 约为4 48%8%。影响因素主要是。影响因素主要是排烟温度和排烟排烟温度和排烟容容积。97锅炉热平衡锅炉热平衡排烟排烟热损失失q q2 2 燃料性燃料性质（水分）（水分）受受热面的面的积灰、灰、结渣或渣或结垢垢 影响因素影响因素 排排烟烟温温度度 由由q q2 2、受受热面面低低温温腐腐蚀及及金金属属耗耗量量综合确定，合确定，电站站锅炉炉 约在在110110160160之之间。取决于取决于 及烟道漏及烟

48、道漏风，后者同，后者同时影响影响 98额定容量下定容量下锅炉的散炉的散热损失失 额定定负荷荷下下的的散散热损失失是是外外部部冷冷却却损失失，可根据可根据锅炉尾部受炉尾部受热面的布置面的布置查图确定确定 q q5 5 与与锅炉炉运运行行负荷荷近似成反比近似成反比变化化锅炉热平衡锅炉热平衡散散热损失失q q5 599 对固固态排渣煤粉炉，当燃煤的折算灰分小于排渣煤粉炉，当燃煤的折算灰分小于10%10%时，可忽略，可忽略该项损失。失。1kg1kg渣在温度渣在温度为时的的焓，可，可查表表3-13-1，kJ/kgkJ/kg。对固固态排渣炉，灰渣温度取排渣炉，灰渣温度取600600。锅炉热平衡锅炉热平衡灰

49、渣物理灰渣物理热损失失q q6 6锅炉有效利用炉有效利用热 Q Q1 1 式中式中 Q Q 工工质总吸吸热量，量，kJ/skJ/s B B 燃料消耗量，燃料消耗量，kg/s kg/s 空气在空气空气在空气预热器中吸收的器中吸收的热量又返回炉膛，属量又返回炉膛，属锅炉内部炉内部热量循量循环，锅炉炉热平衡中不予考平衡中不予考虑。锅炉热平衡锅炉热平衡 热效率效率 正平衡正平衡 反平衡反平衡 燃料消耗量燃料消耗量 计算燃料消耗量算燃料消耗量锅炉热平衡锅炉热平衡热效率效率glgl与燃料消耗量与燃料消耗量 B B102锅炉热平衡锅炉热平衡锅炉机组的热平衡试验锅炉机组的热平衡试验 目的目的 确定锅炉机组热效

50、率；确定锅炉机组热效率；确定锅炉机组各项热损失的大小；确定锅炉机组各项热损失的大小；确定过量空气系数、排烟温度、过热蒸汽确定过量空气系数、排烟温度、过热蒸汽温度等参数与锅炉负荷的关系。温度等参数与锅炉负荷的关系。方法方法 （1 1）正平衡法；）正平衡法；（2 2）反平衡法）反平衡法锅炉热平衡锅炉热平衡锅炉机组净效率锅炉机组净效率式中式中 Q Qfyfy锅炉机炉机组自身所需的自身所需的热量，量，kJ/kgkJ/kg；P P锅炉机炉机组自身自身电耗，耗，kWkW；b b电厂厂发电标准煤耗，准煤耗，kg/(kwkg/(kwh)h)。考考虑了了锅炉机炉机组自身需用的自身需用的热耗和耗和电耗后的效率耗后