鍋爐原理-第1章-緒論

1、熱能與動(dòng)力工程,第一章　緒論,,熱能與動(dòng)力工程,第一節(jié)　電廠(chǎng)鍋爐設(shè)備的基本構(gòu)造和工作原理,一、火力發(fā)電廠(chǎng)的生產(chǎn)過(guò)程　火力發(fā)電廠(chǎng)生產(chǎn)的電能需要經(jīng)過(guò)多次能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。 　　　　 在鍋爐中 化學(xué)能一＞熱能三大主機(jī) 在汽輪機(jī)中 熱能一＞機(jī)械能 　　在電機(jī)中 機(jī)械能一＞電能,熱能與動(dòng)力工程,熱能與動(dòng)力工程,二、電廠(chǎng)鍋爐設(shè)備的基本組成,1、鍋爐的定義是一種將燃料燃燒，使其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊?/p>

2、能并將熱能傳遞給水，使水變成具有一定溫度、一定壓力的蒸汽和熱水的設(shè)備。組成：鍋：不僅是盛水容器，也是傳遞熱量，使水變成蒸汽和熱水。爐：(本意)燃料燃燒的場(chǎng)所，近代也作重要的傳熱部件。,熱能與動(dòng)力工程,熱能與動(dòng)力工程,鍋爐照片,,熱能與動(dòng)力工程,鍋爐照片,,熱能與動(dòng)力工程,鍋爐照片,,熱能與動(dòng)力工程,鍋爐照片,,熱能與動(dòng)力工程,鍋爐照片,,熱能與動(dòng)力工程,鍋爐的組成,,爐,鍋,+,鍋爐,熱能與動(dòng)力工程,2、鍋爐機(jī)組的組成部件,鍋爐機(jī)

3、組的組成部件分為兩部分，即本體設(shè)備和輔機(jī)設(shè)備。　　本體設(shè)備包括：爐膛、燃燒器、空氣預(yù)熱器、省煤器、水冷壁、鍋筒或啟動(dòng)用汽水分離器、過(guò)熱器、再熱器等；　　輔機(jī)設(shè)備包括：設(shè)備給煤機(jī)、磨煤機(jī)、送風(fēng)機(jī)、吸風(fēng)機(jī)、給水泵、吹灰器、碎渣機(jī)、除塵器、灰漿泵。,熱能與動(dòng)力工程,,,熱能與動(dòng)力工程,3、鍋爐機(jī)組的工作過(guò)程原煤破碎→原煤干燥→磨制煤粉→輸送煤粉→組織燃燒；空氣加熱→燃料燃燒配風(fēng)；鍋爐給水由省煤器受熱面加熱升溫→由蒸發(fā)受熱面 (水冷壁

4、)吸熱將給水轉(zhuǎn)變?yōu)槠旌衔锘蛑苯愚D(zhuǎn)變?yōu)檎羝蛇^(guò)熱器受熱面將蒸汽進(jìn)一步加熱達(dá)到過(guò)熱狀態(tài)；排渣、清灰、除灰、煙氣排放。,熱能與動(dòng)力工程,4、鍋爐機(jī)組的系統(tǒng) 制粉系統(tǒng)　　原煤輸送系統(tǒng)將破碎后的原煤送入原煤倉(cāng)→給煤機(jī)→磨煤機(jī)→煤粉分離→合格的煤粉→由空氣送入爐內(nèi)燃燒。燃燒系統(tǒng) 燃燒所需要的空氣 → 送風(fēng)機(jī) →

5、空氣預(yù)熱器 → 　　　　　　　　→ 燃燒器二次風(fēng)噴口→燃燒室?！鷥陕窡犸L(fēng)管道 →制粉系統(tǒng)輸送煤 粉→燃燒器一次風(fēng)噴口→燃燒室。,熱能與動(dòng)力工程,汽水系統(tǒng)　給水 (凝結(jié)水和少量補(bǔ)給水 ) →水處理設(shè)備除去大部分雜質(zhì) →汽輪機(jī)低壓蒸汽抽汽加熱并經(jīng)除氧器去除給水中的氧和不溶解性氣體 →由給水泵提高給水壓力 →汽輪機(jī)高壓蒸汽抽汽加熱→鍋爐

6、省煤器加熱 →水冷壁蒸發(fā) →過(guò)熱器升溫至汽機(jī)要求的進(jìn)汽溫度。,熱能與動(dòng)力工程,除渣、除灰和清灰系統(tǒng)　　燃燒產(chǎn)生的大塊熔渣（約占總灰量的5~10%），經(jīng)水冷壁冷卻形成固態(tài)渣由爐底排放 →經(jīng)碎渣機(jī)破碎；　　煙氣中攜帶的細(xì)灰粒（約占總灰量的90~95%），經(jīng)除塵器將細(xì)灰從煙氣中分離出來(lái)，由除灰系統(tǒng)送往灰場(chǎng)；　　鍋爐運(yùn)行中沉積到受熱面上的細(xì)灰由吹灰器清除進(jìn)入除灰系統(tǒng)。,熱能與動(dòng)力工程,煙氣排放系統(tǒng)　　燃燒產(chǎn)生的煙氣由鍋爐尾部的空

7、氣預(yù)熱器出口排出后，經(jīng)過(guò)除塵器，將煙氣中的大部分細(xì)灰分離出來(lái)，排往除灰系統(tǒng)，以防止粉塵粒子對(duì)大氣產(chǎn)生污染。,熱能與動(dòng)力工程,第二節(jié) 鍋爐的主要特性參數(shù)及型號(hào),一、鍋爐的主要特性參數(shù)鍋爐容量：額定蒸發(fā)量BRL；最大連續(xù)蒸發(fā)量BMCR蒸汽參數(shù)：壓力；溫度給水溫度,熱能與動(dòng)力工程,,熱能與動(dòng)力工程,熱能與動(dòng)力工程,熱能與動(dòng)力工程,熱能與動(dòng)力工程,二、鍋爐型號(hào),,熱能與動(dòng)力工程,省內(nèi)主要機(jī)組鍋爐型號(hào),盤(pán)南電廠(chǎng)：DG2028/17.35－Ⅱ

8、2貴陽(yáng)電廠(chǎng)：WGZ670/13.7－3水城電廠(chǎng)：DG670/13.7－19安順電廠(chǎng)：DG1025/18.20－Ⅱ10,熱能與動(dòng)力工程,第三節(jié)　鍋爐分類(lèi),一、按鍋爐用途分類(lèi) 電站鍋爐(發(fā)電)工業(yè)鍋爐(工業(yè)生產(chǎn)工藝用汽或供暖 )熱水鍋爐(民用采暖或供熱),熱能與動(dòng)力工程,二、按鍋爐容量分類(lèi),按時(shí)代和技術(shù)進(jìn)步，鍋爐機(jī)組容量以大、中、小的排序和分類(lèi)在不斷演變，目前300MW以上的機(jī)組配置的鍋爐為大容量鍋爐。,熱能與動(dòng)力工程,三、按

9、蒸汽壓力分類(lèi),低壓(P<2.5ＭPa)中壓(P?3.9ＭPa)高壓(P?10.8ＭPa)超高壓(P?14.7ＭPa)亞臨界壓力(P?16.8～18.6ＭPa)超臨界及超超臨界壓力(P?25～40ＭPa)。,熱能與動(dòng)力工程,四、按燃燒方式分類(lèi),火床爐煤粉爐(四角燃燒、對(duì)沖燃燒、Ｗ型火焰燃燒)旋風(fēng)爐流化床鍋爐。,熱能與動(dòng)力工程,層燃爐,熱能與動(dòng)力工程,固定爐排爐,,熱能與動(dòng)力工程,層燃爐,固定爐排爐,鏈條爐,熱能與動(dòng)力

10、工程,煤粉爐,,熱能與動(dòng)力工程,,,熱能與動(dòng)力工程,五、按蒸發(fā)受熱面循環(huán)方式分類(lèi),自然循環(huán)控制循環(huán)直流鍋爐低倍率或復(fù)合循環(huán),熱能與動(dòng)力工程,A 自然循環(huán),B 控制循環(huán),熱能與動(dòng)力工程,4,,,,,3,,,,,,,,,,,,,,,,,7,C 直流,D 復(fù)合循環(huán),,,,,,,,,,,,,3,,8,4,5,6,1,,,1—循環(huán)泵； 2—鍋筒； 3—省煤器； 4—爐膛水冷壁 5—節(jié)流閥； 6— 分配集箱；

11、 7—給水泵； 8—混合器,,熱能與動(dòng)力工程,,,,,再循環(huán)量,給水量,水冷壁流量,100,50,0,50,100,7,A 全負(fù)荷復(fù)合循環(huán),鍋爐負(fù)荷/ 100%,亞臨界壓力復(fù)合循環(huán),,,熱能與動(dòng)力工程,,,,,再循環(huán)量,給水量,100,50,0,50,100,水冷壁流量,B 部分負(fù)荷復(fù)合循環(huán),鍋爐負(fù)荷/ %,1—水冷壁； 2---汽水分離器； 3---省煤器；4---混合器； 5---循環(huán)泵； 6---控

12、制閥； 7---節(jié)流閥,,熱能與動(dòng)力工程,第四節(jié)　鍋爐的安全和經(jīng)濟(jì)指標(biāo),一、鍋爐的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)鍋爐效率η： η＝Q1/Qr鋼材耗用率：每產(chǎn)生一噸蒸汽所消耗的鋼材數(shù),熱能與動(dòng)力工程,二、鍋爐的安全性指標(biāo)鍋爐連續(xù)運(yùn)行小時(shí)數(shù)鍋爐可用率鍋爐事故率,熱能與動(dòng)力工程,第五節(jié) 大容量鍋爐的主要型式,一、采用對(duì)沖燃燒方式的300ＭＷ自然循環(huán)鍋爐 圖1-4是北京巴威公司采用Ｂ＆Ｗ技術(shù)設(shè)計(jì)制造的亞臨界壓力300ＭＷ鍋爐。采用雙調(diào)風(fēng)旋

13、流式燃燒器對(duì)沖燃燒、自然循環(huán)、煙氣擋板調(diào)溫方式。爐膛由膜式水冷壁組成。爐膛的寬度、深度、高度(前后墻水冷壁下聯(lián)箱到頂棚管中心線(xiàn)的距離)分別為13.350m、12.300m、46.400m。燃用山西晉中貧煤,爐膛容積熱強(qiáng)度為440.2×103kJ/(m3h)，爐膛斷面熱強(qiáng)度為18.24×106kJ/(m2h)。在爐膛的前后墻各布置三層雙調(diào)風(fēng)旋流式燃燒器，每層四只，共24只。燃燒器射出的煤粉氣流對(duì)沖燃燒，形成雙“L”形火

14、焰。,熱能與動(dòng)力工程,熱能與動(dòng)力工程,二、采用四角燃燒方式的300ＭＷ自然循環(huán)鍋爐,圖1-5是東方鍋爐廠(chǎng)根據(jù)ＣＥ技術(shù)設(shè)計(jì)制造的亞臨界壓力300ＭＷ鍋爐，采用四角切圓燃燒、自然循環(huán)、擺動(dòng)式燃燒器調(diào)溫方式。爐膛的寬、深、高分別為13.335m、12.829m、54.300m，燃用西山貧煤和洗中煤的混煤。爐膛容積熱強(qiáng)度為389×103kJ/(m3h)，爐膛斷面熱強(qiáng)度為17.13×106kJ/(m2h)。在爐膛四角布置四只擺

15、動(dòng)式直流燃燒器，燃燒器有6層一次風(fēng)噴口，四層油噴口，6層二次風(fēng)噴口，氣流射出噴口后，在爐膛中央形成Φ700和Φ1000的兩個(gè)切圓。,熱能與動(dòng)力工程,熱能與動(dòng)力工程,三、ＦＷ亞臨界壓力600ＭＷ自然循環(huán)鍋爐,ＦＷ亞臨界壓力600ＭＷ自然循環(huán)鍋爐的最大蒸發(fā)量為2020t/h，采用24只低NOx旋流式燃燒器對(duì)沖燃燒方式，配置6臺(tái)雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)，兩臺(tái)三分倉(cāng)空氣預(yù)熱器，兩臺(tái)離心式一次風(fēng)機(jī)，兩臺(tái)動(dòng)葉可調(diào)軸流式二次風(fēng)機(jī)，兩臺(tái)動(dòng)葉可調(diào)軸流

16、式吸風(fēng)機(jī)，再熱汽溫調(diào)節(jié)采用煙氣擋板，過(guò)熱汽溫調(diào)節(jié)以噴水減溫為主。 由鍋筒引出的飽和蒸汽依次進(jìn)入頂棚過(guò)熱器、包墻管過(guò)熱器、一級(jí)過(guò)熱器、大屏過(guò)熱器、末級(jí)過(guò)熱器。 過(guò)熱汽溫的調(diào)節(jié)采用兩級(jí)噴水減溫。第一級(jí)減溫器布置在一級(jí)過(guò)熱器和大屏過(guò)熱器的連接管道內(nèi)，二級(jí)減溫器布置在大屏過(guò)熱器出口聯(lián)箱和后屏過(guò)熱器進(jìn)口聯(lián)箱之間。,熱能與動(dòng)力工程,熱能與動(dòng)力工程,四、ＦＷ600ＭＷ級(jí)和300ＭＷ級(jí)Ｗ型火焰鍋爐,ＦＷ660ＭＷ級(jí)Ｗ型火焰鍋爐是亞臨界參數(shù)自然循環(huán)鍋

17、爐 水冷壁由鰭片管或光管組成，前后墻水冷壁向內(nèi)彎曲形成爐拱。前后拱各布置18只雙旋風(fēng)筒燃燒器。爐拱下部為燃燒室，為了保證低反應(yīng)煤的穩(wěn)定燃燒，燃燒室內(nèi)部分區(qū)域的水冷壁上敷設(shè)了衛(wèi)燃帶。 過(guò)熱蒸汽溫度的調(diào)節(jié)采用兩級(jí)噴水減溫，一級(jí)減溫器布置在低溫過(guò)熱器和屏式過(guò)熱器之間。一級(jí)減溫水量占過(guò)熱器總噴水量的2/3，為滿(mǎn)足大流量需要，每個(gè)減溫器有兩個(gè)減溫水噴嘴，容量分別為25％和75％，正常運(yùn)行時(shí)，只投75％容量噴。二級(jí)減溫器布置在屏式過(guò)熱器和高溫過(guò)

18、熱器之間。再熱汽溫的調(diào)節(jié)采用煙氣擋板并設(shè)置事故噴水減溫裝置,事故噴水減溫裝置裝在再熱器進(jìn)口的管道中。,熱能與動(dòng)力工程,熱能與動(dòng)力工程,五、Ｂ＆Ｗ360ＭＷ級(jí)Ｗ型火焰鍋爐,Ｂ＆Ｗ360ＭＷ級(jí)Ｗ型火焰鍋爐是我國(guó)湖南岳陽(yáng)電廠(chǎng)引進(jìn)的亞臨界自然循環(huán)鍋爐。鍋爐整體布置如圖1-8。沿?zé)煔饬鞒滩贾闷潦竭^(guò)熱器、高溫過(guò)熱器，水平煙道中布置高、低溫再熱器（即再熱器為單級(jí)布置），尾部豎井煙道中布置低溫過(guò)熱器和省煤器。過(guò)熱汽溫調(diào)節(jié)采用兩級(jí)噴水減溫，再熱汽溫調(diào)節(jié)采

19、用爐底供熱風(fēng)的方式。爐底注入熱風(fēng)還可以使冷灰斗區(qū)域的爐渣凝聚體積減小，以利于排渣和減輕受熱面的磨損。,熱能與動(dòng)力工程,熱能與動(dòng)力工程,六、 600ＭＷ控制循環(huán)鍋爐,哈爾濱鍋爐廠(chǎng)采用ＣＥ技術(shù)設(shè)計(jì)制造的600ＭＷ亞臨界控制循環(huán)鍋爐，采用四角燃燒，擺動(dòng)式直流燃燒器調(diào)溫方式。爐膛寬、深、高度分別為18.542m、16.432m、65.354m。燃用煙煤，爐膛斷面熱強(qiáng)度為20.304×106kJ/(m2h) ，爐膛容積熱強(qiáng)度為346.

20、5×103kJ/(m3h) 。,熱能與動(dòng)力工程,熱能與動(dòng)力工程,熱能與動(dòng)力工程,七、低倍率循環(huán)鍋爐,1、水循環(huán)系統(tǒng)水循環(huán)系統(tǒng)采用低倍率循環(huán)方式，循環(huán)倍率為1.25～1.4。汽水流程設(shè)置為兩個(gè)獨(dú)立的流路，每個(gè)流路設(shè)一組汽水分離器。水冷壁出口的汽水混合物進(jìn)入汽水分離器，分離器分離出來(lái)的水經(jīng)循環(huán)泵加壓后，送入三通混合器。分離器分離出來(lái)的飽和蒸汽進(jìn)入一級(jí)過(guò)熱器。給水經(jīng)省煤器加熱后，通過(guò)三通混合器，與來(lái)自分離器出口的飽和水混合后，進(jìn)入

21、水冷壁。,熱能與動(dòng)力工程,2、塔型布置鍋爐的主要特點(diǎn)(1)   過(guò)熱器和再熱器水平布置，易于疏水，可減輕停爐 后因蒸汽凝結(jié)導(dǎo)致的管子內(nèi)壁腐蝕，并且在啟動(dòng)過(guò) 程中不會(huì)造成水塞。 （2） 煙氣向上流動(dòng)過(guò)程中，大顆粒的飛灰受重力作用，灰 粒速度低于氣流速度， （3） 占地面積小，但鍋爐高度提高，安裝、運(yùn)行、檢修費(fèi) 用將提高。,熱能與動(dòng)力工程,熱

22、能與動(dòng)力工程,八、超臨界壓力600ＭＷ機(jī)組鍋爐,600ＭＷ機(jī)組超臨界壓力鍋爐為∏型布置，如圖1-12所示。爐膛下部螺旋管圈水冷壁，爐膛上部布置垂直管屏水冷壁。,熱能與動(dòng)力工程,熱能與動(dòng)力工程,螺旋管圈水冷壁通過(guò)焊接在鰭片管上的拉力板懸吊于爐頂鋼架上，螺旋管圈水冷壁的重量負(fù)載傳遞給拉力板，再由拉力板把重量負(fù)載均勻地傳遞給爐膛上部的垂直管屏，從而實(shí)現(xiàn)了螺旋管圈水冷壁的懸吊。剛性梁拉力板的結(jié)構(gòu)如圖1-13所示。,熱能與動(dòng)力工程,熱能與動(dòng)力工程