电站锅炉系统结构

*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,电站锅炉系统结构,9/22/2024,1,9/22/2024,2,9/22/2024,3,9/22/2024,4,9/22/2024,5,9/22/2024,6,“锅”,指锅炉的汽水系统，用于盛放工质，并接受燃料燃烧放出的热量，使工质由水逐渐被加热至合乎要求的过热蒸汽。,主要由,汽包,（锅筒）、,下降管,、,联箱,、,水冷壁,、,省煤器,、,过热器,、再热器和连接管道等组成。,主要由受热面组成。,9/22/2024,7,锅内设备,汽包：存放工质和产生合格要求的饱和蒸汽,水冷壁：位于炉膛的四壁，吸收辐射热，使水受热蒸发，保护炉墙。,过热器,.,：加热饱和蒸汽至过热蒸汽，供给高压缸,再热器：重新加热已经部分作功、压力和温度都已降低的蒸汽，供给汽轮机的中低压缸作功,省煤器：提高锅炉效率，降低锅炉的排烟温度，节约燃料,9/22/2024,8,“炉”,即燃烧系统，其任务是使燃料在其内部快速、稳定、完全地燃烧，放出热量，产生高温火焰和烟气。,燃烧系统主要由,炉膛,、,燃烧器,、,空气预热器,和,烟道,等组成。,9/22/2024,9,炉内设备,炉膛：,由水冷壁和炉墙围成，燃料在炉膛进行合理的燃烧,燃烧器：,安装在炉墙上面，其作用是将燃料和空气以一定的速度送入炉膛内部，使燃料能够适时地着火，并迅速完全地燃烧。,空气预热器：,安装在锅炉的最末端，进一步降低排烟温度，提高锅炉效率。,9/22/2024,10,锅炉的辅助设备,给水设备：,包括给水泵、管道阀门等,通风设备,：送风机、引风机、烟风道、烟囱等,制粉设备,：原煤仓、给煤机、磨煤机、粗粉分离器、细粉分离器和排粉风机,除尘设备,：分离除去烟气中的飞灰颗粒，减轻飞灰对环境的污染和对引风机的磨损。,除灰设备,：除去锅炉底部的大渣和除尘器分离下来的细灰,9/22/2024,11,一、,电站锅炉受热面,锅炉受热面包括炉膛水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空气预热器等受热面,受热面中完成给水经过预热、蒸发、过热、再热加热过程,预热：省煤器 蒸发：水冷壁,过热：过热器 再热：再热器,9/22/2024,12,受热面的整体布置型式,(a) 型； (b) 型； (c) T型； (d) 塔型； (e) 半塔型； (f) 箱型,9/22/2024,13,（1）水冷壁,锅炉炉墙四周，辐射换热蒸发受热面。,水冷壁的作用：,强化传热，节省金属消耗量；,形成炉墙，起保护炉墙作用；,能有效地防止炉壁结渣。,受热面联箱：为分配流体的装置。,9/22/2024,14,9/22/2024,15,膜式水冷壁销钉焊,膜式水冷壁给料口,水冷壁折烟角,水冷壁集箱,9/22/2024,16,水冷壁磨损,9/22/2024,17,（2）过热器受热面和再热器受热面,过热受热面有过热器和再热器,过热器和再热器的作用,将饱和蒸汽或低温蒸汽加热成为达到合格温度的过热蒸汽,按传热方式分类：,对流过热器；,半辐射式过热器（即屏式过热器）；,辐射式过热器。,9/22/2024,18,对流过热器：,屏式过热器,9/22/2024,19,辐射式过热器,9/22/2024,20,9/22/2024,21,对流过热器,屏式过热器,9/22/2024,22,包墙管过热器,在水平烟道和尾部竖井烟道内壁像布置水冷壁那样布置过热器，称为包墙管过热器或包覆壁过热器。它主要用于悬吊炉墙，传热效果差，不能作为主要受热面。,9/22/2024,23,工业锅炉过热器型式,9/22/2024,24,辐射过热器结构：与水冷壁相同；辐射过热器为低温受热面，较低温度蒸汽流过，改善管子工作条件。,9/22/2024,25,（3） 省煤器,省煤器主要作用,降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料,由于给水先在省煤器内加热，代替部分造价较高的蒸发受热面；,减少了给水与汽包壁之间的温差，使汽包热应力降低,9/22/2024,26,省,煤器分类,钢管式,大型电站锅炉,铸铁式,(,压力, 4,MPa,),铸铁式用在小容量锅炉,9/22/2024,27,铸铁式,：,体积、重量大，价格贵，法兰多，易泄露；,9/22/2024,28,钢管式省煤器材质：锅炉无缝钢管。,优点：体积小，重量轻，价格低廉。,9/22/2024,29,（a）鳍片管省煤器； (b) 膜式省煤器,鳍片管省煤器和膜式省煤器示意图,9/22/2024,30,9/22/2024,31,（4） 空气预热器,空气预热器是利用烟气的热量来加热燃烧所需空气的热交换设备,作用：在烟气温度最低的区域回收了烟气的热量；提高了锅炉效率；同时预热空气强化了着火燃烧过程,分类：按照换热方式，空气预热器分为传热式和蓄热式,9/22/2024,32,管式空气预热器,9/22/2024,33,1转子；2轴；3齿条；4齿轮；5烟气入口； 6烟气出口；7空气人口；8空气出口；9隔板；10过渡区；11密封,图 回转式空气预热器,容克式）,9/22/2024,34,装传热元件的转子不旋转而成静子，旋转的是空气的风罩，或称上下风罩。,9/22/2024,35,9/22/2024,36,三分仓回转式空气,预热器典型布置,9/22/2024,37,二、锅炉汽水系统及其设备,汽水系统是指给水和蒸汽流经的设备及其管道所组成的系统。,汽水系统及其设备的连接情况如下图所示,9/22/2024,38,汽水系统及其设备的连接情况,1省煤器；2汽包；3下降管；4联箱；5上升管；,6过热器；7除氧器；8给水泵；9再热器；,10汽轮机高压缸11汽轮机中压缸；12汽轮机低压缸；13发电机；,14凝汽器；15凝结水泵；16高压加热器,9/22/2024,39,9/22/2024,40,锅炉给水系统及其设备,组成：由,除氧器,水箱经,给水泵,、,高压加热器,到,省煤器,的全部给水,管道,、,阀门,、,附件,等组成,作用是向锅炉提供连续不断的给水,9/22/2024,41,按其压力不同可分为低压和高压给水系统,低压给水系统 ：由除氧器到给水泵进口侧之间的管道、阀门及附件组成的系统称低压给水,高压给水系统；由给水泵出口经高压加热器至锅炉省煤器的管道、阀门及附件组成的系统称为高压给水系统。,9/22/2024,42,水循环系统部件,(1）汽包,9/22/2024,43,汽包特点,汽包是锅炉的加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽。汽包中存有一定的汽、水，因而它有一定的蓄热能力。,在负荷变化时起蓄热器和蓄水器的作用，可以减缓汽压变化的速度。,汽包中设有蒸汽净化装置，它可保证蒸汽品质,汽包上还装有压力表、水位计和安全阀等，从而保证锅炉的安全工作。,9/22/2024,44,（2）下降管,9/22/2024,45,（3）联箱,9/22/2024,46,9/22/2024,47,3. 锅内装置及其蒸汽净化,（1）基本概念,蒸汽污染：蒸汽中含有杂质的现象称为蒸汽污染。,排污：从锅炉中放出部分锅水并补充部分新鲜给水的方法叫排污。,（2）解决方法,在汽包内安装汽水分离设备，可提高蒸汽品质,9/22/2024,48,汽包内部装置,1汽包；,2旋风分离器；,3给水管；,4清洗装置；,5百叶窗分离；,6均汽孔板,定期排污,是定时地从锅炉水冷壁的下联箱排放出部分锅水的方法。,连续排污,的目的是不断地排除锅水中溶解的部分盐类物质。,锅炉连续排污不仅是工质损失，而且伴有热量损失。,9/22/2024,49,三 锅炉的主要辅助设备及系统,锅炉的辅助设备较多，显然有些设备不直接属于电厂锅炉车间管理，但都是锅炉的辅助设备。它们有：,煤粉制备系统；,锅炉通风系统；,烟尘处理系统；,锅炉水处理系统；,燃料运输系统,；,除灰系统,；,给水系统和供水系统,等。,9/22/2024,50,1. 煤粉制备系统,煤粉的性质,良好的流动性,可以很方便地用管道进行输送,易发生自燃,煤粉与空气的接触表面积很大，如果长期积存，很容易发生自然而引起气粉混合物爆炸。运行中要防止管道积粉。,煤粉细度,煤粉越细，燃烧越易完全，但制粉系统所消耗的厂用电就要增多。,9/22/2024,51,磨煤机,制粉系统主要设备，其作用是将具有一定尺寸的煤块干燥、破碎并磨制成煤粉。,磨煤机分类（转速）,低速磨：,15,25 r/min,如：筒式钢球磨,中速磨：,50,300 r/min ,如：,中速平盘磨,、,中速球式磨或E型磨,、,中速碗式磨,、,MPS,磨等,高速磨：,500,1500/min ,如：风扇磨、锤击磨,9/22/2024,52,制粉系统,制粉系统有直吹式和中间储仓式两类。,直吹式制粉系统,是将磨煤机磨制的煤粉直接送入炉膛燃烧，因此要求磨煤量必须与锅炉燃煤量一致，配用中速磨煤机或风扇式磨煤机,中间储仓式制粉系统,，先将磨制的煤粉储存在煤粉仓里，然后再根据锅炉负荷的需要，经给粉机将煤粉送入炉膛，这种系统一般配用筒式钢球磨煤机。,9/22/2024,53,制粉系统的其他部件粗细粉分离器整体外观、给粉机外观,9/22/2024,54,2. 锅炉通风系统,通风系统的作用,供给燃料燃烧所需要的空气，排走燃料燃烧所生成的烟气，维持锅炉燃烧连续不断进行。,通风方式有两种：自然通风和强制通风。,通风设备：,送风机、引风机、烟风道、烟囱等,9/22/2024,55,通风方式,自然通风,在烟囱高度范围内，冷、热气流的密度差产生的自生吸力，称为自然通风。烟囱越高则通风能力越大。只适用于流动阻力很小的小容量锅炉,强制通风,采用专门的通风机械来实现强制通风，强制通风有负压通风、正压通风和,平衡通风,三种形式。,平衡通风是电站锅炉中应用最广泛的一种通风方式,9/22/2024,56,电厂锅炉平衡通风系统,送风机,向锅炉送入燃料燃烧需要的新鲜空气；,引风机,将燃烧后的烟气吸出并送往烟囱，排入大气。,9/22/2024,57,锅炉引风机,9/22/2024,58,四烟尘处理系统,烟气组成：,中除了空气中原有的氮气、氧气外，其它均为污染气体，烟尘污染会直接危害人民群众的健康。,除尘器分类：,主要有离心式水膜除尘器、文丘里管湿式除尘器和静电除尘器等。,由于静电除尘器的除尘效率较高，因此静电除尘器在火电厂得到广泛地应用。,9/22/2024,59,除尘系统设备,布袋除尘,电除尘,9/22/2024,60,脱硫方法,脱硫方法：烟气脱硫。,烟气脱硫技术是利用脱硫剂或,SO,2,气体吸着剂与烟气中的,SO,2,反应，并将其转化为较稳定的硫化合物或单质硫。,9/22/2024,61,烟气脱硫,9/22/2024,62,生成氮氧化物的途径,主要有三种：,一是煤中的氮化物在火焰中热分解，然后氧化生成，“燃料型”NOx,二是空气中的氮在高温下与氧反应生成，“热力型”NOx,三是空气氮与煤中的碳、氢离子团发生反应生成，“快速型”NOx,“快速型”NOx所占比例不到5%；在温度低于1350时，几乎没有“热力型”NOx。NOx主要是通过“燃料型”的生成途径而产生的。因此，控制和减少煤燃烧产生的NOx，主要是控制“燃料型”NOx的生成。,9/22/2024,63,氮氧化物减少排放的方法,一是在燃烧中进行控制，控制火焰温度峰值,其主要措施有：空气分级、低过量空气系数、燃料分级、烟气再循环等。,二是在燃烧后中通过催化剂选择法或者非催化剂选择法，将烟气中的NOx还原。,9/22/2024,64,选择性催化还原,(SCR),烟气脱硝技术,9/22/2024,65,五锅炉水处理系统,保证一定数量和品质的水的循环,锅炉运行时只要在短时间里存水量不足或汽水品质恶化，都会给热力设备带来极大的危害，从而影响正常发电或供热。,9/22/2024,66,天然水中的杂质,天然水中的杂质按颗粒大小不同可以分为悬浮物、胶体和溶解物质三大类。,悬浮物是颗粒直径约在10,-4,mm以上的杂质，是使水产生浑浊现象的主要原因。,胶体是颗粒直径在10,-6,10,-4,mm之间的微粒杂质，是许多分子和离子的集合体，是使水产生色、味、臭的主要原因之一。有机胶体还会引起锅水发泡，当浓缩到一定程度时，就会产生汽水共腾。,9/22/2024,67,溶解物质主要是离子和一些溶解气体，其颗粒直径10,-6,mm。,天然水中的离子杂质几乎都是无机盐溶于水后电离形成的。其中阳离子主要有Ca,2+,、Mg,2+,、Na,+,、K,+,、此外还含有少量的Fe,2+,、Mn,2+,、NH,4+,等；阴离子主要有HCO,-,、SO,4,2,、Cl,三种，此外还含有少量HSiO,3,-,、CO,3,-,及NO,-,等。,9/22/2024,68,常用水质指标,火力发电厂机组及蒸汽动力设备水汽质量标准（GB/T12145-1999）对锅炉给水、补给水、锅水、凝结水等的水质都做了具体规定。,常用的水质指标,（1）悬浮物 ，毫克/升（mg/L）,（2）含盐量 ，毫克/升,（3）硬度 ，毫摩尔/升（mmol/L）,（4）碱度 ，毫摩尔/升,（5）pH值 ，锅水的pH值通常控制在1012,（6）耗氧量，表示水中有机物的数量。,9/22/2024,69,锅外水处理工艺,锅外水处理系统包括预处理和后阶段处理两部分组成,经沉淀和过滤处理除去水中悬浮物、胶体杂质和有机物的工艺过程称为水的预处理,将预处理后的水进一步处理到满足补给水水质的要求，称为后阶段处理,后阶段处理分为软化和除盐两种工艺,软化是将水中高价的金属离子（如Ca,2,、Mg,2,）去掉，让硬水变为软水。,而除盐则是将水中所有金属阳离子和阴离子全部除去的工艺。通过采用离子交换，将水中各种阳离子交换成H,，各种阴离子交换成OH,，然后中和成为水。,9/22/2024,70,锅内水处理工艺,向锅内的水加药，使其残余的钙、镁等杂质不产生水垢，而形成水渣，再通过定期排污排除，这种方法叫做锅内水处理,锅内水处理一般采用磷酸盐处理或者协调pH磷酸盐处理,锅水中的钙、镁离子与磷酸根化合，生成更难溶的磷酸钙和磷酸镁沉淀物，这些沉淀物不易粘附在锅炉受热面上，而是以流动性很好的水渣形式存在，可借锅炉排污水排出，从而达到防止钙盐水垢（CaSO4、CaSiO3等）的目的。,同时，加入的磷酸盐可在锅炉管壁表面上生成磷酸盐保护膜，防止锅炉金属腐蚀。,9/22/2024,71,六、,锅炉的主要安全附件,1安全阀,作用：防止锅炉超压。它是一种自动阀门，无需人为操作。,2压力表,压力表是测量锅炉汽压大小的仪表，是锅炉不可缺少的安全附件之一。,3水位计,水位计是用来监视锅炉汽包水位的一种重要安全装置。,（1）云母水位计,（2）电接点水位计,9/22/2024,72,云母水位计,1云母水位计；2汽阀；3水阀；4放水阀,9/22/2024,73,电接点水位计,1汽包；,2旁通容器；,3汽连通管；,4水连通管；,5汽阀；,6水阀；,7放水阀；,8显示器；,9电源；,10电阻R1；,11电阻R2,9/22/2024,74,（三）锅炉的主要安全附件,4防爆门,防爆门是安装在炉墙、各段烟道、除尘器及制粉系统等处的安全门。,5吹灰器,吹灰器的作用是清除受热面上的积灰，使传热过程得以正常进行。,9/22/2024,75,谢谢大家！,9/22/2024,76,