电厂热力设备及运行之自然循环锅炉

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,*,华北电力大学环境科学与工程学院,电厂热力设备及运行,任课教师：杨官平,二一一年一月,封面,第三节 自然循环锅炉,100MW,锅炉,125MW,锅炉,200MW锅炉,300MW,锅炉,600MW,锅炉,一、100MW锅炉,1.型号与技术规范,型号：,HG410/9.8,（,100,）,-1,。,HG,：哈尔滨锅炉厂。,410,：锅炉蒸发量为,410t/h,。,9.8,（,100,）：过热蒸汽压力为,9.8Mpa,（,100at,）。,过热蒸汽温度：,540,。,1,：设计序号为,1,型。,排烟温度：,125,。,设计效率：,92.14%,。,燃料：煤粉。,排渣方式：固态排渣。,调温方式：过热器：二级喷水。,图1-28 HG410/9.8（100）-1型锅炉,100MW锅炉结构图,2.主要部件,炉膛：容积为,2228m,3,，整个炉膛布满水冷壁。,水冷壁：整个水冷壁共分成,18,个独立循环回路。前后墙各,6,个，两侧墙各,3,个。直径为,60mm,，壁厚为,5mm,，节距为,65mm,，整个水冷壁均吊在顶部梁上。,下降管：直径为,108mm,，壁厚为,5mm,。,燃烧器：双蜗壳旋流燃烧器，共,12,只，分成两排布置在炉膛的,前墙,。,过热器系统：由辐射式顶棚过热器，半辐射式屏式过热器及高、低两级对流过热器组成。,省煤器：高、低温两级，采用双级交错布置，出口水温为,301.5,。,空气预热器：高、低温两级，采用双级交错布置，前后墙双面进风，出口热风温度为,315,。,汽包内径为,1800mm,，壁厚,97mm,，筒身长,16m,，汽包重,82t,。正常水位在中心下,200mm,处，最高水位和最低水位允许变化范围为：正常水位,75mm,。,冷空气 烟气 烟气 烟气,烟囱 引风机 除尘器,空气预热器,细微灰粒 飞灰,一次风,二次风,灰渣沟,原煤,排粉机,烟气 烟气,给煤机 磨煤机 煤粉分离器 煤粉仓 燃烧器 炉膛 水平烟道 尾部烟道,原煤 粉,风,三次风,灰渣 未燃煤粒,灰渣 灰渣,灰渣沟 排渣装置 冷灰斗,未燃煤粒 未燃煤粒,3.煤、风、烟系统,图1-29 锅炉煤、风、烟系统,一、二、三次风,一次风,:,通过管道输送煤粉进入炉膛的那部分空气。,一次风作用,:,输送煤粉进炉膛，并供给煤粉着火和初期燃烧所需的空气量。,二次风,:,通过燃烧器的单独通道送入炉膛的热空气。,二次风作用,:,为煤粉燃尽提供氧气，并能加强气流的扰动，促进高温烟气的回流、促进可燃物与氧气的混合，为煤粉的完全燃烧提供条件。,三次风,:,制粉系统的乏气通过单独的管道与喷口，直接送入炉膛的那部分空气。,三次风作用,:,补充燃烧所需要的氧气，降低火焰温度，抑制氮氧化物的生成。,图1-30 100MW锅炉过热器系统,1汽包；2顶棚过热器入口联箱；3顶棚过热器；4低温对流过热器；5低温过热器出口联箱；6第一级喷水减温器；7、9中间及两侧屏式过热器；8交叉混合联箱；10联接管；11、13高温过热器冷段和热段；12第二级喷水减温器；14集汽联箱；15出口联箱,100MW锅炉过热器系统,4.过热蒸汽流程,汽包 顶棚过热器 低温过热器 一级减温器,(顺流) (逆流),屏式过热器 高温过热器冷段(烟道两侧),(逆流),二级减温器 高温过热器热段（烟道中间） 集汽集箱,(顺流),图1-31 100MW锅炉过热蒸汽流程,二、125MW锅炉,1.技术规范,生产厂家：上海锅炉厂。,锅炉蒸发量：,400t/h,。,过热蒸汽压力：,13.7Mpa,。,过热蒸汽温度：,555,。,二次蒸汽流量：,330t/h,二次蒸汽进出口压力：,2.5/2.35MPa,。,二次蒸汽进出口温度：,335/555,。,燃料：淮南烟煤。,调温方式：过热器：二级喷水；再热器：烟气再循环。,图1-32 125 MW锅炉,125MW型锅炉结构图,2.主要部件,炉膛：采用膜式水冷壁，鳍片管规格为,605.5,，节距为,60mm,，炉膛深度为,7440mm,，宽度为,11200mm,，炉膛容积热强度,71210,3,kJ/,（,m,3,h,）。,水冷壁：整个水冷壁共分成,18,个独立循环回路。前后墙各,6,个，两侧墙各,3,个。直径为,60mm,，壁厚为,5mm,，节距为,65mm,，整个水冷壁均吊在顶部梁上。,下降管：,5,根,41.936,，沿汽包长度均匀分布。,燃烧器：,16,只旋流燃烧器呈四排布置在炉膛的,前墙,。,过热器系统：由顶棚过热器，包墙管过热器，屏式过热器及高、低两级对流过热器组成。,省煤器：管子直径为,25mm,，厚度为,3mm,，,R=30mm,。,空气预热器：风道回转再生式空气预热器，直径为,4m,。,汽包：内径为,1800mm,，厚度,75mm,，材料为,BHW38,。,再热器：采用,422.5,钢管，每排蛇形管是由,5,管圈组成，钢材,HT7,。,3.过热蒸汽流程,汽包 后烟道两侧包墙管 后墙包墙管 炉顶管,一级喷水减温器 屏式过热器 高温过热器冷段,二级喷水减温器 高温过热器热段 集汽集箱,图1-33 125MW锅炉过热蒸汽流程,三、200MW锅炉,1.型号与技术规范,型号：,HG670/13.7/540/540-1,。,HG,：哈尔滨锅炉厂。,670,：锅炉蒸发量为,670t/h,。,13.7,：过热蒸汽压力为,13.7Mpa,。,过热蒸汽温度：,540,。,1,：设计序号为,1,型。,二次汽流量：,579 t/h,。,二次汽进出口压力：,2.7/2.5MPa,。,二次汽进出口温度：,323/540,。,热空气温度：,350,。,排烟温度：,145,。,设计效率：,91.68%,。,燃料：褐煤。,吹灰方式：炉膛采用蒸汽吹灰，尾部烟道采用铜珠吹灰。,调温方式：过热器：二级喷水；再热器：汽,汽热交换器。,燃料消耗量：,153.2t/h,。,图1-34 200MW锅炉,200MW锅炉结构图,2.主要部件,炉膛：采用膜式水冷壁,管径为,60mm,厚度为,6mm,节距为,80mm,炉膛容积为,4054m,3,，容积热负荷,497.610,-3,kJ/,（,m3h,）。,水冷壁,:,水冷壁四墙各分为,8,个独立循环回路。两侧墙和双面露光水冷壁各为,3,个独立循环回路。管径为,60mm,，厚度为,6mm,，节距为,80mm,，整个水冷壁均吊在顶部梁上。,下降管：采用分散下降管，直径为,159mm,。,燃烧器：轴向叶片旋流燃烧器布置在炉子前墙，分成上下三排，共,24,只。,过热器系统：由顶棚管、包墙管、前屏、后屏、对流过热器冷段和热段组成。,省煤器：双极布置,管径为,32mm,，厚度为,4mm,，采用双管圈，双面进水，错列布置形式。并装有防磨装置。高温段节距为：,s1=62mm,，,s2=42mm,。低温段节距为：,s1=96mm,，,s2=49mm,。,空气预热器：双极布置，管径为,40mm,厚度为,1.5mm,，高温空气预热器节距为：,s1=62mm,，,s2=42mm,。低温空气预热器节距为：,s1=66mm,，,s2=42mm,。,汽包：内径为,1800mm,，壁厚,80mm,，汽包中心标高,43m,。,再热器：管径为,42mm,厚度为,3.5mm,高温段的节距,s1=100mm,s2=72.9mm,低温段为：,s1=115mm,，,s2=54.5mm,。,200MW锅炉过热器系统,图1-35 200MW锅炉过热器系统,1汽包；2前屏；3后屏；4第一级减温器；5第二级减温器；6对流过热器；7后墙包墙管；,8汽汽热交换器；9急汽联箱；10侧墙包墙管；11再热器,3.过热蒸汽流程,汽包部分顶棚过热器（由前至后）悬吊管水平烟道底包墙悬吊管侧包墙管后包墙管部分顶棚过热器（由后至前）前屏一次喷水减温（并交叉）后屏（两侧逆流部分）第二次交叉后屏（中间顺流部分）汽汽热交换器对流过热器（两侧逆流部分）二级喷水减温（并第三次交叉）对流过热器热段（中间顺流部分）集汽联箱。,图1-36 200MW锅炉过热蒸汽流程,4.再热蒸汽流程,汽轮机高压缸排汽低温段再热器（尾部烟道上方呈水平布置）汽汽热交换器高温段再热器（水平烟道后部）汽轮机中压缸,图1-37 200MW锅炉再热蒸汽流程,四、300MW锅炉,1.技术规范,一次蒸汽参数：汽压为,16.7MPa,汽温为,555,，容量为,1000t/h,。,二次蒸汽参数：进出口汽压为,3.51/3.30MPa,汽温为,335/555,，流量为,854t/h,。,燃料：烟煤。,调温方式：过热器：二级喷水,;,再热器：摆动燃烧器及喷水减温。,2.主要部件,炉膛：深为,12.83m,，宽为,14.71m,。,水冷壁：由,63.5,管子组成膜式结构。,下降管：,6,根,508,大直径集中下降管，沿汽包长度均匀分布。,燃烧器：摆动式直流燃烧器四角布置。每角有,6,层一次风口，,8,层二次风口，一二次风可同步上下摆动,25,。另有两个机械雾化油喷嘴，,8,个高能点火器，用于锅炉点火和低负荷稳燃。,过热器系统：由顶棚管、尾部烟道包墙管、水平延伸烟道包墙管、低温过热器、全大屏、后屏及高温过热器组成。,再热器系统：由壁式再热器、中温再热器、高温再热器组成。,省煤器：单级布置。,空气预热器：单级布置。,汽包：内径为,1778mm,。,300MW锅炉结构图,图1-38 300MW锅炉,1汽包；2下降管；3全大屏过热器；4壁式再热器；5水冷壁；6燃烧器；7后屏过热器；,8中温再热器；9高温再热器；10高温过热器；11水平延伸包墙管；12尾部烟道包墙管；,13悬吊管；14低温过热器；15省煤器；16再生式空气预热器；17除渣装置,五、600MW锅炉,图1-39 600MW锅炉,1燃烧器；2炉膛；3屏；4辐射过热器；5对流再热器；6对流过热器；7对流再热器；8省煤器；9空气预热器；10汽包；11给粉机；12一次风道；13筒式球磨机；14二次风道,特点：,此炉型系W火焰设计的雏形，称为特伯炉膛（Turbo furnace），炉膛具有一个文丘利缩腰，燃烧器向下倾斜布置，一二次风送入下部炉膛，形成首先向下倾斜火焰，增长了火焰行程。相对燃烧器火焰对冲的结果，加强混合，使下部炉膛燃烧更为安全。下部炉膛的燃烧产物，通过文丘利缩腰时得到加速，进一步增强湍流混合，燃烧更为充分。,能适用于各种难以燃尽的煤种,。,第四节 强制循环锅炉,直流锅炉：,水平围绕管圈式,和垂直管屏式。,多次强制循环锅炉,低循环倍率锅炉,复合循环锅炉,一、,直流锅炉,1.水平围绕管圈式,主要优点：,没有不受热的下降管，联箱较少，从而节省了金属消耗量。,工质热焓较高的管带能布置在炉内热负荷较低的区域，对防止管壁超温有利。,沿炉膛宽度或深度热负荷不均，不致造成管带中各根管受热不均匀。,缺点：,安装组合率低，工厂里无法制成组件。,1.,400t/h直流锅炉技术规范,过热蒸汽参数：锅炉容量为,400t/h,，过热蒸汽压力为,13.7MPa,，过热蒸汽温度为,555,。,再热蒸汽参数：流量为,333t/h,，再热蒸汽进出口压力为,2.55/2.4MPa,，进出口温度为,335/555,。,给水温度：,240,锅炉热效率：,91%,。,排渣方式：固态排渣。,调温方式：过热器：三级喷水；再热器：一级喷水,+,尾部烟道烟气挡板调节。,2.主要部件,炉膛：深为,9m,，宽为,10m,，顶部标高为,37.1m,。,水冷壁：水平围绕双管带。,燃烧器：直流式燃烧器四角布置。,过热器系统：由顶棚管、低温过热器、前屏、后屏及高温过热器组成。,再热器系统：由低温段再热器、高温段再热器组成。,省煤器：单级布置。,空气预热器：两台直径为,6m,的风道回转再生式空气预热器。,400t/h直流锅炉结构图,图1-40 400t/h直流锅炉,1下辐射区；2中辐射区；3上辐射区；4前屏；5后屏；6高温对流过热器；7高温再热器；,8低温对流过热器；9低温再热器；10省煤器；11回转式空气预热器,3.水蒸发流程,给水给水泵省煤器炉顶联箱下辐射区进口联箱下辐射区管带混合区中辐射区进口联箱中辐射区管带上辐射区,图1-41,400t/h直流锅炉水蒸发流程,4.过热蒸汽流程,上辐射区炉顶过热器低温过热器进口联箱一级喷水减温低温对流过热器二级喷水减温前屏过热器后屏过热器对流过热器热段,图1-42,400t/h直流锅炉过热蒸汽流程,5.再热蒸汽流程,汽轮机高压缸排汽低温段再热器微量喷水减温高温段再热器（水平烟道后部）汽轮机中压缸,图1-43,400t/h直流锅炉再热蒸汽流程,二、多次强制循环锅炉,1.技术规范,一次蒸汽参数：汽压为,17.4MPa,汽温为,540,，容量为,1050t/h,，配,320MW,机组。,二次蒸汽参数：汽温为,540,，流量为,856.5t/h,。,燃料：油。,给水温度：,292,。,锅炉效率：,94.7%.,调温方式：过热器：摆动式燃烧器,+,一级喷水减温,;,再热器：烟气再循环。,2.主要部件,水冷壁：膜式水冷壁，直径为,44.5mm,，厚度为,4.9mm,，节距为,57mm,。,循环泵,：三台。,燃烧器：直流式燃烧器四角布置。每一角布置三组燃烧器，每一组燃烧器有三个风口，其中上下为二次风口，中间为一次风口。,过热器系统：由顶棚管、后包墙管、侧包墙管、屏式过热器、低温过热器及高温过热器组成。,再热器系统：由低温段再热器、高温段再热器组成。,320MW多次强制循环锅炉结构图,图1-44 320MW多次强制循环锅炉,1炉膛；2燃烧器；3循环泵；4下水包；5屏式过热器；6低温过热器；7高温过热器；8高温再热器；9屏式过热器悬吊管；10上汽包；11顶棚管；12省煤器悬吊管；13低温再热器；14省煤器；15再循环风机,3.水蒸发流程,汽包下降管,循环泵,下降管,下水包水冷壁汽包,图1-45,320MW多次强制循环锅炉水蒸发流程,4.过热蒸汽流程,汽包顶棚过热器后包墙管侧包墙管,屏式过热器低温对流过热器喷水减温,高温对流过热器汽轮机,图1-46,320MW多次强制循环锅炉过热蒸汽流程,5.再热蒸汽流程,汽轮机高压缸排汽低温再热器,高温再热器汽轮机中压缸,图1-47,320MW多次强制循环锅炉再热蒸汽流程,三、低循环倍率锅炉,1.技术规范,生产厂家：瑞士苏尔寿公司。,一次蒸汽参数：汽压为,18.5MPa,汽温为,545,，容量为,947t/h,，配,300MW,机组。,二次蒸汽参数：汽压为,4.16MPa,汽温为,545,，流量为,847.6t/h,。,燃料：元宝山褐煤。,给水温度：,262,。,锅炉效率：,91.4%.,调温方式：过热器：三级喷水减温,;,再热器：一级喷水减温。,最大出力时，循环倍率,K=1.42,；,75%,出力时，循环倍率,K=2.15,；,50%,出力时，循环倍率,K=5.85,。,300MW低循环倍率锅炉,图1-31是瑞士苏尔寿公司生产300MW低循环倍率锅炉。整个锅炉呈单烟道布置。在炉膛顶部，自上而下布置有末级屏式过热器、高温再热器、对流过热器、低温再热器及省煤器。然后经过向下烟道将烟气送入空气预热器。空气预热器为风道回转再生式。,图1-48 300MW低循环倍率锅炉,2.主要部件,水冷壁：垂直上升膜式水冷壁，直径为,30mm,，厚度为,5mm,，节距为,46.5mm,。,循环泵,：两台。一台运行，一台备用。,燃烧器：直流式燃烧器六角布置。前后墙两组燃烧器，两侧墙各一组燃烧器。每一组燃烧器有三个一次风口，每个一次风口配有上下为二次风口。,过热器系统：由,级辐射式过热器、,级对流过热器、末级屏式过热器组成。,再热器系统：由,级低温再热器、,级对高温再热器组成。,空气预热器：风道回转再生式空气预热器。,3.水蒸发流程,循环泵,各回路下联箱,水冷壁,分离器,过热器,混合器,省煤器,水,汽,锅炉负荷增加，给水量增加，再循环水量增加，但循环倍率减小。,图1-49,300MW低循环倍率锅炉水蒸发流程,4.过热蒸汽流程,分离器0级,喷水减温级辐射式过热器,级喷水减温级对流过热器级喷水减温,末级屏式过热器汽轮机高压缸,图1-50,300MW低循环倍率锅炉过热蒸汽流程,5.再热蒸汽流程,汽轮机高压缸排汽级低温再热器,喷水减温级高温再热器汽轮机中压缸,图1-51,300MW低循环倍率锅炉再热蒸汽流程,四、复合循环锅炉,1.亚临界复合循环锅炉,给水泵,省煤器,混合器,循环泵,水冷壁,分离器,过热器,逆止阀,图1-52 亚临界复合循环锅炉,2.超临界复合循环锅炉,给水泵,省煤器,混合器,循环泵,水冷壁,混合器,过热器,逆止阀,图1-53 超临界复合循环锅炉,3.复合循环锅炉的工作方式,低负荷时：在一定的范围内开启逆止阀，按再循环方式运行。通过水冷壁的流量,=,给水流量,+,再循环流量。,高负荷时：关闭逆止阀，循环泵作为增压泵，按直流方式运行。通过水冷壁的流量,=,给水流量。,优点：既保证了低负荷下必须的工质质量流速，又降低了高负荷下的流动阻力。,适用范围：适用于亚临界锅炉及超临界锅炉。,