电站锅炉原理-第1讲(第一章a)

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,电站锅炉,原理,任课教师：陈德珍,同济大学 机械工程学院,教材及参考资料,教材：,电站锅炉原理,容銮恩主编，中国电力出版社，,2000,，,4,参考学习资料：,电厂锅炉运行,李聪 编,水利电力出版社,，,1989,锅炉原理（上、下册）,陈学俊 金安定,主编,机械工业出版社，,1991,锅炉原理及计算,（第,3,版）,冯俊凯、沈幼庭、杨瑞昌,编,科学出版社,2003,电站锅炉原理,内容题要,第一章 绪论,第三章 锅炉的燃料,第五章 煤粉,的制备,第七章,煤粉炉及燃烧设备,第九章 尾部受热面运行问题,第十一章 强制流动锅炉及其水 动力特性,第十三章 锅炉本体的设计,和布置,第二章 锅炉的受热面,第四章 燃烧过程的物质平,衡和锅炉热平衡,第六章 燃烧过程的基本理论,第八章 过热器和再热器的,运行问题,第十章 自然循环,第十二章 蒸汽净化,第十四章 炉膛传热汁算,第十五章 对流受热面计算,第一章 绪论,第一节 锅炉机组的工作过程,第二节 锅炉的容量和参数,第三节 锅炉的分类,第四节 锅炉的安全和经济指标,第一节 锅炉机组的工作过程,锅炉,就是利用燃料燃烧释放的热能或其他热能加热给水，以获得规定的,(,温度、压力,),和品质的蒸汽的设备。,火力发电厂的三大设备之一：,电站锅炉,发电机,汽轮机,一次能源,蒸汽,驱动,(,煤、油、气,),电力,火电厂发电流程和三大主要设备,锅炉,内的工质有,水蒸汽,、,燃料,和,空气,。,水汽化,分四个阶段：,预热,、,汽化,、,过热,和,再热,；分别在锅炉各种受热面中进行。预热,:,主要在省煤器中；汽化,:,水冷壁、凝渣管、对流管束等；过热,:,过热器；再热,:,再热器中。,锅炉,是进行燃料燃烧、传热和汽化三种过程的综合装置，其内部过程非常复杂。,锅炉的主要构造和工作过程,发电的原煤经过初步破碎和除铁、除木屑后，送到原,煤斗,1,，靠自重落下,经过,给煤机,2,进入,磨煤机,3,中，磨制成合格的煤粉，由,预热空气,通过排粉风机经,燃烧器,9,喷入炉膛燃烧，燃料的化学能转变为燃烧产物,(,烟气,),的热能。高温烟气经炉膛进入水平烟道和尾部烟道，将热量以不同方式传给各种受热面。炉膛内：辐射传热给冷水壁，在锅炉上部：半辐射、半对流传热给,屏式过热器,6,，水平烟道和尾部烟道中主要以对流方式传热，所以,高温过热器,5,、,低温过热器,11,、,再热器,12,、,省煤器,14,和空气预热器,17,都是对流受热面。,煤中灰分不参与燃烧，较大的灰粒沉降至炉膛底部的冷灰斗中，由,排渣装置,19,排出，大量细小的灰粒则随烟气排出炉外。烟气离开锅炉时，温度已较低，进入,除尘器,21,，将烟气中大部分灰粒除掉，然后经,引风机,22,通过,烟囱,23,排至大气。,冷空气 烟气 烟气 烟气,烟囱,引风机,除尘器,21,空气预热器,细微灰粒 飞灰,（二次风）,灰渣沟,原煤,排粉风机,（一次风）烟气 烟气,给煤机 磨煤机 燃烧器 炉膛 水平烟道 尾部烟道,原煤 风、粉 风、粉,未燃煤粒 灰渣,灰渣 灰渣,灰渣沟 排渣装置,19,冷灰斗,未燃煤粒 未燃煤粒,煤、风、烟系统,汽机主凝结水,水 水 汽水混合物,给水泵 省煤器 汽包 汽水分离器,化学补充水,汽水混合物,下降管 下联箱 水冷壁 上联箱 导汽管,水 水 水 汽水混合物 汽水混合物,饱和蒸汽 过热蒸汽,排汽 再热蒸汽,过热器 汽轮机高压缸 再热器,汽轮机低压缸,汽、水 系 统,锅,炉,锅炉本体,辅助设备,锅炉机组,电站煤粉锅炉机组部件框图,汽包,4,、高温过热器,5,、屏式过热器,6,、下降管,7,、,水冷壁,8,、,下联箱,10,、,低温过热器,11,、,再热器,12,、,省煤器,14,和空气预热器,17,原煤斗,1,、,给煤机,2,、磨煤机,3,、排粉风机,18,、排渣装置,19,、送风机,20,、除尘器,21,、引风机,22,、烟囱,23,第二节 锅炉的容量和参数,锅炉容量,即锅炉的蒸发量，是指锅炉每小时所产生的蒸汽量，单位是,t/h,（或,kg/h,）,在大型锅炉中，锅炉容量又分为,额定容量,和,最大连续蒸发量,两种。,额定蒸发量,在额定蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，保证热效率时所规定的蒸发量，单位为,t/h,（或,kg/s,）,最大连续蒸发量（大型锅炉）,在额定蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，长期连续运行所能达到的最大蒸发量，单位为,t/h,（或,kg/s,）,蒸汽锅炉额定蒸汽参数,在规定负荷范围内长期连续运行应能保证的出口蒸汽参数，,额定蒸汽压力,（对应规定的给水压力），单位是,Mpa,；,额定蒸汽温度,（对应额定蒸汽压力和额定给水温度），单位是,0,C,。,锅炉的蒸汽参数,即额定蒸汽压力和额定蒸汽温度,我国电站锅炉参数、容量系列,参 数,容 量,(t.h,-1,),发 电 功 率,MW,蒸汽压力,Mpa,蒸 汽 温度,给 水 温度,9.8,540,205,225,220,；,410,50,；,100,13.7,540/540*,555/555*,220,250,420,；,670,125,；,200,16.7,541/541*,555/555*,250,280,1025,；,1000,300,17.3,；,18.1,；,18.3,541/541*,260,290,1025,；,2008,300,；,600,24.2,；,25.3,；,26.4,541/566*,545/545*,270,290,1900,；,1650,600,第三节,锅炉分类,按锅炉的用途分类,1,）电站锅炉。锅炉产生的蒸汽主要用于发电的锅炉。,2,）工业锅炉。用于工业企业生产工艺过程以及采暖和生活用的锅炉。,3,）热水锅炉。用于产生热水供采暖、制冷和生活用的锅炉。,按锅炉容量分类,按照锅炉容量的大小，锅炉有大、中、小型之分，但它们之间没有固定、明确的分界、随着我国电力工业的发展，电站锅炉容量不断增大，大中小型锅炉的分界容量便不断变化，按当前情况来看，发电功率等于或大于,300MW,的锅炉才算是大型锅炉。,按锅炉的蒸汽压力分类,1),低压锅炉,出口蒸汽压力（表压）不大于,2.45MPa,2),中压锅炉（表压为,2.944.90MPa,），,3),高压锅炉（表压为,7.8410.8MPa,），,4),超高压锅炉（表压为,11.814.7MPa,），,5),亚临界压力锅炉（表压为,15.719.6MPa,），,6),超临界压力锅炉（绝对压力超过临界压力,22.1MPa,）。,按锅炉的燃烧方式分类,1),火床燃烧方式,:,固体燃料以一定厚度分布在炉排上进行燃烧的方式,2),火室燃烧方式,:,燃料以粉状、雾状或气态随同空气喷入炉膛中进行燃烧的方式,第三节,锅炉分类,-,续,3),旋风炉燃烧方式和旋风炉,:,燃料和空气在高温的旋风筒内高速旋转，细小的燃料颗粒在旋风筒内悬浮燃烧，大燃料颗粒被甩向筒壁液态渣膜上进行燃烧的方式称为旋风燃烧方式。用旋风燃烧来组织燃烧的锅炉成为旋风炉。旋风炉有立式和卧式两种。由于旋风炉的负荷调节范围较小，而且不能快速启动，加上炉温也较高，,NO,X,的排放量大，故在我国电厂中很少使用。,4,),流化床燃烧方式和流化床锅炉,:,其气体动力学基础是固体物料的流态化。所谓固体物料的流态化，是指固体颗粒在与流动着的流体混合后，能像流体那样自由流动的现象。,按锅炉蒸发受热面内工质的流动方式分类,1),自然循环锅炉,:,蒸发受热面内的工质，依靠下降管中的水与上升管中的汽水混合物之间的密度差所产生的压力差进行循环的锅炉；,2),强制循环锅炉,(,又称辅助循环锅炉,),蒸发受热面内的工质除了依靠水与汽水混合物的密度差外，主要依靠锅水循环压头进行循环的锅炉；,3),直流锅炉：靠给水泵的压头,给水一次通过锅炉个受热面产生蒸汽的锅炉。直流锅炉的特点是没有汽包。,4),复合循环锅炉：由直流锅炉和强制循环锅炉综合发展起来的，也是对直流锅炉的一种改进。它是依靠锅水循环泵的压头将蒸发受热面出口的部分或全部工质进行再循环的锅炉。,其它,的锅炉分类,汇总,分类方式,锅炉类型,简要说明,锅炉工质按用途,电站锅炉,用于发电厂带动汽轮机发电,工业锅炉,用于工业生产,生活锅炉,用于日常生活,按受热面管内流动工质的种类,水管锅炉,锅炉受热面管内流动的全部为工质,火管锅炉,锅炉受热面管内流动的全部为烟气,水火管锅炉,锅炉受热面管内流动的一部分为工质、一部分为烟气,按出口工质物态,蒸汽锅炉,锅炉出口工质为蒸汽,热水锅炉,锅炉出口工质为热水,有机热载体炉,有机热载体（导热油）,锅炉的其它分类,-,续,按燃烧室内的压力分类,负压燃烧炉,炉膛出口静压小于大气压,压力燃烧炉,炉膛出口静压大于大气压,微正压燃烧锅炉,炉膛中烟气压力,(,表压,),很小，仅为,1.96490kPa,（,200500mmH,2,O,）,按锅炉所使用的燃料的种类,燃煤锅炉,锅炉中使用的燃料为煤,燃油锅炉,锅炉中使用的燃料为燃油,燃气锅炉,锅炉中使用的燃料为燃气,其他燃料,木材、垃圾,按排渣方式,固态排渣锅炉,燃料燃烧后生成的灰渣呈固态排除,液态排渣锅炉,燃料燃烧后生成的灰渣呈液态从渣口流除,火床炉,火床炉的工作特点是：有一个固定的或可运动的炉排将块状的固体燃料送入炉内，在炉排上形成固体燃料层，空气从炉排下的通风孔隙穿过燃料层向上流动，在高温下，空气和燃料发生燃烧反应，大部分燃料在炉排上形成火床燃烧，只有少数细小颗粒的固体燃料和燃烧生成的可燃气体在火床上的炉膛空间燃烧。燃料在炉排上燃烧生成的高温烟气也离开燃料层向上流动，升入炉膛。,火床炉有链条炉、推动炉排炉、双层炉排炉、人工炉等多种型式。,链条炉,是结构较完善、热效率较高、机械化程度较高的火床炉。但链条炉因炉排结构复杂，体积庞大，金属消耗量大，且其热效率不及煤粉炉高，不适应大容量锅炉发展的需要，只用于,1-65t/h,的锅炉中。,室燃炉,其气体动力学特点是：粉状、雾状或气态的燃烧颗粒随同空气,烟气流连续运动，燃料颗粒悬浮在空气,烟气流中，连续流过炉子的连续空间，并在悬浮状态下着火、燃烧，直至燃尽。所以火室燃烧方式也叫悬浮燃烧方式。煤粉炉、燃油锅炉和燃气锅炉都属于室燃炉。特别是煤粉炉，它是现代大中型电站锅炉的主要型式，其结构示意除图,1-1,外，还见右图。,1-,汽包；,2-,下降管；,3-,分隔屏；,4-,后屏；,5-,高温过热器；,6-,高温再热器；,7-,水冷壁；,8-,燃烧器；,9-,燃烧带；,10-,空气预热器；,11-,省煤器进口集箱；,12-,省煤器；,13-,低温再热器；,14-,低温过热器；,15-,折焰角；,16-,排渣装置,旋风炉,旋风炉有立式和卧式两种。图,1-3,示出三种旋风炉的结构示意图。美国常用卧式旋风炉，我国及前苏联则多用,BTN,立式旋风炉，德国则用,KSG,立式旋风炉。旋风炉采用液态排渣。由于旋风炉的负荷调节范围较小，而且不能快速启动和停炉，炉温也较高，,NO,X,的排放量较煤粉炉大，故在我国电厂中很少使用。,流化床锅炉,-,鼓泡床,固体物料的流态化，是固体颗粒在与流动着的流体混合后，像流体那样自由流动的现象。流化床燃烧方式是燃料颗粒在大于临界风速,(,由固定床转化为流化床的风速,),的空气流速作用下，在流化床上呈流化状态的燃烧方式。图,1-4,所示是一台小型鼓泡流化床锅炉的结构示意图，碾碎成细小颗粒的燃料从前墙用给煤机通过给煤口送入床内，床内布置有倾斜（或垂直）的埋管蒸发受热面，空气由风室通过床下的布风板送入床层，将燃料颗粒吹起。吹起的燃料颗粒上升到一定高度，在重力作用下又会落下，再由空气吹起上升，然后又落下，如此反复上升、落下，好像水在沸腾时的状态一样，固体颗粒层也膨胀起来，此时固体颗粒（又称床料）便进入流化状态，因此