《电站锅炉原理教学案例》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电站锅炉原理教学案例（155页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章 绪论,亚临界自然循环燃煤锅炉,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,我国电站锅炉参数、容量系列,锅炉机组安全性指标,火力发电厂锅炉烟尘及有害气体最高允许排放浓度,本标准实用于： 第三时段（2004.1.1起新建火电厂） 两控区（ SO2排放大或酸雨严重地区）及入炉煤Q12550的火电厂,电站锅炉发展趋势,加快发展大容量、高参数机组 大容量、高参数机组可适应生产发展的需要，电站热效率高，基建投资、
2、设备和运行费用降低,可用率较高,强化煤电环境保护，发展洁净燃煤技术 燃煤的燃气-蒸汽联合循环(燃煤硫化床燃烧联合循环及整体煤气化联合循环）和超临界压力蒸汽循环可满足燃煤、高效、低污染要求,提高运行可靠性和灵活性 可靠性涉及到设计、设备制造、运行维护和生产管理等各个方面 运行灵活性要求大力发展中间负荷机组，适应电网调峰需要,同时考虑因燃用劣质煤带来的不利影响（结渣、积灰、磨损、腐蚀），提高锅炉对煤种的适应性。提高机组的监控水平,第二章 锅炉燃料及热力辅助计算,煤的组成特性及基准,1/8,煤的发热量及换算,发热量各基准间的换算,高位发热量(Qgr)各基准间的换算采用上述换算系数,低位发热量(Qne
3、t)各基准间的换算分三步进行 已知基准的 Qnet 已知基准的 Qgr (式2-12等) 已知基准的 Qgr 所求基准的 Qgr (采用上述换算系数) 所求基准的 Qgr 所求基准的 Qnet (式2-12等),发热量相关值,标准煤 收到基低位发热量为29270 kJ/kg的燃料为标准煤 标准煤耗量 式中 、 分别为标准煤耗量与实际煤耗量,折算成分 相对于每4182 kJ/kg收到基低位发热量的煤中所含的 收到基水分、灰分和硫分，称为折算水分、折算灰分和折算硫分,煤的灰分特性,灰分特性影响因素 煤灰的化学组成 煤灰中酸性氧化物使灰熔点提高；碱性氧化物使灰熔点降低 煤灰周围高温介质的性质 氧化性
4、介质中，灰熔点较高；还原性介质中，灰熔点较低,煤的灰分特性 用灰熔点表示，煤灰的角锥法确定： DT， ST， FT,煤中V对锅炉工作的影响,V的含量代表了煤的地质年龄，地质年龄越短，煤的碳化程度越浅 V含量越多（C含量越少），V中含O量亦多，其中的可燃成分相应减少，这时，V的热值低 V含量越多，煤的着火温度低，易着火燃烧 V 多，V挥发使煤的孔隙多，反应表面积大，反应速度加快 V 多，煤中难燃的固定碳含量便少，煤易于燃尽 V 多， V着火燃烧造成高温，有利于碳的着火、燃烧,煤中M、A对锅炉工作的影响,M、A 高，煤中可燃成分相对减少，煤的热值低 M、A 高，M 蒸发、A熔融均要吸热，炉膛温度降
5、低 M、A 高，增加着火热或包裹碳粒，使煤着火、燃烧 与燃尽困难； M、A 高，q2、q3、q4、q6 增加，效率下降 M、A 高，过热器易超温 M、A 高，受面腐蚀、堵灰、结渣及磨损加重 M、A 高，煤粉制备困难或增加能耗,煤中C、S、ST对锅炉工作的影响,灰熔点（ST） 灰分在熔融状态下粘结在锅炉受热面上造成结渣，危 及锅炉运行的安全性和经济性。 对于固态排渣炉， ST 1350 可能结渣,含碳量 C C 高，热值高；但不易着火、燃烧,硫分 S 可燃硫的热值低，含量少，对煤的着火、燃烧无明显影响 易造成受热面的堵灰；高、低温腐蚀 形成酸雨，污染环境 燃料中的硫化铁加剧磨煤部件的磨损,煤的分
6、类,我国煤的主要分类指标 干燥无灰基挥发分Vdaf含量 可分为三大类：褐煤（ Vdaf含量37% ）、烟煤（ Vdaf含量10% ）、无烟煤（ Vdaf含量10% ）,为反映煤的燃烧特性，电厂煤粉锅炉用煤还以收到基低位发热量Qar,net 、 收到基水分、干燥基灰分、干燥基硫分及灰的熔融特性DT、ST、FT作为参 考指标，分为五大类和十小类(表2-6) 其中低（劣）质煤单独燃烧有困难，或燃烧不稳定，或燃烧经济性差，或煤中有害杂质含量高的煤，可分为五小类,电厂锅炉用煤分类,电厂锅炉用煤分类,煤的类型,无烟煤 碳化程度高，含碳量很高，达95%，杂质很少，发热量很高,约为2500032500 kJ/
7、kg； 挥发份很少，小于10%，Vdaf析出的温度较高，着火和燃尽均较困难,储存时不易自燃,褐煤 碳化程度低，含碳量低，约为4050%，水分及灰分很高，发热量低, 约1000021000 kJ/kg； 挥发分含量高，约4050%，甚至60%，挥发分的析出温度低，着火及燃烧均较容易,烟煤 碳化程度次于无烟煤，含碳量较高，一般为4060%,杂质少，发热量较高, 约为2000030000 kJ/kg； 挥发分含量较高，约10 45%，着火及燃烧均较容易 贫煤 挥发分含量1020%的烟煤 挥发份较少，性质介于无烟煤与烟煤之间，燃烧性能方面比较接近无烟煤； 劣质烟煤 挥发份2030%；但水分高，灰分更高
8、的烟煤 发热量低，为1100012500 kJ/kg 这两种烟煤着火及燃烧均较困难,煤的类型,煤的燃烧反应,煤中可燃元素的燃烧反应是燃烧计算的基础，1kg收到基燃料包括 Kg的碳、 kg的氢、 kg的硫,碳完全燃烧反应方程式 C + O2 CO2 12 kg C + 22.41 Nm3 O2 22.41 Nm3 CO2,1kg C + 1.866 Nm3 O2 1.866 Nm3 CO2 1kg H + 5.56 Nm3 O2 11.1 Nm3 H2O 1kg S + 0.7 Nm3 O2 0.7 Nm3 SO2,燃烧所需要的空气量,理论空气量 V 0 1kg 燃料完全燃烧时所需要的最小空气量
9、(无剩余氧)可通过燃料中可燃元素（C、H、S）的燃烧化学反应方程式求得,实际空气量 V 式中 、分别为烟气侧和空气侧的过剩空气系数,过剩空气系数与漏风系数,各受热面处烟气侧漏风系数，查表2-7确定；V为烟道漏风量 为炉膛出口处过剩空气系数，在推荐值范围内选取,过剩空气系数与漏风系数,为空气预热器出、进口处空气侧过剩空气系数 分别为炉膛、制粉系统和空预器漏风系数，查表2-7确定,烟 气 容 积,理论烟气容积 =1、完全燃烧：O2 = 0；CO = 0,烟 气 容 积,实际烟气容积 1、完全燃烧：O2 0；CO=0,实际烟气容积 1、不完全燃烧：O2 0；CO0,烟气的焓值,烟气焓 1kg燃料燃烧
10、生成的烟气在定压下从0（）加热到 （） 时所需要的热量,烟气的焓值 取决于燃料种类、过剩空气系数及烟气温度,焓 温 表,由（ 、）查焓温表可很快确定烟气温度 ； 由（ 、）查表可很快确定烟气焓,焓温表 对给定的燃料和各受热面前、后的过剩空气系数计算出该受热面对应烟气温度 范围内的烟气焓 ，制成的烟气（ ）表,烟气分析成分,烟气分析是以1kg燃料燃烧生成的干烟气（除去水分后的烟气）容积Vgy 为基础，采用奥氏分析仪进行的 烟气分析可得到 在干烟气Vgy中所占的容积百分比,判断燃烧状况,=1、且完全燃烧：CO=0，O2= 0,完全燃烧方程式： l、且完全燃烧： CO=0,锅炉常用燃料的值和 RO2
11、max 值见表2-8。为保持炉内良好的燃烧工况,运行中应监测并维持炉内一定的 RO2，使其尽量靠近 RO2max,判断燃烧状况,运行中及Vy的确定,烟气容积,干烟气容积,锅炉热平衡方程式,锅炉输入热量 Qr,对于燃煤锅炉，若燃料和空气没有利用外界热量进 行预热，且燃煤水分满足 则,锅炉有效利用热 Q1,式中 Q 工质总吸热量， kJ/ s B 燃料消耗量， kg/s Dgr、Dzr、DPw 过热蒸汽量、再热蒸汽量和排污量，kg/s 、 、h g s 过热蒸汽焓、饱和蒸汽焓和给水焓，kJ/kg 、 再热蒸汽出口和进口焓，kJ/kg,空气在空气预热器中吸收的热量又返回炉膛，属锅炉内部热量循环，锅炉
12、热平衡中不予考虑,固体未完全燃烧热损失 q4 q4 取决于燃料种类、燃烧方式、炉膛型式与结构、燃烧器设计与布置、锅炉运行工况 Vdaf小；（Mar、Aar ）大，q4 大； R90大， q4 大； 过大或过小，q4 大 煤粉在炉膛停留时间过小， q4 大,未完全燃烧热损失q4,设计时, q4、按推荐数据选取（表2-10） 对固态排渣煤粉炉取 q4 =0.55 %,未完全燃烧热损失包括 q4、q3,未被完全利用热损失q2,排烟热损失 q2 式中 - 排烟焓, 取决于 与 ，kJ/kg - 进入锅炉的冷空气焓, kJ/kg - 排烟处过剩空气系数,由q2、受热面低温腐蚀及金属耗量综合确定。 电站锅
13、炉 约在110160之间。 取决于 及烟道漏风，后者同时影响,对大中型锅炉 q2 约为48%,未被完全利用热损失 包括 q2、q5、q6,未被完全利用热损失q5,图2-8 额定容量下锅炉的散热损失,散热损失 q5 额定负荷下的散热损失是外部冷却损失，可根据锅炉尾部受热面的布置查图2-8确定,热效率gl与燃料消耗量 B,热效率 正平衡 反平衡,燃料消耗量,计算燃料消耗量,第三章 煤 粉 制 备,煤的自燃性与爆炸性,煤粉的自燃 煤粉在氧化性介质中，当煤粉散热不良或周围介质温度升高时，会发生自燃 煤粉的爆炸 发生自燃的煤粉遇到明火会发生爆炸,影响煤粉爆炸的因素主要有：煤的挥发分含量、煤粉细度、煤粉的
14、浓度和温度、煤粉的水分,制粉系统需采用一定的防爆措施，如设置防爆门等,煤粉细度 Rx,煤粉均匀性系数n,R200 R90， n为正值 当R90一定时，n值越大，则R200越小，说明煤粉中过粗的煤粉较少 当R200一定时，n值越大，则R90越大，说明煤粉中过细的煤粉较少 n值越大，煤粉中过粗和过细的煤粉均较少，即煤粉粒度分布较均匀 n取决于磨煤机和粗粉分离器的型式，一般取n = 0.81.2,煤的可磨性系数,哈氏可磨性指数 HGI HGI86 为易磨煤,与 HGI之间关系,双进双出钢球磨(低速磨),轴颈内带热风空心管双进双出筒式钢球磨 圆筒两端的空心轴内有一空心圆管，圆管外装有螺旋输送装置。两端
15、的空心轴既是热风和原煤的进口，又是煤粉气流混合物的出口。从而形成两个相互对称又彼此独立的磨煤回路两个回路 两个回路同时使用时磨煤机出力最大；也可以单独使用一个，这时可使磨煤出力降至50以下,n 过小，筒内钢球与煤靠与筒壁的摩擦力带上去，形成一个斜面，然后沿斜面滑落,钢球磨筒体最佳转速 nzj,n 处于上述两者之间，钢球被带到一定高度，沿抛物线落下，钢球对筒底的煤发生强烈撞击作用，辅以研磨 磨煤作用最大时的转速称为最佳工作转速nzj 经验表明： nzj =（0.75-0.78）nlj,没有撞击作用，磨煤效果差，煤粉磨得过细，出力降低，电耗大,n 影响磨煤出力和电耗,n 过大，离心力很大，球与煤随
16、筒壁一同旋转，产生这种状态的最低转速称为临界转速nlj,钢球磨最佳通风量,Vtf 过小 筒内风速过小，出口端钢球能量没有被充分利用，只能带出的少量的细煤粉，磨煤出力下降，单位磨煤电耗大,Vtf 过大 筒内风速过大，磨煤机出口煤粉过粗，粗粉分离器回粉量增大，通风电耗增大,最佳通风量 磨煤和通风电耗之和最小时的通风量， 的大小与煤的种类、煤粉细度、筒体容积及钢球充满系数等有关。,Vtf 直接影响燃料沿筒体长度的分布和磨煤出力,钢球磨出力,磨煤出力Bm 在电耗一定并保证所需的煤粉细度的条件下，磨煤机在单位时间磨制的煤粉量。由磨煤机的结构尺寸、被研磨的燃料特性以及磨煤机的运行状况确定,干燥出力Bg 在单位时间内将煤由原有水分干燥到所要求的煤粉水分对应的煤粉量。由磨煤机的干燥条件确定 对高水分和较软的煤，BmBg，而对于干和硬的煤，则Bg Bm,磨煤机的运
