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1、 任课教师：任课教师： 张张 晓晓 梅梅 华中科技大学能源学院华中科技大学能源学院电站锅炉电站锅炉电站锅炉内容提要电站锅炉内容提要vv 第一章第一章 绪论绪论vv 第三章第三章 煤粉制备煤粉制备及其系统及其系统 vv 第五章第五章 煤粉炉与煤粉炉与燃烧设备燃烧设备vv 第七章第七章 锅炉受热面锅炉受热面烟侧运行问题烟侧运行问题vv 第九章第九章 汽包及蒸汽汽包及蒸汽 净化净化vv 第二章第二章 锅炉燃料及锅炉燃料及热力辅助计算热力辅助计算 vv 第四章第四章 燃烧过程的燃烧过程的基本理论基本理论 vv 第六章第六章 锅炉受热面锅炉受热面及其工作特点及其工作特点vv 第八章第八章 锅炉水动力锅炉
2、水动力特性与传热特性与传热vv 第十二章第十二章 锅炉本体的锅炉本体的设计与布置设计与布置第六章第六章 锅炉受热面及工作特点锅炉受热面及工作特点锅炉锅炉蒸发受热面蒸发受热面及及系统系统 vv 水冷壁结构水冷壁结构 vv 锅炉水循环系统锅炉水循环系统 vv 直流锅炉水冷壁直流锅炉水冷壁过热器与再热器过热器与再热器 vv 过热器与再热器的结构形式过热器与再热器的结构形式 vv 蒸汽温度调节蒸汽温度调节 vv 热偏差热偏差 vv 亚临界锅炉蒸汽系统典型布置亚临界锅炉蒸汽系统典型布置尾部受热面尾部受热面 vv 省煤器省煤器及及布置布置 vv 空气预热器空气预热器的的类型类型水冷壁分光管壁、膜式壁两种
3、膜式壁炉膛气密性好,可减少漏风,降 低热损失,提高锅炉效率，并可降低受热面金属耗量和炉墙重量，便于采 用悬吊结构水冷壁的结构水冷壁的结构1/1内螺纹管水冷壁 工质在管内流动时 产生强烈的扰动。 可有效防止膜态沸 腾产生，避免管壁 超温。用于炉内高 热负荷区域的膜式 水冷壁，确保水冷 壁安全可靠自然循环锅炉水循环系统自然循环锅炉水循环系统大容量锅炉沿炉膛周界热负荷分布不均，造成水冷壁吸热不均。为提高水循环可靠性将水冷壁划分为独立的循环回路 SG1025/18.1锅炉水冷壁根据炉膛水平截面热负荷分布曲线共分为32个循环回路。前、后、两侧各6个回路，四个炉角各2个回路 1/4自然循环锅炉水循环系统自
4、然循环锅炉水循环系统后水冷壁上部常作成一个折焰角，同时拉 出部分管束作为后墙悬吊管折焰角可增加水平烟道长度，改善炉膛 出口烟气的空气动力特性，增长烟气流程， 强化烟气的混合 水冷壁上部通过上集箱固定在支架上，下 部则悬挂着下集箱，可自由膨胀燃烧器区域布置卫燃带，以提高炉膛温度在四面墙的高热负荷区域采用了内螺纹管， 以保证水冷壁工作的安全性2/4自然循环锅炉水循环系统自然循环锅炉水循环系统给水由省煤器经汽包分别进入4个大直径 集中下降管，其下端分别接一个分配器， 并通过96根供水管与32个下集箱相连。然 后经32组648根膜式水冷壁、折焰角、后墙 水冷壁悬吊管、水平烟道底部、后墙排管 向上流动，
5、水被逐渐加热形成汽水混合物 ，通过26个上集箱106根导汽管被引入汽包 ，进行汽水分离 饱和蒸汽由18根连接管引入顶棚过热器 进口集箱；饱和水留在汽包下部，连同不断送入汽 包的给水一起进入下降管3/44/4强制循环锅炉水循环系统强制循环锅炉水循环系统4根大直径集中下降管2从汽包底 部引出并与汇集联箱3连接，循环泵 4通过吸入短管与汇集联箱相连，每 台循环泵通过2根出水管6与环形下水包7（由前、后、左右四侧水包组 成）的前下水包连接。 经由890根 水冷壁管、5个上集箱和48根导汽管 ，回到汽包。汇集联箱可均衡各循环泵的入口 流量，有利于提高循环泵运行的可 靠性螺旋管圈型水冷壁螺旋管圈型水冷壁直
6、流锅炉水冷壁形式主要有螺旋管圈型和垂直上升管屏型 螺旋管圈型水冷壁 由若干根水冷壁组成管带，沿炉膛四面倾斜上升， 无水平段，各管带均匀地分布在炉膛四壁，任一高度上所有管带的受热几 乎完全相同螺旋管圈型水冷壁的特点 热偏差小，炉膛四周热负荷不均不会增大工貭热偏差 可减轻传热恶化的影响，可根据需要获得足够高的工质质量流速3/6螺旋管圈型水冷螺旋管圈型水冷壁壁 防止管壁超温，工质焓值较高的管段处在热负荷较低的炉膛上部 金属耗量小，无下降管及中间联箱 适应锅炉变压运行的要求 可在变压运行中解决汽水两相分配不均问 题，同时可在低负荷下维持足够的工质质量流速，可不采用内螺纹管缺点是大机组沿炉膛高度管带中各
7、管之间热偏差较大，制造安装困难 ，工作量大，承重能力差，悬吊难4/6UPUP型垂直上升管屏水冷壁型垂直上升管屏水冷壁UP型垂直上升管屏包括一次上升和上升-上升一次上升型（a） 给水一次流经全部四面墙水冷 壁管屏，没有下降管，管屏沿高度分为上、中和下 部三个辐射区，各区段之间设有混合器，用以消除 平行管子间的热偏差系统简单，流动阻力小；相邻管屏外侧管间壁温 差较小；可采用全悬吊结构；水力特性较为稳定上升-上升型（b） 炉膛下部高热负荷区域布置 两个串联回路，用于提高管内工质质量流速以避免 流动异常和传热恶化3/4（a）（b）FWFW型型垂直上升管屏水冷壁垂直上升管屏水冷壁多次垂直上升管屏 炉膛下
8、部高热负荷区域减小管屏的宽度，炉外加设 下降管，形成多次垂直上升；在上部较低热负荷区，仍采用一次垂直上升 管屏 4/4FW型垂直上升管屏为多次垂直上升管屏多次垂直上升管屏的特点 既可保证高热负荷区有较高的质量流速，达到充分冷却的目的；又可减 少水冷壁的流动阻力；同时可避免采用刚度差的小直径管 有不受热的下降管，工质流程长，系统阻力较大； 相邻两屏内工质的含汽率不同，管间壁温差大，使各屏热膨胀不同。应 尽量减少管屏串联的次数对流式过热器和再热器对流式过热器和再热器由蛇形管及进出口联箱组成,可分为立式、卧式布置；顺流、逆流和混 合流连接；顺列、错列排列1/3大容量锅炉对流受热面的主要特点 连接管和
9、蛇形管采用60,63等较大的管径，以增强管子刚性，降低受 热面阻力 蛇形管均采用不同管径、不同壁厚的异种钢焊接管，以适应不同热负荷 区域的需要 蛇形管多采用顺列排列，管束的外表积灰很容易被吹灰器清除，可有效防止受热面污染 管内工质应保持一定的质量流速，以保证金属管壁得到充分的冷却半辐射、辐射式过热器与再热半辐射、辐射式过热器与再热器器半辐射式受热面布置在炉膛出口烟窗处 ，既吸收炉内辐射热，又吸收烟气的对流 热2/3做成挂屏形式，由U型管及进出口联箱构成 辐射式受热面布置在炉膛上部的 前墙和两侧墙的前半部或布置在炉 膛顶部或悬挂在炉膛上部靠近前墙 处，分别称为墙式、顶棚式和前屏 （分隔屏）。直接
10、吸收炉膛辐射热半辐射、辐射式过、再热器半辐射、辐射式过、再热器作用 改善工质汽温特性 降低锅炉金属耗量 降低炉膛出口烟温，防止排列密集的对流受热面结渣 消除气流的残余扭转，减少沿烟道宽度的热偏差 前屏可对炉膛出口烟气起阻尼和分割导流作用 改善受热面工作条件的措施 布置在远离火焰中心的炉膛上部； 作为低温级受热面； 采用较高的质量流速3/3锅炉负荷蒸汽温度与锅炉负荷之间的关系称之为汽温特性，采用不同传热方式 的过热器与再热器，汽温变化特性不同 运行中影响汽温的因素运行中影响汽温的因素1/8 对流受热面 锅炉负荷D增加，流经对 流受热面烟速和烟温提高，工质焓增升 高，出口蒸汽温度上升，图中曲线2
11、辐射受热面 锅炉负荷D增加，煤耗量B相应增加，炉内辐射热 Qf 并 不按比例增多， Qf /D 减少，辐射受热面中蒸汽的焓增相对减少，出口 蒸汽的温度下降，图中曲线1，炉膛出口烟温因此上升 采用辐射一对流式受热面，可获得较 为平坦的汽温变化特性，减小汽温调节 幅度，提高机组对负荷变化的适应性运行中影响汽温的因素运行中影响汽温的因素过量空气系数增加，炉膛温度水平降低，导致辐射受热面出口汽温降低；对流受 热面出口过热汽温升高2/8给水温度tgstgs降低，煤耗量B增加，炉内烟气量增加，出口烟温增加，对流受热面 出口蒸汽温度因此升高。辐射式受热面的出口汽温影响不大燃料性质燃煤中的M和A增加，煤耗量B
12、增加，对流受热面出口汽温升高。煤粉 变粗时，煤粉在炉内燃烬时间增长，火焰中心上移，导致汽温升高受热面污染情况过热器之前的受热面发生积灰或结渣时，进入过热器区域的烟温增高，过热汽温上升；过热器本身严重积灰、结渣或管内结垢时，导致汽温下降运行中影响汽温的因素运行中影响汽温的因素3/8燃烧器的运行方式摆动燃烧器喷嘴向下倾斜或多排燃烧器从上排喷嘴切换至下排，由于火焰中心下移，会使汽温下降。反之，汽温则会升高汽温调节汽温调节运行中规定汽温偏离额定值的波动不能超过一10十5 汽温过高，金属的许用应力下降，危及机组的安全运行； 汽温下降，循环热效率降低；再热汽温变化过于剧烈，还会引起汽机中压缸的转子与汽缸之
13、间的相对胀差变化，汽机振动增大 蒸汽侧调节 通过改变蒸汽热焓调节汽温，主要有喷水减温器4/8 烟气侧调节 通过改变锅炉内辐射受热面和对流受热面的吸热量分配比例的方法（如烟气再循环、摆动燃烧器）或改变流经过热器、再热器烟气量的方法（如分隔烟气挡板）调节汽温蒸汽调温的主要方式喷水减温器是将清洁度很高的水直接喷入过热蒸汽中以降低汽温喷水减温装置通常安装在过热器连接管道或联箱中，一般为23级 主要有旋涡式、多孔喷管式两种喷水量约为锅炉容量的3%5%，可使汽温下降5060 结构简单、调节灵敏。可靠性高喷水减温方法喷水减温方法5/8分隔道挡板分隔道挡板 用挡板将尾部烟道分隔成两 个并列烟道，其一布置再热器
14、 ，另一侧布置过热器6/8调节布置在受热面后的烟气挡 板开度，可改变流经两烟道的烟 气量达到调节再热汽温的目的结构简单，操作方便但延迟较 大，挡板宜布置在烟温低于 400 OC 的区域，以免烧坏烟气再循环烟气再循环采用再循环风机从锅炉尾部低 温烟道中(一般为省煤器后)抽出 一部分温度为250350O C的烟气 ，从炉膛底部(如冷灰斗下部)送 回到炉膛，用以改变锅炉内辐射 和对流受热面吸热量的比例，从 而达到调节汽温的目的7/8耗电量增大，风机磨损大。 国内多用于燃油锅炉改变火焰中心位置改变火焰中心位置摆动式燃烧器燃烧器上下摆动土20300，炉膛出口烟温变化约110140， 调温幅度可达4060
15、燃烧器上倾角过大会增加燃料的未完全燃烧损失；下倾角过大 又会造成冷灰斗的结渣 停用各层燃烧器调温幅度较小，一般应与其它调温方式配合使用 8/8热偏差的概念热偏差的概念1/6令 q = ； F = ； G = 则有 式中：q 、F 和G 分别为吸热、结构和流量不均匀系数显然， 越大，偏差管与管组工质平均温度偏差越大，偏差管易超温式中： hp 为偏差管焓增， hp = qpFp/Gp，kJ/kgh0 为管组平均焓增，h0 = q0F0/G0，kJ/kgq、F、G 分别为管外壁热负荷、受热面积及工质流量 热偏差是沿烟道宽度方向并列管子间因吸热不均和工质流量不均引起的 偏差管蒸汽焓增大于管组平均值的现象，用热偏差系数表示沿烟道宽度方向烟气速度场和温度场不均匀 炉 膛四壁水冷壁的吸热与粗糙表面使炉壁附近烟气温 度及流速远比火焰中心低，并延伸到对流烟道烟气侧热力不均（吸热不均）烟气侧热力不均（吸热不均）2/6烟气走廊 并列过热器管中管排间较大的节距形成受热面不同程度的污染燃烧器负荷不一致，火焰中心偏斜；炉膛上部或过热器局部地区发生煤 粉再燃烧 炉膛出口烟气流的残余扭转各并列管圈进、出口压降p 取决于沿进、出口联箱长度方向 压力的变化，
