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1、第九章 锅 炉第一节第一节 锅炉概述锅炉概述一、锅炉的构成及工作过程一、锅炉的构成及工作过程（一）锅炉的作用：锅炉是利用矿物燃料燃烧产生的热能或工业生产中的余热，将工质加热到一定温度和压力的换热设备。锅炉就是生产具有一定压力、温度的蒸汽的设备。 电站锅炉电站锅炉：是火电厂三大主机之一，又称为蒸汽发生器。 工业锅炉：工业锅炉：产生的蒸汽（或热水）直接供给工业生产过程和人民生活所需要的热能，或通过蒸汽动力机械转换为机械能。 1 火力发电厂能量转换的基本过程锅炉锅炉 汽轮机汽轮机 发电机发电机 燃料的化学能燃料的化学能 蒸汽的热能蒸汽的热能 转轴的机械能转轴的机械能 电能电能 在锅炉内实现下叙过程燃
2、烧 热交换 燃料的化学能 烟气的热能 蒸汽(或热水)的热能23（二）电站煤粉锅炉机组组成（二）电站煤粉锅炉机组组成锅炉锅炉本体辅助设备锅炉机组锅炉汽水系统由汽包、下降 管、联箱、导管及各换热设 备（水冷壁、过热器、再热 器、省煤汽等）组成。完成 由水变成蒸汽的吸热过程。锅炉燃烧系统由炉膛、燃 烧器、烟道、炉墙构架等 部件组成，完成煤的燃烧 过程。由送风机、 引风机、燃 料供应及制 粉、除灰、 除渣、测量 控制等组成45（三）电站煤粉锅炉机组示意图（三）电站煤粉锅炉机组示意图 6（四）锅炉热交换受热面 水冷壁 布置在炉膛内壁的蒸发受热面，主要吸收炉膛的辐射热。 过热器 主要布置在炉膛出口及水平烟
3、道，大型锅炉还可布置在炉膛的上部和尾部烟道，吸收炉膛的辐射热和对流热将饱和蒸汽加热至具有一定（P、t）的过热蒸汽。 再热器 主要布置在炉膛的水平烟道和尾部烟道，大型锅炉还可布置在炉膛上部的内壁，吸收对流热，对于后者还吸收炉膛的辐射热将汽机中作过功的蒸汽再加热。 省煤器 布置在锅炉尾部烟道，吸收烟气的对流热加热锅炉给水。 空气预热器 布置在锅炉尾部烟道或锅炉外，吸收烟气的对流热，用于加热燃料燃烧所需的空气。 7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（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、
4、粉 风、粉未燃煤粒 灰渣灰渣 灰渣灰渣沟 排渣装置 冷灰斗 未燃煤粒 未燃煤粒 （五）煤、风、烟系统及流程 8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 过热器 汽轮机（六）汽、水（六）汽、水 系系 统统 及及 流流 程程 9（一）锅（一）锅 炉炉 参参 数数 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（对大型锅炉） 在额定蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，长期连续运行时所能
5、达到的最大蒸发量，单位为t/h （或kg/s ） 供热量（工业热水锅炉） 单位为kW（或kcal/h）。 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，包括额定蒸汽压力（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0C。 工业热水锅炉的额定参数 锅炉出口热水的压力和温度，单位分别是MPa和0C 。二、锅炉的特性二、锅炉的特性10（二）电站锅炉型号 / 设计次序燃料代号 额定蒸汽压力额定蒸发量制造厂代号例 HG - 670/13.72 M哈尔滨锅炉厂制造, 额定蒸发量670t/h， 额定蒸汽压力13.7Mpa 燃煤锅炉
6、SG - 1000/16.66 - YM2上海锅炉厂制造, 额定蒸发量1000t/h， 额定蒸汽压力16.66Mpa 燃用烟煤锅炉（第二次设计）11* *工业锅炉型号工业锅炉型号 / 设计次序燃料代号额定蒸汽或热水温度额定蒸汽压力 额定蒸发量燃烧方式锅炉型号例 SHL20 - 2.45/400 - A双锅筒横置式链条炉排，额定蒸发为20 t/h ，蒸汽压 力为2.45 MPa，过热蒸汽温度为400 C0，燃用烟煤，原型设 计的蒸汽锅炉12（三）锅 炉 类 型 按用途分：电站锅炉：用于发电，参数高、容量大；工业锅炉：用于工业生产和供热，参数低、容量小。其中，又有蒸汽锅炉和热水锅炉。 按锅炉参数分
7、：低压（表压2.4MPa）；中压(表压2.94.9MPa)；高压(表压7.8410.8MPa)；超高压(表压11.814.7MPa)；亚临界压力(表压15.719.6MPa)；超临界压力(超过临界压力22.1MPa)；超超临界压力锅炉。13 按锅炉燃烧方式分：有层燃炉、室染炉、流化床炉。14其中： 层燃炉：煤块在炉排上燃烧，燃烧所需空气从炉排低下送入。炉排在旋转。 室燃炉：燃料以粉状、雾状或气态随空气喷入炉膛，悬浮燃烧。而煤粉炉又分固态排渣煤粉炉和液态排渣煤粉炉。 流化床炉：固体燃料在高速气流作用下，在布风板上的床料层上下翻滚，呈流化状态燃烧。另外还有旋风炉：燃料和空气在高温旋风筒内高速旋转，
8、细小的燃料颗粒在其中悬浮燃烧，较大的颗粒被抛向筒壁液态渣膜上进行燃烧。15 按锅炉蒸发受热面中工质流动方式分：有自然循环汽包锅炉和强制循环强制循环汽包锅炉锅炉（1）自然循环汽包锅炉具有汽包，利用下降管和上升管（水冷壁）中工质密度差产生工质循环。循环倍率约为410，是亚临界压力以下锅炉的主要形式。 循环倍率：上升管进口水量和上升管出口蒸汽量之比。16（2）强制循环强制循环汽包锅炉锅炉具有汽包和循环泵，利用循环回路中工质密度差和循环泵压头使工质循环。循环倍率约为35，只能在临界压力以下应用。17 直流锅炉无汽包，给水靠给水泵压头一次通过各受热面产生蒸汽，循环倍率约为1，可在高压以上任何压力下应用
9、另外，还有直流锅炉和低倍率循环锅炉18 低倍率循环锅炉无汽包，具有汽水分离器和再循环泵，靠再循环泵实现工质再循环,循环倍率约为1.22，多用于亚临界压力19表91 我国电站锅炉参数、容量系列2.54001052083.8450145155 16517535；65 1306；12 25 9.8540205225220;41050;10013.7540/540220250420670125;20016.7540/5402502801025;1000300参 数容 量（t/h)发电功率MW蒸汽压力 Mpa(绝对压 力）蒸汽温度给水温度17.5540/5402602901025;2008300;600
10、20三、锅炉安全、经济性指标 （一）锅炉运行安全性指标1.锅炉连续运行小时数锅炉在两次检修之间的运行小时数（5000 h ）2. 锅炉可用率（总运行小时数 + 总备用小时数）/ 统计期间总小时数（一年） （约90%）3. 锅炉的事故率 锅炉总事故停炉小时数/（总运行小时数 + 事故停炉小时数） （约1%）21（二）锅炉运行经济性指标 锅炉热效率式中 Q 1 锅炉有效利用热 Q r 锅炉在单位时间内所消耗燃料的输入热量（大容量电站锅炉大于90%；工业锅炉约6080%） 锅炉有害物质排放物锅炉燃烧产生的污染物主要有：烟雾、粉尘、 、 、温室气体22作业题与思考题作业题与思考题1、叙述电站燃煤锅炉的
11、主要系统、主要部件的作用。2、叙述电站燃煤锅炉的工作过程。3、叙述锅炉运行的安全性指标和经济性指标。4、叙述锅炉的类型。23第二节第二节 锅炉燃料及热平衡锅炉燃料及热平衡燃 料核燃料有机燃料（主要成分：碳、氢 、硫、氧、氮、水份、灰份）固体燃料液体燃料气体燃料天然木材、煤、 油页岩人工焦炭、煤 砖、煤粉天然 石油人工汽油、 煤油、 重油、 渣油、 酒精天然天然 气人工高炉煤气、发生 炉煤气、炼焦炉 煤气、地下气化 煤气我国锅炉燃料以燃煤为主，而且主要是燃烧劣质煤。24（一）煤的组成成分（一）煤的组成成分煤的成分分析一般有化学元素分析和工业分析法。 煤的化学元素分析成分 碳(C)、氢(H)、硫(
12、S)、 氧(0)、氮(N) 煤的工业分析成分水分(M)、灰分(A)、挥发分(V)、固定碳(FC)一、煤的成分及特性25（二）煤的成分特性可燃元素 C、H、S 1.碳C元素：包括固定碳和挥发分(CH4 、H2C2及CO等)中的C；在煤中含量最多（5090%）。发热量为32700kj/kg。碳化程度越深，固定碳含量越高。含碳量高、不易着火。2.氢H元素：以化合物状态存在，发热量高（达120000kj/kg)。碳化程度越深，氢的含量越少，氢易着火燃烧。在煤中含量为（16 ） %。3.硫S元素：包括可燃硫（ Sr ） 和硫酸盐硫（Sly）。可燃硫燃烧后生成有害物质，造成环境污染，导致尾部烟道腐蚀、堵灰
13、。26v 不可燃元素 O、N 、杂质1.煤中的氧（O）含量在（140）%。碳化程度越深，氧的含量越少。氧能助燃，但会使煤中可燃元素含量减少，降低煤的发热量。2.煤中的氮（N）含量少，约(0.52.5)%，燃烧产生有害物质NOx，污染环境。氮的含量会使可燃元素含量减少.3.杂质：水份（M）（内部水份和外部水份）。煤中水的含量在（560）%。灰份（A）是矿物质燃烧生成物，煤中灰份的含量在（545）%，多的可达（6070）%。影响燃烧，造成积灰、结渣、堵塞和磨损。v 挥发份（可燃气体）煤中的氢、氧、氮、硫与部分碳所组成的有机化合物加热后分解形成。碳化程度越浅的煤，挥发份含量越高。挥发份易着火燃烧，挥发份是煤的重要特性。27
