电厂锅炉原理课件_全幻灯片

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1、主 讲：周 守 军 Email: 山东建筑大学热能工程学院,锅炉原理,2,锅炉原理课程简介,一、课程的性质和任务 本课程是热能与动力工程专业的主要专业课之一，通过本门课程的学习，使学生掌握锅炉的工作原理以及炉内和锅内过程的基本理论；对锅炉结构和工作状况有一定的分析能力。培养训练学生具有一定的计算能力和实验技能，掌握锅炉机组安全，经济运行的基本知识，并为学习热力发电厂、热工仪表等课程提供必要的专业知识。 二、课程的教学内容 以电站煤粉锅炉为主干，全面系统地阐述了锅炉的工作原理：包括锅炉的构成和工作过程，锅炉用燃料，煤粉制备，燃烧基本理论及燃烧设备，各对流受热面的主要运行问题，各类型锅炉的水动力工

2、况，蒸汽净化，锅炉机组的布置及热力计算方法等。,3,锅炉原理课程简介,三、考核形式 闭卷笔试 四、教材与参考书目 1锅炉原理，樊泉桂主编，中国电力出版社,2008; 2电站锅炉原理，容銮恩等合编，中国电力出版社,1997； 3锅炉原理（第二版），周强泰主编，中国电力出版社，2009； 4锅炉原理，陈学俊、陈听宽主编，机械工业出版社。,4,锅炉机组的工作过程及组成 锅炉机组的容量、参数 锅炉的分类 锅炉的主要型式,第一章 概述,5,6,锅炉的工作过程及系统,煤、风、烟系统,7,锅炉的工作过程及系统,汽 水 系 统,8,锅炉的组成,9,额定蒸发量（BRL-boiler rated load）在额定

3、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） 注：热水锅炉容量为单位时间的产热量。单位为MW（或万大卡/时）,最大连续蒸发量（BMCR-boiler maximum continuous rating ）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 ）,锅炉容量,锅炉的容量和参数,10,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0C,锅炉的容量和参数,额定蒸汽参数,11,锅

4、炉的容量和参数,我国电站锅炉参数、容量系列,锅炉的容量和参数,亚临界压力自然、控制循环锅炉参数,锅炉的容量和参数,亚临界压力自然、控制循环锅炉参数,锅炉的容量和参数,超临界、超超临界直流锅炉参数,锅炉的容量和参数,超临界、超超临界直流锅炉参数,锅炉的容量和参数,国外超临界参数机组的发展方向,锅炉的分类,18,锅炉的分类,19,锅炉的分类,1给水泵 2省煤器 3汽包 4下降管 5联箱 6蒸发受热面 7过热器 8循环泵 9节流圈,20,锅炉的分类,21,锅炉的分类,当压力升高到22.1MPa时，t373.99，如图中C点所示。此时饱和水和饱和蒸汽已不再有分别，此点称为水的临界点，其压力，温度和比容

5、分别称为临界压力，临界温度和临界比容。,水定压汽化过程的T-s图,当温度大于临界温度时，不论压力多大，再也不能使蒸汽液化。,哈锅330MW亚临界自然循环锅炉,亚临界自然循环锅炉,型号：HG-1065/18.5-YM1。亚临界参数、一次中间再热、紧身封闭、自然循环汽包炉，采用平衡通风、直流燃烧器、四角切圆燃烧方式。炉膛断面尺寸：宽深=1404814019 mm；炉架外形尺寸：宽深=3560044500 mm。过热蒸汽出口温度543，压力18.5Mpa；再热蒸汽进口/出口蒸汽压力4.53/4.3MPa，进口/出口蒸汽温度345.83/543；锅炉最大连续蒸发量1065t/h。,23,锅炉汽水流程,

6、省煤器,水平低过,省煤器悬吊管,汽包,下水管,分隔屏,后屏过,垂直低过,屏再,末过,侧包墙,低过入口集箱,汽机房,墙再,末再,水冷壁下集箱,东锅1000MW超超临界直流锅炉,超（超）临界直流锅炉,超（超）临界直流锅炉,1、试述电站燃煤锅炉的主要工作过程。 2、什么是最大连续蒸发量？300MW机组和600MW机组对应的锅炉最大连续蒸发量是多少？ 3、自学第4、5节的内容，了解各种亚临界和超临界锅炉的主要特点和组成。,复习思考题,第二章 燃料及其燃烧特性,电站锅炉燃料 煤的常规特性 煤的常规特性对锅炉工作的影响 煤的分类 燃油和燃气的特性 习题,29,燃料分类 在自然界所处的状态：固体（煤）；液体

7、（原油、重油和渣油）；气体（煤气和天然气） 获得方法：天然燃料（未加工）；人工燃料（木炭、焦炭和石油制品） 用途：工艺燃料（炼焦、锻造和化工，焦结性好，杂质少）；动力燃料,电站锅炉燃料,通过燃烧释放热能的可燃物质,30,可燃元素 C（固定碳和挥发分中的C）、H、S（可燃硫 和硫酸盐硫 ） 不可燃元素（内部杂质） O、N 不可燃成分（外部杂质） M（内、外）、A 可燃气体 挥发分,煤的常规特性,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,形成气体挥发出来,煤的元素分析与工业分析,31,收到基（ar） （原应用基y） 以入炉煤（包括煤的全部成分）为基准 空气干燥基（ad）（原分析基f

8、） 以风干状态煤（除外部水分）为基准 干燥基（d） （原干燥基g） 以去掉全部水分煤为基准 干燥无灰基（daf）（原可燃基r） 以去掉全部水分及灰分煤为基准,煤的常规特性,煤的成分计算基准,32,例题:已知Mar、Mad,试将空气干燥基的各种成分换算成收到基。即推导换算系数K。,煤的常规特性,煤成分基准间的换算,33,例题,解：同种燃料去除全部水分其干燥基成分不变 可以分别用收到基和空气干燥基表示干燥基,也就是说用干燥基将收到基和空气干燥基联系起来。,煤的常规特性,34,例题,即,煤的常规特性,对于水分:,不同基准之间的换算公式：X = KX0 式中 X0 、 X 某成分原基准及新基准质量百分

9、比，% K 换算系数（见表2-1）,煤成分基准间的换算,煤的常规特性,36,煤的发热量（kJ/kg) 单位质量的煤完全燃烧时所释放的热量,低位发热量（Qnet） 高位发热量减去水蒸气凝结放出的汽化潜热后，称为低位发热量（燃料在锅炉中的实际发热量）。,高位发热量(Qgr) 煤的理论发热量。由实验测得的弹筒发热量（Qb）减去硫和氮生成酸的校正值确定（式2-9）,煤的常规特性,煤的发热量,37,氧弹式量热计,煤的常规特性,38,高、低位发热量间的换算,煤的常规特性,39,高位发热量(Qgr)各基准间的换算采用表（21）换算系数,低位发热量(Qnet)各基准间的换算分三步进行 已知基准的 Qnet 已

10、知基准的 Qgr 已知基准的 Qgr 所求基准的 Qgr 所求基准的 Qgr 所求基准的 Qnet,发热量各基准间的换算,煤的常规特性,折算成分 相对于每4187 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,煤的常规特性,相关概念,标准煤 收到基低位发热量为29310 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,相关概念,煤的常规特性,高温下煤灰的熔融性 用灰熔点表示，煤灰的角锥法确定 变形温度 DT（原t1） 软化温度 ST（原t2） 流动温度 FT（原t3）,温度间隔200-400，称为长渣 温度间隔10

11、0-200，称为短渣,判断锅炉运行中是否会结渣的主要因素之一。,煤灰的熔融特性,煤的常规特性,43,影响因素 煤灰的化学组成 煤灰中酸性氧化物（SiO2、Al2O3等）使灰熔点提高；碱性氧化物（Fe2O3、CaO、MgO等）使灰熔点降低 煤灰周围高温介质的性质 氧化性介质中，灰熔点较高；弱还原性介质中，灰熔点较低,煤灰的熔融特性,煤的常规特性,44,结渣 定义：炉内软化或熔化的灰粒碰撞并粘附在水冷壁和主要受热面上生成的渣层。 煤灰结渣性的常规判别准则 弱还原性气氛下的软化温度ST 煤灰成分比例：碱酸比，硅铝比，硅比，铁钙比,炉内灰的沉积一般可分为结渣和沾污,煤灰的结渣和积灰特性,煤的常规特性,

12、45,沾污 定义：煤灰中挥发物质在受热面表面凝结并粘结灰粒形成的沉积灰层。 煤灰沾污性的常规判别准则 煤灰成分沾污指数 煤灰和飞灰烧结强度：直观的沾污判别指数,煤灰的结渣和积灰特性,煤的常规特性,46,挥发分 V 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,煤中V对锅炉工作的影响,煤的常规特性对锅炉工作的影响,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，煤的热值低 V含量越多，煤的着火温度低，易着火燃烧 V 多，V着火燃烧造成高温，有利于碳的着火、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

13、量少，煤易于燃尽,水分M、灰分A 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，热效率下降 M、A 高，过热器易超温 M、A 高，受热面腐蚀、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M、A对锅炉工作的影响,煤的常规特性对锅炉工作的影响,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,硫分 S 可燃硫的热值低，含量少，对煤的着火、

14、燃烧无明显影响 高、低温腐蚀；易造成受热面的堵灰 形成酸雨，污染环境 燃料中的硫化铁加剧磨煤部件的磨损,煤中S、ST对锅炉工作的影响,煤的常规特性对锅炉工作的影响,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% ）,为实现能源的综合利用，考虑各种工艺（炼焦、燃烧、气化或液化等）对煤质的要求，每一类煤还要进一步划分为小类,煤的分类,为反映煤的燃烧特性，电厂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

15、十小类 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,煤的分类,煤的分类,电厂锅炉用煤分类,煤的分类,电厂锅炉用煤分类,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/kg； 挥发分很少，小于10%，Vdaf析出的温度较高（可达400），着火和燃尽均较困难,储存时不易自燃,煤的分类,发电厂煤的分类及燃烧特性,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（200），着火及燃烧均较容易,煤的分类,发电厂煤的分类及燃烧特性,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1045%，着火及燃烧均较容易,煤的分类,发电厂煤的分类及燃烧特性,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,煤的分类,发电厂煤的分类及燃烧特性,重油：根据80时不同的运动粘度而分成20、60、100、200四种牌号