电站锅炉计算公式

《电站锅炉计算公式》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电站锅炉计算公式（251页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、任课教师： 张 小 平 华中科技大学能源学院,电站锅炉,电站锅炉内容提要,第一章 绪论 第三章 煤粉制备 及其系统 第五章 煤粉炉与 燃烧设备 第七章 锅炉受热面 烟侧运行问题 第九章 汽包及蒸汽 净化,第二章 锅炉燃料及 热力辅助计算 第四章 燃烧过程的 基本理论 第六章 锅炉受热面 及其工作特点 第八章 锅炉水动力 特性与传热 第十二章 锅炉本体的 设计与布置,锅炉的类型 电站煤粉锅炉机组的构成 锅炉机组的工作过程 锅炉参数及技术、经济性指标 电厂锅炉发展趋势,第一章 绪论,锅炉的类型,锅炉的分类根据不同的标准，可有多种分类方法，如表所示：,锅炉的类型,锅,炉,锅炉本体,辅助设备,锅炉机组

2、,电站煤粉锅炉机组框图,1/2,亚临界参数自然循环燃煤锅炉,2/2,1-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,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、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,煤、风、烟系统,1

3、/2,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 汽轮机调节级,汽、水 系 统,2/2,锅 炉 参 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）,1/5,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

4、（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。,我国电站锅炉参数、容量系列,2/5,锅炉机组经济性指标,3/5,热效率（90%） 净效率 燃烧效率 式中 Q 1 锅炉有效利用热， kJ/kg； Q r 锅炉在单位时间内所消耗燃料的输入热量,kJ/kg； 锅炉机组自身所需的热量，kJ/kg； 锅炉机组自身电耗对应的热量，kJ/kg； 、 锅炉化学、机械未完全燃烧热损失，%,锅炉连续运行小时数（5000） 锅炉在两次检修之间的运行小时数,4/5,锅炉可用率（约90%） （总运行小时数 + 总备用小时数）/ 统计期间总小时数（一年）,锅炉的事故

5、率（约1%） 锅炉总事故停炉小时数/（总运行小时数 + 事故停炉小时数）,锅炉机组安全性指标,烟尘及有害气体排放标准,5/5,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、设备和运行费用降低； 但大机组可用率相对较低，综合考虑，单机容量稳定在500800MW,1/1,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 锅炉的可靠性涉及到设计、设备制造及安装、运行维护和生产管理等各个方面； 运行灵活性要求大

6、力发展中间负荷机组，适应电网调峰需要（低负荷，两班制运行）；提高机组的监控水平,煤的常规特性 煤的常规特性对锅炉工作的影响 煤的分类 燃料的燃烧计算 烟气分析 锅炉热平衡 习题,第二章 锅炉燃料及 热力辅助计算,煤的工业分析成分 水分(M)、灰分(A)、挥发分(V)、固定碳(FC),煤的组成特性,煤的元素分析成分 碳(C)、氢(H)、硫(S)、氧(0)、氮(N),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 挥发份 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

7、发出来,1/8,煤的成分基准,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） 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,2/8,煤成分基准间的换算,3/8,煤的发热量,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） 烟气中的水蒸汽在锅炉中一般不会凝结，形成水蒸汽所吸收的汽化潜热无法被利用，使煤的发热量降低，降低后的发热量称为低位发热量。低位发热量（燃料在锅炉中的实际发热量）小于高位发热

8、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）减去校正值确定（式2-10）,4/8,干燥基高、低位发热量之间的换算 式中 r水的汽化潜热，通常取r = 2510 kJ/kg,收到基高、低位发热量之间的换算,高、低发热量间的换算,5/8,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),6/8,发热量相关值,标准煤

9、 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,7/8,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 灰的变形温度 DT（原t1） 灰的软化温度 ST（原t2） 灰的流动温度 FT（原t3）,8/8,煤中V对锅炉工作的影响,挥发分 V

10、 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。 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,1/3,煤中M、A对锅炉工作的影响,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、q

11、6 增加，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,2/3,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,3/3,煤的分类,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（ Vd

12、af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 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,为实现能源的综合利用，考虑各种工艺（炼焦、燃烧、气化或液化等等） 对煤质的要求，每一类煤还要进一步划分为小类,1/5,电厂锅炉用煤分类,2/5,电厂锅炉用煤分类,3/5,煤的类型,4/5,无烟煤 碳化程度高，含碳量很高，达95%，杂质很

13、少，发热量很高,约为2500032500 kJ/kg； 挥发份很少，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,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,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

14、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,煤的类型,5/5,燃料的燃烧工况,理论工况 燃料在没有过剩空气的情况下完全燃烧 燃烧产物（烟气）组成成分 CO2、SO2、N2和H2O 理论烟气量,设计工况 实际送入的空气量大于理论空气量，以保证燃料完全燃烧 燃烧产物（烟气）组成成分 CO2、SO2、N2、H2O和剩余O2 实际烟气量 Vy,实际工况 实际送入的空气量大于理论空气量，仍为不完全燃烧 燃烧产物（烟气）组成成分 CO2、SO2、N2 、 H2O、剩余O2 和未完全燃 烧气体CO 实际烟气量 Vy,1/8,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,2/8,碳完全燃烧反应方程式 C + O2 CO2 12 kg C + 22