《锅炉基础知识及水泥余热发电锅炉性能》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锅炉基础知识及水泥余热发电锅炉性能（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、锅炉基础知识及水泥余热发电锅炉性能及结构特点第一章 锅炉基础知识一、基本知识1、热传递的三种基本方式：传导、对流、辐射传导：热量从高温物体传递到低温物体或者从物体的高温部分传递到 低温部分。对流：温度不同的各部分物体之间发生宏观相对运动而引起的热量传 递过程称为热对流。辐射：热量的传递是通过电磁波的方式进行，物体之间不直接接触。传热基本方程：Q=KFA t W式中：K传热系数F传热面积m2 t冷热物体表面温度之差C绝对黑体辐射力：E=o T4 W/ m2式中：O 斯蒂芬-波尔茨曼常数 数值为5.6697 X 10-8 W/ （m2.佥）T 物体表面绝对温度 K实际黑体辐射力：E弋o T4 W/
2、 m2式中：黑度在01之间2、换热器的类型通常将换热器分为表面式和混合式两种。表面式：冷热两种流体不直接接触，通过金属壁面来实现换热。 如电厂中的凝汽器、高、低压加热器等。按照冷热两种流体的流向， 表面式换热器又分为：顺流式、逆流式和混合式三种。顺流式是指热 流体的流动方向与冷流体的流动方向自进至出方向相同；方向相反时 则为逆流式；而部分方向相同，部分方向相反的称为混合式。在顺流 式热交换器中，首先是较高温度的热流体与较低温度的冷流体直接进 行热交换，因此管壁温度较低，在热流体温度较高时不容易烧坏。但 由于热流体的温度逐渐降低，冷流体的温度逐渐升高，两者之间的温 差越来越小，故传热效率较逆流式
3、要低。在一定温度下，要使两种型 式的表面换热器达到同样的目的，则顺流式要比逆流式的面积要大。 混合式兼有两者的优点。混合式：冷热两种流体直接接触，互相混合来实现换热。这种换 热器效率最高，但两种流体不容易分离。如电厂中的冷却塔、热力除 氧器等。二、锅炉及其分类锅炉也称蒸汽发生器，是利用燃料或工业生产中余热的热能，将 工质加热到一定温度和压力的换热设备。锅炉用途广泛，型式众多， 一般可按下列方法分类：1、按用途分类 电站锅炉：大多为大容量、高参数锅炉，火室燃烧，热效率高， 出口工质为过热蒸汽。工业锅炉：用于工业生产和采暖，大多为低压、低温、小容量锅炉，火床燃烧居多，热效率较低；出口工质为蒸汽的称
4、为蒸汽工业锅 炉，出口工质为热水的称为热水锅炉。船用锅炉：用作船舶动力，一般采用低、中参数，大多燃油。锅 炉体积小，重量轻。机车锅炉：用作机车动力，一般为小容量、低参数，火床燃烧， 以燃煤为主，锅炉结构紧凑，现已少用。注汽锅炉：用于油田对稠油的注汽热采，出口工质一般为高压湿 蒸汽。2、按结构分类 火管锅炉：烟气在火管内流过，可以制成小容量，低参数锅炉， 热效率较低，但结构简单，水质要求低，运行维修方便。水管锅炉：汽水在管内流过，可以制成小容量，低参数锅炉，也 可制成大容量、高参数锅炉。电站锅炉均为水管锅炉，热效率较高， 但对水质和运行水平的要求也较高。3、按循环方式分类 自然循环锅筒锅炉：具有
5、锅筒，利用下降管和上升管中工质密度 差产生工质循环，只能在临界压力以下应用。多次强制循环锅筒锅炉：也称辅助循环锅筒锅炉。具有锅筒和循 环泵，利用循环回路中的工质密度差和循环泵压力建立工质循环。只 能在临界压力以下应用。低倍率循环锅炉：具有汽水分离器和循环泵，主要靠循环泵建立 工质循环，可应用于亚临界压力和超临界压力，循环倍率低，一般为 1.25 2.0。直流锅炉：无锅筒，给水靠水泵压力，一次通过受热面产生蒸汽， 适用于高压和超临界压力锅炉。复合循环锅炉：具有再循环泵。锅炉负荷低时按再循环方式运行， 负荷高时按直流方式运行，可应用于亚临界压力和超临界压力。4、按锅炉出口工质压力分类低压锅炉 一般
6、压力小于 1.275MPa (13kgf/cm2 )中压锅炉 一般压力为 3.825MPa (39 kgf/cm2) 高压锅炉 一般压力为 9.8MPa (100 kgf/cm2 ) 超高压锅炉 一般压力为 13.73MPa (140 kgf/cm2 ) 亚临界压力锅炉 一般压力为 16.67MPa (170kgf/cm2 ) 超临界压力锅炉 压力大于 22.13MPa (225.65 kgf/cm2 )5、按燃烧方式分类 火床燃烧锅炉：主要用于工业锅炉，其中包括固定炉排炉、倒转 炉排抛煤机炉、振动炉排炉；下饲式炉排炉和往复推饲炉排炉等。燃 料主要在炉排上燃烧。火室燃烧锅炉：主要用于电站锅炉，
7、燃用液体燃料、气体燃料和 煤粉的锅炉均为火室燃烧锅炉。火室燃烧时，燃料主要在炉膛空间悬 浮燃烧。旋风(沸腾)炉：送入炉排的空气流速较高，使大粒燃煤在炉排 上面的沸腾床中翻腾燃烧，小粒燃煤随空气上升并燃烧。用于燃用劣 质燃料。多为工业锅炉，大型循环沸腾燃烧锅炉可用作电站锅炉。6、按所用燃料或能源分类固体燃料锅炉燃用煤等固体燃料。液体燃料锅炉燃用重油等液体燃料。气体燃料锅炉燃用天然气等气体燃料。余热锅炉利用冶金、石油化工等工业的余热作热源。原子能锅炉利用核反应堆所释放热能作为热源的蒸汽发生器。废料锅炉利用垃圾、树皮、废液等作为废料的锅炉。其他能源锅炉利用地热、太阳能等能源的蒸汽发生器或热水器。7、
8、按排渣方式分类固态排渣锅炉：燃料燃烧后生成的灰渣呈固态排出，是燃煤锅炉 的主要排渣方式。液态排渣锅炉：燃料燃烧后生成的灰渣呈液态从渣口流出，在裂 化箱的冷却水中裂化成小颗粒后排入水沟。8、按炉膛烟气压力分类负压锅炉 炉膛压力保持负压，有送、引风机，是燃煤锅炉主 要型式。微正压锅炉炉膛压力大于为25 kPa，不需引风机，宜于低氧燃烧。增压锅炉 炉膛压力大于0.3 MPa ，用于蒸汽燃气联合 循环。三、锅炉的参数与技术经济指标锅炉参数 锅炉参数一般指锅炉容量、蒸汽压力、蒸汽温度和给水温度。 工业蒸汽锅炉的容量用额定蒸发量表示。额定蒸发量表明锅炉在 额定蒸汽压力、蒸汽温度、规定的锅炉效率和给水温度下
9、，连续运行 时所必须保证的最大蒸发量，常以每小时能产生以吨计的蒸汽量来表 示，单位 t / h 。热水锅炉的容量用额定供量表示，单位为 kW （ kcal /h ） 。 电站锅炉的容量也用额定蒸发量表示，单位为 t / h 。 锅炉蒸汽压力和温度是指过热器主汽阀出口处的过热蒸汽压力 和过热蒸汽温度，对于无过热器的锅炉，用主汽阀出口处的饱和蒸汽 压力和温度表示。压力的单位为 MPa （ kgf /cm2 ），温度的单位 为C 。锅炉给水温度是指进省煤器的给水温度，对无省煤器的锅炉指进 锅炉锅筒的水温，单位为 C 。工业蒸汽锅炉的给水温度为20C、60C、105C三档。电站锅炉 的给水温度为（中压
10、）150C、170C、（高压）215C、（亚临界）260C。锅炉技术经济指标 锅炉的技术经济指标通常用锅炉热效率、锅炉成本及锅炉可靠性3 项来表示。优质锅炉应保证热效率高，成本低及运行可靠。1 、锅炉热效率 锅炉热效率是指送入锅炉的全部热量中被有效利用的百分数。现 代电站锅炉的热效率都在 90%以上。工业锅炉的热效率（包括热水锅炉）55%87%。2 、锅炉成本 锅炉成本一般用成本中的一个重要经济指标钢材消耗率表示。钢 材消耗率的定义为锅炉单位蒸发量所用的钢材重量，单位为 t/h 。 锅炉参数、循环方式、燃料种类及锅炉部件结构对钢材消耗率均有影 响。锅炉蒸汽参数高、容量小、燃煤、采用自然循环、采
11、用管式空气 预热器及钢柱构架可使钢材消耗率增大；参数低、容量大、采用直流 锅炉、燃油或燃气、采用回转式空气预热器及钢筋混凝土构架可使钢 材消耗率减小。工业锅炉的钢材消耗率在56吨钢材t / h左右；电站锅炉 的钢材消耗率一般在2.55吨钢材h / t范围内。在保证锅炉安 全、可靠、经济运行的基础上应合理降低钢材消耗率，尤其是耐热合 金钢材的消耗率。3、锅炉可靠性锅炉可靠性常用下列3 种指标来衡量。 （1）连续运行时间=两次检修之间的运行时间（用小时表示）。事故停用时间（2）事故率二X 100%运行总时间+事故停用时间运行总时间+备用总时间（ 3）可用率 = X 100% 统计时间总时间四、锅炉
12、型号1、 工业锅炉型号工业锅炉产品型号由三部分组成，各部分短横线相连。 第一部 分分三段，分别表示锅炉型号（用汉语拼音字母代号）、燃烧方式（用 汉语拼音字母代号）和蒸发量（用阿拉伯数字表示，单位为 t/h ； 热水火炉为供热量，单位为 MW ；余热锅炉以受热面表示，单位为 m2 ）。工业锅炉型号锅炉型式代号锅炉型式代号立式水管LS单锅筒纵置式DZ立式火管LH单锅筒横置式DH卧式内燃WN双锅筒横置式SH单锅筒立式DL双锅筒纵置式SZ燃烧方式代号燃烧方式代号燃烧方式代号固定炉排G（固）振动炉排Z（振活动首摇炉排H（活）下饲炉排A（下链条炉排L（链）往复推饲炉排W （往）抛煤机P（抛）快装式水管锅炉
13、在型号第一部分用K （快）代替锅筒数量代号。 快装纵横锅筒式锅炉用 KZ （快，纵）代号；快装强制循环锅炉用 KQ （快，强）代号。第二部分表示工质参数，对工业蒸汽锅炉，分额定蒸汽压力和额定蒸汽温度两段，中间以斜线相隔，常用单位分别为MPa和C、蒸汽温度为饱和温度时，型号第二部分无斜线和第二段。对热水锅炉，第二部分由三段组成，分别为额定压力、出水温度和进水温度 段与段之间用斜线隔开。第三部分表示燃料种类及设计次序，共两段：第一段表示燃料种 类（用汉语拼音字母代号），第二段表示设计次序（用阿拉伯数字表 示），原型设计无第二段。2 、电站锅炉型号 电站锅炉型号也由三部分组成。第一部分表示锅炉制造厂
14、代号； 第二部分表示锅炉参数；第三部分表示设计燃料代号及设计次序。第二章 水泥余热发电用锅炉在大型干法水泥生产线（2000t/d以上）上，通过设置在窑头的AQC 锅炉和窑尾的 PH 锅炉来回收篦冷机与预热器出口废气的余热进 行发电是水泥纯低温余热发电的主要方式。现就宁国一线中的这两类 川崎型锅炉的设计参数、结构型式及特点等加以说明。一、锅炉设计参数项目单位锅炉PHAQC废气入口温度C350360废气出口温度C25091废气流量Nms/h258550165300废气管道直径：入口33003700出口mm32002300旁路34002240蒸发量t/h19.311.8蒸汽压力kg/cm22626蒸
15、汽温度C330350给水温度C22357二、锅炉结构特点PH锅炉（附图一）该炉结构型式为卧式强制循环汽包炉，2 台强制循环泵（1 台 备用）。PH锅炉采用卧式布置的优点一是可以减少受热面积灰， 二是可以减少振打装置的数量，系统漏风量少。锅炉受热面包括 一组过热器和四组蒸发器，全部为蛇形悬吊光管。受热面中过热 器和第二、第四组蒸发器为逆流式，第一、第三组蒸发器为顺流 式，其中第一、二组蒸发器共用一个出口联箱，第三、四组蒸发 器共用一个出口联箱。在受热面中，蒸发器换热面积5702m2，传热 管共104X4根，规格（p31.8 Xt2.9；过热器换热面积1314m2, 传热管共80根，规格（p38.1 Xt3.2。为增强换热效果，管与管 之间采用错列布置。为减少
