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1、2锅炉原理锅炉原理课程简介课程简介一、课程的性质和任务一、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、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
2、程提供必要的专业知识。热工仪表等课程提供必要的专业知识。二、课程的教学内容二、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，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，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况，蒸汽净化，锅炉机组的布置及热各类型锅炉的水动力工况，蒸汽净化，锅炉机组的布置及热力计算方法等。力计算方法等。3锅炉原理锅炉原理课程简介课程简介三、考核形式三、考核形式 闭卷笔
3、试闭卷笔试四、教材与参考书目四、教材与参考书目1 1锅炉原理锅炉原理，樊泉桂主编，中国电力出版社，樊泉桂主编，中国电力出版社,2008;,2008;2 2电站锅炉原理电站锅炉原理，容銮恩等合编，中国电力出版社，容銮恩等合编，中国电力出版社,1997,1997；3 3锅炉原理锅炉原理（第二版），周强泰主编，中国电力出版社，（第二版），周强泰主编，中国电力出版社，20092009；4 4锅炉原理锅炉原理，陈学俊、陈听宽主编，机械工业出版社。，陈学俊、陈听宽主编，机械工业出版社。4v 锅炉机组的工作过程及组成锅炉机组的工作过程及组成v 锅炉机组的容量、参数锅炉机组的容量、参数v 锅炉的分类锅炉的分类
4、v 锅炉的主要型式锅炉的主要型式 第一章第一章 概述概述56冷空气冷空气烟气烟气烟气烟气烟气烟气烟囱烟囱引风机引风机除尘器除尘器空气预热器空气预热器细微灰粒细微灰粒（二次风）（二次风）灰渣沟灰渣沟原煤原煤排粉风机排粉风机（一次风）（一次风）烟气烟气烟气烟气给煤机给煤机磨煤机磨煤机燃烧器燃烧器炉膛炉膛水平烟道水平烟道尾部烟道尾部烟道原煤原煤风、粉风、粉风、粉风、粉未燃煤粒未燃煤粒灰渣灰渣灰渣灰渣灰渣灰渣灰渣沟灰渣沟排渣装置排渣装置冷灰斗冷灰斗未燃煤粒未燃煤粒未燃煤粒未燃煤粒锅炉的工作过程及系统锅炉的工作过程及系统煤、风、烟系统煤、风、烟系统7汽机主凝结水汽机主凝结水水水水水汽水混合物汽水混合物给
5、水泵给水泵省煤器省煤器汽包汽包汽水分离器汽水分离器化学补充水化学补充水汽水混合物汽水混合物下降管下降管下联箱下联箱水冷壁水冷壁上联箱上联箱导汽管导汽管水水水水水水汽水混合物汽水混合物汽水混合物汽水混合物饱和蒸汽饱和蒸汽过热蒸汽过热蒸汽过热器过热器汽轮机调节级汽轮机调节级锅炉的工作过程及系统锅炉的工作过程及系统汽汽 水水 系系 统统8锅锅炉炉锅炉本体锅炉本体辅助设备辅助设备锅炉机组锅炉机组锅炉的组成锅炉的组成送风机、引风机、燃料供应送风机、引风机、燃料供应及制备、除灰、除渣、测量及制备、除灰、除渣、测量与控制等与控制等锅炉的燃烧系统，用以完成煤的锅炉的燃烧系统，用以完成煤的燃烧过程。由炉膛、燃烧
6、器、烟燃烧过程。由炉膛、燃烧器、烟道、炉墙构架等非承压部件组成道、炉墙构架等非承压部件组成锅炉的汽水系统，用以完成水变锅炉的汽水系统，用以完成水变成蒸汽的吸热过程。由汽包、下成蒸汽的吸热过程。由汽包、下降管、联箱、导管及各热交换受降管、联箱、导管及各热交换受热面等承压部件组成热面等承压部件组成9额额定定蒸蒸发发量量（BRL-boilerratedload）在在额额定定蒸蒸汽汽参参数数，额额定定给给水水温温度度和和使使用用设设计计燃燃料料，保保证证热热效率效率时所规定的蒸发量，单位为时所规定的蒸发量，单位为t/ht/h（或（或kg/skg/s）注注：热热水水锅锅炉炉容容量量为为单单位位时时间间的
7、的产产热热量量。单单位位为为MWMW（或或万大卡万大卡/ /时）时） 最最大大连连续续蒸蒸发发量量（BMCR-boiler maximumcontinuousrating）在在额额定定蒸蒸汽汽参参数数，额额定定给给水水温温度度和和使使用用设设计计燃燃料料，长长期期连连续续运运行行所所能能达达到到的的最大蒸发量，单位为最大蒸发量，单位为t/ht/h（或（或kg/s kg/s ） 锅炉容量锅炉容量锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数10 在规定负荷范围内在规定负荷范围内长期连续运行长期连续运行应能保证的出应能保证的出口蒸汽参数。口蒸汽参数。 额定蒸汽压力额定蒸汽压力（对应规定的给水压力），单位（对应规
8、定的给水压力），单位是是MPaMPa； 额定蒸汽温度额定蒸汽温度（对应额定蒸汽压力和额定给水（对应额定蒸汽压力和额定给水温度），单位是温度），单位是0 0C C锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数额定蒸汽参数额定蒸汽参数11压力级别压力级别参参 数数锅炉容量锅炉容量BMCRBMCR（t/ht/h）发电功率发电功率（MWMW）蒸汽压力蒸汽压力（MPaMPa）蒸汽温度蒸汽温度（）给水温度给水温度（）中压中压3.93.94504501501501721723535，65651301306 6，12122525高压高压9.99.9540540205-225205-225220220，4104105050，
9、100100超高压超高压13.813.8540/540540/540220-250220-250420420，670670125125，200200亚临界亚临界16.8-18.616.8-18.6540/540540/540250-280250-2801025102520082008300300600600超临界超临界25-27.625-27.6545545545-545-605605605605267-302267-3021900-30331900-3033600600100010002525545/545545/545267-277267-2771650-26501650-26505005
10、00，800800锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数我国电站锅炉参数、容量系列我国电站锅炉参数、容量系列锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数机组功率机组功率300300300600600MWMWMWMWMWMW循环方式循环方式自然循环自然循环控制循环控制循环自然循环自然循环自然循环自然循环控制循环控制循环过热蒸汽流量过热蒸汽流量 MCR1025102510252026.82008再热蒸汽流量，再热蒸汽流量，t/h860834.8823.81704.21634过热蒸汽压力，过热蒸汽压力，MPa18.218.318.318.1918.22再
11、热蒸汽压力，再热蒸汽压力，MPa4/3.793.83/3.623.82/3.664.176/4.33.49/3.31锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数机组功率机组功率300300300600600MWMWMWMWMWMW过热蒸汽温度，过热蒸汽温度，540541540540.6540.6再热蒸汽温度，再热蒸汽温度，330/540322/541316/540313/540313.3/540.6给水温度，给水温度，276281278276278.33燃煤量，燃煤量，t/h136.61139.89122.6264.4269.9燃烧方式燃烧方
12、式四角燃烧四角燃烧四角燃烧四角燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧四角燃烧四角燃烧锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数超临界、超超临界直流锅炉参数超临界、超超临界直流锅炉参数机组功率，机组功率，MW600500800500过热蒸汽流量过热蒸汽流量 MCR1900165026501650再热蒸汽流量，再热蒸汽流量，t/h161314812151.51481过热蒸汽压力，过热蒸汽压力，MPa25.4252517.46再热蒸汽压力，再热蒸汽压力，MPa4.77/4.574.15/3.93.86/3.624.21/4过热蒸汽温度，过热蒸汽温度，541545545540锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数超临界
13、、超超临界直流锅炉参数超临界、超超临界直流锅炉参数机组功率，机组功率，MW600500800500再热蒸汽温度，再热蒸汽温度，338/566295/545283/545333/540给水温度，给水温度，286270277255燃煤量，燃煤量，t/h-208336.5-燃烧方式燃烧方式四角燃烧四角燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧水冷壁型式水冷壁型式螺旋管圈螺旋管圈垂直管屏垂直管屏垂直管屏垂直管屏垂直管屏垂直管屏锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数国外超临界参数机组的发展方向国外超临界参数机组的发展方向主蒸汽压力，主蒸汽压力，bar290305335400主蒸汽温度，主蒸汽温度，5
14、82582610700再热蒸汽压力，再热蒸汽压力，bar807493112再热蒸汽温度，再热蒸汽温度，580600630720循环热效率，循环热效率，%4749505255分类方式分类方式锅炉类型锅炉类型简要说明简要说明按出口工质按出口工质物态物态蒸汽锅炉蒸汽锅炉锅炉出口工质为蒸汽锅炉出口工质为蒸汽热水锅炉热水锅炉锅炉出口工质为热水锅炉出口工质为热水有机热载体炉有机热载体炉有机热载体（导热油）有机热载体（导热油）锅炉工质按锅炉工质按用途用途电站锅炉电站锅炉发电厂带动汽轮机发电发电厂带动汽轮机发电工业锅炉工业锅炉用于工业生产用于工业生产生活锅炉生活锅炉用于日常生活用于日常生活按锅炉的燃按锅炉的燃
15、烧方式烧方式火床炉火床炉采用火床燃烧方式采用火床燃烧方式室燃炉室燃炉采用火室燃烧方式采用火室燃烧方式流化床锅炉流化床锅炉采用流化床燃烧方式采用流化床燃烧方式旋风炉旋风炉采用旋风燃烧方式采用旋风燃烧方式锅炉的分类锅炉的分类18按燃料按燃料的种类的种类燃煤锅炉燃煤锅炉锅炉中使用的燃料为煤锅炉中使用的燃料为煤燃油锅炉燃油锅炉锅炉中使用的燃料为燃油锅炉中使用的燃料为燃油燃气锅炉燃气锅炉锅炉中使用的燃料为燃气锅炉中使用的燃料为燃气其他燃料其他燃料木材、垃圾木材、垃圾按工质按工质循环方循环方式式自然循环锅炉自然循环锅炉利用下降管与上升管之间的介质密度利用下降管与上升管之间的介质密度差建立循环。差建立循环。
16、控制循环锅炉控制循环锅炉主要依靠主要依靠锅水循环泵锅水循环泵的压头进行循环的压头进行循环直流锅炉直流锅炉给水靠给水泵的压头，给水靠给水泵的压头，一次一次通过锅炉通过锅炉各受热面产生蒸汽各受热面产生蒸汽低倍率复合循低倍率复合循环锅炉环锅炉依靠锅水循环泵将蒸发受热面出口的依靠锅水循环泵将蒸发受热面出口的全部或部分工质进行再循环的锅炉。全部或部分工质进行再循环的锅炉。分为：分为：全负荷复合循环锅炉和部分负全负荷复合循环锅炉和部分负荷复合循环锅炉荷复合循环锅炉锅炉的分类锅炉的分类19锅炉的分类锅炉的分类1 1给水泵给水泵2 2省煤器省煤器3 3汽包汽包4 4下降管下降管5 5联箱联箱6 6蒸发受蒸发受
17、热面热面7 7过热器过热器8 8循环泵循环泵9 9节流圈节流圈 20分类方式分类方式锅炉类型锅炉类型简要说明简要说明按燃烧室按燃烧室内的压力内的压力负压燃烧锅炉负压燃烧锅炉炉膛出口烟气静压小于大气压力炉膛出口烟气静压小于大气压力压力（和微正压力（和微正压）燃烧锅炉压）燃烧锅炉炉膛出口烟气静压大于大气压力炉膛出口烟气静压大于大气压力按排渣方按排渣方式式固态排渣锅炉固态排渣锅炉燃料燃烧后生成的灰渣呈固态排除燃料燃烧后生成的灰渣呈固态排除液态排渣锅炉液态排渣锅炉燃料燃烧后生成的灰渣呈液态从渣燃料燃烧后生成的灰渣呈液态从渣口流除口流除按锅炉的按锅炉的蒸汽压力蒸汽压力低压锅炉低压锅炉不大于不大于2.45
18、MPa 2.45MPa 中压锅炉中压锅炉2.94-4.90 MPa 2.94-4.90 MPa 高压锅炉高压锅炉7.84-10.8 MPa 7.84-10.8 MPa 超高压锅炉超高压锅炉11.8-14.7 MPa 11.8-14.7 MPa 亚临界锅炉亚临界锅炉15.7-19.6 MPa 15.7-19.6 MPa 超临界锅炉超临界锅炉绝对压力超过临界压力绝对压力超过临界压力22.1 MPa 22.1 MPa 锅炉的分类锅炉的分类21锅炉的分类锅炉的分类当压力升高到当压力升高到22.1MPa22.1MPa时，时，t t373.99373.99，如图中，如图中C C点点所示。此时饱和水和饱和所
19、示。此时饱和水和饱和蒸汽已不再有分别，此点蒸汽已不再有分别，此点称为水的临界点，其压力，称为水的临界点，其压力，温度和比容分别称为临界温度和比容分别称为临界压力，临界温度和临界比压力，临界温度和临界比容。容。水定压汽化过程的水定压汽化过程的T-sT-s图图当温度大于临界温度时，不论压力多大，再也不能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。使蒸汽液化。哈锅哈锅330MW330MW亚临界自然循环锅炉亚临界自然循环锅炉亚临界自然循环锅炉亚临界自然循环锅炉 型号：型号：HG-1065/18.5-YM1HG-1065/18.5-YM1。亚临界参数、一次中间。亚临界参数、一次中间再热、紧身
20、封闭、自然循环汽包炉，采用平衡通风、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：宽直流燃烧器、四角切圆燃烧方式。炉膛断面尺寸：宽深深=14048=1404814019 mm14019 mm；炉架外形尺寸：宽；炉架外形尺寸：宽深深=35600=3560044500 mm44500 mm。过热蒸汽出口温度。过热蒸汽出口温度543543，压力，压力18.5Mpa18.5Mpa；再热蒸汽进口；再热蒸汽进口/ /出口蒸汽压力出口蒸汽压力4.53/4.3MPa4.53/4.3MPa，进口进口/ /出口蒸汽温度出口蒸汽温度345.83/543345.83/543
21、；锅炉最大连续蒸发；锅炉最大连续蒸发量量1065t/h1065t/h。23锅炉汽水流程省煤器水平低过省煤器悬吊管汽包下水管前水冷壁侧水冷壁后水冷壁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东锅1000MW1000MW超超临界直流锅炉超超临界直流锅炉超（超）临界直流锅炉超（超）临界直流锅炉超（超）临界直流锅炉超（超）临界直流锅炉1 1、试述电站燃煤锅炉的主要工作过程。、试述电站燃煤锅炉的主要工作过程。2 2、什么是最大连续蒸发量？、什么是最大连续蒸发量？300MW300MW机组和机组和600MW600MW机组对应的锅炉最大连续蒸发量是多机组对应的锅炉最大连续蒸发
22、量是多少？少？3 3、自学第、自学第4 4、5 5节的内容，了解各种亚临界和节的内容，了解各种亚临界和超临界锅炉的主要特点和组成。超临界锅炉的主要特点和组成。复习思考题复习思考题第二章第二章 燃料及其燃烧特性燃料及其燃烧特性v 电站锅炉燃料电站锅炉燃料v 煤的常规特性煤的常规特性v 煤的常规特性对锅炉工作的影响煤的常规特性对锅炉工作的影响v 煤的分类煤的分类v 燃油和燃气的特性燃油和燃气的特性v 习题习题29 燃料分类燃料分类 在在自自然然界界所所处处的的状状态态：固固体体（煤煤）；液液体体（原原油、重油和渣油）；气体（煤气和天然气）油、重油和渣油）；气体（煤气和天然气） 获获得得方方法法：天
23、天然然燃燃料料（未未加加工工）；人人工工燃燃料料（木炭、焦炭和石油制品）（木炭、焦炭和石油制品） 用用途途：工工艺艺燃燃料料（炼炼焦焦、锻锻造造和和化化工工，焦焦结结性性好，杂质少）；动力燃料好，杂质少）；动力燃料电站锅炉燃料电站锅炉燃料通过燃烧释放热能的可燃物质通过燃烧释放热能的可燃物质30 可可燃燃元元素素 C C（固固定定碳碳和和挥挥发发分分中中的的C C）、H H、S S（可燃硫（可燃硫 和硫酸盐硫和硫酸盐硫 ） 不可燃元素（内部杂质）不可燃元素（内部杂质） O O、N N 不可燃成分（外部杂质）不可燃成分（外部杂质） M M（内、外）、（内、外）、A A 可燃气体可燃气体 挥发分挥发
24、分 煤的常规特性煤的常规特性煤中的氢、氧、氮、硫煤中的氢、氧、氮、硫与部分碳所组成的有机与部分碳所组成的有机化合物加热后分解化合物加热后分解, ,形成形成气体挥发出来气体挥发出来 煤的元素煤的元素 分析成分分析成分碳碳(C)(C)、氢、氢(H)(H)、氧、氧(0)(0)、氮、氮(N)(N)、硫、硫(S) (S) 水分水分(M)(M)、灰分、灰分(A)(A) 煤的工业煤的工业 分析成分分析成分水分水分(M)(M)、挥发分、挥发分(V)(V)、灰分、灰分(A)(A)、固定碳固定碳(FC)(FC)煤的元素分析与工业分析煤的元素分析与工业分析31 收到基（收到基（arar） （原应用基（原应用基y y
25、） 以以入入炉炉煤煤（包包括括煤煤的的全全部部成成分分）为为基基准准 空气干燥基（空气干燥基（adad）（原分析基（原分析基f f） 以风干状态煤（除外部水分）为基准以风干状态煤（除外部水分）为基准 干燥基（干燥基（d d） （原干燥基（原干燥基g g） 以去掉全部水分煤为基准以去掉全部水分煤为基准 干燥无灰基（干燥无灰基（dafdaf）（原可燃基（原可燃基r r） 以去掉全部水分及灰分煤为基准以去掉全部水分及灰分煤为基准煤的常规特性煤的常规特性煤的成分计算基准煤的成分计算基准32例题例题: :已知已知MarMar、Mad,Mad,试将空气干燥基的各种成分试将空气干燥基的各种成分换算成收到基。
26、即推导换算系数换算成收到基。即推导换算系数K K。煤的常规特性煤的常规特性煤成分基准间的换算煤成分基准间的换算33例题例题 解：同种燃料去除全部水分其干燥基成分不变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可以分别用收到基和空气干燥基表示干燥基基, ,也就是说用干燥基将收到基和空气干燥基联系也就是说用干燥基将收到基和空气干燥基联系起来。起来。煤的常规特性煤的常规特性34例题例题 即即煤的常规特性煤的常规特性对于水分对于水分: : 不同基准之间的换算公式：不同基准之间的换算公式：X = KXX = KX0 0 式中式中 X X0 0 、 X X 某成分原基准及新基
27、准质量百某成分原基准及新基准质量百分比，分比，% % K K 换算系数（见表换算系数（见表2-12-1）煤成分基准间的换算煤成分基准间的换算煤的常规特性煤的常规特性36 煤煤的的发发热热量量（kJ/kg) kJ/kg) 单单位位质质量量的的煤煤完完全全燃燃烧烧时所释放的热量时所释放的热量 低低位位发发热热量量（Q Qnetnet） 高高位位发发热热量量减减去去水水蒸蒸气气凝凝结结放放出出的的汽汽化化潜潜热热后后，称称为为低低位位发发热热量量（燃燃料料在在锅锅炉炉中的实际发热量）。中的实际发热量）。 高高位位发发热热量量(Q(Qgrgr) ) 煤煤的的理理论论发发热热量量。由由实实验验测测得得的
28、的弹弹筒筒发发热热量量（Q Qb b）减减去去硫硫和和氮氮生生成成酸酸的的校校正正值值确定（式确定（式2-92-9）煤的常规特性煤的常规特性煤的发热量煤的发热量37氧弹式量热计氧弹式量热计 煤的常规特性煤的常规特性38 干燥基干燥基高、低位发热量之间的换算高、低位发热量之间的换算 收到基收到基高、低位发热量之间的换算高、低位发热量之间的换算 高、低位发热量间的换算高、低位发热量间的换算煤的常规特性煤的常规特性39 高高位位发发热热量量(Q(Qgrgr) )各各基基准准间间的的换换算算采采用用表表（2 21 1）换算系数）换算系数低位发热量低位发热量(Q(Qnetnet) )各基准间的换算分三步
29、进行各基准间的换算分三步进行1.1.已知基准的已知基准的 Q Qnet net 已知基准的已知基准的 Q Qgr gr 2.2.已知基准的已知基准的 Q Qgr gr 所求基准的所求基准的 Q Qgr gr 3.3.所求基准的所求基准的 Q Qgr gr 所求基准的所求基准的 Q Qnet net 发热量各基准间的换算发热量各基准间的换算煤的常规特性煤的常规特性 折算成分折算成分 相对于每相对于每4187 kJ/kg4187 kJ/kg收到基低位发热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算水分、折算灰分和
30、折算硫分 煤的常规特性煤的常规特性相关概念相关概念 标准煤标准煤 收到基低位发热量为收到基低位发热量为29310 kJ/kg29310 kJ/kg的的燃料为标准煤燃料为标准煤 标准煤耗量标准煤耗量 式中式中 、 分别为标准煤耗量与实际煤耗量分别为标准煤耗量与实际煤耗量 相关概念相关概念煤的常规特性煤的常规特性 高温下煤灰的熔融性高温下煤灰的熔融性 用灰熔点表示，煤灰的角锥法确定用灰熔点表示，煤灰的角锥法确定 变形温度变形温度 DTDT（原（原t t1 1） 软化温度软化温度 STST（原（原t t2 2） 流动温度流动温度 FTFT（原（原t t3 3） 温度间隔温度间隔200-400200-
31、400，称为长渣，称为长渣 温度间隔温度间隔100-200100-200，称为短渣，称为短渣判断锅炉运行中是否会结渣的主要因素之一。判断锅炉运行中是否会结渣的主要因素之一。煤灰的熔融特性煤灰的熔融特性煤的常规特性煤的常规特性43 影响因素影响因素 煤灰的化学组成煤灰的化学组成 煤灰中酸性氧化物（煤灰中酸性氧化物（SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3等）使灰熔点提高；等）使灰熔点提高；碱性氧化物（碱性氧化物（FeFe2 2O O3 3、CaOCaO、MgOMgO等）使灰熔点降低等）使灰熔点降低 煤灰周围高温介质的性质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，氧化
32、性介质中，灰熔点较高；弱还原性介质中，灰熔点较低灰熔点较低 煤灰的熔融特性煤灰的熔融特性煤的常规特性煤的常规特性44 结渣结渣 定义：炉内软化或熔化的灰粒碰撞并粘附在水冷定义：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。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煤灰结渣性的常规判别准则 弱还原性气氛下的软化温度弱还原性气氛下的软化温度STST 煤灰成分比例：碱酸比，硅铝比，硅比，铁钙比煤灰成分比例：碱酸比，硅铝比，硅比，铁钙比炉内灰的沉积一般可分为炉内灰的沉积一般可分为结渣和沾污结渣和沾污煤灰的结渣和积灰特性煤灰的结渣和积灰特性煤的常规特性煤的常规特性45 沾污
33、沾污 定义：煤灰中挥发物质在受热面表面凝结并定义：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。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沾污性的常规判别准则 煤灰成分沾污指数煤灰成分沾污指数 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灰的结渣和积灰特性煤的常规特性煤的常规特性46 挥发分挥发分 V V V V的含量代表了煤的地质年龄，的含量代表了煤的地质年龄，地质年龄越短，煤的碳化程地质年龄越短，煤的碳化程度越浅度越浅,V,V含量越多含量越多煤中煤中V V对锅炉工作的影响对锅炉工作的影响煤的常规特性对锅炉工作的影响
34、煤的常规特性对锅炉工作的影响 V V含量越多（含量越多（C C含量越少），含量越少），V V中含中含O O量亦多，其中的可燃量亦多，其中的可燃 成分相应减少，这时，煤的热值低成分相应减少，这时，煤的热值低 V V含量越多，煤的着火温度低，易着火燃烧含量越多，煤的着火温度低，易着火燃烧 V V 多，多，V V着火燃烧造成高温，有利于碳的着火、燃烧着火燃烧造成高温，有利于碳的着火、燃烧 V V 多，多，V V挥发使煤的孔隙多，反应表面积大，反应速度加快挥发使煤的孔隙多，反应表面积大，反应速度加快 V V 多，煤中难燃的固定碳含量少，煤易于燃尽多，煤中难燃的固定碳含量少，煤易于燃尽 水分水分M M、
35、灰分、灰分A A M M、A A 高，煤中可燃成分相对减少，煤的热值低高，煤中可燃成分相对减少，煤的热值低 M M、A A 高，高，M M 蒸发、蒸发、A A熔融均要吸热，炉膛温度降低熔融均要吸热，炉膛温度降低 M M、A A 高，增加着火热或包裹碳粒，使煤着火、燃烧高，增加着火热或包裹碳粒，使煤着火、燃烧与燃尽困难；与燃尽困难； M M、A A 高，高，q q2 2、q q3 3、q q4 4、q q6 6 增加，热效率下降增加，热效率下降 M M、A A 高，过热器易超温高，过热器易超温 M M、A A 高，受热面腐蚀、堵灰、结渣及磨损加重高，受热面腐蚀、堵灰、结渣及磨损加重 M M、A
36、A 高，煤粉制备困难或增加能耗高，煤粉制备困难或增加能耗 煤中煤中M M、A A对锅炉工作的影响对锅炉工作的影响煤的常规特性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（灰熔点（STST） 灰分在熔融状态下粘结在锅炉受热面上造成结渣，危及锅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。炉运行的安全性和经济性。 对于固态排渣炉，对于固态排渣炉， ST 1350ST6.56.59 921.021.0贫煤贫煤 低挥发份煤低挥发份煤99191918.518.5烟煤烟煤 中挥发份煤中挥发份煤 高挥发份煤高挥发份煤191927272727404016.516.515.5
37、15.5褐煤褐煤 超高挥发份超高挥发份 煤煤404011.511.5煤的分类煤的分类电厂锅炉用煤分类电厂锅炉用煤分类大类别大类别 小类别小类别分分 类类 指指 标标挥发份挥发份V Vdafdaf(%)(%)灰灰 分分 (%)(%)水水 分分 (%)(%)硫硫 分分 (%)(%)发热量发热量Q Qar,netar,net(MJ/kg)(MJ/kg)灰灰熔熔融融特性特性ST(ST(0 0C)C)低质煤低质煤 低发热低发热 量煤量煤 超高灰分煤超高灰分煤 超高水分煤超高水分煤 高硫煤高硫煤 易结渣煤易结渣煤99991919191927272727404040404040404046464040121
38、23312.512.521.021.018.518.516.516.515.515.511.511.5135011、完全燃烧：、完全燃烧：O O2 2 0 0；CO=0CO=0 燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算燃烧产生的烟气量燃烧产生的烟气量 实际烟气量实际烟气量 11、不完全燃烧：、不完全燃烧：O O2 2 0 0；CO CO 0 0 燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算燃烧产生的烟气量燃烧产生的烟气量 1kg C + 1kg C + 1.866 Nm3 O1.866 Nm3 O2 2 1.866 Nm3 CO1.866 Nm3 CO2 2 1kg C + 1kg C + 0.933 Nm30.933
39、Nm3 O O2 2 1.866 Nm3 CO1.866 Nm3 CO 75燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算不完全燃烧时烟气中氧的体积不完全燃烧时烟气中氧的体积76三原子气体、水蒸气的容积份额与分压力 1)1)容积份额 2)2)分压力 飞灰浓度：每千克烟气中的飞灰质量。飞灰浓度：每千克烟气中的飞灰质量。 烟气携带出炉膛的飞灰占总灰分的质量份额。烟气携带出炉膛的飞灰占总灰分的质量份额。 烟气的质量烟气的质量: : m my y=1-Aar/100+(1+d=1-Aar/100+(1+dk k)V)V0 0 =1-Aar/100+(1+0.01)1.293V =1-Aar/100+(1+0.01)1.
40、293V0 0 =1-Aar/100+1.306V =1-Aar/100+1.306V0 0 燃料燃料 灰渣灰渣 炉膛空气炉膛空气燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算影响锅炉辐射换热的几个参数影响锅炉辐射换热的几个参数 烟气分析烟气分析是以是以1kg1kg燃料燃烧生成的干烟气容积为基燃料燃烧生成的干烟气容积为基础，采用奥氏烟气分析仪进行的。础，采用奥氏烟气分析仪进行的。 烟气分析烟气分析可得到可得到 在干烟气在干烟气V Vgygy中所占的容积百分比中所占的容积百分比烟气分析烟气分析烟气分析成分烟气分析成分78 工作原理工作原理: :利用不同的吸利用不同的吸收剂吸收不同的气体成分收剂吸收不同的气体成分
41、1 1瓶：氢氧化钾溶液瓶：氢氧化钾溶液KOHKOHRORO2 2 2 2瓶：焦性没食子酸溶液瓶：焦性没食子酸溶液C C6 6H H3 3(OH)(OH)3 3O O2 2、RORO2 2 3 3瓶：氯化亚铜氨溶液瓶：氯化亚铜氨溶液Cu(NHCu(NH3 3) )2 2ClClCOCO、O O2 2 分析步骤分析步骤: :依次吸收依次吸收 为什么分析成分是干烟气为什么分析成分是干烟气成分？成分？ 在实验压力下水蒸气在实验压力下水蒸气处于饱和状态处于饱和状态, ,成比例的被成比例的被吸收吸收烟气分析烟气分析奥氏烟气分析仪奥氏烟气分析仪奥氏烟气分析仪示意图奥氏烟气分析仪示意图1 1，2 2，3 3吸
42、收瓶；吸收瓶；4 4疏形瓶；疏形瓶；5 5，6 6，7 7旋塞；旋塞；8 8过滤器；过滤器；9 9三通旋塞；三通旋塞；1010量管；量管；1111平衡瓶（水准瓶）；平衡瓶（水准瓶）；1212水套管；水套管；1313，1414，1515缓冲瓶；缓冲瓶；1616抽气抽气 烟气容积烟气容积 干烟气容积干烟气容积烟气分析烟气分析干烟气容积的计算干烟气容积的计算 不完全燃烧方程式不完全燃烧方程式 式中式中 为燃料特性系数，其物理意义：燃料为燃料特性系数，其物理意义：燃料中的自由氢中的自由氢(H-0.125Oar)(H-0.125Oar)与与C C的比值。的比值。烟气分析烟气分析燃烧方程式燃烧方程式推导过
43、程推导过程81 =1 =1、且完全燃烧：、且完全燃烧：CO=0CO=0，O O2 2=0 =0 完全燃烧方程式：完全燃烧方程式： l l、且完全燃烧：、且完全燃烧： CO=0 CO=0 烟气分析烟气分析燃烧方程式燃烧方程式82 过量空气系数过量空气系数 完全燃烧且不计完全燃烧且不计烟气分析烟气分析运行中过量空气系数的确定运行中过量空气系数的确定 过量空气系数过量空气系数 不完全燃烧不完全燃烧推导过程推导过程推导过程推导过程83燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算不完全燃烧时的过量空气系数不完全燃烧时的过量空气系数84燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算不完全燃烧时的过量空气系数不完全燃烧时的过量空气系数85燃
44、料的燃烧计算燃料的燃烧计算完全燃烧时的过量空气系数完全燃烧时的过量空气系数86燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算完全燃烧时的过量空气系数完全燃烧时的过量空气系数87燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算燃烧方程式的推导燃烧方程式的推导88燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算燃烧方程式的推导燃烧方程式的推导89 空气和烟气的焓空气和烟气的焓 定压条件下，定压条件下，1kg1kg燃料燃燃料燃烧所需的空气或生成的烟气在从烧所需的空气或生成的烟气在从0 0（）加热到）加热到 （）时所需要的热量，单位为）时所需要的热量，单位为kJ/kgkJ/kg。空气和烟气的焓空气和烟气的焓空气的焓值空气的焓值 理论空气焓理论空气焓 实际空气
45、焓实际空气焓空气和烟气的焓空气和烟气的焓烟气的焓值烟气的焓值 理论烟气焓理论烟气焓 实际烟气焓实际烟气焓 飞灰焓飞灰焓91 烟气的焓值烟气的焓值 取决于取决于燃料种类、过量空气系数燃料种类、过量空气系数及烟气温度及烟气温度 由（由（ 、）查焓温表可很快确定烟气温度）查焓温表可很快确定烟气温度 ； 由（由（ 、）查表可很快确定烟气焓）查表可很快确定烟气焓 焓温表焓温表 对给定的燃料和各受热面前、后的过对给定的燃料和各受热面前、后的过量空气系数，计算出该受热面对应烟气温度范围量空气系数，计算出该受热面对应烟气温度范围内的烟气焓，制成的烟气焓温表。内的烟气焓，制成的烟气焓温表。 空气和烟气的焓空气和
46、烟气的焓焓焓 温温 表表 q qi i = Q = Qi i / Q / Qr r 100% 100% 式中式中 输入热量输入热量 Q Q1 1 有效利用热有效利用热 Q Q2 2 排烟热损失排烟热损失 Q Q3 3 气体未完全燃烧热损失气体未完全燃烧热损失 Q Q4 4 固体未完全燃烧热损失固体未完全燃烧热损失 Q Q5 5 散热损失散热损失 Q Q6 6 其他热损失其他热损失锅炉热平衡锅炉热平衡锅炉热平衡方程式锅炉热平衡方程式 对对于于燃燃煤煤锅锅炉炉，若若燃燃料料和和空空气气没没有有利利用用外外界界热热量进行预热，且燃煤水分满足量进行预热，且燃煤水分满足则则 式中式中 燃料的物理显热；燃
47、料的物理显热；外来热源加热空气时带入的热量；外来热源加热空气时带入的热量；雾化燃油所用蒸汽带入的热量雾化燃油所用蒸汽带入的热量锅炉热平衡锅炉热平衡锅炉输入热量锅炉输入热量 QrQr 燃燃煤煤锅锅炉炉主主要要热热损损之之一一，一一般般仅仅次次于于排排烟烟损失。损失。 V Vdafdaf小；（小；（M Marar、A Aar ar ）大，）大，q q4 4 大；大； R R9090大，大， q q4 4 大；大； 过大或过小，过大或过小，q q4 4 大大 煤粉在炉膛停留时间煤粉在炉膛停留时间过小，过小， q q4 4 大大 锅炉热平衡锅炉热平衡固体未完全燃烧热损失固体未完全燃烧热损失q4 设计时
48、：设计时：q q4 4根据煤种不同按推荐数据选取。根据煤种不同按推荐数据选取。 95 运行试验时运行试验时 灰灰平平衡衡：锅锅炉炉燃燃料料中中的的总总灰灰量量等等于于排排出出锅锅炉各种灰渣的总和炉各种灰渣的总和。 煤粉炉灰平衡方程为：煤粉炉灰平衡方程为：锅炉热平衡锅炉热平衡固体未完全燃烧热损失固体未完全燃烧热损失q496 锅炉热平衡锅炉热平衡气体未完全燃烧热损失气体未完全燃烧热损失q3 设计时设计时 q q3 3根据燃料种类和燃烧方式选取：煤粉炉根据燃料种类和燃烧方式选取：煤粉炉 q q3 3=0=0 最佳过量空气系数最佳过量空气系数 使使q q2 2+ q+ q3 3 + q + q4 4之
49、和最之和最小的过量空气系数。小的过量空气系数。 97式中式中 - - 排烟焓排烟焓, , 取决于取决于 与与 ，kJ/kgkJ/kg - - 进进入入锅锅炉炉的的冷冷空空气气焓焓, , kJ/kgkJ/kg，冷冷空空气气温温度度按按t tlklk=30=30计算。计算。 - - 排烟处过量空气系数排烟处过量空气系数 锅炉热平衡锅炉热平衡排烟热损失排烟热损失q q2 2 锅炉热损失中最大的一项，大中型锅炉正常运行锅炉热损失中最大的一项，大中型锅炉正常运行时的时的 q q2 2 约为约为4 48%8%。影响因素主要是。影响因素主要是排烟温度和排排烟温度和排烟容积。烟容积。 98锅炉热平衡锅炉热平衡
50、排烟热损失排烟热损失q q2 2 燃料性质（水分）燃料性质（水分） 受热面的积灰、结渣或结垢受热面的积灰、结渣或结垢 影响因素影响因素 排排烟烟温温度度 由由q q2 2、受受热热面面低低温温腐腐蚀蚀及及金金属属耗耗量量综合确定，电站锅炉综合确定，电站锅炉 约在约在110110160160之间。之间。 取决于取决于 及烟道漏风及烟道漏风，后者同时影响，后者同时影响 99额定容量下锅炉的散热损失额定容量下锅炉的散热损失 额额定定负负荷荷下下的的散散热热损损失失是是外外部部冷冷却却损损失失，可根据锅炉尾部受热面的布置查图确定可根据锅炉尾部受热面的布置查图确定 q q5 5 与与锅锅炉炉运运行行负负
51、荷荷近似成反比变化近似成反比变化锅炉热平衡锅炉热平衡散热损失散热损失q q5 5 对固态排渣煤粉炉，当燃煤的折算灰分小于对固态排渣煤粉炉，当燃煤的折算灰分小于10%10%时，可忽略该项损失。时，可忽略该项损失。 1kg1kg渣在温度为渣在温度为时的焓，可查表时的焓，可查表3-13-1，kJ/kgkJ/kg。对固态排渣炉，灰渣温度取。对固态排渣炉，灰渣温度取600600。锅炉热平衡锅炉热平衡灰渣物理热损失灰渣物理热损失q q6 6锅炉有效利用热锅炉有效利用热 Q Q1 1 式中式中 Q Q 工质总吸热量，工质总吸热量， kJ/ skJ/ s B B 燃料消耗量，燃料消耗量， kg/s kg/s
52、空气在空气预热器中吸收的热量又返回炉膛，属空气在空气预热器中吸收的热量又返回炉膛，属锅炉内部热量循环，锅炉热平衡中不予考虑。锅炉内部热量循环，锅炉热平衡中不予考虑。锅炉热平衡锅炉热平衡102 热效率热效率 正平衡正平衡 反平衡反平衡 燃料消耗量燃料消耗量 计算燃料消耗量计算燃料消耗量锅炉热平衡锅炉热平衡热效率热效率glgl与燃料消耗量与燃料消耗量 B B锅炉热平衡锅炉热平衡锅炉机组的热平衡试验锅炉机组的热平衡试验 目的目的 确定锅炉机组热效率；确定锅炉机组热效率； 确定锅炉机组各项热损失的大小；确定锅炉机组各项热损失的大小； 确定过量空气系数、排烟温度、过热蒸汽确定过量空气系数、排烟温度、过热
53、蒸汽温度等参数与锅炉负荷的关系。温度等参数与锅炉负荷的关系。 方法方法 （1 1）正平衡法；）正平衡法； （2 2）反平衡法）反平衡法104锅炉热平衡锅炉热平衡锅炉机组净效率锅炉机组净效率式中式中 Q Qfyfy锅炉机组自身所需的热量，锅炉机组自身所需的热量，kJ/kgkJ/kg； P P锅炉机组自身电耗，锅炉机组自身电耗，kWkW； b b电厂发电标准煤耗，电厂发电标准煤耗，kg/(kwkg/(kwh)h)。考虑了锅炉机组自身需用的热耗和电耗后的效率考虑了锅炉机组自身需用的热耗和电耗后的效率1057. 7. 某锅炉燃用无烟煤，计算得到完全燃烧所需理论空气量某锅炉燃用无烟煤，计算得到完全燃烧所
54、需理论空气量V V0 0为为5.81Nm5.81Nm3 3/kg/kg，实测得到炉膛出口过剩氧量，实测得到炉膛出口过剩氧量O O2 2为为4.8464.846（% %），如果炉膛），如果炉膛的漏风系数的漏风系数 为为0.050.05，此时供给炉膛的实际空气量是多少？，此时供给炉膛的实际空气量是多少？l D D作业作业5. 5. 已知已知Vy=VgyVy=Vgy , ,试推导试推导Vy= VVy= V0 0y y1.0161(1.0161(1) V1) V0 0。6. 6. 如果碳是唯一可燃元素，燃料完全燃烧，测得如果碳是唯一可燃元素，燃料完全燃烧，测得=1=1，问烟气分析，问烟气分析 的结果是
55、什么（干烟气中各种成分的含量）？的结果是什么（干烟气中各种成分的含量）？4. 4. 某锅炉燃用煤种的收到基成分为：某锅炉燃用煤种的收到基成分为：Car=59.6%Car=59.6%；Har=2.0%Har=2.0%； Sar=0.5%Sar=0.5%； Oar=0.8%Oar=0.8%；Nar=0.8%Nar=0.8%；Aar=26.3%Aar=26.3%； Mar=10.0%Mar=10.0%； Q=22186kJ/kgQ=22186kJ/kg烟气中的飞灰份额烟气中的飞灰份额a afhfh=95%=95%计算：计算：1 1）V V0 0 2 2） 及及=1.45=1.45时的时的Vy Vy
56、3 3）=1.45=1.45，=300=300时的时的IyIy第四章第四章 煤粉制备及系统煤粉制备及系统v 煤粉特性煤粉特性v 磨煤机磨煤机v 制粉系统制粉系统107较好的流动性：较好的流动性：气力输送，也易泄漏污染环境气力输送，也易泄漏污染环境自燃与爆炸性：自燃与爆炸性： 影响爆炸的因素：煤粉性质（水分、影响爆炸的因素：煤粉性质（水分、挥发分挥发分、细度）、煤粉浓度、风粉混合温度细度）、煤粉浓度、风粉混合温度堆积特性：堆积特性：自然压紧的煤粉表观堆积密度自然压紧的煤粉表观堆积密度 700 kg/m700 kg/m3 3煤粉特性煤粉特性煤粉的一般特性煤粉的一般特性108煤粉特性煤粉特性煤粉的一
57、般特性煤粉的一般特性109 水分的影响：水分的影响：对煤粉流动性与爆炸性有较大的影对煤粉流动性与爆炸性有较大的影响，运行中应严格控制响，运行中应严格控制磨煤机的出口工质温度、出磨煤机的出口工质温度、出口煤粉细度和出口煤粉水分。口煤粉细度和出口煤粉水分。煤粉特性煤粉特性煤粉的一般特性煤粉的一般特性 磨煤机出口煤粉水分磨煤机出口煤粉水分 烟煤：烟煤： 0.5-1.0M0.5-1.0Madad 无烟煤：无烟煤： M Madad 褐煤：褐煤： 8+M8+Madad110煤粉特性煤粉特性111 R Rx x 越小，则煤粉越细。电厂常用越小，则煤粉越细。电厂常用R R9090和和R R200200表示表示
58、煤粉细度。煤粉细度。煤粉特性煤粉特性煤粉细度煤粉细度 RxRxa a筛子上余质量；筛子上余质量；b b过筛质量；过筛质量；112 使锅炉机械不完全使锅炉机械不完全燃烧热损失、磨煤电燃烧热损失、磨煤电耗和金属磨损的总和耗和金属磨损的总和最小的煤粉细度。最小的煤粉细度。煤粉特性煤粉特性煤粉经济细度煤粉经济细度113R R200200 R R9090， n n为正值；为正值；R R9090一定时，一定时，n n值越大，则值越大，则R R200200越小，煤粉中过粗的煤粉较少；越小，煤粉中过粗的煤粉较少； R R200200一定时，一定时，n n值越大，则值越大，则R R9090越大，煤粉中过细的煤粉
59、较少。越大，煤粉中过细的煤粉较少。n n值值越越大大，煤煤粉粉中中过过粗粗和和过过细细的的煤煤粉粉均均较较少少，即即煤煤粉粉粒粒度度分分布布较均匀。较均匀。n n取决于磨煤机和粗粉分离器的型式，一般取取决于磨煤机和粗粉分离器的型式，一般取n = 0.8n = 0.81.21.2。 煤粉颗粒组成特性：煤粉颗粒组成特性：煤粉特性煤粉特性煤粉均匀性指数煤粉均匀性指数n n114 煤的可磨性系数表示煤煤的可磨性系数表示煤磨成一定细度的煤粉的难磨成一定细度的煤粉的难易程度。易程度。 煤粉特性煤粉特性煤的可磨性系数煤的可磨性系数 哈氏可磨性指数哈氏可磨性指数 哈德格罗夫（哈德格罗夫（HardgroveHa
60、rdgrove）法）法式式中中，D D7474- -通通过过孔孔径径为为74m74m的的筛子的煤粉量。筛子的煤粉量。 煤的磨损指数表示该煤种煤的磨损指数表示该煤种对磨煤机的研磨部件磨损的对磨煤机的研磨部件磨损的强烈程度。强烈程度。 电力行业标准电力行业标准DL465-92DL465-92煤煤的冲刷磨损指数试验方法的冲刷磨损指数试验方法：冲刷式磨损试验：冲刷式磨损试验： 煤粉特性煤粉特性煤的磨损指数煤的磨损指数 根据冲刷磨损指数根据冲刷磨损指数K Ke e大小可划大小可划分为轻微、不强、较强、很强和分为轻微、不强、较强、很强和极强。极强。 116 低速磨煤机：低速磨煤机：151525r/min2
61、5r/min，单进单出与双进双，单进单出与双进双出钢球磨出钢球磨 中速磨煤机：中速磨煤机：5050300r/min300r/min，MPSMPS、RPRP（或（或HPHP）与与MBFMBF中速磨煤机中速磨煤机 高速磨煤机：高速磨煤机：7507501500r/min1500r/min，风扇式磨煤机，风扇式磨煤机磨煤机磨煤机磨煤机的分类磨煤机的分类117 单单进进单单出出钢钢球球磨磨的的圆圆筒筒通通过过齿齿轮轮由由电电动动机机带带动动低低速速转转动动，燃燃料料和和干干燥燥剂剂（热热空空气气）从从一一端端进进入入圆圆筒筒，在在圆圆筒筒内内煤煤被被干干燥燥、打打碎碎并并研研磨磨成成粉粉，随随后被干燥剂
62、从另一端带出。后被干燥剂从另一端带出。磨煤机磨煤机单进单出钢球磨单进单出钢球磨( (低速磨低速磨) )118 带带热热风风空空心心管管：两两端端的的空空心心轴轴既既是是热热风风和和原原煤煤的的进进口口，又又是是煤煤粉粉气气流流混混合合物物的的出出口口。从从而而形形成成两两个个相相互互对对称称又又彼彼此此独独立立的的磨磨煤煤回回路。路。磨煤机磨煤机双进双出钢球磨双进双出钢球磨( (低速磨低速磨) )119双进双出钢球磨双进双出钢球磨120 不不带带热热风风空空心心管管：圆圆筒筒两两端端各各装装有有一一个个中中间间隔隔开开的的进进出出口口料料斗斗，一一个个进进原原煤煤和和热热风风，一一个个送送出出
63、气气粉混合物。粉混合物。磨煤机磨煤机双进双出钢球磨双进双出钢球磨( (低速磨低速磨) )121 n n 过过小小，筒筒内内钢钢球球与与煤煤靠靠与与筒筒壁壁的的摩摩擦擦力力带带上上去，形成一个斜面，然后沿斜面滑落去，形成一个斜面，然后沿斜面滑落 没有撞击作用，磨煤效果差。没有撞击作用，磨煤效果差。 n n 影响磨煤出力影响磨煤出力 和电耗和电耗 n n 过过大大，离离心心力力很很大大，球球与与煤煤随随筒筒壁壁一一同同旋旋转转，产生这种状态的最低转速称为临界转速产生这种状态的最低转速称为临界转速n nljlj 磨煤机磨煤机钢球磨筒体最佳转速钢球磨筒体最佳转速 n nzjzj n n 处处于于上上述
64、述两两者者之之间间，钢钢球球被被带带到到一一定定高高度度，沿沿抛抛物物线线落落下下，钢钢球球对对筒筒底底的的煤煤发发生生强强烈烈撞撞击击作作用用，辅以研磨辅以研磨磨煤机磨煤机钢球磨筒体最佳转速钢球磨筒体最佳转速 n nzjzj 磨煤作用最大时的转速称为最佳工作转速磨煤作用最大时的转速称为最佳工作转速n nzj zj ：前苏联（波浪形护甲）前苏联（波浪形护甲）n nzjzj = =（0.74-0.80.74-0.8）n nljlj引进的欧美磨煤机引进的欧美磨煤机 n nzjzj = =（0.72-0.90.72-0.9）n nljlj V Vtf tf 过过小小 筒筒内内风风速速过过小小，出出口
65、口端端钢钢球球能能量量没没有有被被充充分分利利用用，只只能能带带出出少少量量的的细细煤煤粉粉，磨磨煤煤出出力下降，单位磨煤电耗大力下降，单位磨煤电耗大 V Vtf tf 过过大大 筒筒内内风风速速过过大大，磨磨煤煤机机出出口口煤煤粉粉过过粗，粗粉分离器回粉量增大，通风电耗增大粗，粗粉分离器回粉量增大，通风电耗增大 V Vtf tf 直接影响燃料沿筒体长度的分布和磨煤出力直接影响燃料沿筒体长度的分布和磨煤出力磨煤机磨煤机钢球磨最佳通风量钢球磨最佳通风量 最最佳佳通通风风量量 磨磨煤煤和和通通风风电电耗耗之之和和最最小小时时的通风量的通风量 护护甲甲：护护甲甲的的形形状状对对钢钢球球的的提提升升高
66、高度度有有较较大大的的影响。影响。 随随着着护护甲甲的的磨磨损损，磨磨煤煤出出力力会会逐逐渐渐下下降降，磨磨煤煤电耗也逐渐增加。电耗也逐渐增加。 钢球充满系数钢球充满系数：钢球容积占筒体容积的百分数钢球容积占筒体容积的百分数（磨煤电耗最小的）最佳充满系数：（磨煤电耗最小的）最佳充满系数：磨煤机磨煤机影响钢球磨工作的其他因素影响钢球磨工作的其他因素阶梯式阶梯式波浪式波浪式齿式齿式125磨煤机磨煤机单进单出钢球磨的优缺点单进单出钢球磨的优缺点 优点优点 煤种适应性强煤种适应性强; ; 单机容量大单机容量大; ; 对杂质不敏感对杂质不敏感, , 可靠性高。可靠性高。 缺点缺点 单台金属消耗量单台金属
67、消耗量大大, ,电耗相对较大电耗相对较大; ; 噪音大，煤粉均噪音大，煤粉均匀性差匀性差 适用于带基本负荷，运行中保持最佳通风量，适用于带基本负荷，运行中保持最佳通风量，通过调整进口热风温度来满足煤粉的干燥出力，通过调整进口热风温度来满足煤粉的干燥出力，常用于中储式制粉系统。常用于中储式制粉系统。126磨煤机磨煤机双进双出钢球磨的特点双进双出钢球磨的特点 其其出出力力不不是是靠靠调调整整给给煤煤机机来来控控制制，而而是是靠靠调调整整一一次次风风量量控控制制。加加大大一一次次风风阀阀门门的的开开度度，风风量量及及带带出出的的煤煤粉粉流流量量同同时时增增加加，因因此此，在在任任何何负负荷荷下下，煤
68、煤粉粉浓浓度度变变化不大。化不大。 低低负负荷荷时时，通通过过增增加加旁旁通通风风量量，保保持持最最佳佳风风速速，防防止止煤煤粉粉沉沉积积，同同时时可可以以保保持持风风粉粉比比不不变变，出出力力稳稳定定；负负荷荷变变化化时时，既可全磨运行，也可半磨运行。既可全磨运行，也可半磨运行。127磨煤机磨煤机双进双出钢球磨的优点双进双出钢球磨的优点 保保持持了了钢钢球球磨磨煤煤种种适适应应性性强强等等所所有有优优点点，同同时时大大大大缩缩小小了了体体积积，降降低低了了磨磨煤煤机机的的能能耗耗，增增强强了了适适应应锅锅炉炉负负荷荷变变化化的的能能力力（响响应应快快，10s10s内内20%/min 20%/
69、min ；储粉量大，运行灵活）。；储粉量大，运行灵活）。128工工作作505000000 0小小时时后后的的研研磨磨区区护护瓦瓦129 进进/ /出出室室内内螺螺杆杆螺螺叶叶的的更更换换130 中中速速磨磨主主要要有有：MPSMPS型型、 MPFMPF型和型和RPRP（HPHP）碗型。）碗型。 结结构构分分三三部部分分：下下部部的的基基座座和和减减速速器器、中中部部的的磨磨煤煤机机本本体体和和上上部部的的分分离离器。器。磨煤机磨煤机中中 速速 磨磨131 工作过程：原煤工作过程：原煤经落煤管进入两经落煤管进入两组相对运动的碾磨件之间，在压紧组相对运动的碾磨件之间，在压紧力的作用下被挤压、研磨成
70、粉，被力的作用下被挤压、研磨成粉，被甩至四周风环处。甩至四周风环处。 热风热风经风环进入磨煤机，对煤粉经风环进入磨煤机，对煤粉进行干燥并将煤粉带入粗粉分离器进行干燥并将煤粉带入粗粉分离器进行分离，不合格的煤粉返回磨煤进行分离，不合格的煤粉返回磨煤机重磨，细粉则送出磨外机重磨，细粉则送出磨外磨煤机磨煤机中中 速速 磨磨 石子煤石子煤经风环的孔落入风室，由经风环的孔落入风室，由刮板刮入石子煤储箱。刮板刮入石子煤储箱。132共同点：圆弧形凹共同点：圆弧形凹槽滚道的磨盘，磨槽滚道的磨盘，磨辊辊120度均布，水平度均布，水平具有一定的摆动量具有一定的摆动量磨煤机磨煤机中中 速速 磨磨MPSMPS型磨煤机
71、型磨煤机MPFMPF型磨煤机型磨煤机区别：区别：MPFMPF型无磨辊型无磨辊上面的压力托架、弹上面的压力托架、弹簧和加载弹簧架，每簧和加载弹簧架，每个磨辊配有单独的加个磨辊配有单独的加压载荷装置压载荷装置133RP(HP)RP(HP)共同点：浅碗形磨共同点：浅碗形磨盘；三个独立的磨辊盘；三个独立的磨辊120120度均布度均布磨煤机磨煤机中中 速速 磨磨区别：传动装置和磨辊。区别：传动装置和磨辊。HPHP型磨煤机采用伞形齿轮，型磨煤机采用伞形齿轮，传动力矩大；磨辊长度小，传动力矩大；磨辊长度小，直径大，磨煤出力较大直径大，磨煤出力较大134优点：优点：启动迅速，调节灵活；磨煤电耗低；结启动迅速，
72、调节灵活；磨煤电耗低；结构紧凑；金属磨损量小。构紧凑；金属磨损量小。磨煤机磨煤机中中 速速 磨磨缺点：对杂质敏感；结构复杂；不能磨制磨损指缺点：对杂质敏感；结构复杂；不能磨制磨损指数高的煤种；要求水分低数高的煤种；要求水分低( (外在水分外在水分15%)15%)。135 高高速速磨磨由由叶叶轮轮、带带护护甲甲的的蜗蜗壳壳和和粗粗粉粉分分离离器器组组成成，装装有有冲冲击击板板的的叶叶轮轮由由电电动动机机带带动动高高速速旋旋转转。原原煤煤和和干干燥燥剂剂一一起起被被吸吸入入磨磨煤煤机机内内，煤煤被被转转动动的的冲冲击击板板打打碎碎，甩甩到到护护甲甲上上再再次次被被撞撞击击成成煤煤粉粉，在在风风机机
73、压压头头的的作作用用下下由由干干燥燥剂剂携带经粗粉分离器带出。携带经粗粉分离器带出。磨煤机磨煤机高高 速速 磨磨( (风扇磨风扇磨) )136 高高速速磨磨结结构构简简单单，金金属属耗耗量量小小，负负荷荷适适应应能能力力强强，特特别别适适宜宜磨磨水水分分高高的的煤煤种种；但但部部件件磨磨损损大大，不不宜宜磨磨制较硬的煤种。大多用于燃用褐煤的锅炉。制较硬的煤种。大多用于燃用褐煤的锅炉。磨煤机磨煤机高高 速速 磨磨( (风扇磨风扇磨) )137 正正压压系系统统：一一次次风风机机布布置置在在磨磨煤煤机机之之前前，系系统处于正压状态下工作统处于正压状态下工作 无漏风；叶片磨损小无漏风；叶片磨损小 煤
74、煤粉粉易易外外泄泄，系系统统需需设专门的密封风机设专门的密封风机4-4-磨煤机；磨煤机；11-11-热一次风机；热一次风机；19-19-密封风机密封风机 制粉系统制粉系统中速磨直吹式正压热一次风系统中速磨直吹式正压热一次风系统 直吹式制粉系统直吹式制粉系统有有正压正压和和负压负压系统；系统；正压系统正压系统又又有有热一次风热一次风和和冷一次风冷一次风系统系统138热热一一次次风风系系统统：配配置置二二分分仓仓回回转转式式空空预预器器。一一次次风风机机布布置置在在空空预预器器与与磨磨煤煤机机之之间间，输输送的是热空气送的是热空气 空空气气温温度度高高，比比容容大大，风风机机体体积积大大，电电耗耗
75、高高，易易发发生生高高温温侵侵蚀蚀，运运行行效效率率及及可可靠靠性低性低4-4-磨煤机；磨煤机；11-11-热一次风机；热一次风机；19-19-密封风机密封风机 制粉系统制粉系统中速磨直吹式正压热一次风系统中速磨直吹式正压热一次风系统139 冷一次风系统：冷一次风系统：配置三配置三分仓回转式空预器。一、分仓回转式空预器。一、二次风各自由单独风机输二次风各自由单独风机输送，风机处于空预器之前，送，风机处于空预器之前，输送干净的冷空气输送干净的冷空气 空气温度低，比容小，空气温度低，比容小，风机体积小，电耗低，效风机体积小，电耗低，效率高；高压头冷一次风机率高；高压头冷一次风机可兼作密封风机，简化
76、系可兼作密封风机，简化系统；热风温度不受一次风统；热风温度不受一次风机的限制，可满足磨制较机的限制，可满足磨制较高水分煤种的要求。高水分煤种的要求。 4-4-磨煤机；磨煤机；10-10-一次风机；一次风机；10-10-二次风机二次风机 制粉系统制粉系统中速磨直吹式正压冷一次风系统中速磨直吹式正压冷一次风系统制粉系统制粉系统双进双出磨煤机直吹式制粉系统双进双出磨煤机直吹式制粉系统整整体体布布置置141制粉系统制粉系统双进双出磨煤机直吹式制粉系统双进双出磨煤机直吹式制粉系统分分体体布布置置二介质：热风二介质：热风+ +高温炉烟高温炉烟适用于水分较高的褐煤，适用于水分较高的褐煤，采用热风掺炉烟作为干
77、燥剂采用热风掺炉烟作为干燥剂 制粉系统制粉系统高速磨直吹式系统高速磨直吹式系统三介质：热风三介质：热风+ +高、低温炉烟高、低温炉烟 钢球磨中储式制粉系统钢球磨中储式制粉系统有有热风送粉热风送粉和和乏气送粉乏气送粉两种两种 空气经空气经送风机送风机空预空预器器一次风机一次风机一次风一次风箱箱混合器混合器（热气与煤（热气与煤粉）粉）一次风喷口一次风喷口 乏气经乏气经细粉分离器细粉分离器排粉机排粉机乏气风箱乏气风箱三三次风喷口次风喷口 适用无烟煤、贫煤及适用无烟煤、贫煤及劣质煤劣质煤 制粉系统制粉系统钢球磨中储式热风送粉系统钢球磨中储式热风送粉系统144 乏气经乏气经细粉分离细粉分离器器排粉机排粉
78、机一次一次风箱风箱混合器混合器（乏（乏气与煤粉）气与煤粉） 一一次风喷口次风喷口 适用于烟煤等挥适用于烟煤等挥发分含量高的煤种发分含量高的煤种制粉系统制粉系统钢球磨中储式乏气送粉系统钢球磨中储式乏气送粉系统145 再循环管再循环管 将部分磨煤乏气从排粉风机后返回到磨煤将部分磨煤乏气从排粉风机后返回到磨煤机，然后再回到排粉风机进行循环机，然后再回到排粉风机进行循环 再循环风再循环风 温度低，既可以调节磨煤机入口干燥剂的温度低，既可以调节磨煤机入口干燥剂的温度，又能增加磨煤的通风量，并能兼顾燃烧所需一次风温度，又能增加磨煤的通风量，并能兼顾燃烧所需一次风的要求，从而协调磨煤、干燥和燃烧三方面所需的
79、风量的要求，从而协调磨煤、干燥和燃烧三方面所需的风量 燃用挥发分高而水分不大的烟煤燃用挥发分高而水分不大的烟煤 要求磨煤通风量大，要求磨煤通风量大，但干燥风量小或干燥剂温度低，出现磨煤、干燥和燃烧所但干燥风量小或干燥剂温度低，出现磨煤、干燥和燃烧所需风量的矛盾需风量的矛盾 运用再循环风，运用再循环风，既可降低磨煤机入口干燥剂的温度，增既可降低磨煤机入口干燥剂的温度，增加磨煤通风量，又能兼顾燃烧所需一次风的需要加磨煤通风量，又能兼顾燃烧所需一次风的需要制粉系统制粉系统钢球磨中储式系统再循环管钢球磨中储式系统再循环管 直直吹吹式式系系统统 系系统统简简单单、设设备备部部件件少少，管管路路短短、阻阻
80、力力小小，初初投投资资和和系系统统的的建建筑筑尺尺寸寸小小，输输粉粉电电耗耗较较小小；但但磨磨煤煤机机的的工工作作直直接接影影响响锅锅炉炉的的运运行行，锅锅炉炉机机组的可靠性相对低些组的可靠性相对低些 中中储储式式系系统统 设设有有煤煤粉粉仓仓，磨磨煤煤机机可可一一直直维维持持在在经经济济工工况况下下运运行行，磨磨煤煤机机的的工工作作对对锅锅炉炉影影响响较较小小，系系统统的的可可靠靠性性高高；但但系系统统复复杂杂、设设备备部部件件多多，初初投投资资及及运行费用高运行费用高制粉系统制粉系统两种制粉系统的比较两种制粉系统的比较147复习思考题复习思考题1.1.何谓煤粉细度？试述钢球磨中储式制粉系统
81、工质流程。何谓煤粉细度？试述钢球磨中储式制粉系统工质流程。2.2.试析影响钢球磨运行的因素。试析影响钢球磨运行的因素。3.3.直吹式制粉系统与中间仓储式制粉系统相比的优缺点？直吹式制粉系统与中间仓储式制粉系统相比的优缺点？ 4.4.煤粉经济细度的意义。煤粉经济细度的意义。 第六章第六章 燃烧设备和煤粉燃烧新技术燃烧设备和煤粉燃烧新技术 煤粉燃烧器煤粉燃烧器v 燃烧器的作用燃烧器的作用v 直流燃烧器直流燃烧器v 旋流燃烧器旋流燃烧器 W W型火焰燃烧技术型火焰燃烧技术v W W型火焰炉膛结构型火焰炉膛结构v W W型火焰燃烧技术的特型火焰燃烧技术的特点点 煤粉炉炉膛煤粉炉炉膛v 炉膛的要求炉膛的
82、要求v 评价炉膛结构的参数评价炉膛结构的参数 低负荷稳燃及低低负荷稳燃及低NOxNOx煤煤粉燃烧技术粉燃烧技术v 低负荷稳燃技术低负荷稳燃技术v 低低NOxNOx煤粉燃烧技术煤粉燃烧技术149 燃燃烧烧器器的的作作用用是是将将燃燃料料与与燃燃烧烧所所需需空空气气按按一定的比例、速度和混合方式经喷口送入炉膛一定的比例、速度和混合方式经喷口送入炉膛其主要作用为：其主要作用为： 向锅炉炉膛内输送燃料和空气；向锅炉炉膛内输送燃料和空气； 组织燃料和空气及时、充分地混合；组织燃料和空气及时、充分地混合； 保证燃料进入炉膛后尽快、稳定地着火，迅保证燃料进入炉膛后尽快、稳定地着火，迅速、完全地燃尽。速、完全
83、地燃尽。煤粉燃烧器煤粉燃烧器燃烧器的作用燃烧器的作用 一一次次风风 携携带带煤煤粉粉送送入入燃燃烧烧器器的的空空气气。主主要要作作用是输送煤粉和满足燃烧初期对氧气的需要用是输送煤粉和满足燃烧初期对氧气的需要 二次风二次风 待煤粉气流着火后再送入的空气。二待煤粉气流着火后再送入的空气。二次风补充煤粉继续燃烧所需要的空气，并起气流次风补充煤粉继续燃烧所需要的空气，并起气流的扰动和混合的作用的扰动和混合的作用 三次风三次风 对中间储仓式热风送粉系统，为充分利对中间储仓式热风送粉系统，为充分利用细粉分离器排出的含有用细粉分离器排出的含有10%10%15%15%细粉的乏气，由细粉的乏气，由单独的喷口送入
84、炉膛燃烧，这股乏气称为三次风单独的喷口送入炉膛燃烧，这股乏气称为三次风煤粉燃烧器煤粉燃烧器通过燃烧器的空气通过燃烧器的空气151 直流射流的主要特点：直流射流的主要特点： 沿流动方向的速度衰减比较慢沿流动方向的速度衰减比较慢 具有比较稳定的射流核心区具有比较稳定的射流核心区 一次风和二次风的后期混合比较强一次风和二次风的后期混合比较强直流燃烧器直流燃烧器直流燃烧器直流燃烧器 直直流流燃燃烧烧器器的的一一、二二、三三次次风风分分别别由由垂垂直直布布置置的的一一组组圆圆形形或或矩矩形形的的喷喷口口以以直直流流湍湍流流自自由由射射流流的的形形式式喷喷入入炉炉膛膛，根根据据燃燃煤煤特特性性不不同同，一
85、一、二二次次风风喷喷口口的排列方式可分为的排列方式可分为均等配风和分级配风。均等配风和分级配风。 均均等等配配风风燃燃烧烧器器一一、二二次次风风喷喷口口相相间间布布置置，即即在在二二个个一一次次风风喷喷口口之之间间均均等等布布置置一一个个或或二二个个二二次次风风喷喷口口，各各二二次次风风喷喷口口的的风风量量分分配较均匀配较均匀 均均等等配配风风燃燃烧烧器器一一、二二次次风风口口间间距距较较小小（80-160mm80-160mm），有有利利于于一一、二二次次风风的的较较早早混混合合，使使一一次次风风煤煤粉粉气气流流着着火火后后能能迅迅速速获获得得足足够的空气，达到完全燃烧够的空气，达到完全燃烧
86、均均等等配配风风适适用用于于燃燃用用高高挥挥发发分分煤煤种种，常称为常称为烟煤、褐煤型配风方式烟煤、褐煤型配风方式 直流燃烧器直流燃烧器均等配风直流燃烧器均等配风直流燃烧器 分分级级配配风风燃燃烧烧器器一一次次风风喷喷口口相相对对集集中中布布置置，并并靠靠近近燃燃烧烧器器的的下下部部，二二次次风风喷喷口口则则分分层层布布置置，一一、二二次次风风喷喷口口间间保保持持较较大大的的距距离离(160-350mm)(160-350mm)，燃燃烧烧所所需需要要的的二二次次风风分分阶阶段段送送入入燃燃烧烧的的煤煤粉粉气气流流中中，强强化化气气流的后期混合，流的后期混合，促使燃料燃烧与燃尽促使燃料燃烧与燃尽直
87、流燃烧器直流燃烧器分级配风直流燃烧器分级配风直流燃烧器 分分级级配配风风燃燃烧烧器器一一次次风风喷喷口口高高宽宽比比大大，卷卷吸吸量量大大；煤煤粉粉气气流流相相对对集集中中，火火焰焰中中心心温度高，有利于低挥发分煤的着火、燃烧温度高，有利于低挥发分煤的着火、燃烧 分分级级配配风风适适合合于于燃燃用用低低挥挥发发分分煤煤种种或或劣劣质烟煤，常称为质烟煤，常称为无烟煤、贫煤型配风方式无烟煤、贫煤型配风方式 直流燃烧器直流燃烧器分级配风直流燃烧器分级配风直流燃烧器 下二次风下二次风 防止煤粉离析，避免未燃烧的煤粉防止煤粉离析，避免未燃烧的煤粉直接落入灰斗；托住火焰不致过分下冲，避免冷直接落入灰斗；托
88、住火焰不致过分下冲，避免冷灰斗结渣，灰斗结渣，风量较小风量较小 中二次风中二次风 是均等配风方式煤粉燃烧阶段所需是均等配风方式煤粉燃烧阶段所需氧气和湍流扰动的主要风源，氧气和湍流扰动的主要风源，风量较大风量较大 上二次风上二次风 提供适量的空气保证煤粉燃尽，是提供适量的空气保证煤粉燃尽，是分级配风方式煤粉燃烧和燃尽的主要风源，分级配风方式煤粉燃烧和燃尽的主要风源，风量风量较大较大直流燃烧器直流燃烧器直流燃烧器各层二次风的作用直流燃烧器各层二次风的作用 燃尽风燃尽风 喷口位于整组燃烧器的最上部（三次喷口位于整组燃烧器的最上部（三次风喷口之上），送入剩余风喷口之上），送入剩余15%15%的空气，实
89、现富氧燃的空气，实现富氧燃烧，抑制燃烧区段温度，达到分级燃烧目的，有效烧，抑制燃烧区段温度，达到分级燃烧目的，有效减少炉内减少炉内NONOX X生成量，有利于燃料的燃尽生成量，有利于燃料的燃尽 周界风周界风 位于一次风喷口的四周，周界风的风位于一次风喷口的四周，周界风的风层薄；风量小；风速较高。可防止喷口烧坏，适应层薄；风量小；风速较高。可防止喷口烧坏，适应煤质的变化煤质的变化直流燃烧器直流燃烧器直流燃烧器各层二次风的作用直流燃烧器各层二次风的作用 夹心风夹心风 位于一次风喷口的中间，风速高于一位于一次风喷口的中间，风速高于一次风。补充火焰中心氧气；提高一次风射流刚性，次风。补充火焰中心氧气；
90、提高一次风射流刚性，防止偏斜，增强扰动；减小扩展角，减轻贴壁，防防止偏斜，增强扰动；减小扩展角，减轻贴壁，防止结渣；变煤种、变负荷时燃烧调整的手段之一止结渣；变煤种、变负荷时燃烧调整的手段之一 十字风十字风 燃烧褐煤，作用类似于夹心风燃烧褐煤，作用类似于夹心风直流燃烧器直流燃烧器直流燃烧器各层二次风的作用直流燃烧器各层二次风的作用 四角切圆燃烧方式直流四角切圆燃烧方式直流燃烧器的布置燃烧器的布置 炉膛四角或接近四角布炉膛四角或接近四角布置，四个角燃烧器出口气置，四个角燃烧器出口气流的轴线与炉膛中心的一流的轴线与炉膛中心的一个或两个假想圆相切，使个或两个假想圆相切，使气流在炉内强烈旋转。气流在炉
91、内强烈旋转。直流燃烧器直流燃烧器直流燃烧器四角布置切圆燃烧方式直流燃烧器四角布置切圆燃烧方式 切圆燃烧方式的特点切圆燃烧方式的特点 煤粉气流着火所需热量，煤粉气流着火所需热量，除依靠本身外边界卷吸烟气除依靠本身外边界卷吸烟气和接受炉膛辐射热以外，和接受炉膛辐射热以外，主主要是靠来自上游邻角正在剧要是靠来自上游邻角正在剧烈燃烧的火焰的冲击和加热，烈燃烧的火焰的冲击和加热，着火条件好着火条件好直流燃烧器直流燃烧器直流燃烧器四角布置切圆燃烧方式直流燃烧器四角布置切圆燃烧方式 火焰在炉内充满度较好，火焰在炉内充满度较好，燃烧后期气流扰动较强，燃烧后期气流扰动较强，有有利于燃尽，煤种适应性强利于燃尽，煤
92、种适应性强 风粉管布置复杂风粉管布置复杂直流燃烧器直流燃烧器直流燃烧器四角布置切圆燃烧方式直流燃烧器四角布置切圆燃烧方式直流燃烧器直流燃烧器直流燃烧器四角布置切圆燃烧方式直流燃烧器四角布置切圆燃烧方式 正四角布置：正四角布置：中小容量煤粉炉常采用。中小容量煤粉炉常采用。燃烧器喷口燃烧器喷口的几何轴线和炉膛两侧墙的夹角接近相等，射流两侧的几何轴线和炉膛两侧墙的夹角接近相等，射流两侧的的补气条件补气条件差异很小，气流向壁面的偏斜较小，因而差异很小，气流向壁面的偏斜较小，因而煤粉火炬的充满程度较好，热负荷较均匀。煤粉火炬的充满程度较好，热负荷较均匀。（a a）正四角布）正四角布置置（b b）正八角布
93、）正八角布置置（c c）大切角）大切角正四角布置正四角布置直流燃烧器直流燃烧器切圆燃烧方式直流燃烧器的布置切圆燃烧方式直流燃烧器的布置（a a）正四角布）正四角布置置（b b）正八角布）正八角布置置（c c）大切角）大切角正四角布置正四角布置 大切角正四角布置：大切角正四角布置：大容量锅炉常采用。大容量锅炉常采用。除具有除具有正四角布置的特点正四角布置的特点外，还可形成外，还可形成切角形水冷壁切角形水冷壁。既。既可增大燃烧器喷口两侧的空间，使两侧补气条件差可增大燃烧器喷口两侧的空间，使两侧补气条件差异更小，射流不易偏斜；切角水冷壁形成燃烧器的异更小，射流不易偏斜；切角水冷壁形成燃烧器的水冷套，
94、保护喷口不易被烧坏。水冷套，保护喷口不易被烧坏。直流燃烧器直流燃烧器切圆燃烧方式直流燃烧器的布置切圆燃烧方式直流燃烧器的布置 采用采用同向大小双切圆方式同向大小双切圆方式，可改变气流偏斜，防，可改变气流偏斜，防止实际切圆的椭圆度过大；采用止实际切圆的椭圆度过大；采用正反双切圆方式正反双切圆方式，两股气流反切，可减少实际切圆的椭圆度两股气流反切，可减少实际切圆的椭圆度；采用采用两两角相切，两角对冲方式角相切，两角对冲方式，可减少气流相切时实际假，可减少气流相切时实际假想圆的直径，减低气流的旋转强度，防止气流的过想圆的直径，减低气流的旋转强度，防止气流的过分偏斜，但却使燃烧后期的混合扰动变差。分偏
95、斜，但却使燃烧后期的混合扰动变差。 （d d）同向大小）同向大小双切圆双切圆（e e）正反双切）正反双切圆圆（f f）两角相切，）两角相切，两角对冲置两角对冲置直流燃烧器直流燃烧器166 切切圆圆燃燃烧烧方方式式实实际际气气流流并并不不能能完完全全沿沿轴轴线线方方向向前前进进，会会出出现现一一定定的的偏偏斜斜，严严重重时时会会导导致致燃燃烧烧器器出出口口射射流流冲冲墙贴壁。造成炉膛水冷壁结渣墙贴壁。造成炉膛水冷壁结渣 邻角气流的撞击（主要原邻角气流的撞击（主要原因）因） 撞击点愈接近喷口，射撞击点愈接近喷口，射流偏斜就愈大；撞击动量愈大，流偏斜就愈大；撞击动量愈大，气流偏斜就愈严重。气流偏斜就
96、愈严重。直流燃烧器直流燃烧器一次风煤粉气流的偏斜一次风煤粉气流的偏斜 射流两侧射流两侧“补气补气”条件的条件的影响影响 燃烧器射流两侧卷吸燃烧器射流两侧卷吸烟气形成负压，向火侧受到烟气形成负压，向火侧受到上游邻角气流的撞击，补气上游邻角气流的撞击，补气充裕，压力较高；背火侧补充裕，压力较高；背火侧补气条件差，压力较低，射流气条件差，压力较低，射流两侧因此形成压差，迫使射两侧因此形成压差，迫使射流偏向压力低的一侧，甚至流偏向压力低的一侧，甚至迫使气流贴墙，引起结渣。迫使气流贴墙，引起结渣。 直流燃烧器直流燃烧器一次风煤粉气流的偏斜一次风煤粉气流的偏斜 燃烧器的高宽比（燃烧器的高宽比（h hr r
97、/b/b）对射流弯曲变形影响较大对射流弯曲变形影响较大 高宽比愈大，射流形状愈宽高宽比愈大，射流形状愈宽而薄；其而薄；其“刚性刚性”就愈差，就愈差，因而，射流愈容易弯曲变形。因而，射流愈容易弯曲变形。直流燃烧器直流燃烧器一次风煤粉气流的偏斜一次风煤粉气流的偏斜 假想切圆直径假想切圆直径d dJXJX 较大的较大的d dJXJX可使邻角火炬的高温烟气更可使邻角火炬的高温烟气更易达到下角射流的根部，扰动易达到下角射流的根部，扰动更强烈，有利于煤粉气流着火、更强烈，有利于煤粉气流着火、燃尽；燃尽； 但但d dJXJX过大，射流偏斜过大，射流偏斜增大，容易引起水冷壁结渣；增大，容易引起水冷壁结渣；炉膛
98、出口较大的残余旋转会引炉膛出口较大的残余旋转会引起烟温和过热汽温偏差。起烟温和过热汽温偏差。直流燃烧器直流燃烧器一次风煤粉气流的偏斜一次风煤粉气流的偏斜 旋流燃烧器出口气流是一股绕燃烧器轴线旋旋流燃烧器出口气流是一股绕燃烧器轴线旋转的旋转射流转的旋转射流 一、二次风用不同管道与燃烧器连接，在燃一、二次风用不同管道与燃烧器连接，在燃烧器内一、二次风通道隔开。烧器内一、二次风通道隔开。二次风射流均为二次风射流均为旋转射流旋转射流, ,一次风射流可以是旋转射流一次风射流可以是旋转射流, ,也可以也可以是直流射流。是直流射流。 旋流燃烧器是一组圆形喷口。旋流燃烧器是一组圆形喷口。 旋流燃烧器旋流燃烧器
99、旋流射流的特点旋流射流的特点 旋流射流具有比直流射流大得多的扩展角，旋流射流具有比直流射流大得多的扩展角，射流中心形成回流区，射流内、外同时卷吸炉射流中心形成回流区，射流内、外同时卷吸炉内高温烟气，内高温烟气，卷吸量大卷吸量大 从燃烧器喷出的气流具有很从燃烧器喷出的气流具有很高的切向速度和足够大的轴向速高的切向速度和足够大的轴向速度，度，早期湍动混合强烈早期湍动混合强烈 轴向速度衰减较快，射流轴向速度衰减较快，射流射程较短，射程较短，后期扰动较弱后期扰动较弱旋流燃烧器旋流燃烧器旋流射流的特点旋流射流的特点 表表征征旋旋转转射射流流旋旋转转程程度度的的特特征征参参数数，随随着着n n的的不不同，
100、旋流燃烧器形成三种不同的火焰形状同，旋流燃烧器形成三种不同的火焰形状 封闭式火焰封闭式火焰 n n 较小，较小，在火焰根部卷吸高温烟气，在火焰根部卷吸高温烟气，形成回流区；可卷吸火焰自身燃烧放出的热量，具有形成回流区；可卷吸火焰自身燃烧放出的热量，具有一定的自稳定着火能力。但回流量小，不适合燃烧难一定的自稳定着火能力。但回流量小，不适合燃烧难燃的煤。燃的煤。旋流燃烧器旋流燃烧器旋流强度旋流强度n 开放式火焰开放式火焰 n n 较大，较大，射流内、外侧的压力差逐渐射流内、外侧的压力差逐渐接近，射流中心形成较大回流区，延长到速度很低处接近，射流中心形成较大回流区，延长到速度很低处才封闭，其着火稳定
101、性主要依赖于炉内烟气温度才封闭，其着火稳定性主要依赖于炉内烟气温度 飞边火焰飞边火焰 n n 很大，很大，射流外卷吸作用强烈，使外射流外卷吸作用强烈，使外侧压力小于中心压力，整个射流向外全部张开，气侧压力小于中心压力，整个射流向外全部张开，气流离开燃烧器后，贴墙运动，引起结渣。流离开燃烧器后，贴墙运动，引起结渣。旋流燃烧器旋流燃烧器旋流强度旋流强度n 旋旋流流燃燃烧烧器器 根根据据旋旋流流器器的的结结构构不不同同，旋旋流流燃燃烧器分为蜗壳式、可动叶轮式、可动叶片式。烧器分为蜗壳式、可动叶轮式、可动叶片式。旋流燃烧器旋流燃烧器旋流燃烧器的类型旋流燃烧器的类型 双蜗壳式双蜗壳式 直流蜗壳式直流蜗壳
102、式 蜗壳叶片式蜗壳叶片式 176 直流蜗壳式和双蜗壳式燃烧器直流蜗壳式和双蜗壳式燃烧器结构简单。结构简单。缺点缺点是：调节性能较差，流动阻力较大，旋流器出口，是：调节性能较差，流动阻力较大，旋流器出口，沿圆周气流速度分布不均，易引起煤粉浓度分布沿圆周气流速度分布不均，易引起煤粉浓度分布不均。不均。我国小型煤粉炉常采用。我国小型煤粉炉常采用。旋流燃烧器旋流燃烧器 双蜗壳式双蜗壳式 直流蜗壳式直流蜗壳式 蜗壳叶片式蜗壳叶片式 177 可动叶片双调风旋流燃烧器：可动叶片双调风旋流燃烧器：一次风一次风直流射流，直流射流，一次风管内装有混合器，消除煤粉浓度不均；一次风管内装有混合器，消除煤粉浓度不均；二
103、次二次风风通道分为内环形通道和外环形通道，内、外二次通道分为内环形通道和外环形通道，内、外二次风分级配风。风分级配风。内二次风内二次风通过调节可动旋流叶片的角通过调节可动旋流叶片的角度，来改变其旋流强度，并由单独的风门控制风量；度，来改变其旋流强度，并由单独的风门控制风量；外二次风量外二次风量由可动叶片控制。由可动叶片控制。旋流燃烧器旋流燃烧器 旋流燃烧器通常前后墙布置旋流燃烧器通常前后墙布置 不不受受炉炉膛膛截截面面宽宽、深深比比限限制制，布布置置方方便便，与与磨煤机联接煤粉管道短磨煤机联接煤粉管道短旋流燃烧器旋流燃烧器旋流燃烧器的布置与供风方式旋流燃烧器的布置与供风方式 旋流燃烧器的供风方
104、式旋流燃烧器的供风方式 大风箱供风大风箱供风 分隔风箱供风分隔风箱供风旋流燃烧器旋流燃烧器常用的旋流燃烧器常用的旋流燃烧器旋流燃烧器的布置燃烧器前后墙或两侧墙布置燃烧器前后墙或两侧墙布置两面墙上燃烧器喷出的火炬在炉膛中两面墙上燃烧器喷出的火炬在炉膛中央互相撞击后，火焰大部分向炉膛上方央互相撞击后，火焰大部分向炉膛上方运动，炉内的火焰充满程度较好，扰动运动，炉内的火焰充满程度较好，扰动性也较强性也较强若对冲的两个燃烧器负荷不相同，则若对冲的两个燃烧器负荷不相同，则炉内高温火焰将向一侧偏移，造成结渣炉内高温火焰将向一侧偏移，造成结渣 旋流燃烧器炉顶布置旋流燃烧器炉顶布置只在采用只在采用W W火焰火
105、焰燃烧技术的较矮的下炉膛中才应用燃烧技术的较矮的下炉膛中才应用旋流燃烧器旋流燃烧器单只燃烧器的热功率单只燃烧器的热功率 大功率大功率燃烧器带来的问题燃烧器带来的问题 功率太大，易引起结渣；功率太大，易引起结渣； 局部热负荷太高，使水循环恶化；局部热负荷太高，使水循环恶化； 切换或启停燃烧器对炉内火焰稳定性影响大切换或启停燃烧器对炉内火焰稳定性影响大 切换或启停燃烧器对炉膛出口烟温影响较大切换或启停燃烧器对炉膛出口烟温影响较大 一、二次风气流太厚，不利于风粉混合一、二次风气流太厚，不利于风粉混合 燃烧调节不太灵活。燃烧调节不太灵活。旋流燃烧器旋流燃烧器单只燃烧器的热功率单只燃烧器的热功率 为为了
106、了提提高高燃燃烧烧调调节节的的灵灵活活性性和和避避免免水水冷冷壁壁及及燃烧器喷口结渣，燃烧器喷口结渣，趋向于采用小功率燃烧器趋向于采用小功率燃烧器炉膛是燃料燃烧和热交换炉膛是燃料燃烧和热交换（主要是辐射热交换）（主要是辐射热交换）的场所的场所 有利于着火、稳燃，并使燃料燃烧完全；有利于着火、稳燃，并使燃料燃烧完全； ST-100,ST-100,所有受热面不结渣所有受热面不结渣; ;水冷壁不发生传热恶化水冷壁不发生传热恶化; ;降低降低NOxNOx生成量生成量; ;对煤质和负荷变化有较好的适应性。对煤质和负荷变化有较好的适应性。煤粉炉炉膛煤粉炉炉膛燃烧煤粉对炉膛的要求燃烧煤粉对炉膛的要求184
107、过大，过大，水冷壁少，火焰温度高，有利于稳定水冷壁少，火焰温度高，有利于稳定着火，易引起结渣；着火，易引起结渣； 炉膛截面热负荷炉膛截面热负荷 表示单位时间、燃烧器区表示单位时间、燃烧器区域炉膛单位横截面上，燃料燃烧释热的热量。域炉膛单位横截面上，燃料燃烧释热的热量。 煤粉炉炉膛煤粉炉炉膛炉膛结构着火稳定性参数炉膛结构着火稳定性参数 过小，过小，水冷壁多，火焰温度低，不利于稳定水冷壁多，火焰温度低，不利于稳定着火，减轻结渣，减少污染物生成。着火，减轻结渣，减少污染物生成。185 式中式中 H HR R燃烧器区域高度，一般取上层一次风喷口上方燃烧器区域高度，一般取上层一次风喷口上方1.5m1.5
108、m处和下层一次风喷口下方处和下层一次风喷口下方1m1m处的距离处的距离 燃烧器区域壁面热负荷燃烧器区域壁面热负荷 表示单位时间、燃表示单位时间、燃烧器区域单位炉壁面积上，燃料燃烧释热的热量。烧器区域单位炉壁面积上，燃料燃烧释热的热量。 煤粉炉炉膛煤粉炉炉膛炉膛结构着火稳定性参数炉膛结构着火稳定性参数 q qR R愈愈大大，说说明明火火焰焰愈愈集集中中，燃燃烧烧器器区区域域的的温温度度水水平平就就愈愈高高，对对燃燃料料的的稳稳定定着着火火有有利利，但但易易造造成成燃烧器区域的壁面结渣燃烧器区域的壁面结渣 186 过大过大 过小，过小，H Hf f 过小，过小，锅炉达不到出力锅炉达不到出力; ;
109、炉膛及炉膛出口烟气温度炉膛及炉膛出口烟气温度 偏高，易结偏高，易结渣；渣； 偏高，偏高，q q2 2 增大；增大；煤粉炉炉膛煤粉炉炉膛炉膛结构燃尽性参数炉膛结构燃尽性参数 炉膛容积热负荷炉膛容积热负荷q qV V 表示单位时间、单位炉膛表示单位时间、单位炉膛容积内，燃料燃烧释热的热量。容积内，燃料燃烧释热的热量。 187 过大过大 煤粉气流在炉膛停留的时间煤粉气流在炉膛停留的时间过小，（过小，（q q3 3、q q4 4）增大，）增大，均使均使 减小减小煤粉炉炉膛煤粉炉炉膛炉膛结构燃尽性参数炉膛结构燃尽性参数 过小过小 过大，过大， 偏低，着火困难，燃烧不稳定；偏低，着火困难，燃烧不稳定；造价
110、高造价高 188煤粉炉炉膛煤粉炉炉膛炉膛结构燃尽性参数炉膛结构燃尽性参数 燃料在炉内的停留时间燃料在炉内的停留时间 关键是上排一次风喷关键是上排一次风喷口中心至炉膛出口（大屏下端）的距离。口中心至炉膛出口（大屏下端）的距离。 189煤粉炉炉膛煤粉炉炉膛锅炉容量增加，锅炉容量增加，q qA A与与q qV V值的变化趋势如下图所示值的变化趋势如下图所示190炉膛及燃炉膛及燃烧器烧器布置方式布置方式型炉型炉切向燃切向燃烧烧半开式半开式型炉型炉切向燃烧切向燃烧型炉型炉对冲（交错）对冲（交错）燃烧燃烧型炉型炉前墙燃烧前墙燃烧W型炉型炉W燃烧燃烧炉膛炉膛型式型式排渣方式排渣方式固态固态液态液态固态固态固
111、态固态固态固态燃烧器燃烧器型式型式直流式直流式直流式直流式旋流式旋流式旋流式旋流式旋流式旋流式直流式直流式煤粉炉的炉膛煤粉炉的炉膛煤粉炉炉膛型式煤粉炉炉膛型式低负荷稳燃技术低负荷稳燃技术低负荷稳燃技术低负荷稳燃技术 提高一次风中煤粉浓度提高一次风中煤粉浓度 减少一次风量，可减少着火热；减少一次风量，可减少着火热； 提高挥发分浓度，提高火焰传播速度；提高挥发分浓度，提高火焰传播速度； 燃烧放热相对集中，使着火区保持高温状态。燃烧放热相对集中，使着火区保持高温状态。 煤粉浓度过高，煤粉浓度过高，着火区严重缺氧，影响挥发分着火区严重缺氧，影响挥发分的充分燃烧，热量不能充分释放，从而影响颗粒的充分燃烧
112、，热量不能充分释放，从而影响颗粒温度的升高，温度的升高，延缓着火延缓着火；或者挥发分燃烧缺氧，；或者挥发分燃烧缺氧，使火焰不能正常传播，引起使火焰不能正常传播，引起着火不稳定着火不稳定。低负荷稳燃技术低负荷稳燃技术低负荷稳燃技术低负荷稳燃技术 最佳煤粉浓度最佳煤粉浓度：如右：如右图，与煤种有关，挥发分图，与煤种有关，挥发分大的烟煤低于挥发分小的大的烟煤低于挥发分小的贫煤。贫煤。低负荷稳燃技术低负荷稳燃技术低负荷稳燃技术低负荷稳燃技术 提高煤粉气流的初温提高煤粉气流的初温 可减少着火热，并提高炉可减少着火热，并提高炉内温度水平，使着火提前。内温度水平，使着火提前。 直接办法是直接办法是提高热风温
113、度。提高热风温度。如右图所示，热风温度升高，如右图所示，热风温度升高，烟温升高很快，煤粉着火提前。烟温升高很快，煤粉着火提前。低负荷稳燃技术低负荷稳燃技术低负荷稳燃技术低负荷稳燃技术 降低煤粉颗粒细度降低煤粉颗粒细度 煤粉颗粒越细，单位质量的煤粉颗粒越细，单位质量的煤粉表面积越大，火焰传播速煤粉表面积越大，火焰传播速度越快，如右图所示度越快，如右图所示 燃烧放热速度越快，煤粉颗燃烧放热速度越快，煤粉颗粒越容易被加热，从而越容易粒越容易被加热，从而越容易稳定着火。稳定着火。低负荷稳燃技术低负荷稳燃技术低负荷稳燃技术低负荷稳燃技术 在难燃的煤中混入易燃燃料在难燃的煤中混入易燃燃料 锅炉负荷很低或煤
114、质很差时，投入助燃锅炉负荷很低或煤质很差时，投入助燃燃油或气体燃料，有时为节省燃油，混入燃油或气体燃料，有时为节省燃油，混入挥发分较大的煤粉，提高着火的稳定性。挥发分较大的煤粉，提高着火的稳定性。 NO NOx x生成机理生成机理 温度型（热力型）温度型（热力型）NOxNOx：空气中的氮气在高温下空气中的氮气在高温下（15001500以上）氧化而生成，占以上）氧化而生成，占NOxNOx总量的总量的10%-20%10%-20%。 燃料型燃料型NOxNOx：燃料中含有的氮化合物（主要是挥发燃料中含有的氮化合物（主要是挥发分中的氮化合物）在燃烧过程中热分解而又接着被氧分中的氮化合物）在燃烧过程中热分
115、解而又接着被氧化而生成，占化而生成，占NOxNOx总量的总量的80%-90%80%-90%。 快速型快速型NOxNOx：燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢离燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢离子团如子团如CHCH等反应生成等反应生成HCNHCN和和N N，再进一步与氧作用，以，再进一步与氧作用，以极快的反应速率生成。占极快的反应速率生成。占NOxNOx总量的总量的5%5%左右。左右。低低NOx煤粉燃烧技术煤粉燃烧技术低低NOx煤粉燃烧技术煤粉燃烧技术197 影响影响NONOx x生成的主要因素生成的主要因素 温温度度 燃燃烧烧过过程程中中，温温度度越越高，生成的高，生成的NONOx x量越大量越大 过
116、过剩剩空空气气系系数数 =1.1=1.11.21.2范范围围内内，NONOx x的的生生成成量量最最大大，偏偏离离这这个个范范围围NONOx x的的生生成成量量明明显显减少减少低低NOx煤粉燃烧技术煤粉燃烧技术低低NOx煤粉燃烧技术煤粉燃烧技术 燃煤性质燃煤性质 燃煤中的含燃煤中的含N N量越高，燃烧过程中量越高，燃烧过程中转化为转化为NONOx x也就越多也就越多 低低NOx煤粉燃烧器煤粉燃烧器 PM PM型浓淡燃烧器型浓淡燃烧器 通过弯头将煤粉气通过弯头将煤粉气流分为浓、淡两股气流分为浓、淡两股气流，弯头内侧有调节流，弯头内侧有调节装置，用来调节煤粉装置，用来调节煤粉浓度的大小浓度的大小低
117、低NOx煤粉燃烧技术煤粉燃烧技术 设置再循环烟气喷口（设置再循环烟气喷口（SGPSGP喷口），推迟一、二喷口），推迟一、二次风以及浓、淡煤粉气流的混合，从而在浓煤粉气次风以及浓、淡煤粉气流的混合，从而在浓煤粉气流喷口附近形成还原性气氛，并降低燃烧中心的温流喷口附近形成还原性气氛，并降低燃烧中心的温度，既可稳定燃烧，也抑制了度，既可稳定燃烧，也抑制了NOxNOx的生成。的生成。199低低NOx煤粉燃烧技术煤粉燃烧技术低低NOx煤粉燃烧器煤粉燃烧器 A-PM A-PM燃烧器燃烧器 将将PMPM型浓、淡燃烧器改为型浓、淡燃烧器改为A-PMA-PM型浓、淡、浓燃烧器。型浓、淡、浓燃烧器。 将单个喷嘴的
118、火焰形成同轴对称火焰，使局部过于将单个喷嘴的火焰形成同轴对称火焰，使局部过于集中的浓煤粉气流分解为火焰中心是淡煤粉气流，外集中的浓煤粉气流分解为火焰中心是淡煤粉气流，外围是浓煤粉气流。这样，不仅降低了局部高热强度，围是浓煤粉气流。这样，不仅降低了局部高热强度，而且在火焰中心区形成而且在火焰中心区形成NOxNOx的还原反应，大幅度降低了的还原反应，大幅度降低了NOxNOx的生成量，同时外围的浓煤粉气流区维持了火焰的的生成量，同时外围的浓煤粉气流区维持了火焰的稳定性。稳定性。200低低NOx煤粉燃烧技术煤粉燃烧技术低低NOx煤粉燃烧器煤粉燃烧器 WR WR燃烧器燃烧器 又称宽调节比燃烧又称宽调节比
119、燃烧器，是一种高浓度煤器，是一种高浓度煤粉燃烧器。主要性能粉燃烧器。主要性能是在低负荷下不投油是在低负荷下不投油仍能稳定燃烧。仍能稳定燃烧。 煤粉气流通过管道弯头时，煤粉气流通过管道弯头时，受离心力的作用分成受离心力的作用分成浓淡两股，浓淡两股，喷嘴中间的水平肋片将其保持到离开喷口喷嘴中间的水平肋片将其保持到离开喷口以后的一段距离，形成煤粉浓淡偏差燃烧以后的一段距离，形成煤粉浓淡偏差燃烧 煤粉喷嘴出口处的煤粉喷嘴出口处的扩流锥，扩流锥，可在喷嘴出口可在喷嘴出口形成一个稳定的回流区，形成一个稳定的回流区，将高温烟气不断回流到将高温烟气不断回流到煤粉火炬的根部，以维煤粉火炬的根部，以维持煤粉气流的
120、稳定着火持煤粉气流的稳定着火 一次风喷嘴设有周界风，一次风喷嘴设有周界风，可避免一次风喷口烧坏；可避免一次风喷口烧坏；由于周界风和一次风首先混合，还可调节一次风煤粉由于周界风和一次风首先混合，还可调节一次风煤粉浓度，以适应煤种变化浓度，以适应煤种变化低低NOx煤粉燃烧技术煤粉燃烧技术低低NOx煤粉燃烧器煤粉燃烧器低低NOx煤粉燃烧技术煤粉燃烧技术低低NOx煤粉燃烧器煤粉燃烧器 新型低新型低NOxNOx旋流式燃旋流式燃烧器烧器 在燃烧器一次风管中在燃烧器一次风管中设置调节杆，可沿轴向设置调节杆，可沿轴向移动，控制火焰位置；移动，控制火焰位置；一次风管出口装有环形一次风管出口装有环形稳焰器，可确保
121、着火区稳焰器，可确保着火区的高温烟气回流，促使的高温烟气回流，促使煤粉快速、稳定着火；煤粉快速、稳定着火；低低NOx煤粉燃烧技术煤粉燃烧技术低低NOx煤粉燃烧器煤粉燃烧器 新型低新型低NOxNOx旋流式燃烧旋流式燃烧器器 在环形二次风管内装有在环形二次风管内装有隔板，将二次风分成两股，隔板，将二次风分成两股，从不同位置送入着火后的从不同位置送入着火后的煤粉气流，实际上推迟了煤粉气流，实际上推迟了二次风与火焰的混合，以二次风与火焰的混合，以利于形成还原性气氛和宽利于形成还原性气氛和宽广的还原区，促进广的还原区，促进NOxNOx的的还原。还原。 第第一一级级 送送入入理理论论空空气气量量的的80%
122、80%左左右右，使使燃燃料料在在缺缺氧氧、富富燃燃条条件件下下燃燃烧烧 ，燃燃烧烧速速度度和和炉炉膛膛温温度度降降低低，抑制了抑制了NONOx x 的生成的生成 分级（空气）燃烧：分级（空气）燃烧：将燃烧所需的空气分两将燃烧所需的空气分两阶段从燃烧器送入阶段从燃烧器送入低低NOx煤粉燃烧技术煤粉燃烧技术炉内脱氮技术炉内脱氮技术 第第二二级级 以以二二次次风风形形式式送送入入剩剩余余空空气气，使使燃燃料料在在空空气气过过剩剩区区域域燃燃尽尽，空空气气量量虽虽多多，但但火火焰焰温温度较低，生成的度较低，生成的NONOx x也较少也较少 总的总的NONOx x生成量降低生成量降低低低NOx煤粉燃烧技
123、术煤粉燃烧技术炉内脱氮技术炉内脱氮技术 燃烧室中的分级燃烧燃烧室中的分级燃烧 主燃烧主燃烧器上部设器上部设OFAOFA空气喷口空气喷口 主燃烧器送入约主燃烧器送入约80%80%的空气量的空气量（ 111），使燃料燃尽），使燃料燃尽 燃烧室沿高度分成富燃区和燃燃烧室沿高度分成富燃区和燃尽区尽区分级（空气）燃烧的类型分级（空气）燃烧的类型低低NOx煤粉燃烧技术煤粉燃烧技术炉内脱氮技术炉内脱氮技术MACT（MaximumAchievableControlTechnology）与与A-MACT炉内脱氮技术炉内脱氮技术低低NOx煤粉燃烧技术煤粉燃烧技术炉内脱氮技术炉内脱氮技术208 燃烧器分级燃烧燃烧器
124、分级燃烧 二次风分成两部分送入二次风分成两部分送入 一部分二次风在煤粉着火后及时送入一部分二次风在煤粉着火后及时送入( ( 1 11），形成了燃尽区，促进煤粉燃尽），形成了燃尽区，促进煤粉燃尽 低低NOx煤粉燃烧技术煤粉燃烧技术炉内脱氮技术炉内脱氮技术 对对于于低低挥挥发发分分煤煤，仅仅依依靠靠燃燃烧烧器器进进行行火火焰焰内内脱脱氮氮难难以以达达到到预预期期效果。效果。 该该技技术术核核心心是是在在主主燃燃烧烧区区与与燃燃尽尽区区之之间间留留有有较较大大的的空空间间，并并注注入入IAPIAP供供风风，形形成成HCN,NHHCN,NH3 3,HC,HC等等还原性气氛，促使还原性气氛，促使NOxN
125、Ox还原。还原。 扩大还原燃烧技术：扩大还原燃烧技术：与新型低与新型低NOxNOx燃烧器及燃烧器及IAPIAP（分级风）相配合，（分级风）相配合，形成另一种风格的燃烧技术形成另一种风格的燃烧技术低低NOx煤粉燃烧技术煤粉燃烧技术炉内脱氮技术炉内脱氮技术 W W形火焰炉膛形火焰炉膛由下部的由下部的拱型着火炉膛拱型着火炉膛（燃烧室）（燃烧室）和和上部的辐射炉膛上部的辐射炉膛（燃尽（燃尽室）组成。前者的深度比室）组成。前者的深度比后者约大后者约大8080120%120%W型火焰燃烧技术型火焰燃烧技术W W型火焰炉膛结构型火焰炉膛结构 燃尽室前后墙向外扩展构燃尽室前后墙向外扩展构成炉顶拱，并布置燃烧器
126、，成炉顶拱，并布置燃烧器， 煤粉气流和二次风从炉顶拱煤粉气流和二次风从炉顶拱向下喷射，在燃烧室下部与向下喷射，在燃烧室下部与分级风相遇后，再分级风相遇后，再1801800 0 转弯转弯向上流经燃尽室炉膛，形成向上流经燃尽室炉膛，形成W W形火焰，形火焰，W型火焰燃烧技术型火焰燃烧技术W W型火焰炉膛结构型火焰炉膛结构 炉膛温度高炉膛温度高 煤粉喷嘴出口处于燃烧中心煤粉喷嘴出口处于燃烧中心 炉顶拱的辐射传热可提供部炉顶拱的辐射传热可提供部分着火热，同时可减少对燃尽室分着火热，同时可减少对燃尽室的放热的放热 着火区水冷壁敷设卫燃带着火区水冷壁敷设卫燃带W型火焰燃烧技术型火焰燃烧技术W W型火焰燃烧
127、技术的特点型火焰燃烧技术的特点 较低的较低的NOxNOx生成量生成量 空气沿着火焰行程逐步加入，易空气沿着火焰行程逐步加入，易实现分级配风，分段燃烧实现分级配风，分段燃烧 。可控可控制较低的过剩空气系数制较低的过剩空气系数 炉膛内的火焰行程长，增加了煤炉膛内的火焰行程长，增加了煤粉在炉内的停留时间粉在炉内的停留时间 W型火焰燃烧技术型火焰燃烧技术W W型火焰燃烧技术的特点型火焰燃烧技术的特点 烟气中的飞灰含量少烟气中的飞灰含量少 火焰在下部着火炉膛底部转弯火焰在下部着火炉膛底部转弯180180向上流动时，可使烟气中部分飞灰分向上流动时，可使烟气中部分飞灰分离出来离出来 有利于组织良好的着火、燃
128、烧过有利于组织良好的着火、燃烧过程程 可以采用直流燃烧器或轴向可动可以采用直流燃烧器或轴向可动叶片旋流燃烧器，也可采用高浓度叶片旋流燃烧器，也可采用高浓度煤粉燃烧器煤粉燃烧器 有良好的负荷调节性能有良好的负荷调节性能 负荷变化时，下部着火炉膛火焰负荷变化时，下部着火炉膛火焰中心温度变化不大中心温度变化不大适用于无烟煤等低挥发分煤的燃烧适用于无烟煤等低挥发分煤的燃烧W型火焰燃烧技术型火焰燃烧技术W W型火焰燃烧技术的特点型火焰燃烧技术的特点 5050的空气和少量（约占的空气和少量（约占10102020）煤粉组成）煤粉组成的低浓度煤粉气流的低浓度煤粉气流从旋风分离器上部的抽气管通过从旋风分离器上部
129、的抽气管通过燃烧器乏气喷嘴送入炉膛燃烧器乏气喷嘴送入炉膛（三次风）（三次风） 5050的空气和的空气和80%80%以上的煤粉以上的煤粉形成的高浓度煤粉气流形成的高浓度煤粉气流从旋风分从旋风分离器下部流出，然后垂直向下通离器下部流出，然后垂直向下通过主燃烧器进入炉膛过主燃烧器进入炉膛（一次风）（一次风）W型火焰燃烧技术型火焰燃烧技术旋风分离式煤粉燃烧器旋风分离式煤粉燃烧器 调节乏气量是适应煤种变化调节乏气量是适应煤种变化的一种手段的一种手段 煤质变差，开大乏气调煤质变差，开大乏气调节挡板，抽出的乏气量增加，节挡板，抽出的乏气量增加，煤粉浓度随之增加，有利于煤煤粉浓度随之增加，有利于煤粉气流的着火
130、，燃烧粉气流的着火，燃烧 主燃烧器两侧有高速主燃烧器两侧有高速二次风二次风气流同时喷入气流同时喷入W型火焰燃烧技术型火焰燃烧技术旋风分离式煤粉燃烧器旋风分离式煤粉燃烧器 调节分级风是适应负调节分级风是适应负荷变化和煤种变化的一荷变化和煤种变化的一种手段种手段 燃烧处于高负荷状燃烧处于高负荷状态或燃料挥发分变大时，态或燃料挥发分变大时，减少分级风，增大燃烧减少分级风，增大燃烧器风量；反之，应适当器风量；反之，应适当增大分级风，减少燃烧增大分级风，减少燃烧器二次风量。器二次风量。W型火焰燃烧技术型火焰燃烧技术旋风分离式煤粉燃烧器旋风分离式煤粉燃烧器复习思考题复习思考题1.1.影响一次风煤粉射流偏斜
131、的主要因素是什么？影响一次风煤粉射流偏斜的主要因素是什么？2.2.简述低负荷稳燃技术简述低负荷稳燃技术3.3.简述简述NOxNOx的生成机理及影响因素的生成机理及影响因素4.4.W W型火焰燃烧技术的特点型火焰燃烧技术的特点 第八章 锅炉受热面烟侧运行问题v 水冷壁的结渣和高温腐蚀v 尾部受热面的积灰v 省煤器受热面的磨损v 空气预热器低温腐蚀220 结渣的产生 液态的渣粒在凝固之前冲刷水冷壁或炉墙形成，结渣是自动加剧过程 水冷壁管外烟气温度最高，易发生结渣、高温腐蚀及水动力异常水冷壁的结渣和高温腐蚀水冷壁的结渣221 结渣的危害 受热面吸热减少，炉温升高，水冷壁高温腐蚀；燃烧工况恶化；燃料消
132、耗量增加； 炉膛出口烟温及排烟温度升高,过热蒸汽超温；降低锅炉出力和效率； 大块焦渣自行脱落时可能压灭炉膛火焰，导致熄火，并会砸坏冷灰斗水冷壁管，造成设备损坏； 造成烟通的局部堵塞，增加烟道阻力和引风机的负荷，使厂用电增大水冷壁的结渣和高温腐蚀水冷壁的结渣222 煤质特性 煤灰熔点温度ST低，灰粒向水冷壁运动过程中没有凝固，易形成结渣 高灰粘度的煤灰一旦在炉内形成结渣，会自动加剧水冷壁的结渣和高温腐蚀影响水冷壁结渣因素 炉内温度与空气动力场 切圆直径偏大，火焰偏斜、贴壁或冲墙形成炉内局部结渣 燃烧器区域壁面热负荷qR qR较大，燃烧器区域释放的热量大，炉温高，易引起炉内结渣水冷壁的结渣和高温腐
133、蚀影响水冷壁结渣因素 卫燃带 敷设卫燃带的炉膛炉温较高，易在粗糙卫燃带壁面上形成结渣 选择适当的炉膛热强度及切圆直径；避免炉内温度过高 组织良好的空气动力场，避免火焰偏斜、贴壁冲墙；炉内局部温度过高 保持适当的过剩空气量，过剩空气量大，炉膛出口气温升高；过剩空气量太小，燃烧不完全，造成还原性气氛使灰熔点温度降低，促进炉内结渣 避免锅炉超负荷运行水冷壁的结渣和高温腐蚀水冷壁结渣的防治 采用适当的煤粉细度，提高煤粉的均匀度 加强运行监视，及时吹灰、清渣水冷壁的结渣和高温腐蚀水冷壁结渣的防治 硫酸盐型腐蚀（2种途径） 灰渣层中的碱金属硫酸盐与SO3共同作用产生腐蚀，其对水冷壁管的腐蚀过程如右图所示，
134、共分为五步1、薄氧化层(Fe2O3)和极细灰粒沾污层。水冷壁的结渣和高温腐蚀水冷壁的高温腐蚀2、冷凝在管壁上的碱金属氧化物与周围烟气中的SO3气体发生反应生成硫酸盐：水冷壁的结渣和高温腐蚀水冷壁的高温腐蚀3、硫酸盐层增厚，热阻加大表面温度升高，灰渣熔化，粘结飞灰形成疏松的渣层。硫酸盐熔化时会放出SO3 ，向内向外扩散。4、硫酸盐释放的SO3及烟气中SO3会穿过疏松的渣层向内扩散，发生如下反应：水冷壁的结渣和高温腐蚀水冷壁的高温腐蚀 管壁的Fe2O3保护层被破坏。而上述复合硫酸盐会熔化，与铁发生反应产生腐蚀：水冷壁的结渣和高温腐蚀水冷壁的高温腐蚀5、运行中外层灰渣因清灰或渣层过厚而脱落，使Na3
135、Fe(S04)3等暴露在高温火焰辐射下发生分解反应： 硫酸盐型腐蚀（2种途径） 碱金属焦硫酸熔盐腐蚀。 碱金属焦硫酸盐熔点低，在通常壁温下呈熔融状态，其直接和氧化铁保护膜发生反应，生成复合硫酸盐。 熔融硫酸盐积灰层对金属壁面的腐蚀速度比气态硫酸盐要快，并随温度增高而加剧。 硫化物型腐蚀：管壁附近呈还原性气氛和有H2S存在时发生。水冷壁的结渣和高温腐蚀水冷壁的高温腐蚀 H2S气体腐蚀：除能促进硫化物型腐蚀外，还直接对管壁产生腐蚀作用。是水冷壁管腐蚀的另一主要原因。水冷壁的结渣和高温腐蚀水冷壁的高温腐蚀 SO2 、SO3的生成及腐蚀：除能促使硫酸盐型和硫化物型腐蚀发生外，本身也会直接对水冷壁产生腐
136、蚀作用。 SO2由煤中的黄铁矿FeS2和有机硫化合物RS燃烧生成；水冷壁的结渣和高温腐蚀水冷壁的高温腐蚀 SO3可由以下三种途径生成：高温下，SO2与自由氧原子反应；催化反应生成；煤中碱土硫酸盐（CaSO4和少量MgSO4）热解生成，是次要因素。 SO3反应方程式如下：Fe2O3+SO3 Fe2 (SO4)3硫酸铁与氧化铁的混合体结构疏松，为进一步腐蚀创造条件。 采用低氧燃烧技术,降低SO3的含量； 采用烟气再循环降低炉膛温度和SO3的含量； 合理配风和强化炉内湍流混合，避免局部还原性气氛，以减少H2S和硫化物型腐蚀； 加强一次风煤粉气流的调整，保证燃烧器出口气流的煤粉浓度分布均匀； 避免出现
137、局部管壁温度过高； 采用贴壁风技术，在壁面附近形成氧化气氛的空气保护膜； 采用抗腐蚀材料（表面喷涂或替换）。水冷壁的结渣和高温腐蚀防止高温腐蚀的措施 布置在锅炉尾部竖井中的过/再热器、省煤器和空气预热器。烟气温度比较低，一般在600以下，亦称为低温受热面。细小的颗粒(小于30m)沉积在受热面上形成松软的积灰。 积灰的部位：在背风侧 积灰形状：楔形尾部受热面的积灰积灰部位管子错列布置时的积灰情况尾部受热面的积灰积灰部位管子错列布置时的积灰情况 积灰的平衡：当积灰达到一定程度后，由于气流速度和灰层重力作用，积灰可自行剥离，灰层不再加厚，这一状态称为积灰的平衡状态。 影响积灰的主要因素 粒径：小，易
138、积灰；大，不易积灰。（惯性大，有冲刷作用） 管径：大，易积灰；小，不易积灰。（管径不同，背风面漩涡区不同） 烟速：小，易积灰(3m/s)；大，不易积灰(8m/s)。（灰粒冲刷作用大）尾部受热面的积灰影响积灰的主要因素和防止措施 影响积灰的主要因素 粗糙度：粗糙面易积灰，光滑面不易积灰 烟温：高，易积灰；低，不易积灰 管子排列方式和纵向节距：顺列易积灰，错列不易积灰；顺列S2小易积灰，错列S2小不易积灰。（错列管子背风面受到气流和灰粒的冲刷作用，积灰较轻，若减少S2，冲刷更强烈，积灰更轻）尾部受热面的积灰影响积灰的主要因素和防止措施 防止或减轻积灰的主要措施 选择合理的烟气流速。 尽量采用小管径
139、、错列布置。 设置良好的吹灰装置并定期及时吹扫。尾部受热面的积灰影响积灰的主要因素和防止措施 温度较低（450以下）的尾部烟道，具有一定硬度和速度的灰粒对管壁产生的磨损为冲击磨损，它是冲刷磨损与撞击磨损的综合结果。 磨损区域一般在管子的迎风面90的扇区内，特别是与来流方向夹角为45的地方。 磨损严重部位 型锅炉尾部烟道靠近后墙部分省煤器蛇形管 磨损使受热面管壁变薄 强度下降，易发生泄露、爆管省煤器受热面的磨损省煤器磨损与影响因素240 影响磨损的主要因素 烟气流速wy 磨损量近似与wy 的3.3次方成正比 管子的排列方式 烟气横冲错列第二排管子磨损最大 灰粒特性与浓度 硬度高、大直径、高浓度灰
140、粒磨损大 烟气走廊 烟速高，磨损大 烟气成分 烟气中含有SO2、H2S等腐蚀气体，产生腐蚀，破坏氧化膜，磨损加重。可见腐蚀与磨损交替进行，恶性循环！省煤器受热面的磨损省煤器磨损与影响因素241 合理选择烟气流速。一般为6-9m/s。 减少烟气中飞灰浓度与烟速分布不均匀系数。竖井转弯处加导流板；减少烟气走廊，加装梳形管和护瓦。设计时严格控制边管或弯头与炉内墙间距。 降低烟气中飞灰浓度。采用炉内除尘器。 采用膜式或肋片式省煤器 磨损严重部位加装防磨装置，省煤器受热面的磨损防磨措施省煤器受热面的磨损防磨措施 低温腐蚀 由于金属壁温低于酸露点，烟气中硫酸蒸汽凝结对壁面产生的腐蚀。酸露点越高，腐蚀的范围
141、就越大 烟气酸露点tld 主要取决于燃料Szs与Azs，前者显著提高tld；后者可减低tld空气预热器低温腐蚀低温腐蚀 低温腐蚀 造成管子穿孔，炉内送风不足，锅炉效率降低；加重烟道堵灰 低温腐蚀 多发生在空预器冷段空气预热器低温腐蚀低温腐蚀 低温腐蚀速度与受热面上凝结的酸浓度以及受热面管壁温度tb有关 tb 降低，凝结的酸量先增多后减少；酸浓度下降 凝结酸量越多，腐蚀越大；酸浓度在52%56%范围内腐蚀最严重空气预热器低温腐蚀低温腐蚀机理空预器沿烟气流动方向 tb 逐渐降低 D点 随着tb降低，凝结酸量增加，tb还较高，w增加，约在低于烟气露点2045壁温处D点，酸凝结量接近最大，酸浓度也进入
142、最大腐蚀区，w达最大值 E点(露点) 硫酸蒸汽开始凝结，酸浓度还很高，在80%以上，但凝结酸量不多，故腐蚀速度w较低 空气预热器低温腐蚀低温腐蚀机理 B点 tb继续下降，酸凝结量和浓度均下降， w亦下降，直到腐蚀最轻点B，即水露点附近 B点之后 tb降至水露点时，大量的水蒸气和稀硫酸液凝结，烟气中的SO2溶解于水生成亚硫酸溶液，使金属的腐蚀又急剧增加 壁温在烟气露点以下2045区及水露点以下为严重腐蚀区，两严重腐蚀区之间存在一个腐蚀较轻的区域空气预热器低温腐蚀低温腐蚀机理 提高空预器冷端壁温 冷端壁温取决于进风温度和排烟温度。常用蒸汽抽汽加热（暖风器）和热风再循环来提高进风温度，进风温度加热值
143、取决于燃用燃料的特性 空预器冷段受热面采用耐腐蚀材料 采用玻璃管或09铜钢管、耐腐蚀的Corten-A钢、涂搪瓷传热元件和陶瓷元件；采用热管空气预热器低温腐蚀减轻低温腐蚀措施空气预热器低温腐蚀减轻低温腐蚀措施 降低烟气露点 采用低氧（过量空气系数）燃烧技术，减少SO3的生成量，降低烟气露点 采用添加剂氧化镁（MgO）、氧化钙（CaO）、白云石（CaCO3 + MgCO3）喷入燃烧室，作为吸收剂，中和烟气中SO3和硫酸蒸汽，降低露点，并使积灰松软，便于清除空气预热器低温腐蚀减轻低温腐蚀措施复习思考题1.简析防止水冷壁结渣的主要措施。2.简析影响省煤器受热面磨损的主要因素和防止措施。3.试析空预器
144、低温腐蚀的机理和防止措施。第九章 锅炉水动力特性 锅炉水动力学基础v 汽水混合物的流型与传热v 两相流体的基本参数 自然循环锅炉的水循环及计算v 自然循环的基本概念v 简单回路及复杂回路水循环计算v 自然循环故障及其可靠性校验 强制流动锅炉v 控制循环锅炉v 直流锅炉v 低倍率与复合循环锅炉253 泡状流 当汽水混合物中含汽率x 较小时，蒸汽呈细小的汽泡，主要在管子中心部分向上运动 汽水混合物在垂直管中作上升运动 汽、液两相数量，即质量含汽率x 不断变化；汽、液两相间存在相对运动；产生汽泡趋中效应汽水混合物的流型和传热两相流体的流动结构254 弹状流 含汽率x 增大，汽泡开始合并成弹状大汽泡，
145、形成阻力较小的汽弹汽水混合物的流型和传热两相流体的流动结构 环状流 含汽率x 继续增大，弹状汽泡汇合成汽柱并沿着管子中心流动，而水则成环状沿着管壁流动，形成汽柱状或称水膜环状流动结构255 雾状流 当含汽率x 再增大时，管壁上水膜变薄，汽流将水膜撕破成小水滴分布于蒸汽流中被带走，汽与水形成雾状混合物汽水混合物的流型和传热两相流体的流动结构 汽水混合物在水平管中流动 在浮力作用下，形成管子上部蒸汽偏多的不对称流动结构。随着流速减小，流动结构的不对称性增加。当流速小到一定程度时，形成分层流动。管子上部与蒸汽接触，管壁温度升高，可能过热损坏；在汽水分层的交界面处，由于汽水波动，可能产生疲劳损坏 汽水
146、混合物的流型和传热两相流体的流动结构 汽水混合物流速愈小；含汽率愈大；管子的倾角愈小，汽水分层愈易发生。对自然循环锅炉，管子倾角应大于30，以防止发生分层流动汽水混合物的流型和传热两相流体的流动结构汽水混合物的流型和传热垂直管内的流型与传热的关系 水冷壁管内饱和沸腾可分为核态沸腾和沸腾传热恶化两种工况 核态沸腾 汽泡强烈扰动，传热性能良好，管内壁温度接近于水的饱和温度，得到良好的冷却 沸腾传热恶化 第一类传热恶化（膜态沸腾） 热负荷很高，管内壁汽化核心急剧增加，形成连续的汽膜，对流放热系数2 急剧下降，管壁得不到液体冷却,超温破坏。特性参数为临界热负荷，对应的x 为临界含汽率 汽水混合物的流型
147、和传热水冷壁管内传热 第二类传热恶化（蒸干） 热负荷比前者低、但含汽率很高时（出现液雾状），汽流将水膜撕破或因蒸发使水膜部分或全部消失，管壁直接与蒸汽接触而得不到液体的足够冷却，对流放热系数2 急剧下降，金属壁温tb 急剧增加造成管子过热而烧坏，特性参数是工质的界限含汽率汽水混合物的流型和传热水冷壁管内传热 均相模型假定： 汽水均匀混合，与泡状流近似，只考虑汽和水的比容不同； 汽和水之间没有相对运动，即认为二者速度相同。 实质是把汽液两相流变成单相流（汽水混合物单相流）。均相模型两相流体的基本参数 针对主要流型泡状和环状，把泡状流和环状流简化如下： 水在管中靠管内壁流，占据管截面积F； 汽在管
148、子中间由水形成的“水管”中流，占据管截面积F”； 考虑汽与水的相对速度：水的真实速度为w；汽的真实速度为w“。分流模型两相流体的基本参数263 质量流速 单位时间流经单位流通截面的工质质量 循环流速w0 上升管开始沸腾处的饱和水的质量流速式中：G为工质的质量流量； 为容积流量 两相流体的基本参数两相流体的速度 在上升管开始沸腾这个截面，w0值是真实存在的，是可以测出来的。当把它推广到上升管任意截面上，它就是假想汽水混合物全部是饱和水时在管截面的速度，实质代表G。264 折算速度 假定蒸汽或水容积占据管子全部截面时的速度式中：D为蒸汽质量流量 混合物速度 真实速度 两相流体的基本参数两相流体的速
149、度265 质量含汽率x 汽水混合物中蒸汽的质量流量与汽水混合物总质量流量之比 两相流体的基本参数两相流体的含汽率 容积含汽率 蒸汽容积流量与汽水混合物容积流量之比推导过程266 截面含汽率 蒸汽所占截面与管子总截面之比上升流动 C1, 1, 两相流体的基本参数两相流体的含汽率267 混合物密度hu 真实密度zs两相流体的基本参数两相流体的密度 两相流体的重位压降 两相流体的流动阻力 为简便计算，可采用单相流体流动阻力计算公式，如下：流动阻力与重位压降的计算 上升管中汽水混合物与x不断变化，流动阻力和重位压降都分段计算，再叠加求和。 两相流体的基本参数两相流体的基本参数容积含汽率的推导过程270
150、 自然循环的工作原理 下降管中水与上升管中汽水混合物间的重位压头差 使水在回路中产生环形流动，又称为水循环 自然循环的基本概念基本概念271 简单循环回路压差平衡式 (取向下为正)式中 H下降管的高度（即循环回路的高度），m； 下降管及上升管中工质的密度，kg/m3； Pxj、Pss下降管及上升管流动阻力损失，Pa 自然循环的基本概念基本概念推导过程272自然循环的基本概念简单循环回路压差平衡式推导过程 由右图，设锅筒内静压为p1，下降管下部的静压为p2，则对于下降管和上升管分别有：273 运动压头Syd 下降管与上升管中工质重位差，维持回路自然循环的动力，用以克服下降管与上升管中工质的流动阻
151、力 影响运动压头的主要因素 回路高度 工质密度差：压力（压力越高，汽水密度差越低）；水冷壁吸热强度（吸热越多，密度差越大）自然循环的基本概念基本概念 循环倍率K 循环回路中水流量G与回路中产生的蒸汽量D之比，即1kg水全部变成蒸汽需在回路中循环多少次自然循环的基本概念基本概念 名义循环倍率K0 按锅筒引出的饱和蒸汽量计算的循环倍率 凝汽率xnq 凝汽量与循环流量的比值 锅筒水室凝汽量Dnq 在锅筒水室中被凝结的蒸汽量自然循环的基本概念基本概念 自然循环锅炉水循环计算的目的 确定各回路平均循环流速w0、工质流量G；循环倍率Kh 确定锅炉总的循环倍率Kg 检验水循环的可靠性 范围：额定负荷、额定压
152、力和最差回路（受热不均、热负荷低、结构复杂）简单回路水循环计算水循环计算目的和方法 水冷壁吸热方程 压差方程简单回路水循环计算水循环特性的方程组 流量方程 上升管受热, 含汽率x不断增加，各截面两相流动参数不同，应分区段进行计算，把结构、受热相同的划为一段。A是上升管开始沸腾点 热水段Hrs 从下联箱到A点是热水段，其中Hrq为热前段。采用单相流动计算公式简单回路水循环计算上升管区段的划分 含汽段Hhq 热水段以外的上升管管段均为含汽段，采用两相流体公式进行计算简单回路水循环计算上升管区段的划分 当热负荷、管径或管倾斜角度变化较大、 水冷壁敷设卫燃带时含汽段应再分段 热水段Hrs 上升管进入炉
153、膛（B点），水具有一定欠焓，开始沸腾点A的位置需计算确定 导汽管不受热，含汽率不变 对引入汽包汽空间的导汽管，导汽管最高点到超过水位那一段高度为提升段高度Hcq，应与导汽管分开计算 热后段Hrh 上升管离开炉膛到上联箱间管段，该管段不受热，若10上升管总长，则分开单独计算 简单回路水循环计算上升管区段的划分 开始加热点B工质欠焓hB 锅水欠焓简单回路水循环计算上升管进入炉膛处（B点）工质欠焓 B点工质欠焓 不考虑下降管受热和带汽式中 为饱和水的焓值随压力增大而增大的梯度kJ/（kgPa）简单回路水循环计算上升管进入炉膛处（B点）工质欠焓 B点工质欠焓hB 静压变化p 式中 p1、p2 分别为汽
154、包压力及炉膛 入口B处压力，Pa简单回路水循环计算上升管进入炉膛处（B点）工质欠焓 H 段高度 开始沸腾点A工质欠焓hA为零 不考虑下降管受热和带汽 H1为受热一段高度；Q1、 G 分别为受热一段吸热量和工质流量 H 段工质吸热引起的焓增简单回路水循环计算热水段高度Hrs的计算 热水段高度 Hrs H 段高度 简单回路水循环计算热水段高度Hrs的计算 H 段工质因压力减少而引起饱和水焓的减少量 结构数据 按锅炉有关图纸查取 热力数据 按锅炉热力计算书查取 画出蒸发受热面汽水系统图 划分循环回路 管屏分组（划分计算回路），上升管分段 确定上升系统与下降系统的分界点 分配热负荷 根据炉内热负荷分布
155、曲线，确定每个回路各区段的热负荷及蒸发量Di 选择整台锅炉循环倍率假设值Kg，算出锅水欠焓假设值hqh简单回路水循环计算简单回路水循环计算程序（图解法） 假定三个循环流速 w0i 计算热水段高度 Hrsi 计算密度 w0iGi、DiXi iii 计算重位压头 hiig 计算上升管流动阻力 确定上升管系统压差 计算下降管流动阻力确定下降管系统压差简单回路水循环计算简单回路水循环计算程序（图解法） 分别作出 与 曲线，两曲线的交点即为系统工作点，从而确定该回路总压差Yss、循环流速w0 、循环流量G及循环倍率Kh 确定整台锅炉循环倍率的计算值 锅水欠焓的计算值简单回路的三点图解法简单回路水循环计算
156、简单回路水循环计算程序（图解法） 校核：锅水欠焓的计算值与 假 设 值 之 差 不 超 过12.56kJ/kg，且相对误差不超过30%，认为合格，否则需要重新假定Kg进行计算。简单回路的三点图解法简单回路水循环计算简单回路水循环计算程序（图解法） 复杂回路：多个简单回路的串、并联 原则： 确定下降与上升系统分界点，确定串、并联系统 串联：流量G（W0）相同，压差Y相加；并联：压差相同，流量相加 工作点：YXJ=Yss大直径下降管复杂回路 区分独立循环回路：工质独立复杂回路水循环计算复杂回路水循环计算（图解法） 以大直径集中下降管复杂循环回路为例，该回路方程组为：大直径下降管复杂回路复杂回路水循
157、环计算复杂回路水循环计算（图解法）复杂回路图解法复杂回路水循环计算复杂回路水循环计算（图解法） 自然循环特性 热负荷与循环流速之间的关系 锅炉热负荷 Q上升，D上升，x上升： 上升 hu 下降 H（-hu）g 上升 Syd 上升 w0 上升 pss 上升 w0 下降 Q增加，Syd增加起主要作用，w0上升；而Q增加过大，阻力增加起主要作用，反使w0下降 自然循环故障及其可靠性校验自然循环特性 自补偿能力 随锅炉热负荷Q(质量含汽率x)的增加，循环回路水流量G(循环水流速w0 )相应增大的能力 可避免管壁超温自然循环故障及其可靠性校验自然循环特性 循环倍率K 衡量锅炉水循环可靠性的指标之一 K过
158、大（x 过小) ，运动压头太小，可能出现循环停滞等水循环故障； K过小（x 过大），将失去自补偿能力，造成管壁超温 界限循环倍率Kjx 对应自然循环失去自补偿能力（最高循环流速）时的循环倍率 回路循环倍率K 应大于界限循环倍率Kjx ，对应的质量含汽率X应小于临界质量含汽率Xlj 自然循环故障及其可靠性校验自然循环安全性检查指标 界限循环倍率和推荐循环倍率锅炉压力(MPa) 3.925.88 10.211.76 13.7315.69 16.6718.63锅炉蒸发量(t/h) 35240 160420 400670 800界限循环倍率Kjx 10 5 3 2.5推荐循环倍率 1525 715 4
159、8 46自然循环故障及其可靠性校验自然循环安全性检查指标 自然循环锅炉蒸发受热面金属安全工作的条件是保证管子内壁有连续水膜覆盖 受热最弱上升管不出现流动的停滞、倒流、汽水分层等水循环故障； 受热最强上升管不发生沸腾传热恶化 下降管不出现带汽或汽化 自然循环故障及其可靠性校验自然循环故障及安全性检查 自然循环锅炉在压力低于11MPa或受热管局部热负荷低于400kwm2时一般不会出现传热恶化，正常水力工况破坏是蒸发管过热的主要原因，即管壁经常或周期性地与停滞或缓慢流动的蒸汽接触，造成管壁超温 自然循环锅炉在超高压以上，尤其在亚临界压力以上，因含汽率较高，（锅炉容量增大，炉膛周界相对减小，水冷壁根数
160、减少而长度增加），循环倍率较低，可能出现第二类传热恶化，必须采取相应措施自然循环故障及其可靠性校验自然循环故障及安全性检查 并联的上升管组在共同的压差Yss下运行。当管组中各管受热不均匀时，受热弱的管中含汽率少，运动压头小，循环流速降低，可能发生循环异常 上升管引入汽包水空间 当受热弱的管中水流量等于蒸发量，即G=D时，将出现循环停滞现象 上升管引入汽包汽空间 发生循环停滞时管中工质无法到达上升管的最高点，出现自由水面。自由水面以下区域，产生少量蒸汽，以上的区域为缓慢流动的蒸汽自然循环故障及其可靠性校验循环停滞、自由水面和倒流现象自然循环故障及其可靠性校验循环停滞、自由水面和倒流现象 上升管引
161、入汽包水空间 当管组压差Y小于受热弱管子液柱重 Hhg 时，受热管中的水就自上往下流，称为倒流 循环停滞 汽泡通过基本静止的水面上浮，管子弯头处蒸汽积累，出现自由水面时，水面以上管壁与蒸汽接触，使冷却能力下降，管子易超温爆管；自由水面上下波动，还会引起疲劳破坏 倒流 只有当水的倒流速度与汽泡上浮速度相等，即汽泡处于上、下波动状态而形成汽塞时，会把管子烧坏，很少发生。自然循环故障及其可靠性校验循环停滞、自由水面和倒流危害 汽包中的水进入下降管时，因流阻和加速产生压降使进口处发生自汽化 下降管进口截面上部形成涡漩漏斗状，蒸汽被吸入下降管中 汽包水容积内所含蒸汽被带入下降管中 下降管受热产生蒸汽 下
162、降管带汽或汽化，会使管中工质密度减小，运动压头下降，影响回路水循环自然循环故障及其可靠性校验下降管带汽与汽化 影响循环安全性的主要因素 水冷壁受热不均或受热强度过高 下降管带汽或自汽化 水冷壁管内壁结垢 上升系统的流动阻力 变负荷速度过快或低负荷运行自然循环故障及其可靠性校验提高自然循环安全性措施 减小并联管子吸热不均 保持炉内温度场均匀 设计时将整面水冷壁划分为若干个独立的循环回路；采用四角布置燃烧器；将炉膛四角上 12根管子取消或将炉膛设计成八角形 运行中避免火焰偏斜；防止水冷壁管积灰和结渣；限制最小负荷，避免因部分燃烧器停用造成更大的吸热不均 沿高度方向采用多个小功率燃烧器；减小炉内热偏
163、差，避免局部热负荷过高自然循环故障及其可靠性校验提高自然循环安全性措施 降低汽水导管和下降管中的流动阻力，提高循环流速和循环倍率 可采用增加管子的流通截面、采用大直径的管子、减少管子的长度和弯头等措施自然循环故障及其可靠性校验提高自然循环安全性措施 水冷壁管采用适当的管径 较小的管径可以节省金属耗量；但从水循环安全方面考虑，应维持足够大的循环流速W0和不太高的含汽率X，故大容量锅炉不应采用过小的管径 在一定负荷和工作压力下，随着 的增大， W0、X 值升高 大容量锅炉炉膛周界的相对长度减小，水冷壁管数量减少，但高度增加，即每根管产生的蒸汽量增加，出口含汽率X 和循环流速W0都比较高自然循环故障
164、及其可靠性校验提高自然循环安全性措施 防止下降管带汽：对高压以上锅炉，在下降管入口处加装栅格板；采用大直径集中下降管时，应在入口处加装十字板或栅格板 防止下降管进口自汽化：下降管进口之上应保证一定的水柱高度，且水速不能过大 避免下降管带汽或自汽化自然循环故障及其可靠性校验提高自然循环安全性措施 控制循环锅炉具有汽包，循环回路下降管系统增设循环泵，工质流动的动力为循环泵的压头和工质重位差 压力提高，机组热经济性提高；但压力增至一定值，汽水密度差下降，运动压头下降；汽水分离困难，必然取消汽包，因此强制流动锅炉是锅炉发展的必然结果。主要有直流锅炉、控制循环锅炉和复合循环锅炉三种控制循环锅炉控制循环锅
165、炉及其特点 可采用小直径水冷壁，水冷壁可自由布置 采用体积较小的高效分离器，可减小汽包直径 工质质量流速较高，循环倍率较自然循环小，一般为35；循环稳定，不易出现循环异常，但可能出现流动不稳定、脉动等控制循环锅炉控制循环锅炉及其特点 工质强制流动，可使各承压部件均匀受热或冷却，缩短锅炉启、停时间 直流锅炉没有汽包，给水在给水泵压头的作用下，顺序流过热水段、蒸发段和过热段受热面一次将给水全部变成过热蒸汽，蒸发区循环倍率K=1 热水段: 水的焓和温度逐渐增高，比容略有加大，压力则由于流动阻力而有所降低 沿管子长度方向工质参数变化情况直流锅炉直流锅炉工作原理 蒸发段: 汽水混合物的焓继续提高，比容急
166、剧增加，压力降低较快，相应的饱和温度随着压力的降低亦降低一些 过热段: 蒸汽焓、温度和比容均增大，压力则由于流动阻力较大而下降更快直流锅炉直流锅炉工作原理 加热、蒸发和过热受热面没有固定的界限，汽温变化大直流锅炉直流锅炉工作特点 如减小给水量，开始沸腾点前移，加热水段长度L1缩小，蒸发段长度L2也缩小，锅炉受热管总长度不变，故过热段长度L3相对增大，过热汽温上升 无汽包，无下降管，水冷壁可采用小管径，耗钢少；但电耗相对较大；水冷壁可自由布置，适用于任何压力直流锅炉直流锅炉工作特点 设有专门的启动系统 以便在启动时有足够的水量通过蒸发受热面，保护管壁不致被烧坏 启动和停炉速度比较快 直流锅炉没有
167、厚壁的汽包，启动和停炉过程中锅炉各部分加热和冷却均匀直流锅炉直流锅炉工作特点 无自补偿能力 蒸发受热面可能出现流动不稳定、脉动、热偏差，危及锅炉安全运行，可采用在蒸发管进口加装节流圈等措施直流锅炉直流锅炉工作特点 对燃料、给水和空气的自动控制及调节要求较高 直流锅炉的水容积及相应蓄热能力小，对负荷变动较敏感；工质预热、蒸发和过热段间无固定界限，若燃料、给水比例失调，不能保证供给合格蒸汽 管内换热处于膜态沸腾状态下，管壁可能超温破坏 直流锅炉蒸发受热面中，水要从开始沸腾一直到完全蒸发 汽包锅炉中由于循环倍率高，蒸发受热面出口的蒸汽含量X较低，管内换热属于核态（泡状）沸腾，壁温可得到充分冷却 对给
168、水品质的要求很高 无汽包，不能进行连续排污直流锅炉直流锅炉工作特点 复合循环与控制循环的区别 没有汽包，代之以简单的汽水分离器低倍率与复合循环锅炉复合循环锅炉工作原理 在省煤器和水冷壁之间装设循环泵、混合器和分配器等，依靠再循环泵将汽水分离器中的水在全负荷或部分负荷范围内，与省煤器出水混合进行再循环。蒸发系统中除直流流量外，还有循环泵提供的再循环流量 低倍率循环锅炉又称全负荷复合循环锅炉，多用于亚临界参数低倍率循环锅炉工作原理低倍率与复合循环锅炉319低倍率循环锅炉技术特点低倍率与复合循环锅炉 直流锅炉直流锅炉+ +再循环泵（主要技术）再循环泵（主要技术） 汽水分离器代替汽包。负荷降低，再循环
169、流量汽水分离器代替汽包。负荷降低，再循环流量增加增加 负荷变化时，水冷壁内工质流量变化不大，启负荷变化时，水冷壁内工质流量变化不大，启动过程和低负荷运行时的工作可靠性显著提高。动过程和低负荷运行时的工作可靠性显著提高。负荷变化时，循环泵流量变化不大负荷变化时，循环泵流量变化不大 亚临界锅炉水冷壁温度稳定，有利于降低水冷亚临界锅炉水冷壁温度稳定，有利于降低水冷壁的热应力壁的热应力320低倍率循环锅炉技术特点低倍率与复合循环锅炉 K1, 出口 xc=0.6，避免“蒸干”。质量流速小，流动阻力小 启动系统容量小，可减小启动过程的热损失 锅炉出力很低时即可启动汽轮机，可以不设置保护再热器的低压旁路系统
170、 再循环泵工作温度高，需要防止再循环泵入口水汽化。321 在6070%以下的部分负荷范围内，水冷壁中通过再循环流量，负荷达到6070%以上时，进入直流运行状态。 既保证了低负荷下必须的工质质量流速；又降低了高负荷下的流动阻力 适用于亚临界及超临界参数（部分负荷）复合循环锅炉低倍率与复合循环锅炉习题1.试述循环流速、质量含汽率和循环倍率的概念和意义。2.试述运动压头的概念及影响因素。3.简述两种传热恶化现象及特点。4.简述简单循环回路水循环计算方法和步骤。第十章 蒸汽品质及其污染防治v 蒸汽的品质与污染v 给水净化v 蒸汽的净化v 亚临界参数锅炉汽包与内部装置324 蒸汽的品质是指蒸汽中钠盐、硅
171、酸、CO2、和NH3等杂质含量 过热器 杂质沉积在管子内壁形成盐垢，使蒸汽流通截面变小，流阻增加；传热减弱,管壁温度升高 蒸汽管道阀门 可能引起阀门动作失灵、漏汽蒸汽的品质与污染蒸汽品质及其对锅炉、汽轮机工作的影响 汽轮机通流部分 改变叶片型线，减少蒸汽流通面积，增加阻力，出力及效率降低；严重时，可造成调速机构卡涩、轴向力增大，破坏转子止推轴承；叶片结盐垢严重，还可能影响转子的平衡而造成重大事故蒸汽的品质与污染蒸汽品质及其对锅炉、汽轮机工作的影响蒸汽的品质与污染蒸汽品质标准327机械携带 饱和蒸汽携带含盐浓度较大的锅水水滴 机械携带量的多少取决于蒸汽的带水量及锅水含盐浓度。前者以蒸汽湿度表示，
172、即蒸汽含水量占湿蒸汽重量的百分比蒸汽的品质与污染饱和蒸汽的机械携带 蒸汽污染的关键环节是给水污染。直流锅炉直接导致蒸汽污染，锅筒锅炉将使锅水污染。锅水污染主要通过机械性携带和溶解性携带。328 由于机械携带，蒸汽的含盐量 式中 为锅水含盐量，mgkg 影响蒸汽带水的主要因素为锅炉负荷、锅炉工作压力、汽包蒸汽空间高度、锅水含盐量及汽水分离装置型式。 蒸汽的品质与污染饱和蒸汽的机械携带 溶解性携带 饱和蒸汽具有直接溶解盐分的能力，即蒸汽溶盐，蒸汽对不同盐分的溶解能力不同，蒸汽的溶盐具有选择性 蒸汽对某种物质的溶解量用分配系数a来表示，分配系数a是指某物质溶解于蒸汽的量（mgkg）与该物质溶解于锅水
173、中的量（mgkg）之比，即蒸汽的品质与污染蒸汽的溶解（选择）性携带 蒸汽的溶盐能力随压力升高而增大 蒸汽对不同盐类的溶解有选择性，硅酸（SiO2、H2SiO3等）分配系数最大；硅酸盐等分配系数最小蒸汽的品质与污染蒸汽的溶解性携带 对高压和超高压以上的锅炉，蒸汽污染是由蒸汽带水和溶盐两种原因引起的，即蒸汽既携带锅水又溶解盐类，此时，蒸汽中所含某物质的总量为 式中 k为蒸汽的携带系数，k =a，。 蒸汽的品质与污染大容量锅炉蒸汽的污染 要保证给水品质，主要方法就是对补给水和凝结水进行净化处理。亚临界压力以下锅炉，主要是前者，亚临界及超临界锅炉，二者都需要。给水净化给水品质要求给水净化给水品质要求
174、锅炉补给水的预处理：除去悬浮物和胶体物质 混凝：加入混凝剂，使小颗粒变为大颗粒沉淀； 沉淀软化：加热或加化学药品（火电厂），使钙镁离子变为难溶化合物而沉淀析出，以降低硬度； 过滤：让经过混凝处理的水通过由不同滤料组成的过滤层，除去残留的细小悬浮颗粒。给水净化补给水处理 离子交换处理：除去水中离子态的杂质 方法：使用离子交换剂，在离子交换器中进行，离子交换剂可将本身所具有的某种离子与水中同符号的离子相互交换，从而去除该离子。 离子交换剂：离子交换树脂，分为阳离子型和阴离子型。 离子交换器：固定床和连续床。 高压及以下锅炉采用钠离子软化，除碱采用氢、钠离子；高压以上采用H型阳离子交换剂和OH型阴离
175、子交换剂。给水净化补给水处理 凝结水处理的作用 降低含盐量和铜铁等金属腐蚀产物的含量，提高水质； 当凝汽器轻微泄露时，保证机组正常运行，减少停机次数。泄漏较大时可保证机组安全停机； 缩短机组启停时的冲洗时间，既节约冲洗用水，又增加发电时间。给水净化凝结水处理 凝结水处理系统的类型：有前置过滤器的系统与不设置过滤器的系统。 前置式除盐系统 凝结水处理装置一般处于凝结水泵和低压加热器之间。凝结水泵运行压力较低（1-1.3MPa），称为低压凝结水处理系统，如图。给水净化凝结水处理338 凝结水泵运行压力提高到大约4MPa，称为中压凝结水处理系统，如图。给水净化凝结水处理339 重力分离 利用水和汽的
176、密度差 惯性力分离 改变汽水方向 离心力分离 使汽水混合物产生旋转 水膜分离 使蒸汽中的水滴黏附于金属壁面或金属网格上形成水膜留下蒸汽的净化汽水分离原理 通常是各种分离原理的综合作用 百叶窗分离器由很多平行波纹板组成，可水平或立式布置。蒸汽的净化汽水分离装置 汽水分离装置包括挡板、孔板（有水下孔板和均汽孔板）、百叶窗分离器（波形板分离器）、旋风分离器 341 立置非导流式旋风分离器 汽水混合物以一定的速度沿切线方向进入筒体，产生旋转，水滴由于离心力作用被抛向筒壁，并沿筒壁流下，蒸汽则由中心上升 溢流环 装在圆筒顶部，以防贴筒水膜被上升汽流撕破重新使蒸汽带水蒸汽的净化立置非导流式旋风分离器 圆形
177、底板 位于筒底中心，底板周围的环形通道内装有倾斜导叶，使水稳定地流入汽包水容积中，以防止水向下排出时将蒸汽带出 波形板顶帽 装在分离器的顶部，再次使汽水分离蒸汽的净化立置非导流式旋风分离器 与立置非导流式旋风分离器的主要不同之处：在筒体内部汽水混合物入口引管的上半部加装导流板，形成导流式筒体。在筒体直径相同的情况下，允许负荷可提高20左右，阻力基本相当 广泛应用于超高参数锅炉蒸汽的净化立置导流式旋风分离器 涡轮式分离器 汽水混合物由分离器底部轴向进入，固定式导向叶片产生的离心力使工质产生强烈旋转而分离，水被抛到内筒壁向上运动，通过集汽短管与内筒之间的环形截面流入疏水夹层，然后折向下流，进入汽包
178、水容积；蒸汽则由筒体的中心部分上升经波形板分离器进入汽包蒸汽空间 1-梯形顶帽；2-波形板；3-集汽短管；4-钩头；5-固定式导向叶片；6-芯子；7-外筒；8-内筒；9-疏水夹层；10-支撑螺栓 蒸汽的净化涡轮式旋风分离器1-梯形顶帽；2-百叶窗板；3-集汽短管；4-钩头；5-固定式导向叶片；6-芯子；7-外筒；8-内筒；9-疏水夹层；10-支撑螺栓 涡轮式分离器分离效高，体积小；但阻力较大，常用于强制循环锅炉蒸汽的净化涡轮式旋风分离器 蒸汽清洗 使蒸汽通过洁净的清洗水（一般为给水），利用清洗水与锅水含盐浓度差来降低蒸汽溶解携带的盐分 蒸汽清洗 主要用于减少溶解性携带，也可减少蒸汽机械携带的盐
179、分，因为经清洗的蒸汽带出的水为含盐浓度较低的清洁水，而不是锅水 蒸汽的净化蒸汽清洗 大机组汽包的相对长度减少，加装清洗装置有困难；亚临界压力下，由于蒸汽溶解硅酸的分配系数随之增大，清洗装置效率明显下降 亚临界压力汽包炉，主要靠改善给水条件来保证蒸汽品质，可不采用蒸汽清洗装置 蒸汽的净化蒸汽清洗 连续排污（表面排污） 连续不断地从汽包中排出因水蒸发含盐量不断增大的部分锅水，代之以比较纯净的给水，以获得符合品质要求（含盐量和碱度保持在规定值内）的蒸汽 连续排污应从锅水含盐量最大的部位（通常是汽包水容积靠近蒸发面处）引出 蒸汽的净化排 污 定期排污（间断或底部排污） 用以排除水中的沉渣、铁锈，以防这
180、些杂质在水冷壁管中结垢和堵塞 定期排污应从循环回路的最低位置，即沉淀物积聚最多的地方（如水冷壁下部联箱或大直径下降管底部）引出，间断进行蒸汽的净化排 污 排污率 P 350 汽包采用上、下不等壁厚结构，汽包内壁设置弧形衬套5，由沿汽包长度延伸的挡板构成。汽水混合物由上部进入汽包，沿弧形衬套向下流动，均匀加热汽包壁，可减少汽包上下壁温差及相应的热应力亚临界参数锅炉汽包与内部装置SG1025.7t/h亚临界参数锅炉汽包 下降管管座9位于汽包底部，保证下降管入口上部有最大的水层高度，以防下降管进口处工质汽化；下降管入口处装有十字架8，以消除大直径下降管进口产生漏斗形水面，防止蒸汽进入下降管，保证锅炉
181、水循环的安全 亚临界参数锅炉汽包与内部装置SG1025.7t/h亚临界参数锅炉汽包 汽包筒体上部有饱和蒸汽引出管管座1，汽水混合物引入管管座2；汽包筒体下部有给水管管座10，连续排污管管座12亚临界参数锅炉汽包与内部装置SG1025.7t/h亚临界参数锅炉汽包 涡轮式旋风分离器6沿汽包长度方向分两排对称布置，对汽水混合物进行第一次粗分离 立式波形板（又称顶帽）布置在分离器的顶部，进行第二次分离亚临界参数锅炉汽包与内部装置SG1025.7t/h亚临界参数锅炉内部装置 波形板干燥器3 在汽包顶部沿长度方向分前后两组（每组两排，对称布置）呈鸟翼状倾斜的立式“V”形， 进行第三次分离 汽水混合物经三次
182、分离，水经疏水管4引至汽包水容积，蒸汽通过顶部布置的多孔板进行均流，经饱和蒸汽引出管将蒸汽引至炉顶过热器亚临界参数锅炉汽包与内部装置SG1025.7t/h亚临界参数锅炉内部装置亚临界参数锅炉汽包与内部装置Babcock与FW型亚临界参数锅炉复习思考题1、锅筒锅炉蒸汽污染的主要方式。2、试分析蒸汽含盐量对锅炉、汽机工作过程的影响。3、简述各种汽水分离原理并举出相应的应用实例。第七章第七章 锅炉受热面及其工作特点锅炉受热面及其工作特点 锅炉蒸发受热面及系统锅炉蒸发受热面及系统v 水冷壁水冷壁v 锅炉水循环系统锅炉水循环系统v 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v 过热器与再
183、热器的结构形式过热器与再热器的结构形式v 蒸汽温度调节蒸汽温度调节v 热偏差热偏差v 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v 省煤器及其布置省煤器及其布置v 空气预热器的类型空气预热器的类型 水冷壁水冷壁是锅炉炉膛四周炉墙上敷设的受热面。是锅炉炉膛四周炉墙上敷设的受热面。中压锅炉中压锅炉全部为蒸发受热面；全部为蒸发受热面；高压、超高压和亚高压、超高压和亚临界锅炉临界锅炉部分为过热部分为过热/ /再热受热面；再热受热面；直流锅炉直流锅炉同时同时是加热和过热受热面。是加热和过热受热面。 规格：规格：4545、5151、5757、6060、63.563.5、76
184、76，壁厚，壁厚3 35 5 材质：无缝钢管材质：无缝钢管10g10g、15g15g、20g20g结构参数：结构参数：s/d e/ds/d e/d 水冷壁的工作特点水冷壁的工作特点水冷壁水冷壁水冷壁水冷壁 强化传热，减少锅炉受热面面积，节省金属消耗量强化传热，减少锅炉受热面面积，节省金属消耗量 降低高温对炉墙的破坏作用，保护炉墙，提高炉墙降低高温对炉墙的破坏作用，保护炉墙，提高炉墙机械强度机械强度 能有效防止炉壁结渣能有效防止炉壁结渣 悬吊敷管炉墙（炉墙全部重量靠水冷壁支承）悬吊敷管炉墙（炉墙全部重量靠水冷壁支承） 主蒸发受热面（直流锅炉除外）主蒸发受热面（直流锅炉除外）水冷壁的工作特点和作用
185、水冷壁的工作特点和作用水冷壁水冷壁水冷壁水冷壁 水冷壁水冷壁在锅炉初期主要是为了在锅炉初期主要是为了保护炉墙，保护炉墙，后来后来逐渐发展为锅炉的主要受热面之一。逐渐发展为锅炉的主要受热面之一。 水冷壁水冷壁分分光管壁、膜式壁光管壁、膜式壁两种两种 膜式壁炉膛气密膜式壁炉膛气密性好性好, ,可减少漏风可减少漏风, ,降低热损失降低热损失, ,提高锅炉效率；有较提高锅炉效率；有较大的辐射受热面积，可降低受热面金属耗量；炉墙大的辐射受热面积，可降低受热面金属耗量；炉墙重量轻，便于采用悬吊结构；锅炉蓄热能力减少，重量轻，便于采用悬吊结构；锅炉蓄热能力减少，有利负荷调节，锅炉启停快。有利负荷调节，锅炉启
186、停快。水冷壁的结构水冷壁的结构水冷壁水冷壁水冷壁水冷壁 内螺纹管水冷壁内螺纹管水冷壁 工质在管内流动时产生强烈的工质在管内流动时产生强烈的扰动。把液体压向壁面，强迫汽泡脱离管壁被水带扰动。把液体压向壁面，强迫汽泡脱离管壁被水带走，破坏膜态汽层。可有效防止膜态沸腾产生，避走，破坏膜态汽层。可有效防止膜态沸腾产生，避免管壁超温。免管壁超温。用于炉内高热负荷区域的膜式水冷壁，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。确保水冷壁安全可靠。水冷壁水冷壁水冷壁水冷壁水冷壁的结构水冷壁的结构 大容量锅炉沿炉膛周界热负荷大容量锅炉沿炉膛周界热负荷分布不均，水冷壁中间部位较两分布不均，水冷壁中间部位
187、较两边高，燃烧器区域附近热负荷最边高，燃烧器区域附近热负荷最大，炉膛四角和下部受热最弱，大，炉膛四角和下部受热最弱，因此水冷壁吸热不均，造成水循因此水冷壁吸热不均，造成水循环故障。为提高水循环可靠性环故障。为提高水循环可靠性将将水冷壁设计成若干个独立的循环水冷壁设计成若干个独立的循环回路回路 自然循环锅炉水循环系统自然循环锅炉水循环系统锅炉水循环系统锅炉水循环系统锅炉水循环系统锅炉水循环系统 SG1025/18.1 SG1025/18.1锅炉水冷壁根锅炉水冷壁根据炉膛截面热负荷分布曲线共据炉膛截面热负荷分布曲线共分为分为3232个循环回路。前、后、个循环回路。前、后、两侧各两侧各6 6个回路，
188、四个炉角各个回路，四个炉角各2 2个回路个回路 自然循环锅炉水循环系统自然循环锅炉水循环系统锅炉水循环系统锅炉水循环系统锅炉水循环系统锅炉水循环系统 后水冷壁上部后水冷壁上部常作成一个折常作成一个折焰角，焰角，同时拉出部分管束作为同时拉出部分管束作为后墙悬吊管，后墙悬吊管，折焰角以一定的折焰角以一定的角度向后上方延伸形成水平烟角度向后上方延伸形成水平烟道，然后垂直向上形成道，然后垂直向上形成排管排管与与上集箱连接，可增加水平烟道上集箱连接，可增加水平烟道长度，改善炉膛出口烟气的空长度，改善炉膛出口烟气的空气动力特性，增长烟气流程，气动力特性，增长烟气流程，强化烟气的混合强化烟气的混合 锅炉水循
189、环系统锅炉水循环系统锅炉水循环系统锅炉水循环系统自然循环锅炉水循环系统自然循环锅炉水循环系统 水冷壁上部通过上集箱固定在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，支架上，下部则悬挂着下集箱，可可自由膨胀自由膨胀 燃烧器区域布置燃烧器区域布置卫燃带卫燃带，以提高，以提高炉膛温度炉膛温度 在四面墙的高热负荷区域在四面墙的高热负荷区域采用采用了内螺纹管，了内螺纹管，以保证水冷壁工作以保证水冷壁工作的安全性的安全性锅炉水循环系统锅炉水循环系统锅炉水循环系统锅炉水循环系统自然循环锅炉水循环系统自然循环锅炉水循环系统 来自省煤器的来自省煤器的给水给水经经汽包汽包分别分别进入进入4 4个大直径集
190、中个大直径集中下降管下降管，其下，其下端分别接一个端分别接一个分配器分配器，并通过，并通过9696根根供水管供水管与与3232个个下集箱下集箱相连。然相连。然后经后经3232组组648648根根膜式水冷壁、折焰膜式水冷壁、折焰角、后墙水冷壁悬吊管、水平烟角、后墙水冷壁悬吊管、水平烟道底部、后墙排管道底部、后墙排管向上流动，水向上流动，水被逐渐加热形成被逐渐加热形成汽水混合物汽水混合物，通，通过过2626个个上集箱上集箱106106根根导汽管导汽管被引入被引入汽包，进行汽水分离汽包，进行汽水分离 锅炉水循环系统锅炉水循环系统锅炉水循环系统锅炉水循环系统自然循环锅炉水循环系统自然循环锅炉水循环系统
191、 饱和蒸汽饱和蒸汽由由1818根连接管引入根连接管引入顶棚过热器进口集箱；顶棚过热器进口集箱； 饱和水饱和水留在汽包下部，连同留在汽包下部，连同不断送入汽包的给水一起进入不断送入汽包的给水一起进入下降管下降管锅炉水循环系统锅炉水循环系统锅炉水循环系统锅炉水循环系统自然循环锅炉水循环系统自然循环锅炉水循环系统 4 4根根大直径集中下降管大直径集中下降管从从汽包汽包底底部引出并与部引出并与汇合联箱汇合联箱连接，连接， 3 3台台循环泵循环泵（一台备用）通过吸入短（一台备用）通过吸入短管与汇合联箱相连，每台循环泵管与汇合联箱相连，每台循环泵通过通过2 2根根出水管出水管与与环形下水包环形下水包（由（
192、由前、后、左右四侧水包组成）连前、后、左右四侧水包组成）连接。接。 经由经由890890根根水冷壁管水冷壁管、5 5个个上上集箱集箱和和4848根根导汽管，导汽管，回到回到汽包。汽包。控制控制循环锅炉水循环系统循环锅炉水循环系统锅炉水循环系统锅炉水循环系统锅炉水循环系统锅炉水循环系统 直直流流锅锅炉炉水水冷冷壁壁形形式式主主要要有有螺螺旋旋管管圈圈型型和和垂垂直直上上升管屏型升管屏型 螺螺旋旋管管圈圈型型水水冷冷壁壁 由由若若干干根根水水冷冷壁壁组组成成管管带带，沿沿炉炉膛膛四四面面倾倾斜斜上上升升，无无水水平平段段，各各管管带带均均匀匀地地分分布布在在炉炉膛膛四四壁壁，任任一一高高度度上上管
193、管带带的的受受热热几几乎乎完完全全相相同同螺旋管圈型水冷壁螺旋管圈型水冷壁直流锅炉水冷壁直流锅炉水冷壁直流锅炉水冷壁直流锅炉水冷壁 螺旋管圈型水冷壁的特点螺旋管圈型水冷壁的特点 沿炉膛四周热负荷不均匀影响小沿炉膛四周热负荷不均匀影响小 管管圈圈内内工工质质可可保保证证足足够够高高的的质质量量流流速速，以以减减轻轻传传热恶化的影响热恶化的影响 工工质质焓焓值值较较高高的的管管带带后后段段，可可以以布布置置在在炉炉内内热热负负荷较低区域，对防止管壁超温有利荷较低区域，对防止管壁超温有利 大锅炉宽管带，各管间热偏差较大；支吊困难大锅炉宽管带，各管间热偏差较大；支吊困难 适用于超临界和亚临界压力，燃料
194、适应性广适用于超临界和亚临界压力，燃料适应性广螺旋管圈型水冷壁螺旋管圈型水冷壁直流锅炉水冷壁直流锅炉水冷壁直流锅炉水冷壁直流锅炉水冷壁 UPUP（Universal Universal Pressure Pressure BoilerBoiler）型型垂直上升管屏垂直上升管屏包括一次上升和上升包括一次上升和上升- -上升上升 一一次次上上升升型型（a a） 给给水水一一次次流流经经全全部部四四面面墙墙水水冷冷壁壁管管屏屏，没没有有下下降降管管，管管屏屏沿沿高高度度分分为为上上、中中和和下下部部三三个个辐辐射射区区，各各区区段段之之间间设设有有混混合合器器，用用以以消消除除平平行行管管子子间间的
195、热偏差的热偏差（a a）（）（b b）UPUP型垂直上升管屏水冷壁型垂直上升管屏水冷壁直流锅炉水冷壁直流锅炉水冷壁直流锅炉水冷壁直流锅炉水冷壁 一次上升型（一次上升型（a a） 特特点点：系系统统简简单单，流流动动阻阻力力小小；相相邻邻管管屏屏外外侧侧管管间间壁壁温温差差较较小小；可可采采用用全全悬悬吊吊结结构构；水水力力特特性性较较为为稳稳定定；但但对对锅锅炉炉负负荷荷适应性较差，金属耗量大适应性较差，金属耗量大 上上升升- -上上升升型型（b b） 炉炉膛膛下下部部高高热热负负荷荷区区域域布布置置两两个个串串联联回回路路，用用于于提提高高管管内内工质质量流速以避免流动异常和传热恶化工质质量
196、流速以避免流动异常和传热恶化（a a）（）（b b）UPUP型垂直上升管屏水冷壁型垂直上升管屏水冷壁直流锅炉水冷壁直流锅炉水冷壁直流锅炉水冷壁直流锅炉水冷壁 多多次次垂垂直直上上升升管管屏屏 炉炉膛膛下下部部高高热热负负荷荷区区域域减减小小管管屏屏的的宽宽度度，炉炉外外加加设设下下降降管管，形形成成多多次次（2-32-3次次）垂垂直直上上升升；在在上上部部较较低低热热负负荷荷区区，仍仍采采用用一一次次垂垂直直上上升升管屏管屏 FWFW型垂直上升管屏型垂直上升管屏为多次垂直上升管屏为多次垂直上升管屏FWFW型垂直上升管屏水冷壁型垂直上升管屏水冷壁直流锅炉水冷壁直流锅炉水冷壁直流锅炉水冷壁直流锅炉
197、水冷壁 多次垂直上升管屏的特点多次垂直上升管屏的特点 既既可可保保证证高高热热负负荷荷区区有有较较高高的的质质量量流流速速，达达到到充充分分冷冷却却的的目目的的；又又可可减减少少高高负负荷荷下下水水冷冷壁壁的的流流动动阻阻力力；同时可避免采用刚度差的小直径管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；有不受热的下降管，工质流程长，系统阻力较大； 相相邻邻两两屏屏内内工工质质的的含含汽汽率率不不同同，管管间间壁壁温温差差大大，使各屏热膨胀不同。应尽量减少管屏串联的次数使各屏热膨胀不同。应尽量减少管屏串联的次数FWFW型垂直上升管屏水冷壁型垂直上升管屏水冷壁直流锅炉
198、水冷壁直流锅炉水冷壁直流锅炉水冷壁直流锅炉水冷壁 在在在在炉炉炉炉膛膛膛膛折折折折焰焰焰焰角角角角以以以以上上上上采采采采用用用用垂垂垂垂直直直直上上上上升升升升管管管管屏屏屏屏，以以以以便便便便采采采采用用用用全全全全悬悬悬悬吊吊吊吊结结结结构构构构；炉炉炉炉膛膛膛膛上上上上部部部部热热热热负负负负荷荷荷荷较较较较低低低低，两两两两相相相相邻邻邻邻垂垂垂垂直直直直管管管管屏屏屏屏外外外外侧侧侧侧管管管管子子子子的的的的管管管管壁壁壁壁温温温温差差差差较较较较小小小小，不不不不至至至至于于于于造成膜式水冷壁损坏造成膜式水冷壁损坏造成膜式水冷壁损坏造成膜式水冷壁损坏 在在在在炉炉炉炉膛膛膛膛高高
199、高高热热热热负负负负荷荷荷荷区区区区采采采采用用用用螺螺螺螺旋旋旋旋管管管管圈圈圈圈型型型型水水水水冷冷冷冷壁壁壁壁，以以以以减减减减小小小小炉炉炉炉内热偏差内热偏差内热偏差内热偏差直流锅炉水冷壁布置直流锅炉水冷壁布置直流锅炉水冷壁直流锅炉水冷壁直流锅炉水冷壁直流锅炉水冷壁 过热器和再热器的作用过热器和再热器的作用 过热器：过热器：将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽。蒸汽。 再热器：再热器：将汽轮机高压缸排汽加热成具有一定温将汽轮机高压缸排汽加热成具有一定温度的再热蒸汽。度的再热蒸汽。过热器与再热器的结构形式过热器与再热器的结构形式过热器与再热器的结构形式
200、过热器与再热器的结构形式过热器和再热器的作用与特点过热器和再热器的作用与特点 都是提高蒸汽焓值，增强其做功能力，从而提高都是提高蒸汽焓值，增强其做功能力，从而提高电厂循环热效率。同时再热器可以降低汽轮机排汽电厂循环热效率。同时再热器可以降低汽轮机排汽的湿度，提高末级叶片的安全性。的湿度，提高末级叶片的安全性。过热器与再热器的结构形式过热器与再热器的结构形式过热器与再热器的结构形式过热器与再热器的结构形式过热器和再热器的作用与特点过热器和再热器的作用与特点 工作特点工作特点 外部烟温高：大约在外部烟温高：大约在60060014001400。 内部汽温高：一般在内部汽温高：一般在320 320 5
201、40 540，近年出口汽温，近年出口汽温可达可达560 560 620 620。 冷却条件差：亚临界压力下的蒸汽密度比水小，蒸冷却条件差：亚临界压力下的蒸汽密度比水小，蒸汽与管壁间的对流放热系数小，冷却能力差；提高蒸汽与管壁间的对流放热系数小，冷却能力差；提高蒸汽流速，可使蒸汽冷却能力增强，但会增大压降，降汽流速，可使蒸汽冷却能力增强，但会增大压降，降低蒸汽的做功能力。低蒸汽的做功能力。 安全裕度小：壁温高，管子的工作温度接近允许使安全裕度小：壁温高，管子的工作温度接近允许使用温度。用温度。 由蛇形管及进出口联箱组成。由蛇形管及进出口联箱组成。 根据对流受热面的放置方式分：立式、卧式。根据对流
202、受热面的放置方式分：立式、卧式。 根据烟气与管内蒸汽的相对流动方向分：逆流、顺根据烟气与管内蒸汽的相对流动方向分：逆流、顺流和混合流。流和混合流。过热器与再热器的结构型式过热器与再热器的结构型式过热器与再热器的结构型式过热器与再热器的结构型式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。由蛇形管及进出口联箱组成。 根据管子排列方式分：顺列、错列。根据管子排列方式分：顺列、错列。 根据管圈数分：单管圈、双管圈、多管圈。根据管圈数分：单管圈、双管圈、多管圈。过热器与再热器的结构型式过热器与再热器的结构型式过热器与再热器的结构型式过热器与再热器的结构型式对流式过热器和再热器对流
203、式过热器和再热器 布置布置 半半辐辐射射式式 布布置置在在炉炉膛膛出出口口烟烟窗处，称为后屏窗处，称为后屏 辐辐射射式式 布布置置在在炉炉膛膛上上部部的的前前墙墙和和两两侧侧的的前前半半部部或或布布置置在在炉炉膛膛顶顶部部或或悬悬挂挂在在炉炉膛膛上上部部靠靠近近前前墙墙处处，分分别别称称为为墙墙式式、顶顶棚棚式式和和前前屏（分隔屏）屏（分隔屏） 做成挂屏形式，由做成挂屏形式，由U U型管及型管及进出口联箱构成进出口联箱构成 1-1-前前墙墙管管；2 2、3-3-两两侧侧墙墙管；管；4-4-上联箱工质引出管上联箱工质引出管过热器与再热器的结构型式过热器与再热器的结构型式过热器与再热器的结构型式过
204、热器与再热器的结构型式半辐射、辐射式过、再热器半辐射、辐射式过、再热器（a a）前屏；（）前屏；（b b）大屏；（）大屏；（c c）后屏）后屏过热器与再热器的结构型式过热器与再热器的结构型式过热器与再热器的结构型式过热器与再热器的结构型式 作用作用 改善工质汽温特性；改善工质汽温特性； 降低锅炉金属耗量；降低锅炉金属耗量； 降低炉膛出口烟温，降低炉膛出口烟温，防止排列密集的对流受防止排列密集的对流受热面结渣；热面结渣； 消除气流的残余扭转，减少沿烟道宽度的热消除气流的残余扭转，减少沿烟道宽度的热偏差；偏差； 大节距的前屏可对炉膛出口烟气起阻尼和分大节距的前屏可对炉膛出口烟气起阻尼和分割导流作用
205、割导流作用 过热器与再热器的结构型式过热器与再热器的结构型式过热器与再热器的结构型式过热器与再热器的结构型式半辐射、辐射式过、再热器半辐射、辐射式过、再热器 改善受热面工作条件的措施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；布置在远离火焰中心的炉膛上部； 作为低温级受热面；作为低温级受热面； 采用较高的质量流速采用较高的质量流速过热器与再热器的结构型式过热器与再热器的结构型式过热器与再热器的结构型式过热器与再热器的结构型式半辐射、辐射式过、再热器半辐射、辐射式过、再热器 为了简化炉墙结构，采用悬吊结构的敷管炉墙，为了简化炉墙结构，采用悬吊结构的敷管炉墙，在水平烟道和尾部竖井烟道内
206、壁像布置水冷壁那样在水平烟道和尾部竖井烟道内壁像布置水冷壁那样布置过热器，称为包覆壁过热器。包覆壁过热器一布置过热器，称为包覆壁过热器。包覆壁过热器一般采用膜式壁结构，相对节距般采用膜式壁结构，相对节距s sd d等于等于2 23 3，这样，这样可以保证锅炉烟道的气密性，并可减少金属消耗量。可以保证锅炉烟道的气密性，并可减少金属消耗量。过热器与再热器的结构型式过热器与再热器的结构型式过热器与再热器的结构型式过热器与再热器的结构型式包覆壁过热器包覆壁过热器 锅炉负荷锅炉负荷 蒸蒸汽汽温温度度与与锅锅炉炉负负荷荷之之间间的的关关系系称称之之为为汽汽温温特特性性，采采用不同传热方式的过热器与再热器，
207、汽温变化特性不同用不同传热方式的过热器与再热器，汽温变化特性不同 辐辐射射受受热热面面 锅锅炉炉负负荷荷D D增增加加，工工质质流流量量和和煤煤耗耗量量B B相相应应增增加加，炉炉内内辐辐射射热热 Q Qf f 并并不不按按比比例例增增多多， Q Qf f /D /D 减减少少，辐辐射射受受热热面面中中蒸蒸汽汽的的焓焓增增减减少少，出出口口蒸蒸汽汽的的温温度度下下降降，图图中中曲曲线线1 1，炉炉膛出口烟温因此上升膛出口烟温因此上升蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节运行中影响汽温的因素运行中影响汽温的因素 对对流流受受热热面面 锅锅炉炉负负荷荷D D增增加加，流流经经对对流流受受
208、热热面面烟烟速速和和烟烟温温提提高高，工工质质焓焓增增升升高高，出出口口蒸蒸汽汽温温度度上上升升，图中曲线图中曲线2 2 采采用用辐辐射射一一对对流流式式受受热热面面，可可获获得得较较为为平平坦坦的的汽汽温温变变化化特特性性，减减小小汽汽温温调调节节幅幅度度，提提高高机机组组对对负负荷荷变变化化的的适适应应性性蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节运行中影响汽温的因素运行中影响汽温的因素 过量空气系数过量空气系数 增增加加，炉炉膛膛温温度度水水平平降降低低，辐辐射射传传热热减减弱弱，辐辐射射受受热热面面出出口口汽汽温温降降低低；对对流流过过热热器器则则由由于于燃燃烧烧生生成成的的烟烟
209、气气量量增增多多，烟烟气气流流速速增增大大，对对流流传传热热加加强强，导致导致出口过热汽温升高出口过热汽温升高, ,以后者为主以后者为主 给水温度给水温度t tgsgs t tgsgs降降低低，煤煤耗耗量量B B增增加加，炉炉内内烟烟气气量量增增加加，出出口口烟烟温温增增加加，对对流流受受热热面面出出口口蒸蒸汽汽温温度度因因此此升升高高。辐辐射式受热面的出口汽温影响不大射式受热面的出口汽温影响不大蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节运行中影响汽温的因素运行中影响汽温的因素 燃料性质燃料性质 燃燃煤煤中中的的M M和和A A增增加加，烟烟气气容容积积增增大大，烟烟速速提提高高；而而炉
210、炉内内温温度度水水平平降降低低，出出口口烟烟温温升升高高，过过热热器器出出口口汽汽温温升升高高。煤煤粉粉变变粗粗时时，煤煤粉粉在在炉炉内内燃燃烬烬时时间间增增长长，火焰中心上移，火焰中心上移，导致汽温升高导致汽温升高蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节运行中影响汽温的因素运行中影响汽温的因素 受热面污染情况受热面污染情况 过过热热器器之之前前的的受受热热面面发发生生积积灰灰或或结结渣渣时时，进进入入过过热热器器区区域域的的烟烟温温增增高高，过过热热汽汽温温上上升升；过过热热器器本本身身严重积灰、结渣或管内结垢时，导致汽温下降严重积灰、结渣或管内结垢时，导致汽温下降 燃烧器的运行方式
211、燃烧器的运行方式 摆摆动动燃燃烧烧器器喷喷嘴嘴向向下下倾倾斜斜或或多多排排燃燃烧烧器器从从上上排排喷喷嘴嘴切切换换至至下下排排，由由于于火火焰焰中中心心下下移移，会会使使汽温下降。反之，汽温则会升高汽温下降。反之，汽温则会升高蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节运行中影响汽温的因素运行中影响汽温的因素 运运行行中中规规定定汽汽温温偏偏离离额额定定值值的的波波动动不不能能超超过过-10-10+5 +5 汽汽温温过过高高，金金属属的的许许用用应应力力下下降降，危危及及机机组组的安全运行；的安全运行； 汽温下降，汽温下降，循环热效率降低；再热汽温变化循环热效率降低；再热汽温变化过于剧烈，
212、还会引起汽机中压缸的转子与汽缸过于剧烈，还会引起汽机中压缸的转子与汽缸之间的相对胀差变化，汽机振动增大之间的相对胀差变化，汽机振动增大 蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节汽温调节汽温调节 蒸蒸汽汽侧侧调调节节 通通过过改改变变蒸蒸汽汽热热焓焓调调节节汽汽温温，主主要有喷水减温、汽要有喷水减温、汽- -汽热交换。汽热交换。 烟烟气气侧侧调调节节 通通过过改改变变锅锅炉炉内内辐辐射射受受热热面面和和对对流流受受热热面面的的吸吸热热量量分分配配比比例例的的方方法法（如如烟烟气气再再循循环环、摆摆动动燃燃烧烧器器）或或改改变变流流经经过过热热器器、再再热热器器烟烟气量的方法（如分隔烟道挡
213、板）调节汽温气量的方法（如分隔烟道挡板）调节汽温 蒸汽调温的主要方式蒸汽调温的主要方式蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节汽温调节汽温调节 喷喷水水减减温温器器是是将将清清洁洁度度很很高高的的水水直直接接喷喷入入过过热热蒸蒸汽汽中中以以降降低低汽汽温温（大大锅锅炉炉直接由水泵出口取水）直接由水泵出口取水） 喷喷水水减减温温装装置置通通常常安安装装在在过过热热器器连连接接管管道道或或联联箱箱中中 蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节喷水减温方法喷水减温方法 主主要要有有旋旋涡涡式式、笛笛形形管管（多孔喷管）式两种（多孔喷管）式两种 结结构构简简单单，惯惯性性小小，调调节节
214、灵灵敏敏，易易于于自自动动化化，可可靠靠性性高高。但但只只能能降降温温，不不能能升升温温。电电站站锅锅炉炉普普遍遍采采用用蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节喷水减温方法喷水减温方法 喷喷水水减减温温方方法法：调调节节过过热热汽汽温温。再再热热器器一一般般不不采采用用此此法法，只只作作为为事故喷水减温装置。事故喷水减温装置。 大大型型锅锅炉炉通通常常布布置置两两级级喷喷水水减减温温器器。一一级级在在屏屏前前，喷喷水水量量大大些些，汽汽温温粗粗调调，并并保保护护屏屏；二二级级在在末末级级过过热热器器前前，细细调调，控控制制过过热热器器出口汽温。出口汽温。蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温
215、度调节蒸汽温度调节喷水减温方法喷水减温方法 用用挡挡板板将将尾尾部部烟烟道道分分隔隔成成两两个个并并列列烟烟道道，其其一一布置低温再热器，另一侧布置低温过热器布置低温再热器，另一侧布置低温过热器 调调节节布布置置在在省省煤煤器器后后的的烟烟气气挡挡板板开开度度，可可改改变变流经两烟道的烟气量达到调节再热汽温的目的流经两烟道的烟气量达到调节再热汽温的目的 结结构构简简单单，操操作作方方便便但但延延迟迟较较大大，挡挡板板宜宜布布置置在在烟烟温温低低于于400400O OC C的的区区域域，以免烧坏以免烧坏蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节分隔烟道挡板分隔烟道挡板 采采用用再再循循环环
216、风风机机从从锅锅炉炉尾尾部部低低温温烟烟道道中中( (一一般般为为省省煤煤器器后后) )抽抽出出一一部部分分温温度度为为250250350350O O C C的的烟烟气气，从从炉炉膛膛底底部部( (如如冷冷灰灰斗斗下下部部) )送送回回到到炉炉膛膛，用用以以改改变变锅锅炉炉内内辐辐射射和和对对流流受受热热面面吸吸热热量量的的比比例例，从从而而达到调节汽温的目的达到调节汽温的目的 耗耗电电量量增增大大，风风机机磨磨损损大大。国国内内多多用用于于燃燃油油锅锅炉炉的再热气温调节的再热气温调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节烟气再循环烟气再循环 摆动式燃烧器摆动式燃烧器 燃燃烧烧器器上
217、上下下摆摆动动土土202030300 0，炉炉膛膛出出口口烟烟温温变变化化约约110110140140，调调温温幅幅度度可可达达40406060。燃燃烧烧器器上上倾倾角角过过大大会会增增加加燃燃料料的的未未完完全全燃燃烧烧损损失失；下下倾倾角角过过大大又又会会造成冷灰斗的结渣造成冷灰斗的结渣 蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节改变火焰中心位置改变火焰中心位置 停用各层燃烧器停用各层燃烧器 调温幅度较小，一般应与其它调温方式配合使用调温幅度较小，一般应与其它调温方式配合使用 摆摆动动式式燃燃烧烧器器调调节节再再热热汽汽温温的的同同时时，会会影影响响到到过过热汽温热汽温 锅锅炉炉在在
218、满满负负荷荷运运行行时时，过过热热汽汽温温和和再再热热汽汽温温均均达达到到额额定定值值，过过热热器器减减温温水水量量理理论论上上为为零零；锅锅炉炉负负荷荷下下降降，再再热热汽汽温温下下降降，燃燃烧烧器器向向上上摆摆动动，过过热热汽汽温温随随之之上上升升，需需要要增增加加减减温温水水量量。负负荷荷降降到到50506060额定负荷时，过热器减温水量达到最大额定负荷时，过热器减温水量达到最大蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节蒸汽温度调节改变火焰中心位置改变火焰中心位置式中：式中： h hp p 为偏差管焓增，为偏差管焓增， h hp p = q = qp pF Fp p/G/Gp p； h h0
219、0 为管组平均焓增，为管组平均焓增，hh0 0 = q = q0 0F F0 0/G/G0 0 q q、F F、G G 分别为管外壁热负荷、受热面积及工质流量分别为管外壁热负荷、受热面积及工质流量 热偏差热偏差热偏差热偏差热偏差的概念热偏差的概念 热热偏偏差差是是沿沿烟烟道道宽宽度度方方向向并并列列管管子子间间因因吸吸热热不不均均和和工工质质流流量量不不均均引引起起的的现现象象，蒸蒸汽汽焓焓增增大大于于管管组组平平均均值值的管子称偏差管，热偏差程度用热偏差系数的管子称偏差管，热偏差程度用热偏差系数 表示表示 则有则有 式中：式中：q q 、F F 和和G G 分别为吸热、结构和流量不均匀系数分
220、别为吸热、结构和流量不均匀系数 显显然然， 越越大大，偏偏差差管管与与管管组组工工质质平平均均温度偏差越大，偏差管易超温温度偏差越大，偏差管易超温热偏差热偏差热偏差热偏差热偏差的概念热偏差的概念 沿沿烟烟道道宽宽度度方方向向烟烟气气速速度度场场和和温温度度场场不不均均匀匀 炉炉膛膛四四壁壁水水冷冷壁壁的的吸吸热热与与粗粗糙糙表表面面使使炉炉壁壁附附近近烟烟气气温温度度及及流流速速远远比比火火焰焰中中心心低低，并并延延伸伸到到对对流流烟烟道道，是是造造成成过过热热器并列管组热力不均的主要原因器并列管组热力不均的主要原因热偏差热偏差热偏差热偏差吸热不均匀性（烟气侧热力不均）吸热不均匀性（烟气侧热力
221、不均） 烟烟气气走走廊廊 并并列列过过热热器器管管中中个个别别管管排排间间较较大大的的节节距距形形成成( (常常是是靠靠壁壁面面处处) )。较较大大的的烟烟气气流流通通截截面面使使流流阻阻小小，烟烟速速大大，对对流流传传热热强强；且且具具有有较较大大的的辐辐射射层层厚厚度度，辐辐射吸热增加，造成热力不均射吸热增加，造成热力不均 受热面不同程度的污染受热面不同程度的污染 燃燃烧烧器器负负荷荷不不一一致致，火火焰焰中中心心偏偏斜斜；炉炉膛膛上上部部或过热器局部地区发生或过热器局部地区发生煤粉再燃烧煤粉再燃烧 炉膛出口烟气流的残余扭转炉膛出口烟气流的残余扭转热偏差热偏差热偏差热偏差吸热不均匀性（烟气
222、侧热力不均）吸热不均匀性（烟气侧热力不均） 各各并并列列管管圈圈进进、出出口口压压降降p p 取取决决于于进进、出出口口联联箱箱中中压压力力的的变变化化，而而后后者者又又取取决决于于受受热热面面的的连连接接方方式式，Z Z形形连连接接方方式式各各并并列列管管圈圈的的pp偏偏差差最最大，大，多管连接方式多管连接方式最小最小 pp大大的的管管圈圈，蒸蒸汽汽流流量量大大，pp的的偏偏差差造造成成各各管流量的不均管流量的不均推导过程推导过程热偏差热偏差热偏差热偏差流量不均匀性（工质侧水力不均）流量不均匀性（工质侧水力不均）热偏差热偏差热偏差热偏差流量不均匀性（工质侧水力不均）流量不均匀性（工质侧水力不
223、均） Z Z Z Z型连接型连接型连接型连接 U U U U型连接型连接型连接型连接 多管连接多管连接多管连接多管连接 工工质质比比容容 并并列列管管受受热热不不均均时时，受受热热强强的的管管吸吸热量多、工质温度高、比容热量多、工质温度高、比容增大，蒸汽流量减小增大，蒸汽流量减小 管管圈圈的的结结构构阻阻力力系系数数 R R 与与管管子子的的结结构构尺尺寸寸、粗粗糙糙度度等等有有关关，管管圈圈的的R R 值值越越大大，即即阻阻力力越越大大，流流量量越小越小 热偏差热偏差热偏差热偏差流量不均匀性（工质侧水力不均）流量不均匀性（工质侧水力不均） 发发生生热热偏偏差差时时，并并列列管管子子中中吸吸热
224、热量量大大的的管管子子，热热负负荷荷较较高高（热热负负荷荷不不均均匀匀系系数数q q11），工工质质流流量量又又较较小小（ 流流量量不不均均匀匀系系数数G G 11），故故工工质质焓焓增大，管子出口工质温度和管壁温度相应升高增大，管子出口工质温度和管壁温度相应升高 即即使使各各并并列列管管圈圈pp、 R R相相同同，因因受受热热不不均均，工工质比容不同也将导致流量不均，使热偏差增大质比容不同也将导致流量不均，使热偏差增大热偏差热偏差热偏差热偏差流量不均匀性（工质侧水力不均）流量不均匀性（工质侧水力不均） 结构措施结构措施 受热面分级受热面分级 受受热热面面各各级级之之间间通通过过中中间间联联箱
225、箱进进行行混混合合，避避免免前前一一级级的的热热偏偏差差延延续续到到下下一一级级而而造造成成各各级级受热面热偏差的迭加受热面热偏差的迭加热偏差热偏差热偏差热偏差减少热偏差的措施减少热偏差的措施 运行措施运行措施 运行中确保燃烧稳定；烟气均匀充满炉膛运行中确保燃烧稳定；烟气均匀充满炉膛适时投入吹灰器减少积灰和结渣，避免受热不均适时投入吹灰器减少积灰和结渣，避免受热不均 受热面分段受热面分段 沿沿烟烟道道宽宽度度分分段段，将将受受热热面面布布置成并联混流方式置成并联混流方式热偏差热偏差热偏差热偏差减少热偏差的措施减少热偏差的措施 炉炉宽宽两两侧侧的的蒸蒸汽汽（联联箱箱连连接接管管）左左右右交交叉叉
226、，消消除除烟烟道道左左右右两两侧侧温温度度不均和烟速不均引起的热偏差不均和烟速不均引起的热偏差 受热面分级受热面分级 将将受受热热面面分分成成多多级级，每每一一级级工工质质的的平平均均焓焓增增减减小小，偏差管出口汽温及管组平均汽温的偏差就会减小偏差管出口汽温及管组平均汽温的偏差就会减小 采采用用流流量量分分配配均均匀匀的的U U形形或或多多管管连连接接方方式式，减减少少流流量量不不均均引起的热偏差引起的热偏差热偏差热偏差热偏差热偏差减少热偏差的措施减少热偏差的措施 采采用用各各种种定定距距装装置置，保保证证受受热热面面节节距距，防防止止在在运运行中的摆动，有效地消除管、屏间的行中的摆动，有效地
227、消除管、屏间的“烟气走廊烟气走廊” 加装节流圈加装节流圈 在在受受热热面面管管子子入入口口处处加加装装不不同同孔孔径径的的节节流流圈圈，以以增增加加阻阻力力，均匀各管流量均匀各管流量 利利用用流流量量不不均均匀匀来来消消除除吸吸热热不不均均匀匀。如如屏屏式式过过热热器外管圈采用大管径或缩短长度，使蒸汽流速增加器外管圈采用大管径或缩短长度，使蒸汽流速增加热偏差热偏差热偏差热偏差减少热偏差的措施减少热偏差的措施 按按受受热热面面热热负负荷荷分分布布情情况况划划分分管管组组。如如布布置置在在炉炉壁壁上上的的辐辐射射式式过过热热器器或或再再热热器器，可可根根据据壁壁面面热热负负荷荷的的分分布布分分成成
228、机机组组，并并控控制制每每组组的的蒸蒸汽汽流流量量，使使其其与与所所受受热热负负荷相适应。荷相适应。 为为提提高高再再热热汽汽温温的的能能力力，再再热热器器向向炉炉膛膛内内移移动动或或靠近，增强辐射传热靠近，增强辐射传热 提提高高再再热热汽汽温温的的调调节节能能力力，再再热热汽汽温温的的调调节节响响应特性比较灵敏应特性比较灵敏 再再热热器器高高温温布布置置，与与采采用用烟烟气气挡挡板板调调节节方方式式相相比比，再再热热器器的的受受热热面面积积约约减减少少6565；使使再再热热蒸蒸汽汽流流动动阻阻力控制在力控制在0.2MPa0.2MPa以下以下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
229、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采用摆动燃烧器的蒸汽系统采用摆动燃烧器的蒸汽系统 大大部部分分过过热热器器向向炉炉膛膛内内移移动动或或靠靠近近，再再热热器器受受热热面面布置在对流传热较强的水平烟道后部及尾部烟道中布置在对流传热较强的水平烟道后部及尾部烟道中采用烟气挡板的蒸汽系统采用烟气挡板的蒸汽系统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 再再热热器器受受热热面面较较多多且且处处于于低低温温烟烟道道，再再热热汽汽温温调调节节反反应应灵灵敏敏性性较较差差，汽汽温温达达到到稳稳定定的的时时间间比比摆摆动动燃燃烧烧器
230、器调调温温时时间略长间略长 过过热热器器高高温温布布置置，与与摆摆动动燃燃烧烧器器调调温温方方式式相相比比，过热器受热面约减少过热器受热面约减少2525采用烟气挡板的蒸汽系统采用烟气挡板的蒸汽系统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 应用目的应用目的 减减少少蒸蒸发发受受热热面面，以以价价格格低低廉廉的的省省煤煤器器受受热热面代替价格昂贵的蒸发受热面；面代替价格昂贵的蒸发受热面； 给给水水经经省省煤煤器器加加热热后后，温温度度接接近近或或达达到到汽汽包包内内水水的的温温度度，减减少少给给水水与与汽汽包包壁壁的的温温差差，使使汽
231、汽包的热应力降低，延长汽包使用寿命。包的热应力降低，延长汽包使用寿命。省煤器及其布置省煤器及其布置省煤器及其布置省煤器及其布置省煤器的应用目的与分类省煤器的应用目的与分类省煤器的分类：省煤器的分类：按制造材料分为：按制造材料分为： 铸铁式，压力低于铸铁式，压力低于4MPa4MPa； 钢管式，电站锅炉采用。钢管式，电站锅炉采用。按水在省煤器中被加热的程度：按水在省煤器中被加热的程度： 沸腾式：中压锅炉（汽化吸热比例大）沸腾式：中压锅炉（汽化吸热比例大） 非沸腾式：高压、超高压和亚临界锅炉非沸腾式：高压、超高压和亚临界锅炉 为增加省煤器烟气侧受热面积，可采用为增加省煤器烟气侧受热面积，可采用鳍鳍片
232、管省煤器片管省煤器、膜式省煤器或肋片式省煤器。膜式省煤器或肋片式省煤器。 省煤器及其布置省煤器及其布置省煤器及其布置省煤器及其布置省煤器的应用目的与分类省煤器的应用目的与分类省煤器及其布置省煤器及其布置省煤器及其布置省煤器及其布置 钢管省煤器钢管省煤器由蛇形管及进出由蛇形管及进出口联箱组成口联箱组成 蛇形管在烟道中垂直于前墙蛇形管在烟道中垂直于前墙布置（布置（a a） 管子支吊简单，管排数多，管子支吊简单，管排数多，水速较小；但对于水速较小；但对于型锅炉，型锅炉，所有蛇形管靠近后墙部分磨损所有蛇形管靠近后墙部分磨损严重严重 （a a） （b b）省煤器及其布置省煤器及其布置省煤器及其布置省煤器
233、及其布置钢管省煤器钢管省煤器 蛇形管在烟道中平行于前墙蛇形管在烟道中平行于前墙布置（布置（b b） 只有后墙附近几根蛇形管磨只有后墙附近几根蛇形管磨损较大。但水速较高损较大。但水速较高, ,阻力较大阻力较大省煤器及其布置省煤器及其布置省煤器及其布置省煤器及其布置钢管省煤器钢管省煤器（a a） （b b） 管管式式空空气气预预热热器器由由多多根根平平行行错错列列钢钢管管焊焊在在上上、下下管管板板上上构构成成立方形箱体立方形箱体 空气预热器空气预热器主要有主要有管式与回转式管式与回转式两种两种 空气预热器的类型空气预热器的类型空气预热器的类型空气预热器的类型管式空气预热器管式空气预热器 管管式式空
234、空气气预预热热器器中中烟烟气气在在管管内内由由上上而而下下纵纵向向流流动动，空空气气从从管管外外横横向向流流过过，两两者者成成交交叉叉流流动动。热热量量连连续续地地由由烟烟气气通通过过管管壁壁传传给空气给空气 为为强强化化传传热热，在在箱箱体体水水平平方方向向装装有有若干若干中间管板中间管板 ，以提高空气流速，以提高空气流速空气预热器的类型空气预热器的类型空气预热器的类型空气预热器的类型管式空气预热器管式空气预热器 回回转转式式空空气气预预热热器器中中烟烟气气和和空空气气逆逆向向交交替替地地通通过过同同一一蓄蓄热热板板受受热热面面，完完成成热热量量的的交交换换。若若被被加加热热的的空空气气需需
235、要要不不同同温温度度，则则采采用用三三分分仓仓回回转转式式空空气气预预热热器器。此此时时，空空气气流流通通区区分分为为一一次次空空气气和和二二次空气两个通道。次空气两个通道。 回转式空气预热器回转式空气预热器分分受热面转动受热面转动和和风风罩转动；罩转动；前者有二分仓和三分仓二种，前者有二分仓和三分仓二种，后者有单流道和双流道二种后者有单流道和双流道二种空气预热器的类型空气预热器的类型空气预热器的类型空气预热器的类型回转式空气预热器回转式空气预热器 回回转转式式空空气气预预热热器器与与管管式式相相比比结结构构紧紧凑凑，外外形形小小，重重量量轻轻，不不易易腐腐蚀蚀。但但结结构构复复杂，漏风量较前
236、者大杂，漏风量较前者大空气预热器的类型空气预热器的类型空气预热器的类型空气预热器的类型回转式空气预热器回转式空气预热器 管管内内工工质质与与管管壁壁的的热热阻阻极极小小：加加热热段段水水汽汽化化是是核核态态沸沸腾腾工工况况，其其放放热热系系数数高高达达5000-7000W/m25000-7000W/m2；放放热热段段蒸蒸气气凝凝结结是是膜膜状状凝凝结结工工况况，其其 放放 热热 系系 数数 高高 达达 6000-9000 6000-9000 W/m2W/m2。 热热量量传传递递的的主主要要热热阻阻：烟烟气气与与管壁和空气与管壁的换热热阻。管壁和空气与管壁的换热热阻。空气预热器的类型空气预热器的
237、类型空气预热器的类型空气预热器的类型热管式空气预热器热管式空气预热器 两两侧侧热热阻阻可可以以灵灵活活调调节节：加加热热段段和和放放热热段段的的长长度度可可以以灵灵活活选选择择；通通过过改改变变管管子子长长度度和和直直径径调调节节热热管管的的内内热热阻阻；通通过过加加装装环环形形肋片强化管外传热。肋片强化管外传热。 从从而而达达到到结结构构紧紧凑凑、流流动动阻阻力小、传热系数大。力小、传热系数大。空气预热器的类型空气预热器的类型空气预热器的类型空气预热器的类型热管式空气预热器热管式空气预热器1 1 1 1、试述运行中影响汽温的主要因素。、试述运行中影响汽温的主要因素。、试述运行中影响汽温的主要
238、因素。、试述运行中影响汽温的主要因素。2 2 2 2、试述造成并列管组吸热不均匀性的主要因素。、试述造成并列管组吸热不均匀性的主要因素。、试述造成并列管组吸热不均匀性的主要因素。、试述造成并列管组吸热不均匀性的主要因素。3 3 3 3、试述减少热偏差的措施。、试述减少热偏差的措施。、试述减少热偏差的措施。、试述减少热偏差的措施。4 4 4 4、电站锅炉运行中，调节蒸汽温度的主要方法有那些？它的工作原理和特点、电站锅炉运行中，调节蒸汽温度的主要方法有那些？它的工作原理和特点、电站锅炉运行中，调节蒸汽温度的主要方法有那些？它的工作原理和特点、电站锅炉运行中，调节蒸汽温度的主要方法有那些？它的工作原
239、理和特点是什么？是什么？是什么？是什么？5 5 5 5、为什么大型电站锅炉需采用对流辐射式过热器系统？、为什么大型电站锅炉需采用对流辐射式过热器系统？、为什么大型电站锅炉需采用对流辐射式过热器系统？、为什么大型电站锅炉需采用对流辐射式过热器系统？复习思考题复习思考题复习思考题复习思考题热偏差热偏差热偏差热偏差流量不均匀系数的推导过程流量不均匀系数的推导过程 设设进进入入分分配配联联箱箱时时压压力力为为p p1 1，由由汇汇集集联联箱箱流流出出时时压压力力为为p p2 2，当当不不计计联联箱箱中中的的压压力力变变化化时时，则则两两联联箱箱间间的的压压差差用用于于克克服服管管内内流流动动阻阻力力和
240、和两两箱之间的重位压头。即箱之间的重位压头。即 相相对对于于管管内内流流动动阻阻力力小小的的多多，且且对对于于大大多多数数过过热热器器或或再再热热器器，两联箱差不多在同一高度（两联箱差不多在同一高度（h h0 0），重位压头可忽略。），重位压头可忽略。则管内蒸汽质量流量与进出口压差的关系式为：则管内蒸汽质量流量与进出口压差的关系式为：热偏差热偏差热偏差热偏差流量不均匀系数的推导过程流量不均匀系数的推导过程若管子流通面积为若管子流通面积为f f，则管内蒸汽流量，则管内蒸汽流量G G为：为：将式中只与结构有关的参数合并为结构阻力系数将式中只与结构有关的参数合并为结构阻力系数R:R:则，则， = = = = 偏差管的流量不均匀系数为：偏差管的流量不均匀系数为：
