锅炉基础知识

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1、2013.08.20 锅炉基础知识锅炉基础知识火力发电约占全国总发电量的70%-80%左右，锅炉是发电厂的三大主机之一，在火力发电厂中占重要地位。发电厂的三大主：锅炉、汽轮机、发电机一般电厂生产过程： 燃料（煤、油、天然气）-热能-水-蒸汽-汽轮机膨胀作功-带动发电机发电。 火力发电约占全国总发电量的70%左右，锅炉是发电厂的三大主机之一，在火力发电厂中占重要地位。锅炉的定义：锅炉的定义：锅炉的定义：锅炉的定义：利用燃料燃烧释放的热能或其他热能加热水或其他工质，以生产规定参数(温度、压力)和品质的蒸汽、热水或其他工质的设备。目录1. 1. 锅炉的定义及工作原理锅炉的定义及工作原理锅炉的定义及工

2、作原理锅炉的定义及工作原理2.2.电站锅炉的构成电站锅炉的构成4. 4. 煤种的分类和锅炉发展的趋势煤种的分类和锅炉发展的趋势煤种的分类和锅炉发展的趋势煤种的分类和锅炉发展的趋势3. 3. 锅炉的参数及分类锅炉的参数及分类锅炉的参数及分类锅炉的参数及分类锅炉的定义：利用燃料燃烧释放的热能或其他热能加热水或其他工质，以生产规定参数(温度、压力)和品质的蒸汽、热水或其他工质的设备。锅炉英文单词：boiler ,furnace steam generator 1.锅炉的定义形象理解：形象理解：锅：用来装要被加热的水锅：用来装要被加热的水( (或其它介质或其它介质) )的容器；的容器；炉：加热锅的装置

3、。炉锅锅炉两大任务：两大任务： 1、通过燃烧煤、油、气及其他燃料，将化学能转化为、通过燃烧煤、油、气及其他燃料，将化学能转化为 热能；热能；锅：蒸汽或热水在锅筒、水冷壁、对流受热面等锅：蒸汽或热水在锅筒、水冷壁、对流受热面等 内部形成，形成锅的概念。内部形成，形成锅的概念。炉：通常燃料的燃烧过程在炉膛内进行，形成炉炉：通常燃料的燃烧过程在炉膛内进行，形成炉 的概念。的概念。锅、炉定义：锅、炉定义：2、将燃料燃烧释放出的热能传递给炉水使之升温、将燃料燃烧释放出的热能传递给炉水使之升温、 汽化、过热为蒸汽。汽化、过热为蒸汽。2.2.电站锅炉的构成：电站锅炉的构成：锅锅 炉炉 锅炉本体锅炉本体 辅助

4、设备辅助设备 锅锅炉机炉机组组汽水系汽水系统统：汽包、下降管、：汽包、下降管、联联箱、箱、导导管及各管及各换热设备换热设备（水冷（水冷壁、壁、过热过热器、再器、再热热器、省煤汽器、省煤汽等）等）组组成。完成由水成。完成由水变变成蒸汽成蒸汽的吸的吸热过热过程。程。锅锅炉燃炉燃烧烧系系统统由炉膛、燃由炉膛、燃烧烧器、烟道、炉器、烟道、炉墙墙构架等构架等部件部件组组成，完成煤的燃成，完成煤的燃烧烧过过程。程。由送由送风风机、机、引引风风机、燃机、燃料供料供应应及制及制粉、除灰、粉、除灰、除渣、除渣、测测量量控制等控制等组组成成1-21-2 锅炉设备的组成及工作原理锅炉设备的组成及工作原理 （1 1）

5、锅炉本体）锅炉本体 （2 2）输煤系统）输煤系统 （3 3）制粉系统）制粉系统 （4 4）烟风及燃烧系统）烟风及燃烧系统 （5 5）除尘及排渣系统）除尘及排渣系统锅炉设备的组成：锅炉设备的组成：（五大系统）（五大系统）输煤系统输煤系统除尘排渣系统锅炉本体锅炉本体制粉系统制粉系统烟风及燃烧系统烟风及燃烧系统锅炉设备的组成示意图锅炉设备的组成示意图锅锅 炉炉 锅炉本体锅炉本体锅炉本体锅炉本体 汽水系汽水系统统：汽包、下降管、：汽包、下降管、联联箱、箱、导导管及各管及各换热设备换热设备（水冷（水冷壁、壁、过热过热器、再器、再热热器、省煤器、省煤器器等）等）组组成。完成由水成。完成由水变变成蒸汽成蒸汽

6、的吸的吸热过热过程。程。锅锅炉燃炉燃烧烧系系统统由炉膛、燃由炉膛、燃烧烧器、烟道、炉器、烟道、炉墙墙构架等构架等部件部件组组成，完成煤的燃成，完成煤的燃烧烧过过程。程。锅炉本体锅炉本体省煤器省煤器汽包汽包炉膛炉膛过热过热器器再再热热器器汽轮机汽轮机凝汽器凝汽器凝凝结结水水主蒸汽主蒸汽温温度度，压压力力下下降降的的蒸蒸汽汽530530锅炉设备汽水流程锅炉设备汽水流程工质工质( (水水) )的加热和汽化过程的加热和汽化过程蒸汽的产生过程蒸汽的产生过程蒸汽的产生过程蒸汽的产生过程水循环过程水循环过程水循环过程水循环过程给水给水省煤器省煤器汽包汽包过热器过热器汽轮机汽轮机一定压力一定压力一定压力一定压

7、力 饱和蒸汽饱和蒸汽饱和蒸汽饱和蒸汽 过热蒸汽过热蒸汽过热蒸汽过热蒸汽 饱和或饱和或饱和或饱和或非饱和水非饱和水非饱和水非饱和水 汽包汽包下降管下降管下联箱下联箱水冷壁水冷壁上联箱上联箱2.2 2.2 输煤系统输煤系统卸煤机卸煤机输煤栈桥输煤栈桥转运站转运站转运站转运站输煤皮带输煤皮带锅炉房锅炉房原煤仓原煤仓输煤栈桥输煤栈桥煤煤场场实物图实物图运煤运煤翻车机卸煤翻车机卸煤转运站转运站煤场煤场输煤栈桥输煤栈桥皮带输送机皮带输送机电磁除铁器电磁除铁器碎煤机碎煤机送往制粉系统送往制粉系统35吨链条炉汽包下降管炉排煤斗一次风口链轮炉膛水冷壁过热器炉拱省煤器35吨煤粉炉汽包水冷壁燃烧器下降管过热器省煤器

8、空预器 锅炉工作流程锅炉工作流程 锅炉三大系统：锅炉三大系统： 1 1）燃料供给系统）燃料供给系统 ( (物料专业）物料专业） 2 2）汽水系统（热机的汽机专业）汽水系统（热机的汽机专业） 3 3）空气、烟气系统（热机的锅炉专业）空气、烟气系统（热机的锅炉专业） 一次风是通过管道输送煤粉进炉膛的那部分空气。一般由一一次风是通过管道输送煤粉进炉膛的那部分空气。一般由一次风机提供，一部分经空气预热器加热，称热一次风，一部分不次风机提供，一部分经空气预热器加热，称热一次风，一部分不经加热，称冷一次风，又称调温风。它的作用除了维持一定的气经加热，称冷一次风，又称调温风。它的作用除了维持一定的气粉混合物

9、浓度以便于输送外，还要为燃料在燃烧初期提供足够的粉混合物浓度以便于输送外，还要为燃料在燃烧初期提供足够的氧气。氧气。 二次风是通过燃烧器的单独通道送入炉膛的热空气，进入炉二次风是通过燃烧器的单独通道送入炉膛的热空气，进入炉膛后才逐渐和一次风相混合。二次风为碳的燃烧提供氧气，并能膛后才逐渐和一次风相混合。二次风为碳的燃烧提供氧气，并能加强气流的扰动，促进高温烟气的回流，促进可燃物与氧气的混加强气流的扰动，促进高温烟气的回流，促进可燃物与氧气的混合，为完全燃烧提供条件。二次风一般由送风机提供，经空气预合，为完全燃烧提供条件。二次风一般由送风机提供，经空气预热器加热。热器加热。 在燃用不易着、燃烧稳

10、定性差的无烟煤、贫煤或其它高水分在燃用不易着、燃烧稳定性差的无烟煤、贫煤或其它高水分一次风。这时，制粉系统的乏气通过单独的管道与喷口，直接喷一次风。这时，制粉系统的乏气通过单独的管道与喷口，直接喷送到炉膛称为三次风。三次风内约含送到炉膛称为三次风。三次风内约含1010左右的细煤粉，风量约占左右的细煤粉，风量约占总风量的总风量的1515左右。某些锅炉因某种用途通过专用喷口入炉膛的热左右。某些锅炉因某种用途通过专用喷口入炉膛的热风，也称三次风。风，也称三次风。 电厂脱硫工艺多为烟气脱硫电厂脱硫工艺多为烟气脱硫(FlueGasDesulfurization,(FlueGasDesulfurizati

11、on,简称简称FGD)FGD)是目前燃煤电厂控制是目前燃煤电厂控制SO2SO2气体排放最有效和应用最广的技术。气体排放最有效和应用最广的技术。 二次风是通过燃烧器的单独通道送入炉膛的热空气，进入炉二次风是通过燃烧器的单独通道送入炉膛的热空气，进入炉膛后才逐渐和一次风相混合。二次风为碳的燃烧提供氧气，并能膛后才逐渐和一次风相混合。二次风为碳的燃烧提供氧气，并能加强气流的扰动，促进高温烟气的回流，促进可燃物与氧气的混加强气流的扰动，促进高温烟气的回流，促进可燃物与氧气的混合，为完全燃烧提供条件。二次风一般由送风机提供，经空气预合，为完全燃烧提供条件。二次风一般由送风机提供，经空气预热器加热。热器加

12、热。 在燃用不易着、燃烧稳定性差的无烟煤、贫煤或其它高水分在燃用不易着、燃烧稳定性差的无烟煤、贫煤或其它高水分一次风。这时，制粉系统的乏气通过单独的管道与喷口，直接喷一次风。这时，制粉系统的乏气通过单独的管道与喷口，直接喷送到炉膛称为三次风。三次风内约含送到炉膛称为三次风。三次风内约含1010左右的细煤粉，风量约占左右的细煤粉，风量约占总风量的总风量的1515左右。某些锅炉因某种用途通过专用喷口入炉膛的热左右。某些锅炉因某种用途通过专用喷口入炉膛的热风，也称三次风。风，也称三次风。3.锅炉的参数和分类一、锅炉容量（额定蒸发量）锅炉在设计蒸汽参数和保证效率下最大连续蒸发量。 t/h二、蒸汽参数锅

13、炉出口处蒸汽压力（MPa)和温度（）三、给水温度进省煤器的给水温度。动力中压锅炉给水温度：150 或170 动力高压锅炉给水温度：215动力亚临界锅炉给水温度：260 （表1-1参数） 压力类型蒸汽压力（MPa)蒸汽温度（）给水温度（）蒸发量（t/h）机组容量（MW)汽水流动方式高压9.854021522050自然循环540410100超高压13.7555/555240400125自然循环、直流540/540670200自然循环亚临界压力16.7540/5402601000300自然循环16.7540/5402621025300直流18.3540/5402782008600控制循环超临界压力2

14、5545/5452771000300直流25.4541/569286190060025545/5452752650800锅炉分类一、按用途分工业锅炉、船舶锅炉、电站锅炉、机车锅炉二、按蒸汽参数（压力）分低压锅炉: 2.45MPa以下中压锅炉: 2.944.92MPa （20世纪2040年代）高压锅炉: 7.8410.8MPa （50年代）超高压锅炉: 11.814.7MPa （60年代）亚临界锅炉: 15.719.6MPa （70年代）超临界锅炉: 22.1MPa以上（70年代后）三、按使用燃料分燃煤锅炉燃油锅炉燃气锅炉(电锅炉)四、按燃烧方式分1.层燃炉(火床炉) 燃烧特点:燃料在炉排上燃烧

15、。 2、室燃炉燃烧特点：燃料在炉膛内悬浮燃烧。3、流化床炉 (燃料在流化床内进行燃烧).介于层燃炉和室燃炉之间. 五、按锅炉蒸发受热面中工质流动方式分按锅炉蒸发受热面中工质流动方式分 (a)(a)自然循环汽包锅炉自然循环汽包锅炉 (b)(b)强制（控制）循环汽包锅炉强制（控制）循环汽包锅炉(c)(c)直流锅炉直流锅炉 (d)(d)复合循环锅炉复合循环锅炉(a)自然循环汽包锅炉 K=4-10，亚临界以下(b)强制循环汽包锅炉 K=3-5，临界压力以下GD循环倍率：K=G/D(c) (c) 直流锅炉直流锅炉 (d) (d) 复合循环锅炉复合循环锅炉 K=1K=1，高压以上，高压以上 K=1.2-2

16、,K=1.2-2,压临界压临界二二. .经济性指标经济性指标1.1.锅炉效率：锅炉的有效利用热量与输入热量的锅炉效率：锅炉的有效利用热量与输入热量的百分比百分比. .glgl=Q=Q1 1/Q/Qr r100%100% (30 (30万机组万机组, ,设计效率设计效率92%,92%,保证效率保证效率89%,89%,一般为一般为90%)90%)2.2.钢材使用率钢材使用率 锅炉每小时产生一吨蒸汽所用钢材吨数锅炉每小时产生一吨蒸汽所用钢材吨数. . 2.52.55t/t/h5t/t/h 2-4 煤的分类 1.1.无烟煤无烟煤: V: Vr r10%. C10%. Cy y=95%. A=95%.

17、Ay y,W,Wy y少少. . Q=2100025000 kj/kg Q=2100025000 kj/kg2.2.贫煤贫煤: V: Vr r=1020% =1020% 焦粒为粉状焦粒为粉状. .3.3.烟煤烟煤: V: Vr r=1045% C=1045% Cy y=4060%. A=4060%. Ay y,W,Wy y较少较少. .4.4.褐煤褐煤: V: Vr r=4050% V=4050% V析出温度低析出温度低, ,因此极易燃烧因此极易燃烧. . W Wy y=2050% =2050% 水分大水分大, ,磨煤需烘干磨煤需烘干. . A Ay y650%650%，发热量低，发热量低5.

18、5.泥煤泥煤: V: Vr r=70%=70%易着火易着火, ,不结焦不结焦. .发热量低发热量低. . Q=800010000kj/kg.Q=800010000kj/kg.6.6.洗中煤洗中煤: : 烟煤洗后的残余物烟煤洗后的残余物, ,发热量低发热量低. .7.7.煤矸石煤矸石: Q=40008000kj/kg: Q=40008000kj/kg 1-6 1-6 锅炉发展的趋势锅炉发展的趋势发展趋势：1 1、大容量：容量增大一倍、大容量：容量增大一倍, ,每每t/ht/h的金属用量减少的金属用量减少5 520%20%。2 2、高参数：参数提高一档、高参数：参数提高一档, ,经济性提高经济性提高2%.2%.3 3、再热机组：一次再热、再热机组：一次再热, ,提高经济性提高经济性4 45%.5%.目前我国多采用亚临界压力目前我国多采用亚临界压力, ,温度多采用温度多采用540,540,主要主要是考虑设备工作的可靠性是考虑设备工作的可靠性. .-谢谢-