結(jié)課論文--發(fā)電廠動(dòng)力部分

1、. 發(fā)電廠動(dòng)力部分結(jié)課論文姓名：班級：學(xué)號：任課老師：鍋爐設(shè)備的主要組成鍋爐設(shè)備足鍋爐本體及其輔助設(shè)爸的總稱，是火力發(fā)電廠的兩大熱力設(shè)備之一。其作用有兩個(gè)：一是使燃料高效率燃燒；二天加熱給水，生產(chǎn)出一定數(shù)量和質(zhì)量的蒸汽。 鍋爐是由“餞”和“爐”兩部分組成的。所謂鍋是指鍋爐的汽水系統(tǒng)，由汽包、下降管、集箱、導(dǎo)管及各熱交換受熱面等承壓部件組成，用以完成水變?yōu)檫^熱蒸汽的吸熱過程。爐是指鍋爐的燃燒系統(tǒng)，由爐膛、燃燒器、煙道、爐墻構(gòu)架等非承壓部件組成，用以完成煤的燃燒放熱過程。將兩者有機(jī)地結(jié)合起來所形成的整體即稱鋁爐。 在鍋爐的承壓部件中，除汽包是形狀較為特殊的壓力容器外，其余均是由直徑不等、材料不同的

2、管件組成。其中以管排、管屏形式或蛇形管形式構(gòu)成的水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器等受熱面布置在爐內(nèi)，其外表面接受煙氣的輻射、對流放熱，熱量通過管壁傳給管內(nèi)流動(dòng)的汽水混和物、蒸汽或壓力水等介質(zhì)，使其溫度升高到所要求的溫度。鍛爐的受熱面除上述汽水系統(tǒng)以外，還有用于加熱空氣的空氣預(yù)熱器。 鍋爐的輔助設(shè)備主要包括供給空氣的送風(fēng)機(jī)、排除煙氣的引風(fēng)機(jī)、煤粉制各系統(tǒng)(簡稱制粉系統(tǒng)，下同)以及除渣、除塵設(shè)備等。燃料在爐膛內(nèi)燃燒，其火焰和煙氣的熱量不斷通過中間介面（管排或管簇）來吸收并傳給水、蒸汽和空氣。這些中間介面就稱為鍋爐受熱面。 鍋爐受熱面一般有省煤器、水冷壁、過熱器和再熱器，用以相應(yīng)完成給水的預(yù)熱、蒸發(fā)、

3、過熱和再熱的任務(wù)。除了上述汽水系統(tǒng)受熱面之外，還有加熱空氣的受熱面，即空氣預(yù)熱器，下面分別介紹。 一、水冷壁和水循環(huán) 水冷壁是鍋爐的蒸發(fā)受熱面。構(gòu)成水冷壁的管子緊貼在爐膛四面墻的內(nèi)壁上，直接接受火焰和煙氣的輻射熱。管內(nèi)流動(dòng)的飽和水受熱后沸騰，部分生成飽和蒸汽。由于管內(nèi)流動(dòng)的工質(zhì)溫度是飽和溫度，比火焰溫度低得多，所以爐墻受到有效的冷卻而免于燒毀，故稱水冷壁。 按照促使水冷壁管內(nèi)工質(zhì)流動(dòng)的動(dòng)力不同環(huán)鍋爐和直流鍋爐。電廠鍋爐可以分為自然循環(huán)鍋爐、控制循環(huán)鍋爐和直流鍋爐。 1 自然循環(huán)鍋爐的水冷壁自然循環(huán)鍋爐的水循環(huán)回路如圖4 一12 所示，它是由布置在爐頂?shù)钠?、爐外不受熱的下降管和爐內(nèi)受熱的上升管

4、、即水冷壁管共同組成的汽水流動(dòng)封閉通道，用以完成鍋水的蒸發(fā)任務(wù)。 在水循環(huán)回路中，由于進(jìn)人水冷壁的水受熱變?yōu)槠旌衔?，其密度小于下降管?nèi)飽和水的密度，因而在下聯(lián)箱兩側(cè)產(chǎn)生壓力差，在此壓力差（即密度差）的作用下，上升管的汽水混合物向上流動(dòng)并進(jìn)入汽包，在汽包內(nèi)通過汽水分離裝置分離出來的飽和蒸汽引出到過熱器，而分離出的水與省煤器來的給水混合后，又經(jīng)下降管進(jìn)入人水冷璧重復(fù)上述循環(huán)。這種利用工質(zhì)密度差所產(chǎn)生的推動(dòng)力，使水及汽水混合物在水循環(huán)回路中不斷流動(dòng)，稱為自然水循環(huán)，這種鍋爐稱為自然循環(huán)鍋爐。在實(shí)際鍋爐中，一般并聯(lián)有多個(gè)水循環(huán)回路，每一回路均由多根并列布置的上升水冷壁管和一根大直徑下降管組成。自然

5、水循環(huán)的推動(dòng)力又稱運(yùn)動(dòng)壓頭，因是由下降管和上升管內(nèi)的工質(zhì)密度差產(chǎn)生的，故數(shù)值上應(yīng)等于兩者的密度差與循環(huán)回路高度的乘積。這一運(yùn)動(dòng)壓頭正好用于克服下降管、上升管等循環(huán)回路中的流動(dòng)阻力，維持水循環(huán)的安全進(jìn)行。顯然，當(dāng)工質(zhì)的密度差和回路高度H 越大時(shí)，循環(huán)的運(yùn)動(dòng)壓頭就越大，循環(huán)也就越安全。工質(zhì)的密度差在鍋爐壓力一定時(shí)，取決于上升管內(nèi)的含汽率。當(dāng)上升管受熱越強(qiáng)，含汽率越高時(shí)，其密度差越大，運(yùn)動(dòng)壓頭越大，循環(huán)也就越安全可靠。隨著鍋爐壓力的提高，飽和水與汽的密度差是減小的，達(dá)到臨界壓力時(shí)，密度差為零。因此只有在臨界壓力以下一定數(shù)值（一般為17MPa 以下）的鍋爐可以采用自然循環(huán)，對于接近于臨界壓力或超過臨界

6、壓力的鍋爐，只能采用控制循環(huán)鍋爐或直流鍋爐。 水循環(huán)回路是否安全可靠的評價(jià)指標(biāo)是循環(huán)流速和循環(huán)倍率。循環(huán)流速是指上升管人口處水的流速，它反映了管內(nèi)流動(dòng)的水將生成的蒸汽泡及爐水中的污垢帶走的能力。循環(huán)倍率則為上升管進(jìn)口處水的總流量與上升管的產(chǎn)汽量之比值，它反映了產(chǎn)生1kg 的蒸汽需要有多少千克水進(jìn)入水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)。不難理解，在爐內(nèi)熱負(fù)荷一定時(shí)，上升管外壁爐溫的高低主要決定于管內(nèi)的對流放熱系數(shù)2 。當(dāng)循環(huán)流速越大時(shí)，2就越大，工質(zhì)對管壁的冷卻效果就越好，在循環(huán)倍率合適的情況下，管壁溫度僅比工質(zhì)的飽和溫度稍高，管子不會過熱超溫，水循環(huán)安全可靠。 但是，回路中僅有足夠的流速不足以說明水循環(huán)安全可靠

7、，因?yàn)楫?dāng)上升管內(nèi)的含汽量過多，即循環(huán)倍率過小時(shí)，管內(nèi)壁上可能沒有連續(xù)的水膜覆蓋，這時(shí)蒸汽對管壁的放熱系數(shù)2遠(yuǎn)比水的小，故對管壁的冷卻效果差，從而可能導(dǎo)致超溫爆管。為此，在水循環(huán)回路中，除了維持足夠大的循環(huán)流速外，還要保持一定的循環(huán)倍率，使水冷壁管始終受到連續(xù)水膜的冷卻，這樣才能保證水冷壁長期安全可靠的運(yùn)行。對于超高壓（13.7MPa）以上的自然循環(huán)鍋爐，規(guī)定最小循環(huán)流速大于1m/s，一般超高壓鍋爐為11.5 m/s，亞臨界鍋爐壓力（17MPa）鍋爐為1.52.5 m/s；規(guī)定循環(huán)倍率不小于2.5，一般超高壓鍋爐為58，亞臨界壓力鍋爐為46。2 控制循環(huán)鍋爐的水冷壁控制循環(huán)鍋爐又稱為多次強(qiáng)制循環(huán)

8、鍋爐。它是在自然循環(huán)鍋爐的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，因此其結(jié)構(gòu)及水循環(huán)系統(tǒng)與自然循環(huán)鍋爐相類似，僅是在水循環(huán)回路中（即下聯(lián)箱的入口前）加裝有鍋水循環(huán)泵。種鍋爐的水循環(huán)系統(tǒng)中，除了汽水密度差所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)壓頭之外，主要是利用循環(huán)泵所提供的運(yùn)動(dòng)壓頭來克服回路中的流動(dòng)阻力，維持水與汽水混合物的循環(huán)流動(dòng)。這樣就可以克服鍋爐壓力接近于臨界壓力時(shí)，飽和水與汽的密度差減小、自然水循環(huán)難以維持的不足，使水循環(huán)的可靠性大大增加?？刂蒲h(huán)鍋爐一般用于亞臨界壓力鍋爐較多，是300Mw 以上機(jī)組中所配鍋爐的主要型式。3 直流鍋爐的水冷壁直流鍋爐又稱為一次強(qiáng)制循環(huán)鍋爐。與前兩種爐型相比，它最明顯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)就是沒有汽包。這樣，進(jìn)入

9、鍋爐的給水在水泵壓頭作用下，強(qiáng)制順序的流過省煤器、水冷壁、過熱器，一次就將水全部變?yōu)檫^熱蒸汽。因此可以認(rèn)為直流鍋爐的循環(huán)北旅為1。直流鍋爐一般在亞臨界及以上時(shí)采用。直流鍋爐除無汽包外，其蒸發(fā)受熱面水冷壁的布置形式是多樣的。 二、過熱器 過熱器是鍋爐的過熱受熱面，其作用是將汽包引出的飽和蒸汽加熱成為具有“定過熱度的過熱蒸汽。過熱器技與煙氣的換熱方式不同，可以分為如下三種。1、對流式過熱器 對流式過熱器是由許多根并列的蛇形管與進(jìn)、出口聯(lián)箱焊接而成的，或做成多片管屏管屏組合在一起，大型鍋爐多采用后者。對流過熱器一般通過其聯(lián)箱懸掛在水平煙道或布置在尾部豎井人口處，主要以對流換熱方式吸收煙氣的熱量，故稱

10、為對流式過熱器。對流式過熱器按管內(nèi)蒸汽與管外煙氣的相對流向又可分為順流、逆流和混合流等幾種布置方式。在煙溫較高區(qū)域一般采用順流布置，以避免管壁溫度過高；在姻溫較低區(qū)域則采用逆流布置，以獲得較好的傳熱效果。2、半輻射式過熱器半輻射式過熱器是指布置在爐膛出口處折焰角上方的管屏式過熱器。屏式過熱器的許多片管屏沿爐踏寬度方向均勻布置，相鄰管屏間一般留有5001500mm的間隔，以形成暢通的煙氣通道。每片管屏由若干根并聯(lián)管子統(tǒng)制并與聯(lián)箱相焊接而成，聯(lián)粕中間隔開，以形成進(jìn)口、出口聯(lián)箱。布置在爐膛出口處的管屏群，方面吸收爐膛火焰的輻射熱；另一方面吸收煙氣通過時(shí)的對流熱，故稱為半輻射式過熱器。 3輻射式過熱器

11、 布置在護(hù)膛內(nèi)直接吸收爐膛火焰輻射熱的過熱器，稱為輻射式過熱器。現(xiàn)代大型鍋爐的輻射過熱器通常包括兩種型式：一種型式是做成多片管屏(與半輻射式過熱器類似)，懸掛在爐膛上方空間，稱為前屏(或稱大屏、分隔屏等，而上述半輻射式過熱器相應(yīng)稱為后屏)，另一種型式是在薩頂平鋪一層直管，稱為頂棚管過熱器。頂棚管過熱器所吸收的熱員并不多，主要作用是在其上面敷設(shè)耐火、保溫材料，以形成封閉的輕型爐頂。 另外，在封閉水平煙道及層部豎井的爐墻內(nèi)壁面上，通常也布置一層垂直管排，其內(nèi)有蒸汽流過，稱它們?yōu)榘矤I過熱器過熱器主要是便于形成敷管爐墻，提高煙道密封性能等。由于過熱器布置在煙溫較高區(qū)域，且管內(nèi)流過的工質(zhì)溫度高，故過熱

12、器材料一般為價(jià)格昂貴的優(yōu)質(zhì)耐熱合金鋼。工作條件差的過熱器管，如爐膛內(nèi)管屏外因管于受到的火焰輻射員為強(qiáng)烈，必須采用更高級的合金鋼材。三、再熱器再熱器屑于鋁爐的再熱受熱面，其作用是將汽輪機(jī)高壓缸的排汽重新加熱，使其溫度和新蒸汽(即過熱器出口的蒸汽，又稱一次蒸汽)相同或有稍高的溫度。流經(jīng)再熱器的再熱蒸汽(又稱二次蒸汽)流量約為一次蒸汽的80。與過熱器相土，由于再熱器中流過的是低壓過熱蒸汽(其壓力約為一次蒸汽壓力的20一25，故對管壁的冷卻效果較差。此外，再熱器中工質(zhì)的流速也較過熱器低，這是因?yàn)榱魉俑邥r(shí)，阻力損失增大而使再熱蒸汽的壓力降增大，使機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性降低。這兩方面的原因?qū)е略贌嵴羝麑鼙诘睦鋮s

13、作用較差，說明在管外煙溫及管內(nèi)工質(zhì)溫度相同時(shí)，冉熱器管壁溫度要比過熱器高，更易過熱超溫。因此，中小型鍋爐的再熱器一般布置在對流過熱器之后的水平煙道中或尾部豎井人口，再熱器的結(jié)構(gòu)與團(tuán)416所示的對流過熱器相類似。四、省煤器 省煤器是鍋爐汽水系統(tǒng)的預(yù)熱受熱面，送人鍋爐的給水先經(jīng)省煤器加熱成為其壓力下的飽和水后，再進(jìn)入汽包到水循環(huán)系統(tǒng)。高參數(shù)、大容量鋁爐均采用非沸騰式省煤器，即其出口水溫低于給水壓力下的飽和溫度。鍋爐尾部煙道中布置省煤器，在于降低排煙溫度、節(jié)省燃料、提高鍋爐效率。由于提高了汽包的進(jìn)水溫度，可減小給水與汽包之間的溫差，降低汽包的熱應(yīng)力。省煤器管材一般為20號碳鋼。省煤器結(jié)構(gòu)是由4324

14、51(外徑的多排蛇形管與進(jìn)出口聯(lián)箔焊接而成酌，如圖418所示一船使蛇形管平行于后墻，水平布置在后部豎井中。大型鍋爐省煤器一般由水平蛇形管和垂直懸吊管兩部分組成，布置在后部豎井低溫過熱器下方。給水從省煤器下部的進(jìn)口聯(lián)箱引入，經(jīng)過若干排水平蛇形管加熱后引人數(shù)個(gè)中間聯(lián)箱；由中間聯(lián)箱各引出·排外徑約為60mm的多根垂直懸吊管，上行穿出頂棚，進(jìn)入省煤器出口聯(lián)箱，再由數(shù)根引出管送入汽包。垂直懸吊管束不僅是省煤器受熱面的組成部分，還用來承受省煤器本身的重量以及作為低溫過熱器的吊掛管。 另外，在鍋爐的啟停過程中，需要采用間斷供水。當(dāng)停止供水時(shí)，省煤器中的水不流動(dòng)，會導(dǎo)致管子過熱超溫。為此，在省煤器人

15、口聯(lián)箱和后培水冷壁下聯(lián)箱之間連接有一根不受熱的管子，稱為省煤器再循環(huán)管。當(dāng)停止供水時(shí)，打開再循環(huán)管的閥門，使省煤器內(nèi)的水在工質(zhì)密度差或循環(huán)泵的推力作用下形成臨時(shí)回路內(nèi)的循環(huán)，達(dá)到保護(hù)省煤器的目的。五、空氣預(yù)熱器空氣預(yù)熱器布置在省煤器后的尾部煙道中，是利用低溫?zé)煔饧訜崛紵杩諝獾囊环N熱交換器。所加熱的空氣部分用于直接助燃，一部分用于干燥和輸送煤粉?？諝忸A(yù)熱器的設(shè)置，不僅降低了鍋爐的排煙溫度，提高了鍋爐效率，而且由于爐內(nèi)助燃空氣和煤粉氣流溫度的提高，增強(qiáng)f燃燒穩(wěn)定性，強(qiáng)化廠燃燒和傳熱。因此空氣預(yù)熱器巳成為鋪妒不可缺少的受熱面。空氣預(yù)熱器按傳熱方式不同，可分為管式和回轉(zhuǎn)式兩種。管式空氣預(yù)熱器常用于

16、200Mw以下的中小型鍋爐。這種表面式熱交換器的基本結(jié)構(gòu)是由多根規(guī)格約為451x L 5的碳鋼管與亡下管板焊接組成的管箱，煙氣從管內(nèi)自上而下流過，空氣則于管外橫向穿過。屈于再生式熱交換器的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，又分為受熱面回轉(zhuǎn)式和風(fēng)罩回轉(zhuǎn)式兩種：受熱面回轉(zhuǎn)式(又稱容克式)空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)如圖420所示，其受熱面裝于可轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒形轉(zhuǎn)子中，即轉(zhuǎn)子分隔成許多扇形倉格，每個(gè)倉格內(nèi)充滿了既間隔又緊密徘列的波形金屬薄板傳熱元件。轉(zhuǎn)子頂部和底部被上、下連接板分隔成上下對應(yīng)的煙氣流通區(qū)、空氣流通區(qū)和密封區(qū)等。煙氣、空氣流通區(qū)分別與煙道、風(fēng)道相連。當(dāng)電動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)子以24rmin的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，受熱面就會不斷

17、地通過煙氣流通區(qū)和空氣流通區(qū)。當(dāng)每一扇形合格受熱面轉(zhuǎn)到煙氣區(qū)時(shí)，傳熱元件吸收自上而下流過的煙氣熱量；當(dāng)再轉(zhuǎn)到空氣區(qū)時(shí)，又將該熱量傳給自下而上流過的空氣。這樣，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，就完成一個(gè)熱交換過程。六、鍋爐的主要輔助設(shè)備通風(fēng)設(shè)備：鍋爐的通風(fēng)設(shè)備主要指送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、煙囪及其連接風(fēng)道、煙道等。其作用是供給爐內(nèi)燃燒及制粉、輸粉所需的熱空氣，并使?fàn)t內(nèi)燃燒產(chǎn)生的煙氣流經(jīng)備受熱面、除塵器后通過煙囪排放到環(huán)境大氣。普遍采用平衡通風(fēng)方式的燃煤鍋爐，利用送風(fēng)機(jī)克服從空氣預(yù)熱器至燃燒器整個(gè)風(fēng)程上的阻力，將空氣送人爐膛?并保證二次風(fēng)的合理風(fēng)速；利用布置在除塵輔和煙囪之間煙道上的引風(fēng)機(jī)，以抽吸方式克服從爐膛至水平煙道、

18、尾部豎井至除塵器等整個(gè)煙程上的阻力，將煙氣經(jīng)煙囪排向大氣。運(yùn)行中合理調(diào)節(jié)送、引風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，使?fàn)t內(nèi)維持2949Pa的微小負(fù)壓，以避免熱煙氣外漏。 煙囪是利用外界冷空氣與設(shè)備內(nèi)熱煙氣的密度差所產(chǎn)生的抽吸力進(jìn)行自然通風(fēng)的設(shè)備，但其主要作用是將除過塵的煙氣排放到約200m左右的高度，使有害物質(zhì)在高空遠(yuǎn)揚(yáng)稀釋，以滿足環(huán)保要求。除塵設(shè)備：防塵設(shè)備是指除塵器及其連接煙道等。除塵器技工作原理可分為機(jī)械除塵器和電氣除塵器兩大類。機(jī)械除塵器按慣性原理工作，即利用煙氣旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力、轉(zhuǎn)向時(shí)的慣性力等，使質(zhì)量較大的灰粒從煙氣中分離出來。按其是否耗水，機(jī)械除塵器又分為濕式和干式兩種。國內(nèi)中小機(jī)組中應(yīng)用較廣的離心式水膜除塵器屬于濕式機(jī)械除塵器，