鍋爐培訓(xùn)課件

1、（一）鍋爐的功能和分類：（一）鍋爐的功能和分類： 鍋爐是利用燃料等能源的熱能或工業(yè)生產(chǎn)中的余熱，將工質(zhì)(主要是水)加熱到一定溫度和壓力的換熱設(shè)備。通常意義的鍋爐中一般要實現(xiàn)下述過程通常意義的鍋爐中一般要實現(xiàn)下述過程 燃燒燃燒 熱交換熱交換 燃料的化學(xué)能燃料的化學(xué)能 煙氣的熱能煙氣的熱能 蒸汽蒸汽( (或熱水或熱水) )的熱能的熱能. . 現(xiàn)代電站鍋爐最為龐大、復(fù)雜，技術(shù)成套性強(qiáng)，是多學(xué)科、多門類工業(yè)產(chǎn)品綜合而成的蒸汽發(fā)生裝置?；鹆Πl(fā)電廠能量轉(zhuǎn)換的基本過程火力發(fā)電廠能量轉(zhuǎn)換的基本過程 / 設(shè)計次序 燃料代號 額定蒸汽壓力 額定蒸發(fā)量 制造廠代號例例 DGJ-75/3.82-IV2 東方鍋爐廠制造

2、, 額定蒸發(fā)量75t/h， 額定蒸汽壓力 3.82Mpa 秸桿鍋爐 （第二次設(shè)計） 按用途分按用途分： 電站鍋爐：電站鍋爐：用于發(fā)電，參數(shù)高、容量大； 工業(yè)鍋爐：工業(yè)鍋爐：用于工業(yè)生產(chǎn)和供熱，參數(shù)低、容量小。其中， 又有蒸汽鍋爐和熱水鍋爐。 方式 層燃爐 室燃爐 流化床爐 旋風(fēng)爐燃料 塊狀 粉狀、霧狀、氣態(tài) 固體顆粒 固體顆粒 按鍋爐燃燒方式分按鍋爐燃燒方式分：層燃爐、室燃爐、層燃爐、室燃爐、 流化床爐、旋風(fēng)爐流化床爐、旋風(fēng)爐 按鍋爐蒸發(fā)受熱面中工質(zhì)流動方式分：按鍋爐蒸發(fā)受熱面中工質(zhì)流動方式分： 自然循環(huán)汽包鍋爐自然循環(huán)汽包鍋爐 具有汽包，利用下降管和上升管（水冷壁）中工質(zhì)密度差產(chǎn)生工質(zhì)循環(huán)。

3、循環(huán)倍率循環(huán)倍率約為410，是亞臨界壓力以下鍋爐的主要形式。 汽包汽包 具有汽包和循環(huán)泵，利用循環(huán)回路中工質(zhì)密度差和循環(huán)泵壓頭使工質(zhì)循環(huán)。循環(huán)倍率循環(huán)倍率約為35，只能在臨界壓力以下應(yīng)用。泵汽包聯(lián)箱下降管受熱面直流鍋爐直流鍋爐 無汽包，給水靠無汽包，給水靠給水泵壓頭一次通給水泵壓頭一次通過各受熱面產(chǎn)生蒸過各受熱面產(chǎn)生蒸汽，循環(huán)倍率約為汽，循環(huán)倍率約為1 1，可在高壓以上任何可在高壓以上任何壓力下應(yīng)用壓力下應(yīng)用 低倍率循環(huán)鍋爐低倍率循環(huán)鍋爐 無汽包，具有汽水分無汽包，具有汽水分離器和再循環(huán)泵，靠再離器和再循環(huán)泵，靠再循環(huán)泵實現(xiàn)工質(zhì)再循環(huán)循環(huán)泵實現(xiàn)工質(zhì)再循環(huán), ,循環(huán)倍率約為循環(huán)倍率約為1.21.

4、22 2，多用于亞臨界壓力多用于亞臨界壓力泵汽包聯(lián)箱下降管受熱面按鍋爐參數(shù)分按鍋爐參數(shù)分：低壓（低壓（表壓2.4MPa）、中壓）、中壓( (表壓2.94.9MPa) )、高壓、高壓( (表壓7.8410.8MPa) )、超高壓、超高壓( (表壓11.814.7MPa) )、亞臨界壓力、亞臨界壓力( (表壓15.719.6MPa) )、超臨界壓力、超臨界壓力( (超過臨界壓力22.1MPa) )、超超臨界壓力鍋爐。、超超臨界壓力鍋爐。22.1-15.7-19.611.8-14.77.84-10.82.94-4.9超臨界亞臨界超高壓高壓中壓自然循環(huán)強(qiáng)制循環(huán)直流低倍率- 2.45低壓 自然循環(huán)鍋爐的

5、優(yōu)點是可以將汽包內(nèi)含雜質(zhì)濃度較高的水連續(xù)排去一部分(連續(xù)排污),還可以在水冷壁下部定期放水,除去沉淀的水渣(定期排污),對給水質(zhì)量要求稍低,自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)較簡單.目前我國火電廠采用的鍋爐絕大部分是自然循環(huán)鍋爐. 鍋爐的汽壓越高,飽和蒸汽與飽和水的比重就越接近,使?fàn)t水自然循環(huán)的動力也越小.如果設(shè)計,運行不當(dāng),就容易發(fā)生水循環(huán)不良,引發(fā)爆管管事故.一般汽壓超過16.6MPa(170大氣壓)時不宜采用此種鍋爐.直流鍋爐的特點是沒有汽包,水在給水泵的下,一直流過鍋爐的蒸發(fā)部分,不往返循環(huán),如圖2-5所示. 直流鍋爐的優(yōu)點是沒有汽包,比較容易制造,鋼材耗量少,缺點是不能排污,對水質(zhì)要求高,自動調(diào)節(jié)也比較復(fù)

6、雜.直流鍋爐可用于任何蒸汽參數(shù)參數(shù),特別適用于超高壓以上的電廠.工質(zhì)吸熱量分配比例 阿累尼烏斯定律：燃燒化學(xué)反應(yīng)速度主要取決于反應(yīng)過程的溫度及活化能的大小。 什么是燃料的“活性”呢？可以簡單地理解為燃料著火與燃盡的難易程度。例如，氣體燃料比固體燃料容易著火，也容易燃盡。而不同的固體燃料，“活性”也不同，煙煤比無煙煤容易著火，也容易燃盡。因此，燃料的“活性”也表現(xiàn)為燃料燃燒時的反應(yīng)能力。燃料的活性程度可用活化能來表示。RTEeKK/01.活化能： 燃料品種2.溫度： 空氣預(yù)熱器3.氣流擴(kuò)散速度：燃燒方式燃燒速度影響因素 完全燃燒的條件：完全燃燒的條件： 1.爐膛溫度； 2.供應(yīng)充分的空氣； 3.

7、燃料與空氣的充分混合； 4.足夠的燃燒空間和時間。動力燃燒與擴(kuò)散燃燒問題： 燃料燃燒過程的四個階段：燃料燃燒過程的四個階段： 預(yù)熱干燥階段預(yù)熱干燥階段 加熱、析出水分，大量吸熱； 揮發(fā)份析出階段揮發(fā)份析出階段 CmHn、CO、H2等可燃?xì)怏w析出，少量吸熱；著火、燃燒階段著火、燃燒階段 揮發(fā)份首先燃燒，造成高溫促使碳著火燃 燒，大量放熱；燃盡階段燃盡階段 碳粒燃盡形成灰渣，少量放熱。 鍋爐受熱面鍋爐受熱面：是吸收爐內(nèi)熱量來加熱工質(zhì)的表面式換熱器。主要包括蒸發(fā)受熱面（包括水冷壁、對流管束）、過熱器、再熱器、省煤器及空氣預(yù)熱器。以完成水的加熱、蒸發(fā)和過熱，蒸汽的再熱及空氣的預(yù)熱。蒸發(fā)受熱面過熱器再熱

8、器空氣預(yù)熱器水蒸汽空氣水冷壁對流管束凝渣管束輻射對流對流對流對流輻射省煤器水對流： 蒸發(fā)受熱面是指工質(zhì)在其中吸熱、汽化的受熱面。主要是指敷設(shè)在爐膛四周爐墻上的水冷壁，用以吸收爐膛中的輻射熱。為了降低爐膛出口溫度，保護(hù)爐墻、防止?fàn)t壁結(jié)渣。 現(xiàn)代大型鍋爐的水冷壁已成為鍋爐的主要受熱面，因為爐內(nèi)溫度高，水冷壁吸收輻射熱的能力很強(qiáng)，這樣可減少受熱面積，節(jié)約鋼材；同時可降低高溫，保護(hù)爐墻和防止結(jié)渣。 自然循環(huán)鍋爐的循環(huán)回路包括若干根不受熱的下降管、接受爐內(nèi)輻射熱的水冷壁管，上部與汽包連接，并固定在鋼架上，下部與下聯(lián)箱連接,可自由膨脹。汽包中的爐水自下降管經(jīng)下聯(lián)箱引入水冷壁，爐水在水冷壁中接受爐內(nèi)高溫?zé)煔?/p>

9、的輻射熱以形成汽水混合物并沿水冷壁上升到汽包，以形成自然保護(hù)循環(huán)回路。 汽包汽包： 汽包是自然循環(huán)鍋爐和強(qiáng)制循環(huán)鍋爐的重要受壓部件。其作用主要是： 1、汽包是工質(zhì)加熱、蒸發(fā)、過熱三個過程的連接樞紐，保證鍋爐水循環(huán)； 2、汽包是蒸汽通道與水通道的交匯點。汽包內(nèi)裝有汽水分離器、連續(xù)排污裝置等，用以汽水分離，保證蒸汽品質(zhì)； 3、汽包內(nèi)保持一定水量，具有一定儲熱能力，有利于運行調(diào)節(jié)； 4、汽包筒體上安裝有壓力表、水位表、事故防水閥、安全閥等，以控制汽包壓力、監(jiān)視汽包水位，保證鍋爐安全工作。 過熱器、一般布置過熱器、一般布置在高溫?zé)煹?，管外煙氣及管?nèi)工質(zhì)溫度高、蒸汽的換熱系數(shù)小，冷卻能力差，其壁溫是鍋爐

10、受熱面中最高的。易發(fā)生管壁超溫、管間工質(zhì)熱偏差及高溫腐蝕。工作條件最為惡劣。（一）過熱器的型式及特點： 過熱器的作用：將飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽，增加蒸汽的做功能力。 過熱器的型式過熱器的型式對流式 布置于鍋爐的對流煙道半輻射式 爐膛出口煙窗，稱為屏式受熱面輻射式 爐膛頂部，稱為頂棚受熱面；或爐膛內(nèi)壁，稱為墻式受熱面。 輻射式受熱面的采用利于改善汽溫特性，降低金屬耗量。 省煤器和空氣預(yù)熱器布置在對流煙道最后的低煙溫區(qū)，利用煙氣的余熱加熱給水和燃料燃燒所需的空氣，提高系統(tǒng)熱效率。 1.加熱給水，提高效率；2.減少蒸發(fā)受熱面；3.降低汽包的溫差熱應(yīng)力1.加熱空氣，利于著火和燃燒； 2.提高效率形式作

11、用一般采用管式換熱大多采用回轉(zhuǎn)式蓄熱換熱器省煤器空氣預(yù)熱器尾部受熱面工作特點：尾部受熱面工作特點： 受熱工質(zhì)和煙氣溫度均較低，金屬工作條件雖不像過熱器那樣惡劣，但易造成低溫腐蝕、磨損與積灰。1.流速；2.飛灰濃度煙氣溫度措施影響因素1.合理設(shè)計流速2.降低飛灰濃度3.加裝防磨裝置1.提高空氣溫度2.采用耐腐蝕材料3.降低過量空氣系數(shù)飛灰磨損低溫腐蝕部位省煤器較嚴(yán)重空氣預(yù)熱器較嚴(yán)重排水閥門（下）排水閥門（下）水側(cè)閥門（中）水側(cè)閥門（中）汽側(cè)閥門（上）汽側(cè)閥門（上）鍋筒鍋筒水位計水位計下鍋筒下鍋筒集箱集箱排污閥排污閥上鍋筒上鍋筒水位計水位計連續(xù)排污閥連續(xù)排污閥鍋爐熱平衡方程式式中 qi =（ Qi

12、 / Qr ）100 Qr 輸入熱量 Q1 有效利用熱 Q2 排煙損失 Q3 化學(xué)不完全燃燒熱損失 Q4 機(jī)械不完全燃燒熱損失 Q5 散熱損失 Q6 灰渣物理熱損失654321rQQQQQQQ654321qqqqqq100：燃料收到基低位發(fā)熱量， kj/kgQQHQQwhwrrnetarr .式中：rQnetarQ.rHwrQ whQ kj/kg ：燃料的物理顯熱，：外來熱源加熱空氣時帶來的熱量，：霧化燃油帶來的熱量， kj/kg kj/kg kj/kg 對于燃煤鍋爐對于燃煤鍋爐如果燃料和空氣都沒用外界熱量進(jìn)行預(yù)熱，則 kj/kgQQarnetr 輸入鍋爐的熱量包括：1Q1Q對于熱水爐，為：熱

13、水吸熱熱量 對于飽和蒸汽爐，為：有飽和蒸汽熱量排污損失熱量對電站鍋爐 ，為：過熱熱量再熱熱量排污損失熱量 鍋爐的各項損失：鍋爐的各項損失： 鍋爐損失包括燃料未完全燃燒及未被充分利用熱量兩部分：機(jī)械不完全燃燒損失是指灰渣、飛灰中的未燃燒、未燃盡的固體可燃物（碳）被排出爐外所造成的熱損失。這是燃煤鍋爐的主要熱損失。對于固態(tài)排渣爐一般取0.55%，火床爐取715%，氣體、液體燃料爐取零。2、化學(xué)不完全燃燒損失是指未完全燃燒的可燃?xì)怏w（ ）隨煙氣排放到大氣所造成的熱損失。對于煤粉爐一般取0，氣體、液體燃料爐取0.5%，火床爐取(0.51.0)% 。4q3q42CHHCO，影響燃料未完全燃燒的因素影響燃

14、料未完全燃燒的因素：燃料性質(zhì)，燃燒方式，燃燒設(shè)備的結(jié)構(gòu)與布置，爐膛溫度，過?？諝庀禂?shù)。3、排煙損失、排煙損失 ：排煙損失是指排煙物理顯熱造成的損失，為排煙焓與進(jìn)入鍋爐冷空氣焓之差，即2q % Qq)H(Hqrlkpypy,100402式中： 排煙焓； pyH0lkHpy 進(jìn)入鍋爐冷空氣焓， 排煙處的過?？諝庀禂?shù)， 是鍋爐最大的一項熱損失，一般為512% 。 影響排煙損失的主要因素影響排煙損失的主要因素：排煙溫度和排煙處的過?？諝庀禂?shù)。 每增加1020 ,排煙損失增加1% 。 過低，會造成尾部受熱面腐蝕和堵灰，一般為110以上。降低過?？諝庀禂?shù)可降低排煙損失。2qpytC0LpyL4、散熱損失、

15、散熱損失 ：散熱損失是由于爐墻、金屬結(jié)構(gòu)、鍋爐范圍內(nèi)的汽水管道、煙風(fēng)管道等的溫度高于周圍環(huán)境溫度所造成的。一般鍋爐越大，散熱損失越小。當(dāng)容量900 t/h ，可取0.2%。 5q5 5、其他熱損失、其他熱損失 ：其他熱損失主要是指灰渣排出時的物理顯熱所造成的損失。對于固態(tài)排渣煤粉爐，一般取0.51.06q1QrQ,%10011rglQQq或),%(10065432qqqqqgl 燃燒效率燃燒效率： 反映燃料燃燒的完全程度，取決于不完全燃燒損失大小， 即：),%(10043qqr 鍋爐鍋爐燃料消耗量：燃料消耗量：rglQQQQB1001 計算燃料消耗量：計算燃料消耗量： 考慮了不完全燃燒損失 后，實際燃料消耗量為skgqBBj/,100144q1、鍋爐技術(shù)發(fā)展的動力（能源，環(huán)保，基礎(chǔ)理論的發(fā)展）2、大型鍋爐發(fā)展的方向（高參數(shù)化，聯(lián)合循環(huán)，多聯(lián)產(chǎn)）3、燃燒技術(shù)的發(fā)展方向（煤粉爐與流化床爐，環(huán)保）4、計算機(jī)技術(shù)在鍋爐技術(shù)發(fā)展中的作用（提高工作效率，節(jié)省試驗成本，運行監(jiān)控） 主要型式主要型式：鼓泡床、湍動床、快速床、循環(huán)流化床等應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域：石油、化