最新-鍋爐原理竇文宇版上-PPT精品課件

1、電站鍋爐概述中國特種設(shè)備檢測研究院竇文宇dou_電站鍋爐概述目錄第一章 緒論第二章 鍋爐類別、參數(shù)及型號第三章 電站鍋爐的基本組成及一般工作過程 第四章 鍋筒以及鍋爐各種受熱面的作用及結(jié)構(gòu) 第五章 減溫器第六章 鍋爐爐墻與構(gòu)架電站鍋爐概述第一章 緒論 電站鍋爐概述從事鍋爐工作的人在民間也稱為燒水的?？梢婂仩t主要與水有關(guān)。鍋爐為了實現(xiàn)對水加熱、汽化、蒸汽過熱的過程，必須具有能從燃料獲得足夠熱能的設(shè)備，即“爐子”，以及盛裝水及蒸汽的耐壓容器，并具有能吸收足夠熱量的受熱面，這就是“鍋”。這里所指的“足夠”，取決于需要產(chǎn)生蒸汽的量，以及蒸汽的壓力和溫度。通俗的說法：鍋爐=“鍋

2、”+“爐”電站鍋爐概述我們來回顧一下水的性質(zhì)。水在自然界中有固態(tài)(冰)、液態(tài)(水)、氣態(tài)(水蒸汽)三種形態(tài)。在一定的壓力下，水被加熱，吸收熱量以后，溫度就逐漸升高，到一定溫度時，水便開始沸騰。水沸騰時的溫度，叫做沸點。沸點狀態(tài)下的水稱為飽和水。沸點也叫飽和溫度。1 kg的水由0加熱至飽和溫度，所吸收的熱量稱為水的液體熱。通俗的說法：鍋爐=“鍋”+“爐”電站鍋爐概述水達到飽和溫度后，繼續(xù)加熱，水便開始汽化，水溫不再升高，所加入的熱量使部分水轉(zhuǎn)化為蒸汽。沸騰現(xiàn)象即水中形成大量的汽泡并上升至水面的過程。沸騰時所生成蒸汽的溫度仍維持飽和溫度，這種蒸汽叫飽和蒸汽。使l kg飽和水完全汽化為飽和蒸汽所需的

3、熱量稱為汽化潛熱。 在等壓下繼續(xù)加熱飽和蒸汽，蒸汽溫度便會逐漸升高，這種溫度高于飽和溫度的蒸汽叫過熱蒸汽。超出飽和溫度的度數(shù)稱為過熱度。蒸汽過熱所吸收的熱量稱過熱熱量。電站鍋爐概述在不同的壓力下，水的飽和溫度、液體熱、汽化潛熱是不同的，表1-1中列出了幾種壓力下，它們的相應(yīng)值。蒸汽過熱熱量則與過熱度和壓力有關(guān)。汽化潛熱為零的狀態(tài)稱為臨界狀態(tài)，相應(yīng)的各項參數(shù)稱為臨界參數(shù)。表1-1 不同壓力下水的熱物理量絕對壓力(MPa)0.111022.12飽和溫度（）99.6179.9310.9374.15液體熱(kJ/kg)417.5762.614092095汽化潛熱(kJ/kg)2258201913160

4、電站鍋爐概述鍋爐的科學(xué)定義：鍋爐也稱蒸汽發(fā)生器，是一種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)加熱到一定溫度和壓力的換熱設(shè)備。-實用鍋爐手冊鍋爐是一種將燃料燃燒，使其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并將此熱能傳遞給水（也可能是其它工質(zhì)），使工質(zhì)變?yōu)榫哂幸欢▔毫蜏囟鹊恼羝驘崴脑O(shè)備。-鍋爐本體布置及計算電站鍋爐概述鍋爐的科學(xué)定義：在我國，根據(jù)特種設(shè)備安全監(jiān)察條例中的定義，亦即監(jiān)察的對象以及范圍，鍋爐是指利用各種燃料、電或者其他能源，將所盛裝的液體加熱到一定的參數(shù)，并承載一定壓力的密閉設(shè)備，其范圍規(guī)定為容積大于或者等于30L的承壓蒸汽鍋爐；出口水壓大于或者等于0.1MPa（表壓），且額定功率大于或

5、者等于0.1MW的承壓熱水鍋爐；有機熱載體鍋爐。電站鍋爐概述鍋爐的用途火力發(fā)電和工業(yè)生產(chǎn)需要燃燒燃料，也就需要鍋爐。鍋爐是火力發(fā)電廠三大主機之一，火力發(fā)電的發(fā)展要求鍋爐工業(yè)以相應(yīng)的速度發(fā)展。在各種工業(yè)企業(yè)的動力設(shè)備中，鍋爐也是重要的組成部分。鍋爐生產(chǎn)的蒸汽供工業(yè)生產(chǎn)直接需用，還供取暖使用。還有用于生活熱水供應(yīng)、洗浴和采暖的所謂生活鍋爐。用于工業(yè)生產(chǎn)和生活的鍋爐數(shù)量大、分布廣。 隨著人民生活水平的提高，對能源的需求量急劇增大，鍋爐的數(shù)量也就越來越多（產(chǎn)業(yè)狀況：1555個鍋爐制造廠家；3888個安裝改造維修企業(yè)，143個境外企業(yè)，產(chǎn)品狀況：57.82萬臺（電站0.93萬、工業(yè)35.02萬、生活21

6、.86萬）,2019年統(tǒng)計）。電站鍋爐概述電站鍋爐主要提供高溫高壓蒸汽推動汽輪機，汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。電站鍋爐概述中國電力工業(yè)基本概況 120多年的發(fā)展歷史，1882年中國第一個火電廠2000年底，我國發(fā)電裝機達到3.19億千瓦，發(fā)電量約1.37萬億千瓦時，均居世界第二位。2019年底，火電裝機容量2.9億千瓦，發(fā)電量15790億千瓦時，分別占全國發(fā)電裝機總?cè)萘亢桶l(fā)電量的74.1%和82.9%。20194.4億千瓦，20195.17億千瓦，20196.22億千瓦（當(dāng)年裝機容量超過1億千瓦，打破美國20世紀70年代年裝機容量世界紀錄）,20197.9億千瓦(火電占80%)電站鍋爐概述2019年

7、底5000千瓦及以上火力發(fā)電機組分布單機容量（MW）總臺數(shù)（臺）總裝機容量（MW） 300313110753 200 30020541850 100 20034339798.7 50 10037519491.2 255047212175.3 122598012470.0 51212967930.4總計3984244468.6電站鍋爐概述2019年至今，火力發(fā)電井噴式發(fā)展（截止到2019年底，全國共有在役電站鍋爐為7983臺，其中，300MW以上的電站鍋爐為394臺，600MW及以上機組電站鍋爐43臺）發(fā)展趨勢：SC超臨界 USC超超臨界（僅2019年1月至2019年底，國家新核準和開工的火電項

8、目達12840.40萬千瓦，其中，300MW級以上的電站鍋爐256臺，600MW及以上機組電站鍋爐129臺，參數(shù)多為超臨界，部分為超超臨界）2019年前預(yù)計建造：600MW超臨界機組約150多臺， 660MW超超臨界機組14臺，1000MW超超臨界機組42臺；全世界大多數(shù)超超臨界機組集中在中國喜？憂？電站鍋爐概述大容量高參數(shù)發(fā)展趨勢總體設(shè)計問題爐型（塔式或倒U）問題，受熱面結(jié)構(gòu)與布置問題（水冷壁管圈）具體設(shè)計問題水動力，燃燒，傳熱，啟動特性材料問題超超臨界鍋爐耐熱新鋼種（T92/P92、T122/P122、SUPER304H、HR3C）原材料和焊接接頭常溫和高溫性能、微觀組織結(jié)構(gòu)特征和耐熱鋼的

9、強化機理、蒸汽側(cè)氧化、氧化皮剝離電站鍋爐概述鑒于電站鍋爐在國民經(jīng)濟中的重要地位以及中國電站鍋爐發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與趨勢，對電站鍋爐檢驗人員提出了更高的要求扎實的專業(yè)基礎(chǔ)（鍋爐、材料、焊接、力學(xué)、化學(xué)、熱控等）豐富的經(jīng)驗積累（接近壽命與超期服役電站機組的檢驗與評價）與時俱進的學(xué)習(xí)精神（超臨界、超超臨界機組的發(fā)展）高度的社會責(zé)任感（公共安全，社會與經(jīng)濟效益）電站鍋爐概述學(xué)好鍋爐、檢好鍋爐，對保障人民群眾生命財產(chǎn)、促進社會可持續(xù)發(fā)展、建設(shè)和諧社會意義重大，具有重大的社會效益和經(jīng)濟效益。 電站鍋爐概述第二章 鍋爐類別、參數(shù)及型號 電站鍋爐概述本章內(nèi)容2-1 鍋爐的分類及主要型式 2-2 鍋爐的容量、參數(shù)和

10、型號 2-3 鍋爐發(fā)展簡史 2-4 鍋爐的性能指標 電站鍋爐概述21 鍋爐的分類及主要型式 一、鍋爐的分類 鍋爐的分類有多種方法。 按用途 電站鍋爐:發(fā)電 工業(yè)鍋爐:工業(yè)生產(chǎn) 生活鍋爐 :采暖和熱水供應(yīng) 按結(jié)構(gòu) 火管鍋爐:煙氣在管內(nèi)流過 水管鍋爐:汽水在管內(nèi)流過 電站鍋爐概述鍋爐的分類按循環(huán)方式 自然循環(huán)鍋爐:控制（強制）循環(huán)鍋爐:直流鍋爐: 具有鍋筒，利用下降管和上升管中工質(zhì)密度差產(chǎn)生工質(zhì)循環(huán)，只能在臨界壓力以下應(yīng)用. 無鍋筒，給水靠水泵壓頭一次通過受熱面，適用于各種壓力。 在循環(huán)回路的下降管與上升管之間設(shè)置循環(huán)泵用以輔助水循環(huán)并作強制流動，又稱輔助循環(huán)鍋爐，只能在臨界壓力以下應(yīng)用。 具有再

11、循環(huán)泵。鍋爐負荷低時按再循環(huán)方式運行，負荷高時按直流方式運行。可應(yīng)用于亞臨界壓力和超臨界壓力復(fù)合循環(huán)鍋爐：電站鍋爐概述電站鍋爐概述鍋爐的分類按出口工質(zhì)壓力 常壓鍋爐:表壓為零 微壓鍋爐:表壓為幾十個Pa 低壓鍋爐:壓力一般27 MPa 電站鍋爐概述鍋爐的分類流化床燃燒鍋爐按燃燒方式 火床燃燒鍋爐火室燃燒鍋爐旋風(fēng)燃燒鍋爐電站鍋爐概述按所用燃料或能源 固體燃料鍋爐液體燃料鍋爐氣體燃料鍋爐余熱鍋爐原子能鍋爐？廢料鍋爐按排渣方式 固態(tài)排渣鍋爐:液態(tài)排渣鍋爐: 燃料燃燒后生成的灰渣呈固態(tài)排出 燃料燃燒后生成的灰渣呈液態(tài)從渣口流出 燃煤鍋爐的主要排渣方式在裂化箱的冷卻水中裂化成小顆粒后排入水溝中沖走電站鍋

12、爐概述鍋爐的分類按爐膛煙氣壓力 負壓鍋爐:微正壓鍋爐:增壓鍋爐: 爐膛壓力保持負壓，有送、引風(fēng)機，爐膛表壓力為25kPa，不需引風(fēng)機，爐膛表壓力大于0.3MPa燃煤鍋爐主要型式 宜于低氧燃燒用于配蒸汽-燃氣聯(lián)合循環(huán) 按鍋筒數(shù)目 單鍋筒雙鍋筒鍋爐 現(xiàn)代鍋筒型電站鍋爐:單鍋筒型式;工業(yè)鍋爐:單鍋筒或雙鍋筒型式。 電站鍋爐概述鍋爐的分類按整體外形 U型塔型箱型T型U型N型L型D型A型 工業(yè)鍋爐 電站鍋爐 電站鍋爐概述按鍋爐房型式露天半露天室內(nèi)地下洞內(nèi)電站鍋爐工業(yè)鍋爐按鍋爐出廠型式快裝鍋爐組裝鍋爐散裝鍋爐小型鍋爐電站鍋爐電站鍋爐概述22 鍋爐的容量、參數(shù)和型號 鍋爐的大小和鍋爐單位時間內(nèi)所傳遞的熱量的

13、多少密切相關(guān)。產(chǎn)生蒸汽的鍋爐需要用如下四個參數(shù)來描述：蒸發(fā)量 t/h, kg/s 出口蒸汽壓力 MPa出口蒸汽溫度 給水溫度 電站鍋爐概述鍋爐參數(shù)產(chǎn)生熱水的鍋爐需要用如下四個參數(shù)來描述： 熱功率 MW出口熱水壓力 MPa出口熱水溫度 給水溫度（回水溫度） 鍋爐參數(shù):一般指:蒸發(fā)量、蒸汽壓力、蒸汽溫度和給水溫度或者:熱功率、出口熱水壓力、出口熱水溫度和給水溫度（回水溫度）。 電站鍋爐概述鍋爐的參數(shù)鍋爐的蒸發(fā)量鍋爐的蒸發(fā)量: 鍋爐在確保安全的前提下長期連續(xù)運行、每小時所產(chǎn)生蒸汽的數(shù)量。又稱為“出力”或“容量”符號: D 常用的單位:th 分類：額定蒸發(fā)量經(jīng)濟蒸發(fā)量最大蒸發(fā)量 電站鍋爐概述鍋爐的參數(shù)

14、鍋爐的蒸發(fā)量額定蒸發(fā)量：鍋爐在額定壓力，蒸汽溫度、額定給水溫度下，使用設(shè)計燃料和保證設(shè)計效率的條件下連續(xù)運行所應(yīng)達到的每小時蒸發(fā)量。新鍋爐出廠時，銘牌上所標示的蒸發(fā)量就是這臺鍋爐的額定蒸發(fā)量。經(jīng)濟蒸發(fā)量（ECR）：在保證安全的前提下，鍋爐連續(xù)運行，熱效率最高時的蒸發(fā)量。鍋爐的經(jīng)濟蒸發(fā)量應(yīng)在額定蒸發(fā)量的80100范圍內(nèi)。鍋爐最大蒸發(fā)量（MCR）：指在規(guī)定的工作壓力下或低于工作壓力下，連續(xù)運行，不考慮其經(jīng)濟效果，每小時能產(chǎn)生的最大蒸發(fā)量。最大時可大于額定蒸發(fā)量的20。電站鍋爐概述鍋爐的參數(shù)鍋爐的蒸發(fā)量國外鍋爐功率的單位還有馬力（Hp）和鍋爐馬力（BHp）。1Hp = 0.745kw, 1BHp =

15、 9.81kw歐美蒸汽鍋爐蒸發(fā)量標示中常注有：“at 212 ”字樣，是說它的蒸發(fā)量是指212華氏度 的水蒸發(fā)為212華氏度 的蒸汽量， 也就是100的水蒸發(fā)為100的蒸汽量。這樣1kg蒸發(fā)量相當(dāng)于540kcal熱量，我們把它稱作“當(dāng)量蒸發(fā)量”，即： 1T/h = 54萬kcal/h。顯然，1T/h“當(dāng)量蒸發(fā)量”比我國的1T/h蒸發(fā)量小。這就是歐洲燃燒器與歐洲鍋爐匹配合適，而與我國相同蒸發(fā)量鍋爐匹配則常常出力不足的主要原因。電站鍋爐概述鍋爐的參數(shù)壓力和溫度鍋爐蒸汽壓力和溫度：指過熱器主汽閥出口處的過熱蒸汽壓力和過熱蒸汽溫度。對于無過熱器的鍋爐，用主汽閥出口處的飽和蒸汽壓力和溫度表示。鍋爐給水溫

16、度：指進省煤器的給水溫度對無省煤器的鍋爐指進鍋爐鍋筒的水的溫度。 對產(chǎn)生飽和蒸汽的鍋爐，蒸汽的溫度和壓力存在一一對應(yīng)的關(guān)系。 電站鍋爐概述鍋爐的容量熱水鍋爐的容量也用額定供熱量表示。 嚴格地講，容量和壓力及溫度是相互獨立的量。但為了組織社會化生產(chǎn)，各國都制訂了鍋爐的參數(shù)系列。我國的鍋爐參數(shù)系列分別見表2-1、表2-2和表2-3. GB/T3166熱水鍋爐參數(shù)系列及GB/T1921工業(yè)蒸汽鍋爐參數(shù)系列、GB/T 753電站鍋爐 蒸汽參數(shù)系列 注意：隨著生產(chǎn)的發(fā)展，系列是可變動的。受材料強度的限制，鍋爐的壓力和溫度都有限。 電站鍋爐概述表2-1 中國工業(yè)蒸汽鍋爐參數(shù)系列 額定蒸發(fā)量額定出口蒸汽壓力

17、 MPa額定出口蒸汽溫度飽和飽和飽和飽和250350飽和350飽和350400124681015203565電站鍋爐概述表2-2 熱水鍋爐參數(shù)系列 額定熱功率額定出口熱水溫度 95/70115/70130/70150/90180/110額定出口熱水壓力 MPa0.71.01.00.34.27.010.514.029.046.058.0116.0電站鍋爐概述表2-3 中國電站鍋爐參數(shù)系列 額定蒸發(fā)量T/H額定蒸汽壓力MPa機組功率 MW3.829.813.716.

18、722.13545056545010130450252205405405041054054010067054020010005505553002000550555600電站鍋爐概述我國工業(yè)鍋爐的型號表示法為了規(guī)范鍋爐的表示方法，我國制訂了鍋爐產(chǎn)品的型號表示法。我國工業(yè)鍋爐產(chǎn)品型號由三部分組成，各部分用短橫線相連。見圖2-1和圖2-2。 電站鍋爐概述圖2-1 工業(yè)蒸汽鍋爐型號形式 電站鍋爐概述圖2-2 熱水鍋爐型號形式 電站鍋爐概述工業(yè)鍋爐的型號表示法第一部分分三段：鍋爐型號：用漢語拼音字母代號，見表2-4燃燒方式：用漢語拼音字母代號，見表2-5表2-4 工業(yè)鍋爐型式代號 表2-5 燃燒方式代號

19、電站鍋爐概述工業(yè)鍋爐的型號表示法蒸發(fā)量：用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，單位為t/h；熱水鍋爐為供熱量，單位為MW；余熱鍋爐以受熱面表示，單位為m2 注：快裝式水管鍋爐在型號第一部分用K(快)代替表2-4中的鍋筒數(shù)量代號?？煅b縱橫鍋筒式鍋爐用KZ(快，縱)代號；快裝強制循環(huán)式鍋爐用KQ(快，強)代號。常壓鍋爐的型號在第一部分中增加字母C。 電站鍋爐概述工業(yè)鍋爐的型號表示法第二部分表示工質(zhì)參數(shù)：對工業(yè)蒸氣鍋爐：兩段：額定蒸汽壓力和額定蒸汽溫度，中間以斜線相隔。蒸汽溫度為飽和溫度時，型號第二部分無斜線和第二段。對熱水鍋爐：由三段組成：額定壓力、出水溫度和進水溫度，段與段之間用斜線隔開。電站鍋爐概述工業(yè)鍋爐的型號表示法第三部分表示燃料種類及設(shè)計次序，共兩段:第一段表示燃料種類 (用漢語拼音字母代號，見表2-6可)，第二段表示設(shè)計次序 (用阿拉伯?dāng)?shù)字表示)，原型設(shè)計無第二段。 表2-6 燃料種類代號 電站鍋爐概述工業(yè)鍋爐的型號表示法舉例DZL4-1.25-W：表示單鍋筒縱置式鏈條爐排爐，蒸