電廠鍋爐原理：第一章 緒論

2022/11/8PrinciplesofBoilerPage1電廠鍋爐原理2022/11/8PrinciplesofBoilerPage2一、課程的性質(zhì)和任務(wù)本課程是熱能與動力工程專業(yè)的主要專業(yè)課之一，通過本門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握鍋爐的工作原理以及爐內(nèi)和鍋內(nèi)過程的基本理論；對鍋爐結(jié)構(gòu)和工作狀況有一定的分析能力。培養(yǎng)訓(xùn)練學(xué)生具有一定的計(jì)算能力和實(shí)驗(yàn)技能，掌握鍋爐機(jī)組安全，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基本知識，并為學(xué)習(xí)熱力發(fā)電廠、熱工儀表等課程提供必要的專業(yè)知識。二、課程的教學(xué)內(nèi)容

以電站煤粉鍋爐為主干，全面系統(tǒng)地闡述了鍋爐的工作原理：包括鍋爐的構(gòu)成和工作過程，鍋爐用燃料，煤粉制備，燃燒基本理論及燃燒設(shè)備，各對流受熱面的主要運(yùn)行問題，各類型鍋爐的水動力工況，蒸汽凈化，鍋爐機(jī)組的布置及熱力計(jì)算方法等。《鍋爐原理》課程簡介2022/11/8PrinciplesofBoilerPage3三、考核形式閉卷筆試四、教材與參考書目1《電廠鍋爐原理》，丁立新主編，中國電力出版社,2008;1《鍋爐原理》，樊泉桂主編，中國電力出版社,2008;2《電站鍋爐原理》，容鑾恩等合編，中國電力出版社,1997；3《鍋爐原理》周強(qiáng)泰主編，中國電力出版社，2009；4《鍋爐原理》，陳學(xué)俊、陳聽寬主編，機(jī)械工業(yè)出版社。2022/11/8PrinciplesofBoilerPage4學(xué)習(xí)方法把問題在課堂弄懂。認(rèn)真完成作業(yè)。把握鍋與爐兩條線索。重視實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)實(shí)習(xí)。運(yùn)用學(xué)過的理論知識分析實(shí)際問題。2022/11/8PrinciplesofBoilerPage5第一章

緒論第1節(jié)電廠鍋爐設(shè)備的基本構(gòu)成和工質(zhì)原理第2節(jié)鍋爐的主要特征參數(shù)及型號第3節(jié)鍋爐的分類第4節(jié)鍋爐的安全與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)第5節(jié)鍋爐的歷史與發(fā)展簡介2022/11/8PrinciplesofBoilerPage6東方600MW超臨界鍋爐2022/11/8PrinciplesofBoilerPage72022/11/8PrinciplesofBoilerPage8火電廠的三大系統(tǒng)之一

包括輸煤、磨煤、鍋爐與燃燒、風(fēng)煙系統(tǒng)、灰渣系統(tǒng)等環(huán)節(jié)。送風(fēng)機(jī)磨煤機(jī)熱空氣空氣預(yù)熱器煤斗煤輸煤皮帶排粉風(fēng)機(jī)煤粉鍋爐爐渣沖灰水除塵器引風(fēng)機(jī)灰渣泵細(xì)灰熱空氣冷空氣煙氣經(jīng)煙囪排向大氣至灰場自輸煤系統(tǒng)2022/11/8PrinciplesofBoilerPage9火電工藝介紹-鍋爐汽包水冷壁2022/11/8PrinciplesofBoilerPage10火電工藝介紹-燃燒器E煤粉層+一次風(fēng)D煤粉層+一次風(fēng)C煤粉層+一次風(fēng)B煤粉層+一次風(fēng)A煤粉層+一次風(fēng)燃燒器結(jié)構(gòu)示意

燃燒器分為：直流式煤粉燃燒器、旋流式煤粉燃燒器。燃燒器分層設(shè)置煤粉氣流在爐內(nèi)切圓燃燒

FSSS主要控制：總?cè)剂咸l（MFT）后切斷部分或總?cè)剂?。點(diǎn)火前的爐膛自動吹掃監(jiān)視燃燒器火焰AB二次風(fēng)層BC二次風(fēng)層CD二次風(fēng)層DE二次風(fēng)層FF過燃風(fēng)層燃燒器直流煤粉燃燒器2022/11/8PrinciplesofBoilerPage112022/11/8PrinciplesofBoilerPage12用于降低冷卻水溫度用循環(huán)使用的冷卻水作為中間介質(zhì)，將汽機(jī)排汽冷凝所釋放的熱量，經(jīng)由流動的空氣傳到大氣中。汽輪機(jī)的凝汽冷卻系統(tǒng)-冷凝塔2022/11/8PrinciplesofBoilerPage13燃煤電廠的Flash動畫2022/11/8PrinciplesofBoilerPage142022/11/8PrinciplesofBoilerPage15鍋爐設(shè)備整體布置圖片省煤器汽包爐膛過熱器再熱器汽輪機(jī)凝汽器凝結(jié)水主蒸汽溫度，壓力下降的蒸汽>530℃鍋爐設(shè)備汽水流程2022/11/8PrinciplesofBoilerPage19燃料燃燒.換熱.產(chǎn)生一定參數(shù)與品質(zhì)的蒸汽。電站鍋爐是火力發(fā)電廠三大主機(jī)之一，能量轉(zhuǎn)換的基本過程之一?！?鍋爐的作用在電廠的地位燃料的化學(xué)能煙氣的熱能蒸汽(或熱水)的熱能燃燒換熱燃料的化學(xué)能蒸氣的熱能轉(zhuǎn)子的機(jī)械能電能發(fā)電機(jī)鍋爐汽輪機(jī)

現(xiàn)代電站鍋爐：將燃料燃燒，釋放熱量，并加熱給水，以獲得規(guī)定參數(shù)（汽溫、汽壓）和品質(zhì)蒸汽的一種裝置。2022/11/8PrinciplesofBoilerPage20§2鍋爐的構(gòu)成與工作原理1.本體2.輔機(jī)3.附件4.典型布置介紹5.工作原理介紹2022/11/8PrinciplesofBoilerPage211.本體鍋：汽水系統(tǒng)容納汽水的空間。下降管、汽包、水冷壁、聯(lián)箱、過熱器、再熱器、省煤器(承高壓)爐：燃燒系統(tǒng)爐膛、燃燒器、煙道(非承高壓)、空氣預(yù)熱器

鋼架與平臺樓梯用于支承設(shè)備的重量及方便運(yùn)行與檢修2022/11/8PrinciplesofBoilerPage22本體結(jié)構(gòu)動畫--爐膛2022/11/8PrinciplesofBoilerPage23本體結(jié)構(gòu)動畫--爐膛內(nèi)部2022/11/8PrinciplesofBoilerPage24本體結(jié)構(gòu)動畫--省煤器2022/11/8PrinciplesofBoilerPage25本體結(jié)構(gòu)動畫--過熱器2022/11/8PrinciplesofBoilerPage262.輔機(jī)送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)磨煤機(jī)、給煤機(jī)給粉機(jī)除渣設(shè)備除塵器是協(xié)助鍋爐運(yùn)行不可缺少的。燃料制備，將燃料、空氣連續(xù)地、有組織地送入爐膛，連續(xù)地排出燃燒產(chǎn)生的煙氣與灰渣，將煙氣攜帶的飛灰分離出來等。2022/11/8PrinciplesofBoilerPage273.附件安全閥吹灰器水位計(jì)溫度與壓力測量儀表

2022/11/8PrinciplesofBoilerPage284.典型布置介紹鍋爐總體上呈∏型布置懸吊式結(jié)構(gòu)，各受壓元件應(yīng)能按預(yù)定方向自由膨脹2022/11/8PrinciplesofBoilerPage29鍋爐設(shè)備整體布置圖片2022/11/8PrinciplesofBoilerPage305.鍋爐工作原理給水與蒸汽工作流程煙氣工作流程燃料工作流程灰渣流程空氣工作流程2022/11/8PrinciplesofBoilerPage31鍋爐工作原理動畫鍋爐工作原理(動畫)1-原煤斗;2-給煤機(jī);3-磨煤機(jī);4-汽包;5-高溫過熱器;6-屏式過熱器;7-下降管;8-爐膛水冷壁;9-燃燒器;10-下聯(lián)箱;11-低溫過熱器;12-再熱器;13-再熱蒸汽出口;14-再熱蒸汽入口;15-省煤器;16-給水;17-空氣預(yù)熱器18-排粉風(fēng)機(jī);19-排渣裝置;20-送風(fēng)機(jī);21-除塵器;22-引風(fēng)機(jī);23-煙囪2022/11/8PrinciplesofBoilerPage32給水與蒸汽工作流程給水進(jìn)入省煤器，吸收煙氣的熱量，進(jìn)入汽包;與分離器出水混合，進(jìn)下降管，分配到每根水冷壁管;在水冷壁管中吸收火焰輻射熱，形成汽水混合物;向上流動，由汽水導(dǎo)管引入汽包，進(jìn)行汽水分離。分離出的飽和水與給水混合進(jìn)入下降管。分離出的飽和蒸汽從汽包頂部引出，進(jìn)入各級過熱器主要有包覆過熱器、屏式過熱器、對流過熱器等。形成過熱蒸汽，被送到汽機(jī)高壓缸。高壓缸排汽被送到再熱器，提高溫度，再送到汽輪機(jī)的中低壓缸。2022/11/8PrinciplesofBoilerPage33煙氣工作流程在爐膛中，燃料燃燒不斷放出熱量，產(chǎn)生高溫?zé)煔?。從爐膛流出、再進(jìn)入水平煙道、垂直煙道、尾部煙道，并將熱量傳遞給爐膛與煙道中布置的各種受熱面，煙氣的溫度逐漸下降。最后經(jīng)過除塵設(shè)備、脫硫設(shè)備、引風(fēng)機(jī)，由煙囪排出到大氣。2022/11/8PrinciplesofBoilerPage34燃料工作流程煤由煤倉進(jìn)入給煤機(jī)，再入磨煤機(jī)，磨成煤粉；在排粉機(jī)的作用下，被干燥劑輸送到粗粉分離器，將不合格的粗粉分離出，返回重磨。合格的煤粉被干燥劑輸送到細(xì)粉分離器，將煤粉與氣體分離開來，煤粉貯存在粉倉中；分離出來的氣體叫乏氣。乏氣一部分送至磨煤機(jī)用于磨煤機(jī)的風(fēng)量協(xié)調(diào)，另一部分作為三次風(fēng)。粉倉中的煤粉由給粉機(jī)按負(fù)荷的要求送到混合器，與一次風(fēng)混合，送到燃燒器，進(jìn)入爐膛燃燒。2022/11/8PrinciplesofBoilerPage35灰渣流程煤在爐膛內(nèi)燃燒，最高溫度可以達(dá)到1500~1600度(火焰中心)。煤中的灰分一部分隨煙氣流出爐膛，進(jìn)入煙道，叫飛灰，約占95%，最后由除塵器將它分離出來;另一部分進(jìn)入爐膛底部，由排渣裝置排出，約占5%。2022/11/8PrinciplesofBoilerPage36空氣工作流程外部冷空氣由送風(fēng)機(jī)提高壓頭后，送到空氣預(yù)熱器，成為熱空氣；送入磨煤機(jī)的是干燥劑；直接送到燃燒器噴口的助燃空氣，叫二次風(fēng)。外部冷空氣由一次風(fēng)機(jī)提高壓頭后，送到空氣預(yù)熱器，成為熱空氣；送到一次風(fēng)母管，分配到各一次風(fēng)支管；與煤粉混合器中的煤粉混合，輸送煤粉到燃燒器，進(jìn)入爐膛。2022/11/8PrinciplesofBoilerPage37鍋爐是一個(gè)密切聯(lián)系的整體設(shè)備

“鍋”與“爐”：一個(gè)吸熱，一個(gè)放熱，是一個(gè)整體設(shè)備。水的循環(huán)流動及蒸汽的高速流動，不斷地將受熱面吸收的熱量帶走，使受熱面得到良好的冷卻。

2022/11/8PrinciplesofBoilerPage38第一章緒論第1節(jié)電廠鍋爐設(shè)備的基本構(gòu)成和工質(zhì)原理第2節(jié)鍋爐的主要特征參數(shù)及型號第3節(jié)鍋爐的分類第4節(jié)鍋爐的安全與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)第5節(jié)鍋爐的歷史與發(fā)展簡介2022/11/8PrinciplesofBoilerPage391.鍋爐的參數(shù)額定蒸發(fā)量

在額定蒸汽參數(shù)，額定給水溫度和使用設(shè)計(jì)燃料，保證熱效率時(shí)所規(guī)定的蒸發(fā)量，單位t/h最大連續(xù)蒸發(fā)量（MCR）

在額定蒸汽參數(shù)，額定給水溫度和使用設(shè)計(jì)燃料，長期連續(xù)運(yùn)行所能達(dá)到的最大蒸發(fā)量，單位為t/h（或kg/s）鍋爐額定蒸汽參數(shù)

在規(guī)定負(fù)荷范圍內(nèi)長期連續(xù)運(yùn)行應(yīng)能保證的出口蒸汽參數(shù)額定蒸汽壓力（對應(yīng)規(guī)定的給水壓力），單位Mpa；額定蒸汽溫度（對應(yīng)額定蒸汽壓力和額定給水溫度），單位℃。2022/11/8PrinciplesofBoilerPage40電廠鍋爐型號表示方法國內(nèi)規(guī)定方法編制：△△－×××/×××－×××／×××－△×（1）（2）(3)(4)(5)(6)（7）（1）：廠家拼音縮寫（2）：鍋爐蒸發(fā)量，t/h（3）：過熱蒸汽額定出口壓力，MPa（4）：過熱蒸汽溫度，℃（5）：再熱蒸汽溫度，℃（6）：燃料種類代號（拼音縮寫表示）（7）：設(shè)計(jì)序號2022/11/8PrinciplesofBoilerPage41型號舉例WG-1000/16.7-540/540-M6武漢鍋爐廠制造，蒸發(fā)量（容量）1000t/h，過熱蒸汽壓力16.7MPa，過熱蒸汽溫度540℃，再熱蒸汽溫度540℃，設(shè)計(jì)燃料為煤，設(shè)計(jì)序號為6。2022/11/8PrinciplesofBoilerPage42工業(yè)鍋爐型號

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設(shè)計(jì)次序燃料代號額定蒸汽或熱水溫度額定蒸汽壓力額定蒸發(fā)量燃燒方式鍋爐型號例

SHL20-2.45/400-A

雙鍋筒橫置式鏈條爐排，額定蒸發(fā)為20t/h，蒸汽壓力為2.45MPa，過熱蒸汽溫度為400C0，燃用煙煤2022/11/8PrinciplesofBoilerPage432022/11/8PrinciplesofBoilerPage442022/11/8PrinciplesofBoilerPage45鍋殼鍋爐總體型式代號

鍋殼鍋爐總體型式代號立式鍋爐LS(立水)臥式外燃WW(臥外)立式火管LH(立火)臥式內(nèi)燃WN(臥內(nèi))表1

鍋殼鍋爐總體型式代號水管鍋爐總體型式代號

水管鍋爐總體型式代號單鍋筒立式DL(單式)雙管鍋爐橫式SH(雙橫)單鍋筒縱置式DZ(單式)縱橫鍋筒式ZH(縱橫)單鍋筒橫置式DH(單橫)強(qiáng)制循環(huán)式QX(強(qiáng)制)雙鍋筒縱置式SZ(雙縱)

表2

水管鍋爐總體型式代號2022/11/8PrinciplesofBoilerPage46燃燒設(shè)備代號

燃燒設(shè)備代號固定爐排G(固)拋煤機(jī)P(拋)固定雙層爐排C(層)振動爐排Z(振)活動手搖爐排H(活)下飼爐排A(下)鏈條爐排L(鏈)沸騰爐F(沸)往復(fù)爐排W(往)室燃爐S(室)表3

燃燒設(shè)備代號2022/11/8PrinciplesofBoilerPage47燃料品種