鍋爐第一章緒論

電廠鍋爐原理及設(shè)備動(dòng)力系準(zhǔn)備課程：工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)、泵與風(fēng)機(jī)后續(xù)課程：單元機(jī)組集控運(yùn)行、鍋爐運(yùn)行、熱力發(fā)電廠、仿真實(shí)訓(xùn)整體意識(shí)、全局意識(shí)沁北電廠（河南)電廠全貌第一章緒論緒論電廠鍋爐的作用及設(shè)備構(gòu)成電廠鍋爐設(shè)備的基本特征鍋爐的分類和型號(hào)鍋爐技術(shù)的發(fā)展電廠鍋爐的作用及設(shè)備構(gòu)成第一節(jié)一、鍋爐基本概念鍋爐是利用燃料在爐內(nèi)燃燒釋放的熱能加熱給水，產(chǎn)生具有一定質(zhì)量(溫度、壓力)的過熱蒸汽，送往汽輪機(jī)做功。什么是鍋爐？“煤鍋爐”即鍋爐的“通俗”定義：

組成

功能：提供動(dòng)力或發(fā)電

供熱、采暖等工業(yè)用

鍋：燒水，生產(chǎn)熱水或蒸汽爐：燒火，將電能或燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化熱能動(dòng)力鍋爐或電站鍋爐供熱鍋爐或工業(yè)鍋爐二、火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)過熱蒸汽原水水化學(xué)處理系統(tǒng)補(bǔ)給水低壓加熱器除氧器給水泵高壓加熱器給水凝結(jié)水泵凝結(jié)水乏汽冷卻水凝汽器循環(huán)水泵朗肯循環(huán)火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程爐電機(jī)燃料化學(xué)能電能機(jī)械能工質(zhì)熱能燃料化學(xué)能首先轉(zhuǎn)化為燃料熱能，通過換熱轉(zhuǎn)化為工質(zhì)的熱能工質(zhì)熱能首先經(jīng)噴嘴轉(zhuǎn)化為工質(zhì)動(dòng)能，之后推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能在鍋爐內(nèi)實(shí)現(xiàn)下述過程:燃燒熱交換

燃料的化學(xué)能煙氣的熱能蒸汽(或熱水)的熱能

在鍋爐中進(jìn)行著三個(gè)主要過程:(1)燃料在爐內(nèi)燃燒,其化學(xué)貯藏能以熱能的形式釋放出來,使火焰和燃燒產(chǎn)物(煙氣和灰渣)具有高溫。(2)高溫火焰和煙氣通過“受熱面”向工質(zhì)傳遞熱量。(3)工質(zhì)被加熱,其溫度升高或者汽化為飽和蒸汽,或再進(jìn)一步被加熱成為過熱蒸汽。二、電廠鍋爐的主要設(shè)備電廠鍋爐的主要設(shè)備（一）鍋爐機(jī)組鍋爐本體輔助設(shè)備鍋送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、燃料供應(yīng)及制備、除灰、除渣、測(cè)量與控制等汽包、水冷壁、下降管、聯(lián)箱、省煤器、過熱器、再熱器等承壓部件爐爐膛、燃燒器、空預(yù)器、煙道、爐墻構(gòu)架等非承壓部件鍋爐的燃燒系統(tǒng)，用以完成煤的燃燒過程鍋爐的汽水系統(tǒng)，用以完成水變成蒸汽的吸熱過程鍋爐本體其余為輔機(jī)燃撓器、爐膛、布置有受熱面的煙道，汽包、下降管、水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器及空氣預(yù)熱器等。送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、給煤機(jī)、磨煤機(jī)、排粉機(jī)、除塵器及煙囪等。鍋爐及其輔助設(shè)備原煤倉給煤機(jī)磨煤機(jī)空氣預(yù)熱器排粉風(fēng)機(jī)燃燒器燃燒器爐膛水冷壁屏式過熱器高溫過熱器低溫過熱器省煤器除塵器引風(fēng)機(jī)煙囪送風(fēng)機(jī)汽包下降管排渣室爐膛中心溫度1300～1400℃爐膛出口溫度1000℃排煙溫度110～160℃進(jìn)入汽輪機(jī)頂棚過熱器電站煤粉鍋爐機(jī)組組成電廠鍋爐的工作過程燃料空氣水蒸汽鍋爐的組成爐煤、空氣、煙制粉系統(tǒng)燃燒系統(tǒng)風(fēng)煙系統(tǒng)鍋水、汽汽水系統(tǒng)煙氣煙氣原煤原煤煙氣煙氣（二次鳳）（一次鳳）風(fēng)、粉風(fēng)、粉細(xì)微灰粒飛灰未燃煤粒未燃煤粒未燃煤粒灰渣灰渣灰渣空氣預(yù)熱器煙囪引風(fēng)機(jī)除塵器灰渣溝排粉風(fēng)機(jī)給煤機(jī)磨煤機(jī)燃燒器爐膛水平煙道尾部煙道灰渣溝排渣裝置冷灰斗冷空氣煙氣煙氣原煤原煤煙氣煙氣（二次鳳）（一次鳳）風(fēng)、粉風(fēng)、粉細(xì)微灰粒飛灰未燃煤粒未燃煤粒未燃煤?；以以以諝忸A(yù)熱器煙囪引風(fēng)機(jī)除塵器灰渣溝排粉風(fēng)機(jī)給煤機(jī)磨煤機(jī)燃燒器爐膛水平煙道尾部煙道灰渣溝排渣裝置冷灰斗煤、風(fēng)、煙系統(tǒng)

汽機(jī)主凝結(jié)水水水汽水混合物化學(xué)補(bǔ)充水汽水混合物水水水汽水混合物汽水混合物飽和蒸汽過熱蒸汽給水泵省煤器汽包汽水分離器①①下降管下聯(lián)箱水冷壁上聯(lián)箱導(dǎo)汽管過熱器汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)汽水系統(tǒng)各主要設(shè)備的作用爐膛：鍋爐的燃燒室，將燃料的化學(xué)能釋放并轉(zhuǎn)變成高溫?zé)煔鉄崮?。燃燒器：將燃料和燃燒所需的空氣送入爐膛，并組織一定的氣流結(jié)構(gòu)，使燃料迅速而穩(wěn)定著火。合理供應(yīng)空氣，組織良好的燃燒過程，使燃料和空氣均勻混合，達(dá)到完全燃燒?？諝忸A(yù)熱器：利用尾部煙氣的熱量，將空氣在進(jìn)入爐膛以前加熱到一定溫度各主要設(shè)備的作用汽包：位于鍋爐頂部，是水循環(huán)的重要部件。水冷壁：充分利用爐膛高溫?zé)煔獾妮椛錈崃考訜峁べ|(zhì)，同時(shí)保護(hù)爐墻，使?fàn)t墻內(nèi)壁溫度大大降低。過熱器：把汽包出來的飽和蒸汽加熱成具有一定溫度的過熱蒸汽，提高電廠效率。再熱器：將再熱汽輪機(jī)高壓缸排出的蒸汽再熱成一定溫度的再熱蒸汽，送往中、低壓缸。省煤器：給水在進(jìn)入汽包以前，預(yù)先利用尾部煙氣的熱量加熱到某一溫度電廠鍋爐

的基本特征、分類及型號(hào)第二節(jié)一、電廠鍋爐的特性及分類鍋爐容量

鍋爐在額定蒸汽參數(shù)（壓力、溫度）、額定給水溫度和使用設(shè)計(jì)燃料時(shí)，每小時(shí)的最大連續(xù)蒸發(fā)量，用De表示，單位t/h（kg/s）。電廠鍋爐容量習(xí)慣上也用與之配套的汽輪發(fā)電機(jī)功率來表示，如300MW鍋爐。小型De<400t/h（<100MW）中型De＝400~1000t/h（100~200MW）大型De>1000t/h（>200MW）電廠鍋爐的特性及分類蒸汽參數(shù)

鍋爐出口處的蒸汽溫度和蒸汽壓力。蒸汽溫度常用符號(hào)t表示，單位為℃或K。蒸汽壓力用符號(hào)p表示，單位為MPa。鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)所規(guī)定的蒸汽溫度和壓力稱為額定蒸汽溫度和額定蒸汽壓力。低壓：p≤2.45MPa中壓：p＝2.94～4.92MPa高壓：p＝7.84～10.8MPa超高：p＝11.8～14.7MPa亞臨界：p＝15.7～19.6MPa超臨界：p≥22.1Mpa電廠鍋爐的特性及分類燃燒方式

對(duì)于不同的燃料，鍋爐的燃燒方式不同，鍋爐的結(jié)構(gòu)也不一樣。層燃爐（固定爐排、往復(fù)爐排、鏈條爐）室燃爐（煤粉爐、燃油爐、燃?xì)鉅t）旋風(fēng)爐流化床層燃爐具有爐箅，燃料在其上燃燒?？諝鈴臓t箅下的配風(fēng)箱送入，穿過燃料層進(jìn)行燃燒反應(yīng)。適用小容量、低參數(shù)的工業(yè)鍋爐。層狀燃燒就是將燃料置于固定或移動(dòng)的爐排上，形成均勻的、有一定厚度的料層，空氣從爐排底部通入，通過燃料層進(jìn)行燃燒反應(yīng)，采用層狀燃燒的鍋爐叫層燃爐。

室燃爐燃料在爐膛空間懸浮燃燒，是電廠鍋爐的主要燃燒方式。前墻布置前后墻對(duì)沖布置四角切圓W型火焰旋風(fēng)爐燃燒室：圓柱形旋風(fēng)筒燃燒特點(diǎn)：煤粉氣流在筒內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，筒內(nèi)的高速旋轉(zhuǎn)氣流使燃燒加劇，筒內(nèi)溫度很高，一般均為液態(tài)排渣。適用燃燒粗的煤粉或煤屑。

流化床1-進(jìn)料口2-溢流口3-布風(fēng)板4-風(fēng)室5-埋管流化床爐又叫沸騰爐。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：爐底為一敷有耐火層的多孔布風(fēng)板床層中的物料為熾熱的固體顆粒和少量煤粒，高速空氣穿過孔眼時(shí)床料上下翻滾，形成“沸騰”狀態(tài)。燃燒特點(diǎn)：煤粉和空氣混合良好，著火燃燒速度快，效率高。電廠鍋爐的特性及分類汽水流動(dòng)方式

汽水流動(dòng)方式是指推動(dòng)汽水混合物流動(dòng)的方式，主要是工質(zhì)在蒸發(fā)受熱面內(nèi)流動(dòng)的動(dòng)力。而流經(jīng)蒸發(fā)受熱面的工質(zhì)為水和汽的混合物。不同結(jié)構(gòu)的鍋爐，汽水混合物可能一次或多次流經(jīng)蒸發(fā)受熱面。自然循環(huán)鍋爐控制循環(huán)鍋爐直流鍋爐復(fù)合循環(huán)鍋爐自然循環(huán)鍋爐自然循環(huán)鍋爐中，汽水主要是靠水和蒸汽的密度差產(chǎn)生的壓頭而循環(huán)流動(dòng)的，鍋爐的工作壓力愈低（遠(yuǎn)離臨界壓力），密度差愈大，循環(huán)愈可靠。其特點(diǎn)是：⑴有汽包；⑵動(dòng)力為水和蒸汽的密度差；⑶循環(huán)回路簡單，循環(huán)倍率K>1；⑷只能工作于亞臨界壓力下。循環(huán)倍率:是指進(jìn)入上升管的循環(huán)水量與上升管出口蒸汽量之比?？刂蒲h(huán)鍋爐在下降管系統(tǒng)中加裝了循環(huán)泵，借助循環(huán)泵使汽水循環(huán)流動(dòng)。其特點(diǎn)是：⑴循環(huán)泵提高水循環(huán)的安全性；⑵有汽包；⑶循環(huán)回路中受熱面布置可自由些，循環(huán)倍率K>1；⑷只能工作于亞臨界壓力以下直流鍋爐直流鍋爐給水在給水泵壓頭作用下，順序一次通過加熱、蒸發(fā)、過熱各個(gè)受熱面，最后蒸汽過熱達(dá)到所要求的溫度其特點(diǎn)是：⑴沒有汽包，只有互相連接的受熱面，金屬耗量??；⑵工質(zhì)一次流過蒸發(fā)受熱面，全部轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝h(huán)倍率＝1；⑶可用于臨界壓力以下也可設(shè)計(jì)為超過臨界壓力復(fù)合循環(huán)鍋爐在直流鍋爐和控制循環(huán)鍋爐的工作原理基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，同時(shí)具有兩種循環(huán)方式。其特點(diǎn)是：⑴沒有汽包；⑵低負(fù)荷時(shí)，按再循環(huán)方式運(yùn)行，循環(huán)倍率K>1;高負(fù)荷時(shí)按直流方式運(yùn)行，循環(huán)倍率K＝1；典型電廠鍋爐壓力類型蒸汽壓力（Mpa）蒸汽溫度（℃）給水溫度（℃）蒸發(fā)量（t/h）配套機(jī)組容量（MW）汽水流動(dòng)方式高壓9.854021522050自然循環(huán)超高壓13.7555/555240400125自然循環(huán)、直流540/540670200自然循環(huán)亞臨界壓力16.7540/5402601000300自然循環(huán)18.3540.6/540.6278.32008600控制循環(huán)超臨界壓力25545/5452771000300直流25545/5452752650800電廠鍋爐的特性及分類整體布置

鍋爐的整體布置是指爐膛、對(duì)流煙道以及各級(jí)受熱面之間的相對(duì)位置。П型Г型塔式T型型布置的優(yōu)點(diǎn)鍋爐高度低、安裝方便受熱面易布置與煙氣成逆流形式尾部煙道煙氣向下流，易吹灰送、引風(fēng)機(jī)、除塵器等鍋爐輔機(jī)可以布置在地面上型布置的缺點(diǎn)占地大煙道轉(zhuǎn)彎引起灰濃度分布不均勻，磨損大轉(zhuǎn)向室空間浪費(fèi)，尾部受熱面布置空間小大容量鍋爐燃燒器布置受限制-前后墻布置復(fù)雜；尾部煙道與爐膛的截面和高度必須配合型布置的改進(jìn)型—T型布置鍋爐兩側(cè)布置尾部煙道，解決受熱面布置空間問題，并降低出口煙窗高度但占地更大，系統(tǒng)復(fù)雜，一般用于劣質(zhì)煤2.塔型布置煙氣一直向上流動(dòng)，爐膛呈正方形，適用于褐煤、高灰分劣質(zhì)煙煤塔型布置的優(yōu)點(diǎn)占地面積小，煙道短，鍋爐小水平懸吊受熱面，便于疏水，煙道短，煙氣流動(dòng)均勻、向上流動(dòng)，磨損小、可取較高煙氣速度煤粉管道、燃燒器布置方便熱膨脹解決容易（全懸吊結(jié)構(gòu)，只向下膨脹）密封好（受熱面管可在一側(cè)集中穿墻）塔型布置的缺點(diǎn)鍋爐很高，安裝和檢修難度高煙風(fēng)管道長，成本高爐膛和受熱面截面匹配要求高空氣預(yù)熱器及送、引風(fēng)機(jī)布置在爐頂，加重鋼架的負(fù)荷和要求塔型布置的改進(jìn)—半塔型布置塔型和型相結(jié)合把空氣預(yù)熱器和送、引風(fēng)機(jī)、除塵器移到地面上用于燒多灰劣質(zhì)煤1.連續(xù)運(yùn)行小時(shí)數(shù)：鍋爐的連續(xù)運(yùn)行小時(shí)數(shù)是指兩次檢修之間的運(yùn)行小時(shí)數(shù)（大于4000小時(shí)為優(yōu)）2.事故率：指事故停用小時(shí)數(shù)占總運(yùn)行小時(shí)數(shù)和事故停用小時(shí)數(shù)之和的百分比可用率

3.可用率

：指總運(yùn)行小時(shí)數(shù)和總備用小時(shí)數(shù)之和占統(tǒng)計(jì)期間總時(shí)數(shù)的百分比公式公式二、電廠鍋爐的安全指標(biāo)三、電廠鍋爐的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1.鍋爐效率：2.鋼材使用率：

是鍋爐生產(chǎn)1t/h蒸汽所用鋼材的噸數(shù)，一般電站鍋爐為2.5～5t/(t/h)。鍋爐容量越小，蒸汽參數(shù)越高，則鋼材使用率越大

四、電廠鍋爐的型號(hào)DG-670/13.7-540/540-M8△△＿ⅩⅩⅩ/ⅩⅩⅩ＿ⅩⅩⅩ/ⅩⅩⅩ＿△Ⅹ

制造廠家鍋爐容量過熱蒸汽壓力過熱蒸汽溫度再熱蒸汽溫度燃料代號(hào)設(shè)計(jì)序號(hào)

HG－哈爾濱鍋爐廠DG－東方鍋爐廠SG－上海鍋爐廠第三節(jié)

鍋爐技術(shù)的發(fā)展發(fā)展趨勢(shì)大容量高參數(shù)（溫度，壓力）再熱循環(huán)新型燃燒技術(shù)（流化床鍋爐、新型燃燒器）燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)鍋爐（IGCC、增壓流化床、熱電氣三聯(lián)供）IGCC（Integrate