鍋爐單元基礎(chǔ)知識(shí)

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SBCCC-210-T-30

神華包頭

鍋爐單元基礎(chǔ)知識(shí)

煤化工公司

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神華集團(tuán)

SHBWUAGROUP

鍋爐單元基礎(chǔ)知識(shí)

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編制部門熱電中心發(fā)布日期2008.7.29實(shí)施日期2008.8.1

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目錄

1裝置概述3

2技術(shù)分類及特點(diǎn)3

3裝置設(shè)計(jì)基礎(chǔ)4

4裝置生產(chǎn)工藝原理10

5裝置工藝流程說(shuō)明22

6裝置主要設(shè)備簡(jiǎn)介35

7裝置主要控制回路簡(jiǎn)介60

8裝置布置簡(jiǎn)介60

9裝置三廢排放說(shuō)明62

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1裝置概述

本工程熱電站配3臺(tái)東方鍋爐工業(yè)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為DGJ480/10.3煤粉鍋

爐，同步建設(shè)煙氣脫硫裝置、預(yù)留煙氣脫硝場(chǎng)地，預(yù)留1機(jī)1爐擴(kuò)建場(chǎng)地，公用工程

如：控制室、煙囪、輸煤等，按四爐三機(jī)考慮。

鍋爐主要為化工區(qū)提供蒸汽汽源并配套2臺(tái)50.MW直接空冷抽凝汽式供熱汽輪發(fā)電機(jī)

組為化工區(qū)提供電源，化工設(shè)備年運(yùn)行小時(shí)數(shù)要求達(dá)到8000h以上，因此對(duì)熱電站的

設(shè)備可靠性要求也較高，設(shè)備年運(yùn)行小時(shí)數(shù)8000h。

鍋爐為n型布置、高壓自然循環(huán)鍋筒爐、單爐膛、燃燒器四角布置，切圓燃燒、平

衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、采用回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，露天布置、全鋼結(jié)構(gòu)、雙排柱布置。

鍋爐運(yùn)行方式：主要按定壓運(yùn)行方式（可適應(yīng)滑壓運(yùn)行方式）。主蒸汽采用切換母管

制運(yùn)行。給水采用母管制，3爐2機(jī)共設(shè)4臺(tái)100%B-MCR容量的電動(dòng)調(diào)速給水泵，

3臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用。給水操作臺(tái)設(shè)主路調(diào)節(jié)閥，設(shè)70%BMCR調(diào)節(jié)閥及30%BMCR啟

動(dòng)調(diào)節(jié)閥。

制粉系統(tǒng)：采用中速磨冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，每臺(tái)爐設(shè)4臺(tái)中速磨煤機(jī),

燃用設(shè)計(jì)、校核煤種時(shí)，3臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用。鍋爐設(shè)計(jì)煤種煤粉細(xì)度R90=25%。磨

煤機(jī)密封系統(tǒng)采用每臺(tái)鍋爐配2臺(tái)離心式密封風(fēng)機(jī)。1臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用。每臺(tái)鍋爐

配4臺(tái)電子稱重式給煤機(jī)，與磨煤機(jī)相對(duì)應(yīng)。

風(fēng)煙系統(tǒng)：采用平衡通風(fēng)方式，空氣預(yù)熱器為兩臺(tái)三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)容克式空氣預(yù)熱器，每

臺(tái)鍋爐配送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)各2臺(tái)，均選用離心式。

2技術(shù)分類及特點(diǎn)

2.1按鍋爐蒸發(fā)受熱面內(nèi)工質(zhì)的流動(dòng)方式分類

鍋爐蒸發(fā)受熱面（水冷壁）內(nèi)工質(zhì)的流動(dòng)方式與其他受熱面是有差異的。例如省煤器

內(nèi)的工質(zhì)是單相的水，水的流動(dòng)是靠給水泵的壓頭強(qiáng)制流動(dòng)的；過(guò)熱器和再熱器中的

工質(zhì)是單相的蒸汽，蒸汽的流動(dòng)也是靠進(jìn)口蒸汽的壓力來(lái)強(qiáng)制流動(dòng)的，所以這些受熱

面內(nèi)的工質(zhì)流動(dòng)都是強(qiáng)制流動(dòng)，一次通過(guò)，并不往返循環(huán)。而蒸發(fā)受熱面內(nèi)的工質(zhì)是

兩相的汽水混合物，它在蒸發(fā)受熱面內(nèi)的流動(dòng)可以是循環(huán)的，也可以是一次通過(guò)的。

因此，按工質(zhì)在蒸發(fā)受熱面內(nèi)的流動(dòng)方式，可以將鍋爐分成：強(qiáng)制循環(huán)鍋爐、臼然循

環(huán)鍋爐及直流鍋爐。

2.1.1自然循環(huán)鍋爐

蒸發(fā)受熱面內(nèi)的工質(zhì)，依靠下降管中的水與上升管中的汽水混合物之間的密度差所產(chǎn)

生的壓力差進(jìn)行循環(huán)的鍋爐，稱為自然循環(huán)鍋爐。

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自然循環(huán)的推動(dòng)力，即運(yùn)動(dòng)壓頭取決于飽和水密度、飽和蒸汽密度、上升管含汽率和

循環(huán)回路高度等因素。隨著鍋爐工作壓力的提高，飽和水和飽和蒸汽的密度差逐漸減

小，直到臨界壓力，其密度差為零。所以自然循環(huán)的推動(dòng)力，即運(yùn)動(dòng)壓頭是隨鍋爐工

作壓力的升高而逐漸減小的，到達(dá)一定壓力后，所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)壓頭就不足以維持汽水

的自然循環(huán)了。如果單純依靠水汽的密度差，自然循環(huán)只能用于工作壓力低于16MPa

的鍋爐。但因自然循環(huán)的運(yùn)動(dòng)壓頭不但取決于水、汽的密度差，而且與循環(huán)回路高度

及上升管的含汽率有關(guān)?，F(xiàn)代大型煤粉鍋爐很高大，發(fā)電功率為300MW煤粉鍋爐的循

環(huán)回路高度近60米,而且上升管的含汽率也較大，所以在鍋爐壓力高達(dá)19MPa時(shí)仍能

保證自然循環(huán)的可靠和安全。

自然循環(huán)鍋爐的主要特點(diǎn)是有個(gè)直徑較大的鍋筒，由于有鍋筒，使得自然循環(huán)鍋爐

有如下的特點(diǎn)：

(1)鍋筒是鍋爐中省煤器、過(guò)熱器和蒸發(fā)受熱面的分隔容器。有了鍋筒，給水的加熱、

蒸發(fā)和過(guò)熱等相應(yīng)的各個(gè)受熱面有明顯的分界，因而汽水流動(dòng)特性相應(yīng)比較簡(jiǎn)單-，較

容易掌握。

(2)由于自然循環(huán)的推動(dòng)力主要依靠水汽的密度差，因而自然循環(huán)鍋爐的蒸發(fā)受熱面

就是由許多垂直管子組成的水冷壁，并且盡量減少?gòu)濐^，以減少流動(dòng)阻力，保證水循

環(huán)的安全。

(3)鍋筒中裝有汽水分離裝置，從水冷壁上升管進(jìn)入鍋筒的汽水混合物，可以在鍋筒

中的汽空間，也可以在汽水分離裝置中進(jìn)行汽水分離，以減少飽和蒸汽的帶水。

(4)鍋爐的水容量及其相應(yīng)的蓄熱能力較大，因此，當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，鍋筒水位及蒸汽

壓力的變化速度較慢，對(duì)機(jī)組的調(diào)節(jié)要求可以低一些；但由于水容量大，加上大直徑

的鍋筒壁較厚，因此，加熱、冷卻不易均勻，使鍋爐的啟、停速度受到限制。

(5)水冷壁上升管出口的含汽率比其他型式鍋爐要低一些，可以允許稍大的鍋水含鹽

量，而且自然循環(huán)鍋爐可以排污，因此對(duì)給水品質(zhì)的要求可以低些。

(6)由于鍋筒直徑及壁厚都較大，所以自然循環(huán)鍋爐的金屬消耗量較大。

由于自然循環(huán)鍋爐以上這些特點(diǎn)，特別是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、運(yùn)行容易掌握而且比較安全

可靠，我國(guó)積累的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)也比較豐富，所以我國(guó)在亞臨界壓力以下(包括亞臨界壓

力)的鍋爐，多數(shù)采用自然循環(huán)鍋爐。

3裝置設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

3.1設(shè)計(jì)依據(jù)

(1)《神華包頭煤制烯燒項(xiàng)目熱電站單元工程設(shè)計(jì)投標(biāo)書》，北京國(guó)電華北電力工程

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有限公司，2005年5月;

(2)《國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)關(guān)于包頭神華煤化工有限公司煤基烯姓(MT0)項(xiàng)目核準(zhǔn)的

批復(fù)》，發(fā)改工業(yè)[2006]2772號(hào)，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)，2006年12月21日；

(3)《神華煤制烯烽項(xiàng)目熱電站工程總體設(shè)計(jì)》北京國(guó)電華北電力工程有限公司，2007

年4月；

(4)《神華煤制烯燒項(xiàng)目熱電站工程總體設(shè)計(jì)審查會(huì)議紀(jì)要》2007年5月13日；

(5)關(guān)于神華煤制烯煌項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告書的技術(shù)評(píng)估報(bào)告(國(guó)環(huán)評(píng)估書【2005】133

號(hào))；

(6)天辰化學(xué)工程公司2007年5月21日提供的“全廠熱平衡圖”等相關(guān)配合資料；

(7)北京國(guó)電華北電力工程有限公司會(huì)同神華包頭煤化工有限公司與東方鍋爐工業(yè)集

團(tuán)有限公司、哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司、山東濟(jì)南發(fā)電設(shè)備廠簽訂的技術(shù)協(xié)議；

(8)東方鍋爐工業(yè)集團(tuán)有限公司、哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司、山東濟(jì)南發(fā)電設(shè)備

廠本階段提供的設(shè)計(jì)資料；

(9)設(shè)計(jì)依據(jù)主要標(biāo)準(zhǔn)：

《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》DL5000-2000

《火力發(fā)電廠初步設(shè)計(jì)文件內(nèi)容深度規(guī)定》DLGJ9-92

《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》CJJ34-2002,J216-2002

《火力發(fā)電廠勞動(dòng)安全和工業(yè)衛(wèi)生設(shè)計(jì)規(guī)程》DL5053T996

《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50229-96

《電力設(shè)備典型消防規(guī)程》DL5053-1996

《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》

《火力發(fā)電廠金屬試驗(yàn)室儀器設(shè)備及建筑面積配置標(biāo)準(zhǔn)》DL/T5060-1996

《火力發(fā)電廠修配設(shè)備及建筑面積配置標(biāo)準(zhǔn)》DL/T5059-1996

3.2設(shè)計(jì)范圍

(1)主廠房(包括汽機(jī)房、除氧間、煤倉(cāng)間、鍋爐房、靜電除塵器、引風(fēng)機(jī)及煙囪、

脫硫島)布置，和必要的的檢修起吊設(shè)施；

(2)熱力系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、工業(yè)冷卻水系統(tǒng)的擬定、設(shè)備及管道布置和主要輔助設(shè)備

的選型：

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（3）鍋爐點(diǎn)火油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其主要輔助設(shè)備的選型;

（4）啟動(dòng)鍋爐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其主要設(shè)備的選型；

（5）對(duì)外供汽管道空間走廊（至熱電站圍墻外1米）。

3.3燃燒及制粉系統(tǒng)

3.3.1系統(tǒng)配置

本工程燃用煙煤，其設(shè)計(jì)煤種干燥無(wú)灰基揮發(fā)份為33.13%,哈氏可磨性指數(shù)為73,

適合選用中速磨直吹系統(tǒng)。其系統(tǒng)簡(jiǎn)單、安全可靠，中速磨廠用電低，運(yùn)行中能源耗

量少，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性較好。且噪音小、密封性好、使生產(chǎn)環(huán)境得到改善，運(yùn)行、操作、

檢修方便。系統(tǒng)選擇：采用正壓直吹冷一次風(fēng)機(jī)制粉系統(tǒng)，每臺(tái)鍋爐配4臺(tái)中速磨，

其中1臺(tái)備用。3臺(tái)磨煤機(jī)可滿足鍋爐MCR工況運(yùn)行的要求，每臺(tái)磨煤機(jī)引出四根煤

粉管道連接到鍋爐同一層燃燒器，根據(jù)鍋爐負(fù)荷的變化可以停用任何1臺(tái)磨煤機(jī)。

磨煤機(jī)密封系統(tǒng)采用每臺(tái)鍋爐配2臺(tái)離心式密封風(fēng)機(jī)。1臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用。

每臺(tái)鍋爐配4臺(tái)電子稱重式給煤機(jī)，.與磨煤機(jī)相對(duì)應(yīng)。

煙風(fēng)系統(tǒng)采用平衡通風(fēng)方式，空氣預(yù)熱器為兩臺(tái)三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)容克式空氣預(yù)熱器。

每臺(tái)鍋爐配送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)各2臺(tái)，均選用離心式。

鍋爐出口煙氣經(jīng)靜電除塵器除塵后再經(jīng)引風(fēng)機(jī)，經(jīng)濕法煙氣脫硫裝置，經(jīng)煙囪排入大

氣。三臺(tái)爐共用一座煙囪。煙囪出口直徑6.8m,煙囪高180m。

表3.3.1-1燃燒系統(tǒng)計(jì)算成果表（BMCR工況下）

序號(hào)名稱單位設(shè)計(jì)煤種校核煤種1校核煤種2

1鍋爐實(shí)際耗煤量t/h66.5758.7167.64

2鍋爐計(jì)算燃煤量t/h65.5757.8366.62

3理論空氣量Nm7kg5.3755.9395.431

4理論煙氣量Nm3/kg5.2825.8085.322

5一次風(fēng)機(jī)出口一次風(fēng)溫℃282828

6送風(fēng)機(jī)出口二次風(fēng)溫℃232323

7回轉(zhuǎn)式空預(yù)器出口一次風(fēng)溫℃370371370

8回轉(zhuǎn)式空預(yù)器出口二次風(fēng)溫℃320320320

9回轉(zhuǎn)式空預(yù)器出口排煙溫度（修正后）℃137131137

10回轉(zhuǎn)式空預(yù)器出口煙氣量（每臺(tái)爐）m3/s236.93223.83242.53

11空預(yù)器出口煙氣比重kg/m30.77410.78790.7738

12除塵器進(jìn)口煙氣量（每臺(tái)爐）m3/s240.83201.10217.77

13除塵器進(jìn)口煙氣比重kg/m30.78010.79370.7798

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序號(hào)名稱單位設(shè)計(jì)煤種校核煤種1校核煤種2

14除塵器出口煙氣量（每臺(tái)爐）m3/s245.73232.40251.56

15除塵器出口煙氣比重kg/m30.78740.80070.7870

16引風(fēng)機(jī)進(jìn)口煙氣量（每臺(tái)爐）m3/s250.21236.80256.17

17引風(fēng)機(jī)進(jìn)口煙氣比重kg/m30.79370.80680.7934

18一次風(fēng)率%0.25010.21970.3236

19:次風(fēng)率%0.74990.78030.6764

20回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器進(jìn)口一次風(fēng)量Nm3/s34.7323.8

21回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器進(jìn)口二次風(fēng)量Nm3/s90.54100.5

表3.3.1-2制粉系統(tǒng)計(jì)算成果表

序號(hào)名稱單位設(shè)計(jì)煤種校核煤種1校核煤種2

1鍋爐實(shí)際燃煤量t/h66.5758.7167.64

臺(tái)

2磨煤機(jī)投運(yùn)臺(tái)數(shù)333

3要求每臺(tái)磨煤機(jī)出力t/h22.1919.5722.55

4磨煤機(jī)計(jì)算出力t/h27.8327.3628.80

5磨煤機(jī)出力儲(chǔ)備系數(shù)1.251.41.28

6煤粉細(xì)度電。%212223

7磨煤機(jī)進(jìn)口熱風(fēng)溫度℃360361360

8磨煤機(jī)進(jìn)口冷風(fēng)溫度℃202020

9磨煤機(jī)進(jìn)口混合風(fēng)溫度℃319.54242.99258.96

10磨煤機(jī)出口風(fēng)溫℃757575

3

11磨煤機(jī)進(jìn)口混合風(fēng)量（每臺(tái)爐）m/s67.1456.0159.85

12風(fēng)煤比（入磨一次風(fēng)/入磨煤）/2.112.292.06

3.3.2燃燒及制粉系統(tǒng)設(shè)備選擇

（1）磨煤機(jī)

中速磨煤機(jī)可供選擇的有HP型中速磨和MPS（ZGM）型中速磨，兩種機(jī)型都是成熟可

靠的，在大型火力發(fā)電廠中廣為使用。兩者比較，在設(shè)備價(jià)格和單位能耗上，前者稍

優(yōu)于后者，但在適應(yīng)煤質(zhì)變化特別是對(duì)質(zhì)量較差的煙煤，其性能和可靠性后者優(yōu)于前

者，而且石子煤的排放量MPS磨比HP磨少。本工程采用ZGM型中速磨。

本期工程每臺(tái)爐配置4臺(tái)中速磨煤機(jī)，與每臺(tái)爐配置的4層燃燒器（每臺(tái)磨煤機(jī)帶一

層燃燒器）相對(duì)應(yīng)，3臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行可滿足鍋爐MCR工況運(yùn)行的要求，1臺(tái)做為備用。

（2）給煤機(jī)

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每臺(tái)鍋爐配置4臺(tái)能適應(yīng)中速磨煤機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)運(yùn)行的電子稱重式給煤機(jī)，

出力為5?60t/h。為防止煤粉粘結(jié)皮帶，給煤機(jī)結(jié)構(gòu)上將充分考慮防粘結(jié)措施，在

給煤機(jī)的出口處設(shè)置配重式皮帶刮料器，在皮帶下方設(shè)鏈?zhǔn)角謇砉伟濉?/p>

(3)原煤倉(cāng)

每臺(tái)鍋爐設(shè)置4座由圓的鋼制煤倉(cāng)加雙曲線小煤斗組成的原煤倉(cāng)，每座原煤倉(cāng)的有效

容積為337m3,按設(shè)計(jì)煤種3座煤倉(cāng)儲(chǔ)量能滿足鍋爐MCR負(fù)荷10.84小時(shí)耗煤量；校

核煤種1,3座煤倉(cāng)儲(chǔ)量能滿足鍋爐MCR負(fù)荷13.06小時(shí)的耗煤量，校核煤種2,3座煤

倉(cāng)儲(chǔ)量能滿足鍋爐MCR負(fù)荷10.88小時(shí)的耗煤量，符合《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》

的要求。

(4)密封風(fēng)機(jī)

每臺(tái)鍋爐的4臺(tái)磨煤機(jī)配置100%容量的密封風(fēng)機(jī)2臺(tái)，1臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用，提供磨

煤機(jī)和給煤機(jī)的密封風(fēng)，防止煤粉外漏。

密封風(fēng)機(jī)為串聯(lián)吸風(fēng)。

(5)一次風(fēng)機(jī)

一次風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)是風(fēng)量小、風(fēng)壓高，當(dāng)風(fēng)量變化時(shí)，風(fēng)壓變化小。據(jù)此特點(diǎn)，采

用單速離心式風(fēng)機(jī)作為一次風(fēng)機(jī)為宜。本工程一次風(fēng)機(jī)采用離心式風(fēng)機(jī)。按照《火力

發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，一次風(fēng)機(jī)的風(fēng)量考慮了鍋爐在最大連續(xù)蒸發(fā)量時(shí)所需

的一次風(fēng)量和制造廠保證的空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)量。風(fēng)機(jī)風(fēng)量為57.16m3/s,全壓為

19749.8Pa,按《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》的要求，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量裕量不低于35%并

加溫度裕量，風(fēng)壓裕量不低于30Q本工程風(fēng)機(jī)滿足其要求，一次風(fēng)機(jī)采用液耦調(diào)節(jié)

式離心風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)入口裝有消聲器。每臺(tái)爐選擇2臺(tái)。

(6)送風(fēng)機(jī)

送風(fēng)機(jī)輸送介質(zhì)為清潔空氣，介質(zhì)溫度較低。本工程選用離心式風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)風(fēng)量為

53.66m3/s,全壓為4133.3Pa,按《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》的要求，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量

裕量不低于5%并加溫度裕量，風(fēng)壓裕量不低于10缸本工程風(fēng)機(jī)滿足其要求。應(yīng)業(yè)主

要求送風(fēng)機(jī)采用液耦調(diào)節(jié)式離心風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)入口裝有消聲器。每臺(tái)爐選擇2臺(tái)。

(7)引風(fēng)機(jī)

本工程引風(fēng)機(jī)選用離心式引風(fēng)機(jī)。引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量選擇計(jì)算取鍋爐燃用設(shè)計(jì)煤種和鍋爐

在最大連續(xù)蒸發(fā)量時(shí)的煙氣量、空氣預(yù)熱器中漏入煙氣側(cè)的風(fēng)量及電氣除塵器漏風(fēng)量

之和考慮。風(fēng)機(jī)風(fēng)量為172.28m3/s,全壓為3329.OPa,風(fēng)機(jī)的風(fēng)量裕量為30%并加

12℃溫度裕量，風(fēng)壓裕量為25%。引風(fēng)機(jī)采用液耦調(diào)節(jié)式離心風(fēng)機(jī)，每臺(tái)爐選擇2臺(tái)。

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（8）靜電除塵器

每臺(tái)鍋爐按配置1臺(tái)雙室四電場(chǎng)靜電除塵器設(shè)計(jì)。燃用設(shè)計(jì)煤種時(shí)停1個(gè)電場(chǎng)后保證

除塵效率不小于99.7%,且除塵器出口含塵濃度不高于100mg/Nni3。除塵器阻力不

大于235Pa,本體漏風(fēng)率不大于2.5%。

（9）鍋爐尾部低溫防腐措施

本期工程鍋爐排煙溫度為137c（修正后），熱電站所在地區(qū)多年平均氣溫為7.2℃,

極端最低氣溫為-31.4℃?？諝忸A(yù)熱器進(jìn)口一次風(fēng)道和二次風(fēng)道上加設(shè)暖風(fēng)器，空氣

預(yù)熱器的冷端受熱面采用耐腐蝕的考登鋼。

（10）煙風(fēng)道選擇計(jì)算結(jié)果表

表3.3.2-1煙風(fēng)道選擇計(jì)算結(jié)果

序推薦流速

名稱管徑X壁厚（mm）流量底/s）流速(m/s)

號(hào)（m/s）

1一次風(fēng)機(jī)出口冷風(fēng)道1800X1200X441.7619.5515?25

2空預(yù)器出口熱一次風(fēng)母管1400X1000X431.2922.6620?25

3磨煤機(jī)調(diào)溫冷一次風(fēng)母管0720X47.8219.6415?25

4磨煤機(jī)進(jìn)口熱風(fēng)道（調(diào)溫前）1000X800X415.6519.9220?25

5磨煤機(jī)進(jìn)口熱風(fēng)道（調(diào)溫后）1200X800X422.3823.7120?25

6磨煤機(jī)進(jìn)口冷風(fēng)道（調(diào)溫前）中325X41.3517.0415?25

7送風(fēng)機(jī)出口冷風(fēng)道2200X2000X449.0811.2410?12

8空預(yù)器出口熱二次風(fēng)道2400X1400X455.0116.5215?25

9空預(yù)器出口垂直煙道3200X3000X5122.8611.3610?15

10除塵器進(jìn)出口煙道3200X3000X5122.8611.3610?15

11總鋼煙道（一）4500X4200X5245.7313.0710-15

12總鋼煙道（二）4500X7400X5491.4514.8210?15

煙氣脫硫見脫硫部分說(shuō)明。

3.4鍋爐點(diǎn)火油系統(tǒng)

本工程鍋爐點(diǎn)火和助燃用油均采用0（T0）號(hào)輕柴油。

3.4.1爐前油系統(tǒng)

油槍布置2層，共設(shè)8只，油槍采用簡(jiǎn)單機(jī)械霧化，油槍工作壓力2.9MPa,單只油

槍工作出力為1180kg/h,設(shè)計(jì)供油量llt/h,最小回油量1.56t/h,最大回油量llt/h,

系統(tǒng)進(jìn)油壓3.2MPa。

3.4.2卸油設(shè)施

輕柴油由汽車運(yùn)輸進(jìn)廠，本工程按電廠容量設(shè)置3個(gè)汽車卸油接口。安裝兩臺(tái)電動(dòng)離

心式卸油泵，布置于油泵房中。

3.4.3貯油設(shè)施

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依據(jù)《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中的規(guī)定，本工程安裝2座200m3拱頂鋼制油罐。

3.4.4供油設(shè)施

安裝3臺(tái)50%容量多級(jí)離心式供油泵，正常運(yùn)行時(shí)-臺(tái)泵或兩臺(tái)泵運(yùn)行，3臺(tái)供油泵

互為備用。供油泵布置在油泵房中。供油泵的壓頭為4.7MPa,供油母管油流量為

15.36t/h0

3.4.5燃油泵房

油泵軸承冷卻水及地面沖洗水來(lái)自全廠服務(wù)水系統(tǒng)。燃油系統(tǒng)產(chǎn)生的含油污水經(jīng)隔

離、沉淀、分離預(yù)處理后，污水輸送到全廠工業(yè)廢水處理站。

4裝置生產(chǎn)工藝原理

鍋爐就是利用燃料燃燒釋放的熱能或其他熱能加熱給水，以獲得規(guī)定參數(shù)（溫度、壓

力）和品質(zhì)的蒸汽的機(jī)械設(shè)備。

火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)質(zhì)上就是將一次能源（煤、燃料油和可燃?xì)怏w等）轉(zhuǎn)化為

二次能源（電力）的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。在火力發(fā)電廠中，鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓水蒸氣，

推動(dòng)汽輪機(jī)、帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電能。所以，鍋爐是火力發(fā)電廠三大主要設(shè)備之一。

水要變?yōu)樗魵?，就要吸熱，它的熱源?lái)自燃料。燃料要與空氣中的氧化合，才能燃

燒放熱，燃料燃燒后變成高溫的燃燒產(chǎn)物（煙氣）。這個(gè)過(guò)程就是把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)

變?yōu)槿紵a(chǎn)物熱能的過(guò)程。然后，高溫的煙氣通過(guò)對(duì)各種受熱面的傳熱，將熱能傳給

水，水吸熱后便變成蒸汽，蒸汽進(jìn)一步吸熱成為高溫的過(guò)熱蒸汽，因此，鍋爐內(nèi)的工

質(zhì)不但有水和水蒸氣，而且必須有燃料和空氣。

進(jìn)入鍋爐的水，即給水，其溫度大都低于鍋爐壓力下的飽和溫度，而從電站鍋爐產(chǎn)生

的蒸汽都是過(guò)熱蒸汽。因此，水在鍋爐中的汽化過(guò)程，實(shí)際上要經(jīng)過(guò)預(yù)熱、汽化、過(guò)

熱三個(gè)階段。為了提高蒸汽動(dòng)力循環(huán)的效率，現(xiàn)代電站鍋爐水的汽化，還有第四個(gè)階

段——再過(guò)熱階段，這就是：鍋爐產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽送到汽輪機(jī)高壓缸膨脹做功后，蒸

汽的壓力和溫度都降低了，再將這些蒸汽送回到鍋爐中加熱，即再過(guò)熱，然后再送到

汽輪機(jī)的中、低壓缸去繼續(xù)做功。本工程沒(méi)有再熱過(guò)程。

水汽化的四個(gè)階段，分別在鍋爐各種受熱面中進(jìn)行。預(yù)熱階段主要在省煤器中進(jìn)行，

汽化階段在蒸發(fā)受熱面（水冷壁、凝渣管等）中進(jìn)行，過(guò)熱階段在過(guò)熱器中進(jìn)行，而

再熱階段在再熱器中進(jìn)行。

由此可見，鍋爐是進(jìn)行燃料燃燒、傳熱和汽化三種過(guò)程的綜合裝置，其內(nèi)部過(guò)程比較

復(fù)雜。

鍋爐的燃料主要是煤。將煤磨制成煤粉，然后送入鍋爐爐膛中燃燒，這種鍋爐便是煤

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粉爐。圖4.0-1是一臺(tái)煤粉爐及其輔助系統(tǒng)的示意圖，可以用來(lái)說(shuō)明鍋爐的主要構(gòu)成

和工作過(guò)程。

運(yùn)輸?shù)交鹆Πl(fā)電廠去的原煤，要經(jīng)過(guò)初步破碎和除鐵、除木屑后，送到原煤斗1,從

原煤斗靠自重落下的煤，經(jīng)過(guò)給煤機(jī)2進(jìn)入磨煤機(jī)3中，磨制成合格的煤粉，由預(yù)熱

空氣通過(guò)排粉風(fēng)機(jī)18將磨好的煤粉經(jīng)燃燒器9噴入爐膛的空間中燃燒，燃料的化學(xué)

能便轉(zhuǎn)變?yōu)槿紵a(chǎn)物（煙氣）的熱能。高溫的煙氣經(jīng)爐膛進(jìn)入水平煙道和尾部煙道，

煙氣在流動(dòng)過(guò)程中，以不同的換熱方式將熱量傳給布置在鍋爐中的各種受熱面。在爐

膛內(nèi)主要以輻射方式將熱量傳給布置在爐膛四周墻壁上的水冷壁（輻射受熱面），在

爐膛上部則以半輻射、半對(duì)流方式傳給屏式過(guò)熱器6,而在水平煙道和尾部煙道中主

要以對(duì)流方式傳熱，所以布置在其中的高溫過(guò)熱器5、低溫過(guò)熱器11、再熱器12、

省煤器14和空氣預(yù)熱器17都是對(duì)流受熱面。

煤中灰分不參與燃燒過(guò)程，其中較大的灰粒會(huì)因自重從氣流中分離出來(lái)，沉降至爐膛

底部的冷灰斗中，形成固態(tài)渣，最后由排渣裝置19中排出，大量細(xì)小的灰粒則隨煙

氣排出爐外。

圖4.0-1

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圖4.0-1煤粉鍋爐及其輔助系統(tǒng)示意圖

1一原煤斗；2一給煤機(jī)：3—磨煤機(jī)；4一鍋筒；5一高溫過(guò)熱器：6—屏式過(guò)熱器;

7一下降管；8一爐膛水冷壁；9一燃燒器；10一下聯(lián)箱；11一低溫過(guò)熱器：12一再

熱器；13一再熱蒸汽出口；14一再熱蒸汽進(jìn)口；15一省煤器；16—給水；17—空

氣預(yù)熱器；18一排粉風(fēng)機(jī)；19一排渣裝置；20—送風(fēng)機(jī)；21—除塵器；22—引風(fēng)

機(jī)：23—煙囪

煙氣離開鍋爐時(shí)，溫度已較低，它再進(jìn)入除塵器21,將煙氣中大部分灰粒除掉，然

后經(jīng)引風(fēng)機(jī)22通過(guò)煙囪23排至大氣中。

由燃燒器9送入爐膛的預(yù)熱空氣，是由送風(fēng)機(jī)20將冷空氣送入鍋爐尾部的空氣預(yù)熱

器17中，加熱后，才送進(jìn)燃燒器9的。通過(guò)空氣預(yù)熱器17加熱后的空氣分成兩路，

一-路是通過(guò)燃燒器直接送入爐膛，主要起混合、擾動(dòng)、強(qiáng)化燃燒的作用，稱為二次風(fēng)。

另一路則通過(guò)排粉風(fēng)機(jī)18進(jìn)入磨煤機(jī)中，將煤加熱和干?燥，便于磨粉，同時(shí)也將磨

制好的煤粉通過(guò)燃燒器輸送到爐膛中，這股攜帶煤粉的空氣稱為一次風(fēng)。

給水來(lái)自給水泵，它首先進(jìn)入省煤器15,在省煤器中，水自下而上流動(dòng)，被自上而

下流動(dòng)的煙氣加熱。受熱后進(jìn)入鍋筒4,然后鍋筒里的水沿著下降管7下降至水冷壁

的下聯(lián)箱10,再進(jìn)入水冷壁管子中。水在水冷壁管子中，因吸收了爐內(nèi)的輻射熱，

其中部分水便變成水蒸氣，此時(shí)水冷壁管子中的工質(zhì)是汽水混合物。汽水混合物上升

進(jìn)入鍋筒，在鍋筒內(nèi)裝有汽水分離器，其作用是將汽水混合物中的汽和水分離。分離

出來(lái)的水留在鍋筒下部，連同不斷進(jìn)入鍋筒的給水又一起下降，隨著在水冷壁吸熱而

上升，周而復(fù)始，形成自然循環(huán)。這種鍋爐便是自然循環(huán)鍋爐。

在鍋筒中分離出來(lái)的蒸汽，從鍋筒頂部引出，首先進(jìn)入敷設(shè)在爐頂?shù)捻斉镞^(guò)熱器，然

后流經(jīng)低溫過(guò)熱器11、屏式過(guò)熱器6,到高溫過(guò)熱器5,加熱達(dá)到額定溫度后送至汽

輪機(jī)中做功。圖1T所示的鍋爐中還裝有再熱器12,它的蒸汽來(lái)自經(jīng)汽輪機(jī)高壓缸

做功后、溫度和壓力都降低了的排汽，這排汽送到再熱器中加熱，然后再送回汽輪機(jī)

的中、低壓缸去繼續(xù)做功。

現(xiàn)代電站鍋爐對(duì)給水和蒸汽的品質(zhì)都有較高的要求。當(dāng)給水含有雜質(zhì)時(shí)，在鍋爐內(nèi)，

鍋水的雜質(zhì)濃度會(huì)隨著鍋水的不斷汽化而升高。這些雜質(zhì)會(huì)在鍋爐的受熱面上結(jié)成水

垢，使傳熱惡化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使受熱面管子過(guò)熱燒壞。這些雜質(zhì)也會(huì)溶解在蒸汽中，攜

帶雜質(zhì)的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功時(shí).，雜質(zhì)也會(huì)沉積在汽輪機(jī)的通流部分，影響汽輪機(jī)的

出力、效率和運(yùn)行的安全性。因此，進(jìn)入鍋爐的給水必須預(yù)先處理，運(yùn)行時(shí)也必須嚴(yán)

格監(jiān)視爐水和蒸汽的品質(zhì)。

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以上所提到的鍋筒、水冷壁、過(guò)熱器、再熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器、燃燒器和排渣

裝置都是鍋爐的部件。這些部件加上其間的連接管道（煙道和風(fēng)管）、構(gòu)架（包括平

臺(tái)扶梯）和爐墻等組成的整體，稱為鍋爐本體。

要保證鍋爐本體連續(xù)可靠地運(yùn)行，還必須有連接的煙、風(fēng)管道及各種輔助系統(tǒng)和附屬

設(shè)備，組成統(tǒng)一的鍋爐機(jī)組才行。所謂鍋爐機(jī)組是指鍋爐本體加上鍋爐范圍內(nèi)的煙、

風(fēng)管道、煤粉管道、燃料管道及其附屬設(shè)備、測(cè)量?jī)x表及其他必要的附屬機(jī)械。

鍋爐機(jī)組的輔助系統(tǒng)和附屬設(shè)備較多?，F(xiàn)代電站鍋爐的輔助系統(tǒng)包括：輸煤系統(tǒng)、

制粉系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、除灰除渣系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、測(cè)量及控制系統(tǒng)等七

個(gè)輔助系統(tǒng)。各個(gè)輔助系統(tǒng)都配備有相應(yīng)的附屬設(shè)備和儀器儀表。

所謂燃料是指在燃燒過(guò)程中能夠發(fā)出熱量的物質(zhì)。燃料必須具備兩個(gè)條件：一是可燃:

二是燃燒時(shí)可放出熱量，且在經(jīng)濟(jì)上是合算的。

燃料按物態(tài)分有固體、液體、氣體三類；按獲得方法分為天然燃料和人工燃料。電廠

中所用燃料主要是煤，下面主要講煤的成分及性質(zhì)。

4.1煤的組成及性質(zhì)

煤是一種植物化石。組成植物的有機(jī)元素，主要是碳、氫、氧和少量的氮、硫便是煤

的主要元素。另外，在煤的形成、開采和運(yùn)輸過(guò)程中，加入的水分和礦物質(zhì)（燃燒后

成為灰分），也成為煤的組成成分。煤可按元素分析法和工業(yè)分析法研究其組成及性

質(zhì)。

4.1.1煤的元素分析成分

煤的元素分析成分包括碳（C）、氫（H）、氧（0）、氮（N）、硫（S）、灰分（A）、

水分（W）。其中C、H、S是可燃的，其余不可燃。

（1）碳

碳是煤中最主要的可燃元素，也是最基本的成分，含量約占40?85%。

碳的燃燒特點(diǎn)是：不易著火，燃燒緩慢，火焰短。煤的碳化程度越深，即含碳量越多,

著火燃燒越困難。

（2）氫

氫在煤中單位發(fā)熱量最高，但含量不多，約占3?6%。氫極易燃燒，燃燒速度也快。

（3）氧

氧是煤中的雜質(zhì)，不產(chǎn)生熱量。煤中的氧有游離氧、化合氧，前者助燃，后者不助燃。

（4）氮

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氮是煤中的雜質(zhì)，含量0.5?1.5%,對(duì)鍋爐影響不大。

(5)硫

硫是有害元素，鍋爐用煤含揮發(fā)硫不宜過(guò)高。

(6)水份

水份是煤中雜質(zhì)，有表面水分和固有水分。表面水分也叫外在水分(Wwz),自然干

燥可以除掉；固有水分也叫內(nèi)在水分(Wnz),必須加熱到102?105℃,并保持2小

時(shí)后才能除掉。水分多，煤引燃著火困難，延長(zhǎng)燃燒過(guò)程，降低燃燒室溫度，增加不

完全燃燒和排煙熱損失，引風(fēng)機(jī)電耗也增加；對(duì)制粉系統(tǒng)，影響煤粉細(xì)度，降低磨出

力，堵塞管道，使粉倉(cāng)給粉機(jī)下粉不均燃燒失常。

(7)灰份

灰份是煤中的主要雜質(zhì)，煤的含灰量越大，發(fā)熱量越低，開采運(yùn)輸費(fèi)用增加，制粉電

耗增加，且不易燃盡；容易使受熱面結(jié)焦，容易使受熱面磨損堵灰，污染大氣影響衛(wèi)

生；為清除渣灰，使設(shè)備和運(yùn)行操作復(fù)雜。

總之，碳是煤中最主要的可燃元素，氫是煤中單位發(fā)熱量最高的元素，硫是可燃又有

害的元素，氮、氧、水分、灰分是煤中的雜質(zhì)。

4.1.2煤的工業(yè)分析成分

工業(yè)分析的任務(wù)是按規(guī)定條件把煤試樣進(jìn)行干燥、加熱、燃燒來(lái)確定煤中水分、揮發(fā)

分、固定碳、灰分的百分含量，從而了解煤在燃燒方面的某些特性。工業(yè)分析是在實(shí)

驗(yàn)室進(jìn)行的，以去掉表面水分的煤作試樣。

(1)水分

把試樣放在烘干箱內(nèi)，保持102?105℃約2小時(shí)后，試樣所失去的重量占原試樣重

量的百分?jǐn)?shù)，即為該煤的水分值。

(2)揮發(fā)分

把上述失去水分的試樣置于不通風(fēng)的條件下，加熱到850±20℃,揮發(fā)性氣體不斷析

出，約7分鐘后基本結(jié)束，煤失去的重量占原試樣(未烘干加熱前)重量的百分?jǐn)?shù)，

即為該煤的揮發(fā)分值。

(3)固定碳和灰分

去掉水分和揮發(fā)分后，煤的剩余部分稱為焦炭。焦炭是由固定碳和灰分組成。將焦碳

放在800±20℃下灼燒(不要出現(xiàn)火焰)，到重量不在變化時(shí)，取出來(lái)冷卻，這時(shí)焦

炭所失去的重量就是固定碳的雨量，剩余部分則是灰分重量。這兩個(gè)重量各占原試樣

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重量的百分?jǐn)?shù)，即是固定碳和灰分在煤中的含量。

煤的成分和組成可參見下圖4.1.2-1：

圖4.1.2-1煤的成分和組成

其中：W?d---內(nèi)部水分；W,----外部水分

4.1.3煤的成分基準(zhǔn)和換算

煤成分有各種不同的基準(zhǔn)，通常分為應(yīng)用基、分析基、干燥基、可燃基四種。

(1)應(yīng)用基

應(yīng)用基就是以進(jìn)入鍋爐設(shè)備的工作煤為基準(zhǔn)，即俗稱入爐煤的成分，包括灰分和全水

分。

(2)分析基

分析基是用自然干燥后去掉外在水分的煤樣作為分析基準(zhǔn)的。

(3)干燥基

干燥基是以去掉外在和內(nèi)在水分的煤樣作為基準(zhǔn)的，灰分含量常用干燥基作基準(zhǔn)，不

論煤中水分如何變更，干燥基總可以反映出所含灰分的多少。

(4)可燃基

可燃基是從煤中除掉水分和灰分后的剩余部分作為試樣的，煤的揮發(fā)分含量通常以可

燃基表示，它能確切反映出煤燃燒的難易程度。

4.1.4煤的主要特性

(1)煤的發(fā)熱量

單位質(zhì)量的煤在完全燃燒時(shí)所放出的熱量稱為煤的發(fā)熱量(熱值)，單位：kj/kg

或kcal/kg(固體、液體)。

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鍋爐單元基礎(chǔ)知