锅炉及锅炉房设备(1).ppt

锅炉及锅炉房设备,锅炉及锅炉房设备的基本知识,锅炉的用途HVAC系统热源化工、石化、冶金、轻纺、造纸等企业动力设备火力发电站锅炉的分类锅炉工业研究方向烟气污染SO2140万吨/年粉尘污染烟尘1500万吨/年资源消耗标准煤5000万吨/年温室气体排放福井敦贺火力发电站２号机混烧木屑，少排放1.1万吨CO2本专业学习重点基本原理的理解、学习、HVAC应用,锅炉类型,冷空气烟气烟气烟气烟囱引风机除尘器空气预热器细微灰粒飞灰（二次风）灰渣沟原煤排粉风机（一次风）烟气烟气给煤机磨煤机燃烧器炉膛水平烟道尾部烟道原煤风、粉风、粉未燃煤粒灰渣灰渣灰渣灰渣沟排渣装置冷灰斗未燃煤粒未燃煤粒,煤、风、烟系统,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,汽机主凝结水水水汽水混合物给水泵省煤器汽包汽水分离器①化学补充水汽水混合物下降管下联箱水冷壁上联箱导汽管水水水汽水混合物汽水混合物①饱和蒸汽过热蒸汽过热器汽轮机调节级,,,,,,,,,,,,,,,汽、水系统,,锅炉及锅炉房设备的基本知识,基本构造P8图1-1工作过程燃料燃烧过程烟气向水的传热过程水的受热和汽化过程,锅炉的基本特性蒸发量、热功率蒸汽锅炉0.1520t/h热水锅炉0.114MW蒸汽压力、温度受热面蒸发率、发热率蒸汽锅炉3040kg/m2h热水锅炉0.02325MW/m2锅炉的热效率燃煤锅炉6085燃油、燃气锅炉8592,锅炉及锅炉房设备的基本知识,锅炉及锅炉房设备的基本知识,锅炉及锅炉房设备的基本知识,锅炉房设备组成P16图1-3锅炉本体锅炉房的辅助设备水处理、给水箱、给水泵送风机、引风机、烟囱燃料供应、排渣除尘设备自控设备、仪表锅炉房设计容量,热负荷同时使用系数,室外热网热损失修正系数,锅炉及锅炉房设备的基本知识,锅炉房供热介质种类和参数的选择专供采暖大型区域供热锅炉房130150℃高温热水中、小型锅炉房供水温度≦95℃压力水系统最高静压力和总阻力之和、富裕只有生产用汽、生活用热负荷压力供汽设备的最大供气压力、管网阻力、富裕,常见设备所需供气压力,烟尘及有害气体排放标准,锅炉机组的安全性指标,锅炉连续运行小时数（5000）锅炉在两次检修之间的运行小时数锅炉可用率（约90）总运行小时数总备用小时数）/统计期间总小时数（一年）锅炉的事故率（约1）锅炉总事故停炉小时数/（总运行小时数事故停炉小时数,燃料与燃烧计算,燃料的元素分析成分碳C热值32866kJ/kg，约占5095。氢H热值120370kJ/kg，约占28，燃烧易析出碳黑而冒黑烟。硫S热值9050kJ/kg，有害成分。SO2、SO3与水蒸汽生成亚硫酸和硫酸，大气污染腐蚀锅炉尾部受热面氧O/氮N不可燃成分，高温燃烧生成NOx有害。灰分A矿物杂质，与成煤条件/开采方式/运输条件有关。水分M杂质，降低煤发热量/降低炉膛温度。,燃料与燃烧计算,固体燃料成分分析基准（质量百分数）收到基（应用基）----燃烧/传热/通风/热工计算空气干燥基（分析基）----实验室燃料成分分析干燥基----灰分分析干燥无灰基（可燃基）气体燃料多以干燥基为分析基准（体积百分数）分析基准的换算P22表2-1，例题2-1,燃料与燃烧计算,煤的燃烧特性高位/低位发热量及其转换关系不同基准低位发热量转换关系见P24表2-2发热量的测定测定方法GB/T213-2003氧弹式量热计见P24图2-2,标准煤收到基低位发热量为29308kJ/kg标准煤消耗量折算成分（相对每4186.8kJ/kg收到基低位发热量的燃料）折算水分折算灰分折算硫分,燃料与燃烧计算,,,燃料与燃烧计算,挥发分VH2/CO/H2S/CmHn，O2/CO2/N2地质年龄越短，煤的碳化程度越浅,V含量越多,高挥发分燃料问题煤的着火温度低，易燃烧煤的孔隙多，反应表面积大，反应速度加快煤中难燃的固定碳含量少，易于燃尽挥发分着火燃烧造成高温，有利碳的着火、燃烧,燃料与燃烧计算,高M、A对锅炉的影响可燃成分相对减少，燃料热值低M蒸发、A熔融要吸热，炉膛温度降低包裹碳粒，使燃料着火、燃烧与燃尽困难q2、q3、q4、q6增加，效率下降受热面腐蚀、堵灰、结渣及磨损加重煤粉制备困难或增加能耗,燃料与燃烧计算,煤的焦结性粉状/粘结/弱粘结/不熔融粘结/不膨胀熔融粘结/微膨胀熔融粘结/膨胀熔融粘结/强膨胀熔融粘结焦结性对层燃炉燃烧过程的影响粉状焦炭堆积紧密，妨碍空气流动，燃烧通风不畅易从通风孔隙中漏入灰坑增大烟气流速，易被气流携带，形成火床火口强焦结性煤挥发分逸出后，焦炭呈熔融状态，粘结成片内部固定碳难于空气接触而燃尽燃烧层通风不畅,燃料与燃烧计算,灰熔点组成SiO2/Al2O3/各种氧化铁/CaO/MgO/K2O/Na2O,变形温度t1测试角锥开始变圆或弯曲时的温度软化温度t2灰锥弯曲至锥尖触及托板或灰锥变成球形时的温度半球温度t3灰锥变形至近似呈半球体。流动温度t4灰锥熔融倒在平盘上，并开始流动时的温度,易熔性灰,可熔性灰,难熔性灰,,燃料与燃烧计算,煤的分类褐煤M/A高，碳化程度低（40～50），发热量低煤化程度低，V含量高（40～50），析出温度低（小于200℃），着火及燃烧容易无烟煤杂质少，碳化程度高（达95），发热量高煤化程度高，V含量少（小于10），析出温度高（达400℃），着火和燃尽均较困难，储存不易自燃烟煤碳化程度次于无烟煤，含碳量较高（40～60）,杂质少，发热量较高V含量较高（10～45），着火及燃烧较容易,燃料与燃烧计算,燃料油的来源常压蒸馏、减压蒸馏石油馏分组成见P31表2-7常压重油、减压重油深度裂化锅炉用燃料油柴油（中小型供热锅炉、生活锅炉、大型锅炉点火）重油（电站锅炉）氢含量多，发热量高，极易着火与燃烧方便管道输送，便于运行调节，贮存和管理简便灰含量低，不需装除渣设备，锅炉受热面很少积灰和腐损。氢含量高，燃烧生成大量水蒸汽，在尾部受热面低温部位凝结，低温腐蚀更为有害贮存和燃用重油需防火、防爆，避免意外事故,燃料与燃烧计算,燃料油物理特性密度恩氏粘度分子量、温度、压力以200ml试验燃料油在温度为t℃时，从恩氏粘度计中流出的时间τt与200ml温度为20℃的蒸馏水从同一粘度计中流出的时间τ20之比恩氏粘度与运动粘度换算凝固点燃料油在倾斜45的试管中，油面经过5-10s保持不变石蜡含量越高，油的凝固点越高比热容闪点、燃点,燃料与燃烧计算,燃料燃烧计算,基本假设空气、烟气为理想气体，每kmol体积等于22.4m3空气中只有O2和N22，其容积比2179每kg燃料都是在完全燃烧的条件下计算固体液态燃料理论空气量计算,燃料燃烧计算,实际空气量漏风问题锅炉于负压工作状态，炉外冷空气宜从炉墙、门孔受热面贯穿墙处漏入炉内，使炉内过量空气系数沿烟气流程增大。炉膛出口处过量空气系数层燃炉1.3-1.6燃油燃气锅炉1.05-1.2漏风量计算,燃料燃烧计算,固体液体燃料理论烟气量烟气成分CO2、SO2、H2O、N2,,燃料燃烧计算,实际烟气量,,一、烟气分析的目的,在锅炉运行时，通过烟气取样分析，计算出CO、、，从而了解和掌握锅炉实际燃烧情况，便于制定合理的燃烧调整及燃烧设备的改进方案，从而提高燃烧效率和锅炉热效率。炉膛出口过量空气系数有一最佳值,qminq2q3q4,二、理论上烟气分析成分,1．每kg燃料完全燃烧时产生的烟气成分RO2、N2、H2O；,2．燃料完全燃烧时产生的烟气成分RO2、N2、H2O、O2；,3．燃料不完全燃烧时产生的烟气成分RO2、N2、H2O、O2、CO；,三、烟气分析仪器及测定1．烟气分析仪,1）奥氏分析仪KOH或NaOH溶液吸收RO2，焦性没食子酸的苛性钾溶液吸收O2及RO2，（）氯化亚铜氨溶液吸收CO及O2，（）,,,,,,2）色谱层析仪3）红外线烟气分析仪,2．测定（由锅炉实验完成）,四、烟气成分测定的计算,1.；2.3.；4.,五、烟气分析结果的应用1．烟气量的计算,Nm3/kg,2．烟气中CO含量的计算,1）燃料特性系数只与燃料的可燃成分有关，与燃料的水分、灰分无关，也不随应用基、分析基、干燥基即可燃基等而变化。,2）不完全燃烧方程式,3）CO含量的计算,,4）不完全燃烧RO2的计算,,5）完全燃烧方程式,,6）在理论空气下完全燃烧时，，，则,3．过量空气系数的计算1）不完全燃烧时α的计算,2）完全燃烧时α的计算,3）完全燃烧时α的近似计算在锅炉实际运行时，CO的含量一般都不高，可是为完全燃烧，而干烟气中的氮气接近79，即N279，则,在锅炉实际运行中，常采用O2和RO2表监控,Qr锅炉输入热量，kJ/kg；Q1锅炉输出热量，kJ/kg；Q2排烟损失热量，kJ/kgQ3气体不完全燃烧损失热量，kJ/kg；Q4固体不完全燃烧损失热量，kJ/kg；Q5锅炉散热损失热量，kJ/kg；Q6灰渣物理热损失热量，kJ/kg。,锅炉的热平衡,,蒸汽带入热量,固体燃料液体燃料,燃料的物理显热,干燥基燃料的比热容Cd,,,蒸汽雾化重油喷入锅炉蒸汽,,,,外来热源预热空气带入热量,,锅炉热效率,锅炉正平衡热效率,蒸汽锅炉每小时有效利用热量Qgl,湿蒸汽焓,热水锅炉每小时有效利用热量Qgl,ω--蒸汽湿度,锅炉反平衡热效率,小型锅炉，以正平衡为主，反平衡为辅。大型锅炉，燃料消耗量难以准确测定，热平衡以反平衡为主。,,锅炉毛效率未扣除锅炉自用蒸汽和辅机设备耗用动力折算热量锅炉净效率,式中--自用汽和自用电能消耗所相当的锅炉效率降低值；Dzy--自用汽消耗量，t/h；Nzy--自用电耗量，kWh/hb--生产每度电的标准煤，kg/kWh，取0.197kg/kWh,锅炉热效率,灰渣损失未燃尽的碳粒与灰渣一同落入灰斗造成损失漏煤损失部分燃料经炉排落入灰坑造成损失。飞灰损失未燃尽碳粒被烟气带走造成损失,固体不完全燃烧热损失,,,灰平衡进入炉内燃料的总灰量应等于灰渣、漏煤及飞灰之和,固体不完全燃烧热损失,,,燃料特性对q4影响A高和灰熔点低，可燃物难燃尽，灰渣损失大V低而焦结性强，燃烧集中在炉排上形成熔渣，阻碍通风灰渣损失增大M低而焦结性弱，增强通风来提高燃烧强度，飞灰损失增加,燃烧方式对q4影响机械或风力抛煤机炉的飞灰损失大于链条炉煤粉炉没有漏煤损失，但飞灰损失比层燃炉大得多沸腾炉燃用石煤或煤矸石，飞灰损失将更大,炉子结构对q4影响层燃炉炉拱/二次风/炉排大小、长短和通风孔隙对燃烧都有影响,锅炉运行工况对q4影响锅炉负荷增加，穿过燃料层和炉膛气流速度增加，飞灰损失加大层燃炉煤层厚度/链条炉炉排速度及风量分配//煤粉炉运行煤粉细度及配风操作等也有影响,固体不完全燃烧热损失,CO、H2、CH4尚未燃烧放热就随烟气排出,实际运行中，烟气中H2、CH4的含量极少忽略不计，计算简化,如果缺少元素成分资料--经验公式,气体不完全燃烧热损失,炉子结构的影响炉膛高度不够或炉膛体积太小，烟气流程过短，可燃气体未燃尽，损失增大炉内水冷壁过多，炉膛温度过低，不利于燃烧反应，增大损失,燃料特性的影响V高的燃料，在其它条件相同，q3损失相对大。,燃烧方式的影响炉子的过量空气系数二次风的引入和分布炉内气流的混合与扰动都影响q3,运行操作的影响层燃炉燃料层过厚，燃料层上部形成还原区，q3增大负荷增加，可燃气体在炉内停留时间减少，q3增大,气体不完全燃烧热损失,烟气离开锅炉排入大气时，其温度比进入锅炉空气温度高很多。,经验公式,排烟温度排烟温度越高，排烟热损失越大排烟温度过低，尾部受热面传热温差小，换热所需受热面大大增加排烟温度过低，加剧尾部受热面腐蚀电站锅炉排烟温度110160℃带尾部受热面供热锅炉排烟温度160200℃,排烟热损失,排烟容积炉膛出口过量空气系数、烟道各处漏风量、燃料含水分炉墙及烟道漏风严重，过量空气系数大，增大排烟容积，漏风点后烟气温度降低，换热面传热削弱，排烟温度升高M高，排烟体积增大，排烟损失增大,锅炉最佳过量空气系数的确定炉膛出口过量空气系数大小，与q2、q3、q4有关。减小出口过量空气系数，q2降低，但q3、q4会增加。最佳值q2、q3、q4三项热损失的总和最小。,排烟热损失,,当锅炉实际蒸发量与额定量相差超过25，实际散热损失其中D、D’锅炉的额定蒸发量和实际蒸发量，t/hQ、Q’锅炉的额定供热量和实际供热量，MW,锅炉炉墙、金属构架、汽水管道、集箱、烟风道表面温度高于周围空气，形成锅炉散热损失。,式中锅炉散热表面积，m2；锅炉散热表面的放热系数，W/m2℃锅炉散热表面的温度，℃,散热损失,影响因素炉体表面积炉体表面温度炉墙结构形式（光管式比水膜式大）炉墙保温层性能周围环境温度锅炉负荷大小,保热系数工质吸收的热量与烟气放出热量的比值,假定各段烟道和整台锅炉的保热系数相等,无空气预热器,散热损失,设空气预热器,,锅炉冷却用的冷却水未进入锅炉汽水系统造成的热损失。,灰渣物理显热损失,层燃炉℃；煤粉炉固态排渣当，℃，液态排渣℃沸腾炉℃,冷却热损失,灰渣物理热损失及其他热损失,,实际燃料消耗量B单位时间实际耗用的燃料量计算燃料消耗量Bj炉内实际参与燃烧反应的燃料消耗量,锅炉热力计算中，燃料所需空气量、燃烧生成烟气量选用Bj燃料输运系统和制粉系统设备计算选择B,燃料消耗量,燃烧设备分类燃油、燃气、燃煤蒸汽锅炉、热水锅炉燃烧方式层燃炉（火床炉）燃料层铺在炉排上呈层状燃烧，手烧炉、抛煤机炉、链条炉室燃炉（悬燃炉）燃料（雾状细颗粒）随空气喷入炉室呈悬浮状燃烧，煤粉炉、燃油炉、燃气炉沸腾炉（流化床炉）燃料被气流携带呈上下翻滚沸腾状燃烧，流化床、鼓泡床、循环流化床、增压流化床,燃烧设备,着火前的热力准备阶段预热→干燥→挥发分析出→焦炭挥发份着火与焦炭的燃烧阶段V燃烧→焦炭燃烧灰渣形成阶段,煤的燃烧过程1.燃料燃烧的几个阶段,,2.燃料完全燃烧的必备条件,,保持一定的高温环境供给足够而适度空气量，确保燃料与空气良好接触、充分混合燃料要有一定的燃烧时间及燃烧空间及时排出燃烧产物--烟气和灰渣,层燃炉,,,定义加煤、拨火和除渣由人工完成D1t/h手烧炉结构和工作特性（p84图4-1）灰渣层焦炭层氧化区厚度为煤粒直径35倍还原区厚度为氧化区厚度46倍新燃料层手烧炉燃烧特点双面引火---煤种适应性强周期性黑烟问题,人工操作层燃炉（手烧炉）,,燃烧层厚度选择,改进燃烧措施减少燃烧层厚度、缩短投煤周期间断二次补风改进炉排结构（摇动炉排）,链条炉构造,炉排有效长度---煤闸门到除渣板距离空行程---冷却过程防渣箱---纵向安装在炉膛两侧，一半嵌入炉墙，一半贴近炉排,链条炉排炉,链条炉燃烧过程,链条炉燃烧特点炉膛高温辐射“单面引火”燃烧过程无热力周期性燃烧过程呈区段性新煤区挥发物析出燃烧区焦炭燃烧氧化区焦炭燃烧还原区灰渣形成区,往复推饲炉排炉,倾斜式往复炉--P100图4-21活动炉排行程712cm，往复次数15次/min，通风截面比712分区配风燃烧特点着火条件好，煤种适用性强炉排片头部与焦炭接触易烧毁，漏煤严重，侧密封困难，炉体较高水平式往复炉---p101图4-22,流化床炉,流化床炉及其特性固定床、流化床、气力输送流化床特性曲线鼓泡流化床结构见P106图4-30特点燃料适应性广燃烧反应强烈强化传热有利环境保护循环流化床结构见P108图4-31,室燃炉,室燃炉分类煤粉炉燃油炉燃气炉室燃炉特点无炉排燃烧反应面积大，与空气混合良好炉膛体积大煤种适应广燃烧、调节、管理更方便,煤粉炉,煤粉性质煤粉空气混合物爆炸危险性煤粉细度R90/R200煤粉均匀性磨煤机分类竖井式、风扇式、筒式结构见P112图4-32燃烧器蜗壳式单蜗壳/双蜗壳旋流式结构见图p114图4-33炉膛结构炉膛体积热负荷140235kW/m3炉膛截面热负荷18602330kW/m2炉膛出口烟气温度10001100℃,热水锅炉,热水锅炉特点无相变，出口水温比工作压力下饱和温度低25℃无汽水分离器、水位表、结构简单传热效果理想，热效率高，省燃料省钢材水质要求低热水锅炉分类烟管、水管、烟水管组合式高温热水（95℃、低温热水（130180℃）强制流动、自然循环,强制循环热水锅炉,热水锅炉受热面布置形式顺流式水、烟气传热温差小，传热效果差受热面内侧水温高，防止低温腐蚀、积灰逆流式混流式受热面管内平均水速见P153表5-1停电保护措施汽动水泵补水自来水、高位水箱补水、压力罐补水放气阀放气加速炉膛冷却盘管式强制循环热水锅炉见P154图5-17,自然循环热水锅炉,自然循环的动力下降管、上升管中水温差→密度差→水柱重力差自然循环热水锅炉设计要点回路结构简单合理配置锅内装置回水管、集水管、热水引出管增大循环回路高度，放大下降管和上升管的截面比,锅炉水力系统定义工质从进入锅炉到离开锅炉的流动系统,,加热系统---从过冷水到饱和水蒸发系统---从饱和水到饱和蒸汽过热系统---从饱和蒸汽到过热蒸汽,锅炉水循环定义水和汽水混合物在锅炉蒸发受热面回路中的循环流动,自然循环---依靠不受热下降管和受热上升管间工质密度差作为水循环动力强制水循环---依靠水泵扬程使工质在受热面内流动的蒸发系统,锅炉水循环及汽水分离,,运动压头下降管和上升管工质密度差引起压头有效压头扣除上升管阻力后剩余部分，用于克服下降管阻力压头,影响回路水循环特性因素循环回路高度上升管热负荷锅炉工作压力循环回路的阻力,锅炉的水循环,水动力方程式,假设加热水、下降管水密度与锅筒蒸汽压力pg下饱和水密度相等,,,,,,有利因素,,不利因素,,水循环可靠性指标,,2.循环倍率K定义进入上升管水量G与同一时间在上升管产生蒸汽量D之比物理意义单位质量水在循环回路全部变成蒸汽，需循环流动次数循环倍率K越大，干度越小，冷却条件越好，水循环越安全供热蒸汽锅炉K50～200自然循环热水锅炉循环倍率,循环流速w0定义循环回路中水进入上升管时速度物理意义反映工质放热系数，管壁冷却条件为避免上升管入口段沉积泥渣，w0不小于0.3m/s供热锅炉水冷壁w00.42m/s，对流管束w00.21.5m/s,,含汽率,全炉循环倍率,,水循环可靠性指标,各回路循环倍率按吸热量比例加权平均,,1.循环停滞定义个别上升管受热不良，流动压头不足以克服公共下降管阻力倾斜管转弯及接头焊缝处积聚气泡，沉积水垢高温烟气区管子冷却条件差，易烧坏自由水面P175图6-32.循环倒流定义循环回路个别上升管受热极差，运动压头小于共同下降管阻力危害低倒流速度，气泡停滞积聚，管内汽塞，管子烧毁避免措施加大下降管、引出管截面积，减少循环回路阻力减少或避免并联上升管受热不均,自然循环锅炉的水循环故障,,,,3.汽水分层定义水平或微倾斜上升管段，水、汽密度不同，低速出现汽水分层管壁上下温差应力、汽水交界面交变应力管壁上部结盐垢，热阻增大，壁温升高供热锅炉避免措施w0不小于0.60.8m/s;管子与水平线倾角不小于154.下降管带汽下降管入口阻力过大，水汽化造成下降管带汽下降管受热过强上升管出口与下降管入口太近，无良好隔离装置下降管距锅筒水位面太近，水面上方形成漩涡将蒸汽吸入下降管,自然循环锅炉的水循环故障,下降管流动阻力增大,,,,1.循环回路的设计布置每个回路设独立下降管、汽水引出管，避免受热不均，提高循环可靠性供热锅炉P＜0.8MPa，循环回路高度不低于23mP≥0.8MPa，循环回路高度不低于46m2.上升管布置上升管接入锅筒水面以下，避免上升管内出现自由水面，用设隔板与下降管入口分隔上升管不宜水平布置（倾角不小于15），若需水平布置，w0大于0.60.8m/s汽水引出管总截面积为上升管截面积的35，避免流动阻力过大,自然循环回路的合理布置,,,3.下降管布置下降管与上升管成90交角，保证上升管供水均匀，见P177图6-5下降管总截面积不小于上升管总截面积的2535下降管不宜受热，多置于炉外，包扎绝热材料，减少散热损失,锅炉的水循环,循环回路的设计原则改善上升管受热均匀性提高循环回路运动压头降低上升管、下降管和汽水引出管阻力防止汽水分层,,8.2汽水分离,蒸汽品质定义单位质量蒸汽所含杂质的数量蒸汽的洁净程度杂质类型气体杂质O2、N2、CO2、NH3非气体杂质蒸汽带水或蒸汽溶盐氯化物、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐溶盐沉积、流动传热阻力增大、热设备冷却恶化烧毁供热锅炉以饱和蒸汽湿度大小作为蒸汽品质指标设蒸汽过热器饱和蒸汽湿度不大于1无过热器饱和蒸汽湿度不大于3无过热器的锅壳式饱和蒸汽湿度不大于5,蒸汽品质及其影响因素,,,,蒸汽带水,定义锅筒引出蒸汽含有微细水滴蒸汽带盐蒸汽带水原因上升管引入锅筒水空间，蒸汽泡上升溢出水面，破裂形成飞溅水滴上升管引入锅筒汽空间，汽水冲击水面撞击形成水滴锅筒水位波动震荡激起水滴影响蒸汽带水的因素球形水滴向下坠落力蒸汽对水滴提升力,,,,托起水滴最小流速,水滴直径d、锅炉工作压力、蒸汽流速,,蒸汽带水影响因素,蒸汽负荷的影响锅筒蒸发面负荷Rs物理意义表征蒸汽空间蒸汽平均上升速度供热锅炉400Rs15m/s,按横向冲刷计算阻力锅炉管束阻力为横向、纵向冲刷及局部转弯阻力之和混合冲刷）横向冲刷管排按1/2管排数计算，纵向冲刷取假想中心间距离，见图8-17a设置隔板，见图8-17b顺列/错列管排，区别计算阻力,烟道系统阻力计算,省煤器方型鳍片铸铁省煤器管式空预器烟气纵向冲刷管壁，包括管内摩阻力、进出口局部阻力烟道阻力计算参数选择尾部受热面除尘器以排烟温度、排烟量（锅炉热力计算）为准除尘器引风机及以后以引风机处烟气温度、烟气量为准为防止积灰，水平烟道wy不小于78m/s，烟道的高宽比取1.21,引风机处烟气量,引风机处烟气温度,烟囱1）沿程摩擦阻力式中i为烟囱锥度，通常为0.020.03w2为烟囱出口处烟气流速2）出口阻力,除尘器阻力损失干式旋风除尘器500800Pa离心式水膜除尘器400600Pa,烟道总阻力换算,为炉膛出口到除尘器烟道总阻力,Pa为除尘器以后烟道总阻力,Pa,,当海拔高度不高于200米，by101325Pa,自生通风力的计算,如果周围空气温度为20℃，kg/m3，烟道自生通风力为H为烟道初、终截面高度差，当烟气向上流动时取正，烟气向下流动时取负,期中自测,填空锅炉用煤按挥发分含量可分为_、_、_和_。SHL10-1.25/30/350-WII锅炉型号说明_。奥氏烟气分析仪，第一个吸收瓶中是_、第二个吸收瓶中是_，第三个吸收瓶中是_，且三个瓶次序不可颠倒。判断蒸汽压力急剧降低会增加蒸汽带水。管子外壁加装肋片俗称散热片，使热阻增加，传热量减小。油的高、低位发热量的差值为水蒸汽的潜热。选择题标准煤的发热量为_。（a）20934KJ（b）25120.8KJ（c）29307.6KJ（d）12560.4KJ受热面定期吹灰的目的是_。（a）减少热阻（b）降低受热面的壁温差（c）降低工质温度,期中自测,名词解释煤的低位发热量漏风系数炉膛或某烟道进出口处的烟气中过量空气系数差值与理论空气量之比；或空气通道进出口处空气量差值与理论空气量之比。自由水面简答题分析说明燃料性质对链条炉工作的影响什么是空气分级燃烧为什么分级燃烧可降低NOx生成量烟道漏风对锅炉工作的主要影响什么是低温腐蚀如何防止低温腐蚀计算题已知某煤的干燥无灰基成分为Cdaf83.45;Hdaf5.68;Ndaf1.71;Sdaf1.40;又测得入炉煤的Mar3.75;Aar18.25;计算入炉煤的收到基成分,锅炉烟风系统设计,鼓风机、引风机装置烟道、风道设计烟囱设计噪声治理,鼓风机、引风机装置,鼓风机、引风机宜单炉配置。当需要集中配置时，每台锅炉的风、烟道与总风、烟道连接处，应设置密封性好的风、烟道门。风机选择基本要求应选用高效、节能、低噪风机，常年运行处于较高效范围区风机的风量和风压，应根据锅炉额定蒸发量或额定出力、燃料品种、燃烧方式和通风系统的阻力计算确定，并计入当地气压和空气、烟气的温度和密度对风机特性的修正鼓风机、引风机、二次风机的风量富裕量不小于计算风量的10，风压裕量不小于计算风压的20鼓风机、引风机宜采用调速风机，与燃烧控制协调,鼓风机风量、风压计算,送风量、排烟量的估算,二次风量约占总风量的815二次风机风压一般选2.54.0kPa,二次风机的计算（层燃炉）,风机的电动机功率N,烟道、风道设计,风、烟道平直、附件少、阻力小、气密性好几台锅炉共用一个烟囱或烟道时，宜使每台锅炉的通风力均衡烟道和热风道应考虑膨胀、热补偿措施，烟道和砖烟囱连接处设伸缩缝引风机（室内）、钢板烟道、热风道应保温，保温层外表面温度≯50℃，钢板内表面温度高于烟气露点温度1020℃送风管道可布置地上（交通）、地下（防水、积水）烟道宜采用地上布置，水平烟道沿气流方向有i0.03的坡度，烟道适当位置设置清扫孔（400*500mm）对于高硫燃料，烟道和烟囱内壁应做防腐蚀措施鼓风机进风口设安全网，防止硬物吸入,烟囱设计原则,烟囱高度保证烟囱产生抽力能克服锅炉机组和烟道系统总阻力,,烟囱设计原则,烟囱设计原则,装机容量＞28MW（40t/h），应根据环境影响报告确定烟囱高度（≥45m）烟囱半径200m范围内有建筑物，应比最高建筑物高3m以上烟囱应设置维修爬梯、避雷针、耐热内衬烟囱底部设置比水平烟道入口低0.51m的积灰坑燃油燃气锅炉烟囱底部设置泄油、泄水装置烟囱高度、烟气排放指标应满足GB13271-2001,风、烟道、烟囱尺寸确定,燃煤锅炉房烟道阻力,燃煤锅炉房风道阻力,烟道、风道的阻力,,烟囱阻力计算,,锅炉房运煤、除渣烟气净化系统设计,运煤系统原煤进厂后从煤场到炉前贮煤斗的运输系统，包括煤场堆放、煤的转运输送、破碎、筛分、磁选和计量等流程。除灰系统炉渣从锅炉炉排下渣斗和烟灰从除尘装置的灰斗到锅炉房灰渣场之间的灰渣输运系统，包括灰渣浇湿、运输和堆放等过程。,贮煤场设计,煤场设计节约用地，根据煤源远近、供应均衡性、交通运输方式等因素确定贮煤量火车和船舶运煤，为10～25d的锅炉房最大计算耗煤量汽车运煤，为5～10d的锅炉房最大计算耗煤量露天煤场的面积,煤场装卸运煤设施和转运设备,运煤量6t/h，间歇或连续机械化设备装卸和运煤,内部运煤,运煤系统设计,系统小时运煤量（运煤能力）,锅炉房常见运煤系统,系统小时运煤量（运煤能力）,给煤设备,灰渣贮运,灰渣排量与燃煤的灰分、燃烧方式有关无烟煤/烟煤燃煤量的2030褐煤/煤矸石燃煤量的3040灰渣堆场设计----贮渣量人工运渣10d锅炉房最大排渣量机械化出渣锅炉房35d最大排量已设集中灰渣斗，可不设灰渣场,集中灰渣斗设计,灰渣斗总容量为1～2d锅炉房最大计算排灰渣量灰渣斗出口装闸门，尺寸不小于0.6m0.6m严寒地区灰渣斗配置排水、防冻措施灰渣斗壁面光滑，倾角不小于60灰渣斗排出口与地面净高汽车运灰渣不小于2.1m火车运灰渣不小于5.3m机车不通过灰渣斗下部，净高3.5m,烟气净化,燃煤锅炉烟尘排放量和排放浓度,烟囱出口处烟尘排放浓度,单根烟囱下风向地面烟尘浓度C0,烟气净化,二氧化硫的生成煤中含有硫分（可燃硫）。在氧化气氛，可燃硫氧化生成SO2，同时高温炉膛环境、煤灰催化剂的作用，部分SO2会进一步与氧反应生成SO3,统称SOx。生成的SO3大约只占SO2的0.5％～2％左右，但是SO3遇到水蒸气会生成H2SO4蒸汽，在温度较低时凝结在金属受热面上，造成腐蚀以及堵灰，严重影响锅炉的正常运行。SO2排放到大气中也会继续与空气中的氧以及水蒸气反应，生成H2SO4，造成酸雨污染。氮氧化物的生成生成NOx的途径主要有三个热力型、燃料型和快速型。热力型NOx是空气中的氮气在高温下直接氧化而生成的，生成和温度密切相关，仅当火焰温度大于1500℃时，才会大量生成；燃料型NOx是燃料中氮在燃烧过程中氧化而生成的NOx，与温度关系不大，是最主要NOx生成途径；快速型NOx是燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢离子团如CH等反应生成的NOx，在煤燃烧过程中的生成量较小。,燃煤锅炉二氧化硫排放量,燃煤锅炉氮氧化物排放量,◆燃烧前燃料脱硫煤中硫化亚铁比重大，可通过洗选法脱除部分硫化亚铁以及其它矿物质。常规洗选法可以脱除30％～50％的硫化亚铁。化学浸出法、微波法、细菌脱硫，还可以将煤进行气化或者液化，转化为清洁的二次燃料，达到脱硫目的。◆燃烧中脱硫燃烧中脱硫指燃烧过程SO2遇到碱金属氧化物如CaO、MgO等，便会反应生成CaSO4、MgSO4等而被脱除掉。由于煤灰中含有部分碱金属氧化物，在不采取任何措施时，部分SO2也会在燃烧中被脱除。燃烧中脱硫技术主要有脱硫剂吹入法、流化床燃烧以及型煤技术等。◆烟气脱硫烟气脱硫又可分为湿法、干法和半干法。湿法是采用碱溶液对烟气中的SO2进行吸收，特点是反应速度快、脱硫效率高以及钙利用率高，在Ca/S＝1时，可达到90％的脱硫率。缺点是初投资大、运行费用高，石灰石/石膏法是当前最主要、应用最广的湿法烟气脱硫技术。,SO2控制途径,NOx的控制途径◆低NOx燃烧技术◆空气分级燃烧技术◆燃料分级燃烧技术◆煤粉浓淡燃烧技术◆烟气再循环技术◆低NOx燃烧器烟气脱硝技术◆选择性非催化脱硝法（SNCR）向炉膛喷射氨、尿素等氨基还原剂，NH3等只与烟气中NOx发生发应◆选择性催化剂法（SCR）采用催化剂促进NH3与NOx的反应，就称为选择性催化剂法。选择性催化剂法的反应温度取决于催化剂，当采用钛或者铁的氧化物做催化剂时，反应温度为300～400℃左右；而采用活性焦炭做催化剂时，反应温度应选为100～150℃。SCR系统由催化剂反应器、催化剂和氨储存及喷射系统组成，能够达到80％～90％的脱硝率。,空气分级燃烧技术airstaging燃料的燃烧过程分段进行，燃烧用风分为一、二次风，减少煤粉燃烧区域的空气量，提高燃烧区域的煤粉浓度。推迟一、二次风混合时间，煤粉进入炉膛时形成富燃料区，并在富燃料区进行缺氧燃烧，以降低燃料型NOx的生成。缺氧燃烧产生的烟气再与补入的二次风混合，使燃料完全燃烧。“燃尽风”喷口的位置决定了煤粉气流在主燃烧区内的停留时间，它和过量空气系数一起，共同决定了主燃烧区内NOx降低的程度，也直接关系到其在燃尽区的燃尽效果和炉膛出口烟气温度水平。,沿炉膛高度空气分级燃烧,燃料分级燃烧技术fuelstaging根据NOx的分解机理，已生成的NOx在遇到烃根CHi和未完全燃烧产物CO、H2、C和CnHm时，会发生NO的还原反应从而降低NOx排放水平。第一级燃烧区将85左右的燃料送入进行富氧燃烧，生成大量的NOx；第二级燃烧区送入15的燃料，进行缺氧燃烧，将第一区生成的NOx进行还原，从而降低NOx的排放。燃料分级燃烧时所使用的再燃燃料可以与主燃料相同，但由于煤粉气流在再燃区内的停留时间相对较短，再燃料宜于选用容易着火和燃烧的烃类气体或液体燃料，如天然气。,沿炉膛高度燃料分级燃烧,二氧化碳的排放与控制◆二氧化碳的排放二氧化碳是一种温室气体，主要由化石燃料燃烧放出。工业化二百年来，大气中CO2的浓度从大约280ppm升高到了大约360ppm，约升高了30。CO2的过量排放会加剧全球的温室效应，因此需要对CO2排放加以控制。◆二氧化碳的控制◆提高能源效率；◆利用生物质燃烧（由于生物质生长时吸收大气中的CO2与其燃烧排放的CO2相同，可以认为是零排放）；◆对生成的二氧化碳进行埋藏和固化处理。,可吸入颗粒物的排放控制◆可吸入颗粒物的危害一般指空气动力学当量直径小于10μm的微粒，以PM10表示。煤中还含有少量的重金属元素，如汞等，在高温燃烧时会汽化生成金属蒸汽，随着温度的降低会通过成核、凝聚、凝结等方式富集到微颗粒表面，并随之排到大气中。◆可吸入颗粒物的排放控制◆静电除尘器是通过静电场的作用除去微尘颗粒，可通过改变电荷、粘度、化学成分等参数来改变飞灰特性，如在烟气中加入少量的NH3等可大大增加飞灰颗粒的粘性，提高除尘效率。◆布袋除尘器是让含尘气流通过细密的滤料，微尘颗粒就在滤料一侧收集，然后通过振动或者使滤料通过相反方向的气流除去上边收集到的灰尘，再生滤料。如果操作得当，布袋除尘器除尘效率可达99.9％（包括99％以上的PM10和95％以上的PM2.5）。较高的除尘效率，除去重金属元素的效率也较高。,一、锅炉房位置的选择1．锅炉房位置力求布置在供热比较集中的地区；2．锅炉房位置力求布置在便于燃料的储运和灰渣的排放的地区3．应有利于环境保护4．应符合工业企业设计卫生标准，建筑设计防火规范等5．锅炉房的位置应根据远期规划，在扩建端宜留有余地；6．区域锅炉房位置的选择，除应符合上述规定外，尚应根据区域的供热规划，城市发展规划以及交通和环保等因素确定。,锅炉房布置,二、锅炉房工艺布置1．锅炉布置基本尺寸要求1）炉前①蒸汽锅炉14t/h、热水锅炉0.72.8MW不宜小于3.0m;②蒸汽锅炉620t/h、热水锅炉4.214MW不宜小于4.0m;③蒸汽锅炉3565t/h，热水锅炉2958MW不宜小于5.0m；④当需在炉前更换锅管时，炉前净距应能满足操作要求。对665t/h蒸汽锅炉/4.258MW的热水锅炉，当炉前设置仪表控制室，锅炉前端至仪表控制室的净距可为3m2）炉间锅炉侧面和后面通道净距蒸汽锅炉14t/h，热水锅炉0.72.8MW不宜小于0.8m;,锅炉房布置,蒸汽锅炉620t/h，热水锅炉4.214MW不宜小于1.5m;蒸汽锅炉3565t/h、热水锅炉2958MW不宜小于1.8m。3）操作地点和通道的净空高度不应小于2m，并应满足起吊设备操作高度的要求。在锅筒，省煤器及其它发热部位的上方，当不需操作和通行时，其净空高度可缩小为0.7m。2．辅助设备的布置1）送风机、引风机和水泵等设备2）机械过滤器、离子交换器、连排扩容器、除氧水箱等大设备3）分汽缸、水箱等3．油、气、煤粉等室燃炉均应设置有利于泄压位置的防暴门4．平台、楼梯,锅炉房布置,10.5锅炉房布置,三、锅炉房的建筑1．锅炉房的建筑布置应符合锅炉房工艺布置的要求，同时应照顾到土建工程中通用的模楼2．锅炉房应根据锅炉的容量，类型，燃烧和除灰渣方式来决定采用单层或多层布置。①小容量和组装的燃煤锅炉以及燃油，燃气锅炉宜采用单层布置；②蒸发量较大，采用机械化运煤、除渣的散装燃煤锅炉宜采用双层布置。3．锅炉房建筑要求①屋顶结构的荷重0.9kPa，以整片为宜；,锅炉房布置,10.5锅炉房布置,②为了保证锅炉房工作人员的出入，或当紧急状况时，便于迅速离开现场，锅炉房的各层出入口不应少于2个，楼层上的出入口，应有通向地面的安全梯。③锅炉房通向室外的门应向外开启，锅炉房内工作间或生活间直接通向锅炉间的门应向锅炉间内开启。4.平面布置和结构设计应考虑扩建的可能性。附属间应布置在固定端，取样分析、锅内加药装置一般应布置在固定端，上煤栈桥应布置在固定端，检修设备吊装孔应开设在锅炉房大门附近5.锅炉房地平标高（室内）至少比室外地平高出150mm；烟囱中心距锅炉房后墙中心线一般不小于10m；若无引风机、除尘器可为68m。四、锅炉房布置举例,锅炉房布置,