锅炉原理(2).ppt

锅炉原理,肖海平80798707xiaohaiping,相关教材,樊泉桂锅炉原理[M].第一版.北京中国电力出版社.2008年9月.容銮恩等电站锅炉原理（四校合编），中国电力出版社冯俊凯，沈幼庭主编，锅炉原理及计算（第二版），科学出版社，2002版范从振，电厂锅炉原理.水利电力出版社，1986及以后版本陈学俊，陈听宽.锅炉原理.机械工业出版社，1986及以后版本,本章结构,锅炉简介锅炉机组的工作过程锅炉的容量和参数锅炉的分类亚临界锅炉超临界锅炉,锅炉,利用燃料燃烧释放的热能加热给水，获得规定参数（温度、压力）和品质的蒸汽的设备是进行燃料燃烧、热量传递和水汽化过程的综合装置，是火力发电厂的三大主要设备之一；（锅炉，汽机，发电机）,1、锅炉简介,锅炉制造,国外主要产商BW，ABB，CE，Alstom，Fosterwheeler,三凌，日立，西门子国内哈锅、东锅、上锅、武汉、北京、杭州、济南、无锡,建国初，1200g/kWh煤耗高的原因之一热电联产比例小,技术水平（煤耗）,我国电力的平均供电煤耗，从1990年的427g/kWh下降到1995年的412g/kWh，仍比世界先进国家高80多g/kWh。2007年为357/kWh，,2、锅炉机组的工作过程,锅炉的组成炉内、锅内,锅炉虽是一个整体，但从功能上可分成“炉侧”、“锅侧”,炉,煤、空气→烟、飞灰、炉渣,制粉系统,燃烧系统,风烟系统,,,除渣除灰清灰系统,,电厂锅炉布置图,炉侧的工作过程,1、制粉系统,燃料输送碎煤机除铁器原煤斗磨煤机煤粉一次风输送煤粉通过燃烧器进入炉内,2、风烟系统,送风机二次风；一次风机一次风；引风机烟气空气预热器利用烟气加热冷空气,3、燃烧系统,点火装置燃烧器一次风挡板二次风风箱挡板等燃烧器为主要设备，组织合理空气动力场，确保燃料顺利着火、稳定燃烧、充分燃尽。,4、除渣、除灰、清灰系统,捞渣机、电除尘、吹灰枪等,锅侧的工作过程,5、汽水系统,汽包炉省煤器汽包水冷壁过热器汽轮机,,再热冷段再热器汽轮机,预热、汽化、过热,工质水→水蒸汽,热量的传递,直流炉省煤器水冷壁启动分离器过热器汽轮机,水冷壁蒸发受热面，包围火焰形成炉膛过热器过热，悬挂于炉膛上方或烟道内再热器过热，悬挂于炉膛上方或烟道内省煤器预热作用，吊装在尾部烟道内,带一次再热的朗肯循环,本体与辅机,锅炉本体锅炉的汽包、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空预、燃烧器、排渣装置以及相应的连接管道构架炉墙等构成的整体。悬挂在钢梁上，向下膨胀,辅机送风机、引风机、磨煤机、除尘器等,锅炉容量即蒸发量，锅炉每小时产生的蒸汽量，kg/h，t/h。如1025t/h等额定蒸发量（BRL）在额定的蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，并保证热效率时所规定的蒸发量；kg/h,t/h最大连续蒸发量（BMCR）在额定的蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，长期运行所达到的最大的蒸发量,kg/h,t/h,3、锅炉的容量和参数,锅炉参数,编号,HG–2008/18.2-HM3,制造厂蒸发量t/h额定压力MPa煤种SG22050MW高压褐煤DG410100MW高压烟煤WG670200MW超高压无烟煤国外1000300MW亚临界,表1-1中国电站锅炉的蒸汽参数及容量,锅炉的蒸汽参数额定蒸汽压力、额定蒸汽温度,表1-2亚临界压力自然、控制循环锅炉参数,续表1-2亚临界压力自然循环及控制循环锅炉的容量和参数,00300530锅炉原理第一章概述第三节锅炉的容量、参数及其分类,表1-3超临界压力直流锅炉及低倍率循环锅炉的容量和参数,续表1-3超临界压力直流锅炉及低倍率循环锅炉的容量和参数,表1-4国外超临界参数机组的发展方向,4、锅炉分类,,一、按用途分,电站锅炉产生的蒸汽用于发电工业锅炉蒸汽主要用于工业企业生产工艺过程以及采暖和生活用热水锅炉产生热水，供热，取暖、制冷和生活用,二、按锅炉容量分类,依据发展状况在变化，目前大型锅炉通常指300MW1000t/h以上,目前主流为2000～3000t/h容量最大单机容量有约4000t/h前苏联）中型锅炉小型锅炉小于65t/h,三、按蒸汽压力分类,低压锅炉2.45MPa中压锅炉2.944.9MPa高压锅炉7.8410.8MPa超高压锅炉11.814.7MPa亚临界压力锅炉15.719.6MPa超临界压力锅炉绝对压力大于22.1MPa超超临界压力锅炉27MPa以上,四、按燃烧方式分类,火床炉煤粉炉旋风炉流化床锅炉,,,,,,①火床炉,固体燃料以一定厚度分布在炉排上进行燃烧的方式用火床燃烧方式来组织燃烧的锅炉-链条炉、人工炉、炉排炉等炉排结构复杂，体积大，金属耗量大，热效率偏低，不易放大，污染排放严重,链条炉,,,,②煤粉炉,火室燃烧方式燃料以粉状、雾状或气态随同空气喷入燃烧室中进行燃烧的方式细颗粒燃料随空气-烟气流作连续运动，连续流过燃烧空间，在悬浮状态下着火燃烧、燃烬,,,典型的煤粉炉,效率高，体积小，易大型化燃料适应性差，需FGD，负荷调节稍差,,③旋风炉,燃料和空气在高温旋风筒内高速旋转，细颗粒在筒内燃烧，粗颗粒被甩向壁面液态渣膜上燃烧的方式效率高，体积小，不需粉煤机负荷调节范围小，温度高，有些燃料不适合，NOx高,,④流化床锅炉,燃料颗粒在大于临界风速的空气流下，在流化床内呈流化状态的燃烧方式流态化固体颗粒在与流动着的流体混合后，能像流体那样自由流动的现象鼓泡流化床和循环流化床锅炉燃料适应广，炉内脱硫，低氮氧化物，负荷调节好磨损问题，目前大型化不够,CFB锅炉发电厂,典型的循环流化床锅炉,,,,五、按蒸发受热面内工质流动来分,自然循环锅炉强制循环锅炉直流锅炉复合循环锅炉,,,1有一个较大的汽包金属消耗量大；2热应力机组启、停限制，时间长；3流动特性简单运行容易掌握、可靠。,自然循环锅炉的特点,随着锅炉压力的提高，水汽密度差减小，自然循环的可靠性降低加装强制循环泵强制流动1汽包直径、壁厚减小；2提升了机组升降负荷速度，缩短了启、停时间；3水循环更加可靠；4强制循环泵工作于高温、高压下昂贵。,强制循环锅炉包括控制循环锅炉的特点,1无汽包；2对负荷变化敏感，防止膜态沸腾等因素对控制要求高；3启停快冷炉点火后40分钟就可供给额定压力和温度的蒸汽，而自然循环锅炉则大约需24小时；4对给水品质要求高。,直流锅炉的特点,①自然循环锅炉,蒸发受热面内工质依靠下降管内水与上升管内的汽水混合物的密度差所产生的压力差进行循环的锅炉压力越低，越可靠可以应用到亚临界锅炉具有汽包，金属消耗量增大,,自然循环的煤粉锅炉,,②强制循环锅炉,压力的升高，使汽水密度差非常小，自然循环不可能借助循环泵使汽水混合物循环,强制循环煤粉锅炉,,循环泵,,③直流锅炉,接近临界压力（22.12MPa或超临界压力时,汽水混合物密度几乎一样，汽水分离很难实现，只能采用直流锅炉没有汽包,直流锅炉,,④复合循环锅炉,依靠锅炉水循环泵将蒸发受热面出口的部分或全部工质进行再循环的锅炉是由直流锅炉和强制循环锅炉综合发展起来的锅炉,,六、按锅炉排渣的相态分类,固态排渣锅炉（低于灰熔点运行，是目前的主流）液态排渣锅炉（高于灰熔点运行，如旋风炉等）,液态排渣炉,燃料适应性强排渣有利于利用复杂污染大NOx等高温腐蚀目前很少用,5、亚临界锅炉,,一、采用对冲燃烧方式的300MW自然循环锅炉二、采用四角燃烧方式的300MW自然循环锅炉三、FW亚临界压力600MW自然循环锅炉四、FW660MW级和300MW级W型火焰锅炉五、BW360MW级W型火焰锅炉,,,,图1-4采用对冲燃烧的300MW锅炉,,,图1-5采用四角切圆燃烧的300MW自然循环锅炉,,,图1-6亚临界冲燃烧的600MW自然循环锅炉,,,图1-7FW660MW等级W火焰锅炉,,,图1-8BW公司360MW等级W火焰锅炉,,,图1-9600MW亚临界压力控制循环锅炉,,,图1-10循环泵结构,,,图1-11500WM低倍率循环塔式布置锅炉,6、超临界锅炉,,一、600MW超临界参数直流锅炉二、HBC-1000MW超超临界参数机组锅炉炉型三、800MW超临界压力锅炉,图1-12图1-17,,,,图1-12某电厂600WM超临界压力锅炉图1-13传力板、支撑板和绑带结构,,,图1-14包墙管和水冷壁流程,,,图1-15HBC-1000MW超超临界压力锅炉,图1-16HBC-1000MW锅炉水冷壁分配器,,,图1-15800MW超临界锅炉整体布置（中国辽宁绥中电厂）,