发电厂动力部分锅炉设备

1、第五章第五章 锅炉设备锅炉设备 第一节第一节 电厂锅炉概述电厂锅炉概述 一、锅炉设备的整体布置及工作过程一、锅炉设备的整体布置及工作过程 1 1、锅炉设备是火力发电厂的主要热力设备，其作用、锅炉设备是火力发电厂的主要热力设备，其作用 是使燃料通过燃烧将其化学能转变为热能，并以热是使燃料通过燃烧将其化学能转变为热能，并以热 能加热给水以生产具有一定温度和压力蒸汽。能加热给水以生产具有一定温度和压力蒸汽。 2 2、锅炉设备是锅炉本体及其辅助设备的总称。、锅炉设备是锅炉本体及其辅助设备的总称。 3 3、锅炉本体设备的组成：燃烧设备、蒸发设备、对、锅炉本体设备的组成：燃烧设备、蒸发设备、对 流受热面、

2、锅炉墙体构成的烟道和钢架构件流受热面、锅炉墙体构成的烟道和钢架构件 （1 1）、燃烧设备：燃烧室、燃烧器和点火装置）、燃烧设备：燃烧室、燃烧器和点火装置 （2 2）、蒸汽设备：汽包、下降管、水冷壁）、蒸汽设备：汽包、下降管、水冷壁 （3 3）、对流受热面：过热器、生煤器、空气预）、对流受热面：过热器、生煤器、空气预 热器热器 4 4、锅炉的辅助设备：通风设备、给水设备、燃、锅炉的辅助设备：通风设备、给水设备、燃 料运输设备、制粉设备、除尘设备、锅炉辅件；料运输设备、制粉设备、除尘设备、锅炉辅件； 具体的辅助设备：水泵、送风机、引风机、磨煤具体的辅助设备：水泵、送风机、引风机、磨煤 机、除尘器、

3、烟囱、灰渣泵、安全门、水位计等机、除尘器、烟囱、灰渣泵、安全门、水位计等 锅炉的工作过程：锅炉的工作过程： 1 1、煤、风、烟系统、煤、风、烟系统 二二 次次 风风 一一 次次 风风 2、汽水系统、汽水系统 二、锅炉设备的特性指标二、锅炉设备的特性指标 1 1、锅炉容量（蒸发量）：锅炉在额定蒸汽参数、额、锅炉容量（蒸发量）：锅炉在额定蒸汽参数、额 定给水温度和使用设计燃料时，每小时的最大连续定给水温度和使用设计燃料时，每小时的最大连续 蒸发量蒸发量 2 2、蒸汽参数：锅炉出口处的蒸汽压力和温度；额定、蒸汽参数：锅炉出口处的蒸汽压力和温度；额定 蒸汽压力和额定蒸汽温度蒸汽压力和额定蒸汽温度 3

4、3、给水温度：锅炉在额定工况下，省煤器入口处的、给水温度：锅炉在额定工况下，省煤器入口处的 水温。水温。 4 4、锅炉效率：锅炉生产蒸汽的吸热量占锅炉输入燃、锅炉效率：锅炉生产蒸汽的吸热量占锅炉输入燃 料热量的百分比。表明了燃料的有效利用程度料热量的百分比。表明了燃料的有效利用程度 一、锅炉的分类一、锅炉的分类 1 1、按使用的燃料：燃煤炉、燃油炉、燃气炉、按使用的燃料：燃煤炉、燃油炉、燃气炉 2 2、容量：大（、容量：大（300MW300MW）、中、小）、中、小 3 3、蒸汽压力：低压（、蒸汽压力：低压（ p2.45MPa 2.45MPa）、中压）、中压 （p2.942.944.90MPa4

5、.90MPa）、高压）、高压（p7.8 10.8MPa ）、超高压、超高压（p11.814.7MPa）、）、 亚临界压力亚临界压力（p15.719.6MPa） 、超临界压、超临界压 力（力（p22.2MPa22.2MPa ) 、超超临界压力（、超超临界压力（ p 27MPa27MPa ) 4 4、水冷壁内工质的流动动力分：自然循环、水冷壁内工质的流动动力分：自然循环、 强制循环、直流循环强制循环、直流循环 5 5、燃烧方式：煤粉炉、层燃炉、旋风炉、硫、燃烧方式：煤粉炉、层燃炉、旋风炉、硫 化床炉化床炉 6 6、平衡通风负压锅炉（具有送风机和引风、平衡通风负压锅炉（具有送风机和引风 机）；微正压

6、锅炉：炉膛和烟道内的压力大于机）；微正压锅炉：炉膛和烟道内的压力大于 环境压力环境压力 第二节第二节 燃料的成分及特性燃料的成分及特性 一、煤的元素分析一、煤的元素分析 对煤燃烧有影响的成分：碳对煤燃烧有影响的成分：碳 C、氢、氢H、氧、氧O、氮、氮N、 硫硫S、灰分、灰分A、水分、水分M 可燃成分：碳可燃成分：碳C、氢、氢H、硫、硫S 不可燃成分：氧不可燃成分：氧O、氮、氮N 水分：内部水分和外部水分水分：内部水分和外部水分 二、煤的工业分析成分二、煤的工业分析成分 在实验室条件下分析的煤样：在实验室条件下分析的煤样： 水分、挥发分、固定碳、灰分水分、挥发分、固定碳、灰分 挥发分：煤在加热过

7、程中有机质分解而析出的气挥发分：煤在加热过程中有机质分解而析出的气 体物质体物质 煤在失去水分和挥发分后剩余部分即为焦炭，它煤在失去水分和挥发分后剩余部分即为焦炭，它 包括固定碳和灰分包括固定碳和灰分 三、煤的主要特性指标三、煤的主要特性指标 1、发热量：每千克收到基燃料完全燃烧时所放出、发热量：每千克收到基燃料完全燃烧时所放出 的热量的热量 2、挥发分：它是衡量煤是否好燃烧的依据、挥发分：它是衡量煤是否好燃烧的依据 3、灰熔点：煤灰由固态转化为液态时的三个特征、灰熔点：煤灰由固态转化为液态时的三个特征 温度来表示：灰锥变形温度、软化温度、液化温温度来表示：灰锥变形温度、软化温度、液化温 度。

8、度。 第三节第三节 煤粉及其制备系统煤粉及其制备系统 一、煤粉的特性：煤粉细度一、煤粉的特性：煤粉细度 二、制粉系统二、制粉系统 中速磨直吹式制粉系统中速磨直吹式制粉系统 正压系统正压系统 负压系统负压系统 干燥剂送粉的中间储仓式制粉系统干燥剂送粉的中间储仓式制粉系统 三、制粉设备三、制粉设备 1 1、低速磨：、低速磨： 2 2、中速磨：、中速磨： 3 3、高速磨：、高速磨： 第四节第四节 煤粉燃烧及燃烧设备煤粉燃烧及燃烧设备 一、煤粉气流的燃烧过程一、煤粉气流的燃烧过程 1、燃烧：燃料中的可燃成份发生剧烈的氧化作用，并同、燃烧：燃料中的可燃成份发生剧烈的氧化作用，并同 时放出大量热量的过程时

9、放出大量热量的过程 2、燃烧过程：、燃烧过程： （1）预热燃烧：将煤加热到着火点的这个过程）预热燃烧：将煤加热到着火点的这个过程 （2）燃烧阶段：充分燃烧的过程）燃烧阶段：充分燃烧的过程 （3）燃尽阶段：）燃尽阶段： 三、分级燃烧的概念三、分级燃烧的概念 分段送入空气，在燃料开始着火燃烧时，现送入分段送入空气，在燃料开始着火燃烧时，现送入 较少的空气量，减少或抑制较少的空气量，减少或抑制 NO的生成的生成 四、煤粉燃烧器四、煤粉燃烧器 作用：将所需燃用的煤粉气流和热风（一、二、作用：将所需燃用的煤粉气流和热风（一、二、 三次风）送入炉膛，并且使一、二次风适时良好三次风）送入炉膛，并且使一、二次

10、风适时良好 地混合，保证燃料迅速着火、燃烧和燃尽，使火地混合，保证燃料迅速着火、燃烧和燃尽，使火 焰充满炉膛。焰充满炉膛。 轴向可调叶片旋流式燃烧器轴向可调叶片旋流式燃烧器 直直 流流 式式 燃燃 烧烧 器器 第五节第五节 锅炉受热面锅炉受热面 锅炉受热面一般有省煤器、锅炉受热面一般有省煤器、 水冷壁、过热器和再热器，水冷壁、过热器和再热器， 完成水的预热、蒸发、过热完成水的预热、蒸发、过热 和再热和再热 一、水冷壁和水循环一、水冷壁和水循环 水冷壁：下降管仲流动的工水冷壁：下降管仲流动的工 质温度是饱和温度，比火焰质温度是饱和温度，比火焰 温度低得多，所以炉壁受到温度低得多，所以炉壁受到 有

11、效的冷却而免于烧毁。有效的冷却而免于烧毁。 1、自然循环锅炉的水冷壁、自然循环锅炉的水冷壁 2、控制循环锅炉的水、控制循环锅炉的水 冷壁（多次强制循环锅冷壁（多次强制循环锅 炉）炉） 在下联箱加装循环泵，在下联箱加装循环泵， 主要用于亚临界压力锅主要用于亚临界压力锅 炉（炉（300MW机组）机组） 3、直流锅炉的水冷壁、直流锅炉的水冷壁 （一次强制循环锅炉）（一次强制循环锅炉） 无汽包，多在亚临界压无汽包，多在亚临界压 力以上采用力以上采用 1 1、膜式水冷壁；、膜式水冷壁；2 2、混合器；、混合器；3 3、调解阀、调解阀 4、三种炉型水冷壁的特点、三种炉型水冷壁的特点 自然循环锅炉：自然循环

12、锅炉：减少水循环回路的流动阻力，采用减少水循环回路的流动阻力，采用 大直径集中下降管（大直径集中下降管（ 60mm） 控制循环锅炉：控制循环锅炉：循环倍率较低，有循环泵克服流动循环倍率较低，有循环泵克服流动 阻力，所以管径较小（阻力，所以管径较小（ 51mm），节约钢材），节约钢材 直流锅炉：直流锅炉：循环倍率为（水冷壁进口处的水流量循环倍率为（水冷壁进口处的水流量 等于其出口处的蒸汽量），管径较小（等于其出口处的蒸汽量），管径较小（ 21mm ） 过小制造和运行困难。过小制造和运行困难。 、汽包（锅筒）、汽包（锅筒） 汽包布置在炉顶不受热的厚壁筒体容器。大型锅炉的汽包，汽包布置在炉顶不受热的

13、厚壁筒体容器。大型锅炉的汽包， 通常内直径为通常内直径为1.7m左右、长度与炉膛宽度基本相同。左右、长度与炉膛宽度基本相同。 汽包的作用：汽包的作用：（1） 与下降管、水冷壁等构成水循环系统；与下降管、水冷壁等构成水循环系统； （2）接受省煤器来的给水，并向过热器输送饱和蒸汽；（）接受省煤器来的给水，并向过热器输送饱和蒸汽；（3） 由于汽包内储存有一定数量的饱和水及汽，具有一定的蓄由于汽包内储存有一定数量的饱和水及汽，具有一定的蓄 热热 能力，故可适应负荷的骤然变化，有利于锅炉的运行调节；能力，故可适应负荷的骤然变化，有利于锅炉的运行调节； （4） 通过汽包内部几十个汽水分离旋风筒，进行汽水混

14、和通过汽包内部几十个汽水分离旋风筒，进行汽水混和 物的分离；物的分离； （5） 利用省煤器来的给水清洗蒸汽，降低蒸汽的合盐量，利用省煤器来的给水清洗蒸汽，降低蒸汽的合盐量， 以输出洁净的饱和蒸汽。以输出洁净的饱和蒸汽。 （6）汽包中有连续排）汽包中有连续排 污装置，以降低炉水中的含盐量。污装置，以降低炉水中的含盐量。 二、过热器二、过热器 过热器是锅炉的过热受热面，其作用是将汽包引出的饱和过热器是锅炉的过热受热面，其作用是将汽包引出的饱和 蒸汽加热成为具有一定过热度的过热蒸汽。过热器按与烟蒸汽加热成为具有一定过热度的过热蒸汽。过热器按与烟 气的换热方式不同，可以分为如下三种：气的换热方式不同，

15、可以分为如下三种： 1、对流过热器、对流过热器： 对流换热方式吸收烟气的热量对流换热方式吸收烟气的热量 2、半辐射式过热器、半辐射式过热器：布置在炉膛出口的管屏群，一方面吸：布置在炉膛出口的管屏群，一方面吸 收炉膛火焰的辐射热；另一方面吸收烟气通过时的对流热收炉膛火焰的辐射热；另一方面吸收烟气通过时的对流热 3、辐射式过热器：、辐射式过热器：直接吸收炉膛火焰辐射热直接吸收炉膛火焰辐射热 过热器布置在高温区，管内流过的工质温度高，过热过热器布置在高温区，管内流过的工质温度高，过热 材料一般为价格昂贵的优质耐热的热合金刚。材料一般为价格昂贵的优质耐热的热合金刚。 三、再热器三、再热器 作用：作用：

16、 将汽轮机高压缸的排汽重新加热，使其温度和新蒸将汽轮机高压缸的排汽重新加热，使其温度和新蒸 汽（即过热器出口的蒸汽，又称一次蒸汽）相同或有稍高汽（即过热器出口的蒸汽，又称一次蒸汽）相同或有稍高 的温度。流经再热器的再热蒸汽的温度。流经再热器的再热蒸汽(又称二次蒸汽又称二次蒸汽)流量约为一流量约为一 次蒸汽的次蒸汽的8080。 与过热器相比：再热器中流过的是低压过热蒸汽与过热器相比：再热器中流过的是低压过热蒸汽(其压力其压力 约为约为 一次蒸汽压力的一次蒸汽压力的2020一一2 2)，故对管壁的冷却效果，故对管壁的冷却效果 较差；再热器中工质的流速也较过热器低。较差；再热器中工质的流速也较过热器

17、低。 300M以上的大容量锅炉，为保持一定的炉膛出口温度以上的大容量锅炉，为保持一定的炉膛出口温度 (因锅炉内工质压力高时，蒸发吸热且相对减少因锅炉内工质压力高时，蒸发吸热且相对减少)和改善再热和改善再热 器的调温特性，再热器不仅布置在水平烟道中，还布置在器的调温特性，再热器不仅布置在水平烟道中，还布置在 炉膛内。炉膛内。 四、省煤器四、省煤器 省煤器省煤器是锅炉汽水系统的预热受热面，送入锅炉的给水是锅炉汽水系统的预热受热面，送入锅炉的给水 先经省煤器加热成为其压力下的饱和水后，再进入汽包到先经省煤器加热成为其压力下的饱和水后，再进入汽包到 水循环系统。高参数、大容量锅炉均采用非沸腾式省煤器，

18、水循环系统。高参数、大容量锅炉均采用非沸腾式省煤器， 即其出口水温低于给水压力下的饱和温度。即其出口水温低于给水压力下的饱和温度。 作用：作用：锅炉尾部烟道中布置省煤器，在于降低排烟温度、锅炉尾部烟道中布置省煤器，在于降低排烟温度、 节省燃料、提高锅炉效率。由于提高了汽包的进水温度，节省燃料、提高锅炉效率。由于提高了汽包的进水温度， 可减小给水与汽包之间的温差，降低汽包的热应力。可减小给水与汽包之间的温差，降低汽包的热应力。 锅炉的启停过程中，需要采用间断供水。当停止供水锅炉的启停过程中，需要采用间断供水。当停止供水 时，省煤器中的水不流动，会导致管于过热超温。省煤器时，省煤器中的水不流动，会

19、导致管于过热超温。省煤器 再循环管。当停止供水时，打开再循环管的阀门，使省煤再循环管。当停止供水时，打开再循环管的阀门，使省煤 器内器内的的水在工质密度差或循环泵的推力作用下形成临时回水在工质密度差或循环泵的推力作用下形成临时回 路内的循环，达到保护省煤器的目的。路内的循环，达到保护省煤器的目的。 五、空气预热器五、空气预热器 空气预热器布置在省煤器后的尾部烟道中，是利用低空气预热器布置在省煤器后的尾部烟道中，是利用低 温烟气加热燃烧所需空气的一种热交换器。所加热的空气温烟气加热燃烧所需空气的一种热交换器。所加热的空气 一部分用于直接助燃，一部分用于干燥和输送煤粉。一部分用于直接助燃，一部分用

20、于干燥和输送煤粉。 作用：作用：不仅降低了锅炉的排烟温度，提高了锅炉效率，不仅降低了锅炉的排烟温度，提高了锅炉效率， 而且由于炉内助燃空气和煤粉气流温度的提高，增强了燃而且由于炉内助燃空气和煤粉气流温度的提高，增强了燃 烧稳定性，强化了燃烧和传热。因此空气预热器己成为锅烧稳定性，强化了燃烧和传热。因此空气预热器己成为锅 炉不可缺少的受热而。炉不可缺少的受热而。 空气预热器按传热方式不同，可分为管式和回转式空气预热器按传热方式不同，可分为管式和回转式 两种。管式空气预热器常用于两种。管式空气预热器常用于200M200M以下的中小型锅炉。以下的中小型锅炉。 回转式回转式( (指容克式指容克式) )

21、空气预热器在空气预热器在300M300M以上的大型机组锅以上的大型机组锅 炉中应用广泛。炉中应用广泛。 第六节第六节 锅炉的主要辅助设备锅炉的主要辅助设备 一、通风设备一、通风设备 锅炉的通风设备主要指送风机、引风机、烟囱及其连接风锅炉的通风设备主要指送风机、引风机、烟囱及其连接风 道、烟道等。道、烟道等。 作用：作用：是供给炉内燃烧及制粉、输粉所需的热空气，并使是供给炉内燃烧及制粉、输粉所需的热空气，并使 炉内燃烧产生的烟气流经各受热面、除尘器后通过烟囱排炉内燃烧产生的烟气流经各受热面、除尘器后通过烟囱排 放到环境大气。放到环境大气。 烟囱烟囱是利用外界冷空气与设备内热烟气的密度差所产生的是利用外界冷空气与设备内热烟气的密度差所产生的 抽吸力进行自然通风的设备，抽吸力进行自然通风的设备，主要作用主要作用是将除过尘的烟气是将除过尘的烟气 排放到约排放到约200m左右的高度使有害物质在高空远扬稀，左右的高度使有害物质在高空远扬稀， 以满足环保要求。以满足环保要求。 结构简单结构简单 体积庞大体积庞大 造价较低造价较低 结构紧凑