热力设备及系统-亚临界机组( 锅炉1、2)

1、亚临界热力设备及系统主讲人主讲人 唐唐 强强重庆大学重庆大学动力工程学院动力工程学院 12目目 录录 第第1部分部分 绪论绪论第第2部分部分 锅炉设备锅炉设备第第3部分部分 汽轮机设备汽轮机设备第第4部分部分 热力发电厂热力发电厂锅炉原理锅炉原理Boiler Principles重庆大学重庆大学动力工程学院动力工程学院唐强唐强 副教授副教授工学博士工学博士锅炉原理锅炉原理锅炉简史锅炉简史第一章第一章 锅炉设备整体介绍锅炉设备整体介绍第二章第二章 蒸发设备及水冷壁蒸发设备及水冷壁第三章第三章 锅炉过热器和再热器锅炉过热器和再热器第四章第四章 磨煤机及制粉系统磨煤机及制粉系统第五章第五章 燃烧设备

2、燃烧设备第六章第六章 点火器及燃烧器点熄火控制点火器及燃烧器点熄火控制第七章第七章 燃烧中的问题燃烧中的问题第八章第八章 空气预热器空气预热器一、一、锅炉发展简史锅炉发展简史Heros aeolipile-steam put to work200 B.C., 古希腊古希腊HeroThe aeolipile was basically a hollow sphere that was spun around by jets of steam coming from within the sphere itself. The action of the aeolipile could be com

3、pared to water coming from a lawn sprinkler. This novelty of the time opened the door to the possibilities of steam powerTill Watt times，几乎没有发展几乎没有发展Watt时代，由于矿井抽水的需要，对动力的需要增大。时代，由于矿井抽水的需要，对动力的需要增大。锅炉当时主要为圆筒形，筒外加热。锅炉当时主要为圆筒形，筒外加热。最简单的锅炉最简单的锅炉James Watt reasoned that the cylinder was first heated by t

4、he steam, then cooled by the condensing water. This alternate heating and cooling wasted much power. His solution was to connect a separate tank for condensing the steam. With this condensing tank connected to the cylinder, the cylinder could be kept hot all the time .随着工业的发展，锅炉向两个方向发展：随着工业的发展，锅炉向两个

5、方向发展：（1）在圆筒内部增加受热面积）在圆筒内部增加受热面积开始是在一个大圆筒内开始是在一个大圆筒内增加了一火筒增加了一火筒，然后两个，直到，然后两个，直到多个。最后发展为现代的多个。最后发展为现代的火管锅炉火管锅炉。（2）增加筒外部的受热面积，即增加水筒的数目。）增加筒外部的受热面积，即增加水筒的数目。燃料在筒外燃烧，与火管锅炉的发展相似，水筒的数目燃料在筒外燃烧，与火管锅炉的发展相似，水筒的数目不断增加，发展成为很多不断增加，发展成为很多小直径的水管小直径的水管。由于水在管中流动，称为由于水在管中流动，称为水管锅炉水管锅炉。烟管锅炉的特点：烟管锅炉的特点：（1）炉膛矮小，炉膛温度低，燃烧

6、条件差，难）炉膛矮小，炉膛温度低，燃烧条件差，难于燃烧劣质煤，常需炉拱。于燃烧劣质煤，常需炉拱。（2）受热面简单，排烟温度高，）受热面简单，排烟温度高， 效率低，常冒效率低，常冒黑烟。黑烟。（3）锅筒大，强度低，参数难提高，几乎不用）锅筒大，强度低，参数难提高，几乎不用于发电，钢耗大。于发电，钢耗大。（4）水容量大，负荷适应性好，水质要求低，）水容量大，负荷适应性好，水质要求低，运行、维修方便。运行、维修方便。水管锅炉的特点：水管锅炉的特点：正好相反正好相反。二、锅炉发展趋势：二、锅炉发展趋势：电站锅炉：电站锅炉：高效率（部分减少污染）、大容量、高效率（部分减少污染）、大容量、高参数、低污染、

7、自动化、高可靠性、高参数、低污染、自动化、高可靠性、低成本（金属消耗量）低成本（金属消耗量）有时不能兼顾有时不能兼顾工业锅炉：工业锅炉：高效率、低污染、自动化、低成本高效率、低污染、自动化、低成本（金属消耗量）（金属消耗量）生活锅炉：生活锅炉：低污染、自动化、安全可靠低污染、自动化、安全可靠有人说锅炉有人说锅炉傻大笨粗傻大笨粗这是不确切的，是一种误解。这是不确切的，是一种误解。正确的说法应该是：正确的说法应该是：锅炉傻而不笨。锅炉傻而不笨。因为它给什么，吃什么，从不因为它给什么，吃什么，从不挑剔，即使是吃剩饭也从无怨挑剔，即使是吃剩饭也从无怨言，但供出的却是清洁的电能、言，但供出的却是清洁的电

8、能、蒸汽或热水！蒸汽或热水！锅炉大而不粗。锅炉大而不粗。大是因为有时一台锅炉需消大是因为有时一台锅炉需消耗上千吨或几千吨钢材耗上千吨或几千吨钢材;不粗是因为锅炉每一部件都不粗是因为锅炉每一部件都需要仔细地、科学地设计，需要仔细地、科学地设计，不能有一丝差错，否则后果不能有一丝差错，否则后果不堪设想！不堪设想！三、锅炉的科学定义三、锅炉的科学定义事实上，今天的锅炉的含义拓事实上，今天的锅炉的含义拓展了许多。展了许多。比如：原来单指燃烧化石燃料比如：原来单指燃烧化石燃料即煤、石油和天然气。即煤、石油和天然气。如今的锅炉，过去能烧的全烧，如今的锅炉，过去能烧的全烧，过去不能烧的今天也烧，如垃过去不能

9、烧的今天也烧，如垃圾、废旧轮胎等，充当着圾、废旧轮胎等，充当着环境环境卫士卫士。 我国锅炉工业发展现状我国锅炉工业发展现状锅炉是我国国民经济和人民生活中必不锅炉是我国国民经济和人民生活中必不可少的热能动力设备。可少的热能动力设备。它使用面广，需求量大。它使用面广，需求量大。我国锅炉制造业随着经济的发展，技术我国锅炉制造业随着经济的发展，技术水平和生产规模不断提高。锅炉制造厂水平和生产规模不断提高。锅炉制造厂的级别分为级、级、级、级等，的级别分为级、级、级、级等，表表2-9给出了截止给出了截止2000年末时我国锅炉制年末时我国锅炉制造业的现状。造业的现状。 我国第一台发电机组于我国第一台发电机组

10、于1882年在上海投运，年在上海投运，到到1949年我国装机容量仅年我国装机容量仅185MW，发电量为，发电量为43108kWh，几乎没有锅炉制造工业。，几乎没有锅炉制造工业。1953年创建了上海锅炉厂，年创建了上海锅炉厂，1954年又建立哈年又建立哈尔滨锅炉厂，以后又建立武汉锅炉厂、东方尔滨锅炉厂，以后又建立武汉锅炉厂、东方锅炉厂等锅炉制造厂以及有关科研单位。高锅炉厂等锅炉制造厂以及有关科研单位。高等院校也先后设立相应的专业，形成了完整等院校也先后设立相应的专业，形成了完整的教育、科研、设计、制造和安装体系。我的教育、科研、设计、制造和安装体系。我国现在已能设计、制造各类锅炉，基本能满国现在

11、已能设计、制造各类锅炉，基本能满足国内的工业需要。我国大型电站锅炉已出足国内的工业需要。我国大型电站锅炉已出口到口到10余个国家，发电设备已成为我国主要余个国家，发电设备已成为我国主要出口产品之一。出口产品之一。全世界范围来看，目前全世界范围来看，目前大容量机组还以亚临大容量机组还以亚临界蒸汽参数为主，界蒸汽参数为主，但由于近年来超临界压力但由于近年来超临界压力机组可靠性不断提高，使机组可靠性不断提高，使超临界机组发展有超临界机组发展有上升趋势上升趋势。从锅炉容量来看，最大容量为从锅炉容量来看，最大容量为1300MW的超的超临界机组，但从燃料性质临界机组，但从燃料性质 (主要燃煤主要燃煤)、可

12、靠、可靠性、辅机配套等要求看，多数机组容量在性、辅机配套等要求看，多数机组容量在600-800MW之间。压力在之间。压力在25-27MPa。温度。温度540/540，但有上升趋势。，但有上升趋势。锅炉机组的工作过程锅炉机组的工作过程锅炉锅炉=“锅锅”+“炉炉”n“锅炉锅炉”是一个俗称，同时也是一个学术用语。是一个俗称，同时也是一个学术用语。n虽然不那么好听，却很科学。虽然不那么好听，却很科学。n据我的知识，没有任何一种语言能像汉语这样把它表达得这据我的知识，没有任何一种语言能像汉语这样把它表达得这样科学、准确、完整和形象。样科学、准确、完整和形象。n锅炉是一种机械产品，但它不是一种通用机械。锅

13、炉是一种机械产品，但它不是一种通用机械。n有时它是一个庞然大物有时它是一个庞然大物-n有时它又很袖珍有时它又很袖珍-只需挂在墙上。只需挂在墙上。n从事锅炉工作的人在民间也称为烧水的。可见锅炉主要与水从事锅炉工作的人在民间也称为烧水的。可见锅炉主要与水有关。有关。 司炉？司炉？锅炉机组的工作过程锅炉机组的工作过程n很难想像如果没有锅炉当今的世界会怎样？！很难想像如果没有锅炉当今的世界会怎样？！n当您劳累一天后回到家中，洗个热水澡的感觉使您不能不想当您劳累一天后回到家中，洗个热水澡的感觉使您不能不想到锅炉！到锅炉！n锅炉为了实现对水加热、汽化、蒸汽过热的过程，必须具有锅炉为了实现对水加热、汽化、蒸

14、汽过热的过程，必须具有: 能从燃料获得足够热能的设备，即能从燃料获得足够热能的设备，即“炉子炉子”， 以及盛装水及蒸汽的耐压容器，并具有能吸收足够热量以及盛装水及蒸汽的耐压容器，并具有能吸收足够热量的受热面，这就是的受热面，这就是“锅锅”。这里所指的这里所指的“足够足够”，取决于需要产生蒸汽的量，以及蒸汽的，取决于需要产生蒸汽的量，以及蒸汽的压力和温度。压力和温度。n锅炉的科学定义：锅炉的科学定义：锅炉是一种将燃料燃烧，使其中的化学能锅炉是一种将燃料燃烧，使其中的化学能转变为热能，并将此热能传递给水（转变为热能，并将此热能传递给水（也可能是其它工质也可能是其它工质），），使工质变为具有一定压力

15、和温度的蒸汽或热水的设备。使工质变为具有一定压力和温度的蒸汽或热水的设备。锅炉机组的工作过程锅炉机组的工作过程一、火力发电厂生产电能需要经过多次能量转换过程一、火力发电厂生产电能需要经过多次能量转换过程 n首先由锅炉将首先由锅炉将燃料燃烧释放的燃料燃烧释放的化学能化学能通过受热面使给通过受热面使给水加热、蒸发、过热，转变为水加热、蒸发、过热，转变为蒸汽的热能蒸汽的热能；n再由汽轮机将蒸汽的热能转变为高速旋转的再由汽轮机将蒸汽的热能转变为高速旋转的机械能机械能；n然后由汽轮机带动发电机将机械能转变为源源不断的然后由汽轮机带动发电机将机械能转变为源源不断的向外界输送的向外界输送的电能电能。 二、锅

16、炉机组的工作过程 1. 1. 原煤原煤破碎破碎原煤干燥原煤干燥磨制煤粉磨制煤粉输送煤粉输送煤粉组织组织燃烧；燃烧； 2. 2. 空气空气预热预热燃料燃烧配风；燃料燃烧配风； 3. 3. 锅炉给水由锅炉给水由省煤器省煤器受热面加热升温受热面加热升温由由蒸发受热面蒸发受热面( (水冷壁）吸热将给水转变为汽水混合物或直接转变为蒸水冷壁）吸热将给水转变为汽水混合物或直接转变为蒸汽汽由由过热器过热器受热面将蒸汽进一步加热达到过热状态；受热面将蒸汽进一步加热达到过热状态； 4. 4.再热再热 5.5.排渣、清灰、除灰、烟气排放。排渣、清灰、除灰、烟气排放。锅炉机组的系统及组成部件锅炉机组的系统及组成部件

17、n一、锅炉机组的系统一、锅炉机组的系统 1 1、制粉系统、制粉系统n原煤输送系统将破碎后的原煤送入原煤仓原煤输送系统将破碎后的原煤送入原煤仓给煤机给煤机磨煤磨煤机机煤粉分离煤粉分离合格的煤粉合格的煤粉由空气送入炉内燃烧。由空气送入炉内燃烧。n2 2、燃烧系统、燃烧系统 n燃烧所需要的空气燃烧所需要的空气 送风机送风机 空气预热器空气预热器 n 燃烧器二次风喷口燃烧器二次风喷口燃烧室。燃烧室。n 两路热风管道两路热风管道n 制粉系统输送煤制粉系统输送煤 粉粉燃烧器一次燃烧器一次 n 风喷口风喷口燃烧室。燃烧室。 n3、汽水系统n 给水给水 (凝结水和少量补给水凝结水和少量补给水 ) 水处理设备除

18、水处理设备除去大部分杂质去大部分杂质n汽轮机低压蒸汽抽汽加热汽轮机低压蒸汽抽汽加热n除氧器去除给水中的氧和不溶解性气体除氧器去除给水中的氧和不溶解性气体n由给水泵提高给水压力由给水泵提高给水压力n汽轮机高压蒸汽抽汽加热汽轮机高压蒸汽抽汽加热n锅炉省煤器加热锅炉省煤器加热 水冷壁蒸发水冷壁蒸发 过热器升温过热器升温至汽机要求的进汽温度至汽机要求的进汽温度高压缸高压缸n再热再热 中、低压缸中、低压缸凝结水凝结水n4、除渣、除灰和清灰系统n燃烧产生的大块熔渣（约占总灰量的燃烧产生的大块熔渣（约占总灰量的510%），经），经水冷壁冷却形成固态渣由炉底排放水冷壁冷却形成固态渣由炉底排放 经碎渣机破碎；经

19、碎渣机破碎；n 烟气中携带的细灰粒（约占总灰量的烟气中携带的细灰粒（约占总灰量的9095%），），经除尘器将细灰从烟气中分离出来，由除灰系统送往经除尘器将细灰从烟气中分离出来，由除灰系统送往灰场；灰场；n锅炉运行中沉积到受热面上的细灰由吹灰器清除进入锅炉运行中沉积到受热面上的细灰由吹灰器清除进入除灰系统。除灰系统。 n5 5、烟气排放系统、烟气排放系统n n燃烧产生的烟气燃烧产生的烟气n锅炉尾部的空气预热器出口排出锅炉尾部的空气预热器出口排出n除尘器，将烟气中的大部分细灰分离出来，排往除尘器，将烟气中的大部分细灰分离出来，排往除灰系统，以防止粉尘粒子对大气产生污染。除灰系统，以防止粉尘粒子对大

20、气产生污染。 二、二、锅炉机组锅炉机组的组成部件的组成部件 n组成部件分两部分，即组成部件分两部分，即本体设备和辅机设备本体设备和辅机设备本体设备本体设备n炉膛炉膛、燃烧器、燃烧器、空气预热器空气预热器；n省煤器省煤器、水冷壁水冷壁、锅筒或启动用汽水分离器、锅筒或启动用汽水分离器、过热器、过热器、再热器再热器等；等；辅机设备辅机设备n给煤机、给煤机、磨煤机磨煤机；n送风机、引风机；送风机、引风机；n给水泵；给水泵；n吹灰器、碎渣机、除尘器、灰浆泵。吹灰器、碎渣机、除尘器、灰浆泵。 第一章 锅炉设备整体介绍SG-2028/17.5亚临界压力一次中间再热控制循环汽包炉亚临界压力一次中间再热控制循环

21、汽包炉单炉膛单炉膛型露天布置型露天布置四角切圆燃烧，平衡通风四角切圆燃烧，平衡通风全钢架悬吊结构全钢架悬吊结构采用固态连续排渣方式采用固态连续排渣方式锅炉点火方式为高能电火花点燃轻油，轻油再点燃煤粉的二级锅炉点火方式为高能电火花点燃轻油，轻油再点燃煤粉的二级点火方式。点火方式。第一章 锅炉设备整体介绍锅炉按蒸发受热面循环方式分类n自然循环自然循环、控制循环、直流锅炉、低倍率或复合循环、控制循环、直流锅炉、低倍率或复合循环 大容量锅炉的主要指标大容量锅炉的主要指标一、锅炉容量（额定蒸发量额定蒸发量）设计蒸汽参数和保证效率下最大连续蒸发量设计蒸汽参数和保证效率下最大连续蒸发量。Kg/s t/h 锅

22、炉最大蒸发量（锅炉最大蒸发量（MCR）是指在规定的工作压力下）是指在规定的工作压力下或低于工作压力下，连续运行，不考虑其经济效果，或低于工作压力下，连续运行，不考虑其经济效果，每小时能产生的最大蒸发量。每小时能产生的最大蒸发量。二、蒸汽参数锅炉出口处蒸汽压力（MPa)和温度（）三、给水温度进省煤器的给水温度。大容量锅炉的主要指标大容量锅炉的主要指标四、经济性指标四、经济性指标1.1.锅炉效率：锅炉的有效锅炉效率：锅炉的有效利用热量与输入热量的百利用热量与输入热量的百分比分比. .glgl=Q=Q1 1/Q/Qr r100%100% (30 (30万机组万机组, ,设计效率设计效率92%,92%

23、,保证效率保证效率89%,89%,一般为一般为90%)90%)2.2.钢材使用率钢材使用率锅炉每小时产生一吨蒸汽锅炉每小时产生一吨蒸汽所用钢材吨数所用钢材吨数. 2.5-5t . 2.5-5t /t/h/t/h 大容量锅炉的主要指标大容量锅炉的主要指标五、安全指标五、安全指标( (锅炉可靠性。三种指标衡量锅炉可靠性。三种指标衡量) )1.1.连续运行小时数连续运行小时数= =两次检修之间运行的小时两次检修之间运行的小时数数.4000h.4000h2.2.事故率事故率=事故停用小时数事故停用小时数/(/(运行总时数运行总时数+ +事故事故停用小时数停用小时数)100% 1%100% 90%100

24、% 90%大容量锅炉的主要型式600600控制控制循环锅炉循环锅炉 SG-2028/17.5-M916SG-2028/17.5-M916锅炉总体介绍锅炉总体介绍n亚临界压力一次中间再热控制循环汽包炉，单炉膛亚临界压力一次中间再热控制循环汽包炉，单炉膛型露天布型露天布置，四角切圆燃烧，平衡通风，全钢架悬吊结构，采用固态连续置，四角切圆燃烧，平衡通风，全钢架悬吊结构，采用固态连续排渣方式。二级点火方式。排渣方式。二级点火方式。锅炉的整体布置锅炉的整体布置n锅炉炉膛宽锅炉炉膛宽19558mm19558mm，深，深16940.5mm16940.5mm，炉顶标高，炉顶标高73200mm73200mm，锅

25、筒中，锅筒中心线标高心线标高74200mm74200mm，炉顶大板梁底标高，炉顶大板梁底标高81700mm81700mmn炉膛上部布置了炉膛上部布置了分隔屏、后屏及屏式再热器分隔屏、后屏及屏式再热器，前墙及两侧墙前，前墙及两侧墙前部均设有部均设有墙式辐射再热器墙式辐射再热器，炉室下水包标高为，炉室下水包标高为7730mm7730mm。n水平烟道深度为水平烟道深度为8548mm8548mm，由水冷壁延伸部分和后烟井延伸部分，由水冷壁延伸部分和后烟井延伸部分组成，内部布置有末级再热器和末级过热器。后烟井深度组成，内部布置有末级再热器和末级过热器。后烟井深度13908mm13908mm，后烟井内设有

26、低温过热器和省煤器。，后烟井内设有低温过热器和省煤器。SG-2028/17.5-M916SG-2028/17.5-M916锅炉总体介绍锅炉总体介绍n炉前布置三台低压头炉水循环泵，炉后布置两台三分仓容克式炉前布置三台低压头炉水循环泵，炉后布置两台三分仓容克式空气预热器。空气预热器。n冷一次风正压直吹式制粉系统，配六台冷一次风正压直吹式制粉系统，配六台ZGM113NZGM113N型中速磨煤机，型中速磨煤机，布置在炉前，一台备用。布置在炉前，一台备用。n直流燃烧器四角布置，切向燃烧，每台磨煤机出口由直流燃烧器四角布置，切向燃烧，每台磨煤机出口由4 4根煤粉管根煤粉管道接至一层煤粉喷咀。最上排燃烧器喷

27、口中心线标高道接至一层煤粉喷咀。最上排燃烧器喷口中心线标高34200mm34200mm，距分隔屏屏底距离距分隔屏屏底距离21000mm21000mm，最下排燃烧器喷口中心标高，最下排燃烧器喷口中心标高25300mm25300mm，至冷灰斗转角距离为至冷灰斗转角距离为5699mm5699mm，每角燃烧器风箱中设有三层启动及，每角燃烧器风箱中设有三层启动及助燃油枪。助燃油枪。n本锅炉设有容量为本锅炉设有容量为5%MCR5%MCR的启动旁路系统。机组配置容量为的启动旁路系统。机组配置容量为30%BMCR30%BMCR的高、低压两级串级旁路。的高、低压两级串级旁路。SG-2028/17.5-M916S

28、G-2028/17.5-M916锅炉总体介绍锅炉总体介绍n设置了膨胀中心，锅炉垂直方向上的膨胀零点设在炉顶大罩壳设置了膨胀中心，锅炉垂直方向上的膨胀零点设在炉顶大罩壳顶部，锅炉深度和宽度方向上的膨胀零点设在炉膛中心，在炉膛顶部，锅炉深度和宽度方向上的膨胀零点设在炉膛中心，在炉膛高度方向设有三层导向装置。高度方向设有三层导向装置。n每台炉设有二台静叶可调轴流式每台炉设有二台静叶可调轴流式引风机引风机、二台动叶可调轴流式、二台动叶可调轴流式送风机送风机和二台动叶可调轴流式和二台动叶可调轴流式一次风机一次风机。n炉膛有炉膛有8080只墙式吹灰器，炉膛上部及对流烟道区域内布置只墙式吹灰器，炉膛上部及对

29、流烟道区域内布置5050只只长行程伸缩式吹灰器，每台预热器烟气出口端布置一只伸缩式吹长行程伸缩式吹灰器，每台预热器烟气出口端布置一只伸缩式吹灰器，运行时所有吹灰器均实现程序控制。灰器，运行时所有吹灰器均实现程序控制。n锅炉本体部分共配有锅炉本体部分共配有1616只弹簧安全阀，锅筒上只弹簧安全阀，锅筒上6 6只，过热器出口只，过热器出口2 2只，再热器进口管道只，再热器进口管道6 6只及再热器出口管道布置只及再热器出口管道布置2 2只。为减少安只。为减少安全阀起跳次数，在过热器出口还装有全阀起跳次数，在过热器出口还装有2 2只动力泄放阀。只动力泄放阀。SG-2028/17.5-M916SG-20

30、28/17.5-M916锅炉总体介绍锅炉总体介绍n此外此外，锅炉还配有火焰电视摄像装置、锅筒水位计及水位电视，锅炉还配有火焰电视摄像装置、锅筒水位计及水位电视摄像、炉膛出口烟温探针及摄像、炉膛出口烟温探针及FSSSFSSS火检系统等安全保护装置。火检系统等安全保护装置。n锅炉设计运行方式：定锅炉设计运行方式：定- -滑滑- -定方式运行定方式运行, ,也可定压运行。调峰范也可定压运行。调峰范围围40%40%100%BMCR100%BMCR。55%BMCR55%BMCR负荷，不投油助燃。能单台空气预负荷，不投油助燃。能单台空气预热器工作。热器工作。n锅炉负荷连续变化率达到下述要求，并且能与汽机相

31、匹配：锅炉负荷连续变化率达到下述要求，并且能与汽机相匹配：n过热汽温偏差在过热汽温偏差在55，再热汽温偏差在，再热汽温偏差在+5+5和和-10-10。n再热器入口蒸汽温度偏离设计值再热器入口蒸汽温度偏离设计值2020时，蒸汽压力偏离设计值时，蒸汽压力偏离设计值+25%+25%时，出口汽温能达到额定值，受热面金属不超温。时，出口汽温能达到额定值，受热面金属不超温。n过热器的汽温调节主要采用喷水调节，再热器的汽温调节主要过热器的汽温调节主要采用喷水调节，再热器的汽温调节主要采用燃烧器摆动及过量空气系数调节，装有事故喷水装置。采用燃烧器摆动及过量空气系数调节，装有事故喷水装置。SG-2028/17.

32、5-M916SG-2028/17.5-M916锅炉总体介绍锅炉总体介绍n炉膛设计压力按炉膛设计压力按5.8kPa5.8kPa，炉膛瞬时承受最大压力，炉膛瞬时承受最大压力 8.718kPa8.718kPa，炉膛正常运行压力炉膛正常运行压力-37.3Pa-37.3Pa。n锅炉主要受压部件使用寿命不小于锅炉主要受压部件使用寿命不小于3030年，年，3030年内机组寿命损耗年内机组寿命损耗小于小于75%75%。SG-2028/17.5-M916SG-2028/17.5-M916锅炉特点锅炉特点1 1、控制循环控制循环2 2、汽包结构汽包结构3 3、汽包内的汽水分离装置汽包内的汽水分离装置4 4、5%5

33、%启动旁路启动旁路5 5、环境保护方面：抑制、环境保护方面：抑制NOxNOx生成，宽调节比（生成，宽调节比（WRWR）浓淡相煤粉燃）浓淡相煤粉燃烧，炉后布置的高效静电除尘器，脱硫系统同步运行。烧，炉后布置的高效静电除尘器，脱硫系统同步运行。6 6、四角切圆燃烧及四角切圆燃烧及OFAOFA风的布置风的布置7 7、再热汽温调节再热汽温调节大容量锅炉的主要型式一、采用对冲燃烧方式的采用对冲燃烧方式的300300自然循环锅炉自然循环锅炉 n北京巴威公司采用B&W技术设计制造的亚临界压力300锅炉。n采用双调风旋流式燃烧器对冲燃烧、自然循环、烟气挡板调温方式。n炉膛由膜式水冷壁组成。炉膛的宽度、

34、深度、高度(前后墙水冷壁下联箱到顶棚管中心线的距离)分别为13.350m、12.300m、46.400m。n燃用山西晋中贫煤,炉膛容积热强度为440.2103kJ/(m3h)，炉膛断面热强度为18.24106kJ/(m2h)。n在炉膛的前后墙各布置三层双调风旋流式燃烧器，每层四只，共24只。燃烧器射出的煤粉气流对冲燃烧，形成双“L”形火焰。 二、采用四角燃烧方式的二、采用四角燃烧方式的300300自然循环锅炉自然循环锅炉 n东方锅炉厂、东方锅炉厂、CE技术、亚临界压力技术、亚临界压力300MW锅炉。锅炉。n四角切圆燃烧、自然循环、摆动式燃烧器。炉膛的宽、四角切圆燃烧、自然循环、摆动式燃烧器。炉

35、膛的宽、深、高分别为深、高分别为13.335m、12.829m、54.300m。n燃用西山贫煤和洗中煤的混煤。炉膛容积热强度为燃用西山贫煤和洗中煤的混煤。炉膛容积热强度为389MJ/(m3h)，炉膛断面热强度为，炉膛断面热强度为17.13106kJ/(m2h)。n燃烧器有燃烧器有6层一次风喷口，四层油喷口，层一次风喷口，四层油喷口，6层二次风喷口，层二次风喷口，气流射出喷口后，在炉膛中央形成气流射出喷口后，在炉膛中央形成700和和1000的两个的两个切圆。切圆。三、亚临界压力三、亚临界压力600600自然循环锅炉自然循环锅炉 n24只低只低NOx旋流式燃烧器对冲燃烧方式旋流式燃烧器对冲燃烧方式

36、n6台双进双出磨煤机直吹式制粉系统，两台三分仓空台双进双出磨煤机直吹式制粉系统，两台三分仓空气预热器，两台离心式一次风机，两台动叶可调轴气预热器，两台离心式一次风机，两台动叶可调轴流式二次风机，两台动叶可调轴流式吸风机，再热流式二次风机，两台动叶可调轴流式吸风机，再热汽温调节用烟气挡板，过热汽温以喷水减温为主。汽温调节用烟气挡板，过热汽温以喷水减温为主。n饱和蒸汽依次进入顶棚过热器、包墙管过热器、一饱和蒸汽依次进入顶棚过热器、包墙管过热器、一级过热器、大屏过热器、末级过热器。级过热器、大屏过热器、末级过热器。n 过热汽温的调节采用两级喷水减温。第一级减温器过热汽温的调节采用两级喷水减温。第一级

37、减温器布置在一级过热器和大屏过热器的连接管道内，二布置在一级过热器和大屏过热器的连接管道内，二级减温器布置在大屏过热器出口联箱和后屏过热器级减温器布置在大屏过热器出口联箱和后屏过热器进口联箱之间。进口联箱之间。四、四、 600600级和级和300300级型火焰锅炉级型火焰锅炉 n FW660MW级亚临界参数自然循环锅炉级亚临界参数自然循环锅炉 n水冷壁由鳍片管或光管组成，前后墙水冷壁向内弯曲水冷壁由鳍片管或光管组成，前后墙水冷壁向内弯曲形成炉拱。前后拱各布置形成炉拱。前后拱各布置18只双旋风筒燃烧器。炉拱只双旋风筒燃烧器。炉拱下部为燃烧室，为了保证低反应煤的稳定燃烧，燃烧下部为燃烧室，为了保证

38、低反应煤的稳定燃烧，燃烧室内部分区域的水冷壁上敷设了卫燃带。室内部分区域的水冷壁上敷设了卫燃带。 n两级喷水减温，一级减温器布置在低温过热器和屏式两级喷水减温，一级减温器布置在低温过热器和屏式过热器之间。一级减温水量占过热器总喷水量的过热器之间。一级减温水量占过热器总喷水量的2/3，为满足大流量需要，每个减温器有两个减温水喷嘴，为满足大流量需要，每个减温器有两个减温水喷嘴，容量分别为容量分别为25和和75，正常运行时，只投，正常运行时，只投75容量容量喷。二级减温器布置在屏式过热器和高温过热器之间。喷。二级减温器布置在屏式过热器和高温过热器之间。再热汽温的调节采用烟气挡板并设置事故喷水减温装再

39、热汽温的调节采用烟气挡板并设置事故喷水减温装置置,事故喷水减温装置装在再热器进口的管道中。事故喷水减温装置装在再热器进口的管道中。五、五、360360级型火焰锅炉级型火焰锅炉 nB&W360MW级级W型火焰锅炉是我国湖南岳阳电厂引型火焰锅炉是我国湖南岳阳电厂引进的亚临界自然循环锅炉。进的亚临界自然循环锅炉。n沿烟气流程布置屏式过热器、高温过热器，水平烟道沿烟气流程布置屏式过热器、高温过热器，水平烟道中布置高、低温再热器（即再热器为单级布置），尾中布置高、低温再热器（即再热器为单级布置），尾部竖井烟道中布置低温过热器和省煤器。部竖井烟道中布置低温过热器和省煤器。n过热汽温调节采用两级喷水

40、减温过热汽温调节采用两级喷水减温.n再热汽温调节采用炉底供热风的方式。炉底注入热风再热汽温调节采用炉底供热风的方式。炉底注入热风还可以使冷灰斗区域的炉渣凝聚体积减小，以利于排还可以使冷灰斗区域的炉渣凝聚体积减小，以利于排渣和减轻受热面的磨损。渣和减轻受热面的磨损。六、六、 600600控制循环锅炉控制循环锅炉 n哈尔滨锅炉厂采用技术设计制造的哈尔滨锅炉厂采用技术设计制造的600亚临界控制循环锅炉。亚临界控制循环锅炉。n采用四角燃烧，摆动式直流燃烧器调温方式。炉采用四角燃烧，摆动式直流燃烧器调温方式。炉膛宽、深、高度分别为膛宽、深、高度分别为18.542m、16.432m、65.354m。n燃用

41、烟煤，炉膛断面热强度为燃用烟煤，炉膛断面热强度为20.304106kJ/(m2h) ，炉膛容积热强度为，炉膛容积热强度为346.5103kJ/(m3h) 。七、低倍率循环锅炉七、低倍率循环锅炉 塔型布置锅炉塔型布置锅炉 1 1、水循环系统、水循环系统n水循环系统采用低倍率循环方式，循环倍率为水循环系统采用低倍率循环方式，循环倍率为1.251.251.41.4。汽。汽水流程设置为两个独立的流路，每个流路设一组汽水分离器。水流程设置为两个独立的流路，每个流路设一组汽水分离器。n水冷壁出口的汽水混合物进入汽水分离器，分离器分离出来水冷壁出口的汽水混合物进入汽水分离器，分离器分离出来的水经循环泵加压后

42、，送入三通混合器。分离器分离出来的的水经循环泵加压后，送入三通混合器。分离器分离出来的饱和蒸汽进入一级过热器。饱和蒸汽进入一级过热器。n给水经省煤器加热后，通过三通混合器，与来自分离器出口给水经省煤器加热后，通过三通混合器，与来自分离器出口的饱和水混合后，进入水冷壁。的饱和水混合后，进入水冷壁。 2. 2. 塔型布置锅炉的主要特点塔型布置锅炉的主要特点n(1)(1)过热器和再热器水平布置，易于疏水，可减轻停炉后因过热器和再热器水平布置，易于疏水，可减轻停炉后因蒸汽凝结导致的管子内壁腐蚀，并且在启动过程中不会造成蒸汽凝结导致的管子内壁腐蚀，并且在启动过程中不会造成水塞。水塞。 (2)(2)烟气向

43、上流动过程中，大颗粒的飞灰受重力作用，灰粒烟气向上流动过程中，大颗粒的飞灰受重力作用，灰粒速度低于气流速度速度低于气流速度 (3)(3)占地面积小，但锅炉高度提高，安装、运行、检修费用占地面积小，但锅炉高度提高，安装、运行、检修费用将提高。将提高。 八、超临界压力八、超临界压力600600机组锅炉机组锅炉 螺旋管圈水冷壁螺旋管圈水冷壁通过通过焊接在鳍片管上的焊接在鳍片管上的拉拉力板力板悬吊于炉顶钢架悬吊于炉顶钢架上上解决水动力学问题解决水动力学问题 九、超临界压力九、超临界压力800800锅炉锅炉 n型布置，全悬吊结构型布置，全悬吊结构 n膜式水冷壁气密结构，膜式水冷壁气密结构，采用平衡通风，

44、顶棚及对采用平衡通风，顶棚及对流竖井也为膜式壁结构。流竖井也为膜式壁结构。n在炉膛的两侧墙上布置在炉膛的两侧墙上布置四层双蜗壳旋流式燃烧器，四层双蜗壳旋流式燃烧器，形成形成对冲燃烧方式对冲燃烧方式，每层，每层燃烧器的数量为燃烧器的数量为12个。个。 锅炉原理锅炉原理n锅炉简史锅炉简史第一章第一章 锅炉设备整体介绍锅炉设备整体介绍第二章第二章 蒸发设备及水冷壁蒸发设备及水冷壁第三章第三章 锅炉过热器和再热器锅炉过热器和再热器第四章第四章 磨煤机及制粉系统磨煤机及制粉系统第五章第五章 燃烧设备燃烧设备第六章第六章 点火器及燃烧器点熄火控制点火器及燃烧器点熄火控制第七章第七章 燃烧中的问题燃烧中的问

45、题第八章第八章 空气预热器空气预热器第二章第二章 蒸发设备及水冷壁蒸发设备及水冷壁第一节第一节 600MW自然循环锅炉蒸发设备自然循环锅炉蒸发设备水冷壁的工作特点和作用水冷壁的工作特点和作用炉膛四周炉墙上敷设的受热面炉膛四周炉墙上敷设的受热面主要的蒸发受热面主要的蒸发受热面强化传热，减少锅炉受热面面积强化传热，减少锅炉受热面面积 高温辐射换热高温辐射换热n保护炉墙保护炉墙 膜式水冷壁膜式水冷壁n防止炉壁结渣防止炉壁结渣 熔融灰渣熔融灰渣遇冷凝固遇冷凝固，无粘性，无粘性n悬吊炉墙悬吊炉墙 敷管炉墙和管承炉墙敷管炉墙和管承炉墙第一节第一节 600MW自然循环锅炉蒸发设备自然循环锅炉蒸发设备一、亚临

46、界压力自然循环的基本特性一、亚临界压力自然循环的基本特性水冷壁外壁温度水冷壁外壁温度通常：通常：twb只比只比tbh温度高几度或几十度温度高几度或几十度关键：关键：2汽液两相流的复杂性汽液两相流的复杂性 21qttbhwbn自然循环：工质循环流动完全是由于蒸发受热面自然循环：工质循环流动完全是由于蒸发受热面受热产生的密度差而自然形成。受热产生的密度差而自然形成。n受热强的管子受热强的管子汽水混合物的密度小汽水混合物的密度小密度差大密度差大水量也越多水量也越多保证足够冷却。保证足够冷却。n自然循环锅炉的特征：汽包自然循环锅炉的特征：汽包n汽包；省煤器、过热器和蒸发受热面的分隔容器，汽包；省煤器、

47、过热器和蒸发受热面的分隔容器，各个受热面有明显的分界。各个受热面有明显的分界。n自然循环锅炉结构简单、运行容易、安全可靠自然循环锅炉结构简单、运行容易、安全可靠n我国亚临界压力以下锅炉，多采用自然循环锅炉我国亚临界压力以下锅炉，多采用自然循环锅炉自然循环锅炉自然循环锅炉水循环过程水循环过程1. 蒸发管内流动结构与传热恶化蒸发管内流动结构与传热恶化汽水两相流的流型汽水两相流的流型n根据根据流型流型建立相应的建立相应的流动流动和和传热传热方程式方程式n流型与工质压力、热负荷、质量流速、管子特性有关流型与工质压力、热负荷、质量流速、管子特性有关垂直上升管内的流型垂直上升管内的流型 加热加热n单相水过

48、冷沸腾：局部沸腾单相水过冷沸腾：局部沸腾n泡状流动泡状沸腾泡状流动泡状沸腾n弹状流动弹状流动压力很高时？压力很高时？n环状流动环状流动n雾状流动或弥散状流动雾状流动或弥散状流动n单相过热蒸汽流动单相过热蒸汽流动n热力学的热力学的x=0 x=0或或1 1 ？n水平管或倾斜管、垂直下降管等更复杂水平管或倾斜管、垂直下降管等更复杂1. 蒸发管内流动结构与传热恶化蒸发管内流动结构与传热恶化汽水两相流的传热汽水两相流的传热n传热机理的变化传热机理的变化(1)单相液体强制对流单相液体强制对流(2)表面沸腾区表面沸腾区 (3)饱和核态沸腾区饱和核态沸腾区 (4)双相流体强制对流换热区双相流体强制对流换热区

49、(5)干涸点干涸点 (6)欠液区欠液区 (7)单相蒸汽强制对流换热单相蒸汽强制对流换热n泡状流或弹状流，泡状流或弹状流，x x较低，较低，q q很高，管壁上的沸腾会偏离核态沸很高，管壁上的沸腾会偏离核态沸腾，将发生传热恶化：腾，将发生传热恶化：第一类传热危机第一类传热危机膜态沸腾膜态沸腾，n弥散流或雾状流区域，伴随着出现弥散流或雾状流区域，伴随着出现液膜蒸干液膜蒸干，将发生传热恶化：，将发生传热恶化：第二类传热危机第二类传热危机。n应避免应避免1. 蒸发管内流动结构与传热恶化蒸发管内流动结构与传热恶化汽水两相流的传热汽水两相流的传热n泡状流或弹状流，泡状流或弹状流，x x较低，较低，q q很高

50、，管壁上的沸腾会偏离核态沸很高，管壁上的沸腾会偏离核态沸腾，将发生传热恶化：腾，将发生传热恶化：第一类传热危机第一类传热危机膜态沸腾膜态沸腾，n弥散流或雾状流区域，伴随着出现弥散流或雾状流区域，伴随着出现液膜蒸干液膜蒸干，将发生传热恶化：，将发生传热恶化：第二类传热危机第二类传热危机。n应避免应避免2. 自然循环特性自然循环特性n压差平衡方程压差平衡方程n运动压头运动压头n自补偿特性：自补偿特性：在上升管质量含汽率小于界限含汽率范围内，自在上升管质量含汽率小于界限含汽率范围内，自然循环回路上升管受热增强时，循环水量和循环流速也随之增然循环回路上升管受热增强时，循环水量和循环流速也随之增大大n压

51、力高，密度差小：压力高，密度差小：控制循环控制循环xjhuxjssHgHgpp gHShuxjyd)( 第二节第二节 600MW控制循环锅炉蒸发设备控制循环锅炉蒸发设备一、控制循环的基本特性一、控制循环的基本特性n控制循环锅炉：循环回路上串接一个或多个专门的循环泵，用控制循环锅炉：循环回路上串接一个或多个专门的循环泵，用以控制锅炉中水和汽水混合物的流动以控制锅炉中水和汽水混合物的流动 控制循环锅炉控制循环锅炉n循环泵提升压头循环泵提升压头0.25-0.5MPa0.25-0.5MPa，自然循环运动压头，自然循环运动压头0.05-0.1MPa0.05-0.1MPa锅炉特点：锅炉特点：n水冷壁管径小

52、，垂直或水平布置，汽水分离元件和汽包直径较水冷壁管径小，垂直或水平布置，汽水分离元件和汽包直径较小。锅炉低负荷运行或启动好小。锅炉低负荷运行或启动好n增加了设备的制造费用以及锅炉的运行费用。增加了设备的制造费用以及锅炉的运行费用。n为了提高锅炉水动力特性，可以在蒸发受热面的进口为了提高锅炉水动力特性，可以在蒸发受热面的进口设置节流设置节流圈圈控制循环锅炉控制循环锅炉。n只有当蒸汽压力超过只有当蒸汽压力超过16MPa16MPa时，且自然循环不可靠，才需要考虑时，且自然循环不可靠，才需要考虑采用强制循环锅炉。采用强制循环锅炉。n当压力超过当压力超过19.6MPa19.6MPa，则适合采用直流锅炉。

53、，则适合采用直流锅炉。第二节第二节 600MW控制循环锅炉蒸发设备控制循环锅炉蒸发设备二、水冷壁系统二、水冷壁系统n低压头循环泵低压头循环泵+内螺纹管水冷壁内螺纹管水冷壁n外径外径516.5mm的光管和内螺纹管拼焊而成的的光管和内螺纹管拼焊而成的膜式水冷壁膜式水冷壁,节节距为距为63.5mm，管间用扁钢焊接形成完全气密封炉膛，管间用扁钢焊接形成完全气密封炉膛直径直径45-60mm无缝钢管和内螺纹管，无缝钢管和内螺纹管，20g1. 光管水冷壁光管水冷壁 n管子相互平行，垂直布置，管子相互平行，垂直布置，n两端连接集箱两端连接集箱/汽包汽包2. 膜式水冷壁膜式水冷壁n光管光管+扁钢扁钢/鳍片鳍片n

54、优点：优点：减小炉膛漏风减小炉膛漏风可采用轻型炉墙可采用轻型炉墙微正压燃烧，提高锅炉效率微正压燃烧，提高锅炉效率厂内预先组装厂内预先组装,缩短安装周期缩短安装周期第二节第二节 600MW控制循环锅炉蒸发设备控制循环锅炉蒸发设备二、水冷壁系统二、水冷壁系统我厂：低压头循环泵我厂：低压头循环泵+内螺纹管水冷壁内螺纹管水冷壁外径外径516.5mm的光管和内螺纹管拼焊而成的膜式水冷壁的光管和内螺纹管拼焊而成的膜式水冷壁,节节距为距为63.5mm，管间用扁钢焊接形成完全气密封炉膛，管间用扁钢焊接形成完全气密封炉膛n热膨胀：上部固定，下部自由膨胀热膨胀：上部固定，下部自由膨胀n刚性较差：吊拉件刚性较差：吊

55、拉件+水平刚性梁水平刚性梁n燃用低挥发分、不易着火的燃料，燃烧器区域燃用低挥发分、不易着火的燃料，燃烧器区域卫燃带卫燃带销钉销钉+耐火材料耐火材料 第二节第二节 600MW控制循环锅炉蒸发设备控制循环锅炉蒸发设备二、水冷壁系统二、水冷壁系统n我厂锅炉配三台由英国海伍德我厂锅炉配三台由英国海伍德-泰勒泰勒公司生产的湿式电机炉水循公司生产的湿式电机炉水循环泵，电机为全密封式环泵，电机为全密封式n二台即能带满负荷运行二台即能带满负荷运行n增加运行上的灵活性，锅炉可增加运行上的灵活性，锅炉可以三台泵运行以三台泵运行n如果只投运单台泵，则锅炉负如果只投运单台泵，则锅炉负荷必须立刻减低到荷必须立刻减低到6

56、0% MCR主要结构特点：主要结构特点：泵的叶轮和电机转子装在同一主泵的叶轮和电机转子装在同一主轴上，置于相互连通的密封压力轴上，置于相互连通的密封压力壳体内，泵与电机结合成一整体壳体内，泵与电机结合成一整体，没有联轴器和轴封，在布置上，没有联轴器和轴封，在布置上减少了泵内贮存空气的危害减少了泵内贮存空气的危害第二节第二节 600MW控制循环锅炉蒸发设备控制循环锅炉蒸发设备三、循环泵三、循环泵基本结构：基本结构：电机轴端悬伸一只单级离心泵轮电机轴端悬伸一只单级离心泵轮的主轴结构，电机与泵体由主螺的主轴结构，电机与泵体由主螺栓和法兰进行联接。栓和法兰进行联接。锅炉热态时可以随下降管一起向锅炉热态

57、时可以随下降管一起向下自由移动而不受膨胀的限制。下自由移动而不受膨胀的限制。电机的定子和转子用耐水耐压的电机的定子和转子用耐水耐压的绝缘导线做成绕组，但浸沉在高绝缘导线做成绕组，但浸沉在高压冷却水中，且该高压冷却水通压冷却水中，且该高压冷却水通过电机轴承的间隙，既是轴承的过电机轴承的间隙，既是轴承的润滑剂又是轴承的冷却介质。润滑剂又是轴承的冷却介质。泵体与电机是被分隔的两个腔室泵体与电机是被分隔的两个腔室，中间虽有间隙不设密封装置，中间虽有间隙不设密封装置第二节第二节 600MW控制循环锅炉蒸发设备控制循环锅炉蒸发设备三、循环泵三、循环泵 汽包的作用汽包的作用1.连接枢纽作用连接枢纽作用汽包接

58、受省煤器来的给水，它与下降管、循环泵、下联箱、水汽包接受省煤器来的给水，它与下降管、循环泵、下联箱、水冷壁、上联箱及汽水导管导组成水循环系统。冷壁、上联箱及汽水导管导组成水循环系统。2.储水蓄热作用储水蓄热作用3.净化蒸汽的作用净化蒸汽的作用汽包具有一定的容积和汽空间，可以设置汽水分离装置，连续汽包具有一定的容积和汽空间，可以设置汽水分离装置，连续排污装置等，可控制炉水品质和提高蒸汽洁净程度。排污装置等，可控制炉水品质和提高蒸汽洁净程度。4.监视保护作用监视保护作用水位计、压力表、及安全阀等附件，以确保锅炉的安全运行。水位计、压力表、及安全阀等附件，以确保锅炉的安全运行。第二节第二节 600M

59、W控制循环锅炉蒸发设备控制循环锅炉蒸发设备四、汽包四、汽包 汽包内部采用汽包内部采用环形环形夹层结构夹层结构作为作为汽水混合物的汽水混合物的通道，使上下通道，使上下壁温均匀，可壁温均匀，可加快锅炉的启加快锅炉的启、停速度。、停速度。汽包内部设备的作汽包内部设备的作用用在于将水从在于将水从水冷壁内产生水冷壁内产生的蒸汽中分离的蒸汽中分离出来，同时也出来，同时也将蒸汽中溶解将蒸汽中溶解盐分的含量降盐分的含量降到规定的标准到规定的标准以下。以下。 第二节第二节 600MW控制循环锅炉蒸发设备控制循环锅炉蒸发设备四、汽包四、汽包转向分离转向分离：挡板的下端汽水混合物：挡板的下端汽水混合物转向转向两排涡流式分离器两排涡流式分离器：实现二次分离：实现二次分离。第一次分离产生在两个同心圆筒之第一次分离产生在两个同心圆筒之间。汽水混合物间。汽水混合物轴向进入轴向进入螺旋螺旋形叶片形叶片强烈旋转强烈旋转水抛向内筒壁水抛向内筒壁向上运动向上运动排水夹层排水夹层水空间水空间