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文档简介
1、摘 要以300MW热力系统为研究对象,通过理论分析,建立对热力系统的分析思路和认识,借助于300MW仿真系统平台,分析锅炉、汽轮机结构特点及辅助系统的设备组成和工作原理。分析表明,热力系统分析的基础是建立在对设备的认识和理解的基础上的。关键词:锅炉;汽轮机;各系统流程;各设备组成及作用;工作原理;前言本设计以300MW火电机组为典型机组,分析了各局部热力系统的组成、连接方式以及火力发电厂主要热力辅助设备的基本结构、工作原理等基本知识。在设计之初,学习了电厂锅炉、汽轮机设备与运行、火电厂热力系统流体力学 泵与风机等专业课程,从中了解到火电厂的相关设备的结构、作用及工作原理,但整个学习的过程是间断
2、的,没能形成系统框架的认识和分析,缺乏综合运用的能力。在此基础上对300MW火电机组的热力系统进行分析,从中提高了自己对火电厂热力系统的认识和理解,将自己所学的知识在分析中进一步加深,提高自己的综合运用能力。本设计共分为十六章,主要包括锅炉设备的结构、工作原理;有关辅助设备和系统;比较详细的介绍了汽轮机、给水泵汽轮机组的特性、构造、运行相关参数及工作原理,汽轮机主要辅助系统及设备的特性、构造、作用及工作原理等内容。在分析过程中,查阅了大量的资料和相关的专业书籍,力求分析的更准确和内容的真实性。目 录前言一、锅炉概述1(一)锅炉的主要结构1(二)锅炉基本技术规范:2(三)燃用的燃料成分和特性指标
3、4二、 汽机概述4(一) 汽轮机参数规范:4(二) 汽轮机结构及特点:6三、制粉系统7(一)制粉系统7(二)制粉系统的主要辅助设备8(三)风和煤9(四)防止煤粉自燃和爆炸的措施9(五)影响制粉系统工作的因素9四、风烟系统10(一)锅炉的通风方式及其特点10(二)风机简介10(三)烟囱选择11(四)送、引风量的确定方法12五、灰渣系统12(一)电除尘器12(二)灰渣的处理方式及特点13(三)生产流程:13六、锅炉汽水系统13(一)省煤器13(二)蒸发设备14(三) 汽包水位15(四) 过热器和再热器15(五) 喷水减温16(六) 锅炉旁路系统及过热器疏水17七、主蒸汽系统与再热蒸汽系统18(一)
4、主蒸汽系统和再热蒸汽系统18(二)旁路系统19八、主凝结水系统20九、除氧器系统21十、主给水系统22(一)给水泵及汽动给水泵组22(二)高压加热器23十一、回热抽汽系统和加热器疏水系统23(一)给水回热加热的目的23(二)混合式和表面式加热器的优缺点23(三)表面式加热器上有关附件的用途24(四)回热抽汽管路24十二、凝汽器真空系统24十三、循环冷却水系统25十四、排污利用系统27十五、辅助蒸汽系统及补充水系统27十六、汽轮机润滑油系统28结论29致谢30参考文献30广西电力职业技术学院·毕业设计一、锅炉概述本机组采用单元布置。锅炉为上海锅炉厂生产的SGl02517.5一M893型
5、亚临界压力、一次中间再热循环控制汽包炉。锅炉采用摆动式燃烧器,四角布置、切向燃烧,中间储仓热风送粉制粉系统,单炉膛、型露天布置,水循环方式采用CC+循环系统即“低压头循环泵+内螺纹管”,称为改良型控制循环,全钢架悬吊结构、平衡通风,固态排渣。(一)锅炉的主要结构1.炉膛炉膛由炉墙和水冷壁围成的供燃料燃烧的空间。炉膛宽11970mm,深11760mm,宽深比1.02:1,炉顶标高59600mm,汽包中心线标高60520mm,炉顶大板梁底标高68500mm。锅炉炉顶采用全密封结构。并设有大罩壳。炉膛上部布置了分隔屏、后屏及屏式再热器,前墙及两侧墙前部均设有墙式辐射再热器,炉室下水包标高为7340m
6、m。炉膛及后烟井四周设有绕带式刚性梁,以承受正、负两个方向的压力,炉膛部分布置了20层刚性梁,后烟井尾部布置14层刚性梁。炉膛灰斗底部出渣采用水力排渣,锅炉排渣斗容积能满足不小于8小时的排渣量。炉膛部分布置有48只墙式吹灰器,炉膛上部及对流烟道区域内布置36只长行程伸缩式吹灰器,每台预热器烟气出口端布置有一只伸缩式吹灰器,运行时所有吹灰器均实现程序控制。在炉膛出口左右两侧装有烟温探针,启动时用此控制炉膛出口烟温不超过540,以保护再热器。2水冷壁水冷壁由45×6膜式水冷壁管组成,水冷壁四周采用了内螺纹管,可以使水冷壁中的质量流速降低,流量减少,使循环倍率从过去的4降低到2。3过热器过
7、热器的汽温调节主要采用喷水,各级过热器之间均采用大直径管道及三通阀连接,使介质能充分混合,减少热偏差,并简化布置。包覆过热器布置成几个回路,其目的是为了降低系统的阻力。4再热器再热器为墙式辐射再热器,其汽温调节主要采用燃烧器摆动及过量空气系数调节,在再热器进口管道上装有事故喷水装置。各级再热器间都采用大直径管道及三通连接,以便增加充分混合的条件。并在屏再和末再之间通过连接管道进行左右交叉,以减少因炉膛左右侧烟温偏差而引起的再热蒸汽温度偏差。5汽包汽包是加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽和大致分界点。汽包中心线标高60520mm。由3根219×25的汽包给水管道从省煤器出口集箱引入汽包
8、,并与汽包内炉水混合,混合后的水沿汽包底部长度方向布置的4根大直径下降管流至汇合集箱。6下联箱下联箱外径为838毫米,水在下联箱内经过滤网及节流孔板进入炉膛四周的侧水冷壁,前水冷壁、后水冷壁及延伸水冷壁形成数十个平行回路。7燃烧器燃烧器其作用是把燃料和空气以一定速度喷入炉内,使其在炉内能够进行良好的混合以保证燃料及时着火和迅速完全燃烧。燃烧器布置在四角上,为四角切圆直流燃烧器。采用水平浓淡分离一次风喷嘴设计。四个角的燃烧器喷嘴拥有各自的摆动连杆。通过摇臂装置和主连杆由摆动气缸装置驱动,A、C、D层一次风喷嘴和二次风喷嘴可上、下摆动各30°,顶部手动二次风喷嘴可上摆动30°。
9、燃烧器布置方式:燃烧器箱壳由隔板分成16风室,各风室出口处布置喷嘴,风室的入口处布置二次风门挡板。燃烧器喷嘴从下往上布置顺序为:二、二、一(A煤)、二(AB油)、一(B煤)、二、二、二、一(C煤)、二(CD油)、一(D煤)、二、二(DD油)、三、三、二。最顶部为消旋二次风喷嘴,单独手动调节摆动。其它一、二次风喷嘴按协调控制系统给定的信号或通过手动操作同步、成组上下摆动。8空气预热器空气预热器位于锅炉尾部烟道,其作用是利用烟气余热加热燃料燃烧所需要的空气,不仅可以进一步降低排烟温度,而且对于强化炉内燃烧,提高燃烧的经济学,干燥和输送煤粉都是有利的。(二)锅炉基本技术规范:表1锅炉主要参数锅炉型号
10、SG-1025/17.5-M893型制造厂家上海锅炉厂有限公司过热蒸汽t/hB-MCRECR额定蒸发量t/h1025909出口压力MPa17.517.28出口温度541541再热蒸汽流量t/h815.17738.73进/出口压力MPa3.88/3.683.5/3.32进/出口温度330/541320/541排烟温度139135给水温度288281设计效率%91.3791.5表2锅炉热平衡表序号项 目符号单位设计数据备注1排烟热损失q2%5.522气体不完全燃烧热损失q3%03固体不完全燃烧热损失q4%14散热损失q5%0.205灰渣物理热损失q6%0.096锅炉效率%91.377计算燃料消耗量
11、BKg/S137.98理论空气量V0Nm3/kg1.25表3汽包水位设定值序号名称单位限定数值1正常水位mm汽包中心线以下-2202正常水位范围最高mm正常水位线+50最低mm正常水位线-503高水位报警mm正常水位线+1204低水位报警mm正常水位线-1705高水位跳闸mm正常水位线+2506低水位跳闸mm正常水位线-300表4炉膛压力设定值序号名称单位限定数值1炉膛设计压力Pa±52482瞬间承受最大压力Pa±112003炉膛报警压力Pa±9964燃料自动跳闸压力Pa+3240Pa-2490(三)燃用的燃料成分和特性指标表5煤的主要成分序号项 目符 号设计煤校
12、核煤 单 位1应用基碳Car54.951.31%2应用基氢Har2.281.81%3应用基氧Oar2.031.88%4应用基氮Nar0.890.86%5应用基硫Sar0.921.19%6应用基水份Mar11.0011.70%7应用基灰份Aar27.9831.25%2煤的主要特性指标包括煤的发热量、灰的熔融性、煤的可磨性。二、 汽机概述(一) 汽轮机参数规范:(1)型号:N30016.7538538;(2)型式;亚临界中间再热,双缸、双排汽凝汽式汽轮机(全电调型);(3)额定功率:300MW;(4)最大功率:325.9MW;(T-MCR工况)最大连续出力:312MW;(5)最小持续允许负荷: 4
13、5MW;(6)额定蒸汽参数:(7)新蒸汽压力(高压主汽门前):16.67MPa538;(8)再热蒸汽压力(中压联合汽门前):3.3MPa538;(9)额定新蒸汽流量:920.92th;(10)背压:6.4KPa(冷却水温度为21时);夏季水温达30,背压不超过11.8KPa时,能发足额定功率。(11)最小持续允许排汽压力: 3.3Kpa;(12)给水温度:282.5;(13)汽封系统:自密封系统;(14)额定工况下计算热耗:7870KJ/kwh;(15)最大新蒸汽流量:1025t/h;(16)转速:3000r/min ;(17)转子脆性转变温度: 高中压转子121; 低压转子-1.1; 发电机
14、转子23(保证值17);(18)全真空惰走时间: 60min;(19)无真空惰走时间: 30min;(20)超速脱扣转速: 3300/3330 r/min;(21)给水回热系统:3高加十1除氧十4低加;特性说明:(一)汽轮机型式和级数:(1)型式:亚临界、中间再热、双缸双排汽单轴冲动凝汽式汽轮机。(2)汽机级数:共27结构级。高压缸1+8级,第一级为调节级,中压缸:6级;低压缸:2×6级。(3)表6 300MW工况下汽机抽汽参数:抽汽数号一二三四五六七八加热器1HR2HR3HRDEA5LR6LR7LRLR抽汽级( 后 )调节级69121516/2217/2318/249/25抽汽压力
15、(Mpa)13.35.823.5571.6660.7920.4530.2520.1270.061抽汽温度()382.5312.5439.7336.5271.5206.4138.686.2抽汽流量(T/H)63.1069.4236.4256.0725.6224.6323.0650.24最大抽汽压力(Mpa)5.873.741.740.910.520290150.07(4) 机组允许的最高背压为13.3kPa;机组允许的最低负荷为0。(5)汽轮机无蒸汽运行不允许超过1分钟。(6) 汽轮机在额定进汽参数、额定背压、回热系统正常投运,没有补给水时能发出额定功率。此为本机组的额定工况,也是本机组的最大保
16、证工况。(7)机组的考核工况是最大保证工况,考核点是阀门全开点,当运行条件与额定参数有偏差时,应予修正。(8)机组约有5%的新蒸汽流量余量,并允许蒸汽压力为105%额定压力时连续运行,此时流量即为锅炉最大计算流量MCR。当回热系统正常投运,背压为额定值时,机组功率达到325.9MW,此即为机组可望达到的最大功率但不保证。(9) 汽轮机运行采用定压运行或“定滑定”的变压运行模式,滑压运行范围在30%60负荷(90MW180MW)工况。(二) 汽轮机结构及特点:1、汽缸本汽轮机高中压汽缸合缸,通流部分反向布置,高压缸高温部分采用双层缸结构,材料为ZG15Cr1MO1铸件,允许工作温度不大于566,
17、主蒸汽及再热蒸汽进汽部分集中在高中压缸中部。是整个机组工作温度最高的部位。低压缸为双缸双排汽、对称分流,也采用双层缸结构,内缸为通流部分,外缸为排汽部分,材料为Q235-B。2、转子高中压转子为整锻结构,材料30 Cr1Mo1V,转子总长7391mm(含调整垫片),转子的脆性转变温度为121。高压转子由一个单列调节级和八个压力级组成。中压转子由6个压力级组成。低压转子由2×6个压力级组成(双流),也采用整锻结构,材料为30Cr2Ni4MoV,总长度8330mm(包括齿环及电机连接的定位止口)。高中压转子与低压转子、低压转子与发电机转子均采用刚性连接。开机冲转中速暖机前,必须将高中压转
18、子加热超过其脆性转变温度以上。3、轴承汽轮机轴承为四点支撑,高中压转子与低压转子分别由1、2号和3、4号轴承支撑,1、2、3、4号轴承均为椭圆轴承。整个汽轮发电机组轴系共有7个支持轴承支撑。16号轴承下瓦上设有顶轴油孔。推力轴承为活支撑可倾瓦块型(密切尔式),设在2号轴承箱内。4、滑销系统(1)高压内缸相对于高压外缸的死点在高压进汽中心线前475mm处,以定位环凸缘槽定位,低压内缸相对于低压外缸的死点设在低压进汽中心线处,高低压内缸分别由死点向前后两个方向膨胀。(2)汽轮机的静子通过横键相对于台板保持两个固定点(绝对死点),一个在中低压轴承箱基架2号轴承中心线后205mm处,另一个在低压缸左右
19、两侧基座上低压进汽中心线前360mm处,机组启动时,高中压缸、前轴承箱向机头方向膨胀,低压缸向死点两侧膨胀。3) 转子相对于静子的死点在中低压轴承箱内推力轴承处,转子由此处向前后膨胀。5、汽封本机组高中压轴封、隔板汽封采用高低齿“尖齿”汽封,低压轴封、隔板汽封采用斜平齿汽封。汽轮机的汽封系统采用自密封系统(SSR)。正常运行时,高中压缸的汽封漏汽作为低压轴封的供汽。多余部分溢流入8号低加或凝汽器A疏水扩容器,启动或低负荷时由辅汽或主蒸汽供汽。6、盘车装置盘车装置采用链轮减速机构和摆动齿轮离合机构形式,具有电操纵气压投入机构,用压缩空气驱动,本装置设在低压后轴承箱盖上,转速分为高速和低速,高速为
20、2.74r/min,低速为1.37r/min。当汽轮机转速大于盘车转速时,盘车就能自动脱扣。为减少盘车电动机启动力矩和保护轴瓦,设有顶轴装置。7、旁路系统采用简易高、低压串联电动旁路系统,容量为35%额定容量。能满足机组在各种工况(热态、冷态)下进行最佳启动所需要的冲转蒸汽参数。三、制粉系统(一)制粉系统制粉系统是指将原煤磨制成粉,然后送入锅炉炉膛进行悬浮燃烧所需的设备和连接管道的组成。其主要分为两大类型:1、直吹式制粉系统;2、中间储仓式制粉系统。本机组采用的是中间仓储式制粉系统中间储仓式制粉系统是将磨制好的煤粉先储存在煤粉仓中,在根据锅炉燃烧的需要通过给粉机将煤粉送入炉膛燃烧。根据设计要求
21、本机组采用中间储仓式热风送粉。原因是对于难着火和燃尽的无烟煤、贫煤以及劣质烟煤而言,着火是吸收大量热量,采用热风送粉可以稳定着火和燃烧,确保机组的经济性。中间储仓式热风送粉系统的主要工作特点是;(1)系统中有煤粉仓储备煤粉,并可通过螺旋输粉机在相邻制粉系统间调剂煤粉,供粉可靠性较高;(2)储仓式制粉系统的运行相对锅炉有一定的独立性,磨煤机可经常在经济负荷下运行,当储量足够时,甚至可停止磨煤机工作也不影响锅炉的正常运行;(3)锅炉负荷变化时,燃煤量通过给粉机调节,由于中间环节少,既方便又灵敏。此外,储仓式系统中通过排粉机的煤粉量是经过细粉分离器分离后剩余的少量细粉,因此排粉器的磨损比直吹系统轻得
22、多。主要缺点:系统复杂,钢材耗量多,初投资大,运行费用高,煤粉爆炸的可能性要比直吹式系统的要大,由于球磨机轴径密封性较差,不宜正压运行,均采用负压运行。中储式与直吹式系统的比较:(1)直吹式系统简单、设备少,中储式与其相反;(2)直吹式系统直接影响锅炉运行,可靠性低,而中储式具有相对独立性,可靠性高。(3)直吹调节灵敏度较差,而中储式灵敏度较高;(4)负压直吹式的排粉风机磨损严重,而中储式的排粉风机磨损不严重;(5)直吹式不易发生煤粉自然与爆炸,而中储式比较容易发生煤粉爆炸。(二) 制粉系统的主要辅助设备制粉系统的主要辅助设备及作用:(1)球磨机:将具有一定尺寸的煤块破碎并磨制成煤粉;(2)给
23、煤机:根据磨煤机或锅炉负荷的需要就、调节给煤量,并把原煤均匀地送入磨煤机中;(3)粗粉分离器:调节煤粉细度,并将不合格的粗粉分离出来,送回磨煤机重新磨制;(4)细粉分离器:将煤粉从粗粉分离器送来的气粉混合物中分离出来,以便储存;(5)给粉机:根据锅炉负荷需要的煤粉量,把煤粉仓中的煤粉均匀的送入一次风管中;(6)螺旋输粉机:将细粉分离器落下来的煤粉送往邻炉的煤粉仓;(7)锁气器:允许煤粉沿管道下落,而不允许气体流过,以保证分离器的正常工作;(8)四角切圆直流燃烧器:将燃料和燃烧所需要空气送入炉膛并组织一定的气流结构,使燃料能迅速稳定地着火;及时供应空气,使燃料与空气充分混合在炉内达到完全燃烧。相
24、关设备的类型及工作原理:(1)钢球磨煤机:原煤及空气从磨煤机一端送入,磨煤机由电动机减速机构带动低速旋转运动,在离心力和摩擦力的作用,将钢球带到一定高度然后落下,依靠钢球对煤的撞击,钢球间的挤压,钢球与护甲的研磨作用将原煤磨成煤粉,煤粉及空气从磨煤机的另一端送出;(2)埋刮板式给煤机:利用装在链条上的刮板移动将煤带到左边,经过落煤通道落到下台板上,在将煤刮到右侧落入出煤管送往磨煤机;(3)防爆型轴向式粗粉分离器:;利用气流通过折向挡板或分离器部件本身的旋转来形成气流的旋转运动,在重力、惯性力、离心力的作用下进行分离,不合格的煤粉从风粉混合物中分离出来,经过回粉管返回磨煤机重磨;(4)防爆型轴向
25、式细粉分离器:气粉混合物切向并且向下倾斜地进入细粉分离器上部的圆柱形筒体,一边旋转,一边向下流动,煤粉颗粒在离心力的作用下被甩向四周沿筒壁落下,当气流转折向上进入中心内套筒时,气粉混合物气流再次分离出煤粉,分离出来的煤粉经过细粉分离器下部圆锥体、煤粉斗和锁气器落入粉仓。(5)叶轮给粉机:从原煤仓落下的煤粉在给粉机上部不断收到刮板的拨动,从上落粉口落入给粉机的供给叶轮的叶片之间的空间,随着叶轮转动把煤粉带到与上落煤口相反的一侧,经过中落粉口落入下面的测量叶轮的叶片之间的空间,最后由测量叶轮带到下落粉口落入一次风管。(三) 风和煤煤的流程:原煤仓给煤机磨煤机木块分离器粗粉分离器 细粉分离器木屑分离
26、器绞龙输粉机粉仓排粉风机风粉混合器燃烧器炉膛风的流程:送风机空气预热器干燥下煤管给煤机磨煤机粗粉分离器木块分离器细粉分离器木屑分离器排粉风机乏气风箱乏气喷嘴炉膛(四) 防止煤粉自燃和爆炸的措施影响煤粉自燃和爆炸的主要因素:煤粉的挥发份、水份和灰分含量,煤粉细度,气粉混合温度、含粉浓度以及气流中的含氧量。预防煤粉自燃和爆炸的措施:(1)制粉系统中不应有死角,尽量不用水平管道,以防煤粉沉淀;(2)应选择较高的气氛混合物流速,以防煤粉沉淀;(3)当燃用高挥发份煤粉时,可在输送介质中混入部分烟气以降低氧的浓度;(4)应保持合适的煤粉细度;(5)严格控制磨煤机出口的气粉混合物的温度;(6)加强原煤管理,
27、防止易燃易爆物进入原煤中;(7)采取防爆措施,在易燃易爆处安装安全门。(五)影响制粉系统工作的因素影响制粉系统工作的因素主要有:(1)磨煤机的转速;(2)钢球的充满系数;(3)钢球直径;(4)护甲的完善程度(5)通风量;(6)载煤量;(7)燃料的性质。制粉系统运行的优化:(1)保持煤粉的经济细度;(2)保持磨煤机筒体的最佳工作转速;(3)保持磨煤机最佳钢球装载量;(4)保持磨煤机最佳的通风量;(5)保持磨煤机筒体最佳的载煤量;(7)及时更换磨煤机内的护甲。四、风烟系统风烟系统的流程 磨煤机入口热风门 风的流程:空气送风机空气预热器二次风箱炉膛 一次风总管 烟气流程:炉膛过热器再热器省煤器空气预
28、热器电除尘引风机脱硫岛烟囱(一) 锅炉的通风方式及其特点本机组采用平衡通风,即同时装有送、引风机,用送风机压头克服风道阻力,用引风机压头克服烟道阻力,使炉膛上部维持2040Pa有负压。这种通风方式对送、引风机都不需要太高的压头,正确操作和良好维护时,既不会往外冒烟,也不会引起太大的漏风。锅炉的通风任务是,连续不断地供应燃料燃烧所需的空气;及时排除燃烧所生成的烟气。一、二、三次风及冷风的来源和作用:一次风用作输送和干燥煤粉用,由一次风机从大气中抽吸而来,送入三分仓预热器的一次风分隔仓,加热后通过热一次风道进入一次风母管;在进预热器前有一部分冷风旁通经冷一次风道,在一次风母管与热一次风相混合,作一
29、次风调节温度用。二次风的作用是强化燃烧和控制NOx生成量,从大气吸入的空气通过送风机进入预热器的二次风分隔仓,加热后一路经二次风道进入大风箱作辅助风;另一路进入制粉系统的磨煤机作干燥风。三次风的作用对煤粉燃烧过程有强烈的混合作用,并补充燃尽阶段所需要的氧气,由于其风温低、含水蒸汽多,有降低炉膛温度的影响。由细粉分离器分离出来,由排风风机送至燃烧器专门喷口喷入炉内燃烧的乏气。冷却风来自大气,经过过滤器将空气净化后,再由增压风机将风送至四角燃烧器中火焰的检测装置进行冷却,以保证以上设备的正常工作(二) 风机简介本机组采用轴流式液压动叶可调式送风机。其型号为:FAF19-9-1;作用输送锅炉燃料燃烧
30、所需的空气。送风机的工作原理是基于机翼型理论:当气体以一个攻角进入叶轮,在翼背上产生一个升力,同时必定在翼腹上产生一个大小相等方向相反的作用力使气体排出叶轮呈螺旋形沿轴向向前运动。与此同时,风机进口处由于差压的作用,使气体不断地被吸入。 动叶可调轴流式风机,攻角越大,翼背的周界越大,则升力越大,风机的压差越大,风量则小。当攻角达到临界值时,气体将离开翼背的型线而发生涡流,此时风机压力大,幅度下降,产生失速现象引风机形式:静叶可调轴流式;型号:AN28e6(V19-1)。工作原理:引风机工作时,烟气进入引风机进气室经过前导叶的导向,在集流器收敛加速,再经过叶轮的做功产生静压能和动压能;后导叶又将
31、烟气的螺旋运动转化为轴向运动而进入扩压器,并在扩压器内将烟气的大部分动能转化为静压能,从而完成风机的工作过程。作用:把燃烧后生成的烟气从炉膛中抽出并经烟囱排向大气。一次风机形式:单吸离心式;型号:1788A/1350。工作原理:单吸离心式一次风机是根据:由电机带动叶轮旋转,叶轮中的叶片迫使气体旋转,对气体做功,使其能量增加,气体在离心力的作用下,向叶轮四周甩出,通过涡型机壳将速度能转换成压力能,当叶轮内的气体排出后,叶轮内的压力低于进风管内压力,新的气体在压力差的作用下吸入叶轮,气体就连续不断的从泵内排出。作用:供给制粉系统热空气(用于中速磨煤机正压直吹式制粉系统和中间储仓式热风送风系统)。排
32、粉风机形式:单吸入离心式;型号:SFY19.3D-C6B。工作原理:叶片之间的气体在叶轮旋转时,受到离心力作用获得动能(动压头)从叶轮周边排出,经过蜗壳状机壳的导向,使之向通风机出口流动,从而在叶轮中心部位形成负压,使外部气流源源不断流入补充,从而使风机能排出气体。作用:输送温度较高且含煤粉的两相气流进入炉膛燃烧(用于中速磨煤机正压直吹式制粉系统和中间储仓式乏气送风系统)。(三) 烟囱选择烟囱的作用:拔火拔烟,排走烟气,改善燃烧条件。烟囱高度的确定原则:(1)燃煤、油(轻柴油、煤油除外)的锅炉烟囱高度规定 依据装机容量 <1t/h20米,12:
33、 25米 24: 30米 410 :35米 1020:40米,2040:45米 (出力取上限,1t/h=0.7MW,装机容量1、2、4、10、20、40t/h,烟囱高度从20依次加5到45米);当容量大于40t/h即28mw高度不低于45米,按环评报告确定。(2)新建锅炉烟囱周围2半径00米内有建筑物时,需高出3米。(大气综排是5米) (3)燃气、轻柴油、煤油不得低于8米。 (4)若高度达不到任何一项,最高排放浓度严于50%执行。(大气综合排放标准中是:当烟囱高度不满足周围半径
34、200米内建筑物5米,严于50%;当烟囱高度低于15米,外推后严于50%)(四) 送、引风量的确定方法一次风机风量的选择:一次风机的基本风量按锅炉燃用设计煤种计算,应包括锅炉在最大连续蒸发量时需要的一次风量和制造厂保证的空气预热器运行一年后一次风侧的漏风量,风机的的风裕量宜为20%。送风机风量的选择:(1) 送风机的基本风量按锅炉燃用设计煤种计算,应包括锅炉在最大连续蒸发量时需要的空气量及制造厂保证的空气预热器运行一年后送风侧的净漏风量。(2) 采用三分仓空气预热器时,送风机的风量裕量量不低于5%(3)当送风机出口接有冷一次风机时,风量裕量量应分开计算,其中一次风系统的风量裕量与一次风机风量的
35、选择相同,送风机的风量余量宜不低于10%。(4)对燃烧低热值煤或低挥发分煤的锅炉,每台锅炉装有两台送风机时,应验算风机裕量选择,使在单台送风机运行工况下能满足锅炉最低不投油稳燃负荷是 的需要。引风机风量的选择:(1)引风机的基本风量按锅炉燃用设计煤种计算,应包括锅炉在最大连续蒸发量时的烟气量及制造厂保证的空气预热器运行一年后烟气侧漏风量及锅炉烟气系统漏风量之和考虑。(2)引风机的风量裕量不低于10%;(3)对燃烧低热值煤或低挥发分煤的锅炉,每台锅炉装有两台引风机时,应验算风机裕量选择,使在单台引风机运行工况下能满足锅炉最低不投油稳燃负荷是的需要五、灰渣系统(一) 电除尘器本机组采用立式多管式电
36、除尘器,其作用为将飞灰从烟气中分离并除去。工作原理:利用高压直流电在两极间产生一个不均匀电场,使含尘气体中的粉尘微粒荷电,荷电粉尘在电场力的作用下向极性相反的电极运动,并吸附到极板表面上,再经振打力的作用,使成片状的粉尘落入储灰装置中,从而实现气固分离。电除尘的特点:(1)处理烟气量大,阻力小;(2)可以处理高温烟气;(3)对烟尘浓度及粒径分散度的适应性都比较好;(4)除尘效率高且运行稳定,寿命长。不足之处:(1)要求仪控程度高;(2)与其他除尘器相比,设备庞大,占地面积多,金属耗量多,一次性投资大,控制系统复杂,岁设备的制造、安装、检修及运行维护的技术要求比较严格。(二) 灰渣的处理方式及特
37、点本机组灰渣的处理方式为连续除渣和气力除灰系统。连续除渣特点:这种除渣方式能连续运行,水耗量少,可根据炉渣的多少来调节链条转速,电耗低,适用于远距离输送,;但炉底结构复杂,维护工作量大。气力除灰系统的特点:(1)系统输送灰气采用高密度、低压力浓相输送,消耗较少的压缩空气可以输送较多的物料。(2)系统输送流速低、管道磨损小;(3)输送管线少,布置灵活,发送器采用多个串连形式,输送管道合理,对场地要求少;(4)系统投资少,要求的电除尘安装高度也较低,系统安全可靠;(5)灰斗事故储备能力强,可缩减检修时间。(三)生产流程:(炉渣)炉渣排渣糟刮板捞渣机碎渣机灰渣池灰渣泵渣场 冲灰水(飞灰)除尘器各个灰
38、斗飞灰收集粗、细灰储仓干灰发送器 灰加工厂灰库六、锅炉汽水系统(一)省煤器省煤器布置在锅炉尾部竖井中烟气温度相对较低的区段,它在锅炉中的主要作用如下:(1)降低锅炉排烟温度,提高锅炉热效率,节省燃料;(2)降低锅炉造价;(3)采用省煤器可提高进入汽包的水温,减少汽包壁与给水之间的温度差,从而使汽包热应力降低,提高机组的安全性。本机组采用悬吊结构的省煤器,其特点是自身的引出管为悬吊管,用省煤器出口水来冷却,工作可靠;同时悬吊管上还可以吊挂低温过热器或再热器等其他受热面,从而使锅炉的悬吊结构得以简化。其联箱放在烟道内的最大优点是大大减少了因蛇形管穿墙造成的漏风,但这也给检修待来不便。为了保证省煤器
39、安全运行,在省煤器进口与汽包下部之间装设不受热的再循环,当锅炉在启动期间停止上水时,可通过再循环管使汽包、再循环管、省煤器形成自然水循环回路,借助再循环管与省煤器中工质的密度差而产生的推动力,使工质循环流动,对省煤器进行保护。在锅炉检修后冲洗和水压试验时,为了方便疏水,在省煤器入口集箱前的给水母管上设置放水管,通过放水管可以排掉检修时蛇形管中的杂物,减少堵塞;同时也减少水对管道的腐蚀。(二) 蒸发设备蒸发设备是锅炉的重要组成部分。其作用是吸收炉内燃料燃烧放出的热量,把锅水加热成饱和蒸汽。本机组的蒸发设备包括汽包、下降管、水冷壁、联箱及连接管道。相关设备的作用:汽包的作用:(1)汽包是加热、蒸发
40、、过热三个过程的连接枢纽和大致分界点;(2)汽包具有一定的蓄热能力,能较快地适应外界负荷变化;(3)汽包内部装置可以提高蒸汽品质;(4)汽包外接附件保证锅炉工作安全。下降管的作用是把汽包内的水连续不断地通过下联箱供给水冷壁,以维持正常循环。本机组采用大直径集中型水冷壁,其特点为管径大、管子数目少,流动阻力小,并能节约钢材,简化布置。但下部以联箱连接时复杂。水冷壁是锅炉中的主要蒸发受热面,其主要作用:(1)吸收炉膛中高温火焰和烟气的辐射热量,将水部分变成饱和蒸汽;(2)使炉墙温度大大下降,因而炉墙结构简化,减轻了炉墙的重量;(3)降低炉墙附近和炉膛出口处的烟气温度,防止或减少炉膛结渣。炉膛采用了
41、膜式水冷壁,其优点是:(1)膜式水冷壁的炉膛的严密性良好,适用于正压或负压的炉膛。对于负压炉膛还能大大降低漏风系数,改善炉膛燃烧工况;(2)膜式水冷壁把炉墙与炉膛完全隔离开来,只要保温材料,不用耐火材料,使得炉墙的厚度和重量大大减轻。炉墙需热量可降低75%-80%,可加快锅炉启动速度,而且由于炉墙重量减轻而简化了悬吊结构;膜式水冷壁能承受较大的侧向力,增加了抗炉膛爆炸的能力;(3)在相同的炉壁面积下,膜式水冷壁的辐射传热面积比一般光管水冷壁大,因而膜式水冷壁可节约钢材。膜式水冷壁主要缺点是制造、检修工艺较复杂,此外在运行过程中为了防止管间产生过大的热应力,一般要求相邻管间温差不大于50。为了保
42、证锅炉的安全运行,在汽包上接有压力表、水位计、连续排污管、安全阀、空气管、事故放水、自用蒸汽管等附件。连续排污管的位置是在锅水含盐浓度最大的汽包蒸发面附近,即汽包正常水位先以下200m300m处。这有利于将运行过程中连续不断的排除部分锅水、悬浮物和油脂,以维持一定的锅水含盐量和碱度。事故放水管的作用是在锅炉水位过高时迅速排放出部分锅水,以防止造成事故。其进口设置于正常水位线处,即汽包汽包中心线以下100mm,在其入口处装有十字形隔板,以防止旋窝斗产生影响放水。安全门是汽包的重要附件,当汽包超过正常值而达到起跳压力时,阀门自动开启,排出过多的蒸汽,使压力恢复正常,防止锅炉超压以保护设备、人身安全
43、。本机组的汽包水位计按照“三差压,二云母”的原则布置,从而能准确的测出汽包水位,防止因水位过高或过低,引起机组出力不足且易于因受热面过热而造成爆管,酿成事故;使锅炉某些下降管缺水而破坏水循环,造成锅炉炉管爆管事故。通过水位计准确的测出汽包水位,并控制水位在规定上、下限范围内运行,确保机组安全运行。(三)汽包水位汽包水位高、低对机组的影响。汽包水位过高,蒸汽空间高度降低,影响汽包内汽水分离器的分离效果,使供出的饱和蒸汽携带水分过多,含盐量也增多。由于蒸汽湿度大,过热蒸汽过热度降低,这不但降低机组出力,而且容易造成汽机末几级的水冲击,导致轴向推力过大,使推力轴承磨损;含盐量过多,是过热器和汽轮机流
44、通部分结垢,日久导致机组。汽包水位过低,使锅炉某些下降管缺水而破坏水循环会造成锅炉炉管爆管事故。本机组汽包正常水位为±50mm,为了保证汽包有一定的汽空间高度,运行中应严格控制汽包水位,从而保证机组的安全运行,提高经济效益。安全门 起跳压力按下式确定: Pp = Ps + Pj * Sj / ( Sv * K ) 式中: Pp -安全门开启压力, MPa Ps -锅炉基础压力,MPa
45、160;Pj -助跳器油压 MPa Sj -助跳器活塞有效面积cm2 Sv -安全门阀芯受压面积cm2 K -修正系数(1.07)(四)过热器和再热器过热器是锅炉的重要组成部分,他的作用是将锅炉产生的饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽,送往汽轮机高压缸做功。本机组过热器采用辐射对流多级布置系统,包括顶棚、包覆墙过热器、一级过热器、屏式过热器和末级过热器。顶棚、包覆.墙、屏式过热器以吸收炉膛辐射热为主,三者同为辐射过热器,布置在炉膛上部。一级过热器位于垂直烟道,以对流换热为主,采用逆流布置。原因是逆流布置的对流过热
46、器其平均传热温差大,传热性能最好,吸收同样的热量需要的受热面最小,经济行好;但蒸汽温度搞的一端正处在烟气的高温区,故管壁温度较高,管子安全性差。再热器采用多级串联组合再热器,即“墙式辐射再热器屏式半辐射再热器对流再热器”。对流高温再热器采用立式、顺流布置在水平烟道内;低温对流再热器采用卧式、逆流布置在垂直烟道;而辐射再热器采用墙式,布置在炉膛上部的前墙和两侧墙的上前墙。采用再热器的目的是降低汽轮机末几级叶片的湿度和提高机组的热经济性。蒸汽流程:过热蒸汽:从汽包顶部引出的饱和蒸汽进入炉顶进口集箱,经炉顶管至炉顶出口集箱,为减少蒸汽阻力损失,约35%B-MCR的蒸汽经旁通管直接进入后烟井包覆上集箱
47、。从炉顶出口集箱引出的蒸汽经过后烟井包覆,后烟井延伸侧墙,再汇集至低温过热器进口集箱,流经低温过热器至低温过热器出口集箱,经三通引入分隔屏进口集箱,从分隔屏出口集箱分二路流经后屏进口集箱,再从后屏出口集箱进入末级过热器进口集箱,通过末级过热器到末过出口集箱,再由末过出口集箱引出至主蒸汽管道,进入汽机高压缸。各级过热器之间均采用大直径管道及三通阀连接,使介质能充分混合,减少热偏差,并简化布置。包覆过热器布置成几个回路,其目的是为了降低系统的阻力。蒸汽冷却定位管由分隔屏进口集箱引出,通过分隔屏、后屏、再引入后屏出口集箱,将分隔屏定位夹持,防止屏偏斜。再热蒸汽:自汽机高压缸排出的蒸汽分成二路引入墙式
48、辐射再热器进口集箱,经过墙式辐射再热器,再由炉顶上部的出口集箱引出,通过4根连接管引至屏式再热器进口集箱,依次经过屏式再热器和末级再热器,然后由末级再热器出口集箱上引出至再热器蒸汽管道,分二路进入汽机中压缸。在墙式再热器进口管道上布置有事故喷水减温器。各级再热器间都采用大直径管道及三通连接,以便增加充分混合的条件。并在屏再和末再之间通过连接管道进行左右交叉,以减少因炉膛左右侧烟温偏差而引起的再热蒸汽温度偏差。(五) 喷水减温对汽温调节装置的基本要求:(1)在一定的负荷范围内(一般为60%-100%)保持额定的蒸汽温度;(2)调节后的蒸汽温度稳定,波动小;(3)蒸汽温度调节比较均匀,偏差小;(4
49、)对电厂热效率影响小;(5)调节装置结构简单,运行可靠;(6)设备调节灵敏,过程连续,便于实现自动控制;(7)体积小,质量轻,价格便宜。蒸汽温度包括过热蒸汽温度和再热蒸汽温度,它是衡量蒸汽质量的重要指标之一,也是锅炉运行中监视和控制的主要参数之一。当汽温过高,可能超过设备允许的极限温度,是设备寿命缩短;当蒸汽温度过低,蒸汽做功的能力下降,循环热效率降低;汽温大幅度波动,易造成设备的疲劳破坏,严重影响到锅炉和汽轮机的安全、经济运行。因此为了满足蒸汽温度的要求,保证锅炉、汽轮机等热力设备的安全经济性,运行中必须维持过热蒸汽温度和再热蒸汽温度的稳定。在正常情况下,允许波动范围是额定汽温的-10-+5
50、。蒸汽的温度调节分为蒸汽侧调节和烟气侧调节。过热蒸汽调温除受燃烧器喷咀摆动影响外,主要靠喷水调温,本机组布置两级喷水减温器,级减温器在分隔屏进口管道上,用以控制进入分隔屏的蒸汽温度,第级减温器在末级过热器进口管道上,用以控制末级过热器的出口汽温作微调。喷水来自给水泵出口给水管道,经过喷水总管隔绝阀后分二路,分别经过、级喷水管路后进入减温器,过热器喷水系统管路中布置有电动闸阀(或电动截止阀)和电动调节阀,电动调节阀属CCS控制,调节阀前的电动截止阀与调节阀联锁,锅炉运行时,一般调节阀后的电动截止阀为常开,当调节阀有故障需检修时才关闭该阀,作隔绝用。级减温器设计的最大喷水量为103t/h,作为粗调
51、,级减温器设计的最大喷水量为15t/h,作为细调,在MCR负荷时各级减温器的喷水量基本都为0,减温器喷咀均采用多孔笛形管结构。再热蒸汽调温主要采用摆动燃烧器喷咀角度来改变火焰中心高度,从而改变炉膛出口烟温。喷咀上下摆动角度各约20°,由于再热器布置于炉膛出口高温烟气区域,对摆动喷咀的调温具有较大的敏感性,当负荷低于一定值后,可改变过量空气系数来进行调温。此外,在再热器进口设有二只事故喷水减温器,喷咀为莫诺克喷咀,在紧急事故状态下用来控制再热蒸汽进口汽温。减温器布置在墙式再热器进口管道上,其最大设计喷水量为42t/h,喷水由给泵抽头来,经过隔绝阀后分二路,分别经过电动调节阀和电动截止阀
52、后进入减温器,调节阀属CCS控制。(六)锅炉旁路系统及过热器疏水旁路系统是指锅炉所产生的蒸汽部分或全部绕过汽轮机或再热器,通过减温减压设备(旁路阀)直接排入凝汽器的系统。其作用:(1)缩短启动时间,改善启动条件,延长汽轮机寿命;(2)协调机炉间不平衡汽量,溢流负荷瞬变过程中的过剩蒸汽;(3)在汽轮机启动或甩负荷工况下,经旁路系统把新蒸汽减温减压后送入再热器,防止再热器干烧,起到保护再热器的作用;(4)回收工质、热量和消除噪声污染。本机组采用5%MCR启动旁路系统,作为锅炉启动时控制过热蒸汽压力和温度的手段,以缩短启动时间。在锅炉尾部后烟井下部环形集箱上布置4根疏水管,前后集箱各2根。每根疏水管
53、上串联布置二只DN50电动截止阀。4根管道汇总后由一根总管接至定排扩容器。锅炉冷态启动时,该系统内介质温度为4.12MPa压力下的饱和温度,疏水阀全开,通过增加炉膛燃烧率来提高过热汽温,以加快速度。热态启动时,为排除过热器系统中的冷凝水,疏水阀也需打开,启动过程中过热汽温由炉膛燃烧率控制,过热蒸汽压力由疏水阀控制,当汽机并网后关闭该疏水阀。过热器疏水的作用:一是作为过热器联箱疏水用;另一作用是在启、停炉时保护过热器管,防止超温烧坏。原因是启、停炉时,主汽门处于关闭状态,过热器管内如果没有蒸汽流动冷却,管壁温度就要升高,严重时导致过热器管烧坏。为了防止过热器管在升火、停炉时超温,可将疏水阀打开排
54、汽,以保护过热器。本机组过热器疏水门分别布置于炉顶进口集箱、后烟井前墙集箱、后烟井后墙集箱、末级过热器出口集箱,最后的疏水汇集到定排扩容器。七、主蒸汽系统与再热蒸汽系统系统范围:锅炉集汽联箱主蒸汽管汽轮机自动主汽门之前;汽轮机高压缸出口再热器冷段再热器再热汽热段汽轮机中压缸进口(一)主蒸汽系统和再热蒸汽系统主蒸汽系统包括锅炉过热器出口到汽轮机主汽阀的蒸汽管道和去锅炉给水泵汽轮机的新蒸汽管道。本机组主蒸汽系统采用单元制系统,即一机一炉相配合连接而成的系统。汽轮机和供给它蒸汽的锅炉组成独立的单元,与其他单元之间没有蒸汽管道的连接通向各辅助设备的支管由各个单元蒸汽主管中引出。该系统有着明显的优点:(
55、1)可节省大量的高级合金钢管、阀门、相应的保温材料及支吊架,节省了投资;(2)避免了目管制系统布置的复杂性运行可靠性提高了;(3)便于实现炉、机、电集中自动控制,减少了运行人员;(4)事故范围只限于一个单元,不影响其他单元机组的正常运行。但单元制系统也存在一定的缺点:(1)各单元之间的主蒸汽不能互相支援,不能进行切换,运行灵活性差;(2)机、炉检修时间必须一致;(3)负荷变动时,对锅炉的稳定燃烧要求高。为了避免用直径大,管壁厚的主蒸汽管和再热蒸汽管,同时又能减小流动阻力损失,本机组单元制主蒸汽和再热蒸汽管道的布置为并列双管系统。再热蒸汽系统是指汽轮机从汽轮机高压缸排汽口径经锅炉再热器至汽轮机中压缸联合汽门前的全部蒸汽管道和分支管道组成的系统。它包括再热冷段蒸汽管和再热热段蒸汽管道。中间再热的目的是为了降低最终的排汽湿度,防止低压末级叶片汽蚀,提高电厂的热经济行。在冷段总管上装有排汽逆止阀,防止事故的情况下,蒸汽倒流入汽轮机高压缸,造成设备损坏事故。其后有至汽轮机汽封及辅汽系统的接口。为了紧急控制再热汽温度,在再热器进口处的两根再热蒸汽支管路中,各装有一支事故喷水减温器,以维持再热器出口蒸汽温度在要求的范围内,减温水来自锅炉给水泵中间抽头的给水。在事故喷水减温装置之前的管道上,两根再热蒸汽支管上各装有两个
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