电厂锅炉原理：第一章 绪论

2022/11/8PrinciplesofBoilerPage1电厂锅炉原理2022/11/8PrinciplesofBoilerPage2一、课程的性质和任务本课程是热能与动力工程专业的主要专业课之一，通过本门课程的学习，使学生掌握锅炉的工作原理以及炉内和锅内过程的基本理论；对锅炉结构和工作状况有一定的分析能力。培养训练学生具有一定的计算能力和实验技能，掌握锅炉机组安全，经济运行的基本知识，并为学习热力发电厂、热工仪表等课程提供必要的专业知识。二、课程的教学内容

以电站煤粉锅炉为主干，全面系统地阐述了锅炉的工作原理：包括锅炉的构成和工作过程，锅炉用燃料，煤粉制备，燃烧基本理论及燃烧设备，各对流受热面的主要运行问题，各类型锅炉的水动力工况，蒸汽净化，锅炉机组的布置及热力计算方法等。《锅炉原理》课程简介2022/11/8PrinciplesofBoilerPage3三、考核形式闭卷笔试四、教材与参考书目1《电厂锅炉原理》，丁立新主编，中国电力出版社,2008;1《锅炉原理》，樊泉桂主编，中国电力出版社,2008;2《电站锅炉原理》，容銮恩等合编，中国电力出版社,1997；3《锅炉原理》周强泰主编，中国电力出版社，2009；4《锅炉原理》，陈学俊、陈听宽主编，机械工业出版社。2022/11/8PrinciplesofBoilerPage4学习方法把问题在课堂弄懂。认真完成作业。把握锅与炉两条线索。重视实验与生产实习。运用学过的理论知识分析实际问题。2022/11/8PrinciplesofBoilerPage5第一章

绪论第1节电厂锅炉设备的基本构成和工质原理第2节锅炉的主要特征参数及型号第3节锅炉的分类第4节锅炉的安全与经济指标第5节锅炉的历史与发展简介2022/11/8PrinciplesofBoilerPage6东方600MW超临界锅炉2022/11/8PrinciplesofBoilerPage72022/11/8PrinciplesofBoilerPage8火电厂的三大系统之一

包括输煤、磨煤、锅炉与燃烧、风烟系统、灰渣系统等环节。送风机磨煤机热空气空气预热器煤斗煤输煤皮带排粉风机煤粉锅炉炉渣冲灰水除尘器引风机灰渣泵细灰热空气冷空气烟气经烟囱排向大气至灰场自输煤系统2022/11/8PrinciplesofBoilerPage9火电工艺介绍-锅炉汽包水冷壁2022/11/8PrinciplesofBoilerPage10火电工艺介绍-燃烧器E煤粉层+一次风D煤粉层+一次风C煤粉层+一次风B煤粉层+一次风A煤粉层+一次风燃烧器结构示意

燃烧器分为：直流式煤粉燃烧器、旋流式煤粉燃烧器。燃烧器分层设置煤粉气流在炉内切圆燃烧

FSSS主要控制：总燃料跳闸（MFT）后切断部分或总燃料。点火前的炉膛自动吹扫监视燃烧器火焰AB二次风层BC二次风层CD二次风层DE二次风层FF过燃风层燃烧器直流煤粉燃烧器2022/11/8PrinciplesofBoilerPage112022/11/8PrinciplesofBoilerPage12用于降低冷却水温度用循环使用的冷却水作为中间介质，将汽机排汽冷凝所释放的热量，经由流动的空气传到大气中。汽轮机的凝汽冷却系统-冷凝塔2022/11/8PrinciplesofBoilerPage13燃煤电厂的Flash动画2022/11/8PrinciplesofBoilerPage142022/11/8PrinciplesofBoilerPage15锅炉设备整体布置图片省煤器汽包炉膛过热器再热器汽轮机凝汽器凝结水主蒸汽温度，压力下降的蒸汽>530℃锅炉设备汽水流程2022/11/8PrinciplesofBoilerPage19燃料燃烧.换热.产生一定参数与品质的蒸汽。电站锅炉是火力发电厂三大主机之一，能量转换的基本过程之一。§1锅炉的作用在电厂的地位燃料的化学能烟气的热能蒸汽(或热水)的热能燃烧换热燃料的化学能蒸气的热能转子的机械能电能发电机锅炉汽轮机

现代电站锅炉：将燃料燃烧，释放热量，并加热给水，以获得规定参数（汽温、汽压）和品质蒸汽的一种装置。2022/11/8PrinciplesofBoilerPage20§2锅炉的构成与工作原理1.本体2.辅机3.附件4.典型布置介绍5.工作原理介绍2022/11/8PrinciplesofBoilerPage211.本体锅：汽水系统容纳汽水的空间。下降管、汽包、水冷壁、联箱、过热器、再热器、省煤器(承高压)炉：燃烧系统炉膛、燃烧器、烟道(非承高压)、空气预热器

钢架与平台楼梯用于支承设备的重量及方便运行与检修2022/11/8PrinciplesofBoilerPage22本体结构动画--炉膛2022/11/8PrinciplesofBoilerPage23本体结构动画--炉膛内部2022/11/8PrinciplesofBoilerPage24本体结构动画--省煤器2022/11/8PrinciplesofBoilerPage25本体结构动画--过热器2022/11/8PrinciplesofBoilerPage262.辅机送风机、引风机磨煤机、给煤机给粉机除渣设备除尘器是协助锅炉运行不可缺少的。燃料制备，将燃料、空气连续地、有组织地送入炉膛，连续地排出燃烧产生的烟气与灰渣，将烟气携带的飞灰分离出来等。2022/11/8PrinciplesofBoilerPage273.附件安全阀吹灰器水位计温度与压力测量仪表

2022/11/8PrinciplesofBoilerPage284.典型布置介绍锅炉总体上呈∏型布置悬吊式结构，各受压元件应能按预定方向自由膨胀2022/11/8PrinciplesofBoilerPage29锅炉设备整体布置图片2022/11/8PrinciplesofBoilerPage305.锅炉工作原理给水与蒸汽工作流程烟气工作流程燃料工作流程灰渣流程空气工作流程2022/11/8PrinciplesofBoilerPage31锅炉工作原理动画锅炉工作原理(动画)1-原煤斗;2-给煤机;3-磨煤机;4-汽包;5-高温过热器;6-屏式过热器;7-下降管;8-炉膛水冷壁;9-燃烧器;10-下联箱;11-低温过热器;12-再热器;13-再热蒸汽出口;14-再热蒸汽入口;15-省煤器;16-给水;17-空气预热器18-排粉风机;19-排渣装置;20-送风机;21-除尘器;22-引风机;23-烟囱2022/11/8PrinciplesofBoilerPage32给水与蒸汽工作流程给水进入省煤器，吸收烟气的热量，进入汽包;与分离器出水混合，进下降管，分配到每根水冷壁管;在水冷壁管中吸收火焰辐射热，形成汽水混合物;向上流动，由汽水导管引入汽包，进行汽水分离。分离出的饱和水与给水混合进入下降管。分离出的饱和蒸汽从汽包顶部引出，进入各级过热器主要有包覆过热器、屏式过热器、对流过热器等。形成过热蒸汽，被送到汽机高压缸。高压缸排汽被送到再热器，提高温度，再送到汽轮机的中低压缸。2022/11/8PrinciplesofBoilerPage33烟气工作流程在炉膛中，燃料燃烧不断放出热量，产生高温烟气。从炉膛流出、再进入水平烟道、垂直烟道、尾部烟道，并将热量传递给炉膛与烟道中布置的各种受热面，烟气的温度逐渐下降。最后经过除尘设备、脱硫设备、引风机，由烟囱排出到大气。2022/11/8PrinciplesofBoilerPage34燃料工作流程煤由煤仓进入给煤机，再入磨煤机，磨成煤粉；在排粉机的作用下，被干燥剂输送到粗粉分离器，将不合格的粗粉分离出，返回重磨。合格的煤粉被干燥剂输送到细粉分离器，将煤粉与气体分离开来，煤粉贮存在粉仓中；分离出来的气体叫乏气。乏气一部分送至磨煤机用于磨煤机的风量协调，另一部分作为三次风。粉仓中的煤粉由给粉机按负荷的要求送到混合器，与一次风混合，送到燃烧器，进入炉膛燃烧。2022/11/8PrinciplesofBoilerPage35灰渣流程煤在炉膛内燃烧，最高温度可以达到1500~1600度(火焰中心)。煤中的灰分一部分随烟气流出炉膛，进入烟道，叫飞灰，约占95%，最后由除尘器将它分离出来;另一部分进入炉膛底部，由排渣装置排出，约占5%。2022/11/8PrinciplesofBoilerPage36空气工作流程外部冷空气由送风机提高压头后，送到空气预热器，成为热空气；送入磨煤机的是干燥剂；直接送到燃烧器喷口的助燃空气，叫二次风。外部冷空气由一次风机提高压头后，送到空气预热器，成为热空气；送到一次风母管，分配到各一次风支管；与煤粉混合器中的煤粉混合，输送煤粉到燃烧器，进入炉膛。2022/11/8PrinciplesofBoilerPage37锅炉是一个密切联系的整体设备

“锅”与“炉”：一个吸热，一个放热，是一个整体设备。水的循环流动及蒸汽的高速流动，不断地将受热面吸收的热量带走，使受热面得到良好的冷却。

2022/11/8PrinciplesofBoilerPage38第一章绪论第1节电厂锅炉设备的基本构成和工质原理第2节锅炉的主要特征参数及型号第3节锅炉的分类第4节锅炉的安全与经济指标第5节锅炉的历史与发展简介2022/11/8PrinciplesofBoilerPage391.锅炉的参数额定蒸发量

在额定蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，保证热效率时所规定的蒸发量，单位t/h最大连续蒸发量（MCR）

在额定蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，长期连续运行所能达到的最大蒸发量，单位为t/h（或kg/s）锅炉额定蒸汽参数

在规定负荷范围内长期连续运行应能保证的出口蒸汽参数额定蒸汽压力（对应规定的给水压力），单位Mpa；额定蒸汽温度（对应额定蒸汽压力和额定给水温度），单位℃。2022/11/8PrinciplesofBoilerPage40电厂锅炉型号表示方法国内规定方法编制：△△－×××/×××－×××／×××－△×（1）（2）(3)(4)(5)(6)（7）（1）：厂家拼音缩写（2）：锅炉蒸发量，t/h（3）：过热蒸汽额定出口压力，MPa（4）：过热蒸汽温度，℃（5）：再热蒸汽温度，℃（6）：燃料种类代号（拼音缩写表示）（7）：设计序号2022/11/8PrinciplesofBoilerPage41型号举例WG-1000/16.7-540/540-M6武汉锅炉厂制造，蒸发量（容量）1000t/h，过热蒸汽压力16.7MPa，过热蒸汽温度540℃，再热蒸汽温度540℃，设计燃料为煤，设计序号为6。2022/11/8PrinciplesofBoilerPage42工业锅炉型号

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设计次序燃料代号额定蒸汽或热水温度额定蒸汽压力额定蒸发量燃烧方式锅炉型号例

SHL20-2.45/400-A

双锅筒横置式链条炉排，额定蒸发为20t/h，蒸汽压力为2.45MPa，过热蒸汽温度为400C0，燃用烟煤2022/11/8PrinciplesofBoilerPage432022/11/8PrinciplesofBoilerPage442022/11/8PrinciplesofBoilerPage45锅壳锅炉总体型式代号

锅壳锅炉总体型式代号立式锅炉LS(立水)卧式外燃WW(卧外)立式火管LH(立火)卧式内燃WN(卧内)表1

锅壳锅炉总体型式代号水管锅炉总体型式代号

水管锅炉总体型式代号单锅筒立式DL(单式)双管锅炉横式SH(双横)单锅筒纵置式DZ(单式)纵横锅筒式ZH(纵横)单锅筒横置式DH(单横)强制循环式QX(强制)双锅筒纵置式SZ(双纵)

表2

水管锅炉总体型式代号2022/11/8PrinciplesofBoilerPage46燃烧设备代号

燃烧设备代号固定炉排G(固)抛煤机P(抛)固定双层炉排C(层)振动炉排Z(振)活动手摇炉排H(活)下饲炉排A(下)链条炉排L(链)沸腾炉F(沸)往复炉排W(往)室燃炉S(室)表3

燃烧设备代号2022/11/8PrinciplesofBoilerPage47燃料品种