水泥装机9MW余热锅炉专业培训课件

锅炉结构原理及其

检修培训主讲：赵锡金锅炉技术培训一、锅炉设备的基础知识1.1概述锅炉的定义

利用燃料燃烧释放的热能（或其他热能），将工质加热到一定参数（温度和压力）的设备。锅炉：是生产蒸汽或高温热水的密闭压力容器。是锅和炉的组合体。“锅”：是容水产汽（或热水）的部分，也就是汽、水系统。“炉”：是燃料燃烧放热的部分，也就是煤、风、烟、灰系统。锅炉就是汽、水系统和也就是煤、风、烟、灰系统的统一体。锅炉技术培训（2）锅炉设备的组成①锅炉本体：“锅”、“炉”“锅”－吸热容纳水和蒸汽的受压部件，包括锅筒（汽包）、对流管束、水冷壁、集箱（联箱）、蒸汽过热器、省煤器和管道组成的一个封闭的汽水系统。“炉”－放热锅炉中使燃料进行燃烧产生高温烟气的场所，是由煤斗、炉排、炉膛、除渣板、送风装置等组成的燃烧设备。②锅炉辅助设备除灰系统（振打装置、拉链机）水－汽系统仪表控制系统1.3锅炉的主要性能指标（1）蒸发量或热功率蒸发量（Dt/h）：蒸汽锅炉每小时生产的额定蒸汽量。热功率（QMW）：热水锅炉锅炉技术培训（2）压力和温度锅炉的额定工作压力（P）：蒸汽锅炉出汽口处蒸汽的额定压力或热水锅炉出水口处热水的额定压力。温度（t）：蒸汽锅炉蒸汽过热器出口处的蒸汽温度或热水锅炉的额定出水口供水温度和进口回水温度。（3）受热面蒸发率或受热面发热率受热面蒸发率（D/H）：蒸汽锅炉每平方米受热面每小时所产生的蒸汽量。受热面发热率（Q/H）：热水锅炉每平方米受热面每小时所产生的热量。（4）锅炉热效率锅炉热效率是指送入锅炉的全部热量中被有效利用的百分数，也称锅炉效率（η）。（5）锅炉的金属耗率及耗电率锅炉的金属耗率：相应于锅炉每吨蒸发量所耗用金属材料的重量，也称钢水比。锅炉的耗电率：生产1t蒸汽，锅炉房设备耗用电的总度数。锅炉技术培训

1.4锅炉的规格与型号我国工业锅炉产品型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连。

△△

××/

××—××—××/××①②③④⑤⑥

①本体形式代号

②锅炉入口烟气量

③锅炉入口烟气温度④额定蒸发量⑤额定蒸汽压力⑥额定蒸汽温度

QC220/360-18.8-1.25/340锅炉技术培训锅炉参数及机构简介2.1AQC余热锅炉锅炉整体采用管箱式结构，自上而下有过热器管箱、四只蒸发器管箱和一只热水器管箱，锅炉受热面全部采用螺旋鳍片管。锅炉的省煤器出水分三部分，第一部分供AQC锅炉使用，第二部分供SP炉锅炉。AQC锅炉锅筒设有两套玻璃水位计（一套石英玻璃水位计和一套石英管双色水位计），两套水位平衡容器和一套电极点式液位报警器接口，以便于对锅炉水位的观察与监控，确保锅炉安全。锅炉最大外形尺寸（长×宽×高）：17900×9400×19180。本锅炉锅筒工作压力为1.5MPa。锅炉整体水压试验压力为2.1MPa，热水器工作压力为2.7MPa。热水器单独作水压试验，试验压力为3.375MPa.本台余热锅炉为水泥窑余热发电系统中回收水泥窑废气余热的重要设备，其安装于水泥窑熟料冷却机废气出口至收尘器间的管道上，因此其简称“AQC”余热锅炉。该锅炉设计入口废气温度360℃，废气流经过热器、蒸发器、热水器后，废气温度降至107.4℃左右，然后再进入熟料冷却机原有的电收尘器并经窑头排风机排入大气。设计要点本锅炉立式布置，蒸汽段（过热器+蒸发器）属于自然循环，热水段（热水器）属于强制循环。给水48t/h（水温40℃）引入热水器，工质在热水器中被加热到185℃后从出口集箱引出至给水操作台。由给水操作台分配19.4t/h热水（水温185℃）引入蒸汽段锅筒，然后自锅筒引出，经下降管后流入蒸发器，在这里被加热后的汽水混合物再引回锅筒，而后从锅筒引出饱和蒸汽进入过热器，在过热器中被加热后生成额定压力的过热蒸汽。本锅炉的热源来自水泥窑窑头熟料冷却机排出的废气，其废气温度较低（360℃），粉尘含量一般（18g/Nm³），运行中受热面的磨损较严重。针对这个矛盾，同时为了提高锅炉热效率，实现锅炉安全、稳定运行的目的，本锅炉结合实际运行情况，及其具体结构特点，在整个布置和设计中采取相应有效措施：锅炉过热器、蒸发器、热水器换热管采用环向绕翅管，从而组织起更为有效的废气流场，加强换热，并且能在较大程度上减轻磨损，延长检修周期，保证锅炉有较长的使用年限。受热面全部采用错列布置形式，经计算，合理安排管组的间距，从而保证有足够的废气速度，达到所要求的换热效果。锅炉炉墙采用轻型护板炉墙，为降低锅炉漏风系数，从而不影响水泥生产和稳定发电，炉墙人孔、穿墙管、炉墙护板接缝、壳体接缝、炉内集箱处的密封等均进行了精心设计。炉墙本锅炉采用轻型护板炉墙，炉墙材料采用硅酸铝耐火纤维板。给水品质要求锅炉给水和炉水指标应符合GB12145-1999《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》的相关要求。锅炉给水质量标准：名称单位数值硬度微克当量≤3溶氧微克/升≤50PH（25℃）∕≥7锅炉水质量标准:名称单位数值磷酸根mg/L10-30PH∕10-12总碱度微克当量/L142.2锅炉辅机设备1、膨胀箱型号：LP-0.75台数：2台(AQC炉1台，SP炉1台)设计压力：0.2Mpa；0.25Mpa工作压力：0.15Mpa；0.2Mpa容积：3.5；3.8设计温度：280℃；230℃2、取样冷却器AQC锅炉：4台(1)炉水取样(2)饱和蒸汽取样(3)过热蒸汽取样(4)给水取样SP锅炉：3台(1)SP炉水取样(2)SP饱和蒸气取样(3)SP过热蒸气取样3、炉水加药装置台数：2台(AQC炉1台，SP炉1台)磷酸盐搅拌箱(1)箱体容积：1m³(2)箱工作压力：常压(3)箱工作温度：常温1.3.3.3摆线针轮减速机(1)型号：BC010(2)速比：11(3)功率：0.75kW减速电动机(1)型号：YS7134(2)功率：0.75KW(3)电压：380V(4)电流：1.87A(5)频率：50Hz(6)转速：1400r/min1.3.3.5计量泵(1)型号：JX80/2.5(2)配用功率：0.55kW(3)流量：80L/h(4)排出压力：2.5MPa4、SP锅炉振打清灰装置：14组1.3.5.1SP锅炉振打电机(1)型号：Y9QS-4/Y9QS-4(2)功率：1.1kW(3)电压：380V(4)转速：1400r/min(5)额定电流：2.8A(6)频率：50Hz(7)Cosφ：0.815、消音器AQC锅炉：4台SP锅炉：2台

AQC炉

(1)星型下料器1台型号：YCDL-0.6压力：0.06MPa通径：500mm温度≤600℃

(2)1#FU链式输送机(3)2#FU链式输送机

2.3锅筒及其内部装置（1）锅筒的作用和构造锅筒（汽包）是锅炉中最重要的受压元件，其作用为：连接上升管和下降管组成自然循环回路，接受从省煤器来的给水，同时向蒸汽过热器输送饱和蒸汽。锅筒中储存有一定量的饱和水，所以锅炉短时间的供水中断，不会立即发生锅炉事故。另外起缓冲气压的作用。锅筒内部装置可净化蒸汽，获得品质良好的蒸汽。锅炉按锅筒分类有双锅筒和单锅筒锅炉。双锅筒锅炉有上锅筒、下锅筒各一个，上下锅筒由对流管束连接。而单锅筒只有一个上锅筒。锅筒由上升管和下降管连接起来组成自然循环回路。上锅筒内汇集了循环回路中的汽水混合物，常设有汽水分离装置、给水分配管。为了改善锅水品质有的锅炉还设有连续排污管和加药管。下锅筒内则有定期排污装置。蒸汽锅炉的给水大多由上锅筒引入。给水管的作用是将锅炉给水沿锅筒长度方向均匀分配，避免过于集中在一起，而破坏正常的水循环；同时为避免给水直接冲击锅筒壁，造成温差应力。（4）连续排污装置连续排污装置的作用是排走含盐浓度较高的锅水，使锅水含盐量降低，以防止锅水起沫，造成锅水的汽水共腾。通常在蒸发面附近沿上锅筒纵轴方向安装一根连续排污钢管。在排污管上装设许多上部开有锥形缝的短管。（5）热水锅炉上锅筒内部装置配水管其作用是将锅炉回水分配到特定位置以保证锅炉正常的水循环。隔水板为了在锅筒内形成明显的冷、热水区，使锅炉回水尽量少与热水混合，防止热水直接进入下降管。热水引出管锅炉技术培训

2.2水冷壁及对流管束（1）水循环锅炉水冷壁的水循环，由锅筒、下降管、联箱和水冷壁管构成水循环回路。自然循环：布置在炉膛内的水冷壁受到火焰和高温烟气辐射的热量加热后，管内水的温度迅速升高，一部分水汽化，在管内形成汽水混合物。布置在炉墙外侧下降管中的水，由于不受热，它的密度就大于汽水混合物的密度。下降管一侧的压力大于水冷壁一侧的压力，二者之差为流动压头。在流动压头的作用下，水从下降管向水冷壁管（上升管）不断地循环流动，这种现象称为自然循环。蒸汽锅炉中普遍采用自然水循环。强制循环：利用水泵的压力来完成锅水流动。某些热水锅炉和大型蒸汽锅炉（直流锅炉），采用的是强制循环。常见的水循环故障：汽水停滞、汽水分层、下降管带汽。锅炉技术培训（2）水冷壁管水冷壁管垂直布置在炉膛内四周，其主要作用是吸收高温烟气的大量辐射热，同时可以减少熔渣和高温烟气对炉墙的破坏，保护炉墙。水冷壁管下端与下集箱相连，下集箱通过下降管与锅筒的水空间相连；上端直接与上锅筒连接，或接到上集箱经导汽管与锅筒连接，构成水冷壁的水循环系统。（3）对流管束对流管束通常是由连接上、下锅筒间的管束构成。全部对流管束都布置在烟道中，受烟气的冲刷而换热，也称对流受热面，是另一种主要受热面。连接方式有胀接和焊接两种。对流管束排列方式有错排和顺排两种。错排管束的传热效果好，但清灰和检修不如顺排管束方便。其传热效果主要取决于烟气的流速。

2.3辅助受热面（1）蒸汽过热器蒸汽过热器的作用是将上锅筒引出的饱和蒸汽加热成一定温度的过热蒸汽。工业用汽多为饱和蒸汽，故一般锅炉中多不设置蒸汽过热器。只有在生产用汽需要较高的温度、而不需要提高蒸汽压力，或为了在空气预热器的使用，一方面可以减少锅炉排烟热损失，提高锅炉效率；另一方面使进入炉内的冷空气变为热空气，改善炉内燃烧条件，提高燃烧温度，增强传热效果。工业锅炉中常用的空气预热器是管式空气预热器。烟气由上而下在管内流动，作纵向冲刷；空气在管外作横向冲刷。管子沿空气流动方向成错列布置。2.4炉墙与锅炉钢架（1）炉墙炉墙是构成锅炉燃烧室和烟道的外壁，阻止热量向外散失，起着保温和密封的作用，并使烟气按指定的方向流动。为了使炉墙能发挥其应有的作用，它须满足如下要求：应有良好的绝热性、耐热性、严密性、抗腐蚀性和防振性，并有足够的机械强度和承受温度急剧变化的能力，还应有重量轻、便于施工和价格低的特点。砌筑炉墙的常用材料有：耐火粘土砖、硅藻土砖、普通红砖、其他材料如耐火土、铬铁矿砂等调制成的各种耐火涂料以及珍珠岩等保温材料。炉墙按构造不同分为重型炉墙、轻型炉墙、敷管炉墙三种。（2）锅炉钢架工业锅炉中，用来支撑锅筒、联箱、受热面管子、平台及扶梯地钢结构称为锅炉钢架。锅炉钢架不仅承受锅炉本体的荷载，同时使锅炉本体各部件固定并维持他们的相对位置，抵御外界加给锅炉的其他负荷。因此，锅炉钢架应满足强度、刚度、稳定性条件的要求，并应具有自由膨胀的可能性。工业锅炉多采用框架式钢架。它一般为梁与柱刚性连接的空间构架。2.5吹灰器锅炉长期运行后，各受热面外壁常积有烟灰，若不及时清除，会使烟气流动阻力增大，并影响传热效果，使燃料消耗量增多，锅炉出力降低。通常利用吹灰器清除烟灰。工业锅炉中应用的吹灰装置有移动式吹灰器，即吹灰时插入炉内，吹过灰后从炉内抽出；以及固定式吹灰器，即将其固定安装在受热面中。才用的吹灰介质可以是蒸汽，也可以式压缩空气。2.6锅炉安全附件为了保证锅炉的正常运行，锅炉上装有压力表、水位表、安全阀、高低水位警报器、给水自动调节等附件。

二、锅炉的相关知识锅炉技术培训（一）热和热的传递1、热的作用

使物体温度升高;使物体的体积膨胀;使物体的形状改变。如冰变为水、水变为汽。2、热的传递

热的辐射－－在不同温度的相临的两个物体之间，高温物体向低温物体传递热量的过程，为辐射传热。锅炉技术培训高温物体低温物体辐射传热热的传导－－同一物体或相接触的不同物体，热总是由高温部分向低温部分传递。锅炉技术培训高温燃气管外壁水管辐射传导对流管内壁热的对流－－由于流体的相对运动而引起的传热过程。只发生在流体（水、汽、烟、风等）。锅炉技术培训

（二）蒸汽分类1、饱和蒸汽－－炉水在一定的压力下，达到它的饱和温度时所生产出来的蒸汽为饱和蒸汽。其温度与炉水的饱和温度是相同的，含有微量的水分。2、过热蒸汽－－在压力不变的情况下，对饱和蒸汽继续加热，进一步提高其温度，这种超过了该工作压力下的饱和温度的蒸汽，称为过热蒸汽。锅炉技术培训

（三）水的循环1、自然水循环锅炉炉管内的水，因受热不同，产生重度差异而形成压差，使水在锅炉封闭的汽水系统内形成不停地规则的流动，称为自然水循环。2、强制水循环依靠外部动力使水在锅炉封闭的汽水系统内形成不规则的流动，称为强制水循环。锅炉技术培训锅炉技术培训上锅筒下锅筒上集箱水包下降管对流管导汽管下集箱水冷壁管汽水系统流程简图埋管给水饱和蒸汽过热蒸汽蒸汽过热器燃烧室定期排污定期排污连续排污过热器疏水锅炉技术培训风、烟系统流程简图空气风箱浓相段稀相段悬浮段水膜除尘器烟筒鼓风机引风机空气预热器省煤器上锅筒下锅筒过热器给煤机膛炉对流区烟道排水沟省煤器回水给水排渣管排灰管炉墙炉墙炉墙炉墙炉墙（四）、锅炉内部的受压部件1、锅筒－－是汇集、储存、净化蒸汽和补充给水的圆形的承压容器。2、对流管－－由上、下锅筒之间许多弯曲的炉管组成，形成对流受热面，是中、小型锅炉主要的受热面。3、集箱－－是连接下降管和上升管的管径较大的承压容器。起分配炉水或汇集汽水混合物的作用。4、下降管－－是连接锅筒和集箱的水管，其作用是向各集箱分配炉水。5、上升管－－是连接上集箱和上锅筒的水管，其作用是将各集箱汇集的汽水混合物送入上锅筒。锅炉技术培训

（五）、锅炉的辅助受热面1、蒸汽过热器－－利用高温烟气，进一步加热饱和蒸汽，获得压力不变、温度升高、湿度等于零的过热蒸汽。过热蒸汽温度必须控制在额定范围，停止送汽时必须开启疏水阀，防止过热器烧坏。2、省煤器－－利用高温烟气的热量，在进一步加热给水温度的同时，降低了烟气温度，减少了锅炉排烟热损失。分为沸腾式（钢管式）和非沸腾式（铸铁式）两种。非沸腾式省煤器的出水温度必须≤180℃，因此，在其出口装设有回路管道，在启炉时可打循环，防止出水温度过高，造成水击。3、空气预热器－－利用高温烟气，加热空气温度在改善燃烧条件的同时，可减低排烟温度，减少了锅炉排烟热损失。锅炉技术培训（六）、锅炉的辅助设备1、给水设备－－为锅炉补充给水的设备，有电（汽）动给水泵、送水管道等。2、除尘设备－－分离烟气中的细粉尘，降低污染的设备，有旋风除尘器、水膜除尘器等。锅炉技术培训（七）主要安全附件1、安全阀－－保证锅炉在额定工作压力下安全运行的装置。有弹簧式、杠杆式和重钝式。2、压力表－－保证锅炉在允许工作压力下安全运行的仪表。3、水位计－－监视锅筒内水位的一种安全装置。锅炉技术培训冲洗水位计的方法：“下中中上上下”。锅炉技术培训排水阀门（下）液相阀门（中）汽相阀门（上）锅筒水位表叫水法－－当锅炉发生渴水事故时，为判断是轻微渴水还是严重渴水的一种操作方法。具体操作步骤是：

1、开启排水阀门，同时冲洗汽、液相连通管；

2、关闭汽相阀门，单独冲洗液相连通管；

3、缓慢关闭排水阀门，观察水位计中有无水位出现。如有，则是轻微渴水；没有，就是严重渴水。

注意：锅炉严重渴水时，严禁向锅炉进水！锅炉技术培训（八）锅炉排污方式1、定期排污－－定期开启安装在下锅筒和下集箱最低部位的排污阀门，排出沉积在下锅筒和各集箱内的沉淀物。

注意：几台锅炉共用一根排污总管时，严禁同时进行排污！排污应在低负荷、高液位时进行。每次排污时间不得超过30秒。排污时应先开一次阀（离锅筒或集箱最近的），再开二次阀，先关二次阀，后关一次阀。锅炉技术培训下锅筒集箱排污阀2、连续排污－－连续排出表面炉水，降低炉水浓度，改善蒸汽品质。

注意：须根据炉水的品质调节阀门的开度。锅炉技术培训上锅筒水位计连续排污阀（十）锅炉巡回检查方法1、“看”－－用眼睛观察设备、阀门、法兰和管道有无泄漏，观察冷却水、液位、油位是否正常，观察锅炉本体钢结构、管道、落灰管有无变形损坏。2、

“摸”－－用手摸运转设备的温度是否正常，特别是轴承座、油箱和电机的温度；运转设备的地脚螺栓有无松动、机体有无明显的振动。3、“听”－－用耳听运转设备的声音是否正常，主要是风机有无摩擦的异常声音、轴承有无损坏的异常声音、机体有无振动的异常声音，炉内有无漏水漏蒸汽和风箱、烟道有无漏风漏烟气的异常声音。4、“闻”－－用鼻闻有无电源线过流或被烧后发出的焦糊味，锅炉技术培训三、锅炉事故处理锅炉技术培训

(一)、事故停炉1.锅炉紧急停炉：遇有下列情况之一，应采取紧急停炉：1)、锅炉严重缺水，虽经补水仍见不到水位。2)、锅炉严重满水，水位升到最高水位以上，经放水后仍见不到水位。3)、受热面爆管，磨损渗透，影响运行人员安全和不能保持正常水位。4)、所有水位计损坏时。5)、给水系统全部失灵。6)、炉墙倒塌、开裂，柱和梁被烧红，严重威胁锅炉安全运行。7)、锅炉汽水品质严重低于标准，经努力协调暂时无法恢复时。8)、锅炉受热面严重积灰，采取措施仍无法解决时。9)、水泥窑系统严重损坏必须停炉时。10)、主要转动设备故障，危及设备和人身安全时。11)、所有汽水管道爆破威胁设备和人身安全时。紧急停炉时，炉温变化较快，必须采取一定的技术措施，以防止事故的扩大，或发生新事故。紧急停炉时应与水泥窑生产系统取得联系，及时的将送入余热炉的烟气量减少，降低锅炉负荷，同时除缺水、满水事故外，注意调整锅炉给水以维持正常水位，同时应注意不要引起汽压过高，造成安全阀动作。锅炉技术培训紧急停炉的冷却过程和正常停炉的步骤相同，但时间约少一半。一般水泥窑的窑外分解炉熄火6小时后，即可进行自然通风，同时上水、放水一次，以后每隔1小时以上放水一次。当放水温度到70-80℃时，即可放掉全部炉水。2遇有下列情况应请求停炉1）、锅炉承压部件泄露时。2）、炉墙裂缝且有倒塌危险或炉架横梁烧红时。3）、安全门动作，经采取措施不能回座时。4）、锅炉给水、炉水、蒸汽品质严重超标，或汽水共腾，经处理无效时。5）、其他辅助设备不正常，且危机锅炉正常运行时。6）、绝热材料损坏严重时。

(二)、锅炉水位异常处理1、锅炉满水

现象1、水位计内的水位高于正常允许水位。2、水位报警器报警，高水位信号灯亮。3、电接点水位计指示正值增大。4、给水流量不正常地大于蒸汽流量。5、蒸汽含盐量增大。6、过热蒸汽温度下降。7、严重满水时，蒸汽管道内发生水冲击，法兰处冒汽。原因:1、给水自动调整器失灵，给水调节装置故障。

2、水位计、蒸汽流量、给水流量表指示不正确，运行人员判断而操作错误。3、给水压力突然升高。4、外界负荷剧增，主汽母管压力突然变低，锅炉负荷快速增长，带动汽包水位上涨。5、运行人员疏忽大意，对水位监视不够，调整不及时或误操作。锅炉技术培训6、汽包安全门动作。轻微满水处理:1、将给水自动调节解列，关小调节门，减少给水。2、因给水压力异常引起水位升高，立即与汽机值班人员联系，尽快恢复正常。3、若水位继续升高，开启事故放水门。4、根据汽温下降情况，关小或关闭减温水门，必要时打开并汽门前疏水门。严重满水处理:1、如汽包水位超过水位计上部可见水位时，立即停炉，汇报值长，关闭主汽门及锅炉并汽门，打开所有疏水门。2、停止上水时打开省煤器再循环门。3、加强锅炉放水，密切注意水位变化，待汽包水位恢复到正常水位后，重新启动。锅炉满水的预防