锅炉概论第一章 绪论

任课教师:张维蔚E-mail:zhww@电厂锅炉原理及设备1参考文献冯俊凯，沈幼庭主编，《锅炉原理及计算》（第二版），科学出版社，ISBN7-03-002731-0/TB.85，1992，1995，2002版范从振，《电厂锅炉原理》，水利电力出版社，1986及以后版本陈学俊，陈听宽，《锅炉原理》，机械工业出版社，1986及以后版本其它锅炉方面的著作2第一章绪论电厂锅炉的作用及设备构成电厂锅炉设备的基本特征锅炉的分类和型号锅炉技术的发展3§1.1电厂锅炉的作用及设备构成发电方式火力发电水力发电核能发电风能、太阳能发电、地热能发电、潮汐能发电等发电厂4火力发电厂生产过程除氧器锅炉汽轮机发电机凝汽器凝结水泵低压加热器高压加热器给水泵过热蒸汽循环水泵冷却水5电厂全貌67沁北电厂8一、锅炉的作用燃烧热交换

燃料的化学能烟气的热能蒸汽(或热水)的热能

火力发电厂能量转换的基本过程:锅炉汽轮机发电机

燃料的化学能蒸汽的热能转轴的机械能电能

电站锅炉是火力发电厂三大主机之一。锅炉的作用：使燃料在炉内燃烧放热，并将锅内的工质由水加热成具有足够数量和一定质量（汽温、汽压）的过热蒸汽，供汽轮机使用。锅炉内实现下列能量转换过程：9二、电厂锅炉设备构成锅炉锅炉本体辅助设备锅炉机组10原煤斗给煤机磨煤机汽包过热器下降管燃烧器空气预热器排粉风机排渣装置送风机除尘器引风机烟囱煤粉锅炉及辅助设备示意图省煤器给水再热器高压缸排汽中压缸汽轮机高压缸11煤、风、烟系统空气预热器排粉风机给煤机磨煤机燃烧器炉膛水平烟道尾部烟道烟囱引风机除尘器灰渣沟冷灰斗排渣装置灰渣沟冷空气烟气（二次风）风、粉(一次风)原煤原煤风、粉烟气烟气灰渣未燃煤粒未燃煤粒灰渣烟气飞灰细微灰粒烟气灰渣未燃煤粒12汽、水系统过热器汽轮机调节级过热蒸汽①下降管下联箱水冷壁上联箱水汽水混合物导汽管水汽水混合物汽水混合物给水泵①汽机主凝结水汽包省煤器汽水分离器化学补充水水水汽水混合物电厂锅炉13§1.2电厂锅炉设备的基本特征一、电厂锅炉的特性锅炉容量

蒸发量表示

锅炉在额定蒸汽参数（压力、温度），额定给水温度和使用设计燃料，每小时的最大连续蒸发量，单位为t/h（或kg/s）电功率表示用与之配套的汽轮发电机组的电功率表示

，单位为MW；蒸汽参数

锅炉出口处的蒸汽温度和蒸汽压力。燃烧方式

煤、油、气体及其他可燃物等。

汽水流动方式

指推动汽水混合物流动的方式锅炉整体布置

指炉膛、对流烟道以及各级受热面之间的相对位置。14二、电厂锅炉的安全和经济指标安全性指标

锅炉连续运行小时数（>5000）

锅炉在两次检修之间的运行小时数

锅炉的事故率（约1%）

锅炉事故停用小时数/（总运行小时数+事故停用小时数）×100％

锅炉可用率（约90%）

（运行总时数+备用总时数）/统计期间总时数（一年）15经济性指标

锅炉效率（>90%）

锅炉有效利用热量/输入锅炉的总热量×100％16§1.3锅炉的分类和型号一、锅炉的分类

锅炉容量小型（<400t/h）、中型（400－1000t/h）、大型（>1000t/h）。

锅炉蒸汽参数低压（p≤2.45MPa，表压）、中压（p=2.94~4.92MPa）、高压（p=7.84~10.8MPa）、超高压(p=11.8~14.7MPa)、亚临界压力(p=15.7~19.6MPa)、超临界压力(p≥22.1MPa)。

锅炉燃烧方式

层燃炉、室燃炉、旋风炉、流化床锅炉。层燃炉室燃炉旋风炉流化床炉17锅炉的分类

锅炉水循环方式

自然循环锅炉、控制循环锅炉和直流锅炉。循环倍率：单位事件内进入蒸发管的循环水量同生成汽量之比。18二、锅炉的型号锅炉型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连。

DG－670/13.7－540/540－M8第一组为符号，表示锅炉制造厂家的汉语拼音缩写；第二组为数字，分子是锅炉容量，分母为锅炉出口过热蒸汽压力；第三组为数字，分子和分母分别表示过热蒸汽和再热蒸汽出口温度；第四组，符号表示燃料代号，数字表示设计序号。19锅炉技术的发展历史18世纪上半叶，英国煤矿使用的蒸汽机，包括1769年瓦特的初期蒸汽机在内，

促进了蒸汽锅炉的长足发展。此时期产生了最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳，后来改用卧式锅壳，在锅壳下方砖砌炉体中烧火。1830年左右，随着优质钢管的生产和胀管技术的出现后出现了火管锅炉。早期锅壳锅炉采用固定炉排，加煤和除渣均手工操作。§1.4

锅炉技术的发展趋势2021直水管锅炉19世纪中叶，出现了水管锅炉。锅炉受热面是锅壳外的水管，取代了锅壳本身和锅壳内的火筒、火管。此时锅壳遂改名为锅筒，或称为汽包。直水管锅炉出现后开始采用机械化炉排，其中链条炉排得到广泛的应用。22弯水管锅炉二十世纪初期，汽轮机开始发展，它要求配以容量和蒸汽参数较高的锅炉。随着制造工艺和水处理技术的发展，出现了弯水管式锅炉。同时水冷壁、过热器和省煤器得到应用，以及改进了锅筒内部汽、水分离元件，满足了汽轮机发展的需要。此时期开始采用机械化炉排，其中链条炉排得到了广泛的应用。23煤粉炉的兴起1920年开始使用室燃炉，在燃烧方式上，比层燃炉结构简单，受热面比较容易布置。室燃炉主要以煤粉和油作燃料。煤由磨煤机磨成煤粉后用燃烧器喷入炉膛燃烧。1930年左右出现了布置在炉膛四角且大多成切圆燃烧方式的直流燃烧器，促进了煤粉炉的大型化发展。24循环流化床锅炉的应用与发展1921年12月德国人温克勒发明了第一台流化床。直到20世纪50年代末期，鼓泡流化床一直占主要地位1979年芬兰奥斯龙（Ahlstrom）公司生产了20t/h的循环流化床锅炉，1982年德国鲁奇(Lurgi)

公司的第一台50t/h的商用循环流化床锅炉投入运行。我国对流化床技术的研究开始于20世纪40年代末，但循环流化床锅炉的起步却较晚。1986年中国科学院工程热物理研究所与济南锅炉集团有限公司合作，成功研制了35t/h循环流化床锅炉1991年11月75t/h循环流化床锅炉于在锦西热电厂投运供热，使我国循环流化床技术向前跨越了一个容量等级。

25目前我国循环流化床锅炉的发展

我国发电制造企业在引进消化吸收10万千瓦循环流化床锅炉技术（CFB）的基础上，自主设计开发的30万千瓦循环流化床锅炉已进入投运阶段。目前，东方电气集团、西安热工研究院、清华大学等产学研机构也已陆续投入到自主开发60万千瓦超临界CFB锅炉产品的研发工作中。相对于煤粉炉100万千瓦超超临界参数，大型循环流化床锅炉机组的发展还有很大空间。26锅炉技术的发展趋势加快发展大容量、高参数机组强化煤电环境保护，发展清洁燃煤技术发展燃气－蒸汽联合循环机组的锅炉

整体煤气化联合循环（IntegratedGasificationCombinedCyclePowerStation，简称IGCC），增压流化床联合循环，热、电、煤气三联供技术。27思考题锅炉的受热面及作用锅炉的主要系统按锅炉燃烧方式及蒸发受热面中工貭的流动方式来分，锅炉的类型锅炉的额定蒸发量及最大连续蒸发量锅炉的热效率及安全性指标28核能发电原理图29