锅炉本体-课件

锅炉本体

本厂330MW机组采用武汉锅炉厂制造的WGZ1170／17.5-1型锅炉为亚临界、一次中间再热、自然循环、固态排渣炉。单炉膛、∏型布置、平衡通风、四角切向燃烧，摆动燃烧器调温。可以采用定压或滑压运行方式。炉内受热面布置：炉膛上部前墙及两侧墙为壁式再热器，沿深度方向依次布置了分隔屏过热器、后屏过热器。在折焰角上方及水平烟道延深度方向依次布置屏式再热器、高温再热器和高温过热器。在尾部烟道自上而下布置三组低温过热器和二组省煤器。尾部受热面的重量通过省煤器中间联箱引出悬吊管来承载。省煤器通过机械夹持件吊挂在省煤器中间联箱上。两台三分仓转子回转式空气预热器放置在竖井下方10.53m标高的板梁上。锅炉钢结构采用全钢双排柱高强度螺栓连接结构。除空预器、出渣装置外，锅炉本体各部件通过不同的炉顶吊杆悬吊在炉顶钢架上。燃烧器为四组直流水平浓淡摆动式燃烧器，每组燃烧器由6层一次风喷口和9层二次风喷口组成。在其中三层二次风喷口中设置了点火油枪及配备相应高能点火器，整台炉共12只油枪，单个油枪容量1.7t/h，总燃油量为20.4t/h，能满足30%B-MCR锅炉负荷。

锅炉本体本厂330MW机组采用武汉锅炉厂制造的1（一）水冷壁1.作用（1）利用自身结构组成锅炉燃烧室。（2）与汽包、下降管、联箱一起组成自然循环回路。（3）吸收炉膛辐射热，将水加热成饱和蒸汽。2.结构:本厂采用膜式水冷壁，其优点：（1）具有很好的严密性，可以显著降低炉膛的漏风系数，改善炉内燃烧工况。（2）有效增加了炉内辐射受热面，节约了钢材。（3）减轻了炉墙重量和金属耗量，同时也减少炉墙蓄热量，缩短了锅炉的起停时间。（4）可以在制造厂成片制造，大大减少了安装工作量。（一）水冷壁1.作用2（二）汽包及其作用1、汽包是锅炉中最重要的承压元件，其主要作用是：（1）是锅炉工质加热，蒸发，过热三个过程的枢纽，用来保证正常的水循环。（2）汽包内部装有汽水分离装置及连续排污装置，用以保证蒸汽品质。（3）汽包内储有一定的水量和汽量，因而具有一定的蓄热能力，可缓和工况变化时汽压的变化速度，有利于锅炉的运行调节。（4）汽包上装有压力表，水位表，事故放水门，安全阀等附属设备，用于控制汽包压力，监视汽包水位，保证锅炉的安全。（二）汽包及其作用32、本厂锅炉汽包内部装置（1）汽包内装有旋风分离器108只，百叶窗及均汽板等。（2）汽包上装有供酸洗、充氮、热工保护、加药、连排、紧急放水、炉水取样、再循环、空气门、安全阀等管座。（三）过热器1、作用过热器是锅炉的重要组成部分，其作用是将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽，并要求在锅炉负荷或其它工况变动时，保证过热蒸汽的波动在允许范围内。2、过热器的型式按传热方式不同过热器分为辐射式、半辐射式和对流式本厂WGZ1170/17.5—1型亚临界自然循环锅炉过热器由五个主要部分组成，即：高温过热器，后屏过热器，分隔屏，立式低温过热器，水平低温过热器，另外还包括后烟道包墙过热器和顶棚过热器。

2、本厂锅炉汽包内部装置

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5（四）再热器1、作用再热器的作用是将汽轮机高压缸排出的蒸汽送回锅炉，再加热成一定具有温度的再热蒸汽后，送往汽轮机中低压缸继续做功，采用蒸汽再热以后，一般可使电厂的循环效率提高4~6%，由于再热蒸汽来自汽轮机高压缸做了功的排汽，其压力约为过热蒸汽压力的20~25%；温度与过热蒸汽温度相同；流量约为过热蒸汽的80%。2、我厂再热器系统我厂再热器系统为顺流立式布置，主要由三部分组成，①高温再热器;②低温再热器;③壁式辐射式再热器。其汽温特性与过热器相同。3、再热器启动保护（1）利用旁路。（2）限制进口烟温。（3）采用疏水和排汽（四）再热器1、作用6（五）省煤器1、作用（1）利用锅炉尾部烟气的热量来加热给水。（2）降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。（3）减少汽包热应力2、省煤器的种类

按照省煤器出口工质状态的不同，可把省煤器分为沸腾式和非沸腾式两种。出口水温低于该压下饱和温度的省煤器，称为非沸腾式省煤器，而给水被加热至对应压力下饱和温度并产生部分蒸汽的，称为沸腾式省煤器。这两种省煤器的差别并不表示结构上的不同，而在于表示省煤器的热力特性不同，我厂采用非沸腾式省煤器，由于参数高，水的汽化潜热所占比例减少，预热所占比例增大，因而采用非沸腾式省煤器，为了保证安全，要求省煤器出口的水有较大的欠焓。省煤器按材质不同又可分为铸铁式省煤器和钢管式省煤器。

（五）省煤器1、作用73、省煤器的布置本厂省煤器采用水平顺列布置，这种布置方式可以有效地排除管内的气体，避免发生局部氧腐蚀，以及及时把水在受热时产生的气泡带走，不会使管壁因气泡停滞而腐蚀或烧损。4、省煤器的保护点火初期，锅炉不需要进水或只需少量进水。在停止给水时，省煤器内局部地方的水有可能汽化，若产生的蒸汽停滞不动，该处管壁有可能超温，间断给水时，省煤器内的水温也会间断地发生变化，使管壁金属产生交变的热应力，影响到金属和焊缝的强度。为了防止省煤器在启动中受到损伤，在启动初期，开启再循环门，使汽包与省煤器形成自然循环回路：汽包——下降管——再循环管——省煤器——汽包。采用再循环管并非很完善的措施，一方面再循环回路的运动压头很低，不易建立正常的循环，另一方面汽包内水温高于给水温度较多时，间断的给水会使省煤器管金属温度发生较大的波动。3、省煤器的布置8二、汽水系统（一）、给水及水循环系统水和汽水混合物在锅炉蒸发受热面的回路中不断流动，叫做锅炉的水循环。根据水循环动力的不同，可以分为自然循环、强制循环和直流三种。在锅炉的水循环回路中，上升管中的汽水混合物的密度比下降管中的水的密度小，利用这种密度差而造成水和汽水混合物的循环流动称为自然循环。随着锅炉压力的提高，汽、水间的密度差越来越小，当工作压力达到22.6MPa的临界压力时，水、汽密度几乎相同，水循环回路无重度差，为了保证水循环的可靠性，在循环回路中串接一个专门的循环泵人为地控制锅炉中水和汽水混合物的流动，称为强制循环。依靠给水泵的压头来推动给水顺序经过加热、蒸发和过热三个阶段，最后蒸汽过热到给定温度的锅炉称为直流循环。二、汽水系统（一）、给水及水循环系统9（二）、蒸发设备的作用和组成

1、作用蒸发设备是锅炉的重要组成部分，其作用是吸收燃料燃烧放出的热量，使水受热蒸发变成饱和蒸汽。2、组成：如右图大型自然循环锅炉的蒸发设备由汽包、下降管、水冷壁、联箱及其连接管道组成。3、自然水循环的故障自然水循环的破坏是各种各样的，除上升管产生水流停滞、倒流和汽水分层外，下降管带汽也将影响正常供水。（1）、停滞、倒流及汽水分层锅炉的下降管是共用的，每一根上升管的压差必然等于共用下降管的压差。在同一个循环回路中，每根上升管的受热情况是不同的，受热强的管子产汽量多，受热弱的管子产汽量少，因而前者的循环流速大，后者的循环流速小，当受热弱的管子循环流速变为负值时，上升管变为下降管，称为循环倒流。当受热弱的管子循环流速为0时则产生循环停滞。◆循环停滞循环停滞发生在受热弱的管子中，发生循环停滞时，此时上升管中的水几乎不动，只有少量汽泡在水管中缓慢地向上流动。发生循环停滞时，水将停留在上升管的一定部位，水面上全部为蒸气，在管内出现了一个清晰的汽水分界面称之为自由水面。如果上升管接入汽包的水空间中，发生循环停滞时，水中的汽泡会逐渐向上积聚在自由水面以上形成很大的水塞。而此时，由于水速很慢，热量的传递主要靠传导，由于热量不易被及时带走，因而管壁会超温，有由于水的不断蒸干，水的含盐量不断增大，又会引起管壁的结盐和腐蚀。

汽包导气管上联箱下联箱下降管水冷壁（二）、蒸发设备的作用和组成

汽包导气管上联箱下联箱下降管10在形成自由水面的管子里，由于水面以上的管段中只有少量的汽，冷却情况不良，极易被烧坏，同时由于自由水面的波动，自由水面处的管壁由于受到汽水的交替接触，而产生交变应力使管子受到疲劳而损坏。◆循环倒流当上升管的流动阻力为负值时，上升管变为下降管，这时蒸汽向上的流速与蒸汽向下的流速相近，产生的汽泡不能被带走，处于停滞或流动很缓慢的状况，这些汽泡的积聚增大，同样也会形成汽塞或自由水面。有汽塞的这部分的管壁同样会引起管壁温度升高或形成管壁交变应力，最后导致管壁超温和疲劳损坏。根据理论计算和运行经验表明，当锅炉的特性如下时一般不会发生循环倒流和停滞，①有上下联箱的循环回路;②汽包压力大于13.7Mpa以上。◆汽水分层汽水分层是相对于水平或微斜管而言的，由于汽水密度的不同，水倾向于在下层流动，而汽偏向于在上层流动，严重时汽水会出现一个明显的分界面，这种现象叫汽水分层。在垂直管段内不会出现汽水分层，在水平或微斜管段中，若汽水混合物循环流速高，水汽的搅动作用大于水汽的重力作用时也不会发生汽水分层。因而汽水分层只有当循环流速较小时才可能发生。发生汽水分层时，管子上壁温度高于下壁温度，形成温差热应力，汽水分界面会对管壁产生交变热应力，另外，由于汽侧水膜的破坏，冷却能力差，并沉积大量的盐分，这些都会使管段遭受破坏。（2）、下降管带汽自然循环回路如果下降管带汽，就会使管内工质的平均密度减小，重位压差减小，同时由于含汽平均容积流量增加，使循环流速加大，因而对水循环不利。在形成自由水面的管子里，由于水面以上的管段中只11下降管含汽的原因：①下降管的入口与上升管出口距离太近，使汽水混合物直接进入下降管或水位波动降低时，下降管入口露出水面而使蒸汽进入下降管。②锅水进入下降管时因流阻和加速产生压降，发生自汽化；③在下降管进口截面上部形成漩涡斗，蒸汽被吸入下降管；④汽包水室含汽;⑤下降管受热。现代锅炉由于锅水接近饱和且下降管直径较大，故下降管入口的自汽化、形成漩涡斗，水室含汽的影响不可忽视。下降管含汽的原因：12（3）、下降管入口锅水自汽化当下降管入口锅水压力低于对应压力下的饱和压力时，将有部分水自行汽化，为此应适当提高锅水的欠焓或将汽包高位布置，以减小下降管中水流的速度，为此，下降管一般从汽包的最低部引出，且采用大直径下降管，或增加下降管数目以降低水流速度。（4）、下降管入口形成漩涡斗水在汽包内水平流动，当进入下降管时，由于水流速度和方向都发生变化，造成下降管入口四周流速的分布不均和阻力损失，引起管口四周的压力不平衡，迫使入口产生涡流，形成涡斗状水面，当斗底深入下降管入口时，蒸汽则由漏斗中心吸入下降管。为了防止产生漩涡斗，要求运行中汽包保持合适的水位，且在分散下降管入口装设格栅或十字板，以防止产生涡流。（5）、水室含汽由于汽包内布置了合理的汽水分离装置，在大容量锅炉中一般不易产生水室含汽现象，另外采用大直径下降管，使循环水速降低，大大减少了带汽量。（3）、下降管入口锅水自汽化13（三）我厂给水及水循环系统的组成如图所示从调速给水泵来的给水以单路进入省煤器进口集箱左端，给水经省煤器管束加热后，从中间集箱分三路引出了吊挂管ф60×11㎜，共163根，吊管承受低温过热器管束和省煤器自身的重量。吊管全部引导省煤器出口集箱ф273×50㎜，再从出口集箱引出三路ф219×26㎜连接管引入汽包底部的给水分配管。为了防止锅炉启动过程中省煤器管内产生汽化，在汽包与省煤器进口集箱之间设置了一路再循环管，在管路上装有2只DN100电动截止阀，当向省煤器连续进水时，可关闭再循环阀门。锅炉的汽水循环系统包括汽包、集中下降管、引入管、水冷壁管和引出管。来自省煤器的未沸腾水进入汽包内给水分配管中，分4路分别进入4根ф588.8×60㎜集中下降管内，给水直接在下降管中与炉水混合，以避免给水与汽包壁接触，减少锅炉启、停时汽包内、外壁温差和上、下壁温差在4根下降管的下端各接有一ф610×95㎜与8根ф133×14㎜的引入管相接，引入管将欠焓水送入水冷壁的四周下集箱ф324×50㎜（三）我厂给水及水循环系统的组成如图所示从调速给14给水与饱和蒸汽流程给水泵给水管道省煤器入口集箱省煤器出口集箱省煤器省煤器再循环阀汽包集中下降管分散下降管引入管水冷壁下集箱水冷壁管水冷壁上集箱汽水引出管饱和蒸汽导出管顶棚过热器入口集箱过热蒸汽系统给水与饱和蒸汽流程给水泵给水管道省煤器入口集箱省煤器出口集箱15主蒸汽系统一、主蒸汽系统组成

主蒸汽系统由顶棚管及其出入口集箱、旁路管，尾部烟道及其上、下集箱，延伸侧墙，底包墙及其上下集箱，水平低温过热器及其入口集箱，立式低温过热器及其出口集箱，一级减温器、分割屏过热器及其出入口集箱，二级减温器及其连接管，后屏过热器及其出入口集箱，高温过热器及其出入口集箱以及过热器间连接管等组成。二、主蒸汽系统流程

饱和蒸汽通过18根引出管进入前炉顶进口集箱，分两路：其中38％MCR流量经旁路至后烟井两侧包墙上集箱,大部分流量通过前炉顶管至顶棚出口集箱，再进入后烟井两侧包墙上集箱，从侧包墙上集箱出来的蒸汽下行经过两侧包墙管，进入环形集箱，蒸汽从环形集箱出来分三路：一路上行进入后烟井后包墙下段进入低过入口集箱，一路进