锅炉基础知识(电厂锅炉设备运行)

燃料及煤粉制备任务1：锅炉的作用任务2：锅炉的构成任务3：锅炉的容量，参数，效率单元一认识锅炉任务4：锅炉分类，锅炉型号任务5：电站锅炉的发展任务1：锅炉的作用

学习单元一认识电厂锅炉一、什么是锅炉？为什么要学习锅炉？

学习单元一认识电厂锅炉最简单的锅炉

学习单元一认识电厂锅炉电厂锅炉

自然界中现成存在，可直接取用的能源，如煤、水力、太阳能等等。一次能源经过加工或形式转换的能源，如焦炭、汽油、电力、蒸汽等二次能源正在被人类广泛消费使用的能源，如煤、石油、天然气、水力、核裂变等。常规能源为什么要学习锅炉？锅炉与能源利用能源是指自然界中能够转换成热能、光能、电能和机械能等能量的物质资源。常规能源迅速耗竭，人类不得不努力寻求可连续再生的、无污染的替代能源。包括太阳能、风能、海洋能、地热能、生物质能、核能等。

为什么要学习锅炉？一次能源二次能源可再生能源化石燃料核能能源分类热能电能合成燃料

为什么要学习锅炉？9一次能源核裂变能常规能源新能源化石燃料固体燃料液体燃料气体燃料生物质能可再生能源水能太阳能风能地热能海洋能核能核聚变能

电能汽、热水二甲醚(CH3OCH3)、乙醇氢能热能......二次能源最重要应用最广为什么要学习锅炉？

当代，人类利用能源的主要形式之一，是电能，利用各种能源转化成为电能。电力工业是国民经济发展中最重要的基础能源产业，在相当长的时期内，火力发电是我国主要的电力生产方式。我国，发电主要靠火力（>70%），其次是水力（<30%），很小一部分是核能（0.9%），其它更少。火力发电中，又以燃烧煤炭为主。石油和天然气较少用于发电。我国生产的煤炭约1/3用于发电，1/3用于工业锅炉，1/3用于化工等。

火力发电和工业生产就需要燃烧燃料，就需要锅炉。为什么要学习锅炉？

为什么要学习锅炉？能源是经济发展的引擎世界能源消费现状和发展趋势过去100多年世界能源消费变化

为什么要学习锅炉？13能源结构：石油仍居主导地位，占能源消费总量的36.8％，煤炭次之，占27.2％，天然气发展较快，已占23.7％，有三足鼎立之势。而水电与核能则相对势微，分别仅占6.2％和6.1％。

为什么要学习锅炉？中国能源消费现状与发展趋势

（一）锅炉的功能和分类：

锅炉是利用燃料等能源的热能或工业生产中的余热，将工质(主要是水)加热到一定温度和压力的换热设备。

通常意义的锅炉中一般要实现下述过程:燃烧热交换燃料的化学能烟气的热能蒸汽(或热水)的热能电站锅炉火电厂三大主机之一，火室燃烧。生产高温高压蒸气，适用各种燃料，热效率高、受热面复杂，向大容量、高参数发展。工业锅炉船用锅炉

（一）锅炉的功能和分类：生活锅炉适于各行业，火床燃烧，热效率低，容量较小。生产蒸汽（或热水）供给工业和民用所需热能，或通过蒸汽动力机械转换为机械能。作为船舶动力，体积小，重量轻，启停方便，变负荷能力强。一般采用低中压参数，炉膛容积热负荷高，水循环高度小的燃油锅炉。居民生活所需的蒸汽或热水之用。

（一）锅炉的功能和分类：循环流化床锅炉

（一）锅炉的功能和分类：

小资料

1、2004年底我国发电装机容量提高到447GW（4.47亿千瓦），年发电量达12500亿KWH，火电占82.3％，属于耗煤大户。

2、我国火电厂主力200～300MW燃煤机组的供电煤耗超过进口30％以上。

3、每年我国电站锅炉、工业炉窑与工业锅炉，耗煤占煤炭总消费量的2／3左右，也是造成我国大气污染的主要原因之一。因此，锅炉是能源利用领域中的重要设备和环节，关系国计民生，拥有巨大节能潜力。燃料及煤粉制备任务1：锅炉的作用任务2：锅炉的构成任务3：锅炉的容量，参数，效率单元一认识锅炉任务4：锅炉分类，锅炉型号任务5：电站锅炉的发展任务2：锅炉的构成

（二）电站煤粉锅炉机组组成电站锅炉是火力发电厂三大主机之一，又称为蒸汽发生器。现代电站锅炉最为庞大、复杂，技术成套性强，是多学科、多门类工业产品综合而成的蒸汽发生装置。

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

电厂生产过程

锅炉的构成及工作过程

锅炉的构成及工作过程燃烧效率：18％～36％热效率：16％～40％热效率：90～99％燃烧效率：97～99％（流化床）

锅炉的构成及工作过程

锅炉的组成锅炉锅炉本体辅助设备电站煤粉锅炉机组锅炉汽水系统由汽包、下降管、联箱、导管及各换热设备（水冷壁、过热器、再热器、省煤器等）组成。完成由水变成蒸汽的吸热过程。锅炉燃烧系统由炉膛、燃烧器、烟道、炉墙构架等部件组成，完成煤的燃烧放热过程。由送风机、引风机、燃料供应及制粉、除灰、除渣、测量控制等组成

“锅”和“炉”

“锅”指锅炉的汽水系统（用于吸热），用于盛放工质，并接受燃料燃烧放出的热量，使工质由水逐渐被加热至合乎要求的过热蒸汽。主要由汽包（锅筒）、下降管、联箱、水冷壁、省煤器、过热器、再热器和连接管道等组成。主要由受热面组成。

汽水系统汽机主凝结水

水水汽水混合物

给水泵省煤器汽包汽水分离器①

化学补充水

汽水混合物下降管下联箱水冷壁上联箱导汽管

水水水汽水混合物汽水混合物①饱和蒸汽过热蒸汽

过热器汽轮机调节级

锅内设备汽包水冷壁过热器加热饱和蒸汽至过热蒸汽，供给高压缸位于炉膛的四壁，吸收辐射热，使水受热蒸发，保护炉墙。存放工质和产生合格要求的饱和蒸汽再热器省煤器提高锅炉效率，降低锅炉的排烟温度，节约燃料重新加热已经部分作功、压力和温度都已降低的蒸汽，供给汽轮机的中低压缸作功

“炉”即燃烧系统（用于放热），它包括煤、风、烟系统，其任务是使燃料在其内部快速、稳定、完全地燃烧，放出热量，产生高温火焰和烟气。燃烧系统主要由炉膛、燃烧器、空气预热器和烟道等组成。

煤、风、烟系统

冷空气烟气烟气烟气烟囱

引风机

除尘器空气预热器

细微灰粒飞灰

（二次风）

灰渣沟

原煤排粉风机

（一次风）烟气烟气给煤机磨煤机燃烧器炉膛水平烟道尾部烟道

原煤风、粉风、粉

未燃煤粒灰渣

灰渣灰渣灰渣沟排渣装置冷灰斗

未燃煤粒未燃煤粒

炉内设备炉膛燃烧器空气预热器安装在锅炉的最末端，进一步降低排烟温度，提高锅炉效率。安装在炉墙上面，其作用是将燃料和空气以一定的速度送入炉膛内部，使燃料能够适时地着火，并迅速完全地燃烧。由水冷壁和炉墙围成，燃料在炉膛进行合理的燃烧

锅炉的辅助设备给水设备：包括给水泵、管道阀门等通风设备：送风机、引风机、烟风道、烟囱等制粉设备：原煤仓、给煤机、磨煤机、粗粉分离器、细粉分离器和排粉风机除尘设备：分离除去烟气中的飞灰颗粒，减轻飞灰对环境的污染和对引风机的磨损。除灰设备：除去锅炉底部的大渣和除尘器分离下来的细灰锅炉附件：安全阀、水位计、压力表、温度表、流量计、压力及水位声光报警装置、联锁保护装置等。

锅炉辅助系统输煤系统烟气脱硫系统控制测量系统排污系统除灰除尘系统给水系统送引风系统制粉系统辅助系统

小结：电站锅炉受热面锅炉受热面包括炉膛水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空气预热器等受热面汽水受热面中：给水预热、蒸发、过热以及再热①预热：省煤器②蒸发：水冷壁③过热：过热器④再热：再热器风烟系统受热面：空气预热器—加热空气

动手做从传热角度划分，电站锅炉受热面的类型有哪些？

受热面的类型从放热介质中吸收热量并传递给爱热介质的表面，称为受热面，如锅炉的炉胆、筒体、管子等。1.受热面主要以辐射方式从放热介质吸收热量的受热面，一般指炉膛内能吸收辐射热(与火焰直接接触)的受热面，如水冷壁管、前屏等。2.辐射受热面主要以对流方式从烟气中吸收热量的受热面，一般是烟气冲刷的受热面，如高低温对流过热器、再热器、省煤器等。3.对流受热面燃料及煤粉制备任务1：锅炉的作用任务2：锅炉的构成任务3：锅炉的容量，参数，效率单元一认识锅炉任务4：锅炉分类，锅炉型号任务5：电站锅炉的发展任务3：锅炉的容量，参数，效率

二、锅炉的特性有哪些？（一）锅炉参数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锅炉过热器出口蒸汽参数，包括：

额定蒸汽压力（对应规定的给水压力），单位是Mpa；

额定蒸汽温度（对应额定蒸汽压力和额定给水温度），单位是0C。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，单位为t/h（或kg/s）

最大连续蒸发量在额定蒸汽参数，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）

蒸汽参数主蒸汽压力:

指锅炉主汽阀出口处（或过热器出口集箱）的过热蒸汽压力(表压)（MPa)蒸汽温度:

指锅炉主汽阀出口处（或过热器出口集箱）的过热蒸汽温度。

（℃）锅炉给水温度:

指省煤器进口集箱处的给水温度。动力中压锅炉给水温度：150℃或170℃

动力高压锅炉给水温度：215℃

动力亚临界锅炉给水温度：260℃再热蒸汽流量再热蒸汽进口压力再热蒸汽出口压力再热蒸汽出口温度排烟温度162℃热风温度380℃

（三）锅炉机组安全、经济性指标

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，如7000小时

锅炉可用率（约90%）（总运行小时数+总备用小时数）/统计期间总小时数（一年）

锅炉的事故率（约1%）锅炉总事故停炉小时数/（总运行小时数+事故停炉小时数）全厂事故70%为锅炉事故锅炉事故中60%～70%为四管爆破安全性指标

锅炉机组经济性指标

热效率（>90%）

净效率燃烧效率式中Q1—锅炉有效利用热，kJ/kg；

Q

r—锅炉在单位时间内所消耗燃料的输入热量,kJ/kg；

—锅炉机组自身所需的热量，kJ/kg；

—锅炉机组自身电耗对应的热量，kJ/kg；、—锅炉化学、机械未完全燃烧热损失，%大容量电站锅炉热效率大于90%；工业锅炉约60～80%）锅炉有害物质排放物：SO2,NOx,CO2,CO锅炉燃烧产生的污染物主要有：烟雾、粉尘等

火力发电厂锅炉烟尘及有害气体最高允许排放浓度本标准实用于：第三时段（2004.1.1起新建火电厂）火电厂两控区（SO2排放大或酸雨严重地区）及入炉煤Q>12550的火电厂排放物粉尘/mg.m-3SO2/mg.m-3NOx(以NO2计)/mg.m-3排放量50400Vdaf<10%110010%<=Vdaf<=20%650Vdaf>20%450燃料及煤粉制备任务1：锅炉的作用任务2：锅炉的构成任务3：锅炉的容量，参数，效率单元一认识锅炉任务4：锅炉分类，锅炉型号任务5：电站锅炉的发展任务4：锅炉分类，锅炉型号

（二）锅炉类型

按用途分：电站锅炉：用于发电，参数高、容量大；工业锅炉：用于工业生产和供热，参数低、容量小。其中，又有蒸汽锅炉和热水锅炉。

方式层燃炉室燃炉流化床炉旋风炉燃料块状粉状、雾状、气态固体颗粒固体颗粒

按锅炉燃烧方式分：层燃炉、室燃炉、流化床炉、旋风炉二、锅炉的特性有哪些？

层燃炉：煤块在炉排上燃烧，燃烧所需空气从炉排低下送入,炉排在旋转。旋风炉：燃料和空气在高温旋风筒内高速旋转，细小的燃料颗粒在其中悬浮燃烧，较大的颗粒被抛向筒壁液态渣膜上进行燃烧。流化床炉：固体燃料在高速气流作用下，在布风板上的床料层上下翻滚，呈流化状态燃烧。室燃炉：燃料以粉状、雾状或气态随空气喷入炉膛，悬浮燃烧。二、锅炉的特性有哪些？

二、锅炉的特性有哪些？

按锅炉蒸发受热面中工质流动方式分：

自然循环汽包锅炉

具有汽包，利用下降管和上升管（水冷壁）中工质密度差产生工质循环。循环倍率(?)约为4～10，是亚临界压力以下锅炉的主要形式。

强制循环汽包锅炉

具有汽包和循环泵，利用循环回路中工质密度差和循环泵压头使工质循环。循环倍率约为3～5，只能在临界压力以下应用。泵汽包联箱下降管受热面

二、锅炉的特性有哪些？

二、锅炉的特性有哪些？直流锅炉无汽包，给水靠给水泵压头一次通过各受热面产生蒸汽，循环倍率约为1，可在高压以上任何压力下应用低倍率循环锅炉无汽包，具有汽水分离器和再循环泵，靠再循环泵实现工质再循环,循环倍率约为1.2～2，多用于亚临界压力泵汽包联箱下降管受热面

二、锅炉的特性有哪些？

二、锅炉的特性有哪些？

二、锅炉的特性有哪些？按锅炉参数分：低压（表压≤2.4MPa）、中压(表压2.9~4.9MPa)、高压(表压7.84~10.8MPa)、超高压(表压11.8~14.7MPa)、亚临界压力(表压15.7~19.6MPa)、超临界压力(超过临界压力22.1MPa)、超超临界压力锅炉。22.1--15.7-19.611.8-14.77.84-10.82.94-4.9超临界亚临界超高压高压中压自然循环强制循环直流低倍率--2.45低压

二、锅炉的特性有哪些？按炉内烟气压力分类负压锅炉微正压锅炉(2～3kPa)增压锅炉(大于300kPa)

二、锅炉的特性有哪些？炉型布置分类

小知识目前国内已经使用的火力发电机组为：

汽轮机：600MW,锅炉：1950t/h,压力：25.5MP

国外：汽轮机：1300MW,锅炉：4300t/h临界点：

水的临界压力和温度:22.5MPa，378℃；在这个压力和温度时，水和蒸汽转化汽化潜热等于零，不存在两相区，即水变成蒸汽是连续的，并以单相形式进行，就叫水的临界点。

锅炉蒸汽参数的沿革发展按蒸汽参数（压力）分低压锅炉:1.3MP以下中压锅炉:2.5~3.9MP（20世纪20~40年代）高压锅炉:9~9.8MP（50年代）超高压锅炉:11.8~14.7MP（60年代）亚临界锅炉:15.7~19.6MP（70年代）超临界锅炉:23~25MP（70年代后）超超临界压力锅炉：27.0MPa以上

锅炉蒸汽参数的沿革发展

自然循环锅炉的优点是可以将汽包内含杂质浓度较高的水连续排去一部分(连续排污),还可以在水冷壁下部定期放水,除去沉淀的水渣(定期排污),对给水质量要求稍低,自动调节系统较简单。目前我国火电厂采用的锅炉绝大部分是自然循环锅炉。

锅炉的汽压越高,饱和蒸汽与饱和水的比重就越接近,使炉水自然循环的动力也越小.如果设计,运行不当,就容易发生水循环不良,引发爆事故.一般汽压超过16.6MPa(170大气压)时不宜采用此种锅炉.直流锅炉的特点是没有汽包,水在给水泵的下,一直流过锅炉的蒸发部分,不往返循环,如图2-5所示。

直流锅炉的优点是没有汽包,比较容易制造,钢材耗量少,缺点是不能排污,对水质要求高,自动调节也比较复杂.直流锅炉可用于任何蒸汽参数,特别适用于超高压以上的电厂。

电站锅炉型号

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